1、第13讲化学实验方案设计与评价专题跟踪训练（十三）能力练（20分钟 50分）非选择题（共50分）1. （16分）三氯化硼是一种重要的化工原料。某同学设计的三氯化硼制备装置如图所示。ABCD12查阅资料BCl 3的熔点为107.3 C,沸点为 12.5 C; 2B+ 6HCI=2BCb+;硼与铝的性质相似，氯化物也易水解，硼也能与碱反应。请回答下列问题:（1）装置A是用高锰酸钾固体与浓盐酸反应制氯气，反应的离子方程式为为了完成三氯化硼的制备，装置从左到右的接口连接顺序为装置E中的试剂为 ,如果拆去装置 E ,可能的后果是装置 D中发生反应前先通入一段时间的氯气，其目的是该装置中发生反应的化学方程
2、式为写出该反应的化学方程式（5）BCI 3与水能剧烈反应生成硼酸（H3BQ）和白雾，请设计一个简易实验，验证制得的产品中是否含有硼粉解析（1）装置A中发生反应的离子方程式为2MnO+ 16H+ + 10CI =2Mn+ 5CI2 f+ 8H2Q （2）由于制取的CI2中含杂质HCI、H2O,所以CI2与硼反应前需要先除去CI2中含有的杂质，又因为“硼与铝的性质相似，氯化物也易水解”，生成BCI3的装置中应防止水蒸气进入，故右侧应连接盛有浓 HSQ的干燥装置。装置的连接顺序为hi fg bcdej（f和g可互换，b和c可互换)。(3)装置E中的试剂为饱和食盐水，目的是除去CI2中的HCI;若拆去
3、装置E,杂质HCI与硼反应产生的H2与CI2混合，加热时可能会引起爆炸。(4)硼粉能 与空气中的氧气反应，故反应前应通入CI2排尽装置中的空气。(5)由“生成硼酸(H3BO)和白雾”可知该反应为 BCI3+ 30=出0+ 3HCI。(6)由“硼也能与碱反应”可知在产品中加 入NaOH溶液，若产生气泡，则说明含有硼粉。答案(1)2M n04 + 16H + 10CI =2M n+ 5Cb f + 8f0(2) a t hi tfg tbcf dej(f和 g 可互换，b 和 c 可互换)(3) 饱和食盐水HCI与硼反应产生的H2与CI2混合，加热时可能会引起爆炸 通入CI2以排尽装置中的空气，防
4、止硼被氧化2B+ 3CI 2=2BCl3(5) BCI 3 + 3H2O=bBO+ 3HCI(6) 取少量产品于试管中，加入NaOH溶液，若产生气泡(H2)，则说明含有硼粉2. (18分)Co_ 60可用于癌症的放射性治疗和蔬菜保鲜。已知：硫钴矿石(主要成分为CqS)灼烧会生成CctQ(黑色)，CctQ与AI发生铝热反应可生成 Co。请回答下列问题：(1) 写出“已知”中的两个反应的化学方程式：、CaQ时，可选用下面的装置(2) 实验室由硫钴矿石(主要成分为CO3S4)灼烧生成(填序号)。【(3) 钴单质可与稀盐酸反应生成CoCl2(蓝色)和Hao CoCl2吸水后会生成不同颜色的物质,如C0
5、CI2 6H2O为粉红色。如图所示为 C0CI2 6H2O受热时的温度与质量的关系图。幼业与粉红色3.32 -2.96 -2.60 (A2652餐红色蓝紫色I ） 一蓝色90120温度/r 紫红色物质的化学式为 ,若由粉红色固体制备紫红色固体，可采用的实验装置为（从i、n、川中选择 ）。 由紫红色固体生成蓝紫色固体发生反应的化学方程式为 。 综合上述反应过程， 钴的氯化物常作为变色硅胶 （一种干燥剂）的指示剂，当变色硅胶 由蓝色变为粉红色时，即失去干燥能力，该蓝色物质的化学式为解析（1）由“硫钴矿石（主要成分为C8S）灼烧生成CC2O ”可得，该反应的化学方程式为4CobS + 25Q=6Co
6、2Q+ 16SO。由“铝热反应”可得制备钴的化学反应方程式为CbQ高温+ 2AI=Al2Q+ 2Co。 灼烧硫钴矿石时需要加热，可选用装置I、n,但用坩埚灼烧时 产生的SQ会污染空气，所以选用装置I较好（导出气体可用碱液吸收）。（3）由25 C时钴4.76 g盐的质量可知，n（CoCl2 6H2Q）=-i = 0.02 mol ; 2552 C减少的质量为 H2Q的238 g mol十口1.44 g“ 八、仏 0.08 mol丄，质量，n（H2Q）=- = 0.08 mol; C0CI2 6H2Q失去水分子数=4,故紫红18 g mol0.02 mol色物质的化学式为 CoCl2 2H2Q0由
