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考點13 化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價
1.（2010·全國卷I·T29·15分）請設(shè)計CO2在高溫下與木炭反應(yīng)生成CO的實驗。
(1)在下面方框中，A表示有長頸漏斗和錐形瓶組成的氣體發(fā)生器，請在答題卡上的A后完成該反應(yīng)的實驗裝置示意圖(夾持裝置,連接膠管及尾氣處理部分不必畫出，需要加熱的儀器下方用△標出)，按氣流方向在每件儀器下方標出字母B、C……；其他可選用的儀器(數(shù)量不限)簡易表示如下：
(2)根據(jù)方框中的裝置圖，在答題卡上填寫該表
儀器
2、符號
儀器中所加物質(zhì)
作用
A
石灰石、稀鹽酸
石灰石與鹽酸生成CO2
(3)有人對氣體發(fā)生器作如下改進：在錐形瓶中放入一小試管，將長頸漏斗下端插入小試管中。改進后的優(yōu)點是 ；
(4)驗證CO的方法是 。
【命題意圖】本題以化學(xué)實驗為考查對象，主要考查實驗方案的設(shè)計，儀器的組裝，裝置圖的繪制，試劑的合理選擇，裝置的改進及評價，物質(zhì)的的檢驗等
【思路點撥】該題的實驗?zāi)康氖窃O(shè)計CO2在高溫下與木炭反應(yīng)生
3、成CO的實驗，首先需要用CaCO3和鹽酸來制備CO2，再凈化干燥除雜，，接著再與C在高溫下反應(yīng)制CO，再用堿液除去未反應(yīng)完的CO2，最后用點燃的方法檢驗CO。
【規(guī)范解答】（1）A裝置顯然是用CaCO3和鹽酸來制備CO2，這樣制得的CO2中含有HCl和水蒸氣，需用兩個帶塞的試管進行凈化除雜，先用飽和的NaHCO3溶液除去HCl，然后用濃硫酸除去水蒸氣，接著再與C高溫下在反應(yīng)管中進行反應(yīng)制CO，接下來用澄清的石灰水或NaOH溶液除去未反應(yīng)完的CO2，
（3）長頸漏斗在實驗中只能起到加液體的作用，不能控制加入液體的速度及量。（4）此問答案很多可以點燃，看火焰看產(chǎn)物；也可以E后面再接個灼熱CuO
4、的玻璃管后面再接個放澄清石灰水的洗氣瓶,看玻璃管和石灰水的現(xiàn)象；也可應(yīng)直接用PdCl2溶液等
答案:
（2）
儀器標號
儀器中所加物質(zhì)
作用
B
飽和碳酸氫鈉溶液
除去CO2中的HCl氣體和水蒸氣
C
濃硫酸
除去CO2中的水蒸氣
D
干燥木炭粉
與CO2反應(yīng)生成CO
E
澄清石灰水
吸收未反應(yīng)的CO2
（3）可以通過控制加酸的量，來控制氣體產(chǎn)生的快慢；同時小試管中充滿鹽酸，可以起到液封的作用，防止反應(yīng)劇烈時氣體經(jīng)漏斗沖出
（4）點燃氣體，火焰呈藍色，再用一個內(nèi)壁附著有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上，燒杯內(nèi)壁的石灰水變渾濁
2.（2010·四
5、川高考·T27·16分） 碘被稱為“智力元素”，科學(xué)合理地補充碘
可防止碘缺乏病。碘酸鉀(KIO3)是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可
溶于水。碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過氧化氫或碘化物作用均生成單質(zhì)碘。以碘為
原料，通過電解制備碘酸鉀的實驗裝置如圖所示。
請回答下列問題：
(1)碘是 (填顏色)固體物質(zhì)，實驗室常用
方法來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。
(2)電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時發(fā)生反應(yīng)：
3I2+6KOH===
6、=5KI+KIO3+3H2O，將該溶液加入陽極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。
電解時，陽極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 ；陰極上觀察到的實驗現(xiàn)象是 。
(3)電解過程中，為確定電解是否完成，需檢驗電解液中是否有I—。請設(shè)計一個檢驗電解液中是否有I—的實驗方案，并按要求填寫下表。
要求：所需藥品只能從下列試劑中選擇，實驗儀器及相關(guān)用品自選。
試劑：淀粉溶液、碘化鉀淀粉試紙、過氧化氫溶液、稀硫酸。
實驗方法
實驗現(xiàn)象及結(jié)論
（4）電解完
7、畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實驗過程如下：
