PAGEPAGE1專題24化學試驗設計與評價1.水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有肯定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。試驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：回答下列問題：（1）在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是__________，還可運用___________代替硝酸。（2）沉淀A的主要成分是_________________，其不溶于強酸但可與一種弱酸反應，該反應的化學方程式為____________________________________。（3）加氨水過程中加熱的目的是___________。沉淀B的主要成分為_____________、____________（寫化學式）。（4）草酸鈣沉淀經稀H2SO4處理后，用KMnO4標準溶液滴定，通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應為：+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。試驗中稱取0.400g水泥樣品，滴定時消耗了0.0500mol·L?1的KMnO4溶液36.00mL，則該水泥樣品中鈣的質量分數為______________。【答案】（1）將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+H2O2（2）SiO2(或H2SiO3)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（或H2SiO3+4HF=SiF4↑+3H2O）（3）防止膠體生成，易沉淀分別Fe(OH)3Al(OH)3（4）45.0%2.1-溴丙烷是一種重要的有機合成中間體，沸點為71℃，密度為1.36g·cm?3。試驗室制備少量1?溴丙烷的主要步驟如下：步驟1：在儀器A中加入攪拌磁子、12g正丙醇及20mL水，冰水冷卻下緩慢加入28mL濃H2SO4；冷卻至室溫，攪拌下加入24gNaBr。步驟2：如圖所示搭建試驗裝置，緩慢加熱，直到無油狀物餾出為止。步驟3：將餾出液轉入分液漏斗，分出有機相。步驟4：將分出的有機相轉入分液漏斗，依次用12mLH2O、12mL5%Na2CO3溶液和12mLH2O洗滌，分液，得粗產品，進一步提純得1-溴丙烷。（1）儀器A的名稱是_____________；加入攪拌磁子的目的是攪拌和___________________。（2）反應時生成的主要有機副產物有2-溴丙烷和__________________________________。（3）步驟2中需向接受瓶內加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是___________________。（4）步驟2中需緩慢加熱使反應和蒸餾平穩進行，目的是______________________________。（5）步驟4中用5%Na2CO3溶液洗滌有機相的操作：向分液漏斗中當心加入12mL5%Na2CO3溶液，振蕩，____________，靜置，分液。【答案】（1）蒸餾燒瓶防止暴沸（2）丙烯、正丙醚（3）削減1-溴丙烷的揮發（4）削減HBr揮發（5）將分液漏斗下口向上傾斜、打開活塞排出氣體【解析】（1）儀器A的名稱是蒸餾燒瓶；加入攪拌磁子的目的是攪拌加快反應速率和防止暴沸；（2）反應時生成的主要有機副產物有正丙醇發生消去反應產生丙烯、正丙醇分子之間脫水生成正丙醚。3．納米銅是一種性能優異的超導材料，以輝銅礦(主要成分為Cu2S)為原料制備納米銅粉的工藝流程如圖1所示。（1）用黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、廢銅渣和稀硫酸共同作用可獲得較純凈的Cu2S,其原理如圖2所示，該反應的離子方程式為__________________。（2）從輝銅礦中浸取銅元素時，可用FeCl3溶液作浸取劑。①反應：Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S，每生成1molCuCl2，反應中轉移電子的物質的量為______；浸取時，在有氧環境下可維持Fe2+較高濃度，有關反應的離子方程式為________。②浸取過程中加入洗滌劑溶解硫時，銅元素浸取率的變更如圖3所示，未洗硫時銅元素浸取率較低,其緣由是_____________________。