2019高考化学大二轮复习热点大题专攻练一化学实验方案设计与评价.pdf

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1、(一)化学实验方案设计与评价1NCl3既可用于漂白，又可用于柠檬等水果的熏蒸处理。已知：NCl3熔点为40，沸点为70，95 以上易爆炸，有刺激性气味，在热水中易水解。实验室可用Cl2和 NH4Cl溶液反应制取NCl3。某小组利用如图所示的装置制备NCl3，并探究NCl3的漂白性。回答下列问题：(1)仪器 M 中盛放的试剂为_。(2)各装置接口连接的顺序为 _(用小写字母表示)。(3)当装置B 的蒸馏烧瓶中出现较多油状液体后，关闭 b 处的活塞，应控制水浴加热的温度为_，装置C的作用为_。(4)当装置 D 的锥形瓶内有较多黄色油状液体出现时，用干燥、洁净的玻璃棒蘸取该液体滴到干燥的红色石蕊试纸

2、上，试纸不褪色；若取该液体滴入 5060 的热水中，片刻后取该热水再滴到干燥的红色石蕊试纸上，则试纸先变蓝后褪色。结合化学方程式解释该现象：_。(5)在 pH4 时电解 NH4Cl 溶液也可以制得NCl3，然后利用空气流将产物带出电解槽。电解池中产生 NCl3的电极为_(填“阴极”或“阳极”)，该电极的电极反应式为_。(6)NCl3可与NaClO2溶液反应制取ClO2气体，同时产生一种无污染的气体，该反应的化学方程式为_。解析：(1)A装置制备氯气，因此仪器 M 中盛放的试剂为浓盐酸。(2)B装置中Cl2与 NH4Cl水溶液在低温下反应得到NCl3，加热蒸馏，再冷凝收集NCl3，最后用氢氧化钠

3、溶液吸收尾气，防止污染空气，故仪器接口连接的顺序为 a、b、c、e、f、d。(3)由于NCl3熔点为40，沸点为 70，95 以上易爆炸，有刺激性气味，在热水中易水解，所以应控制水浴加热的温度为7095，氯气、氯化氢都能引起空气污染，不能直接排放，可以用氢氧化钠溶液吸收，所以装置C 的作用为吸收尾气并防止倒吸。(4)NCl3本身无漂白性，与水反应生成次氯酸和氨气，化学方程式：NCl33H2O=3HClO NH3，氨气与水反应生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子，溶液显碱性，使红色石蕊试纸变蓝，生成的 HClO 又使其漂白褪色。(5)在pH4 时电解NH4Cl 溶液也可以制得NCl3，氮元素化

4、合价从3价升高到3 价，发生失去电子的氧化反应，则电解池中产生 NCl3的电极为阳极，该电极的电极反应式为 3ClNH6e=NCl4H。(6)NCl3可与NaClO2溶液反应制取ClO2气体，同时产生一种无污43染的气体，根据原子守恒可知该气体是氮气，反应的方程式为 2NCl36NaClO2=6ClO26NaClN2。答案：(1)浓盐酸(2)a、b、c、e、f、d(3)7095 吸收尾气并防止倒吸(4)在热水中发生的反应为NCl33H2O=3HClO NH3，NCl3本身无漂白性，但在热水中会水解生成NH3H2O 使红色石蕊试纸变蓝，而生成的HClO 又使其褪色(5)阳极(6)2NCl 6Na

5、ClO=6ClO6NaClN 6e=NCl4H322323ClNH42SO2虽是大气污染物之一，但也是重要的工业原料，某同学在实验室设计如下实验，对 SO2的部分性质进行了探究。(1)二氧化硫的水溶性。SO2易溶于水，常温常压下溶解度为140，其中有 H2SO3生成。向 SO2的饱和溶液中加入NaHSO3固体，有气体冒出，原因是_(结合有关平衡方程式简要说明)。欲 验 证 酸 性H2SO3 HClO，选 用 下 面 的 装 置，其 连 接 顺 序 为A_(按气流方向用大写字母表示即可)。能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为_。(2)二氧化硫的还原性。已知SO2具有还原性，可以还原I2

