实验化学训练题2.docx

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实验化学训练题2

（杭州五校）12．（15分）氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，受热易分解．某小组模拟制备氨基甲酸铵，反应如下（且温度对反应的影响比较灵敏）：

2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）△H＜0

（1）如用图I装置制取氨气，可选择的试剂是　　．

（2）制备氨基甲酸铵的装置如图Ⅱ所示，把NH3和CO2通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中．当悬浮物较多时，停止制备．

注：

CCl4与液体石蜡均为惰性介质．

①发生器用冰水冷却的原因是　　，液体石蜡鼓泡瓶的作用是　　．

②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是　　（填写操作名称）．为了得到干燥产品，应采取的方法是　　（填写选项序号）．

a．常压加热烘干b．高压加热烘干c．减压40℃以下烘干

（3）制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种．

①设计方案，进行成分探究，请填写表中空格．

限选试剂：

蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸．

实验步骤

预期现象和结论

步骤1：

取少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解．

得到无色溶液

步骤2：

向试管中加入过量的BaCl2溶液，静置

若溶液不变浑浊，证明固体中不含碳酸铵．

步骤3：

向试管中继续加入：

_______．

_______，证明固体中含有碳酸氢铵．

②根据①的结论：

取氨基甲酸铵样品3.95g，用足量氢氧化钡溶液充分处理后，过滤、洗涤、干燥，测得沉淀质量为1.97g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为　　．[Mr（NH2COONH4）=78、Mr（NH4HCO3）=79、Mr（BaCO3）=197]．

28、（15分）氨可用于制取氨水、液氮、氮肥（尿素、碳铵等）、硝酸、铵盐、纯碱等，因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业中，是重要的化工产品。

（1）以甲烷为原料可制得合成氨气用的氢气。

有关化学反应的能量变化如下图1所示。

则CH4（g）与H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为。

（2）已知N2（g）+3H2

2NH3（g）△H=－94.4kJ·mol－1，恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图2所示。

125min时采取的措施是。

②在实际制氨气工业生产中和该措施的目的相同的其它措施还有。

（3）①CO可使合成氨的催化剂中毒而失去活性，因此工业上常用乙酸二氨合铜（I）溶液来吸收原料气体中的CO，反应原理：

[Cu（NH3）2CH3COO]（l）+CO（g）+NH3（g）

[Cu（NH3）3]CH3COO·CO（l）△H＜0，吸收后的乙酸铜氨溶液经过适当处理后可再生而恢复其吸收CO的能力，则再生的适宜条件是。

（填字母序号）。

A．高温、高压B．高温、低压C．低温、低压D．低温、高压

②在一恒温恒容的密闭容器中，按照1:

1充入一定物质的量的CO和NH3气体与足量的乙酸二氨合铜（I）溶液反应，容器中氨气的物质的量浓度随时间的变化如图3所示。

若在35s时再充入原物质的量的CO和NH3气体后，请在图3中画出氨气的物质的量浓度随时间变化图。

（4）①用氨气制取尿素[CO（NH2）]的反应为2NH3（g）+CO2（g）

CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H＜0。

某温度下，向容器为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2，该反应进行到40s时，达到平衡，此时CO2的转化率为50%。

则该反应的平衡常数K=

。

②在实际工业生产中，原料气带有水蒸气，图4表示CO2的转化率与氨碳比（n（NH3）/n（CO2））、水碳比（n（H2O）/n（CO2））的变化关系．

a、曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比（n（H2O）/n（CO2））最大的是

。

b、测得B点氨的转化率为40%，则x1=。

12．乙酸正丁酯是无色透明有愉快果香气味的液体，可由乙酸和正丁醇制备．反应的化学方程式如下：

CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH

CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O

发生的副反应如下：

有关化合物的物理性质见下表：

化合物

密度（g•cm﹣3）

水溶性

沸点（℃）

冰乙酸

1.05

易溶

118.1

正丁醇

0.80

微溶

117.2

正丁醚

0.77

不溶

142.0

乙酸正丁酯

0.90

微溶

126.5

已知：

乙酸正丁酯、正丁醇和水组成三元共沸物恒沸点为90.7℃．

合成：

方案甲：

采用装置甲（分水器预先加入水，使水面略低于分水器的支管口），在干燥的50mL圆底烧瓶中，加入11.5mL（0.125mol）正丁醇和7.2mL（0.125mol）冰醋酸，再加入3～4滴浓硫酸和2g沸石，摇匀．按下图安装好带分水器的回流反应装置，通冷却水，圆底烧瓶在电热套上加热煮沸．在反应过程中，通过分水器下部的旋塞分出生成的水（注意保持分水器中水层液面仍保持原来高度，使油层尽量回到圆底烧瓶中）．反应基本完成后，停止加热．

