化学实验设计与评价习题3

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1、化学实验设计与评价习题1 （9 分）实验室用铜和硫酸制取 CuSO4有几种方法：甲学生进行了下列实验：取 6.4g 铜片和 10mL18molL1浓硫酸放在圆底烧瓶中 共热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余。他根据自己所学的化学知识， 认为烧瓶中还有较多的硫酸剩余。他这样认为的理由是： 乙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是 2Cu+O2 2CuO；CuO+H2SO4 CuSO4+H2O。对比甲的方案，乙同学的优点是： 为了同样达到乙同学的优点，你能不能根据电化学原理也设计一个用铜和硫酸制 取 CuSO4的方案？（其它材料任选）2 （19 分）草酸晶体（H2C2O42H2O

2、）与浓硫酸共热可制得 CO 气体，化学方程式为：H2C2O42H2O CO+CO2+3H2O某学生用草酸晶体（H2C2O42H2O）与浓硫酸共热所得到的气态产物进行实验，以验 证 CO 的还原性及其被氧化后的产物（1）该学生所设计的实验装置如下图，回答有关问题：上述实验装置中三个洗气瓶分别盛有澄清石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸，则甲应盛 ，其作用是 ；乙应盛 其作用是 。丙装置中能说明 CO 具有还原性的实验现象是 。反应的化学方程式是 。丁装置的作用是 。（2）在实验过程中，该学生发现应对上述实验装置进行一些改进，才能保证实验的科 学性和安全性。请回答下列问题：浓硫酸为确证通往玻璃管的 CO

3、气体中已除去 CO2，可在甲和乙之间连接 。（填装置序号）在装置丙和丁之间连接 b 装置，其作用是 。为了防止余气对实验室或环境造成污染，可在装置丁后连接 。 （填装置序 号） 3 （18 分）某学生要用浓硝酸法（测定反应生成气体的量）测定某铜银合金中铜的质量分 数。资料表明：反应中除生成 NO2气体外，还会有少量 NO 生成； 常温下 NO2 与 N2O4混合存在，在低于 0时几乎只有无色的 N2O4液体（或晶体）存在。为完成 测 定并验证确有 NO 生成，该学生设计的实验装置如下图，试回答：（1）实验前要先打开 A 装置的活塞 K1，通入一段时间氮气后再关闭 K1其目的和原因是 。 （2）

4、装置 B 的作用是 。 （3）实验时 A 中反应停止后，打开 D 装置导管的活塞 K2并通入氧气，若反应确有 NO产生，D 中的现象是 ；实验时发 现通入氧气温度的高低对实验有较大的影响，为便于观察应通入（填“冷”或“热” ）的氧气，其原因是（用所学过的理论知识解释） 。 （4）为减小测量误差，在 A 中反应完成和 D 中出现现象后，还应进行的操作是 。 （5）若设反应中硝酸无挥发也无分解，且溶液的体积变化忽略不计，实验已测得以下数据：铜银合金的质量、浓硝酸的物质的量浓度及体积（过量） 、E 装置反应生成物中氮元素的质量；为确定合金中铜的质量分数，还需测定的数据是 （6）若实验只测定 Cu 的

5、质量分数，不检验 NO 的产生，则在铜银合金与浓硝酸反应后，只需简单实验操作（不使用 BE 连续装置）就可达目的，简述实验过程 4 （18 分）某研究性学习课题组拟进行课题研究，他们研究的专题是H2O2分解反应中使 用的 MnO2是该反应的催化剂 。他们的研究步骤是： 称取 a g 的 MnO2加入到 H2O2中 充分反应后将混合物过滤得不溶物将滤出物加热、烘干、称重 将称重后的固体与浓盐酸混合加热 请回答下列问题： （1）步骤用托盘天平称量 MnO2的第一步操作是 。 （2）步骤某同学开列的实验用品为：蒸馏水、烧杯、带铁圈的铁架台、漏斗，还缺 少的必要的仪器和用品是 。 （3）步骤若称得的质

6、量小于 a g，试分析原因（说出一种即可）： 。 （4）课题组拟用右图所示的装置进行步骤的 研究。盛放药品前，怎样检验此装置的气 密性： ； 分液漏斗中盛放的液体是 ，烧瓶中反应 的化学方程式为 ； B 装置的作用是 ；C 中 若有 AgNO3溶液，实验过程中观察到的现象是 。 5 （16 分）实验室为测定某工业废水中含酚（以苯酚计）量，进行如下操作：（1）分别称取 3.34gKBrO3和 11.90gKBr，混合后置于烧杯中，加蒸馏水使其溶解。用（填仪器名称下同）引流注入 ，最后用 滴加蒸馏水定容，配成 1L 溶液。（2）称取 gNa2S2O35H2O，用同样方法准确配制 1L0.1molL

