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1、非选择题专项训练四化学实验设计与评价1. (2015江西省临川一中模拟)氮化铝(A1N)是-种新型无机非金属材料。某A1N样品仅含有 AI2O3杂质，为测定A1N的含量，设计如下三种实验方案。己知:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3t方案1取一定量的样品，用以下装置测定样品中A1N的纯度(夹持仪器已略去)。(1) 上图C装置中球形干燥管的作用是0(2) 完成以下实验步骤:组装好实验装置，首先，再加入实验药品。接下来的实验操作是，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液至不再产生气体。打开心通过氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的 是o(3) 由于装置存在缺陷，导致
2、测定结果偏高，请提出改进意见:o方案2用下图装置测定m g样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去)。(4) 为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是(填字母)。A.CCUC.NH4CI 溶液B.H2O(5) 若加g样品完全反应，测得生成气体的体积为VmL(B转换为标准状况)，则A1N的质量分数 为方案3按以下步骤测定样品中A1N的纯度：丽而|过譽严过驚彎滤液滤渣固体(加2 g)(6) 步骤生成沉淀的离子方程式为o(7) 若在步骤中未洗涤，测定结果将(填“偏高几偏低”或“无影响J2. ( 2015届四川成都模拟)碳钱是一种较常使用的化肥，它在常温下易分解。某化学兴趣小组 对碳镀的成分存在疑
3、问，进行了如下探究。定性实验检验溶液中的阴、阳离子。取少量固体放入试管中，加入盐酸，把生成的气体通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成。再另取少量碳镀放入试管中，加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，石蕊 试纸变蓝色。(1) 根据实验现象，推测碳讓中所含有的阴离子可能是和o根据实验现象，碳钱与足量NaOH溶液加热反应的离子方程式可能 是0定量实验测定碳镀中碳元素和氮元素的质量比。 该兴趣小组准确称取Q g碳讓,加热使之分解，并把产物通入碱石灰中,如下图所示。碱石灰(3) 碳鞍固体应放在中进行加热。A.试管B.蒸发皿c.烧瓶D.tyts(4) 从安全的角度考虑，尾气处理的装置可
4、以选用B(5) 若灼烧后没有固体残余，称量U形管在实验前后的质量差为b go由此测得氮元素的质量是 go(6) 为了测定碳钱中碳元素的质量，他们设计的实验方案是将a g碳钱完全溶解于水，加入过量BaCb撚后测定生成沉淀的质量。请你评价该方案是否合理?(填“合理”或“不合理),理由是O3. (2015湖北武汉检测)三苯甲醇(C6H5)3COH是一种重要的化工原料和医药中间体。实验 室合成三苯甲醇的实验装置如图所示。已知:过程中生成的中间物质格氏试剂易发生水解反应; 部分相关物质的沸点如下:1物质|沸点厂c|三苯甲酸380 J|乙瞇34.6 I膜苯 156.2 三苯甲醇的相对分子质量为260o请回
5、答下列问题：(1) 装置中玻璃仪器B的名称为；装有无水CaCl2的仪器A的作用是o(2) 装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是；制取格氏试剂吋要保持温度约为40 C,可以采用加热方式。(3) 制得的三苯甲醇粗产品中含有乙醯、澳苯、氯化钱等杂质，可以设计如下提纯方案：丽哥時铐溶解、过建碗涤、世母丽英中，操作的名称是；洗涤液最好选用(填字母序号)。a.水b.乙醸c.乙醇d.苯检验产品己经洗涤干净的操作为o(4) 纯度测沱:称取2.60 g产品,配成乙醸溶液，加入足量金属钠(乙瞇与钠不反应)，充分反应后,测得生成的气体在标准状况下的体积为100.80 mLo则产品中三苯甲醇的质量分数
6、为C4. (2015届重庆巴蜀中学模拟)硼位于IIIA族，三卤化硼是物质结构化学的研究热点，也是重要 的化工原料三氯化硼(BC13)可用于制取乙硼烷(B2H6),也可作有机合成的催化剂。查阅资料BC13的熔点为07.3 C,沸点为12.5 C;2B+6HC1A2BC13T+3H2T；硼与铝 的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应。设计实验某同学设计如图所示装置制备三氯化硼：饱和食浓硫酸 盐水硼粉(B)D冰水浓硫酸-0HF G请回答下列问题：(1) 常温下，高猛酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应，两个反应的产物中镭的价态相同。写出高镐酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程 式:(2) E
7、装置的作用是。如果拆去B装置，可能的后果是o(3) 写出D装置中发生反应的化学方程式:;实验中可以用一个盛装(填试剂名称)的干燥管代替F+G装置，使实验更简便。(4) 三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾，写出该反应的化学方程式:o实验室保存三氯化硼的注意事项是o(5) 为了顺利完成实验，正确的操作是(填序号),并解释原因O 先点燃A处酒精灯,后点燃D处酒精灯 先点燃D处酒精灯,后点燃A处酒精灯 同时点燃A、D处酒精灯(6) 请你设计一个简易实验,验证制得的产品中是否含有硼粉:_。5. (2015湖北武汉检测)某化学兴趣小组为研究过氧化钠与S02的反应情况，进行如下探究。(1) 提
