專題5化學實驗基礎第2講 化學實驗方案的設計與評價提能力
《專題5化學實驗基礎第2講 化學實驗方案的設計與評價提能力》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《專題5化學實驗基礎第2講 化學實驗方案的設計與評價提能力(12頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 高考第二輪復習高分專題訓練 1.[雙選題]用以下三種途徑來制取相同質量的硝酸銅:①銅與濃硝酸反應;②銅與稀硝酸反應;③銅與氧氣反應生成CuO,CuO再與稀硝酸反應。下列有關敘述不正確的是( ) A.所消耗的硝酸的量:②>①>③ B.對環(huán)境造成的危害,③最小 C.因銅與濃硝酸作用最快,故制取硝酸銅的最佳方案是① D.三種途徑所消耗的銅的質量相等 解析:法①消耗的HNO3多,且產(chǎn)生的污染性氣體也多,最佳方案應是③。 答案:AC 2.某課外實驗小組設計的下列實驗不合理的是( ) 解析:NO2能與水發(fā)生反應,不能用排水法收集,選項C錯誤。 答案:C
2、 3.下列化學實驗裝置或操作正確的是( ) 解析:濃H2SO4稀釋不能在容量瓶中進行,更不能將濃H2SO4倒入水中,A項錯;蒸餾時溫度計水銀球應在蒸餾燒瓶支管口處,B項錯;收集比空氣重的NO2氣體應長進短出,C項錯。 答案:D 4.用如圖裝置制取、提純、收集表中的四種氣體(a、b、c表示相應儀器中加入的試劑),其中可行的是( ) 氣體 a b c A NO2 濃硝酸 銅片 NaOH溶液 B SO2 濃硫酸 Cu NaOH溶液 C NH3 濃氨水 生石灰 堿石灰 D CO2 稀鹽酸 CaCO3 濃硫酸 解析:A項和B項生
3、成的氣體均會被NaOH溶液吸收,C項NH3應用向下排空氣法收集. 答案:D 5.下圖表示從固體混合物中分離X的兩種方案,請根據(jù)方案1和方案2指出下列說法合理的是( ) A.可以選用方案1分離碳酸氫鈉中含有的氯化銨 B.方案1中殘留物應該具有的性質是受熱易揮發(fā) C.方案2中加入的試劑一定能夠與除X外的物質發(fā)生化學反應 D.方案2中加入NaOH溶液可以分離出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3 解析:碳酸氫鈉加熱分解,A錯誤;加熱后留下的殘留物一定是固體或難揮發(fā)的液體,B錯誤;加入的試劑可以是水且不一定發(fā)生化學反應,C錯誤;二氧化硅能與氫氧化鈉溶液反應生成溶于水的硅酸鈉,進
4、而分離出氧化鐵,D正確。 答案:D (限時45分鐘,滿分100分) 一、選擇題(本題包括7小題,每小題6分,共42分) 1.[雙選題]下列化學實驗事實及其解釋都正確的是( ) A.向KMnO4溶液中滴加鹽酸,KMnO4溶液的氧化能力增強。說明鹽酸具有氧化性 B.向澄清的AlCl3稀溶液中加入NaOH濃溶液,振蕩,溶液仍為澄清。說明該兩種溶液混合是物理變化 C.向FeCl3溶液中加入過量Cu粉,振蕩、靜置,溶液由黃色變?yōu)榫G色。說明Fe3+具有氧化性 D.向CaCl2溶液中滴入少量Na2CO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀。說明CaCO3難溶于水 解析:向KMnO4溶液中滴加鹽酸后其氧
5、化能力增強的原因是溶液呈酸性;AlCl3與足量的NaOH溶液反應生成NaAlO2,屬于化學變化;向FeCl3溶液中加入過量Cu粉生成綠色的FeCl2和CuCl2的混合溶液。 答案:CD 2.大膽、科學的假設與猜想是科學探究的先導和價值所在。在下列假設(猜想)引導下的探究肯定沒有意義的是( ) A.探究SO2與Na2O2反應可能有Na2SO4生成 B.探究Na與水的反應可能有O2生成 C.探究濃硫酸與銅在一定條件下反應產(chǎn)生的黑色物質中可能有CuS D.探究向滴有酚酞試液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞紅色褪去的現(xiàn)象是溶液的酸堿性改變所致,還是HClO的漂白性所致 解析:因為H2O
