2018年高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 專題四 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 第16講 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)學(xué)案.doc

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第16講　實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 最新考綱 考向分析 1.掌握常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(包括所用試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法)。 2．設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。 3．了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。 4．分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理的結(jié)論。 5．繪制和識(shí)別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖。 6．以上各部分知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用。 1.客觀題：主要依托實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，并對(duì)已設(shè)計(jì)的方案是否符合實(shí)驗(yàn)要求作出判斷。 2．主觀題：將在綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題或工藝流程圖題中，以探究物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)與含量及其制備等為目的，考查原理、實(shí)驗(yàn)操作、有關(guān)的計(jì)算及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)等。 考點(diǎn)一　物質(zhì)制備型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) Z (課前) 1．(2016江蘇)根據(jù)侯氏制堿原理制備少量NaHCO3的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過制取氨氣、制取NaHCO3、分離NaHCO3、干燥NaHCO3四個(gè)步驟，下列圖示裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　C　) A．制備氨氣　　　　 B．制取NaHCO3 C．分離NaHCO3　　　 D．干燥NaHCO3 [解析]　A項(xiàng)，制NH3需要用NH4Cl固體和Ca(OH)2固體加熱進(jìn)行反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，CO2應(yīng)從長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)短導(dǎo)管出，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，制得的NaHCO3為固體，用過濾法分離，正確；D項(xiàng)，加熱時(shí)NaHCO3會(huì)分解，錯(cuò)誤。 2．(2017全國(guó)Ⅱ)由下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象不能推出相應(yīng)結(jié)論的是(　C　) 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 結(jié)論 A 向2 mL 0.1 molL－1的FeCl3溶液中加足量鐵粉，振蕩，加1滴KSCN溶液 黃色逐漸消失，加KSCN溶液顏色不變 還原性：Fe>Fe2＋ B 將金屬鈉在燃燒匙中點(diǎn)燃，迅速伸入集滿CO2的集氣瓶 集氣瓶中產(chǎn)生大量白煙，瓶?jī)?nèi)有黑色顆粒產(chǎn)生 CO2具有氧化性 C 加熱盛有少量NH4HCO3固體的試管，并在試管口放置濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙 石蕊試紙變藍(lán) NH4HCO3顯堿性 D 向2支盛有2 mL相同濃度銀氨溶液的試管中分別加入2滴相同濃度的NaCl和NaI溶液 一支試管中產(chǎn)生黃色沉淀，另一支中無明顯現(xiàn)象 Ksp(AgI)Fe2＋，A項(xiàng)正確；燃著的金屬鈉能在裝有CO2的集氣瓶中反應(yīng)生成Na2CO3和C，說明CO2具有氧化性，B項(xiàng)正確；NH4HCO3受熱分解生成的NH3能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，只能說明NH3為堿性氣體，不能確定NH4HCO3的酸堿性，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)題中描述可知黃色沉淀為AgI，另一支試管中無明顯現(xiàn)象，說明沒有AgCl析出，可證明Ksp(AgI)I2 3．某化學(xué)興趣小組欲制備并探究SO2的某些性質(zhì)。 【SO2的制備】用亞硫酸鈉與較濃的硫酸反應(yīng)制備SO2的裝置圖如上圖(夾持儀器省略)： (1)圖中裝置有一處錯(cuò)誤是_集氣瓶C中導(dǎo)管長(zhǎng)短反了__； B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑??