1、 制备实验方案的设计 同步练习 一、选择题 1.实验室用不纯的固态 NaCl（内含 NH4HCO3和 Na2SO4杂质）制取纯净的 NaCl 溶液。有下列操作可供选用：逐滴加盐酸至溶液呈酸性 煮沸 加蒸馏水溶解 加热至不再产生气体为止 加入稍过量的 Na2CO3溶液 加入稍过量的 BaCl2溶液 过滤 上述操作的正确顺序应是（ ） A. B. C. D. 答案： C 2.实验室中备有：烧碱、浓盐酸、铜片、石灰石和纯水。请从 欠缺试剂的角度来考虑，你在这种条件下无法进行的实验项目是（ ） A.制取氢气 B.制取 Na2CO3 C.制取胆矾 D.制取 CuCl2溶液 答案： C 3.工业上从海水中
2、制取食盐宜采用的方法是（ ） A.降低溶液温度 B.利用日光、风蒸发海水 C.降低食盐溶解度 D.加热蒸发海水 答案： B 4.现仅有下列仪器：烧杯、铁架台（附铁圈）、三脚架、漏斗、分液漏斗、石棉网、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、圆底烧瓶、滤纸，从缺少仪器的角度分析，不能进行的实验是（ ） A.分馏 B.过滤 C.蒸发 D.萃取 答案： A 5.制备下列气体的方案，不合理的是（ ） A.O2：过氧化钠与水反应 B.C12：浓盐酸与氯酸钾晶体反应 C.SO2：亚硫酸氢钠与浓硫酸反应 D.H2S：硫化亚铁与稀硝酸反应 答案： D 6.向 NaBr、 NaI、 Na2SO3混合液中，通入一定量氯气后，将溶
3、液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成可能是（ ） A.NaCl Na2SO4 B.NaCl NaBr Na2SO4 C.NaCl Na2SO4 I2 D.NaCl NaI Na2SO4 答案： AB 二、填空题 7.现有足量铝屑、含 1 mol H2SO4的浓硫酸、含 1.5 mol NaOH的氢氧化钠溶液和水。 （ 1）若用上述原料制取氢气，有以下两个方案： 方案一：用铝屑和氢氧化钠溶液制氢气； 方案二：用铝屑、浓硫酸和水制氢气。 你认为最好的方案是 ，其理由是 。 答案：方案一 生成 H2的量多且实验操作简便 （ 2）制取氢氧化铝可以有几种不同的方法，若用上述原料最多能制得 _g Al
4、（ OH） 3。 答案： 156 8.用一定量的废铜制取胆矾有两种方法：一种是用铜与浓硫酸直接反应生成硫酸铜；另一种是先将铜在空气中加热使之反应生成氧化铜，再用氧化铜与稀硫酸反应制取硫酸铜。上述两种方法中，哪一种方法更好 ?说明理由。 答案：第二种方法更好。第一种方法对应的化学方程式为 Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2 +2H2O。 第二种方法对应的化学方程式为 2Cu+O2 2CuO， CuO+ H2SO4=CuSO4+H2O。 以制取 1 mol CuSO4 5 H2O为例，两种方法都需要 1 mol Cu，但第一种方法需要 2 mol H2SO4，同时会产生 SO2 污染空气；而第
5、二种方法只需要 1 mol H2SO4，原料消耗少，且不会产生 SO2污染空气。 9.请你设计一个用纯净氢气还原氧化铜制取铜的实验操作程序（不需要安装仪器。操作共分四步，分别填写在空白处。第 1步还要说明意图，第 2、 3、 4步要说明在何时进行）。 （ 1 ） ； 答案：先通入 H2，这是为了避免爆炸而赶走空气 （ 2 ） ； 答案：空气排完之后，继续通入 H2，加热 （ 3 ） ； 答案：待黑色的氧化铜完全变成红色的铜时，停止加热 （ 4 ） 。 答案：继续通入 H2，至试管冷却时，再停止通入 H2 10.在制备 CuO的实验操作过程中可利用的原料有：铜粉，碱式碳酸铜，可溶性铜盐（如 _或