步驟②的操作名稱是 ，步驟⑤的操作名稱是 。步驟④洗滌晶體的目的是 。
【命題立意】本題以化學(xué)實驗設(shè)計為考查對象，主要考查了碘單質(zhì)的性質(zhì)、電化學(xué)、I-的檢驗及碘酸鉀晶體的制備。
【思路點撥】本題以碘為原料，通過電解來制備碘酸鉀，首先利用3I2+6KOH====5KI+KIO3+3H2O，將反應(yīng)后的
8、溶液作為電解液，在電解池中在陽極放電的是I-，陰極放電的是H+，這樣在電解液中消耗了KI，留下了KIO3，將陽極的電解液進行蒸發(fā)濃縮，便可得到碘酸鉀晶體。
【規(guī)范解答】（1）碘單質(zhì)是紫黑色固體，具有升華的特點，所以可利用升華對其進行分離提純。
（2）陽極區(qū)的電解液為KI和KIO3 ，所以在陽極區(qū)放電的是I-，陰極區(qū)的電解液為氫氧化鉀，所以在陰極區(qū)放電的是H+。
（3）在檢驗電解液中是否有I-，應(yīng)取少量陽極區(qū)的電解液于試管中，加稀硫酸酸化，若有I-，將發(fā)生 5I- + IO3- +6H+ = 3I2 + 3H2O ，再加入幾滴淀粉溶液，若變藍，則說明有I-，否則無I-。
（4）在利用蒸
9、發(fā)濃縮的方法制備晶體時，濃縮后需進行冷卻結(jié)晶，然后過濾、洗滌、干燥。洗滌是為了洗去表面附著的雜質(zhì)。
答案：（1）紫黑色 升華（2）
有氣泡產(chǎn)生
實驗方法
實驗現(xiàn)象及結(jié)論
取少量陽極區(qū)電解液于試管中，加稀硫酸酸化后加入幾滴淀粉試液，觀察是否變藍。
如果不變藍，說明無。（如果
變藍，說明有。）
（3）
（4）冷卻結(jié)晶 干燥 洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì)
3.（2010·重慶高考·T27·15分）某興趣小組用圖裝置探究氨的催化氧化。
（1）氨催化氧化的化學(xué)方程式為 。
（2）加熱玻璃管
10、2一段時間后，擠壓1中打氣球鼓入空氣，觀察到2中物質(zhì)呈紅熱狀態(tài)；停止加熱后仍能保持紅熱，該反應(yīng)是 反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。
（3）為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，裝置3應(yīng)裝入 ；若取消3，在4中僅觀察到大量白煙，原因是 。
（4）為實現(xiàn)氨催化氧化，也可用裝置5替換裝置 （填裝置代號）；化合物X為 （只寫一種），Na2O2的作用是 。
【命題立意】本題以化學(xué)實驗為考查對象，主要考查實驗現(xiàn)象的分析、試劑的選擇、裝置的替換等。
【思路點撥】該實驗的目的是探究氨氣的催化氧化，
11、從裝置圖來看，裝置1是提供氨氣和氧氣，裝置2中發(fā)生氨氣的催化氧化，這樣從玻璃管中出來的氣體有生成的NO、H2O及未反應(yīng)的氨氣和氧氣，要保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，需用濃硫酸除去水分，以防2NO + O2 ====2NO2，3NO2 + H2O====2HNO3 + NO
【規(guī)范解答】（1）和氧化生成。（2）既然停止加熱后仍能保持紅熱，則說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。（3）為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，裝置3應(yīng)裝入濃硫酸除去水分，若取消3，在4中僅觀察到大量白煙，是由于發(fā)生了反應(yīng)：2NO+O2 ====2NO2，3 NO2+ H2O ==== 2HNO3+ NO，NH3+ HNO3 ====NH4NO3 （4）由裝置5中的藥品可知應(yīng)是用來提供NH3 和O2 的，故應(yīng)替換裝置1，對于藥品X需與Na2O2反應(yīng)后能產(chǎn)生NH3 和O2 ，X可以是NH4Cl，也可以是碳酸銨或碳酸氫銨。
答案：（1）4NH3+5O24NO+6H2O
（2）放熱 （3）濃H2SO4 生成的NO與O2反應(yīng)生成NO2,NO2與水反應(yīng)生成HNO3，NH3與HNO3反應(yīng)生成了NH4NO3
(4)１ NH4Cl 與HCl反應(yīng)生成氧氣（合理答案均給分）
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考點13 化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價
