2022年高考化学一轮复习专题二十五实验方案的设计与评价考点一制备实验方案的设计与评价教学案

2022年高考化学一轮复习专题二十五实验方案的设计与评价考点一制备实验方案的设计与评价教学案1气体物质的制备实验(1)气体实验的操作顺序安装顺序a由下到上(如制氯气的发生装置安装顺序是：放铁架台摆酒精灯固定铁圈放置石棉网固定圆底烧瓶)。b从左到右(如制氯气：发生装置净化装置收集装置吸收装置)。c先塞后定(把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器)。加试剂顺序固体先放入，液体后滴加(即先固后液)。其他操作顺序先检验气密性，后装入药品(便于在装置漏气时进行调整或更换仪器)，最后点燃酒精灯(所有准备工作完毕后)；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。(2)常见气体制备的反应原理气体反应原理O22KMnO4K2MnO4MnO2O22KClO32KCl3O22Na2O22H2O=4NaOHO22H2O22H2OO2续表气体反应原理H2较活泼金属(如Zn、Fe)与稀强酸(如稀硫酸、盐酸，但勿用硝酸或浓硫酸)的置换反应CO2CaCO32HCl=CaCl2CO2H2OCl2MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O2KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2ONH32NH4ClCa(OH)22NH32H2OCaCl2(实验室亦常用浓氨水中加NaOH固体来制取少量NH3)SO2无水Na2SO3粉末与中等浓度硫酸进行复分解反应：Na2SO3H2SO4=Na2SO4H2OSO2NO2Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2ONO3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2OC2H4CH3CH2OHCH2=CH2H2OC2H2电石与饱和食盐水进行反应：CaC22H2OCa(OH)2C2H2(3)常见气体制备的发生装置(4)常见气体的净化与干燥装置液体干燥剂固态干燥剂固体，加热装置常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂(Cu、CuO、Mg)可干燥的气体H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4H2、O2、N2、CH4、NH3可除去O2、H2、CO、N2不可干燥的气体NH3、HBr、HI、H2S等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl等(5)常见气体的收集方法收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集原理收集的气体不与水反应且不溶于水收集的气体密度比空气大，且与空气密度相差较大，不与空气中成分发生反应收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应收集装置abc适用气体O2、H2、NO、CH4、C2H2、C2H4O2、CO2、Cl2、SO2、NO2、HClH2、CH4、NH3学霸巧学卡(1)NO不能用排空气法收集(2NOO2=2NO2)。(2)气体密度与空气相近的不用排空气法，例如CO。(3)有毒气体(Cl2、SO2、H2S等)用排空气法收集时，要在密闭装置内进行。(6)尾气的处理转化处理对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如下表：Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONONaOH溶液CuSO4溶液或NaOH溶液水水或浓硫酸点燃与O2混合后通入NaOH溶液直接排空处理：主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。尾气处理装置a在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂吸收除去(如图甲)。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。b某些可燃性气体可用点燃或转化的方法(如图丙)。如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。c收集法，如图丁，尾气也可以采用收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等。d对于溶解度很大吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸，典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进图(以NH3的吸收为例，未注明的液体为水)。2常见几种非气态物质的制备(1)选择最佳反应途径用铜制取硫酸铜2CuO22CuO、CuOH2SO4=CuSO4H2O。用铜制取硝酸铜2CuO22CuO、CuO2HNO3=Cu(NO3)2H2O。用铝制取氢氧化铝2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2Al2(SO4)36NaAlO212H2O=8Al(OH)33Na2SO4当n(Al3)n(AlO)13时，Al(OH)3产率最高。(2)选择最佳原料如用氯化铝溶液制氢氧化铝原理离子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。注意事项：氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于氢氧化钠溶液，但不溶于氨水，制备时一般用可溶性铝盐与氨水反应。(3)选择适宜操作方法如实验室制备氢氧化亚铁原理离子方程式：Fe22OH=Fe(OH)2。注意事项aFe(OH)2有强还原性，易被氧化而迅速变色，因此用于配制硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液的蒸馏水要煮沸，以便除去水中溶解的氧气。