7、于失水温度为52 C,需要采用水浴加热，故采用装置川。0.36 g5290 C时，减少的质量为H2Q 的质量，n（H2Q）=二=0.02 mol ; C0CI2 2H2Q18 g mol失去水分子数=0.02 mol0.02 mol故蓝紫色物质的化学式为CoCl2H2Q所以由紫红色固体生成蓝紫色固体的化学方程式为CoCl2 2H2Q=CoCl2 H2Q+ HQ。90120 C时，失去水的物质的量为0.02 mol，故蓝色物质为CoCl2o咼温答案(1)4Co 3S + 25C2=6CqQ + 16SQ CqQ + 2Al=Al 2Q+ 2CoCoCl2 2H2O 川 CoCl2 2H2O=Co
8、Cl2 H2O+ H2O C0CI23. (16分)亚硝酰氯(NOCI)的沸点为5.5 C,具有刺鼻恶臭味，溶于发烟硫酸，遇水则分解，是有机合成中的重要试剂。某同学用如图装置，由NO与干燥纯净的 CI2反应制备NOCI。无水氯化钙止水夹可上下移 动的铜丝稀硝酸弋=芋严水BCD已知：CI 2的沸点为一34.6 C, NOCI的沸点为一15 C；2NOF Cl2=2NOCI,2NO+ Cl2=2NOCI。回答下列问题：(1) 铜与稀硝酸反应的化学方程式为 ;装置 A 中设计了可上下移动的铜丝其优点是题 图 中 实 验 装 置 的af。C外的整套装置，目的是(3)实验时，先制取氯气使其充满除A、B
9、?装置中充满氯气后，, 下一步是制取NO ,具/、体操作是E中冰盐水的温度可低至22 C,(4) 该 同 学 的 实其作用是验设计的 。匕匕 厶冃 可0不足之处是(5)若无 C装置，则不禾U于NOCI的制备，主要原因是(用化学方程式表示)。解析 铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+ 8HNG(稀)=3Cu(NG”+ 2NOT +4H2Q上下移动的铜丝的作用是可以控制反应的开始与停止。(2)由已知和NOCI遇水则分解可知，需制取纯净的 CI2和NQ并在制备与收集 NOCI前后连接干燥管防止水蒸气进入装 置，才能制备 NOCI，最后还需要尾气处理装置。装置的连接顺序为ci j f h。(3)先制取
10、氯气使其充满除A、B、C外的整套装置”的目的是排尽装置中的空气，以防止NO被氧化成NO而生成杂质NOCI。向下移动铜丝与稀硝酸接触，即可反应制得NQ E中冰盐水的作用是使 NOCI冷凝成液态，分离NOCI与尾气。(4) 该实验设计中B、C中有少量空气，可能会将 NO氧化为NO,使制备的产物中含杂质NOCI。若无C装置，NOCI会与水反应生成 HCI和HNQ答案(1)3Cu + 8HNQ稀)=3Cu(NO3) 2+ 2NOT+ 4f0 可以控制反应的开始与停止(2) d tct i j f gf(3) 排尽装置中的空气向下移动铜丝，与稀硝酸接触使NOCI冷凝成液态，分离NOCI与尾气(4) B、
11、C中有少量空气，可能会将NO氧化为NO,使制备的产物中含杂质 NOCI(5) NOCI + HO=HNe HCI拔高练(25分钟 50分)非选择题(共50分)1. (16分)氯苯是染料、医药、有机合成的中间体，是重要的有机化工产品。实验室制取氯苯的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。回答下列问题：ad(1) 仪器a、b组合成制取氯气的装置，反应不需要加热，则仪器a中的固体反应物可以是(填标号)。A. MnOB. KMnOC. K2C2Q(2) 把氯气通入仪器 d中(仪器d中有FeCh和苯)，加热维持反应温度为 4060 C,温 度过高会生成过多的二氯苯。对仪器 d 加热的方法是仪器c的名称是