（3）“萃取”時，兩種金屬離子萃取率與pH的關系如圖4所示，當pH>1.7時,pH越大，金屬離子萃取率越低，其中Fe2+萃取率降低的緣由是_________________。（4）用“反萃取”得到的CuSO4溶液制備納米銅粉時，該反應中還原產物與氧化產物的質量之比為_______________。（5）在萃取后的“水相”中加入適量氨水，靜置，再經過濾、_____、干燥、_____等操作可得到Fe2O3產品。【答案】CuFeS2+Cu+2H+=Cu2S+Fe2++H2S↑2mol4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O生成的硫覆蓋在Cu2S表面,阻礙浸取Fe3+水解程度隨pH的上升而增大32：7洗滌煅燒(或灼燒)4．利用H2還原鐵的氧化物并確定其組成的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫化物等雜質，焦性沒食子酸溶液可汲取少量氧氣)。回答下列問題:（1）裝置Q(啟普發生器)用于制備H2，還可用于_____(填字母，下同)。A．生石灰與濃氨水制NH3B．過氧化鈉與水制O2C．硫化鐵固體與稀硝酸制H2SD．大理石與稀鹽酸制CO2（2）①②③中依次盛裝的試劑為__________________。A．KMnO4酸性溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液B．焦性沒食子酸溶液、濃H2SO4、KMnO4酸性溶液C．KMnO4酸性溶液、焦性沒食子酸溶液、濃H2SO4KMnO4酸性溶液中發生反應的離子方程式為_____________。（3）“加熱管式爐”和“打開活塞K”這兩步操作應當先進行的是__________，在這兩步之間還應進行的操作是_______________。（4）反應過程中G管逸出的氣體是___________，其處理方法是___________。（5）結束反應時，應當___________，待裝置冷卻后稱量并記錄相應數據。（6）假設反應完全后瓷舟中的固體只有Fe單質，試驗中測得了下列數據:①瓷舟的質量為30.4g；②瓷舟和FexOy的總質量為42.0g；③反應前U形管及內盛物的總質量為98.4g；④反應后U形管及內盛物的總質量為102.0g。由以上數據計算并確定該鐵的氧化物的化學式為____________。【答案】DC8MnO4-+5H2S+14H+=8Mn2++5SO42-+12H2O打開活塞K檢驗H2的純度氫氣(或H2)在G管口處放置一個點燃的酒精燈先停止加熱，冷卻至室溫后,再關閉活塞KFe3O45．芳香族羧酸通常用芳香烴的氧化來制備。芳香烴的苯環比較穩定，難于氧化，而環上的支鏈不論長短，在劇烈氧化時，最終都氧化成羧基。某同學用甲苯的氧化反應制備苯甲酸。反應原理：相關物質的物理常數：名稱相對分子質量性狀熔點/℃沸點/℃密度/(g·cm-3)溶解性水乙醇乙醚甲苯92無色液體，易燃，易揮發-95110.60.8669不溶易溶易溶苯甲酸122白色片狀或針狀晶體122.42481.2659微溶易溶易溶主要試驗裝置和流程如下：圖1回流攪拌裝置圖2抽濾裝置試驗方法：肯定量的甲苯和KMnO4溶液置于圖1裝置中，在90℃時，反應一段時間，再停止反應，按如下流程分別出苯甲酸和回收未反應的甲苯。（1）操作I為_________；操作II為_________。（2）假如水層呈紫色，要先加亞硫酸氫鉀，然后再加入濃鹽酸酸化。加亞硫酸氫鉀的目的是________。（3）白色固體B的主要成分為_________，其中可能含有的主要雜質是_________。（4）下列關于儀器的組裝或者運用正確的是_________。A．抽濾可以加快過濾速度，得到較干燥的沉淀B．安裝電動攪拌器時，攪拌器下端不能與三頸燒瓶底、溫度計等接觸C．圖1回流攪拌裝置可采納酒精燈干脆加熱的方法D．圖1冷凝管中水的流向是上進下出（5）稱取1.22g產品，配成100.0mL溶液。取其中25.00mL溶液于錐形瓶中，滴加酚酞作為指示劑，用濃度為0.1000mol·L－1的KOH標準溶液進行滴定，消耗了20.00mL。產品中苯甲酸質量分數為_____。若采納甲基橙作指示劑，會導致測定的結果________（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。【答案】分液蒸餾除去未反應的高錳酸鉀，防止鹽酸酸化時被高錳酸鉀所氧化，產生氯氣苯甲酸KClAB80.0%偏低【解析】肯定量的甲苯和適量的KMnO4溶液在90℃反應一段時間后停止反應，按如圖流程分別出苯甲酸和回收未反應的甲苯，苯甲酸能溶于水，甲苯不溶于水，互不相溶的液體采納分液方法分別，得到有機層和6．