6、中O若變成O2,則氧元素價態(tài)升高,水是還原劑,但單質鈉只能作還原劑。 答案:B 3.下列實驗方案設計正確的是( ) A.分解高錳酸鉀制取氧氣后,殘留在試管內壁上的黑色物質可用稀鹽酸洗滌 B.失去標簽的AgNO3溶液、稀鹽酸、NaOH溶液、AlCl3溶液可選用(NH4)2CO3溶液作鑒別試劑 C.用銅絲代替鉑絲做焰色反應 D.在裂化汽油中加入酸性高錳酸鉀,振蕩后若紫色褪去即可證明其中含甲苯等苯的同系物 解析:加入(NH4)2CO3溶液時,AgNO3溶液中產(chǎn)生白色沉淀,稀鹽酸中產(chǎn)生無色無味氣體,NaOH溶液中產(chǎn)生無色有刺激性氣味的氣體,AlCl3溶液中既有白色沉淀又有無色無味氣體產(chǎn)
7、生。高錳酸鉀分解后殘留的二氧化錳可以用熱的濃鹽酸洗滌,不能用稀鹽酸來清洗。做焰色反應實驗應選用鉑絲,不能選用銅絲,因為銅絲灼燒時會產(chǎn)生明顯的綠色火焰。裂化汽油中含有較多的烯、炔等不飽和烴,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。 答案:B 4.[雙選題]下列實驗現(xiàn)象預測正確的是( ) A.實驗Ⅰ:振蕩后靜置,上層溶液顏色保持不變 B.實驗Ⅱ:酸性KMnO4溶液中出現(xiàn)氣泡,且顏色逐漸褪去 C.實驗Ⅲ:微熱稀HNO3 片刻,溶液中有氣泡產(chǎn)生,廣口瓶內始終保持無色 D.實驗Ⅳ:繼續(xù)煮沸溶液至紅褐色,停止加熱,當光束通過體系時可產(chǎn)生丁達爾效應 解析:本題考查化學實驗,意在考查考生對化學實驗原理、
8、實驗設計和實驗結論的運用能力。實驗Ⅰ:Br2能與NaOH溶液反應,上層溶液顏色褪去,A項錯誤;實驗Ⅱ:濃硫酸使蔗糖脫水炭化,生成的SO2氣體能使酸性KMnO4溶液紫色褪去、CO2從溶液中逸出,B項正確;實驗Ⅲ:銅與稀HNO3微熱,反應生成NO,在廣口瓶中NO與O2接觸生成紅棕色的NO2,C項錯誤;實驗Ⅳ:Fe(OH)3膠體可產(chǎn)生丁達爾效應,D項正確。 答案:BD 5.下列有關化學實驗圖像表現(xiàn)的內容錯誤的是( ) A.銅鋅原電池 B.轉移溶液 C.氨的制取裝置 D.模擬鐵銹蝕裝置 解析:由A項兩燒杯中的溶液可推知:盛放硫酸鋅溶液的燒杯中的電極應為鋅棒,盛放硫酸
9、銅溶液的燒杯中的電極應為銅棒。由原電池原理判斷:鋅棒應為負極,銅棒應為正極,故A不正確。 答案:A 6.下列相關實驗不能達到預期目的的是( ) 相關實驗 預期目的 A 相同溫度下,等質量的大理石塊、大理石粉末分別與等體積、等濃度的鹽酸反應 探究接觸面積對化學反應速率的影響 B 把裝有顏色相同的NO2和N2O4混合氣的兩支試管(密封)分別浸入冷水和熱水中 探究溫度對化學平衡的影響 C 在蔗糖中加入稀硫酸,水浴加熱,再加入新制的氫氧化銅并加熱 探究蔗糖水解產(chǎn)物具有還原性 D 兩支試管中裝有等體積、等濃度H2O2溶液,向其中一支試管中加入CuSO4溶液 探究Cu
10、SO4溶液對H2O2分解速率的影響 解析: C項,蔗糖中加入稀H2SO4,水浴加熱后應加入NaOH中和過量的稀H2SO4,再加新制的Cu(OH)2并加熱。 答案:C 7.用下圖裝置測定水中氫、氧元素的質量比,其方法是分別測定通氫氣前后玻璃管的質量差和U形管的質量差,實驗測得m(H)∶m(O)>1∶8。下列對導致這一結果的原因的分析中,一定錯誤的是( ) A.Ⅰ、Ⅱ裝置之間缺少干燥裝置 B.Ⅲ裝置后缺少干燥裝置 C.Ⅱ裝置中玻璃管內有水冷凝 D.CuO沒有全部被還原 解析:用H2還原CuO時,裝置Ⅲ中CaCl2吸收的是生成的水,而裝置Ⅱ中玻璃管通H2前后的質量差為反應時
11、消耗CuO中氧的質量,即生成水中氧元素的質量,而m(水)-m(氧)=m(氫)。當Zn和稀H2SO4反應產(chǎn)生的H2不干燥[m(水)偏大],裝置Ⅲ后不加干燥裝置,使Ⅲ中CaCl2吸收空氣中的水分[m(水)偏大],Ⅱ中玻璃管內有水冷凝[m(氧)偏小],都會造成測得m(H)∶m(O)>1∶8。H2O的組成與CuO是否完全反應無關,只與通H2前后玻璃管的質量差和生成的水有關。 答案:D 二、非選擇題(本題包括4小題,共58分) 8.(16分)地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境問題。文獻報道某課題組模擬地下水脫氮過程,利用Fe粉和 KNO3溶液反應,探究脫氮原理及相關因素對脫氮速率的影