b将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸入硫酸亚铁溶液液面下，再将氢氧化钠溶液挤出。c还可再在硫酸亚铁溶液上加一层植物油，尽量减少与空气的接触。(4)氢氧化铁胶体的制备原理化学方程式：FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl。操作步骤：加热蒸馏水至沸腾，逐滴滴加饱和氯化铁溶液，加热至液体呈红褐色停止加热，不可搅拌。学霸巧学卡制备氢氧化铁胶体时，加入氯化铁溶液不能过快和过多，煮沸至液体变成红褐色透明状时即停止加热，否则易生成沉淀。3制备实验方案的设计与评价(1)物质制备实验方案的设计原则条件合适，操作方便；原理正确，步骤简单；原料丰富，价格低廉；产物纯净，污染物少。(2)物质制备实验方案的评价对物质制备实验方案的评价，是指为达到一定的制备目的而对实验方案进行的价值判断，这种评价基于对实验原理的理解，对元素化合物知识的融会贯通，对实验手段优劣的辨析，通过分析和综合，比较和论证，选择最佳方案，其中主要是对方案的简便性、可行性、环保经济性进行评价。(3)物质制备实验方案设计与评价应注意的问题在满足物质制备条件的前提下，制备装置越简单越好。刚制备好的物质要注意分析可能含有的杂质，在除杂过程中所选择的实验仪器、实验药品和除杂步骤应力求最简化。在物质的收集或保存过程中要注意物质储存的环境，避免储存过程中物质受污染或变质。如果制备过程中有气体产生，或制备的物质是气体，或使用的试剂有气态物质，一定要确定剩余的气态物质不会污染环境，设计好尾气处理装置。整个过程结束后要注意对剩余药品的处理，避免污染环境、发生火灾等。1.思维辨析(1)将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体。()(2)用如图所示装置制备乙酸乙酯。()(3)用如图所示装置制取收集干燥氨气。()答案(1)(2)(3)2请回答下列实验室中制取气体的有关问题。(1)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。装置B、C、D的作用分别是：B_；C_；D_；(2)在实验室欲制取适量NO气体。下图中最适合完成该实验的简易装置是_(填序号)；根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：应加入的物质 所起的作用ABCD简单描述应观察到的实验现象_。答案(1)向上排空气法收集氯气安全作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境(2)应加入的物质 所起的作用A铜屑和稀硝酸制取NO气体B水排水法收集NO气体C主要是接收B中排出的水反应开始时，A中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；A管上部空间由无色逐渐变为浅棕红色，随反应的进行又逐渐变为无色；A中的液体由无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯C中解析(1)制取氯气时一定有氯气的收集装置，氯气的密度大于空气的密度，因此收集时应该是“长进短出”，所以B装置为收集装置；因为氯气有毒，则D为尾气吸收装置，结合C的导管情况，确定为防倒吸装置。(2)实验室常用稀硝酸与铜反应制取NO，由于NO与氧气在常温下发生反应，因此不能用排空气法收集NO，应用排水法，需要“短进长出”，只有装置符合此要求。排出的水需要用仪器进行接收。描述实验现象可按照“陆”固体及表面的颜色或质量的变化、“海”溶液中的一些现象、“空”生成气体的现象的顺序来描述，这样不会遗漏。考法综述高考中的化学实验题常对制备实验的设计与评价进行考查，要想解决此类问题，学生们应从五方面入手，即明确目的原理；选择仪器、药品；设计实验步骤；记录现象、数据；分析得出结论。命题法1无机物制备的综合性实验典例1硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O)。.【查阅资料】(1)Na2S2O35H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。(3)Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。.【制备产品】实验装置如图所示(省略夹持装置)：实验步骤：(1)检查装置气密性，按图示加入试剂。仪器a的名称是_；E中的试剂是_(填字母)。A稀H2SO4 BNaOH溶液C饱和NaHSO3溶液(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，滤液经_(填操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。.【探究与反思】(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，_，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进，改进后的操作是_。(3)Na2S2O35H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过_方法提纯。解析本题考查仪器名称的书写、尾气处理、从溶液中得到晶体的方法、离子的检验、实验的评价与改进及物质的提纯等。.(1)仪器a中有活塞，故a为分液漏斗；在A装置中产生污染环境的气体SO2，故E装置用于处理尾气SO2，在给定的三种溶液中，只有NaOH溶液能吸收SO2。(3)因为硫代硫酸钠晶体中含有结晶水，故从溶液中得到该晶体的操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥这五步。.(1)已知BaSO3能溶于HCl，而BaSO4难溶于HCl，则在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液后，将生成的沉淀过滤、洗涤后，向沉淀中加入稀HCl，沉淀未完全溶解，说明溶液中含有SO，沉淀溶解的部分生成的刺激性气味的气体为SO2，则沉淀中含有BaSO3，故原溶液中含有SO。