7、-1的标准溶 液。（3）准确量取 100mL 含酚（以苯酚计）水样，准确滴加 KbrO3KBr 混合液 15。00mL 并加适量盐酸将水样酸化。此时两种钾盐反应生成 Br2，立即跟苯酚反 应生成沉淀。（4）上述反应完成后，再加入约 1gKI，放置 5min，然后用 作指示剂，再 用 Na2S2o3标准溶液滴定至蓝色恰好消失为止（反应为： Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6） ，用去 10.80mLNa2S2O3溶液。（5）求水中酚的含量（mgL-1）是否符合国家有关废水允许排放的标准（国家标准为 酚的含量0.5mgL-1）6 （16 分）一支干燥的小试管中装有少量白色物质（约占试管

8、容积的 1/10） 。已知该白色物质是碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸钠和氯化钠中的一种，现通过加热试管中的固体，只用蒸馏水、石蕊试纸或 pH 试纸进行鉴定。（1）按照顺序写出主要实验步骤及操作要点（使用酒精灯和试管夹的方法不必叙述，其它要点要说清楚） （2）填写下表：白色物质判断依据有关化学方程式（或离子方程式）碳酸氢铵碳酸氢钠碳酸钠氯化钠7 （23 分）无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，在 178升华。装有无水氯化铝的试剂 瓶久置潮湿空气中，会自动爆炸并产生大量白雾。氯化铝常作为有机合成和石油工业 的催化剂，并用于处理润滑油等。工业上由金属铝和氯气作用或由无水氯化氢气体与 熔融金属铝作用而制得。

9、某课外兴趣小组在实验里，通过如图装置制取少量纯净的无水氯化铝。（1）开始实验时，不能先点燃 A 装置的酒精灯，后打开分液漏斗的活塞，将适量浓硫 酸注入烧瓶里，其理由是 ； （2）装置中发生反应的化学方程式； （3）在处可收集到纯净的氯化铝，其原因是； （4）装置，中的试剂分别为、如果没有 、两装置二使气体直接进入 D 管，将对实验产生不良的后果是； （5）整套装置尚存在明显的不足，提出改进办法并加以解释（6）无水氯化铝在潮湿空气中，会产生大量白雾，有关反应的化学方程式为 。 8 （14 分）下列图（）和（）是有关硝酸和铜反应的实验装置示意图，请回答下列问 题：（1）写出制取 NO 气体的离子方

10、程式 。（2）某同学用装置（）进行实验，通过排水法收集到无色气体证明稀 HNO3与 Cu反应生成的气体是 NO，是否可行？ 原因是 。 （3）有人设计了装置（）进行实验，证明稀硝酸与 Cu 反应生成的 NO 气体。请将 有关操作补充完全：将活塞打开，从 U 型管的长管口 a 注入稀 HNO3至 为止，关闭活塞。用酒精灯在 处微热，当 U 型管 左侧产生气泡时，立即撤去酒精灯。 （4）用装置（）进行实验时，一段时间后反应可自动停止，原因是 。 （5）用装置（）进行实验时，如何证明生成的无色气体是 NO？ 。 9 （21 分）工业制纯碱时的第一步是通过饱和食盐水、氨和二氧化碳之间的反应，获得碳 酸

11、氢钠晶体，第二步是利用碳酸氢钠制取纯碱。第一步的反应原理可以用以下的两个 化学方程式表示，两个反应的总结果是放热反应。 NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl（饱和）=NaHCO3（晶体）+NH4Cl 某校学生化学活动小组欲在实验室中模拟制纯碱的第一步过程，以获得碳酸氢钠 晶体。可供选择的试剂有：6molL1盐酸、6molL1硫酸、浓氨水、氢氧化钠、 消石灰、石灰石、氯化铵、食盐、蒸馏水和冰。该小组学生设计的最简单的实验装置 如下图：（1）图中空白 A 处所用装置是（从装置 I、II）中选择） 。（2）请写出图中 A、B、C、D 处各仪器中盛放试剂的名称： A B C

12、 D （3）装置 D 的作用是 。（4）辅导教师指出要获得较多量的碳酸氢钠晶体，此套装置还有不足之处，请说明其 原因并加以改进：（5）利用本题所提供的试剂（只限一种）及试管、酒精灯等主要仪器，通过简单实验 判断该实验得到的产品是碳酸氢钠晶体，而不是碳酸氢铵或食盐晶体，简述操作 过程、现象及结论。 10 （20 分）实验：将硫酸亚铁晶体（FeSO47H2O）加入如图（11）中所示的干燥试管 A 里， 隔绝空气加强热充分反应后，试管 A 中得残留固体甲，在试管 B 内得到无色液体乙。 取出甲放在图（12）中的石英管 C 的中部，连接好其他部分的仪器后，开启旋塞 K，逐滴 滴加乙醇使 C 管左部石棉绒（一种纤维状硅酸盐材料，很稳定，不燃烧）浸润吸足，关闭 K，然后加热，几分钟左右（加热过程中还可以较快地开启、关闭旋塞 K 来补充乙醇并使 之通入石棉绒里） ，可观察到甲的颜色由红棕色逐渐变为黑色。反应停止后，取试管 E 中 的液体 0.5mL 逐滴加入到含新配制的银氨