12、,仪器c出口的气体成分有 HCI、CI2、水蒸气和 。(4) 制取氯苯的化学方程式为 。(5) 仪器d中的反应完成后，工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥，才能蒸馏。 碱 洗 之 前 要 进 行 水 洗， 其 目 的 是用10% NaOH溶液碱洗时发生氧化还原反应的化学方程式为(6)工业生产中苯的流失情况如表所示:项目二氯苯氯化尾气蒸气成品不确定苯耗合计苯流失量/(kg * t 1)75+ 420+ 82. 049* 389* 2则10 t苯可得成品氯苯 t。(列出计算式即可)解析(l)KMn()4与K2Cr2()7均能与浓盐酸在常温下 反应生成氯气扌仪器且中的固体可以为KMn()4或 K2Cr2
13、O7o (2由题给信息可知对仪器d的加热方式为水 浴加热。(3)由装置图可知仪器c的名称为球形冷凝管; 苯易挥发苯与氯气发生取代反应生成氯苯和HC1,所以 仪器c出口的气体有氯化氢、水蒸气、氯气和苯蒸气。(4)制取氯苯的化学方程式为Q + Cl2FeCU+HCL (5)水洗的目的是除去产品中的FeCl3 J1C1等易溶于水的无机物，水洗可节省碱的用量。 碱洗可除去产品中的发生的反应为氧化还原反应: Cl2+2Na()H =NaCl-NaCl()+ H2()& (6)根据表中数据, 10 t苯可制得成品氯苯的质量为10X(10.92)X112.5 to答案(1)BC(2)水浴加热(3) 球形冷凝
14、管 苯蒸气(5)洗去产品中的 FeCG HCl，节省碱的用量，降低成本Cl 2+ 2NaOH=NaO NaCIO+ H2O10X1 腔卫喪丨乜)782. (14分)磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成:2. 960 g足竝空气化介物A充分锻烧2. 400 g红棕盐酸黄色KSCN落液红色色固体B溶液C溶液I)巴W无色酸圧|Ij的K1溶液无色溶液G|气休e|十I溶液F(棕红色 f(酸性变强请回答：A 的组成元素为(用元素符号表示)，化学式为(2) 溶液C可溶解铜片，列举该反应的一个实际应用 。(3) 已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的
15、密度为1.518 g L 1)，该气体分子的电子式为 ，写出该反应的离子方程式(4) 写出FG反应的化学方程式 ，设计实验方案探究溶液G中的主要微粒(不考虑H2O、K+ I )。解析(1)由C中加入KSCN溶液后呈红色，可推出 B为FezQ, C为FeCh。由无色酸 性溶液F与I 2的KI溶液反应后生成无色溶液 G,说明无色酸性溶液 F具有还原性，结合“A 能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体(M= 22.4 L mol上1.518 gL134一 1g mol ，为H2S)”，说明A中含有S元素，则无色气体 E为SO，无色酸性溶液 F为H2SO 溶液，与I 2反应的化学方程式为 H2
16、SO+ I 2+ H2O=bSQ+ 2HI。由“2.960 g化合物A” “2.400 g 红棕色固体 B”，可得 n(Fe) = 0.03 mol , n(S) = 0.04 mol , A 的化学式为 FesS。(2)FeCI 3与铜片的反应为 2FeCl3+ Cu=CuC2+ 2FeCl2,该反应在工业上可用于制印刷电路板。(3) 该气体为HS,H2S的电子式为H :blH。该反应的 离子方程式为F岂M+6H + 3H2St +3F/+S。(4) 由溶液F到溶液G的反应方程式为+ I? + H2OH2S()4 + 2HI，G中需要检验的微粒有SOl . H2S()3,实验方案为取少量溶液
