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实验方案的设计与评价无机化工流程题组训练1．氢化镁(化学式为MgH2)是一种常用的焰火剂，遇水易发生反应。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化镁。请回答下列问题：(1)请选择必要的装置，按气体流向的连接顺序为______________________(填仪器接口处的字母编号)。(2)用连接好的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞，__________________(请按正确的顺序排列下列步骤)。A．加热反应一段时间B．收集气体并检验纯度C．关闭分液漏斗活塞D．停止加热，充分冷却(3)实验结束后，某同学取少量产物，小心加入热水中，观察到有气泡冒出，该反应的化学方程式为____________。(4)氢化钠也是一种金属氢化物，常用作缩合剂、烷化剂。请你设计一个实验，用化学方法区分氢化钠与氢化镁，写出简要的实验步骤及观察到的现象：______________________。解析(1)制备氢化镁的原料是镁粉和氢气，氢气中混有HCl和水蒸气，先通过氢氧化钠溶液除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气，即可得到纯净的氢气。为防止空气中的水蒸气进入反应装置，应在最后加一个干燥管。(2)实验步骤：制备氢气、收集气体并检验纯度，如果氢气已经纯净，则可开始制备氢化镁。实验结束，还要再通入一段时间的氢气，直至试管冷却至室温。(3)所生成的气体肯定是氢气，另一种产物是氢氧化镁。(4)最简单的方法是，观察与水反应时是否有沉淀出现。因为氢氧化镁难溶于水，而氢氧化钠易溶于水。答案(1)idcghjka(jk可颠倒)(2)BADC(3)MgH2＋2H2O===Mg(OH)2＋2H2↑(4)将少许固体放入适量水中，如果出现浑浊，则为MgH2，如果不出现浑浊，则为NaH2．(2013·北京)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：操作现象取4g漂粉精固体，加入100mL水部分固体溶解，溶液略有颜色过滤，测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝(约为12)，后褪色ⅰ.液面上方出现白雾；ⅱ.稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；ⅲ.稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色退去(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是_______。(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是________。(3)向水中持续通入SO2，未观察到白雾。推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成，进行如下实验：a．用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；b．用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。①实验a的目的是____________________________________。②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl，理由是___________________________________________________________________________________________________________________。(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和Cl－发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是_______________________。(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X。①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是________。②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因：________________________。解析(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(2)由pH试纸先变蓝后褪色可知，漂粉精溶液具有碱性和漂白性。(3)向水中通入过量SO2不能形成白雾，说明二氧化硫不能形成白雾；用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化，说明白雾中不含氯气；根据实验a、b不能判断白雾中含有HCl，因为白雾中混有SO2时也能满足实验a、b的现象，最终生成硫酸银白色沉淀。(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色，说明有氯气生成，即发生反应：Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，为确认这种可能性，可向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色。(5)①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明上层清液中含有SO2－4，则沉淀X中含有CaSO4。[来源:学科网]答案(1)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(2)碱性、漂白性(3)①检验白雾中是否含有Cl2，排除Cl2干扰②白雾中混有SO2，SO2可与酸性的AgNO3反应生成白色沉淀(4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色(5)①CaSO4②SO2＋Cl2＋2H2O===SO2－4＋2Cl－＋4H＋考点2化学实验方案的评价对给出的实验方案做出选择、评价或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生分析问题和解决问题的能力。1．选择包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂和顺序)、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择，包括种类、浓度、物质的聚集状态等；连接方式的选择，包括仪器的连接顺序、导管接口的连接顺序等。[来源:Zxxk.Com]2．评价对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。3．最佳方案的选择所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得并价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。题组训练3.