二硫化鉬(MoS2)被譽為“固體潤滑劑之王”，利用低品質的輝鉬礦(含MoS2、SiO2以及CuFeS2等雜質)制備高純二硫化鉬的一種生產工藝如下:回答下列問題:（1）鉬酸銨的化學式為(NH4)2MoO4,其中Mo的化合價為________.（2）利用聯合浸出除雜時，氫氟酸可除去的雜質化學式為________如改用FeCl3溶液氧化浸出，CuFeS2雜質的浸出效果更好，寫出氧化浸出時發生的化學反應方程式________。（3）加入Na2S后，鉬酸銨轉化為硫代鉬酸銨[(NH4)MoS4],寫出(NH4)2MoS4與鹽酸生成MoS3沉淀的離子反應方程式____________。（4）由下圖分析產生三硫化鉬沉淀的流程中應選擇的最優溫度和時間是___________。利用化學平衡原理分析低于或高于最優溫度時，MoS3的產率均下降的緣由:__________。（5）高純MoS2中3然會存在極微量雜質，如非整比晶體MoS2.8,則該雜質中Mo4+與Mo6+的物質的量之比為________________。（6）已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8),鉬酸鈉品體(NaMoO4·2H2O)是新型的金屬緩蝕劑，不純的鉬酸鈉溶液中若含少量可溶性硫酸鹽雜質，可加入Ba(OH)2固體除去SO42-(溶液體積變更忽視)，則當BaMoO4起先沉淀時，溶液中的c(MoO42-)/c(SO42-)___________(結果保留2位有效數字)【答案】+6SiO24FeCl3+CuFeS2=5FeCl2+CuCl2+2S↓MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑40℃，30min溫度太低不利于H2S逸出;溫度太高，鹽酸揮發，溶液c(H+)下降，都不利于反應正向進行1:43.6×102。7．高氯酸銨可用作火箭推動劑，試驗室可由NaClO3等原料制取(部分物質溶解度見下圖)，其試驗流程如下：（1）氯酸鈉高溫分解生成高氯酸鈉和氯化鈉的化學方程式為____。（2）80℃時浸取液冷卻至0℃過濾，濾渣的主要成分為___(寫化學式)。（3）反應器中加入氯化銨飽和溶液發生反應的離子方程式為___。（4）已知：2NH4ClO4N2↑＋2O2↑＋Cl2↑＋4H2O。現可供應下列試劑：a．飽和食鹽水b．濃H2SO4c．NaOH溶液d．Mge．Cuf．Fe利用下圖裝置對高氯酸銨受熱分解產生的三種氣體分別進行汲取或收集。①E中收集到的氣體可能是____(填化學式)；②A、B、C中盛放的藥品依次可以是___(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。Ⅰ.a、b、cⅡ.c、b、eⅢ.b、c、f【答案】4NaClO33NaClO4＋NaClNaClO4NH＋ClO=NH4ClO4↓N2Ⅱ【解析】依據氧化還原反應原理和信息，氯酸鈉受熱分解生成高氯酸鈉和氯化鈉，可由圖知，NaClO4的溶解度受溫度影響很大，NaCl溶解度受溫度影響不大，80℃時浸取液冷卻至0℃過濾，高氯酸鈉的溶解度迅8.古代硫酸的制法是隔絕空氣鍛燒綠礬(FeSO4?7H2O)，將蒸氣冷卻可制得一種無色粘稠的液體“綠礬油”，剩余的固體為紅棕色。已知SO3的熔點是16.8°C，沸點是44.8°C，在加熱條件下SO3具有比較強的氧化性。完成下列各空：(1)綠礬油中溶質的化學式為_________。(2)用下圖裝置煅燒綠礬并檢驗氣體產物，煅燒一段時間后，發覺D中U型管出現無色粘稠的液體，B中品紅溶液褪色。①上述裝置正確的連接依次是A→（_______________________）(用大寫字母表示）。②寫出煅燒綠礬的化學方程式_________。(3)綠礬在空氣中部分被氧化為硫酸鐵，現取3.66g綠鞏樣品溶于稀鹽酸，加人足貴的BaCl2溶液，過濾得沉淀4.66g，向溶液中通入56mL(標準狀況）氯氣恰好將Fe2+完全氧化，計算變質后的綠礬晶體中n(Fe3+)：n(Fe2+)為_________。【答案】H2SO4D→（E）→B→C2FeSO4·7H2O△Fe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O↑（（或2FeSO4·7H2O△Fe2O3+H2SO4+SO2↑+13H2O↑）2∶19.某探討性學習小組將肯定濃度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到藍色沉淀。甲同學認為兩者反應生成只有CuCO3一種沉淀；乙同學認為這兩者相互促進水解反應，生成Cu(OH)2一種沉淀；丙同學認為生成CuCO3和Cu(OH)2兩種沉淀。（查閱資料知：CuCO3和Cu(OH)2均不帶結晶水）請你一起參加試驗探究并回答下列問題：Ⅰ．在探究沉淀物成分前，須將沉淀從溶液中分別并凈化。詳細操作為①_______________、②_______________、③________________。

