高考化学一轮总复习专题二十三化学实验方案的设计与评价AB卷Word文件下载.docx
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e项,用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动容易划破滤纸,错误。
(3)步骤②中逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液中含有大量的CO2,溶液呈酸性,而CaO2溶于酸,故应将溶液煮沸以除去溶解的CO2气体。
(4)根据题意可知反应物为CaCl2、H2O2、NH3·
H2O,产物为CaO2、NH4Cl和H2O,则反应的化学方程式为CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2===CaO2↓+2NH4Cl+2H2O,由于H2O2在高温下易分解,所以反应应在冰浴中进行。
(5)由于乙醇与水互溶且易挥发,所以使用乙醇洗涤去除晶体表面的水分。
(6)制备过氧化钙的另一种方法将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。
该工艺方法的优点是:
工艺简单,操作方便,产品的缺点是:
没有除杂净化工艺,所制得产品纯度低。
答案 (1
)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀 过滤分离
(2)ade
(3)酸 除去溶液中的CO2
(4)CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2===CaO2↓+2NH4Cl+2H2O或CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2+6H2O===CaO2·
8H2O↓+2NH4Cl 温度过高时双氧水易分解
(5)去除晶体表面水分
(6)工艺简单,操作方便 纯度较低
探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价
2.(2014·
课标全国卷Ⅰ,13,6分)利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是( )
选项
①
②
③
实验结论
A
稀硫酸
Na2S
AgNO3与AgCl的浊液
Ksp(AgCl)>
Ksp(Ag2S)
B
浓硫酸
蔗糖
溴水
浓硫酸具有脱水性、氧化性
C
稀盐酸
Na2SO3
Ba(NO3)2溶液
SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀
D
浓硝酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
酸性:
硝酸>碳酸>硅酸
解析 H2S可直接与AgNO3溶液作用生成黑色的Ag2S,故不能说明Ksp(AgCl)>
Ksp(Ag2S),A错误;
浓硫酸滴入蔗糖中,②处试管中观察到白色固体变黑,证明浓硫酸有脱水性;
③处试管中溴水褪色,说明有SO2生成(SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr),从而证明浓硫酸有氧化性,B正确;
SO2与Ba(NO3)2溶液反应可生成白色沉淀BaSO4[3Ba(NO3)2+3SO2+2H2O===3BaSO4↓+2NO+4HNO3],但BaCl2与SO2不反应,C错误;
浓硝酸挥发产生的HNO3蒸气也可直接与Na2SiO3溶液作用生成H2SiO3,故不能得出碳酸酸性大于硅酸的结论,D错误。
答案 B
3.(2015·
课标全国卷Ⅰ,26,14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×
10-2,K2=5.4×
10-5。
草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。
草酸晶体(H2C2O4·
2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。
装置C中可观察到的现象是____________________________________________
_____________________________________________________________,
由此可知草酸晶体分解的产物中有________。
装置B的主要作用是____________________________________________________________。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、________。
装置H反应管中盛有的物质是________。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强_______________________________________。
②草酸为二元酸_______________________________________________。
解析
(1)装置C中澄清石灰水的作用是检验是否有CO2气体生成,若有CO2气体生成,澄清石灰水变浑浊。
装置B中冰水的作用是降低温度,使生成的水和草酸(题给信息:
受热脱水、升华)冷凝。
若草酸进入装置C,会生成草酸钙沉淀,干扰CO2检验。
(2)检验CO可通过检验CO还原黑色的CuO生成的CO2进行。
因为分解产物中有CO2,所以先要除去CO2,可用浓NaOH溶液吸收CO2,并用澄清石灰水检验CO2是否除尽,再用无水氯化钙干燥CO,然后通过加热的CuO,再用澄清石灰水检验生成的CO2气体,没有反应掉的CO可用排水法收集。
若前面澄清石灰水无现象,H中黑色的CuO变红色,后面的澄清石灰水变浑浊,说明草酸晶体分解产物中有CO。
(3)①证明草酸的酸性比碳酸强,可以利用溶液中较强酸制较弱酸的原理,将草酸与NaHCO3溶液混合,看是否有气体产生。
②证明草酸是二元酸,可以利用酸碱中和滴定原理,若消耗NaOH的物质的量是草酸的2倍,即可证明草酸是二元酸。
答案
(1)有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验
(2)①F、D、G、H、D、I CuO(氧化铜)
②前面澄清石灰水无现象,H中黑色粉末变红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊
(3)①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液,有气泡产生
②用NaOH标准溶液滴定草酸,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍
B卷 地方卷
1.(2013·
安徽理综,8,6分)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。
仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是( )
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
浓氨水
CaO
NH3
H2O
SO2
NaOH溶液
稀硝酸
Cu
NO2
浓盐酸
MnO2
Cl2
解析 氨气的密度小,用排空气法收集时应“短进长出”,所以A错误;
B合理;
稀硝酸与铜反应产生NO,而且不能用排气法收集,若制取NO2,应该用浓硝酸,但尾气NO2不能用水吸收,C不合理;
浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气应该加热,不合理。
因此选B。
2.(2016·
北京理综,27,12分)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。
其工作流程如下:
(1)过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_______________________________________________________________。
(2)过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:
ⅰ:
2Fe2++PbO2+4H++SO
===2Fe3++PbSO4+2H2O
ⅱ:
……
①写出ⅱ的离子方程式:
_________________________________________。
②下列实验方案可证实上述催化过程。
将实验方案补充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。
b.________________________________________________________。
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:
PbO(s)+NaOH(aq)
NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如图所示。
①过程Ⅱ的目的是脱硫。
滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用,其目的是________(选填序号)。
A.减少PbO的损失,提高产品的产率
B.重复利用NaOH,提高原料的利用率
C.增加Na
2SO4浓度,提高脱硫效率
②过程Ⅲ的目的是提纯。
结合上述溶解度曲线,简述过程Ⅲ的操作:
_____________________________________________________________。
解析
(1)由题意可知,过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和H2O,Pb与PbO2在酸性条件下发生氧化还原
反应,Pb为还原剂,PbO2为氧化剂,PbSO4既是氧化产物又是还原产物,化学方程式为Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O。
(2)①催化剂在反应前后本身的质量和化学性质保持不变,但参加反应,反应特点是先消耗再生成,且消耗与生成的量相等。
Fe2+为该反应的催化剂,又知反应ⅰ中Fe2+被PbO2氧化为Fe3+,则在反应ⅱ中Fe3+与Pb反应生成Fe2+,离子方程式为2Fe3++Pb+SO
===PbSO4+2Fe2+;
②a实验证明发生反应ⅰ生成Fe3+,则b实验需证明发生反应ⅱ,Fe3+转化为Fe2+,实验方案为取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,充分反应,红色褪去。
(3)①过程Ⅱ的目的是脱硫。
化学方程式为PbSO4+2NaOH===PbO+Na2SO4+H2O;
滤液1中含有未反应的NaOH和少量溶解的PbO,经处理后可
重复利用减少PbO的损失,同时能提高NaOH的利用率。
②利用PbO不同温度下在不同氢氧化钠溶液中的溶解度曲线,可向PbO粗品中加入35%的NaOH溶液,加热至高温(110℃),充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤可得PbO固体。
答案
(1)Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O
(2)①2Fe3++Pb+SO
===PbSO4+2Fe2+ ②取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去
(3)①AB ②向PbO粗品加入一定量的35%NaOH溶液,加热至110℃,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤得到PbO固体
3.(2016·
江苏化学,19,15分)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3·
3H2O。
实验过程如下:
(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为
MgCO3(s)+2H+(aq)===Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l)ΔH=-50.4kJ·
mol-1
Mg2SiO4(s)+4H+(aq)===2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+
H2O(l) ΔH=-225.4kJ·
酸溶需加热的目的是________;
所加H2SO4不宜过量太多的原因是________。
(2)加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为_________________________
_____________________________________________________________。
(3)用如图所示的实验装置进行萃取分液,以除去溶液中的Fe3+。
①实验装置图中仪器A的名称为________。
②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:
向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂,________、静置、分液,并重复多次。
(4)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·
3H2O的实验方案:
边搅拌边向溶液中滴加氨水,________,过滤、用水洗涤固体2~3次,在50℃下干燥,得到MgCO3·
[已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀;
pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全]。
解析
(1)加热,加快酸溶的速率,提高酸溶的效率。
后续反应中生成MgCO3,若酸过多,生成MgCO3时需要中和硫酸,消耗过多的碱,提高生产成本。
(2)H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为H2O,Fe2++H2O2→Fe3++H2O,前面酸溶,溶液呈酸性,补H+配平。
(3)①A为分液漏斗。
②萃取时要充分振荡,使水相与有机相充分接触,提高萃取效率。
(4)由于萃取除去Fe3+,萃取液中含有Mg2+和Al3+,要除去Al3+,调节5<
pH<
8.5,过滤掉Al(OH)3,向滤液中加入Na2CO3溶液至有大量沉
淀析出,检验Mg2+是否沉淀完全(静置,向上层清液中加Na2CO3,若无沉淀生成),过滤。
答案
(1)加快酸溶速率
避免制备MgCO3时消耗过多的碱
(2)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
(3)①分液漏斗 ②充分振荡
(4)调节5<pH<8.5,过滤,边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量
沉淀生成,静置,向上层清液中滴加Na2CO3溶液,若无沉淀生成
4.(2014·
福建理综,25,15分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。
某研究小组进行如下实
验:
实验一 焦亚硫酸钠的制取
采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2
O5。
装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:
Na2SO3+SO2===Na2S2O5
(1)