；D的作用是_吸收尾氣中的SO2，防止污染環(huán)境__。 【SO2的性質(zhì)】探究SO2氣體性質(zhì)的裝置如圖所示： (2)裝置Ⅰ中的現(xiàn)象是_有淺黃色沉淀生成__，說明SO2具有_氧化__(填“氧化”或“還原”)性。裝置Ⅰ中通入足量SO2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 2S2－＋5SO2＋2H2O===3S↓＋4HSO　。 (3)在上述裝置中通入過量的SO2，為了驗(yàn)證Ⅱ中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，?、蛑腥芤悍殖蓛煞?，并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： 方案一：往第一份試液中加入少量酸性KMnO4溶液紫紅色褪去。方案二：往第二份試液中加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。 上述方案不合理的是_方案一__，原因是_SO2過量，SO2可使酸性KMnO4溶液褪色__，寫出解釋該原因的離子方程式： 5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋　。 (4)SO2可以用來制備硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉可用于照相業(yè)作定影劑，也可用于紙漿漂白作脫氯劑等。實(shí)驗(yàn)室可通過Na2S、Na2CO3和SO2共同反應(yīng)來制取Na2S2O3。寫出如圖所示裝置中三頸燒瓶中反應(yīng)制取Na2S2O3的化學(xué)方程式： 2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2　。 [解析]　(1)SO2的密度大于空氣，即錯(cuò)誤在于集氣瓶C中導(dǎo)管長(zhǎng)短反了。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑。SO2是大氣污染物，需要尾氣處理，則D中氫氧化鈉溶液的作用是吸收尾氣中的SO2，防止污染環(huán)境。 (2)SO2具有氧化性，能把硫化鈉氧化為單質(zhì)S，裝置Ⅰ中有淺黃色沉淀生成；如果通入足量的SO2，則反應(yīng)的離子方程式為2S2－＋5SO2＋2H2O===3S↓＋4HSO。 (3)如果SO2過量，則SO2可使酸性KMnO4溶液褪色，不能說明有亞鐵離子生成，所以方案一不合理，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋。 (4)反應(yīng)物是Na2S、Na2CO3和SO2，生成物是硫代硫酸鈉，根據(jù)原子守恒可知還有CO2生成，則反應(yīng)的方程式為2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。 考點(diǎn)二　有機(jī)物制備與提純實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) Z (課前) 1．(2018青島一模)正丁醇中混有少量正丁醛，設(shè)計(jì)如下提純路線： 已知：①正丁醇和正丁醛(CH3CH2CH2CHO)常溫為液體； ②CH3CH2CH2CHO＋NaHSO3(飽和)―→CH3CH2CH2CH(OH)SO3Na↓。 下列說法不正確的是(　C　) A．操作(1)需要過濾裝置 B．操作(2)需要用到分液漏斗 C．操作(3)需要用到蒸發(fā)皿 D．操作(4)需要蒸餾裝置 2．(2018全國(guó)Ⅰ9)在生成和純化乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作未涉及的是(　D　) A B　　 C　 D [解析]　A是生成乙酸乙酯的操作，B是收集乙酸乙酯的操作，C是分離乙酸乙酯的操作。D是蒸發(fā)操作，在生成和純化乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)過程中未涉及。 3．(2017江蘇)[實(shí)驗(yàn)化學(xué)]1－溴丙烷是一種重要的有機(jī)合成中間體，沸點(diǎn)為71 ℃，密度為1.36 gcm－3。實(shí)驗(yàn)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、12 g正丙醇及20 mL水，冰水冷卻下緩慢加入28 mL濃H2SO4；冷卻至室溫，攪拌下加入24 g NaBr。 步驟2：如圖所示搭建實(shí)驗(yàn)裝置，緩慢加熱，直到無油狀物餾出為止。 步驟3：將餾出液轉(zhuǎn)入分液漏斗，分出有機(jī)相。 步驟4：將分出的有機(jī)相轉(zhuǎn)入分液漏斗，依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗滌，分液，得粗產(chǎn)品，進(jìn)一步提純得1－溴丙烷。 (1)儀器A的名稱是_蒸餾燒瓶__；加入攪拌磁子的目的是攪拌和_防止暴沸__。 (2)反應(yīng)時(shí)生成的主要有機(jī)副產(chǎn)物有2－溴丙烷和_丙烯、正丙醚__。 (3)步驟2中需向接受瓶?jī)?nèi)加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是_減少1－溴丙烷的揮發(fā)__。 (4)步驟2中需緩慢加熱使反應(yīng)和蒸餾平穩(wěn)進(jìn)行，目的是_減少HBr揮發(fā)__。 (5)步驟4中用5% Na2CO3溶液洗滌有機(jī)相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液，振蕩，_將分液漏斗下口向上傾斜、打開活塞排出氣體__，靜置，分液。 [解析]　本題考查1－溴丙烷的制備實(shí)驗(yàn)，涉及儀器的識(shí)別、實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)原理的分析。(1)儀器A為蒸餾燒瓶，攪拌磁子的作用是攪拌和防止暴沸。(2)反應(yīng)物中的正丙醇可能發(fā)生消去反應(yīng)生成丙烯，也可能發(fā)生分子間脫水反應(yīng)生成正丙醚。(3)向接收瓶?jī)?nèi)加入少量冰水并置于冰水浴中，降低了接收瓶?jī)?nèi)的溫度，減少了1－溴丙烷的揮發(fā)。(4)HBr易揮發(fā)，故需緩慢加熱。(5)振蕩后，要排出分液漏斗中的氣體。 R (課堂) 知能補(bǔ)漏 1．有機(jī)制備與分離提純的思維流程： — ↓ — ↓ — ↓ — 2．有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)中常用的儀器： (1)制備裝置。 (2)蒸餾裝置。 3．有機(jī)混合物的分離提純常用方法： 方法 適用條件 實(shí)例 說明 萃取 互不相溶的液體混合物 分離CCl4和水等 分液時(shí)下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出 蒸餾 兩種或兩種以上互溶的液體，沸點(diǎn)相差較大 分離酒精和水 在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片，防止液體暴沸 4．有機(jī)物制備的解題流程 有機(jī)物的制備是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，以新物質(zhì)制備為背景的實(shí)驗(yàn)圖，涉及知識(shí)面廣、題型多變、思維發(fā)散空間大，能很好的考查學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，因而倍受高考命題者的青睞。解答此類試題的一般流程是： 第一步，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。通過分析合成目標(biāo)產(chǎn)物的有機(jī)反應(yīng)方程式確定反應(yīng)原理，分析反應(yīng)的特點(diǎn)(如可逆反應(yīng)等)，并分析可能發(fā)生的副反應(yīng)。 第二步，確定實(shí)驗(yàn)裝置。依據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)及反應(yīng)條件選擇合適的反應(yīng)容器，并控制合適的反應(yīng)溫度。根據(jù)反應(yīng)原理及裝置特點(diǎn)，確定每個(gè)裝置的作用。 第三步，設(shè)計(jì)除雜方案。根據(jù)產(chǎn)品和雜質(zhì)的性質(zhì)差異(如溶解性、熔沸點(diǎn)、密度大小、物質(zhì)的狀態(tài)等)選擇合適的分離提純方法。根據(jù)有機(jī)反應(yīng)中反應(yīng)物的揮發(fā)性及有機(jī)副反應(yīng)較多的特點(diǎn)，分析除雜步驟、試劑及除雜裝置。 第四步，產(chǎn)品產(chǎn)率(純度)計(jì)算。根據(jù)題目提供的反應(yīng)原理和試劑的用量，利用有機(jī)反應(yīng)方程式或關(guān)系式，計(jì)算產(chǎn)品的理論產(chǎn)量，則產(chǎn)品產(chǎn)率為100%。 B (課后) 1．冬青油是一種無色液體，某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置制備冬青油?；瘜W(xué)反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置如下所示： 產(chǎn)物的有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示： 相對(duì)分子質(zhì)量 密度/gcm－3 沸點(diǎn)/℃ 溶解性 冬青油 152 1.180 222.2 微溶于水 實(shí)驗(yàn)步驟如下所示： ①向三頸瓶中加入6.9 g (0.05 mol)水楊酸和24 g (0.75 mol)甲醇，再小心地加入6 mL濃硫酸，搖勻。②加入2粒沸石(或碎瓷片)，裝上儀器a，在石棉網(wǎng)上保持溫度在85～95 ℃，回流1.5 h。③反應(yīng)完畢，將燒瓶冷卻，加入50 mL蒸餾水，然后轉(zhuǎn)移至分液漏斗，棄去水層，將有機(jī)層再倒入分液漏斗中，依次用50 mL 5%碳酸氫鈉溶液和30 mL水洗滌。④將產(chǎn)物移至干燥的錐形瓶中，加入0.5 g無水氯化鈣。⑤最后將粗產(chǎn)品進(jìn)行蒸餾，收集221～224 ℃的餾分，其質(zhì)量為6.8 g。 請(qǐng)回答下列問題： (1)本實(shí)驗(yàn)中濃硫酸的作用是_催化劑、吸水劑__。 (2)裝置中儀器a的名稱是_球形冷凝管__，進(jìn)水口為 _Ⅰ__(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。溫度計(jì)的適宜規(guī)格為_②__(填代號(hào))。 ①50 ℃　　?、?00 ℃　　?、?00 ℃ (3)用碳酸氫鈉溶液洗滌的目的是_除去水楊酸和硫酸__；用水洗滌時(shí)，產(chǎn)品在_下__(填“上”或“下”)層。 (4)加入無水氯化鈣的目的是_除去粗產(chǎn)品中的水分__。 (5)本次實(shí)驗(yàn)中冬青油的產(chǎn)率為_89.5%__。 2．