考点18化学实验方案的设计与评价一、选择题1.(2011·浙江高考·13)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：模拟海水中的离子浓度(mol/L)Na+Mg2+Ca2+Cl—HCO3—0.4390.0500.0110.5600.001注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5mol/L，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。已知：Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9；Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6；Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6；Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12。下列说法正确的是A.沉淀物X为CaCO3B.滤液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋C.滤液N中存在Mg2＋、Ca2＋D.步骤②中若改为加入4.2gNaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物【思路点拨】解题时要结合溶度积计算，分析推断沉淀是否产生【精讲精析】选A。步骤①发生反应Ca2＋＋OH―＋HCO3—CaCO3↓＋H2O，步骤②：Q[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)×(10－3)2＝5.0×10－8>Ksp=5.61×10－12，有Mg(OH)2沉淀析出，Q[Ca(OH)2]＝c(Ca2＋)×(10－3)2＝10－8＜Ksp=4.68×10－6，无Ca(OH)2沉淀析出，Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)×(10－3)2＝5.61×10－12，c(Mg2＋)＝5.61×10－6mol·L-1。A项正确，生成0.001molCaCO3；B项错误，剩余c(Ca2＋)＝0.010mol/L；C项错误，滤液N中c(Mg2＋)＝5.61×10－6mol·L-1＜1×10－5mol·L-1，认为Mg2＋已不存在；D项错误，生成0.050molMg(OH)2，余0.005molOH―，Q[Ca(OH)2]＝0.01×(0.005)2＝2.5×10－7＜Ksp，无Ca(OH)2沉淀析出。二、非选择题2.(2011·江苏高考·19)高氯酸铵(NHClO)是复合火箭推进剂的重要成分，实验室可通过下列反应制取NaClO4(aq)+NH4Cl(aq)NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)(1)若NH4Cl用氨气和浓盐酸代替，上述反应不需要外界供热就能进行，其原因是。(2)反应得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.30和0.l5(相关物质的溶解度曲线如图)。从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称)、干燥。(3)样品中NH4ClO4的含量可用蒸馏法进行测定，蒸馏装置如图所示(加热和仪器固定装置已略去)，实验步骤如下：步骤1：按如图所示组装仪器，检查装置气密性。步骤2：准确称取样品ag(约0.5g)于蒸馏烧瓶中，加入约150mL水溶解。步骤3：准确量取40.00mL约0.1mol•L-1H2SO4溶解于锥形瓶中。步骤4：经分液漏斗向蒸馏烧瓶中加入20mL3mol•L-¹NaOH溶液。步骤5：加热蒸馏至蒸馏烧瓶中剩余约100mL溶液。步骤6：用新煮沸过的水冲洗冷凝装置2～3次，洗涤液并入锥形瓶中。步骤7：向锥形瓶中加入酸碱指示剂，用cmol•L-1NaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液步骤8.将实验步骤1～7重复2次①步骤3中，准确量取40.00mlH2SO4溶液的玻璃仪器是________.②步骤1～7中确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验步骤是_____(填步骤序号)。③为获得样品中NH4ClO4的含量，还需补充的实验是_____【思路点拨】解答本题时应注意题目提供的信息，结合相关化学原理，分析解决具体问题。【精讲精析】(1)NaClO4(aq)与NH4Cl(aq)的反应需要保持90℃，NH4Cl用氨气和浓盐酸代替，上述反应不需要外界供热就能进行，说明氨气与浓盐酸反应放热，起到了加热的作用；(2)NH4ClO4的溶解度随温度变化大，NaCl的溶解度随温度变化小，且二者的浓度不太大，题目要求获得较多NH4ClO4，应先浓缩，再冷却结晶，过滤洗涤，用冰水洗涤可减少NH4ClO4的溶解损失，获得较多NH4ClO4；(3)①根据数据的精度要求及硫酸为酸性溶液，应选用酸式滴定管；②步骤1检查气密性，防止氨气外逸，步骤5加热蒸馏至剩余约100mL溶液，使氨气挥发出被硫酸吸收，步骤6洗涤，将冷凝装置中可能存在的氨气转入锥形瓶，用新煮沸的水冲洗不带入其他气体，更精确；③题给硫酸浓度为“约0.1mol·L-1”所以要测定硫酸的浓度，或不加高氯酸铵样品进行蒸馏、滴定，对比加高氯酸铵样品进行蒸馏、滴定的结果，计算高氯酸铵的含量。答案：(1)氨气与浓盐酸反应放出热量(2)蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，冰水洗涤(3)①酸式滴定管②1,5,6③用NaOH标准溶液标定H2SO4溶液的浓度(或不加高氯酸铵样品，保持其他条件相同，进行蒸馏和滴定实验)3.(2011·安徽高考·28)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问...