(2)已知Na2SO3易被氧化，故装置中的氧气能将Na2SO3氧化，为了减少Na2SO4的生成量，应先将装置中的空气排尽，可采用A装置中生成的SO2将装置中空气排尽。(3)因为Na2SO4的溶解度随着温度的变化不大，而Na2S2O3的溶解度随温度升高而显著增大，故可采用重结晶法将其提纯。答案.(1)分液漏斗B(3)蒸发.(1)过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量的稀HCl (2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合液 (3)重结晶【解题法】制备实验的基本思路(1)制备实验方案设计的基本思路(2)有气体参加的反应实验方案设计(装置连接)的基本思路(3)气体除杂的一般思路气体的除杂，首先要判断气体中的杂质，判断气体中的杂质的方法：看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中应含有HCl气体杂质；看气体是否完全反应，如用CO2与Na2O2反应制取的氧气中应含有CO2杂质；看反应实质，如C和浓硫酸加热制取的SO2中一定含有CO2；看是否有副反应发生等。最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。(4)要排除干扰如制取易潮解、易水解的物质(如AlCl3)时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入干扰实验。命题法2有机物制备的综合性实验典例2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：H2O相对分子质量密度/(gcm3)沸点/水中溶解性异戊醇880.8123131微溶乙酸601.0492118溶乙酸异戊酯1300.8670142难溶实验步骤：在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和23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MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140143 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_(填字母)。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MgSO4的目的是_。(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_ (填字母)。(7)本实验的产率是_(填字母)。a30% b40%c60% d90%(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_。解析本题主要考查了实验基本操作、实验室仪器的使用、物质的分离提纯等。(1)仪器B为(球形)冷凝管。(2)第一次水洗的目的是为了除去杂质H2SO4和醋酸，第二次水洗的目的是除去杂质NaHCO3。(3)分液漏斗中的液体，应该先把下层液体从下口放出，迅速关闭活塞，再从上口将上层液体倒出，故选d。(4)加入过量乙酸的目的是为了提高另一种反应物异戊醇的转化率。(5)加入少量MgSO4是为了除去产品中少量的水，起到干燥的作用。(6)温度计测量的是产品蒸气的温度，因此温度计的位置在蒸馏烧瓶的支管口处，故a、d都错误，b与c相比，c为球形，冷凝效果好，但这样会导致部分液体流不出，故只能选择直型冷凝管，故答案为b。(7)4.4 g异戊醇(C5H12O)的物质的量为n(C5H12O)0.05 mol，故理论上能制得乙酸异戊酯(C7H14O2)为0.05 mol，其质量为6.5 g，而实际制得乙酸异戊酯(C7H14O2)为3.9 g，故其产率为60%，答案为c。(8)如果在130 就收集馏分，则会把蒸馏出来的未反应的异戊醇也收集，因此产率偏高。答案(1)(球形)冷凝管 (2)除去大部分硫酸和醋酸除去碳酸氢钠 (3)d (4)提高异戊醇的转化率(5)干燥 (6)b (7)c (8)高 会收集少量未反应的异戊醇【解题法】有机物制备的解题程序有机物的制备是中学化学实验的重要组成部分，以新物质制备为背景的实验题，涉及知识面广、题型多变、思维发散空间大，能很好的考查学生综合运用化学实验基础知识解决实际问题的能力，因而倍受高考的青睐。解答此类试题的一般程序是：第一，认真阅读题干，抽取有用信息；第二，仔细观察装置图(或框图)，联想熟悉的实验，观察装置图(或框图)，找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方，分析每件仪器中所装药品的作用；第三，通读问题，整合信息作出答案，把所有的问题进行综合分析，运用题给信息和化学基础知识作出正确答案。命题法3化工流程型制备典例3实验室以含有Ca2、Mg2、Cl、SO、Br等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2，简要工艺流程如下：(1)操作使用的试剂是_，所用主要仪器的名称是_。(2)加入溶液W的目的是_。用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2。由表中数据可知，理论上可选择的pH最大范围是_。酸化溶液Z时，使用的试剂为_。开始沉淀时的pH沉淀完全时的pHMg29.611.0Ca212.2c(OH)1.8 molL1(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是_。(4)常温下，H2SO3的电离常数Ka11.2102，Ka26.3103，H2CO3的电离常数Ka14.5107，Ka24.71011。某同学设计实验验证H2SO3的酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H2SO3的酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于_。设计合理实验验证H2SO3的酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)：_(仪器自选)。