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课时提升训练(22) 简单实验方案的设计与评价
1.(2024·浙江高中发展共同体联考)下列说法正确的是( )
A.用图①装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体
B.用图②装置制备、收集氨
C.用图③所示操作转移NaOH溶液到容量瓶中
D.装置④用于制备少量含NaClO的消毒液
答案:D
2.下列说法不正确的是( )
A.图①:进行化学实验时,需要佩戴护目镜,以保护眼睛
B.图②:可用于分离植物油和水的混合液
C.图③:可用于硫酸钠的焰色试验
D.图④:牺牲阳极法保护钢铁设备的示意图
答案:D
3.下列说法正确的是( )
A.图①装置可制取大量NaHCO3晶体
B.图②中酸性KMnO4溶液褪色证明生成的气体分子中含有碳碳不饱和键
C.图③实验只发生了反应:Fe+SFeS
D.图④装置依据褪色时间的长短,不能证明反应物浓度对反应速率的影响
答案:D
4.(2024·山东卷)下列图示实验中,操作规范的是( )
A.调控滴定速度
B.用pH试纸测定溶液pH
C.加热试管中的液体
D.向试管中滴加溶液
A 解析:调控酸式滴定管的滴加速度,左手拇指、食指和中指轻轻向内扣住玻璃活塞,手心空握,A正确;用pH试纸测定溶液pH不能将pH试纸伸入溶液中,B错误;加热试管中的液体,试管中液体体积不能超过试管容积的三分之一,C错误;向试管中滴加液体,胶头滴管应该在试管上方竖直悬空,D错误。
5.(2024·浙江新阵地教育联盟联考)甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]是一种新型的铁营养强化剂,广泛用于缺铁性贫血的预防和治疗。某学习小组模拟其合成方法如下:
已知:①甘氨酸、甘氨酸亚铁易溶于水,微溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。
②异抗坏血酸易溶于水、乙醇和丙酮,有弱酸性和强还原性。
③不同亚铁盐在有机溶剂中的溶解度如下表所示:
注:- -为不溶解;-为溶解不明显;+-为溶解明显,++为全部溶解。
请回答:
(1)如图所示合成装置中仪器b的名称是________。
(2)流程中的亚铁盐和有机溶剂A应选择________(填标号)。
A.FeSO4·7H2O 乙醇
B.FeSO4·7H2O 丙酮
C.FeCl2·4H2O 乙醇
D.FeCl2·4H2O 丙酮
(3)合成过程中,本实验为了防止Fe2+被氧化,采取的措施除通入N2,还有________。
(4)步骤 Ⅱ 生成甘氨酸亚铁络合物的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填标号)。
A.滴入液体前,应先打开滴液漏斗a的上口玻璃塞
B.步骤 Ⅱ 应采用水浴加热
C.步骤 Ⅲ 中的分离方法是过滤
D.步骤 Ⅲ 加入有机溶剂A的目的是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,促使其结晶析出,同时除去杂质
(6)合成过程需控制pH=5.5,试说明理由:_______________________________________
________________________________________________________________________。
(7)产品分析:
①用酸性高锰酸钾溶液滴定法测定产品甘氨酸亚铁的Fe2+含量,进而计算产品甘氨酸亚铁的纯度,测定结果产品纯度总是大于100%,试分析主要原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(滴定过程各项操作均正确)。
②经查阅文献后,改用硫酸铈溶液滴定。称取5.000 g产品加酸溶解,用容量瓶配制成250 mL溶液,移取25.00 mL于锥形瓶中,用0.100 0 mol/L硫酸铈溶液滴定至终点。平行测定三次,平均消耗硫酸铈标准滴定溶液20.00 mL,计算产品中(H2NCH2COO)2Fe的纯度为________(每1 mL 0.100 0 mol/L硫酸铈溶液相当于20.40 mg甘氨酸亚铁)。
答案:(1)三颈烧瓶 (2)C (3)加入异抗坏血酸
(4)2H2NCH2COOH+Fe2++2OH-===[(H2NCH2COO)2Fe]+2H2O (5)BCD
(6)pH过低,H+会与H2NCH2COOH中的氨基反应,不利于形成H2NCH2COO-,使产率下降,pH过高会生成氢氧化亚铁沉淀
(7)①氨基被高锰酸钾氧化、杂质甘氨酸被高锰酸钾氧化 ②81.60%
解析:(3)异抗坏血酸有强还原性,所以合成过程中,本实验为了防止Fe2+被氧化,采取的措施除通入N2,还有加入异抗坏血酸。
(5)滴液漏斗a是恒压滴液漏斗,滴入液体前,不需打开上口玻璃塞,A错误;步骤 Ⅱ 需要控制温度在一个确定的值,所以应采用水浴加热,B正确;步骤 Ⅲ 中加入乙醇后,产物在其中溶解度小形成沉淀,故分离方法是过滤,C正确;步骤 Ⅲ 加入有机溶剂A的目的是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,促使其结晶析出,同时杂质溶解其中达到除杂的目的,D正确。
(7)①甘氨酸亚铁中氨基会被氧化,可能存在的杂质甘氨酸也能被高锰酸钾氧化。
②根据每1 mL 0.100 0 mol/L硫酸铈溶液相当于20.40 mg甘氨酸亚铁,可知当消耗硫酸铈标准滴定溶液20.00 mL时相当于20.40 mg×20=408 mg甘氨酸亚铁,则原溶液中甘氨酸亚铁的质量为408 mg×=4 080 mg=4.080 g, 产品中(H2NCH2COO)2Fe的纯度为×100%=81.60%。
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