高考化学实验特训专辑 专题08 实验方案的设计与评价解析版文档格式.docx
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【解析】Cu(NO3)2受热易分解,其分解反应为:
2Cu(NO3)2
2CuO+4NO2↑+O2↑。
A项,称量样品→加热→冷却→称量CuO,根据硝酸铜分解的方程式以及氧化铜的质量可测定Cu(NO3)2•nH2O的结晶水含量,故A正确;
B项,因硝酸铜易分解,称量样品→加热无法恰好使结晶水合物恰好分解为硝酸铜,故B错误;
C项,称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量,根据水的质量以及结晶水合物的质量可以求解,故C正确;
D项,称量样品→加NaOH将硝酸铜转化为氢氧化铜,→过滤→加热氢氧化铜分解生成氧化铜→冷却→称量CuO,根据铜原子守恒求解无水硝酸铜的质量,据此求解结晶水含量,故D正确;
故选B。
4.下列实验设计方案或判断中正确的是()
A.加入足量铜粉后,搅拌、可过滤可除去Cu(NO3)2溶液中混有的AgNO3
B.通过装有NaOH溶液的确洗气瓶来除去CO2中混有的HCl气体
C.某无色未知溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀,可推断溶液中的一定含有SO42-
D.未知溶液中加入盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则溶液中一定大量含CO32-
【答案】A
【解析】A项,利用置换反应,故A正确;
B项,同时除去了CO2,故B错误;
C项,还可能是CO32-、Ag+,故C错误;
D项,可能是HCO3-、SO32-、HSO3-,故D错误;
故选A。
5.为达到相应的实验目的,下列实验的设计或操作最合理的是( )
A.为比较Cl与S元素的非金属性强弱,相同条件下,测定相同浓度的NaCl溶液和Na2S溶液的pH值
B.为观察Mg条在CO2气体中的燃烧,在一个集气瓶中收集满CO2气体,取一小段除去表面氧化膜的Mg条用坩埚钳夹持点燃后迅速投入上述集气瓶底部。
C.为比较HA和HB两种弱酸的Ka大小,可用pH计测定同温同浓度的NaA溶液和NaB溶液的pH值
D.为测定一定浓度的NaOH溶液放置空气中是否部分转化为Na2CO3,用甲基橙作指示剂,用标准盐酸溶液滴定
【答案】C
【解析】A项,测定相同浓度的NaCl溶液和Na2S溶液的pH值只能判断HCl和H2S的酸性强弱,非金属性是通过最高价氧化物水化物的酸性强弱判断的,故A错误;
B项,集气瓶底应铺一层细沙,故B错误;
C项,同温同浓度的NaA溶液和NaB溶液因弱酸酸性不同水解程度不同造成PH不同,故C正确;
D项,甲基橙变色的PH范围是3.1~4.4,用甲基橙作指示剂滴定后溶液呈酸性,滴定时Na2CO3全部反应;
①2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONa2CO3+2HCl=NaCl+CO2↑+H2O,2molNaOH反应生成1molNa2CO3,滴定时消耗2molHCl,②NaOH+HCl=NaCl+H2O
2molNaOH滴定时消耗2molHCl,所以从量的角度分析无变化;
故D错误;
故答案选C
6.某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质,现设计一实验方案,既除去杂质,又配成硝酸钠溶液。
实验方案:
先将固体溶于蒸馏水配成溶液,选择合适的试剂和操作完成表格中各步实验。
选择试剂
①
Na2CO3溶液
④
实验操作
②
③
加热
下列试剂或操作不合理的是( )
A.试剂①为Ba(OH)2溶液B.操作②为结晶
C.操作③为过滤D.试剂④为稀HNO3
【解析】根据题意,可用Ba(OH)2溶液除去SO
、NH
和HCO
,NH3·
H2O通过加热除去,操作②为加热;
过量的Ba2+用Na2CO3溶液除去,过滤除去沉淀,滤液中过量的OH-和CO
用硝酸除去,则操作③为过滤,试剂④为稀HNO3。
7.下列实验方案中,不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
证明氧化性:
H2O2比Fe3+强
用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄色
B
鉴别溴蒸气和NO2