供选择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2SO3溶液、NaHSO3溶液、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。解析(1)操作为萃取、分液，有机层在下层，则选择的试剂为四氯化碳，所用主要仪器为分液漏斗。(2)加入溶液W的目的是除去SO，根据表中提供的数据，当11.0pH12.2时，Mg2完全沉淀，而Ca2没有开始沉淀。酸化溶液Z时，使用盐酸不会引入其他杂质。(3)贝壳是块状固体，稀盐酸是液体，反应不需要加热，用排空气法收集CO2气体，则导管应“长进短出”，因此选择b、d。(4)该实验设计的错误之处在于二者的饱和溶液的物质的量浓度不同，可以利用反应：SO2NaHCO3=CO2NaHSO3，或比较同浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液的碱性等验证H2SO3的酸性强于H2CO3。答案(1)四氯化碳分液漏斗(2)除去溶液中的SO11.0pH12.2盐酸(3)bd(4)用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等三种参考方案如下：方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH，前者pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水，品红溶液不褪色，且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液，品红溶液不褪色，证明H2SO3酸性强于H2CO3【解题法】制备流程及规律(1)工业生产流程图的分析工业生产流程主线与核心的分析框架如下：基本规律a主线主产品；b.分支副产品；c.回头为循环。(2)工业流程常见的操作与名词原料的预处理a酸溶：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等；b碱洗：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等；c灼烧：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质，如海带中提取碘；d煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。控制反应条件的方法apH的控制：控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀；b氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去(沉淀)的离子；c氧化物：调节pH，促进水解(沉淀)；d蒸发、反应时的气体氛围；e加热：加快反应速率促使平衡向某个方向移动；f降温：防止某物质在高温时分解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动。当溶液中有两种或以上溶质时，要得到溶解度受温度影响大的：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；g趁热过滤：防止某物质降温时析出。当溶液中有两种或以上溶质时，要得到溶解度受温度影响小的溶质：浓缩(结晶)、趁热过滤；h冰水洗涤：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗；i煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气；j有机物(乙醇、乙醚等)洗涤：洗去表面的杂质离子，降低晶体的溶解度。1实验室制备下列气体时，所用方法正确的是()A制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置B制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体C制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体D制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气答案A解析用Na2O2或H2O2作反应物制取O2，均可采用固液气体的发生装置，A项正确；制Cl2时，用饱和NaCl溶液和浓H2SO4净化气体，不能用NaHCO3溶液，B项错误；C2H4的密度与空气接近，不能用排空气法收集，C项错误；3NO2H2O=2HNO3NO，水与NaOH溶液都不能吸收尾气NO，D项错误。2下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是()AabcdefghBaedcbhigCadecbhigDacbdehif答案B解析根据实验目的和所给仪器药品应首先制得氯气，然后再将氯气与铁粉反应，制取FeCl3，最后用NaOH溶液吸收多余的氯气防止污染环境。由于制得的氯气中含有HCl、H2O等杂质，所以与铁反应之前应先用饱和NaCl溶液吸收挥发出的HCl，然后用浓硫酸干燥。连接仪器时应注意长管进气，短管出气。3NH3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)按如图装置进行NH3性质实验。先打开旋塞1，B瓶中的现象是_，原因是_。稳定后，关闭旋塞1。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)实验目的：探究_对溶液中NH4Cl水解程度的影响。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)。物理量实验序号V(溶液)/mL11002100按实验序号1所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，则NH4Cl水解反应的平衡转化率为_(只列出算式，忽略水自身电离的影响)。