方案乙：

采用装置乙，加料方式与方案甲相同．加热回流，反应60min后停止加热．

提纯：

甲乙两方案均采用蒸馏方法．操作如下：

请回答：

（1）a处水流方向是　　　　　　（填“进水”或“出水”），仪器b的名称　　　　　　．

（2）合成步骤中，方案甲监控酯化反应已基本完成的标志是　　　　　　．

（3）提纯过程中，步骤②是为了除去有机层中残留的酸，检验有机层已呈中性的操作是　　　　　　；步骤③的目的是　　　　　　．

（4）下列有关洗涤过程中分液漏斗的使用正确的是　　　　　　．

A．分液漏斗使用前必须要检漏，只要分液漏斗的旋塞芯处不漏水即可使用

B．洗涤时振摇放气操作应如图戊所示

C．放出下层液体时，需将玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔

D．洗涤完成后，先放出下层液体，然后继续从下口放出有机层置于干燥的锥形瓶中

（5）按装置丙蒸馏，最后圆底烧瓶中残留的液体主要是　　　　　　；若按图丁放置温度计，则收集到的产品馏分中还含有　　　　　　．

（6）实验结果表明方案甲的产率较高，原因是　　　　　　．

12．（15分）（2016•杭州模拟）氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，受热易分解．某小组模拟制备氨基甲酸铵，反应如下（且温度对反应的影响比较灵敏）：

2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）△H＜0

（1）如用图I装置制取氨气，可选择的试剂是　氯化铵与氢氧化钙　．

（2）制备氨基甲酸铵的装置如图Ⅱ所示，把NH3和CO2通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中．当悬浮物较多时，停止制备．

注：

CCl4与液体石蜡均为惰性介质．

①发生器用冰水冷却的原因是　防止反应放热使产物分解，提高反应物转化率　，液体石蜡鼓泡瓶的作用是　观察气泡调节NH3和CO2通入比例，控制反应速率　．

②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是　过滤　（填写操作名称）．为了得到干燥产品，应采取的方法是　c　（填写选项序号）．

a．常压加热烘干b．高压加热烘干c．减压40℃以下烘干

（3）制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种．

①设计方案，进行成分探究，请填写表中空格．

限选试剂：

蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸．

实验步骤

预期现象和结论

步骤1：

取少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解．

得到无色溶液

步骤2：

向试管中加入过量的BaCl2溶液，静置

若溶液不变浑浊，证明固体中不含碳酸铵．

步骤3：

向试管中继续加入：

_______．

_______，证明固体中含有碳酸氢铵．

②根据①的结论：

取氨基甲酸铵样品3.95g，用足量氢氧化钡溶液充分处理后，过滤、洗涤、干燥，测得沉淀质量为1.97g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为　80%　．[Mr（NH2COONH4）=78、Mr（NH4HCO3）=79、Mr（BaCO3）=197]．

【考点】制备实验方案的设计．

【分析】

（1）发生装置符合固体与固体加热制备气体，利用氢氧化钙与氯化铵在加热条件下制备氨气；

（2）①氨基甲酸铵受热易分解，且生成氨基甲酸铵的反应为放热反应；通过气泡调节NH3和CO2通入比例，控制反应速率；

②分离互不相溶的固体与液体，采取过滤方法；氨基甲酸铵受热易分解，采取减压低温烘干；

（3）①根据实验目的，检验氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种，通过向试管中加入过量的BaCl2溶液，静置溶液不变浑浊，证明固体中不含碳酸铵；在不含碳酸铵的基础上在通过向试管中加入少量澄清石灰水，看溶液是否变浑浊证明固体中是否含有碳酸氢铵；