8、出假设向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO?,对反应后的固体产物成分及反应原理提出如下 假设：假设一:反应后固体中只有Na2SO3,ffi明SO2未被氧化；假设二:反应后固体中只有NazSCU,证明SO?完全被氧化；假设三:反应后固体中，证明SO?部分被氧化。(2) 定性研究为验证假设三，该小组进行如下研究，请你完成下表中内容。实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期的实验现象和结论取适量反应后的固体放入试管中，(3) 定量研究通过测量气体的体积判断发生的化学反应，实验装置如下:-lOmol-L-1 硫酸过氧化钠礙石灰hil tfi 装宣A装置B B中所盛装试剂的名称为_。 装置D的作用是 请
9、画出实验装置E。 实验测得装置C中过氧化钠质量增加了 m g,装置D质量增加了加2 g,装置E小收集到的 气体为VL(已换算成标准状况下)，用上述有关测量数据进行填表判断。SO2被氮化的程度1/与W|或Hh的关系未被氧化完全彼氧化V-0部分被氧化参考答案1. 答案:(1)防止发生倒吸(2) 检查装置气密性 关闭2,打开K?把装置中残留的氨气全部赶入C装置中(3) 在C装置出口处连接一个干燥装置(4) AD(5)(5) A1+CO2+2H2O=HC+A1(OH)3；偏高解析:(3)C装置必须准确测定NH3的质量，由于外界水蒸气会进入C装置,造成测定结果偏高, 故应在C装置出口处连接一个干燥装置。
10、(4)X液体不能溶解NH3,所以应选用有机溶剂，如植 物油、CCb、苯等。(5) oQAlN-ANaAg竺A1(OH)3慈AI2O3,若步骤中未洗涤A1(OH)3固体,会造成牝偏大，从而使测定结果偏高。2. 答案:(1)HC C(2) N+0H NH3T+H2OHC+OH =C+H2O(或 N+HC+20H NH3T+C+2H2O)(3) A (4)A (5)(/b)(6) 不合理 因为碳钱中可能含有HC,不能与BaCl2产生沉淀，所测得碳元素质量分数 不准确合理 因为碳镀中只含有C,加入BaCI2能完全生成沉淀，可准确测得碳元素的质量 不合理 测得的结果不准确(答案合理即可)解析:(1)HC
11、和C均能与HC1反应产生CO?气体，加碱产生的碱性气体只有NH3,因而碳铁是 (NH4)2CO3或NH4HCO3。由于灼烧固体后对气体成分进行探究，故不能用堆坍加热，要用试 管。(4)尾气主要成分是氨气,B、C均不能起到防倒吸作用。(5)碱石灰的干燥管吸收C02和 氏0,原样品减轻的质量(a-b) g为氨气的质量。3. 答案:(1)冷凝管 防止空气中的水蒸气进入装置，避免格氏试剂水解(2) 平衡压强，使漏斗内液体顺利滴下 水浴(3) 蒸锚或分饰a取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成，则 已经洗涤干净(4) 90%解析：(1)图中玻璃仪器B的名称是冷凝管，白于格氏试剂容易水
12、解,A的作用是防止空气中的 水蒸气进入装置,避免格式试剂水解。(2) 装置宇滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是平衡压强，使漏斗内液体顺 利滴下;利用水浴加热，受热均匀，便于控制温度。(3) 三苯甲醇粗产品中含有乙瞇、澳苯、苯甲酸乙酯等有机物，三苯甲醇的沸点最高，所以 先用蒸锢或分馆的方法除去有机杂质;由于氯化铁溶于水，不溶于有机溶剂，所以洗涤液选用 水，故选a;检查洗涤是否干净的一般步骤是:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶 液,若无沉淀生成，则已洗涤干净,反之则未洗涤干净。(4) 由2OHH2,可知三苯甲醇的物质的量是x2=0.009 mol,所以产品中三苯甲醇的质量 是0
13、.009 molx260 gmo】=2.34爲则产品中三苯甲醇的质量分数=xl00%=90%。4. 答案：(l)2Mn+1OCP+16H+ =2Mn2+8H2O+5Cl2?(2)冷却和收集三氯化硼 硼粉与氯化氢反应生成的产物中有氢气,加热氢气与氯气的混 合气体，易发生爆炸 2B+3C122BC13 碱石灰(4) BC13+3H2OH3BO3+3HCIT 密封冷暗处保存(5) 排尽装置中的空气，避免氧气和硼粉反应生成B2O3(或避免生成的三氯化硼与水 蒸气反应)(6) 取少量样品于试管中，滴加浓孩氧化钠溶液,若有气泡产生，则样品中含有硼粉;若无气 泡产生，则样品中无硼粉解析:(1)在A装置中用高
14、猛酸钾固体粉末与浓盐酸发生反应可以制取氯气，反应的方程式为 2Mn4-10Cl+16H+2Mn2+8H2O+5Cl2To (2)由于浓盐酸有挥发性，所以在氯气中含有HC1,用饱和NaCl溶液除去HC1杂质，用浓硫酸进行干燥，在D中发生反fi:3Cl2+2B2BC13o E装置的作用是冷却和收集三氯化硼;如果拆去B装置，可能会发生反应2B+6HC12BC13T+3H2T,在D中加热氢气与氯气的混合气体,易发生爆炸。为防止倒吸及BCh水解，在E与G之间连 接一个盛有浓硫酸的装置。在实验中也可以用一个盛装碱石灰的干燥管代替F和G装置，使 实验更简便。(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和
15、白雾，该反应的化学方程式是 BC13+3H2OH3BO3+3HClt;因此在实验室保存三氯化硼时要密封保存，防止受潮水解。 先点燃A处酒精灯,待整套装置中都充满CI2后再点燃D处酒精灯，使之发生反应。(6)白于 B的性质与A1相似，既能与强酸反应放出氢气，也能与强碱反应放出氢气，所以取少量样品于 试管中，滴加浓NaOH溶液，若有气泡产生,则样品中含有硼粉。5. 答案:为NazSOs和Na2SO4的混合物实验步骤(不要求写 出具体操作过程)预期的实验现象和结论加少量水溶解，加入BaCb溶液, 再加入稀盐酸。加入BaCl2溶液有白色沉淀产生，加入稀盐酸沉淀部分溶解，证明 原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠。