分别通入硝酸银溶液中,产生淡黄色沉淀的是溴蒸气
C
证明盐类水解是吸热反应
在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液,加热后红色加深
D
证明难溶物存在沉淀溶解平衡
往黄色固体难溶物PbI2中加水,振荡,静置。
取上层清液,然后加入NaI固体,产生黄色沉淀
【解析】在酸性条件下,NO
表现强氧化性,也会把Fe2+氧化为Fe3+,所以不能证明H2O2的氧化性比Fe3+强。
8.下列实验设计能够成功的是( )
A.检验亚硫酸钠试样是否变质:
试样
溶液
白色沉淀
沉淀不溶解
B.除去乙酸乙酯中混有的乙酸:
混合液
溶液分层
得到上层液体
C.证明酸性条件下H2O2氧化性比I2强:
NaI溶液
溶液变蓝色
D.鉴定盐A的成分是FeBr3:
【解析】Na2SO3与Ba(NO3)2反应生成的BaSO3可被HNO3氧化生成BaSO4,A错误;
乙酸能与Na2CO3反应,上层是乙酸乙酯,B正确;
在NaI溶液中加HNO3酸化,HNO3可氧化I-,C错误;
D项中若盐A是FeBr2,也会出现同样的现象,故D错误。
9.某课外实验小组设计的下列实验不合理的是( )
【解析】A项,生成的H2能将体系中的O2排出,能观察到Fe(OH)2白色沉淀;
B项,脱脂棉燃烧能说明Na2O2与水反应放热;
C项,不能用排水法收集NO2气体;
D项,NaOH固体溶于水放热且提供OH-,抑制NH3·
H2O的电离,能用于制备少量NH3。
10.下列装置能达到实验目的的是( )
【解析】A项,过氧化氢溶液的百分含量不同,不能比较二氧化锰和氧化铁的催化效果,错误;
B项,氨气能与氯化钙反应,干燥氨气要用碱石灰,错误;
C项,浓盐酸与二氧化锰制取氯气的反应需要加热,错误;
D项,铁发生吸氧腐蚀,左侧试管压强减小,右侧试管中导管内液面上升,可证明发生吸氧腐蚀,正确。
11.下列实验过程可以达到实验目的的是()
编号
实验过程
配制0.100mol·
L-1的Na2CO3溶液
称取5.3g固体Na2CO3于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解、冷却后,转移至500mL容量瓶中定容
探究温度对化学平衡移动的影响
将少量95%的乙醇和氯化钴晶体(CoCl2·
6H2O)溶于水配成粉红色溶液,然后用酒精灯加热,观察实验现象
验证淀粉水解产物有无还原性
淀粉与稀硫酸溶液共热,再加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热,观察实验现象
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察实验现象
【解析】A项,该项中实验操作过程未洗涤,正确的做法是:
称取5.3g固体Na2CO3于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解、冷却后,转移至500mL容量瓶,需洗涤2-3次,再进行定容,A项错误;
B项,将少量95%的乙醇和氯化钴晶体(CoCl2·
6H2O)溶于水配成粉红色溶液,存在平衡:
Co(H2O)62+[粉红色]+4Cl-⇌6H2O+CoCl42-[蓝色]△H>0,则加热溶液中颜色会变蓝,可实验实验目的,B项正确;
C项,新制的氢氧化铜悬浊液在碱性条件下才能与醛基发生反应,因此探究淀粉水解产物有无还原性可先加过量的碱将稀硫酸中和后,再加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热,C项错误;
D项,要探究浓度对化学反应速率影响实验时,应该只有浓度不同其它条件必须完全相同,该实验没有明确说明温度是否相同,并且实验无明显现象,所以不能实现实验目的,D项错误;
12.下列实验设计的步骤及现象均正确的是( )
实验步骤及现象
证明氯水有酸性
溶液变红色,且长时间不变
检验某红棕色气体是否为溴蒸气
观察溶液是否变蓝
证明酸性条件下H2O2氧化性比I2强
提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯
较纯净乙酸乙酯
【解析】A项,氯水中的HClO具有漂白性,滴入紫色石蕊溶液先变红后褪色;
B项,NO2气体干扰检验;
C项,HNO3本身具有强氧化性,应用H2SO4酸化。
13.以下实验设计能达到实验目的的是( )
实验设计
除去NaHCO3固体中的Na2CO3
将固体加热至恒重
制备无水AlCl3
蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液
检验乙醇中氢的活泼性
将金属钠投入到盛有医用酒精的烧杯中
鉴别NaBr和KI溶液
分别加新制氯水后,用CCl4萃取
【解析】A项,固体加热,碳酸氢钠分解生成了碳酸钠,不能达到除杂目的,错误;
B项,直接蒸发AlCl3溶液,铝离子发生水解,最终得到的是Al(OH)3,错误;
C项,医用酒精中含有水,钠与水反应,会干扰乙醇中氢的活泼性检验,错误;
D项,NaBr和KI溶液都能与氯水反应生成对应的单质,再用四氯化碳萃取,有机层颜色不同,正确。
14.下列实验操作、现象与解释或结论均正确的是( )
现象
解释或结论
某黄色溶液中加入淀粉KI溶液
溶液呈蓝色
溶液中含Br2
向稀硝酸与铜片反应后的试管中(铜片剩余)加入稀硫酸
铜片完全溶解
稀硫酸体现强氧化性
向FeCl2溶液中加入KSCN溶液后,溶液无变化,再通入少量Cl2
溶液变红
Cl2将Fe2+氧化为Fe3+
向锌与稀硫酸的体系中加入少量CuSO4固体
产生气泡速率加快
CuSO4为该反应的催化剂
【解析】Fe3+在溶液中也呈黄色,Fe3+也能将I-氧化为I2,故不能确定该溶液中一定含有Br2,A错误;
加入稀硫酸后硝酸根具有强氧化性,可以继续氧化单质铜,稀硫酸与铜不反应,B错误;
氯气具有氧化性,把亚铁离子氧化为铁离子,铁离子与KSCN溶液反应显红色,C正确;
锌置换出铜,构成锌铜原电池,加快反应速率,硫酸铜不是催化剂,D错误。
15.下列实验操作能达到实验目的的是( )
检验蔗糖水解产物中的葡萄糖
取1mL20%蔗糖溶液,加入少量稀硫酸,水浴加热后取少量溶液,加入几滴新制Cu(OH)2悬浊液,加热
比较Cl、C、Si的非金属性强弱
将适量的稀盐酸加入到装有Na2CO3固体的锥形瓶中,并将产生的气体通入Na2SiO3溶液中
除去Fe2O3中的Al2O3
向固体混合物中加入足量NaOH溶液,然后过滤、洗涤、干燥
制备Fe(OH)3胶体
将饱和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中
【解析】蔗糖在酸性条件下水解,水解液需调至碱性后,再加入新制Cu(OH)2悬浊液加热,A项错误;
根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱可比较元素非金属性强弱,HCl不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物,B项错误;
混合物中只有Al2O3能与NaOH溶液反应,固体中加入足量NaOH溶液,经过滤、洗涤、干燥即可得到Fe2O3,C项正确;
饱和FeCl3溶液与NaOH溶液混合得到的是Fe(OH)3沉淀,D项错误。
16.用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是( )
试剂a
试剂b
试剂c
装置
验证非金属性:
S>C>Si
稀硫酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
制备纯净的氯气
浓盐酸
MnO2
饱和食盐水
检验溶液X中含有CO
盐酸
溶液X
澄清石灰水
除去Na2SO3中的Na2SO4
氯水
混合物
NaOH溶液
【解析】A项,装置Ⅱ中出现气体,说明硫酸的酸性强于碳酸,装置Ⅲ中出现沉淀,说明碳酸的酸性强于硅酸,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强,即非金属性S>C>Si,正确;
B项,MnO2和浓盐酸反应需要加热,题图中没有加热装置,饱和食盐水除去氯气中的HCl,从装置Ⅲ中出来的氯气中混有水蒸气,不纯净,错误;
C项,装置Ⅱ中加入盐酸,出现能使澄清石灰水变浑浊的气体,不能说明X中含有CO
,可能含有HCO
、SO
或HSO
,错误;
D项,氯水具有强氧化性,能把SO
氧化成SO
,不能达到实验目的,错误。
17.下列实验方案中,可以达到实验目的的是()
检验亚硫酸钠是否变质
先将亚酸钠样品溶于水配成溶液,然后加入足量稀盐酸酸化,再加入Ba(NO3)2溶液观察是否生成白色沉淀观察是否产生白色沉淀
除去苯中混有的苯酚
加入适量的溴水充分反应后过滤弃去沉淀
除去NaCl晶体中少量的KNO3杂质
先将晶体溶于水配成溶液,然后蒸发结晶并趁热过滤弃去滤液
检验CH3CH2Br中存在的
溴元素
将CH3CH2Br与NaOH溶液共热,冷却后,取出上层水溶液,加入AgNO3溶液,观察是否产生淡黄色沉淀
