三八、化学实验方案的设计与评价1．（2002年26）为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。

乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。

请你回答下列问题：（1）写出甲同学实验中两个主要的化学方程式。

（2）甲同学设计的实验（填能或不能）验证乙炔与溴发生加成反应，其理由是（多选扣分）。

（a）使溴水褪色的反应，未必是加成反应（b）使溴水褪色的反应，就是加成反应（c）使溴水褪色的物质，未必是乙炔（d）使溴水褪色的物质，就是乙炔（3）乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是，它与溴水反应的化学方程式是；在验证过程中必须全部除去。

（4）请你选用下列四个装置（可重复使用）来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。

（a）（b）（c）（d）→→→（电石、水）（）（）（溴水）（5）为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是。

答案为：（1）CaC2 + 2H2O →Ca(OH)2 + CH≡CH↑；CH≡CH + Br2→CHBr=CHBr（或CH≡CH + 2Br2→CHBr2―CHBr2）；（2）不能a、c；（3）H2S Br2+H2S→S↓＋2HBr（4）（CuSO4溶液）（CuSO4溶液）（5）如若发生取代反应，必定生成HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用pH试纸验证。

2．（2003年26）实验室有CuO和Cu粉的混合物。

请你利用给出的实验仪器及试剂，设计两种测定该样品（已称得其质量为m克）中氧化铜质量分数的方法，并填写表格中的有关内容。

实验可能用到的主要仪器：①托盘天平②启普发生器③硬质玻璃管④泥三角⑤烧杯⑥坩埚⑦酒精灯⑧玻棒⑨漏斗⑩干燥管实验可能用到的试剂：a．锌粒b．稀硫酸c．氯化钠溶液d，浓硫酸答案为：CuO2CuO2（以上三种方法任选两种，其它合理的方法也给分）3．（2004年26）某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1.560g、锥形瓶和水的质量190.720g），利用左图装置测定混合物中Na2O2的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的数据如表：（1）写出Na2O2和H2O反应的化学方程式（2）计算过氧化钠质量分数时，必需的数据是不必作第6次读数的原因是（3）测定上述样品（1．560g）中Na2O2质量分数的另一种方案，其操作流程如下：①操作Ⅱ的名称是②需直接测定的物理量是③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要、（固定、夹持仪器除外）④在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na2O2质量分数的测定结果（填偏大、偏小或不变）。

答案为：（1）2Na2O2+2H2O →4NaOH+O2↑；（2）试样质量锥形瓶加水的质量第4（或5）次读数（或用具体数值表示）；锥形瓶内质量已达恒重；（3）①蒸发②NaCl的质量③烧杯玻璃棒④偏大4．（2004年27）航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示：（1）Ⅱ是CO2和H2的反应装置，该反应的化学方程式（2）从装置Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ可看出，O2的来源是CO2和H2O，宇航员每天消耗28mol O2，呼出23 mol CO2，则宇航员每天呼出的气体中含H2O mol。

（3）以下是另一种将CO2转化为O2的实验设想其中，由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置（铁架台、酒精灯已略）如下：①上图中，装置a由、、双孔塞和导管组成②循环物质甲的名称是③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是④装置b中填充的物质可能是（填入编号）e．硅胶f．碱石灰g．无水氯化钙h．浓硫酸⑤设计d装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简图，并要求与装置c的出口处相连（铁架台不必画出）。

答案为：（1）2H2+CO2→2H2O+C；（2）10 ；（3）①分液漏斗烧瓶②盐酸③防止水解④e g ⑤见右图5．（2007年26（B））某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。

其设计的实验过程为：（1）杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于______上（用以下所给仪器的编号填入，下同），取用坩埚应使用_________，灼烧后的坩埚应放在__________上，不能直接放在桌面上。

实验所用仪器：a. 蒸发皿 b. 石棉网 c. 泥三角d. 表面皿e. 坩埚钳f. 试管夹（2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。

灼烧后含有少量铜的可能原因是__________。

a. 灼烧过程中部分氧化铜被还原b. 灼烧不充分，铜未被完全样还c. 氧化铜在加热过程中分解生成铜d. 该条件下铜无法被氧气氧化（3）通过途径II实现用粗铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、__________、冷却结晶、__________、自然干燥。

（4）由粗氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径I相比，途径II有明显两个优点是：_________________________________________、___________________________________。

（5）在测定所得胆矾（CuSO4·x H2O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行______次。

（6）若测定结果x值偏高，可能的原因是_________a. 加热温度过高b. 胆矾晶体的颗粒较大c. 加热后放在空气中冷却d. 胆矾晶体部分风化答案为：（1）c e b （2）a b （3）蒸发过滤（4）产生等量胆矾途径II消耗硫酸少途径II不会产生污染大气的气体（5）4 （6）a6．（2005年20）水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2的存在，可采用的方法是（）（A）1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积（B）1 L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量（C）该水蒸气冷凝后，测水的pH（D）该水蒸气冷凝后，测氢氧原子比答案为：AB。

7．（2005年27）聚合硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。

用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。

实验步骤如下：（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有__________。

（a）容量瓶（b）烧杯（c）烧瓶（2）步骤II取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是_______________。

（a）控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比（b）确定下一步还原所需铁的量（c）确定氧化Fe2+所需NaClO3的量（d）确保铁的氧化物酸溶完全（3）用NaClO3氧化时反应方程式如下：6FeSO4 + NaClO3 + 3H2SO4→3Fe2(SO4)3 + NaCl + 3H2O若改用HNO3氧化，则反应方程式如下：6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4→3Fe2(SO4)3 + 2NO↑+ 4H2O已知1 mol HNO3价格0.16元、1 mol NaClO3价格0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊。

利是_____________________________，弊是_______________________________。

聚合硫酸铁溶液中SO42―与Fe3+物质的量之比不是3：2。

根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42―与Fe3+物质的量之比。

（4）测定时所需的试剂__________________。

（a）NaOH （b）FeSO4（c）BaCl2（d）NaClO3（5）需要测定___________和___________的质量（填写化合物的化学式）。

（6）选出测定过程中所需的基本操作_______________（按操作先后顺序列出）。

（a）萃取、分液（b）过滤、洗涤（c）蒸发、结晶（d）冷却、称量（e）烘干或灼烧答案为：（1）b (2)bc (3)原料成本低产生气体对大气有污染（4）ac （5）Fe2O3、BaSO4（6）bed8．（2006年26A）某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如右图装置。

倾斜A使稀硫酸（足量）与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化。

反应后进入量气管气体的体积为V mL（已折算成标准状况）。

（1）由上述实验可知：①固体M中一定有的物质是_________________（填化学式）理由是____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________。

②其中一种物质的质量可以确定为________________g。

（2）B装置的名称是___________________。

写出B装置中反应的离子方程式_________________________________________________。

（3）C装置的作用是_______________________________________，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是_________________________________________。

（4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是______________。

要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是______________________________。

（5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是_________________。

a. M中有未反应的铁和硫b. 测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面c. A中留有反应生成的气体d. 气体进入D装置前未用浓硫酸干燥答案：①FeS、Fe B装置吸收H2S增重，故有FeS V mL气体是由Fe和H2SO4反应产生的H2，故有Fe。

②V/400 （2）洗气瓶H2S + 2OH―→ S2― + 2H2O（或H2S + OH―→ HS― + H2O）（3）检验H2S是否被完全吸收有黑色沉淀产生（4）硫（或S）漏斗、玻璃棒（5）bc 9．（2006年27）蛇纹石矿可看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。