(2017石家莊模擬)實(shí)驗(yàn)室制備1,2－二溴乙烷的反應(yīng)原理如下： CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br 可能存在的主要副反應(yīng)有：乙醇在濃硫酸的存在下在140 ℃脫水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制備1,2－二溴乙烷的裝置如圖所示： 有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下： 乙醇 1,2－二溴乙烷 乙醚 狀態(tài) 無色液體 無色液體 無色液體 密度/gcm－3 0.79 2.2 0.71 沸點(diǎn)/℃ 78.5 132 34.6 熔點(diǎn)/℃ －130 9 －116 回答下列問題： (1)在此制備實(shí)驗(yàn)中，要盡可能迅速地把反應(yīng)溫度提高到170 ℃左右，其最主要的目的是_d__(填正確選項(xiàng)前的字母)； a．引發(fā)反應(yīng) b．加快反應(yīng)速度 c．防止乙醇揮發(fā) d．減少副產(chǎn)物乙醚生成 (2)在裝置C中應(yīng)加入_c__(填正確選項(xiàng)前的字母)，其目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體； a．水　　　　　　　　 b．濃硫酸 c．氫氧化鈉溶液 d．飽和碳酸氫鈉溶液 (3)判斷該制備反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡(jiǎn)單方法是_溴的顏色完全褪去__； (4)將1,2－二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水，振蕩后靜置，產(chǎn)物應(yīng)在_下__層(填“上”或“下”)； (5)若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2，最好用_b__(填正確選項(xiàng)前的字母)洗滌除去； a．水 b．氫氧化鈉溶液 c．碘化鈉溶液 d．乙醇 (6)若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚，可用_蒸餾__的方法除去； (7)反應(yīng)過程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D，其主要目的是_避免溴大量揮發(fā)__；但又不能過度冷卻(如用冰水)，其原因是_1,2－二溴乙烷的熔點(diǎn)低，過度冷卻會(huì)凝固而堵塞導(dǎo)管__。 [解析]　(2)根據(jù)題中提示，選堿來吸收酸性氣體；(3)制備反應(yīng)是溴與乙烯的反應(yīng)，明顯的現(xiàn)象是溴的顏色褪去；(4)1,2－二溴乙烷的密度大于水，因而在下層；(5)溴在水中溶解度小，不能用水，碘化鈉與溴反應(yīng)生成碘會(huì)溶解在1,2－二溴乙烷中，不能用碘化鈉溶液除溴，乙醇與1,2－二溴乙烷混溶也不能用；(6)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，乙醚沸點(diǎn)低，可通過蒸餾除去(不能用蒸發(fā)，乙醚不能散發(fā)到空氣中，且蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致1,2－二溴乙烷揮發(fā)到空氣中)；(7)溴易揮發(fā)，冷卻可減少揮發(fā)。但如果用冰水冷卻會(huì)使產(chǎn)品凝固而堵塞導(dǎo)管。 3．(2018濰坊聯(lián)考)實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯的反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示： ＋HO—NO2＋H2O　ΔH<0 存在的主要副反應(yīng)有在溫度稍高的情況下會(huì)生成間二硝基苯。 有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示： 物質(zhì) 熔點(diǎn)/℃ 沸點(diǎn)/℃ 密度/gcm－3 溶解性 苯 5.5 80 0.88 微溶于水 硝基苯 5.7 210.9 1.205 難溶于水 間二硝基苯 89 301 1.57 微溶于水 濃硝酸 83 1.4 易溶于水 濃硫酸 338 1.84 易溶于水 實(shí)驗(yàn)步驟如下： 取100 mL燒杯，用20 mL濃硫酸與18 mL濃硝酸配制混合酸，將混合酸小心加入B中。把18 mL(15.84 g)苯加入A中。向室溫下的苯中逐滴加入混酸，邊滴邊攪拌，混合均勻。在50～60 ℃下發(fā)生反應(yīng)，直至反應(yīng)結(jié)束。 將反應(yīng)液冷卻至室溫后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5% NaOH溶液和水洗滌。分出的產(chǎn)物加入無水CaCl2顆粒，靜置片刻，棄去CaCl2，進(jìn)行蒸餾純化，收集205～210 ℃餾分，得到純硝基苯18 g。 回答下列問題： (1)裝置B的名稱是_分液漏斗__，裝置C的作用是_冷凝回流__。 (2)配制混合酸時(shí)，能否將濃硝酸加入濃硫酸中，說明理由：_不能，易發(fā)生酸液迸濺__。 (3)為了使反應(yīng)在50～60 ℃下進(jìn)行，常用的方法是_水浴加熱__。反應(yīng)結(jié)束并冷卻至室溫后A中液體就是粗硝基苯，粗硝基苯呈黃色的原因是_溶有濃硝酸分解產(chǎn)生的NO2(或硝酸)等雜質(zhì)__。 (4)在洗滌操作中，第二次水洗的作用是_洗去殘留的NaOH及生成的鈉鹽等可溶性雜質(zhì)__。 (5)在蒸餾純化過程中，因硝基苯的沸點(diǎn)高于140 ℃，應(yīng)選用空氣冷凝管，不選用水直形冷凝管的原因是_以免直形冷凝管通水冷卻時(shí)因玻璃管內(nèi)外溫差大而炸裂__。 (6)本實(shí)驗(yàn)所得到的硝基苯產(chǎn)率是_72%__。 [解析]　(1)裝置B的名稱是分液漏斗，裝置C的作用是冷凝回流。 (2)不能，因?yàn)橄跛岬拿芏缺攘蛩嵝?，將濃硝酸加入濃硫酸易發(fā)生酸液迸濺。 (3)水浴加熱可以控制溫度在50～60 ℃。粗硝基苯呈黃色的原因是溶有濃硝酸分解產(chǎn)生的NO2等雜質(zhì)。 (4)第二次水洗可以除去氫氧化鈉及鈉鹽等可溶性雜質(zhì)。 (5)用直形冷凝管可能因?yàn)閮?nèi)外溫差過大而炸裂。 (6)理論上產(chǎn)生硝基苯的質(zhì)量＝123 gmol－1≈25 g，則硝基苯的產(chǎn)率＝1825100%＝72%。 考點(diǎn)三　定量測(cè)定實(shí)驗(yàn) Z (課前) 1．(2016天津)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo)，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位mgL－1。我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5 mgL－1。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下列裝置(夾持裝置略)，測(cè)定某河水的DO。 Ⅰ.測(cè)定原理： 堿性條件下，O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2； ①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓ 酸性條件下，MnO(OH)2將I－氧化為I2； ②MnO(OH)2＋I(xiàn)－＋H＋―→Mn2＋＋I(xiàn)2＋H2O(未配平) 用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2； ③2S2O＋I(xiàn)2===S4O＋2I－ Ⅱ.測(cè)定步驟： a．安裝裝置，檢驗(yàn)氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。 b．向燒瓶中加入200 mL水樣。 c．向燒瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4無氧溶液(過量)、2 mL堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應(yīng)①完全。 d．?dāng)嚢璨⑾驘恐屑尤? mL H2SO4無氧溶液，至反應(yīng)②完全，溶液為中性或弱酸性。 e．從燒瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.01000 molL－1 Na2S2O3溶解進(jìn)行滴定，記錄數(shù)據(jù)。 f．…… g．處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的變化)。 回答下列問題： (1)配制以上無氧溶液時(shí)，除去所用溶劑水中氧的簡(jiǎn)單操作為_將溶劑水煮沸后冷卻__。 (2)在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器是 _②__。 ①滴定管?、谧⑸淦鳌、哿客? (3)攪拌的作用是_使溶液混合均勻，快速完成反應(yīng)__。 (4)配平反應(yīng)②的方程式，其化學(xué)計(jì)量數(shù)依次為_1,2,4,1,1,3__。 (5)步驟f為_重復(fù)步驟e的操作2－3次__。 (6)步驟e中達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)志為_溶液藍(lán)色褪去(半分鐘內(nèi)不恢復(fù)顏色)__。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水樣的DO＝_9.0__ mgL－1(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測(cè)得DO是否達(dá)標(biāo)：_是__(填“是”或“否”)。 (7)步驟d中加入H2SO4溶液反應(yīng)后，若溶液pH過低，滴定時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的誤差。寫出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示，至少寫出2個(gè)) 2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O　、 SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－　。 2．(2017全國(guó)Ⅰ26)凱氏定氮法是測(cè)定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測(cè)量。已知：NH3＋H3BO3===NH3H3BO3；NH3H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3。 回答下列問題： (1)a的作用是_避免b中壓強(qiáng)過大__。 (2)b中放入少量碎瓷片的目的是_防止暴沸__。f的名稱是_直形冷凝管__。 (3)清洗儀器：g中加蒸餾水：打開k1，關(guān)閉k2、k3，加熱b，蒸氣充滿管路：停止加熱，關(guān)閉k1，g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c，原因是_c中溫度下降，管路中形成負(fù)壓__；打開k2放掉水。重復(fù)操作2～3次。 (4)儀器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑，銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關(guān)閉k3，d中保留少量水，打開k1，加熱b，使水蒸氣進(jìn)入e。 ①d中保留少量水的目的是_液封，防止氨氣逸出__。 ②e中主要反應(yīng)的離子方程式為 NH＋OH－NH3↑＋H2O　，e采用中空雙層玻璃瓶的作用是_保溫使氨完全蒸出__。 (5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m克進(jìn)行測(cè)定，滴定g中吸收液時(shí)消耗濃度為c molL－1的鹽酸V mL，則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 　%，樣品的純度≤ 　%。 [解析]　(1)導(dǎo)管a與大氣相通，其作用是避免燒瓶?jī)?nèi)氣壓過大，發(fā)生危險(xiǎn)。(2)加熱液體時(shí)加入碎瓷片，其作用是防止液體暴沸。冷凝管有直形冷凝管和球形冷凝管等，要指明。(3)停止加熱，瓶?jī)?nèi)水蒸氣冷凝，氣體壓強(qiáng)減小，會(huì)引起g中液體倒吸入c中，利用蒸餾水倒吸來洗滌儀器e、f。(4)①止水夾k3處可能漏氣，導(dǎo)致測(cè)定的N元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，故d中保留少量水起液封作用，防止氨氣逸出。②e中發(fā)生的主要反應(yīng)是銨鹽與氫氧化鈉反應(yīng)，需要加熱，使氨氣全部逸出?！爸锌针p層玻璃瓶”考生比較陌生，可以聯(lián)想平時(shí)生活中保溫玻璃瓶來分析問題。(5)n(N)＝n(NH3)＝n(HCl)＝mol，w(N)＝100%＝%。C2H5NO2的相對(duì)分子質(zhì)量為75，w(C2H5NO2)＝%＝%。 3．(2018天津9)煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監(jiān)測(cè)其含量，選用如下采樣和檢測(cè)方法?；卮鹣铝袉栴}： Ⅰ.采樣 采樣系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 采樣步驟： ①檢驗(yàn)系統(tǒng)氣密性；②加熱器將煙道氣加熱至140 ℃；③打開抽氣泵置換系統(tǒng)內(nèi)空氣；④采集無塵、干燥的氣樣；⑤關(guān)閉系統(tǒng)，停止采樣。 (1)A中裝有無堿玻璃棉，其作用為_除塵__。 (2)C中填充的干燥劑是(填序號(hào))_c__。 a．堿石灰　　b．無水CuSO4　　c．P2O5 (3)用實(shí)驗(yàn)室常用儀器組裝一套裝置，其作用與D(裝有堿液)相同，在虛線框中畫出該裝置的示意圖，標(biāo)明氣體的流向及試劑。 　 (4)采樣步驟②加熱煙道氣的目的是_防止NOx溶于冷凝水__。 Ⅱ.NOx含量的測(cè)定 將v L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液，加入v1 mL c1 molL－1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(過量)，充分反應(yīng)后，用c2 molL－1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2＋，終點(diǎn)時(shí)消耗v2 mL。 (5)NO被H2O2氧化為NO的離子方程式為 2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O　。 (6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有_錐形瓶、酸式滴定管__。 (7)滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng)： 3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 則氣樣中NOx折合成NO2的含量為 104　mgm－3。 (8)判斷下列情況對(duì)NOx含量測(cè)定結(jié)果的影響(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 若缺少采樣步驟③，會(huì)使測(cè)定結(jié)果_偏低__。 若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，會(huì)使測(cè)定結(jié)果_偏高_(dá)_。 [解析]　(1)裝置A是過濾器，裝有無堿玻璃棉的作用是過濾除去粉塵。 (2)C中填充的是干燥劑，除去H2O且不能與NOx反應(yīng)，所以應(yīng)選有酸性、干燥能力強(qiáng)的P2O5。 (3)D裝置中裝有堿液，用于除去NOx，作用與實(shí)驗(yàn)室中的洗氣瓶相同，該裝置的示意圖為。 (4)煙道氣中有水，采樣步驟②加熱器將煙道氣加熱至140 ℃的目的是防止NOx溶于冷凝水。 (5)NO被H2O2氧化為NO，H2O2的還原產(chǎn)物為H2O，離子方程式為2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O。 (6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有錐形瓶、滴定管，因?yàn)樵摰味ㄒ撼仕嵝?，所以選用酸式滴定管。 (7)滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng)： 3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 與Cr2O反應(yīng)的Fe2＋的物質(zhì)的量為6c2v210－3 mol，標(biāo)準(zhǔn)液中Fe2＋的物質(zhì)的量為c1v110－3 mol，則與NO反應(yīng)的Fe2＋的物質(zhì)的量為(c1v1－6c2v2)10－3 mol，NO的物質(zhì)的量為 mol，則v L氣樣中折合成NO2的含量為 mol46 gmol－11 000 mgg－11 000 Lm－3＝104 mgm－3。 (8)若缺少采樣步驟③，系統(tǒng)內(nèi)存在空氣，會(huì)使收集的氣樣中NOx偏少，測(cè)定結(jié)果偏低。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，溶液中的Fe2＋濃度減小，消耗的FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏高。 R (課堂) 知能補(bǔ)漏 定量實(shí)驗(yàn)測(cè)量的方法 1．測(cè)量沉淀質(zhì)量法： 先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量過濾、洗滌、干燥后沉淀的質(zhì)量再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 稱量固體一般用托盤天平，精確度為0.1 g，但精確度高的實(shí)驗(yàn)中可使用分析天平或電子天平，可精確到0.000 1 g。 2．測(cè)量氣體體積法： (1)量氣裝置的設(shè)計(jì)： 下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進(jìn)后的裝置。 (2)讀數(shù)時(shí)先要將其恢復(fù)室溫后，再調(diào)整量氣裝置使兩側(cè)液面相平，最后讀數(shù)要求視線與凹液面最低點(diǎn)相平。 3．測(cè)量氣體質(zhì)量法： 一般有兩種方法：一種方法是稱反應(yīng)裝置在放出氣體前后的質(zhì)量減小值；另一種方法是稱吸收裝置前后的質(zhì)量增大值。 4．滴定法： 即利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 B (課后) 1．為精準(zhǔn)測(cè)定工業(yè)純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(含少量NaCl)，準(zhǔn)確稱量W0 g樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)方法所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案和測(cè)量數(shù)據(jù)最合理(除W0外)的是(　A　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)方案 測(cè)量數(shù)據(jù) A 滴定法 將樣品配成100 mL溶液，取10 mL，加入甲基橙，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定 消耗鹽酸的體積 B 量氣法 將樣品與鹽酸反應(yīng)，生成的氣體全部被堿石灰吸收 堿石灰增重的質(zhì)量 C 重量法 樣品放入燒瓶中，置于天平上，加入足量鹽酸 減輕的質(zhì)量 D 量氣法 將樣品與鹽酸反應(yīng)，氣體通過排水量氣裝置量氣 排水體積 2.青蒿素是烴的含氧衍生物，為無色針狀晶體，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中幾乎不溶，熔點(diǎn)為156～157 ℃，熱穩(wěn)定性差，青蒿素是高效的抗瘧藥。已知：乙醚沸點(diǎn)為35 ℃，從青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理為基礎(chǔ)的，主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工藝如圖所示： (1)對(duì)青蒿進(jìn)行干燥破碎的目的是_增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率__。 (2)操作Ⅰ需要的玻璃儀器主要有燒杯、_漏斗、玻璃棒__，操作Ⅱ的名稱是_蒸餾__。 (3)操作Ⅲ的主要過程可能是_B__(填字母)。 A．加水溶解，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 B．加95%的乙醇，濃縮、結(jié)晶、過濾 C．加入乙醚進(jìn)行萃取分液 (4)用下列實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定青蒿素分子式的方法如下：將28.2 g青蒿素樣品放在硬質(zhì)玻璃管C中，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后，再充分燃燒，精確測(cè)定裝置E和F實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算。 ①裝置A、E、F中盛放的物質(zhì)分別是_NaOH溶液__、_CaCl2(或P2O5)__、_堿石灰__。 ②G的作用是_防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入F裝置__。 ③ 裝置 實(shí)驗(yàn)前/g 實(shí)驗(yàn)后/g E 22.6 42.4 F 80.2 146.2 則測(cè)得青蒿素的最簡(jiǎn)式是_C15H22O5__，欲確定其分子式，則還需要的物理量為_相對(duì)分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量__。 3．(2017天津)用沉淀滴定法快速測(cè)定NaI等碘化物溶液中c(I－)，實(shí)驗(yàn)過程包括準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液和滴定待測(cè)溶液。 Ⅰ.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液 a．準(zhǔn)確稱取AgNO3基準(zhǔn)物4.2468 g(0.0250 mol)后，配制成250 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，放在棕色試劑瓶中避光保存，備用。 