12、響。 (1)實驗前:①先用0.1mol·L-1H2SO4洗滌Fe粉,其目的是________,然后用蒸餾水洗滌至中性;②將KNO3溶液的pH調至2.5;③為防止空氣中的O2對脫氮的影響,應向KNO3溶液中通入________(寫化學式)。 (2)下圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中,測出的溶液中相關離子濃度、pH隨時間的變化關系(部分副反應產(chǎn)物曲線略去)。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應的離子方程式________________________。 t1時刻后,該反應仍在進行,溶液中NH的濃度在增大,F(xiàn)e2+的濃度卻沒有增大,可能的原因是____________________
13、____。 (3)該課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設, 請你完成假設二和假設三: 假設一:溶液的pH; 假設二:________________; 假設三:________________; …… (4)請你設計實驗驗證上述假設一,寫出實驗步驟及結論。 (已知:溶液中的NO濃度可用離子色譜儀測定) 實驗步驟及結論: 解析:本題主要考查化學實驗,意在考查考生對圖像的分析能力和實驗設計能力。(1)鐵的表面被空氣氧化形成氧化膜,需加酸除去;為防止空氣中的O2對脫氧的影響,可向溶液中通入N2或稀有氣體等。(2)由圖可知,鐵和KNO3反應生成Fe2+和NH.(4)探
14、究溶液的pH對反應速率的影響,可設計實驗,使其他量保持不變,僅改變溶液中c(H+)即可。 答案:(1)去除鐵粉表面的氧化物等雜質 N2 (2)4Fe+NO+10H+===4Fe2++NH+3H2O 生成的Fe2+水解(或和溶液中的OH-結合) (3)溫度 鐵粉顆粒大小 (4) 實驗步驟及結論: ①分別取等體積、等濃度的KNO3溶液于不同的試管中; ②調節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同,并通入N2; ③分別向上述溶液中加入足量等質量的同種Fe粉; ④用離子色譜儀測定相同反應時間時各溶液中 NO 的濃度,若pH不同的KNO3溶液中,測出的NO 濃度不同,表明pH對
15、脫氮速率有影響,否則無影響。 (本題屬于開放性試題,合理答案均可) 9.(15分)[問題提出] 教材中在檢驗Cu與稀硝酸反應的還原產(chǎn)物時,實驗直接在試管中進行,由于試管中有空氣,開始往往看到的是紅棕色氣體,導致實驗現(xiàn)象與實驗原理無法吻合。某?;瘜W活動小組對這一實驗進行了研究,并提出改進措施。 [研究目的與要求] (1)克服教材實驗的缺點,并能證明Cu與稀硝酸反應生成的是NO。NO不溶于水,可以與O2反應產(chǎn)生紅棕色的NO2 (2〉改進后的實驗必須達到的要求:節(jié)約藥品、操作簡便、現(xiàn)象明顯、減少污染。 [實驗過程] 實驗方案一: (1)按圖1所示接好儀器 檢查裝置氣密性的方法是
16、_____________________________ ________________________________________________________________________。 (2)根據(jù)你對裝置和研究目的的理解,請補充制取NO并驗證NO不溶于水的實驗操作: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (
17、3)驗證NO和O2生成NO2的實驗操作和現(xiàn)象是_________________________________ ________________________________________________________________________。 實驗方案二: (4)按圖2所示連接裝置,檢查氣密性后,在干燥管內加入3.2g 銅片,在燒杯中加入適量經(jīng)過預熱的稀硝酸。 (5)打開止水夾,用注射器快速抽空干燥管內的空氣,使稀硝酸充滿整個干燥管,然后關閉止水夾。觀察到的現(xiàn)象是__________________________________________________ _
