2019高三化学鲁科版 化学实验方案的设计与评价 一轮课时分层训练 Word版含解析

发布于:2021-07-31 12:45:47

课时分层训练(三十三) 化学实验方案的设 计与评价 (建议用时:45 分钟) (对应学生用书第 329 页) 1.氮化铝(AlN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域。某化 学研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝,设计如图所示实验装置(部 分夹持装置已略去)。 请回答下列问题: 【导学号:95160372】 (1)实验中用饱和 NaNO2 溶液与 NH4Cl 溶液反应制取氮气的化学方程式为 ______________________________________________________________。 (2)检查装置气密性的方法是________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)装置 C 中发生反应的化学方程式为____________________________ _______________________________________________________________, 该反应的氧化剂为________________。 (4)上述装置存在严重问题,请说明改进的办法:______________________ ________________________________________________________________。 (5)反应结束后,某同学用图Ⅰ所示装置测定氮化铝样品中氮化铝的质量分 数(实验中导管体积忽略不计)。已知:氮化铝和 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2 和 氨气。 图Ⅰ ①实验的正确操作步骤为________(填字母)。 a.向锥形瓶中加入适量的 AlN 样品 图Ⅱ b.从分液漏斗中向锥形瓶中加入过量的 NaOH 溶液 c.检验装置的气密性 d.测定收集到的水的体积 ②广口瓶中的试剂 X 最好选用________(填字母)。 a.汽油 c.植物油 b.酒精 d.CCl4 ③广口瓶中的液体没有装满,则实验测得 NH3 的体积将 ________(填“偏 大”“偏小”或“不变”)。 ④若实验中测得样品的质量为 w g,氨气的体积为 a L(标准状况下),则样品 中 AlN 的质量分数为________(填表达式)。 ⑤有人用图Ⅱ装置进行同样的实验, 通过测定烧杯中试剂的增重来确定样品 中 AlN 的 质 量 分 数 。 你 认 为 ______( 填 “ 可 行 ” 或 “ 不 可 行 ”) 。 原 因 是 _________________________________________________________ __________________________________________________________。 改进的方法为____________________________________________________ ________________________________________________________________ (若认为“可行”,此空不需作答)。 【解析】 (1)饱和 NaNO2 溶液与 NH4Cl 溶液反应的化学方程式为 NaNO2 △ +NH4Cl=====NaCl+N2↑+2H2O。 (3)在装置 C 中利用氮气、 氧化铝和活性炭制 取氮化铝,反应的化学方程式为 Al2O3+3C+N2 高温,2AlN+3CO,该反应中氮 元素由 0 价变为-3 价,故氮气为氧化剂。(4)在装置末端必须添加对有毒气体进 行尾气处理的装置,防止污染空气。 (5)①常规操作步骤:检查装置气密性 →装 药品(先加入固体,后加入液体)→收集气体等。②试剂 X 起液封作用,要求不溶 于水,密度比水小且难挥发,因为易挥发的试剂对测定氨气的体积有影响,则符 合条件的为植物油。③温度相同时,利用排液法测量液体的体积,进而测定氨气 的体积,所以广口瓶中有气体对测定氨气的体积无影响。④根据化学方程式 AlN a +NaOH+3H2O===Na[Al(OH)4]+NH3↑知, 氨气与 AlN 的物质的量相等, 为22.4 4 100a mol,则样品中 AlN 的质量分数为 22.4w %。⑤氨气极易溶于水,不能直接通入 稀硫酸中,应加防倒吸装置。 【答案】 (1)NaNO2+NH4Cl△,NaCl+N2↑+2H2O (2)关闭分液漏斗的活 塞,使装置处于密闭体系,在干燥管 D 的末端连接一导管,将导管插入装有水 的烧杯中,用酒精灯微热蒸馏烧瓶,导管口有气泡冒出,撤掉酒精灯,导管内上 升一段水柱,且一段时间内水柱不下降,证明气密性良好;否则,装置漏气 (3)Al2O3+3C+N2 高温,2AlN+3CO 理装置 (5)①cabd ⑤不可行 N2 (4)在干燥管 D 的末端连接一个尾气处 4 100a ②c ③不变 ④ 22.4w % 氨气极易溶于水,易发生倒吸现象,且锥形瓶中的氨气不能被硫 烧杯中导管的末端接一倒扣的漏斗来吸收氨气、增 酸完全吸收, 导致误差较大 加一个向锥形瓶中鼓气的装置(或其他合理答案) 2.(2017· 襄阳一调)为探究催化剂对双氧水分解的催化效果,某研究小组做 了如下实验: (1)甲同学欲用如图所示实验来确认 MnO2 是 H2O2 分解反应的催化剂。该实 验________(填“能”或“不能”)达到目的,原因是________________。 (2)为探究 MnO2 的量对催化效果的影响,乙同学分别量取

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