(2013·四川)为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。Ⅰ.AgNO3的氧化性将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag＋除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。(1)请完成下表：[来源:学。科。网Z。X。X。K]操作现象结论取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡________存在Fe3＋取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入________，振荡________存在Fe2＋【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2＋和Fe3＋。Ⅱ.AgNO3的热稳定性用如图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。[来源:Z|xx|k.Com](2)装置B的作用是___________________________________。(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是______________________________。(4)【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O。【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验。实验编号操作现象[来源:Zxxk.Com]a加入足量氨水，振荡黑色固体不溶解b加入足量稀硝酸，振荡黑色固体溶解，并有气体产生【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是________(填实验编号)。【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有________。解析(1)Fe3＋与KSCN溶液反应生成红色溶液，Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀。(2)B装置起安全瓶作用，可防止装置C中的溶液进入加热的试管中。(3)氧气可使带火星的木条复燃，据此可进行实验设计。(4)结合题干信息，氨水能溶解Ag2O，因此a实验可确定产物只含Ag，而b实验只能确定含有Ag，不能判断是否含有Ag2O。答案(1)溶液呈红色K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀(2)防倒吸(3)用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为O2(4)bAg、NO2、O24．(2014·唐山一模)某课外活动小组根据Mg与CO2的反应原理，探究Mg与NO2的反应及固体产物。该小组通过实验确认Mg能在NO2中燃烧，并对固体产物提出三种假设：Ⅰ.固体产物为MgO。Ⅱ.______________________________________________。Ⅲ.______________________________________________。请回答下列问题：资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O(1)如图连接好仪器，装药品前如何检验装置的气密性：________________________。(2)装置B中盛装的干燥剂可以是(填序号)________。①浓硫酸②无水CaCl2③碱石灰④五氧化二磷(3)开始打开活塞K，让A中反应进行一段时间，待C中充满红棕色气体后，关闭活塞K，再点燃C处酒精灯，同时D中碱液盛得很满，这样做的目的都是________________。(4)E中收集到的气体对氢气的相对密度是14，该气体是________________。(5)实验得到固体残留物的质量是实验前Mg粉质量的1.5倍，则假设________成立。C中发生反应的化学方程式为________________。(6)本实验中存在明显缺陷，改进措施是__________________________________。解析镁与二氧化碳反应生成的固体为氧化镁和单质碳，则镁与二氧化氮反应生成的固体为氧化镁或氮化镁或二者的混合物。(1)有气体制备的反应，实验前都要检查装置的气密性，然后再加入药品进行实验。(2)装置B中应盛装固体干燥剂，而NO2与碱石灰反应，所以干燥剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷。(3)开始打开活塞K，让A中反应一段时间，待C中充满红棕色气体后，关闭活塞K，再点燃C处酒精灯，同时D中盛满碱液，目的都是排净装置中的空气，防止空气干扰实验。(4)E中气体对氢气的相对密度是14，则E是N2。(5)实验得到固体残留物的质量是实验前Mg粉质量的1.5倍，如果生成的全是MgO，则大于1.5倍，如果生成的全是Mg3N2，则小于1.5倍，所以生成的是二者的混合物，假设Ⅲ成立。反应的化学方程式为4Mg＋2NO2=====加热4MgO＋N2、3Mg＋N2=====加热Mg3N2。(6)实验的缺陷是活塞K处没有尾气吸收装置、容易倒吸等。答案Ⅱ.固体产物为Mg3N2Ⅲ.固体产物为MgO和Mg3N2(1)关闭分液漏斗活塞和活塞K，将导气管末端插入水中，对锥形瓶(或C处反应管)微热，若导气管口有气泡，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性良好(2)②④(3)排净装置中空气，防止空气干扰实验(4)N2(5)Ⅲ4Mg＋2NO2=====加热4MgO＋N23Mg＋N2=====加热Mg3N2(6)活塞K处的导气管插入NaOH溶液中，进行尾气吸收考点3化学工艺流程题的解题策略化工流程题目在流程上一般分为3个过程：原料处理―→分离提纯―→获得产品1．原料处理常用的方法(1)加快反应速率。(2)溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。水浸：与水接触反应或溶解。酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。(3)灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。(4)控制反应条件的方法。2．分离提纯阶段的常见考点(1)调pH值除杂。①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀。②调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。(2)试剂除杂。(3)加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动，如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。(4)降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动。(5)萃取。3．获得产品阶段的常用方法(1)洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体