II．請用下圖所示裝置，選擇必要的試劑，定性探究生成物的成分。⑴各裝置連接依次為_____→_____→_____。⑵裝置C中裝有試劑的名稱是_________________。⑶能證明生成物中有CuCO3的試驗現象是________________________。Ⅲ．若藍色沉淀中CuCO3和Cu(OH)2兩者都有，可通過下列所示裝置的連接，進行定量分析來測定其中CuCO3組成：⑴試驗起先時先要將空氣通過堿石灰的目的是____________________；試驗中持續通入過量空氣的作用是______________。⑵若沉淀樣品的質量為m克,裝置B質量增加了n克,則沉淀中CuCO3的質量分數為：_________。【答案】過濾洗滌干燥ACB無水硫酸銅裝置B中澄清石灰水變混濁汲取空氣中的水蒸汽和CO2試驗中通人處理過的空氣可以將裝置中滯留的水蒸汽和CO2趕出被有關試劑完全汲取，從而保證測量數據的精確性（m－98n/18）/m×100%10．某試驗小組用兩種不同的方法測定已部分變質的亞硫酸鈉樣品的純度。方案一：試驗流程如下（1）簡述檢驗亞硫酸鈉樣品已經變質的方法________________________________。（2）操作Ⅱ的名稱是________，整個試驗過程中須要用到的儀器主要有燒杯、玻璃棒、干燥器、酒精燈、石棉網、_________、________（固定、夾持儀器除外）。（3）能證明冷卻后稱量的質量已達恒重的依據是_______________________________。方案二：右圖，Y管左側裝亞硫酸鈉樣品，右側裝較濃硫酸，相互接觸即可反應產生SO2，通過測定SO2體積來測定樣品中Na2SO3含量。（4）如右圖，加入試劑之前須進行的操作是________；反應不用稀硫酸緣由_________，為減小試驗誤差，量氣管中液體M可用_________。（5）若樣品的質量為ag，加入10mL較濃硫酸充分反應后，測得排出液體的體積為VL（標準狀況下），則樣品中Na2SO3的質量分數的計算式為_________________________。（6）若試驗結果測得該樣品中Na2SO3含量偏低，緣由可能是_________（選填編號）a．硫酸不足量b．測定氣體體積時未冷卻至室溫c．Y型管中留有反應生成的氣體d．測定氣體體積時水準管的液面高于量氣管的液面【答案】取樣溶解，加入足量稀鹽酸，充分反應后滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，證明亞硫酸鈉樣品已經變質。蒸發電子天平蒸發皿再加熱、冷卻、稱量，直至連續兩次稱量結果相差不超過0.001g檢查裝置氣密性SO2易溶于水，若用稀硫酸不利于SO2的逸出苯或四氯化碳或飽和碳酸氫鈉溶液ad11．某課外活動小組欲利用CuO與NH3反應，探討NH3的某種性質并測定其組成，設計了如下試驗裝置（夾持裝置未畫出）進行試驗。請回答下列問題。（1）寫出A裝置中發生反應的化學方程式__________。（2）試驗中視察到C裝置中黑色CuO粉末變為紅色固體，量氣管中有無色無味的氣體產生，上述現象證明NH3具有____性，寫出相應的化學方程式______。（3）讀取氣體體積前，對F裝置進行的操作是漸漸上下移動右邊的漏斗，使左右兩管液面相平，其目的是________________。（4）E裝置的作用是___________；量氣管中有空氣，對試驗______（填“有”或“無”）影響。（5）試驗完畢，若測得干燥管D增重m

g，F裝置測得氣體的體積為V

L（已折算成標準狀況），則氨分子中氮、氫的原子個數比為______（用含m、V的代數式表示）。若拆掉B裝置，測得的結果____

（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。【答案】NH3·H2O（濃）+CaOCa（OH）2+NH3↑還原3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O使收集N2的壓強與外界大氣壓相等汲取NH3、防止F中水蒸氣進入D無9V︰11.2m偏小12．某校化學愛好小組為探究鐵與濃硫酸反應,設計了如圖所示裝置進行試驗。（1）已知C中盛有足量的氫氧化鈉溶液，試驗過程中,視察到B中的品紅溶液褪色，C中發生反應的離子方程式為______________________________。

一段時間后,視察到C中有少量氣泡冒出,此氣泡的成分是________________。

（2）用“可抽動的鐵絲”代替“干脆投入鐵片”的優點是_____________________________;