18、_______________________________________________________________________。 (6)反應停止后,打開止水夾,用注射器將抽取的空氣慢慢推入干燥管內,發(fā)現(xiàn)干燥管內的氣體變成紅棕色,且液面緩緩上升,Cu和稀硝酸反應繼續(xù)進行。不斷充入O2,直至加入的3.2 g Cu完全反應,則共消耗的氧氣在標準狀況下的體積為________L。 解析:題干已經(jīng)指出教材實驗的不足,并提出了改進實驗方案的要求,要克服教材實驗的缺點,必須使反應在無O2的環(huán)境中進行。 實驗方案一: (1)根據(jù)實驗裝置圖1可以確定檢查裝置氣密性的方法是關閉活塞,從U形
19、管的右端加水使兩邊產(chǎn)生液面差,靜置一會,觀察液面差是否縮小。 (2)連接好裝置,打開活塞,從U形管的右端快速注入稀硝酸,直到左端完全充滿液體,關閉活塞,會發(fā)現(xiàn)U形管中液面左降右升,這就證明了生成的NO不溶于水。 (3)打開分液漏斗的活塞,在壓力作用下,NO會進入分液漏斗內,與分液漏斗中的空氣反應生成紅棕色氣體NO2。因此驗證NO和O2反應生成NO2的實驗操作和現(xiàn)象是將活塞慢慢打開,觀察到分液漏斗內有紅棕色氣體出現(xiàn)。 實驗方案二: (5)根據(jù)操作和裝置知反應時銅片表面有氣泡產(chǎn)生,液面下降,溶液變藍等現(xiàn)象。 (6)根據(jù)電子守恒: 2n(O2)=n(Cu)=3.2÷64=0.05(mol
20、), V(O2)=0.56 L。 答案:(1)關閉活塞,從U形管的右端加水,使兩邊產(chǎn)生液面差,靜置一會,觀察液面差是否縮小 (2)連接好裝置,打開活塞,從U形管的右端注入稀硝酸,直到左端完全充滿液體,然后關閉活塞,觀察現(xiàn)象 (3)將活塞慢慢打開,觀察到分液漏斗內有紅棕色氣體生成 (5)干燥管內銅片溶解,表面有氣泡產(chǎn)生,干燥管內液面逐漸下降,溶液變成藍色,當稀硝酸不與銅片接觸時,液面停止下降 (6)0.56 10.(12分)工業(yè)上可用下列儀器組裝一套裝置來測定黃鐵礦中硫的質量分數(shù)(忽略SO2、H2SO3與氧氣的反應)。實驗的正確操作步驟如下: A.連接好裝置,并檢查裝置的
21、氣密性 B.稱取研細的黃鐵礦樣品 C.將2.0 g樣品小心地放入硬質玻璃管中 D.以1 L/min的速率鼓入空氣 E.將硬質玻璃管中的黃鐵礦樣品加熱到800℃~850℃ F.用300 mL的飽和碘水吸收SO2,發(fā)生的反應是:I2+SO2+2H2O===2HI+H2SO4 G.吸收液用CCl4萃取、分離 H.取20.00 mL G中所得溶液,用0.200 0 mol·L-1的NaOH標準溶液滴定。 試回答: (1)步驟G中所用主要儀器是________,應取________(填“上”或“下”)層溶液進行后續(xù)實驗。 (2)裝置⑤中的作用是____________________
22、_____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)裝置正確的連接順序是________(填編號)。 (4)步驟H中滴定時應選用________作指示劑,可以根據(jù) ________________________________________現(xiàn)象來判斷滴定已經(jīng)達到終點。 (5)假定黃鐵礦中的硫在操作E中已全部轉化為SO2,并且被飽和碘水完全吸收,滴定得到的數(shù)據(jù)如下表所示: 滴定 次數(shù) 待測液的 體積/mL N
23、aOH標準溶液的體積/mL 滴定前 滴定后 第一次 20.00 0.00 20.48 第二次 20.00 0.22 20.20 第三次 20.00 0.36 20.38 則黃鐵礦樣品中硫元素的質量分數(shù)為________(保留小數(shù)點后1位)。 解析:(1)步驟G是萃取操作,需要用的儀器是分液漏斗,下層為CCl4,應取上層溶液進行后續(xù)實驗。 (2)酸性高錳酸鉀是用來除去空氣中的SO2和其他還原性氣體。 (3)先要用酸性高錳酸鉀溶液來除去空氣中的SO2和其他還原性氣體,然后用堿石灰干燥,再連接發(fā)生裝置,再接玻璃絲,最后吸收SO2。 (4) 用堿來滴定G中所得