6、 _），烧碱溶液。具体操作方法有： 答案： CuSO4 CuCl2 （ 1）直接生成法。分别写出两种物质反应得 CuO的化学方程式 、 。 答案： 2Cu+O2 2CuO Cu2（ OH） 2CO3 2CuO+H2O+CO2 （ 2）间接沉淀法。 C u 2 + +O H - C u O H （） 2甲 乙蓝色悬浊液 黑色沉淀 过滤 洗涤 烘干过滤 洗涤 蒸发 灼烧 黑色粉末 冷却冷却 C u OC u O 试评价甲、乙两种操作方法哪种比较好。 答案：甲比乙优化，因为 Cu（ OH） 2浊液呈絮状胶黏性，过滤速度慢；加热分解 Cu（ OH）2时产生水分多，蒸发速度慢，且易飞溅。不如将 Cu（
7、OH） 2直接在悬浊液中先加热生成黑色CuO 沉淀过滤速度快。 Cu（ OH） 2热稳定性差，在水环境中不加热也会自行分解。 11.我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。他利用NaHCO3、 NaCl、 NH4Cl等物质溶解度的差异，以食盐、二氧化碳、氨气为原料先制得 NaHCO3，进而生产出纯碱。 几种物质的溶解度（ S/g） 温度 / 0 20 40 60 NaHCO3 6.9 9.6 12.7 16.4 NaCl 35.7 35.8 36.6 37.3 NH4Cl 29.4 37.2 45.8 55.2 图 6 5是在实验室中模拟“侯氏制碱法”中制取 NaHC
8、O3一步的实验装置，实验步骤为： 稀盐酸 饱和NaCl溶液 浓氨水A B C D 图 6 5 连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品。 先从 D 的分液漏斗中连续滴下浓氨水，直到产生的气体不能再在 C 中溶解时，再通入A 产生的气体。片刻后， C 中出现固体。继续向 C中通入两种气体，直到不再有固体产生。 过滤烧杯内所得的混合物，得到 NaHCO3固体。 向滤液中加入适量的氯化钠固体，发生反应： NaCl（固体） +NH4Cl（溶液） =NaCl（溶液） + NH4Cl （固体） 搅拌后过滤，滤出物用作化肥。 滤液再装入烧杯 C中，重复使用，进行第二次制备 请回答下列问题： （ 1）检验装置
9、气密性的方法是 。 答案：将装置连接好，关闭两个分液漏斗的活塞，在 C 的烧杯中加入水，微热两个圆底烧瓶，若两个导管口均有气泡产生，冷却后，导管内又有液柱上升，说明气密性良好 （ 2）烧杯 C中发生反应的化学方程式为 。 答案： CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3 + NH4Cl （ 3） A中常选用的固体为 _； B 中应选用的液体为 。 答案：石灰石 饱和碳酸氢钠溶液 （ 4）步骤中必须先让 D发生反应，后让 A产生气体，原因是 。 答案：氨比二氧化碳的溶解度大，先使氨饱和有利于二氧化碳的吸收 （ 5）步骤是在较高温度（如 60 ）下还是在较低温度（如 0 10 ）下进行合适
10、?_（填“较高”或“较低”）。 答案：较低 （ 6） 步骤中所得的氯化铵晶体中常含有少量的氯化钠和碳酸氢钠（约占 5 8），请设计简单的实验证明所得固体的成分大部分是氯化铵。简要写出操作、现象和结论。 答案：取少量固体放入试管中，加热，若固体大部分消失，在试管口又有固体凝结，说明所得固体的成分大部分是氯化铵。 （ 7）“侯氏制碱法”又称“联合制碱法”，意即将以焦炭为原料的合成氨与上述实验模拟的制碱联合起来进行生产，最大限度地提高原料的利用率，很有当今“绿色化学”的意味。你认为在“联合制碱法”的整个过程中，哪些生产环节中的什么物质可重复利用？（至少写出三组生产 环节和对应的物质） 答案：析出氯化