②最终达到沉淀为碳酸钡，通过碳原子守恒计算碳酸氢铵的质量，可得样品中氨基甲酸铵的质量，进而计算质量分数．

【解答】解：

（1）发生装置符合固体与固体加热制备气体，可以利用氢氧化钙与氯化铵在加热条件下制备氨气，

故答案为：

氯化铵与氢氧化钙；

（2）①氨基甲酸铵受热易分解，且生成氨基甲酸铵的反应为放热反应，用冰水冷却，防止反应放热使产物分解，并有利于平衡正向移动，提高反应物转化率；

通过观察气泡调节NH3和CO2通入比例，控制反应速率；

故答案为：

防止反应放热使产物分解，提高反应物转化率；观察气泡调节NH3和CO2通入比例，控制反应速率；

②分离互不相溶的固体与液体，采取过滤方法；氨基甲酸铵受热易分解，采取减压低温烘干，即选择减压40℃以下烘干，

故答案为：

过滤；c；

（3）①检验氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种，实验操作为取少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解，向试管中加入过量的BaCl2溶液，若溶液不变浑浊，证明固体中不含碳酸铵，

取试管中的上层清液，滴加澄清石灰水，若溶液变浑浊，证明固体中含有碳酸氢铵，

故答案为：

实验步骤

预期现象和结论

步骤3：

少量澄清石灰水

溶液变浑浊

；

②最终达到沉淀为碳酸钡，碳酸钡物质的量为

=0.01mol，根据碳元素守恒可知碳酸氢铵的质量为0.01mol，则可得样品中氨基甲酸铵的质量为3.95g﹣0.01mol×79g/mol=3.16g，故样品中氨基甲酸铵的质量为

×100%=80%，

故答案为：

80%．

【点评】本题考查物质制备实验、物质组成探究实验、物质的分离提纯、对装置的分析评价、物质含量的测定、对信息的获取与迁移应用等，需要学生具备扎实的基础与灵活应用能力，题目难度中等．

28、（15分）

（1）CH4（g）+H2O（g）

CO（g）+3H2（g）△H=-（a+b－3C）kJ.mol-1（2分）

（2）①将NH3从反应体系中分离出去（2分）

②高压、原料气循环利用等（2分,合理均给分）

（3）①B（2分）②画图（3分，起点纵坐标0.045得1分，终点纵坐标0.015得1分，终点横坐标60S之前得1分）

（4）①2500（2分）②a、Ⅲb、x1=3（各1分）

（金丽衢）12．乙酸正丁酯是无色透明有愉快果香气味的液体，可由乙酸和正丁醇制备．反应的化学方程式如下：

CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH

CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O

发生的副反应如下：

有关化合物的物理性质见下表：

化合物

密度（g•cm﹣3）

水溶性

沸点（℃）

冰乙酸

1.05

易溶

118.1

正丁醇

0.80

微溶

117.2

正丁醚

0.77

不溶

142.0

乙酸正丁酯

0.90

微溶

126.5

已知：

乙酸正丁酯、正丁醇和水组成三元共沸物恒沸点为90.7℃．

合成：

方案甲：

采用装置甲（分水器预先加入水，使水面略低于分水器的支管口），在干燥的50mL圆底烧瓶中，加入11.5mL（0.125mol）正丁醇和7.2mL（0.125mol）冰醋酸，再加入3～4滴浓硫酸和2g沸石，摇匀．按下图安装好带分水器的回流反应装置，通冷却水，圆底烧瓶在电热套上加热煮沸．在反应过程中，通过分水器下部的旋塞分出生成的水（注意保持分水器中水层液面仍保持原来高度，使油层尽量回到圆底烧瓶中）．反应基本完成后，停止加热．

方案乙：

采用装置乙，加料方式与方案甲相同．加热回流，反应60min后停止加热．

提纯：

甲乙两方案均采用蒸馏方法．操作如下：

请回答：

（1）a处水流方向是　进水　（填“进水”或“出水”），仪器b的名称　（直形）冷凝管　．

（2）合成步骤中，方案甲监控酯化反应已基本完成的标志是　分水器中水不再生成或分水器中的水层不再增加时　．

（3）提纯过程中，步骤②是为了除去有机层中残留的酸，检验有机层已呈中性的操作是　用玻璃棒蘸取有机层，点在pH试纸上，与标准比色卡对照，读取pH值判断　；步骤③的目的是　除去溶于酯中的少量无机盐　．