24、溶液中的酸,用酚酞作指示劑,滴入最后一滴NaOH溶液后,溶液變?yōu)闇\紅色,并在半分鐘內不褪色。 (5)第一次數(shù)據(jù)與第二、三次數(shù)據(jù)相差較大,舍去,取第二、三次數(shù)據(jù)的平均值可得V(NaOH)=20.00 mL,n(NaOH)=c(NaOH)·V(NaOH)=0.200 0 mol·L-1×20.00×10-3 L=4×10-3 mol,S~SO2~4H+4NaOH,n(S)=n(SO2)=n(NaOH)=1×10-3 mol,300 mL吸收液中含有的n(S)=1×10-3 mol×=0.015 mol,w(S)=×100%=×100%=24.0%。 答案:(1)分液漏斗 上 (2)除去空氣
25、中的SO2和其他還原性氣體 (3)⑤③②④① (4)酚酞 滴入最后一滴NaOH溶液后,溶液變?yōu)闇\紅色,并在半分鐘內不褪色(本問答甲基橙和對應的現(xiàn)象也給分) (5)24.0% 11.(15分)某中學化學興趣小組想測定飽和氯水的pH,并進行氯水的氧化性和制漂白劑等實驗。他們使用如下圖裝置制取較多量的飽和氯水。 回答: (1)寫出儀器的名稱:A________,B________。 (2)寫出甲、丁裝置中發(fā)生反應的化學方程式, 甲:________________________________________________________________; 丁:______
26、___________________________________________________________。 (3)制取結束時,氯水已飽和的現(xiàn)象是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)漂白粉在溶液中存在下列平衡: ClO-+H2OHClO+OH-,下列措施能提高漂白效果的是________。 A.加水稀釋 B.通入CO2 C.加入適量鹽酸 D.加入少量NaOH E.加少量白醋 (
27、5)為使制取過程簡便并保證制得的氯水純凈,有同學提出如下建議: ①在乙和丙之間增加下圖中的a裝置,你認為有無必要________(填“有”或“無”)。 ②若撤去乙,直接將甲和丙相連,你認為是否可行? ________,理由是_____________________________________________________。 ③在丙的長導管下口處,接下圖中的b,可以提高氯氣的吸收效果,原因是 ________________________________________________________________________ ____________________
28、____________________________________________________。 解析:(2)甲中是以加熱方式制氯氣,其方程式為MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O,丁中Cl2與Ca(OH)2反應生成Ca(ClO)2和CaCl2。 (3)氯水的主要成分是氯氣,因此當燒瓶內液體及上方氣體為黃綠色時,證明氯氣和H2O反應已達平衡,即飽和狀態(tài)。 (4)根據(jù)平衡移動原理,加入物質能中和OH-,平衡右移,HClO濃度增大,漂白效果增強,故可選B、C、E。 (5)因氯氣與H2O反應,通入丙前干燥不必要;撤去乙,HCl溶解于丙,影響氯水pH的測定;接b裝置增大氯氣與水的接觸面積,提高了氯氣的吸收速率。 答案:(1)分液漏斗 燒瓶 (2)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (3)液體及液體上方呈黃綠色 (4)B、C、E (5)①無 ②否 大量的HCl被吸收于丙中,影響氯水pH的測定 ③增大了氯氣與水的接觸面積,提高了氯氣的吸收速率 12
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。