化学实验的设计与评价

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1、化学实验的设计与评价化学实验的设计与评价1有一种工业废水，已知其中含有大量 FeSO4，少量 Ag+和 Na+，以及部分污泥。试设计一个既经济又合理的方法以回收金属银、硫酸亚铁。分步列出实验步骤，并说明每一步骤的目的不必写化学方程式。上海 86五3答：1 过滤除去污泥，2 滤液中加入过量铁粉，使 Ag+还原为金属银，3 过滤，将 Ag 和过量铁粉从溶液中分离出来，4 将混有铁粉的 Ag 用稀硫酸处理，使 Fe 溶解，5 过滤，分离出银，6 将第3和5步的滤液合并，蒸发浓缩，冷却，使硫酸亚铁结晶析出，7 过滤，得到硫酸亚铁晶体，Na+留在母液中。2电子工业常用三氯化铁腐蚀印刷线路版。发生如下反应

2、：2FeCl3Cu2FeCl2CuCl2 如何从腐蚀后的废液中回收铜及制取纯净的三氯化铁，写出有关化学方程式。回收及纯制过程中可选用任何试剂，但不能引入杂质离子。北京师范 88二2答：在废液中加入过量铁屑，反应后过滤，得 Cu、Fe 固体混合物。在固体混合物中加入过量盐酸，铁转变为 FeCl2，过滤得 Cu。混合两次滤液，通入过量 Cl2，得 FeCl3溶液，蒸发、结晶得 FeCl3固体。3今用铁粉、食盐为主要原料水、空气等不作限量，实验室制备一定量的氢氧化铁，可分别采用如下两种实验方案：首先：第步 2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2第步 H2Cl22HCl方案：Fe Fe2+ FeOH2

3、 FeOH3 过滤、洗涤、烘HCl NaOH 放置空气中干即可方案：Fe Fe2+ Fe3+ FeOH3 过滤、洗涤、烘干即可HCl 2Cl NaOH1 请问上述哪一种方案比较节约时间 。2 请问上述哪一种方案比较节约试剂提示：可从每生产 1 mol FeOH3所消耗的试剂用量予以思考 。3 原料相同，请设计更为节约实验步骤的方案以化学方程式表示3 1 2 3 2Fe3Cl22FeCl3；FeCl33NaOHFeOH33NaCl4实验室用锌粉和稀硫酸反应并用排水法收集一瓶氢气。1 画出最简单的实验装置的示意图，示意图中的仪器可以用下面的方法表示：敞口玻璃容器 有塞玻璃容器 导管画图：2 在装置

4、中加入反应物时，应该先加入 ，后加入 。3 如果现在只有一支大试管直径 2 cm和一支小试管直径 15 cm两件仪器，如何用这两支试管制取一试管氢气？请画出实验装置图，方法同1。画图：4 1 2 锌粒；稀硫酸 3 5实验室用浓盐酸和 MnO2加热制 Cl2并用 Cl2和 Ca(OH)2反应制少量漂白粉，现已知反应：2Cl22Ca(OH)2CaCl2Ca(ClO)22H2O，温度稍高即发生副反应：6Cl22Ca(OH)25CaCl2Ca(ClO3)26H2O 现有三个学生分别设计的三套实验装置如下： 请从 a. 不易控制反应速率 b. 容易控制反应速率 c. 有副反应发生 d. 可防止副反应发生

5、 e. 污染环境 f. 可防止污染环境几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评价，并选择符合题目要求的选项填在空格内：（用字母表示）甲装置：优点 ，缺点 。乙装置：优点 ，缺点 。丙装置：优点 ，缺点 。 请从上述甲、乙、丙装置中选取合理的组成部分，组装一套较完善的实验装置，装置各部分按气流从左到右的方向是（用字母表示） 。 实验中若取 12 mol / L 盐酸 50 mL 与足量 MnO2反应，最终生成 Ca(ClO)2的物质的量总是 0.15 mol(填大于.小于或等于)其可能原因是：（假定各步反应均无反应物质损耗，且无副反应发生） 。5 1 d；ae；f；ac；b；ce 2 FB

6、E 3 小于；浓盐酸逐渐变稀，稀盐酸与MnO2不反应，浓盐酸不能全部参加反应，所以生成的 Ca(ClO)2少于 0.15 mol6某学生拟用 50 mL NaOH 溶液吸收 CO2气体，制备 Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量，生成，他设计了如下实验步骤： 用 25 mL NaOH 溶液吸收过量的 CO2气体，至 CO2不再溶解； 小心煮沸溶液 12 分钟； 在得到的溶液中加入另一半25 mLNaOH 溶液，使溶液充分混合。回答下列问题：1 他能否制得较纯净的 Na2CO3？理由是什么？2 按他的设计，第步实验装置如下： 装置 A 使用的试剂石灰石和盐酸溶液。可否使用纯碱代替石灰石