（3）導管D作用是___________________________________________________。（4）反應結束后,不須要打開膠塞,就可使裝置中殘留氣體完全被汲取,應當實行的操作是_____。（5）設計試驗檢驗反應后試管A中所得溶液里是否含有亞鐵離子，可選用的試劑為（_____）A．NaOH溶液B．鐵氰化鉀溶液C．KSCN溶液和雙氧水D．酸性高錳酸鉀溶液【答案】SO2＋2OH－===SO32－＋H2OH2便于限制鐵與濃硫酸反應的發生和停止停止加熱時，防止倒吸或平衡壓強（凡合理答案均可）從D管口向A中鼓入大量的空氣BD13．運用下圖裝置可進行測定SO2轉化成SO3轉化率的試驗探究：已知：SO3的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃。（1）請從下圖A～F裝置中選擇最適合裝置并將其序號填入下面的空格中Ⅰ____________、Ⅱ___________、Ⅲ___________。冰水濃硫酸生石灰水NaOH溶液熱水ABCDEF（2）用1molNa2SO3粉末與足量濃硫酸進行此試驗，當反應結束時，接著通入O2一段時間后，測得裝置Ⅲ增重了12.8g，則試驗中SO2的轉化率為_______%。（3）為使SO2有較高的轉化率，應勻稱通入O2,，且試驗中在加熱催化劑與滴加濃硫酸的依次中，應實行的操作依次是________________；尾端球形干燥管的作用是_____________。（4）將S02通過Na2O2粉末，完全反應后除生成O2外還生成一種白色粉末。證明該白色粉末既有Na2SO3又有Na2SO4所需的試劑是水、_______、________、品紅溶液。【答案】BAE或C80先加熱催化劑再滴入濃硫酸防止空氣中的二氧化碳及水蒸氣干擾造成誤差BaCl2溶液稀鹽酸是：水、BaCl2溶液、稀鹽酸、品紅溶液。19．甲、乙兩同學為探究SO2與可溶性鋇的強酸鹽能否反應生成白色BaSO3沉淀，用下圖所示裝置進行試驗（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）。試驗操作和現象：操作現象關閉彈簧夾，滴加肯定量濃硫酸，加熱A中有白霧生成，銅片表面產生氣泡B中有氣泡冒出，產生大量白色沉淀C中產生白色沉淀，液面上方略顯淺棕色并漸漸消逝打開彈簧夾，通入N2，停止加熱，一段時間后關閉從B、C中分別取少量白色沉淀，加稀鹽酸均未發覺白色沉淀溶解（1）A中反應的化學方程式是_________________；（2）C中生成白色沉淀的離子方程式為__________________；（3）分析B中不溶于稀鹽酸的沉淀產生的緣由，甲認為是空氣參加反應，乙認為是白霧參加反應。為證明各自的觀點，在原試驗基礎上，甲、乙兩同學分別作了如下試驗：甲在原有操作之前通N2,一段時間，B中產生大量白色沉淀。乙在A、B間增加盛放飽和NaHSO3溶液的洗氣瓶，B中有少量白色沉淀。產生少量沉淀的緣由是_____________。（4）結合（3）中兩同學的試驗現象。你認為原試驗B中產生大量白色沉淀的主要緣由是_____________。【答案】Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+H2O3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+2SO2+2Ba2++O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+或系統中的氧氣將SO2氧化生成SO42-與Ba2+反應生成BaSO4酸霧與Ba2+反應生成沉淀或硫酸酸霧與Ba2+反應生成沉淀【解析】(1)銅和濃硫酸加熱條件下生成硫酸銅、二氧化硫和水，化學方程式為：Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O，故答案為：Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O；20．SO2氣體為無色氣體，有劇烈刺激性氣味，大氣主要污染物之一，某學習小組為了探究二氧化硫的某些性質，進行了如下試驗。I.如下圖所示，運用藥品和裝置一探究二氧化硫的還原性:（1）裝置C的名稱為________。（2）B中溶液的現象為________。（3）學生甲預料裝置D中沒有白色沉淀產生，但隨著反應的進行，發覺D中產生了少量白色沉淀。學生乙經過查閱資料發覺少量白色沉淀可能是硫酸鋇，因為裝置或溶液中少量的氧氣參加了氧化反應，請寫出裝置D中的反應方程式________。II.經過思索，設計了如下裝置二，且所配制的溶液均運用無氧蒸餾水，檢驗SO