化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)(建議用時(shí)：35分鐘)1(2019·山西名校模擬)“侯氏制堿法”是我國化工專家侯德榜為世界制堿工業(yè)作出的突出貢獻(xiàn)。某實(shí)驗(yàn)小組模擬“侯氏制堿法”的工藝流程及實(shí)驗(yàn)裝置(部分夾持裝置省略)如下：下列敘述錯(cuò)誤的是()A實(shí)驗(yàn)時(shí)先點(diǎn)燃裝置的酒精燈，過一段時(shí)間后再打開裝置中分液漏斗的旋塞B裝置的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脫脂棉，作用是吸收多余的NH3C向步驟所得濾液中通入氨氣，加入細(xì)小的食鹽顆粒并降溫，可析出NH4ClD用裝置加熱碳酸氫鈉可實(shí)現(xiàn)步驟的轉(zhuǎn)化，所得CO2可循環(huán)使用D固體NaHCO3加熱不能用燒杯，D錯(cuò)誤。2(2019·廣東模擬)MnSO4·H2O是一種易溶于水的微紅色斜方晶體，某同學(xué)設(shè)計(jì)下列裝置制備硫酸錳：下列說法錯(cuò)誤的是()A裝置燒瓶中放入的藥品X為銅屑B裝置中用“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率C裝置用于吸收未反應(yīng)的SO2D用裝置反應(yīng)后的溶液制備MnSO4·H2O需經(jīng)歷蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥的過程A由實(shí)驗(yàn)裝置可知，X為亞硫酸鈉，與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫，而Cu與濃硫酸常溫下不反應(yīng)，中“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率，二氧化硫與二氧化錳反應(yīng)生成MnSO4，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到晶體，中NaOH溶液可吸收尾氣。3如圖所示為從固體混合物中分離X的兩種方案，請根據(jù)方案1和方案2指出下列說法中合理的是()A可以選用方案1分離碳酸氫鈉中含有的氯化銨B方案1中的殘留物應(yīng)該具有的性質(zhì)是受熱易揮發(fā)C方案2中加入的試劑一定能夠與除X外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D方案2中加入NaOH溶液可以分離出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3D加熱法分離提純固體混合物應(yīng)滿足的條件：一種物質(zhì)受熱易揮發(fā)或分解，另一物質(zhì)受熱不揮發(fā)或難分解。加試劑法分離(過濾)提純固體混合物應(yīng)滿足的條件：所加試劑能達(dá)到讓一種物質(zhì)形成溶液，而另一物質(zhì)形成難溶物的狀態(tài)。A項(xiàng)中碳酸氫鈉、氯化銨受熱均易分解，故用方案1不能將兩物質(zhì)分離開，錯(cuò)誤；B項(xiàng)方案1中的殘留物應(yīng)該具有受熱時(shí)不揮發(fā)或難分解的性質(zhì)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)方案2中加入的試劑可能不與除X外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如加水進(jìn)行溶解分離，錯(cuò)誤；D項(xiàng)中SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3溶解而分離，正確。教師用書獨(dú)具(2019·聊城一中模擬)下列實(shí)驗(yàn)方案中，可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)方案A除去苯中混有的環(huán)己烯加入適量的溴水充分反應(yīng)后分液B制取Fe(OH)3膠體向沸水中滴加FeCl3飽和溶液，繼續(xù)加熱至紅褐色，停止加熱C驗(yàn)證酸性：CH3COOH>HClO使用pH試紙分別測定相同溫度下相同濃度的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pHD檢驗(yàn)溶液中含有I向某溶液中加入CCl4，振蕩后靜置，液體分層，下層呈紫紅色B溴水與環(huán)己烯反應(yīng)生成的二溴環(huán)己烷也易溶于苯，無法分液分離，A錯(cuò)；NaClO溶液具有強(qiáng)氧化性，不能用pH試紙檢測，C錯(cuò)；I不能進(jìn)入CCl4中，不能判斷I的存在，D錯(cuò)。