【解析】A项,稀硝酸能氧化亚硫酸盐生成硫酸盐,所以造成干扰,应用用盐酸酸化,错误,不选A;
B项,溴水和苯酚反应生成三溴苯酚,过量的溴溶解在苯和苯酚中,不能将苯和三溴苯酚分开,错误,不选B;
C项,硝酸钾溶解度受温度变化较大,氯化钠溶解度受温度变化小,可以蒸发结晶,趁热过滤的方法除去硝酸钾,正确,选C;
D项,溴乙烷和氢氧化钠溶液发生水解反应,检验溴离子应在酸性溶液中,应在水解后,冷却加入酸到酸性,再加入硝酸银溶液,错误,不选D。
18.某同学想用实验证明高锰酸钾的紫红色是MnO4-的颜色,而不是K+的颜色,他设计了以下实验方案。
请你判断下列方案与本实验目的无关的是()
A.观察氯化钾溶液没有颜色,表明溶液中的K+无色
B.在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡,静置后未见明显变化,表明锌与K+不反应
C.在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉、振荡、静置后紫红色褪去,表明MnO4-为紫红色
D.将高锰酸钾晶体加热分解,所得的固体质量减轻
【解析】A项,观察氯化钾溶液都没有颜色,表明溶液中的颜色与K+无关,证明高锰酸根离子显紫红色,故A正确;
B项,向氯化钾溶液中加入过量锌粉,振荡,静置后未见明显变化,表明锌与K+不反应,此项是为锌和高锰酸根离子反应创造条件,证明溶液变色不是由锌和钾离子反应造成的,故B正确;
C项,向高锰酸钾溶液中加入适量锌粉,振荡,静置后见紫红色褪去,表明溶液的紫红色是由MnO4-造成的,能证明溶液的颜色是高锰酸根的颜色;
故C正确;
D项,将高锰酸钾晶体加热分解,所得固体质量减少,没有在溶液中进行,不能证明溶液的颜色是哪种离子的颜色;
故选D。
19.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,操作正确且能达到实验目的的是( )
A.将铜丝插入浓硫酸中并加热,反应后再加入水,观察硫酸铜溶液的颜色
B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观察CuCl2的生成
C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水CuCl2固体
D.将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡,除去铜绿
【解析】A项,浓硫酸溶于水放热,正确的操作应该将铜丝插入浓硫酸中加热,反应后取一定量的反应液加入盛有水的烧杯中,A错误;
B项,应该用红热的铜丝,B错误;
C项,Cu2+水解,加热CuCl2溶液不能得到CuCl2固体,C错误;
D项,铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸,故可用盐酸除去铜器表面的铜绿,D正确。
20.已知:
3NO
+8Al+5OH-+2H2O
3NH3↑+8AlO
。
某地区的雾霾中可能含有如下可溶性离子:
Na+、NH
、Mg2+、Al3+、SO
、NO
、HCO
、Cl-。
某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后得试样溶液,设计并完成如下实验:
根据以上的实验操作与现象,该同学得出的结论错误的是( )
A.试样中肯定存在NH
和NO
,可能有HCO
B.试样中不一定存在Na+、Cl-、Mg2+
C.沉淀2中可能含碳酸钡、碳酸镁和氢氧化铝
D.该雾霾中可能存在NaNO3、NH4HCO3和MgSO4
【解析】由试样中加入过量Ba(OH)2溶液得到的沉淀再加入H+部分溶解可知:
原溶液中一定含有SO
(未溶解的沉淀),HCO
和Mg2+两种中最少有一种[溶解的沉淀是生成的BaCO3或Mg(OH)2],气体1、2都能使湿润的红色石蕊试纸变蓝说明生成了NH3,所以原溶液中一定含有NH
,滤液1中通入CO2得到溶液2,加入Al/OH-产生NH3,所以原溶液中一定含有NO
,沉淀2中加入H+沉淀溶解并放出气体,但无法确定CO2是由原溶液中HCO
得到,还是通入的CO2与Ba(OH)2反应生成的BaCO3得到。
B项,Na+、Cl-、Mg2+无法确定,正确;
C项,若有Mg2+,则加入过量的Ba(OH)2,生成Mg(OH)2沉淀,沉淀2中不可能含有MgCO3,错误。