b．配制并標(biāo)定100 mL 0.1000 molL－1 NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液，備用。 Ⅱ.滴定的主要步驟 a．取待測(cè)NaI溶液25.00 mL于錐形瓶中。 b．加入25.00 mL 0.1000 molL－1 AgNO3溶液(過量)，使I－完全轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。 c．加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。 d．用0.1000 molL－1 NH4SCN溶液滴定過量的Ag＋，使其恰好完全轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀后，體系出現(xiàn)淡紅色，停止滴定。 e．重復(fù)上述操作兩次。三次測(cè)定數(shù)據(jù)如下表： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 消耗NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL 10.24 10.02 9.98 f.數(shù)據(jù)處理。 回答下列問題： (1)將稱得的AgNO3配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液，所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有_250mL(棕色)容量瓶、膠頭滴管__。 (2)AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液放在棕色試劑瓶中避光保存的原因是_AgNO3見光分解__。 (3)滴定應(yīng)在pH＜0.5的條件下進(jìn)行，其目的是_防止因Fe3＋的水解而影響滴定終點(diǎn)的判斷(或抑制Fe3＋的水解)__。 (4)b和c兩步操作是否可以顛倒_否__，說明理由_若顛倒，F(xiàn)e3＋與I－反應(yīng)，指示劑耗盡，無法判斷滴定終點(diǎn)__。 (5)所消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為_10.00__ mL，測(cè)得c(I－)＝_0.060_0__ molL－1。 (6)在滴定管中裝入NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的前一步，應(yīng)進(jìn)行的操作為_用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行潤(rùn)洗__。 (7)判斷下列操作對(duì)c(I－)測(cè)定結(jié)果的影響(填“偏高”、“偏低”或“無影響”) ①若在配制AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，燒杯中的溶液有少量濺出，則測(cè)定結(jié)果_偏高_(dá)_。 ②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，則測(cè)定結(jié)果_偏高_(dá)_。 [解析]　本題考查沉淀滴定法測(cè)定NaI溶液中c(I－)。(1)配制一定物質(zhì)的量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，除燒杯和玻璃棒外，還需用到的儀器有250mL(棕色)容量瓶、膠頭滴管。(2)AgNO3見光容易分解，因此需要保存在棕色試劑瓶中。(3)滴定實(shí)驗(yàn)中用NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑，F(xiàn)e3＋容易發(fā)生水解，影響滴定終點(diǎn)判斷，因此控制pH<0.5，目的是抑制Fe3＋的水解。(4)Fe3＋能與I－發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2，因此b、c不能顛倒，否則指示劑耗盡，無法判斷滴定終點(diǎn)。(5)第1組數(shù)據(jù)誤差較大，舍去，取第2組、第3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值，消耗NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為(10.02＋9.98)mL＝10.00mL。根據(jù)滴定原理，則n(Ag＋)＝n(I－)＋n(SCN－)，故n(I－)＝n(Ag＋)－n(SCN－)＝0.025L0.1000 molL－1－0.01L0.1000 molL－1＝0.001 5 mol，則c(I－)＝＝0.0600 molL－1。(6)在滴定管中裝入NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液之前，要先用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管。(7)①配制AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，若燒杯中溶液有少量濺出，配制的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度偏低，則滴定時(shí)消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏小，測(cè)得的c(I－)偏高。②滴定管0刻度在上，讀數(shù)時(shí)從上往下讀數(shù)，讀取體積偏小，計(jì)算所用NH4SCN的物質(zhì)的量偏低，測(cè)得的c(I－)偏高。