6、，可以与Na2O2发生反应，按图示装置进行实验。(部分固定装置未画出)操作步骤实验现象若将带火星的木条解释原因SO2与 Na2O2反应无O2生成，可能发生的化学反应方关闭弹簧夹2，打放在 D 试管口处，开弹簧夹1，注入木条不复燃程式为_硫酸至浸没三颈烧若将带火星的木条瓶中固体放在 D 试管口处，SO2与 Na2O2反应有O2生成，发生的化学反应为2SO22Na2O2=2NaSO3O2木条复燃E 中关闭弹簧夹1，打_E 中反应的离子方程式开弹簧夹2，残余_2F 中反应为2OHSO2_=SO3气体进入E，F 中F 中_H2OH2SO3HHSO的平衡，当加入3解析：(1)在SO2的饱和水溶液中存在S

7、O2H2O3NaHSO3固体增加了c(HSO)，平衡左移，降低了SO2的溶解度，故可以看到有气体SO2逸出。次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱，先验证亚硫酸酸性比碳酸强，再结合碳酸酸性比 HClO 强进行判断。A 装置制备二氧化硫，由于盐酸易挥发，制备的二氧化硫中混有 HCl，用饱和的亚硫酸氢钠除去HCl，再通过碳酸氢钠溶液，可以验证亚硫酸酸性比碳酸强，用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽，再通入F 中，则装置连接顺序为ACBEDF，其中装置C 的作用是除去HCl 气体，D

8、中品红不褪色，F 中出现白色沉淀，可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。(2)A中制备二氧化硫，X 干燥二氧化硫，C 中 SO2与 Na2O2反应，D中氢氧化钠溶液吸收剩余的二氧化硫，防止污染空气；E 装置检验 I还原性弱于SO2，F 装置验证二氧化硫为酸性气体，并吸收二氧化硫，防止污染空气。SO2与 Na2O2反应无 O2生成，可能发生的化学反应方程式为Na2O2SO2=NaSO4。2E 中溶液蓝色褪去，说明SO2有还原性，被 I2氧化，发生反应的离子方程式为SO2I224H。因SO 是酸性氧化物，能发生2OHSO=SOH O，则 F 中2H2O=2ISO222含酚酞的NaOH 溶液显红色，通入SO

9、2后红色变浅或褪去。2答案：(1)SO2的水溶液中存在如下平衡SO2H2OH2SO3HHSO，加入NaHSO33固体增加了c(HSO)，平衡左移，降低了SO2的溶解度3CBEDFD 中品红不褪色，F 中产生白色沉淀(2)Na2O2SO2=Na SO4溶液蓝色褪去2SO2I22H2O=2ISO24H红色变浅或褪去43四溴化碳是一种灰白色粉末，熔点为9495，广泛用于有机化合物的溴代、农药的制备等。某合作学习小组的同学拟用丙酮和液溴制备四溴化碳，其原理为CH3COCH34Br25NaOH CBr4CH3COONa 4NaBr4H2O回答下列问题：.制取 Br2(1)甲组同学拟用溴化钠、二氧化锰及浓

10、硫酸制备液溴，其实验装置如图 1 所示：该装置不用橡皮塞及橡皮管，其原因是_；冰水的作用是_。生成Br2的化学方程式为_。.制取 CBr4(2)乙组同学拟利用甲组同学制得的液溴与CH3COCH3(沸点 56.5)等试剂制取四溴化碳。实验步骤如下：步骤1：向图2 中三颈烧瓶中加入11.4g NaOH 和 46 mL 水，搅拌。步骤2：冰水浴冷却至2 时，开始不断滴加液溴20 g，滴加完毕后在5 下保持20min。步骤3：加入少量相转移试剂，在不断搅拌下滴入 1.6 g 丙酮，维持温度在510，连续搅拌4 h。步骤4：过滤、冷水洗涤、减压烘干，得产品 8.3 g。图 2 中仪器A 的名称为_。步骤