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
二、必做题(本题共6小题,共60分)
21.(10分)化学小组探究FeCl3溶液与Na2S溶液的反应产物,利用图装置进行如下实验:
Ⅰ.向盛有0.1mol•L-1FeCl3溶液的三颈瓶中,滴加一定量0.1mol•L-1Na2S溶液,搅拌,能闻到臭鸡蛋气味,产生沉淀A。
Ⅱ.向盛有0.1mol•L-1Na2S溶液的三颈瓶中,滴加少量0.1mol•L-1FeCl3溶液,搅拌,产生沉淀B。
已知:
①FeS2为黑色固体,且不溶于水和盐酸。
②Ksp(Fe2S3)=1×
10-88,Ksp(FeS2)=6.3×
10-31,Ksp[Fe(OH)3]=1×
10-38,Ksp(FeS)=4×
10-19
回答下列问题:
(1)NaOH溶液的作用是______。
小组同学猜测,沉淀A、B可能为S、硫化物或它们的混合物。
他们设计如下实验进行探究:
实验一、探究A的成分
取沉淀A于小烧杯中,进行如下实验:
(2)试剂X是____________。
由此推断A的成分是____________(填化学式)。
实验二、探究B的成分
取沉淀B于小烧杯中,进行如下实验:
(3)向试管a中加入试剂Y,观察到明显现象,证明溶液中存在Fe2+.试剂Y是______,明显现象是______________________________。
由此推断B的成分是______(填化学式)。
(4)请分析Ⅱ中实验未得到Fe(OH)3的原因是________________________。
【答案】
(1)吸收H2S有毒气体(1分)
(2)二硫化碳(1分)FeS和S的混合物(1分)
(3)K3[Fe(CN)6]溶液或NaOH溶液(2分)
生成蓝色沉淀或生成白色沉淀,转化为灰绿色、最后变为红褐色(2分)Fe2S3(1分)
(4)由溶度积数据知,Fe2S3的溶解度远小于Fe(OH)3,Fe3+更容易生成Fe2S3沉淀(2分)
【解析】
(1)实验中产生了臭鸡蛋气味的H2S有毒气体,为避免污染环境,用氢氧化钠吸收;
(2)实验现象中分离出淡黄色固体硫,硫的溶解度是:
易溶于二硫化碳、微溶于酒精、不溶于水,固体加盐酸后溶解闻到臭鸡蛋气味,说明是FeS;
(3)亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,亚铁离子遇到NaOH溶液生成白色沉淀,转化为灰绿色、最后变为红褐色;
FeCl3溶液和Na2S溶液间可发生复分解反应生成Fe2S3也可发生氧化还原反应生成FeS和S的混合物,根据加试剂X得溶液甲加热无淡黄色固体,说明无硫单质,及后续实验和现象,故FeCl3溶液和Na2S溶液间发生复分解反应生成Fe2S3;
(4)已知Fe(OH)3=10-39,Fe2S3=10-88,可知Fe2S3的溶解度远小于Fe(OH)3,则Fe3+更容易生成Fe2S3沉淀。
22.(13分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可看成是一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子而形成的。
某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,通过实验探究Na2S2O3的化学性质。
请填写以下空白:
[提出问题]Na2S2O3是否与Na2SO4相似具备下列性质呢?
猜想①:
______________________________________________;
猜想②:
溶液呈中性,且不与酸反应;
猜想③:
无还原性,不能被氧化剂氧化。
[实验探究]基于上述猜想②、③,设计实验方案。
请填写下列表格。
实验现象或预期实验现象
现象解释(用离子方程式表示)
猜想②
溶液pH=8
向pH=2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液
S2O
+2H+===S↓+SO2↑+H2O
猜想③
向新制氯水(pH<
2)中滴加少量Na2S2O3溶液
氯水颜色变浅
[实验结论]Na2S2O3溶液呈碱性,能与酸反应,具有还原性,与Na2SO4的化学性质不相似。
[问题讨论]
(1)甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银
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