4(2019·試題調(diào)研)粉煤灰(主要含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等)是燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)生的廢渣，以高鋁粉煤灰為原料制取硫酸鋁銨NH4Al(SO4)2，既降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率。其制備實(shí)驗(yàn)流程如圖：已知硫酸鋁銨溶解度：0 時(shí)，S5.2 g；100 時(shí)，S421.9 g。回答下列問題：(1)寫出粉煤灰與氫氧化鈉溶液反應(yīng)涉及的化學(xué)方程式：_。(2)“酸化”中選用“某酸稀溶液”溶質(zhì)的化學(xué)式為_，理由是_。(3)“一系列操作”的具體實(shí)驗(yàn)步驟有_。(4)煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為4NH4Al(SO4)2·12H2O2Al2O32NH3N25SO33SO253H2O，將產(chǎn)生的氣體通過如圖所示裝置。足量的濃硫酸除吸收H2O(g)外還吸收_(填化學(xué)式，下同)。酸性KMnO4溶液紫色變淺說明煅燒硫酸鋁銨晶體所得到的氣體產(chǎn)物中含有_，用化學(xué)用語解釋酸性KMnO4溶液紫色變淺的原因：_。某同學(xué)從安全角度考慮，指出該裝置可能有一處明顯的缺陷。你認(rèn)為這處缺陷可能是：_。解析(1)粉煤灰中SiO2為酸性氧化物、Al2O3為兩性氧化物，均能與NaOH溶液反應(yīng)，化學(xué)方程式為SiO22NaOH=Na2SiO3H2O、Al2O32NaOH =2NaAlO2H2O。(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽淞蛩徜X銨，因此酸化時(shí)選擇的酸為稀硫酸，從而避免引入新的雜質(zhì)。(3)根據(jù)硫酸鋁銨的溶解度知，由硫酸鋁銨溶液得到硫酸鋁銨晶體的實(shí)驗(yàn)操作為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。(4)根據(jù)硫酸鋁銨晶體分解反應(yīng)方程式，可知足量的濃硫酸除吸收水蒸氣外，還可以吸收氨氣，使其轉(zhuǎn)化為硫酸銨，吸收SO3，使其轉(zhuǎn)化為硫酸。酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，溶液紫色變淺說明生成的氣體中含有還原性氣體，還原性氣體有NH3和SO3，由于通過濃硫酸時(shí)氨氣被吸收，因此可以說明含有SO2。SO2與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為5SO22MnO2H2O= 5SO2Mn24H。用濃硫酸直接吸收氨氣時(shí)容易發(fā)生倒吸，引發(fā)安全事故。答案(1)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O、SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)H2SO4不引入新雜質(zhì)(3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥(4)SO3、NH3SO22MnO5SO22H2O=2Mn25SO4H濃硫酸可能會倒吸5(2019·濟(jì)南聯(lián)考)硫鐵礦(主要成分為FeS2)焙燒產(chǎn)生的尾氣中主要含N2、O2、SO2和少量的CO2、H2O，取標(biāo)準(zhǔn)狀況下的尾氣V L測定SO2含量：方案一：讓尾氣緩慢通過如圖裝置。(1)C裝置的名稱是_，該裝置的作用是_。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入尾氣，再通入一定量的氮?dú)?。若通過裝置B的增重來測量SO2的體積分?jǐn)?shù)，你認(rèn)為該方案是否合理：_(填“是”或“否”)，請說明理由_(若方案合理，該空不必填寫)。方案二：將尾氣緩慢通過足量溴水，在所得的溶液中加入過量氯化鋇溶液后，過濾，將沉淀洗滌、干燥，稱得其質(zhì)量為m g。(3)加入過量氯化鋇溶液的目的是_。(4)洗滌沉淀的方法是_。(5)尾氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)的表達(dá)式是_(用含m、V的代數(shù)式表示)。解析(1)C裝置為干燥管，該裝置的作用是防止空氣中的水蒸氣、CO2被裝置B吸收。(2)尾氣中的CO2也能被裝置B吸收，會影響SO2的測定，使所測體積分?jǐn)?shù)偏大。方案二：此方案利用溴水將SO2氧化為SO，加入過量BaCl2溶液產(chǎn)生BaSO4沉淀，根據(jù)所得沉淀的質(zhì)量，計(jì)算出SO2的含量。(3)加入過量BaCl2溶液的目的是使生成的SO完全轉(zhuǎn)化為沉淀。(4)洗滌沉淀的方法為在漏斗中加蒸餾水至恰好浸沒沉淀，待水自然流下后再重復(fù)操作23次。(5)n(SO2)n(BaSO4) mol，SO2的體積分?jǐn)?shù)為×100%。