[高考总复习资料]化学二轮复习 专题限时训练(十三)化学实验方案的设计与评价

专题限时训练(十三) 化学实验方案的设计与评价
(时间：45分钟分数：60分)
一、选择题(每小题6分，共30分)
1．(2015·天津模拟)关于下列各实验装置的叙述中，不正确的是( )
A．图①可用于实验室制取少量NH3或O2
B．可用从a处加水的方法检验图②装置的气密性
C．实验室可用图③的方法收集Cl2或NH3
D．利用图④装置制硫酸和氢氧化钠，其中b为阴离子交换膜、c为阳离子交换膜
答案：C 解析：图①可以利用碱石灰(或生石灰)与浓氨水反应制取氨气，用MnO2和双氧水或Na2O2与水反应制取氧气，A项正确；图②关闭止水夹，从a处加水，U形管中产生液面差，静置一段时间，若液面差不变则气密性好，若不能形成液面差或液面差发生变化，则气密性不好，B项正确；氯气密度比空气的大，收集时应从长导管通入，而氨气的密度比空气的小，收集时应从短导管通入，C项错误；以Pt为电极电解Na2SO4溶液，电解时阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，故SO2－4通过阴离子交换膜(b)到阳极产生硫酸；同理Na＋通过阳离子交换膜(c)到达阴极形成NaOH，D项正确。

2．(2014·北京卷)用如图装置(夹持、加热装置已略)进行实验，由②中现象，不能
．．证实①中反应发生的是( )
B 项，酚酞溶液变红，说明NH 4Cl 与Ca(OH)2反应生成了NH 3，B 正确。

C 项，澄清石灰水变浑浊，说明发生了反应：2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ，生成了CO 2，C 正确。

D 项，Br 2的CCl 4溶液褪色，说明石蜡油分解生成了烯烃，D 正确。

3．(2014·全国卷)下列除杂方案错误．．
的是( )
2以与NH 4Cl 反应，且可能会引入NaOH 杂质，B 项错误；Cl 2在饱和食盐水中溶解度很小而HCl 的溶解度很大，浓硫酸可吸收水分，C 项正确；NaHCO 3灼烧分解成Na 2CO 3，D 项正确。

4．关于下列图示的说法中，正确的是( )
图1 图2
图3 图4
A．图1制备并收集少量NO2气体
B．图2是原电池装置，Fe电极为负极
C．图3常用于分离互不相溶的液体
D．图4可用于实验室制取和收集乙酸乙酯
答案：B 解析：A项，NO2气体不能用排水法收集，错误；C项，图3装置是用来分离沸点相差很大的混溶液体，错误；D项，应用饱和Na2CO3溶液收集乙酸乙酯，错误。

5．现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂，某同学为了确认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验：
已知：控制溶液pH＝4时，Fe(OH)3沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。

该同学得出的结论正确的是( )
A．根据现象1可推出该试液中含有Na＋
B．根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根
C．根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2＋，但没有Mg2＋
D．根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2＋
答案：C 解析：A项，由于试液中外加了NaOH和Na2CO3溶液，故不能确定原试液中是否含Na＋；B项，试液中有没有葡萄糖酸根，都无银镜产生；C项，滤液加氨水无沉淀，说明无Mg2＋，加Na2CO3有白色沉淀，说明有Ca2＋；D项，试液中有可能含有Fe2＋，也有可能只含有Fe3＋而不含Fe2＋。

二、非选择题(共30分)
6．(15分)(2014·新课标卷Ⅰ)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。

实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：
实验步骤：
在A 中加入4.4 g 异戊醇、6.0 g 乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片。

开始缓慢加热A ，回流50 min 。

反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO 4固体，静置片刻，过滤除去MgSO 4固体，进行蒸馏纯化，收集140～143 ℃馏分，得乙酸异戊酯3.9 g 。

回答下列问题：
(1)仪器B 的名称是________。

(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是________，第二次水洗的主要目的是________。

(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后________(填标号)。

a ．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出 b ．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
c ．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出
d ．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出 (4)本实验中加入过量乙酸的目的是________。