（4）下列有关洗涤过程中分液漏斗的使用正确的是　BC　．

A．分液漏斗使用前必须要检漏，只要分液漏斗的旋塞芯处不漏水即可使用

B．洗涤时振摇放气操作应如图戊所示

C．放出下层液体时，需将玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔

D．洗涤完成后，先放出下层液体，然后继续从下口放出有机层置于干燥的锥形瓶中

（5）按装置丙蒸馏，最后圆底烧瓶中残留的液体主要是　正丁醚　；若按图丁放置温度计，则收集到的产品馏分中还含有　正丁醇　．

（6）实验结果表明方案甲的产率较高，原因是　通过分水器及时分离出产物水，有利于酯化反应的进行，提高酯的产率　．

【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．

【专题】实验分析题；实验评价题；演绎推理法；物质的分离提纯和鉴别．

【分析】

（1）根据采用逆流的方法冷却效果好判断水流方向，根据装置图可知仪器名称；

（2）乙酸与正丁醇反应得到乙酸正丁酯与水，根据是否有水产生可判断反应是否基本完成；

（3）可用pH主试纸测有机层的酸碱性，用水洗有机物主要目的是除去有机物中少量的无机盐；

（4）分液漏斗的使用方法为：

A．分液漏斗使用前必须要检漏，要分液漏斗的旋塞芯处和上口的活塞都不漏水才可使用；

B．洗涤时振摇放气，应打开分液漏斗的旋塞，此时分液漏斗下管口应略高于口部；

C．放出下层液体时，需将玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，使内外压强相等，便于液体流下；

D．洗涤完成后，先放出下层液体，然后从上口倒出有机层置于干燥的锥形瓶中；

（5）要蒸馏时，烧瓶最后留下的物质为沸点最高的物质，据此判断；若按图丁放置温度计，水银球的位置偏低，则收集到的产品馏分中还含有沸点较低的物质，据此判断；

（6）乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯是可逆反应，根据实验装置图可知，该实验通过分水器及时分离出产物水，有利于酯化反应的进行，提高酯的产率；

【解答】解：

（1）由于采用逆流的方法冷却效果好，所以a处水流方向是进水，根据装置图可知仪器b的名称是（直形）冷凝管，

故答案为：

进水；（直形）冷凝管；

（2）乙酸与正丁醇反应得到乙酸正丁酯与水，所以方案甲监控酯化反应已基本完成的标志是分水器中水不再生成或分水器中的水层不再增加时，

故答案为：

分水器中水不再生成或分水器中的水层不再增加时；

（3）可用pH主试纸测有机层的酸碱性，其操作为用玻璃棒蘸取有机层，点在pH试纸上，与标准比色卡对照，读取pH值判断，用水洗有机物主要目的是除去溶于酯中的少量无机盐，

故答案为：

用玻璃棒蘸取有机层，点在pH试纸上，与标准比色卡对照，读取pH值判断；除去溶于酯中的少量无机盐；

（4）分液漏斗的使用方法为：

A．分液漏斗使用前必须要检漏，要分液漏斗的旋塞芯处和上口的活塞都不漏水才可使用，故A错误；

B．洗涤时振摇放气，应打开分液漏斗的旋塞，此时分液漏斗下管口应略高于口部，故B正确；

C．放出下层液体时，需将玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，使内外压强相等，便于液体流下，故C正确；

D．洗涤完成后，先放出下层液体，然后从上口倒出有机层置于干燥的锥形瓶中，故D错误，

故答案为：

BC；

（5）要蒸馏时，烧瓶最后留下的物质为沸点最高的物质，所以最后圆底烧瓶中残留的液体主要是正丁醚；若按图丁放置温度计，水银球的位置偏低，则收集到的产品馏分中还含有沸点较低的物质，所以收集到的产品馏分中还含有正丁醇，

故答案为：

正丁醚；正丁醇；

（6）乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯是可逆反应，根据实验装置图可知，该实验通过分水器及时分离出产物水，有利于酯化反应的进行，提高酯的产率，

故答案为：

通过分水器及时分离出产物水，有利于酯化反应的进行，提高酯的产率．

【点评】本题考查有机物的合成实验，涉及化学仪器及使用、反应原理、实验基本操作、装置图的分析等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．