7、？ 装置 B 使用的试剂是 ，作用是 为了便于后续实验的煮沸、混合等操作，装 NaOH 溶液的容器还可使用 填仪器名称 有人认为实验步骤的顺序对调，即先混合，再煮沸，更合理，你认为呢？为什么？6 能；实验生成 NaHCO3，其中溶解的 CO2气体煮沸时除去，在实验中NaHCO3恰好被 NaOH 中和完全转化为 Na2CO3。 不能；实验中使用的 CO2气体发生器，只适用于块状固体和液体反应。Na2CO3是粉末状固体。 锥形瓶 不合理；若不先驱除溶液中溶解的 CO2气体，实验加入的 NaOH 将有一部分消耗于与 CO2气体的反应，使 NaHCO3不能完全转化为 Na2CO3。7选择使用下列仪器含

8、药品，验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含有 NON2和 O2的用量可自由控制已知： NONO22OH2H2ONO2 气体液化温度 NO2：21，NO：152 现有甲、乙、丙 3 位同学分别设计了以下 3 个实验方案用仪器的连接顺序表示：甲：ACFDB乙：ABCE丙：AFDB甲、乙、丙 3 位同学提出的实验方案是否能验证 Cu 与适量浓硝酸反应，产生的气体中含有 NO填“能”或“不能”甲 ，乙 ，丙 反应前先通足量的 N2，其目的是 。 确认气体中含有 NO 的现象是 。7 能；不能；不能 排尽整个装置中的空气，防止产生的 NO 被空气中的 O2氧化 D 装置中通入 O2后有红棕色气体生成8

9、实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物是棕红色、易潮解，100左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置、左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（）和（）所示。试回答：MCE2000241 B 中反应的化学方程式为：_;2 D 中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是；_。3 D 中反应化学方程式为：_。4 装置（）的主要缺点是：_ 。5 装置（）的主要缺点是：_。如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：_。 8 1 MnO24HClMnCl22H2OCl2或2KMnO416HCl2KCl2MnCl25Cl28H2O 2 B 中的反应进行一段时间

10、后，看到黄绿色气体充满装置，再开始加热 D 3 2Fe3Cl22FeCl3 4 导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染 5 产品易受潮解；在瓶 E 和 F 之间连接装有干燥剂的装置其它既能防止产品潮解又能防止尾气污染环境的合理答案也可以9实验室在制取某些有毒气体时，为了尽量防止毒气逸散造成空气污染，有人设计了如下图所示的装置。并设想用或两种简易装置代替中 bc 部分，以求达到同样的目的。试回答：1 若用制取氯气，b 瓶中宜加入的液体一般为 。在选取试剂正确且适量的前提下，反应开始后，当关闭活塞时发现 c 中液面不明显上升，估计可能的原因是。检查原因的简单方法是 。2 若在中用 Na2S

11、O3固体与 11 的硫酸制取 SO2气体，通常可以对中制气装置进行怎样的简单改动？ 。b 中的液体一般应选用 。3 装置 中 b 瓶能防止多余气体逸散的原因是简要回答 4 用或代替中的 bc 部分，是否可行？ 简要说明理由：。9 1 饱和食盐水；装置漏气；用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各连接口处检验，漏气处试纸变蓝色2 撤掉酒精灯或熄灭酒精灯；饱和 NaHSO3溶液3 关闭活塞后，若 a 中仍有气体发生，气体压力增大，将 b 中液体压入 c 中，整个装置成为储气装置，不会有气体逸出4 可行；不可行：与原理相同；而中的 C 瓶因密闭，体积不能改变，压强增大时有危险10水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气

12、，其主要成分是 CO、H2、CO2和水蒸气。请用下列装置设计一个实验，以确认混合气中含有 CO 和 H2。1 连接上述装置的正确顺序是：填各接口的代码字母混合气 接 接 接 接 2 确认混合气中含有的实验现象是： ，其理由是 。10 (1) (F)(E)接(D)(C)接(A)(B)或(B)(A)接(J)(I)接(H)(G)(2) 黑色氧化铜变红，无水硫酸铜变蓝；因为 H2通过灼热的 CuO 后生成 Cu 和水蒸气，水蒸气使无水硫酸铜变蓝。11实验室可以通过三条途径按不同要求来制取氮： 加热条件下用 NH3还原 CuO 得纯净 N2和活性铜粉； 将空气通过灼热的活性铜粉制得较纯净的 N2； 加热 NaNO2一种致癌物质，有剧毒与 NH4Cl 的混合物浓溶液制取 N2。如图