装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为___________________________。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是_________。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。
实验二 焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)证明NaHSO3溶液中HSO
的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是________(填序号)。
a.测定溶液的pHb.加入Ba(OH)2溶液
c.加入盐酸d.加入品红溶液
e.用蓝色石蕊试纸检测
(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是______________
____________________________________________________。
实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。
测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:
(已知:
滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI)
①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________g·
L-1。
②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
解析
(2)从装置Ⅱ中分离晶体,即固体和液体分离,采用过滤即可。
(3)处理尾气时既要考虑能吸收SO2,又要考虑防倒吸。
a装置密闭,b和c不能用来吸收SO2,d装置符合要求。
(4)要证明NaHSO3溶液中HSO
的电离程度大于水解程度,即要证明NaHSO3溶液显酸性,a和e符合。
无论HSO
电离程度大还是水解程度大,加入Ba(OH)2溶液一定有白色沉淀生成,加入盐酸一定有气泡产生,加入品红溶液不会褪色。
(5)Na2S2O5晶体在空气中被氧化生成的产物为Na2SO4,故此实验方案检验晶体中是否有SO
即可。
(6)①由题给方程式可知:
n(SO2)=n(I2)=0.025L×
0.01000mol·
L-1=2.5×
10-4mol,抗氧化剂的残留量为
=0.16g·
②若部分HI被空气氧化,则等量的SO2消耗标准I2溶液减少,测定结果偏低。
答案
(1)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4===2NaHSO4+SO2↑+H2O)
(2)过滤 (3)d (4)ae
(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成
(6)①0.16 ②偏低
5.(2016·
北京理综,10,6分)K2Cr2O7溶液中存在平衡:
Cr2O
(橙色)+H2O
2CrO
(黄色)+2H+。
用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O
被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
解析 A项,①中在平衡体系中滴加70%H2SO4溶液,平衡向左移动,c(Cr2O
)增大,橙色加深,③中滴加30%NaOH溶液,平衡向右移动,c(CrO
)增大,溶液变黄,正确;
B项,②中重铬酸钾氧化乙醇,反应中重铬酸钾被乙醇还原,正确;
C项,②是酸性溶液,④是
碱性溶液,酸性溶液中能氧化乙醇,而碱性溶液中不能氧化乙醇,说明K2Cr2O7在酸性溶液中氧化性强,正确;
D项,若向④溶液中加入70%的H2SO4溶液至过量,溶液由碱性变为酸性,K2Cr2O7在酸性溶液中氧化性强,可以氧化乙醇,溶液变绿色,错误。
答案 D
6.(2015·
广东理综,22,6分)下列实验操作、现象和结论均正确的是(双选)( )
实验操作
现象
结论
分别加热Na2CO3和NaHCO3固体
试管内壁均有水珠
两种物质均受热分解
向稀的苯酚水溶液中滴加饱和溴水
生成白色沉淀
产物三溴苯酚不溶于水
向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液
加入淀粉后溶液变成蓝色
氧化性:
Cl2>
I2
向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液
加入H2O2后溶液变成血红色
Fe2+既有氧化性又有还原性
解析 A项,Na2CO3固体加热不会分解,试管内壁没有水珠,错误;
B项,苯酚可与饱和溴水中的溴单质发生取代反应,生成三溴苯酚白色沉淀,正确;
C项,少量氯水与I-发生氧化还原反应:
Cl2+2I-===2Cl-+I2,淀粉遇I2变蓝色,正确;
D项,H2O2能把Fe2+氧化为Fe3+,说明Fe2+具有还原性,不能说明Fe2+具有氧化性,错误。
答案 BC
7.(2016·
北京理综,28,16分)以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象,探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。
实验
试剂
滴管
试管
2mL
0.2mol·
L-1Na2SO3溶液
饱和Ag2SO4溶液
Ⅰ.产生白色沉淀
L-1CuSO4溶液
Ⅱ.溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀
0.1mol·
L-1Al2(SO4)3溶液
Ⅲ.开始无明显变化,继续滴加产生白色沉淀
(1)经检验,现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。
用离子方程式解释现象Ⅰ:
____________________________________________________________。
(2)经检验,现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO
,含有Cu+、Cu2+和SO
。
已知:
Cu+
Cu+Cu2+,Cu2+
CuI↓(白色)+I2。
①用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu+的实验现象是_____________________
②通过下列实验证实,沉淀中含有Cu2+和SO
a.白色沉淀A是BaSO4,试剂1是________________。
b.证实沉淀中含有Cu2+和SO
的理由是_________________________
______________________________________________________________。
(3)已知:
Al2(SO3)3在水溶液中不存在。
经检验,现象Ⅲ的白色沉淀中无SO
,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KMnO4溶液褪色。
①推测沉淀中含有亚硫酸根和_________________________________。
②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设:
ⅰ.被Al(OH)3所吸附;
ⅱ.存在于铝的碱式盐中。
对假设ⅱ设计了对比实验,证实了假设ⅱ成立。
a.将对比实验方案补充完整。
步骤一:
步骤二:
________________(按上图形式呈现)。
b.假设ⅱ成立的实
验证据是______________________________________。
(4)根据实验,亚硫酸盐的性质有________________________________
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- 高考 化学 一轮 复习 专题 十三 实验 方案 设计 评价 AB