答案(1)ACG(2)产生白色的烟 A瓶中压强比B瓶中压强大，打开旋塞1，HCl进入B瓶并与NH3混合，发生反应HClNH3=NH4Cl，生成的NH4Cl为白色固体小颗粒烧杯中的石蕊水溶液倒吸进入到B瓶中，溶液显红色(3)温度(或浓度)温度的影响物理量实验序号V(溶液)/mLm(NH4Cl)/g温度()pH1100m1T1pH12100m1T2pH2或浓度的影响物理量实验序号V(溶液)/mLm(NH4Cl)/g温度()pH1100m1T1pH12100m2T1pH2(5.3510Y)/m1解析(1)固固加热制气体，应选A为发生装置；NH3密度比空气小，可采用C收集气体；NH3极易溶于水，为防止倒吸，选用G进行尾气处理。(2)A瓶中压强比B瓶中压强大，打开旋塞1，HCl气体进入B瓶并与NH3反应生成NH4Cl，B瓶中产生白烟。反应后B瓶中压强减小，关闭旋塞1，打开旋塞2，烧杯中的石蕊水溶液倒吸入B瓶，因B瓶中HCl有剩余，得到的溶液显酸性，溶液变红色。(3)根据所给试剂和仪器可探究温度或浓度对NH4Cl水解程度的影响。配制100 mL溶液时加入NH4Cl的质量不同，通过pH读数变化，可探究浓度对NH4Cl溶液水解的影响；取等浓度等体积的NH4Cl溶液，测不同温度下溶液的pH，来探究温度对NH4Cl溶液水解的影响。NH4Cl的水解平衡转化率为，其中c(H)10Y molL1，c(NH4Cl) molL1，代入可得NH4Cl的水解平衡转化率为。4苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线：H2OH2SO4制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)：已知：苯乙酸的熔点为76.5 ，微溶于冷水，溶于乙醇。回答下列问题：(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL 70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是_。(2)将a中的溶液加热至100 ，缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温到130 继续反应。在装置中，仪器b的作用是_；仪器c的名称是_，其作用是_。反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是_。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是 _(填标号)。A分液漏斗B漏斗C烧杯 D直形冷凝管E玻璃棒(3)提纯粗苯乙酸的方法是_，最终得到44 g纯品，则苯乙酸的产率是_。(4)用CuCl22H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是_。(5)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)2搅拌30 min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是_。答案(1)先加水，再加入浓硫酸(2)滴加苯乙腈球形冷凝管回流(或使气化的反应液冷凝) 便于苯乙酸析出BCE(3)重结晶95%(4)取少量洗涤液，加入稀硝酸，再加AgNO3溶液，无白色浑浊出现(5)增大苯乙酸溶解度，便于充分反应解析(1)浓硫酸溶于水放出大量的热，稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，应先加入蒸馏水，再加入浓硫酸。(2)由于苯乙酸的熔点较低，生成的苯乙酸蒸气可通过球形冷凝管回流收集，生成的苯乙酸微溶于冷水，故向反应后的容器内加入冷水可使苯乙酸沉淀析出，然后采用过滤的方法可得到粗品，过滤所需的仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒。(3)由于苯乙酸微溶于冷水，故可采用重结晶的方法分离提纯苯乙酸，根据方程式可知，40 g苯乙腈理论上可生成46.5 g苯乙酸，而实验得到44 g苯乙酸，故产率约为95%。(4)取少量洗涤液，加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液，若出现白色沉淀，说明固体中含有Cl，Cu(OH)2未洗净；若无白色沉淀出现，说明沉淀已洗干净。(5)由于苯乙酸在水中的溶解度较小，而在乙醇中的溶解度较大，故混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸的溶解度，便于充分反应。5三氯化磷(PCl3)是一种重要的半导体材料掺杂剂。实验室要用黄磷(白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3，装置如图所示。已知：PCl3遇O2会生成POCl3，POCl3能溶于PCl3，且PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl。PCl3、POCl3的熔沸点见下表。物质熔点/沸点/PCl311275.5POCl32105.3请回答下列问题：(1)A中制氯气的离子方程式为_。(2)B中所装试剂是_。(3)E中冷水的作用是_。(4)实验时，检查装置气密性后，先打开K3通入干燥的CO2，再迅速加入黄磷。通入干燥CO2的作用是_。(5)粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后，通过_(填实验操作名称)，即可得到较纯净的PCl3。答案(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(2)浓硫酸(3)防止PCl3挥发(冷凝)(4)排尽装置中的空气，防止黄磷(白磷)自燃(5)蒸馏解析(1)由实验装置图可知，A中加的药品为二氧化锰和浓盐酸，所以发生的反应为MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，离子方程式为MnO24H2ClMn2Cl22H2O。(2)(4)B中装有浓硫酸，干燥氯气，C是尾气吸收装置，D装置进行氯气与磷的反应，因为PCl3沸点低，为防止其挥发，将装置E放入冷水中，通入干燥CO2的目的是排尽装置中的空气，防止黄磷自燃。(5)加入黄磷加热除去PCl5后，通过蒸馏即可得到较纯净的PCl3。