答案(1)干燥管防止空氣中的水蒸氣、CO2被B裝置吸收(2)否尾氣中的CO2也能被B裝置吸收，使所測體積分?jǐn)?shù)偏大(3)使生成的SO完全轉(zhuǎn)化為沉淀(4)在漏斗中加蒸餾水至恰好浸沒沉淀，待水自然流下后再重復(fù)操作23次(5)%6(2019·黃山二模)亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)物合成中的重要試劑，可由NO與Cl2在常溫常壓下反應(yīng)得到。ClNO 部分性質(zhì)如下：黃色氣體，熔點(diǎn)：59.6 ；沸點(diǎn)：6.4 ，遇水易水解。已知：HNO2既有氧化性又有還原性；AgNO2微溶于水，能溶于硝酸：AgNO2HNO3=AgNO3HNO2。(1)利用、裝置制備原料氣NO和Cl2寫出利用裝置制備氯氣的離子反應(yīng)方程式：_。利用上述裝置制備NO時(shí)，中盛裝物質(zhì)為_(寫化學(xué)式)。(2)利用以下裝置在常溫常壓下制備ClNO裝置連接順序?yàn)閍_(按氣流自左向右方向，用小寫字母表示)。為使NO和Cl2恰好完全反應(yīng)生成ClNO，理論上通入NO和Cl2兩種氣體的流速比為_。裝置的作用是_。裝置吸收尾氣時(shí)，有同學(xué)認(rèn)為尾氣中的某種氣體不能完全被吸收，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與_(氣體)同時(shí)通入NaOH溶液中。王水是濃鹽酸和濃硝酸的混酸，一定條件下混酸可生成ClNO和Cl2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。寫出驗(yàn)證ClNO與H2O完全反應(yīng)后的溶液中存在Cl和HNO2的實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，_(限選試劑：AgNO3溶液，稀硝酸，KMnO4溶液)。答案(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2OH2O(2)efcbd(或fecbd)21冷凝亞硝酰氯，便于收集O2(或空氣)HNO3(濃)3HCl(濃)=ClNOCl22H2O依次滴加足量的AgNO3溶液和稀硝酸，充分振蕩、靜置，有白色沉淀生成；另取靜置后上層清液少許于另一支試管中，滴加KMnO4溶液，溶液紫色褪去7(2019·專家原創(chuàng))青蒿素是一種有效的抗瘧藥。常溫下，青蒿素為無色針狀晶體，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，熔點(diǎn)為156157 。提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法，提取流程如下：請回答下列問題： (1)將青蒿研碎的目的是_；操作的名稱是_。(2)用下列實(shí)驗(yàn)裝置測定青蒿素的最簡式，將28.2 g青蒿素放在裝置C燃燒管中充分燃燒。各裝置的連接順序從左到右依次為A、_(寫各裝置大寫字母代號，每個(gè)裝置限用一次)。裝置D中的試劑是_，裝置E球形干燥管中堿石灰的作用是_。已知青蒿素是烴的含氧衍生物，以上實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如下表：B裝置質(zhì)量E(不含干燥管)裝置質(zhì)量實(shí)驗(yàn)前22.6 g80.2 g實(shí)驗(yàn)后42.4 g146.2 g則青蒿素的最簡式為_。解析(1)將青蒿研碎，可以增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率。通過操作可從乙醚浸取后所得提取液中分離出乙醚和青蒿素粗品，則操作為蒸餾。(2)青蒿素可在裝置C中燃燒，則A裝置為氧氣的發(fā)生裝置，制得的氧氣中含有水蒸氣，為防止干擾水蒸氣的測定，結(jié)合的題意知，需通過D中濃硫酸進(jìn)行干燥，青蒿素燃燒后的產(chǎn)物為H2O和CO2，應(yīng)先通過B中無水氯化鈣或P2O5吸收生成的水蒸氣，再通過E中堿石灰吸收生成的CO2。D的作用是吸收O2中的水蒸氣，故盛放的試劑為濃硫酸。裝置E球形干燥管中堿石灰的作用是防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入E中U形管，造成測得生成的CO2的質(zhì)量偏大。B中增加的質(zhì)量為生成的水的質(zhì)量，m(H2O)42.4 g22.6 g19.8 g，n(H2O)1.1 mol，E中增加的質(zhì)量為生成的CO2的質(zhì)量，m(CO2)146.2 g80.2 g66 g，n(CO2)1.5 mol，所以青蒿素中m(O)28.2 gm(H)m(C)(28.22.2×11.5×12) g8 g，n(O)0.5 mol，C、H、O原子個(gè)數(shù)比為1.52.20.515225，故其最簡式為C15H22O5。答案(1)增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率蒸餾(2)D、C、B、E濃硫酸防止空氣中CO2和H2O進(jìn)入裝置E中U形管C15H22O5