11、2滴入Br2之前，冷却至2的目的是_；步 骤2中 加 入 液 溴 可 能 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为_。步骤4洗涤时，如何证明已洗涤干净：_。本次实验中产品的产率为 _。解析：(1)Br2能腐蚀橡皮塞及橡皮管，所以该装置不用橡皮塞及橡皮管；溴沸点低，易挥发，冰水的作用是冷凝溴蒸气。由用NaCl和浓硫酸制备HCl，联想到用NaBr 和浓硫酸制备HBr，由用浓HCl 溶液和MnO2制备Cl2，联想到用浓HBr 溶液和MnO2制备Br2。(2)题图2 中仪器A 的名称为恒压滴液漏斗。步骤2 滴入Br2之前，冷却至2 的目的是防止液溴挥发；步骤2 中加入液溴可能发生Br2与 NaOH

12、的反应。步骤4 洗涤时，欲证明已洗11.4 g涤干净，只需证明最后一次洗涤液中没有 Br即可。n(NaOH)0.285 mol，140 gmoln(Br2)20gmol11601.6 g0.125 mol，n(CH3COCH3)0.027 6 mol，根据 CBr4158 gmol8.3 g的制备原理知，NaOH 和 Br2过量，故产品的产率58 gmol11.6 g90.6%。100%332 gmol1答案：(1)Br2能腐蚀橡皮塞及橡皮管冷凝溴蒸气2NaBrMnO23H2SO4(浓)=2NaHSO4MnSO4Br22H2O或 2NaBrMnO22H2SO4(浓)=Na2SO4MnSO4Br

13、22H2O(2)恒压滴液漏斗防止液溴挥发Br22OH=BrOBrH2O 取少许最后一次洗涤液于试管中，滴入硝酸酸化的90.6%AgNO3溶液，若无沉淀生成，则说明已洗涤干净4二氯化二硫(S2Cl2)是一种常用于橡胶硫化、有机物氯化的试剂，甲同学查阅资料：将干燥的氯气在 110140 间与硫反应，即可得S2Cl2粗品；有关物质的部分性质如表所示：物质熔点/沸点/化学性质S112.8444.6略一种橙黄色的液体，遇水易水解，有淡黄色固体出现，同S2Cl277137时产生能使品红溶液褪色的气体；300 以上完全分解；S2Cl2Cl2=2SCl2。设计如图所示实验装置在实验室合成S2Cl2：回答以下问

14、题：(1)仪器 A 的名称是_。(2)B中所发生反应的离子方程式为_。(3)C装置的作用是_。(4)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是_。(5)乙同学发现，该装置中除了E 处的温度不能过高外，还有一处重大缺陷需改进，否则会导致S2Cl2的产率大大降低，原因是_(用化学方程式表示)；请简要提出改进方案_。(6)H 中的溶液可以选择下列试剂中的 _(填序号)。碳酸钠溶液氯化铁溶液亚硫酸钠溶液高锰酸钾溶液解析：(1)由装置图可知 A 为分液漏斗。(2)在装置 B 中制取氯气，离子反应方程式为MnO24H 2Cl=Mn2Cl22H2O。(3)在 E 中干燥纯净的Cl2与 S 发生反应，而B 中制取的Cl

15、2中含有HCl 杂质，除杂后气体还需要干燥，故C 中盛有饱和食盐水以除去HCl，D中盛有浓硫酸以干燥氯气。(4)结合题给信息，S2Cl2能与 Cl2反应生成SCl2，知S2Cl2粗品中可能混有的杂质有S、SCl2、Cl2。(5)观察装置图可知，H 中水蒸气可进入G 中，发生反应：2S2Cl22H2O=3SSO24HCl，导致 S2Cl2产率降低，可在G 和 H 之间增加干燥装置。(6)H 是除氯气装置，氯化铁和高锰酸钾都不与氯气反应，符合题意。答案：(1)分液漏斗(2)MnO24H 2Cl=Mn2Cl22H2O(3)除去 Cl2中的HCl 杂质(4)S、SCl2、Cl2(5)2S2Cl22H2O=3SSO24HCl气瓶)在G和H之间增加干燥装置(如盛有浓硫酸的洗(6)