11、铵后的氯化钠溶液可重复使用；由碳酸氢钠制碳酸钠产生的二氧化碳可重复利用；合成氨制氢气产生的二氧化碳可重复利用；从合成塔出来的混在氨气中的氮气和氢气可重复利用。 12.已知乙醇可以和 CaCl2反应生成微溶于水的 CaCl2 6C2H5OH。有关的有机物沸点数据如下： CH3COOC2H5 ： 77.1 C2H5OH： 78.3 C2H5OC2H5： 34.5 CH3COOH： 118 实验室合成乙酸乙酯的粗产品步骤如下： 在蒸馏烧瓶内将过量的乙醇与少量的浓硫酸混合，然后 经分液漏斗边滴加醋酸，边加热蒸馏，得到含有乙醇、乙醚、醋酸和水的乙酸乙酯粗产品。请回答下列问题： （ 1）反应中加入的乙醇是
12、过量的，其目的是 。 答案：增加一种反应物，有利于酯化反应向正反应方向进行 （ 2）边滴加醋酸，边加热蒸馏的目的是 。 答案：蒸馏出生成物，有利于酯化反应向正方向进行 粗产品再经下列步骤精制： （ 3）为了除去其中的醋酸，可向产品中加入（ ） A.无水乙醇 B.碳酸钠粉末 C.无水醋酸钠 答案： B （ 4） 再向其中加入饱和 CaCl2溶液，振荡、分离，其目的是 。 答案：除去粗产品中的乙醇 （ 5）然后再向其中加入无水硫酸钠，振荡，其目的是 。 最后，将经过上述处理后的液体放入另一干燥的圆底烧瓶内，再蒸馏，弃去低沸点馏分，收集沸程 76 78 的馏分即可。 答案：除去粗产品中的水 13.（
13、 1）无水乙酸又称冰醋酸（熔点 16.6 ）。在室温较低时，无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体。请简单说明在实验中若遇到这种情况时，你将如何从试剂瓶中取出无水乙酸。 答案：将试剂瓶 浸入温水中加热使其熔化。 （ 2）要配制浓度约为 2 mol L 1 NaOH 溶液 100 mL，下面的操作正确的是 _（填代号）。 A.称取 8 g NaOH 固体，放入 250 mL 烧杯中，用 100 mL 量筒量取 100 mL 蒸馏水，加入烧杯中，同时不断搅拌至固体溶解 B.称取 8 g NaOH 固体，放入 100 mL 量筒中，边搅拌，边慢慢加入蒸馏水，待固体完全溶解后用蒸馏水稀释至 100 mL C
14、.称取 8 g NaOH 固体，放入 100 mL 容量瓶中，加入适量蒸馏水，振荡容量瓶使固体溶解，再加入水到刻度，盖好瓶塞 ，反复摇匀 D.用 100 mL 量筒量取 40 mL 5 mol L 1 NaOH 溶液，倒入 250 mL 烧杯中，再用同一量筒取 60 mL蒸馏水，不断搅拌下，慢慢倒入烧杯中 答案： AD 三、实验设计题 14.用蔗糖、碳铵、生石灰和硫酸四种试剂，从 AgNO3（内含少量 Fe3+和 Al3+）废液中提取到银，请设计该实验方案。 答案：设计如下框图所示： AgFeAl 3+3+N H H C O 、C a ONHAgA g ( N H ) O HF e ( O H ) 、A l ( O H ) C H O 、 H S OC H O34 33 3 3 2 6 1 2 61 2 2 2 1 1 2 4 习题对话 将多股细铜丝缠绕在一根长约 40 cm 的粗铜丝一端，形成外径约 12 mm 的螺旋状，在试管中加入 4 mL乙醇，将铜丝加热至变黑并且下端呈红热状时，迅速伸入到盛有乙醇的试管中，看到附有黑色氧化铜的热铜丝在沸腾的乙醇中又变成光亮铜后取出。重复 2 3次，充分振荡试液。将上述溶液 3 mL倒入盛有新配制的银氨溶液的试管中，水浴加热，即可观察到有银镜析出。