(5)实验中加入少量无水MgSO 4的目的是________。

(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是________(填标号)。

(7)本实验的产率是________(填标号)。

a．30% b．40% c．60% d．90%
(8)在进行蒸馏操作时，若从130 ℃便开始收集馏分，会使实验的产率偏________(填“高”或“低”)，其原因是_________________ ________________________________________________________________________________ ______________________________________。

答案：(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分硫酸和乙酸洗掉碳酸氢钠(3)d (4)提高醇的转化率(5)干燥(6)b
(7)c (8)高会收集少量未反应的异戊醇
解析：(1)仪器B为球形冷凝管。

(2)第一次水洗的目的是除去作催化剂的硫酸和过量的乙酸，接下来用饱和碳酸氢钠溶液进一步除去残留的少量乙酸，第二次水洗的目的是除去过量的饱和碳酸氢钠溶液。

(3)洗涤、分液后有机层密度小，在上面，密度大的水层在下面，需将水层从分液漏斗下口放出，然后将有机层从分液漏斗上口倒出，d项正确。

(4)制备乙酸异戊酯的反应为可逆反应，加入过量的乙酸，能提高醇的转化率，从而提高乙酸异戊酯的产率。

(5)加入少量无水MgSO4能除去有机层中的少量水，起到干燥作用。

(6)蒸馏实验中温度计水银球需和蒸馏烧瓶支管口在同一高度，而c中不应该用球形冷凝管，球形冷凝管一般用于反应装置，即在反应时考虑到反应物的蒸发流失而用球形冷凝管冷凝回流，使反应更彻底，故b正确。

(7)根据题中化学方程式及所给各物质的量，可知实验中异戊醇完全反应，理论上应生成乙酸异戊酯6.5 g，实验中实际生成乙酸异戊酯3.9 g，故乙酸异戊酯的产率为3.9 g/6.5
g×100%＝60%。

(8)若从130 ℃便开始收集馏分，则收集得到的是乙酸异戊酯和少量未反应的异戊醇的混合物，导致所测出的实验产率偏高。

7．(15分)(2015·广东卷)NH3及其盐都是重要的化工原料。

(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________。

(2)按下图装置进行NH3性质实验。

①先打开旋塞1，B瓶中的现象是________，原因是________，稳定后，关闭旋塞1。

②再打开旋塞2，B瓶中的现象是________。

(3)设计实验，探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。

限选
．．试剂与仪器：固体NH4Cl、蒸馏水、100 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可调控温度)。

①实验目的：探究________对溶液中NH4Cl水解程度的影响。

②设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案[列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中“V(溶液)”表示所配制溶液的体积]
4应的平衡转化率为________(只列出算式，忽略水自身电离的影响)。

答案：(1)A 、C 、G (2)有白烟生成 A 瓶中的氯化氢移动到B 瓶中，与B 瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟 液体进入B 瓶中，溶液的颜色变红 (3)①温度(或浓度)
③535×10
－Y
m
%
解析：(1)制备氨气时，加热固体的试管口应略向下倾斜，所以制备装置应选取装置A ；氨气的密度比空气的小，因此应用向下排空气法收集，所以收集装置应选取装置C ；氨气极易溶于水，应防止发生倒吸，因此尾气处理装置应选取装置G 。

(2)A 瓶的压强大于B 瓶的，因此A 瓶中的氯化氢进入B 瓶中，与氨气反应生成氯化铵，可以看到B 瓶中有白烟生成。

由于氯化氢和氨气反应导致B 瓶中的压强降低，且B 瓶中的氯化氢相对过量，因此当打开旋塞2时，石蕊水溶液会被倒吸入B 瓶中，遇氯化氢溶液变红色。

(3)通过所给试剂和仪器，可以探究温度(或浓度)对溶液中氯化铵水解程度的影响。

如果是探究温度对溶液中氯化铵水解程度的影响时，可以测定不同温度下溶液的pH ；如果是探究浓度对溶液中氯化铵水解程度的影响时，可以测定不同浓度下溶液的pH 。

因此实验表格可以为：
所读取的数值Y 为溶液的pH 。

氯化铵的物质的量为m /53.5 mol ，所以氯化铵的物质的量浓度为m /5.35 mol·L －1
；所以铵根离子水解反应的平衡转化率为
10
－Y
m
5.35
×100%＝535×10
－Y
m
%。