17、G于试管中，加入过量的 BaCl2溶液检验SC)r的存在并除去SO厂，过滤后取溶 液再向滤液中加入氧化剂(如H2()2),若又有白色沉淀 产生，说明溶液中存在H2S()3o答案(1)Fe、S Fe3S(2)制印刷电路板(3) H ： : H Fe3S4+6H+=3H2St +3Fe2+ +SA A(4) H2S()3十I?十 H?() H2SO4 十 2HI 取少量溶液 G 于试管中，加入过量的BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有 SO厂过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若又有白色沉淀 产生，说明溶液中存在H2S()33. (20分)(2018 山东日照二模)水合肼(N2bkH2O)又名水合联氨
18、，无色液体，具有腐 蚀性和强还原性，它是一种重要的化工试剂。利用尿素法生产水合肼的原理为CO(NH)2 +2NaOHF NaCIO=Ni H 2O+ NqCO+ NaCl。实验 1:制备 NaCIO溶液(已知：3NaCIO=NaCI + NaCIQ)。(1) 图甲装置I中烧瓶内发生反应的化学方程式 。(2) 用NaOH固体配制溶质质量分数为30% NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有(填标号)。a. 烧杯b.容量瓶c.玻璃棒d.烧瓶(3) 图甲装置n中用冰水浴控制温度的目 。实验2:制取水合肼。(4) 图乙中若分液漏斗滴液速率过快，部分N2H. H 2O会参与A中反应并产生大量氮气，降低产
19、品产率。写出该过程中反应生成氮气的化学方程式： 。充分反应后，蒸馏 A中溶液即可得到水合肼的粗产品。实验3:测定馏分中水合肼的含量。(5) 称取馏分3.0 g，加入适量NaHCO固体，加水配成 250 mL溶液，移出25.00 mL置1于锥形瓶中，并滴加23滴淀粉溶液，用0.15 mol L的碘的标准溶液滴定（滴定过程中， 调节溶液的pH保持在6.5左右）。（已知：N2H4 H 2O+ 2l2=Nf+ 4HI + HzO） 滴定时，碘的标准溶液盛放在 （填酸式”或碱式”）滴定管中。 下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是 （填标号）。a. 锥形瓶清洗干净后未干燥b. 滴定前，滴定管内无气
20、泡，滴定后有气泡c. 读数时，滴定前平视，滴定后俯视d. 盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液 实验测得消耗碘的标准溶液的平均值为20. 00 mL，馏分中水合肼（N2H472O）的质量分数为。解析（1）实验室用浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气。（2）配制一定质量分数的氢氧化钠溶液，分三步：计算；称量（用托盘天平）；溶解（用玻璃棒、量筒和烧杯）。（3） CI2与NaOH 的反应为放热反应，由已知信息知，温度过高，次氯酸钠易发生歧化反应，导致次氯酸钠含量降低，影响产品的产率，故应用冰水浴控制温度。（4）水合肼与次氯酸钠发生氧化还原反应生成氮气、氯化钠和水。（5）碱式滴定管下部有一段橡胶管，橡胶中含碳
21、碳双键，能与 碘单质发生加成反应，所以，用酸式滴定管盛装碘的标准溶液。锥形瓶作反应容器，残留蒸馏水不会影响实验，a项错误；滴定前滴定管内无气泡，滴定后有气泡，测得溶液体积偏 小，结果偏低，b项错误；滴定管的 0刻度在上部，俯视读数结果偏小，测定结果偏低，c项错误：如果没有用待装液润洗，则测得消耗碘的标准溶液的体积偏大，结果偏高，d项正确。 w（N2H H20） =1 31 1250 mL0.15 mol L X 20.00 X 1050 g mol X2&25.00 mL30gX 100%F 25%答案（1）MnO2 + 4HCl（浓）=MnCb + Cl2?+ 2fO （2）ac（3）防止NaCIO分解，影响水合肼的产率N 2H4 H2O+ 2NaCIO=Nf + 3HzO+ 2NaCl（5）酸式 d 25%
