最新化学高考考点精练104 化学实验方案的设计与评价含答案Word文档下载推荐.docx
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A.①②③④⑧⑤⑥⑦ B.⑤①②③⑧④⑥⑦
C.⑤⑥⑧①②③④⑦D.⑥⑧⑤①②④③⑦
解析 根据酒精灯的位置固定铁圈,检验装置气密性后,先加固体试剂,固定好烧瓶后再加液体试剂,最后加热。
4.(2014·
龙岩质检)下述实验设计能够达到目的的是
编号
实验目的
实验设计
A
证明盐酸酸性比醋酸强
用同一电路测等体积盐酸、醋酸溶液的导电性
B
证明H2CO3酸性比H2SiO3强
将CO2通入Na2SiO3溶液中
C
证明钠的金属活动性比铜强
向CuCl2溶液中投入金属钠
D
证明溶液中含有I-
向溶液中加入淀粉
解析 通过导电性比较盐酸和醋酸的酸性强弱,必须使用相同浓度的盐酸和醋酸,故A错误。
钠投入CuCl2溶液中,会与水反应生成NaOH,进而生成Cu(OH)2而不能置换出铜,故C错误。
淀粉只能检验出碘单质,故D错误。
5.(2013·
潍坊模拟)某化学兴趣小组设计了下列四个实验装置,试图通过观察实验现象说明CO2与NaOH溶液发生了反应。
其中无法达到实验目的的是
解析 D中的b容器因为与外界大气不通,不能达到实验目的。
6.(2014·
成都高三摸底)某研究性学习小组探究铁粉与水蒸气反应后的固体的组成,铁粉与水蒸气反
应的化学方程式为______________________________________________。
基于上述反应所得黑色固体粉末,研究性学习小组提出下列假设并欲做实验分析。
假设一:
固体全部是Fe3O4
假设二:
固体全部是Fe
假设三:
固体是____________________
取铁粉与水蒸气反应后的固体作为样品,进行如下实验探究。
探究1:
取少量样品投入硫酸铜稀溶液中,若现象为___________________________
____________________________________________________,则假设一成立。
探究2:
取1.68g样品在纯氧中灼烧后,若质量为_____
_________________________g,
则假设二成立。
经过实验探究,假设一、二都不成立。
探究3:
取样品4.00g进行如下实验。
B中的溶液是____________________________;
实验后经测定样品完全反应,D中剩余固体质量为3.36g,且测得E中沉淀质量为6.0g,则样品中Fe3O4的质量分数为________;
实验装置中有一明显缺陷是___________________________________________________。
答案 3Fe+4H2O(g)
Fe3
O4+4H2 假设三:
Fe3O4和Fe的混合物 探究1:
若溶液无颜色变化 探究2:
2.32 探究3:
饱和碳酸氢钠溶液 58% 没有处理尾气装置,尾气中的CO将污染空气
[能力提升]
[限时45分钟 满分100分]
一、选择题(每小题5分,共60分)
1.下列相关家庭实验设计能达到预期目的的是
相关实验
预期目的
在少量食用碱中滴加食醋
探究食用碱是碳酸钠还是碳酸氢钠
在食用盐中滴加少量淀粉液
探究食用盐是否为加碘盐
用激光笔照射淀粉液
探究淀粉液是胶体还是溶液
将鸡蛋白溶于水后,滴加AgNO3溶液
验证蛋白质中含有氯元素
解析 碳酸钠、碳酸氢钠均能与乙酸反应生成二氧化碳,A不能达到预期目的;
食用盐中加入的是化合态的碘,不能用淀粉检验,B不能达到预期目的;
蛋白质不是电解质,不能电离出氯离子,D不能达到预期目的。
答案 C
2.化学实验中常将某些溶液或试剂进行酸化或碱化。
下列处理中正确的是
A.检验KClO3中的氯元素,可加入AgNO3和稀硝酸
B.为提高KMnO4溶液的氧化能力,
用浓盐酸将KMnO4溶液酸化
C.检验蔗糖在稀硫酸中水解产生的葡萄糖,应先用NaOH溶液碱化后才能进一步
检验
D.检验溶液中是否含有SO
时,先加氯化钡溶液后,再加稀盐酸酸化
3.(2014·
广州模拟)某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,下列操作正确且能达到目的的是
A.将铜丝插入浓硫酸中加热,反应后把水加入反应器中,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,正确操作应该是:
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中应该用红热的铜丝;
Cu2+水解,加热CuCl2溶液得不到CuCl2固体,C错误;
铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸,故可用盐酸除去铜绿,D正确。
4.在实验室进行物质制备,下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合
理的是
A.C
CO
CO2
Na2CO3
Cu(NO3)2溶液
Cu(OH)2
C.CaO
Ca(OH)2溶液
NaOH溶液
D.Fe
Fe2O3
Fe2(SO4)3溶液
解析 A项,在空气中点燃单质碳来制备CO的方法,在操作上是不可行的;
B项,用硝酸银溶液与铜反应来制备Cu(NO3)2是不经济的;
D项,用点燃铁燃烧制备氧化铁在理论上不正确、操作上不可行;
只有C符合要求。
5.(2014·
扬州模拟)下列有关实验原理、方法和结论都正确的是
A.已知Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O,氢气还原氧化铜后所得红色固体能完全溶于稀硝酸,说明还原产物是铜
B.用蒸馏水、酚酞、BaCl2溶液和已知浓度盐酸标准液作试剂,可测定NaOH固体(杂质仅为Na2CO3)的纯度
C.实验室中的CCl4含有少量溴,加适量的苯,振荡、静置后分液,可除去CCl4中的溴
D.取一定量水垢加盐酸,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明水垢的主要成分为CaCO3、MgCO3
解析 Cu和Cu2O都能溶于稀HNO3,A项错误,应改为稀H2SO4,BaCl2与Na2CO3反应生成BaCO3,反应方程式为:
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl,过滤后,用标准浓度的盐酸可滴定测出溶液中NaOH的量,B正确;
CCl4也能溶于苯,无法用苯萃取CCl4中的Br2,C错误;
D项中结论错误,只能说明水垢中含有CO
但不能说明一定有MgCO3。
6.以下几种实验设计正确且能达到实验目的的有
A.1种 B.2种
C.3种D.4种
解析 加热SiO2与NH4Cl的混合物时,NH4Cl受热分解生成NH3、HCl,NH3、HCl在盛有冷水的烧瓶底部重新结合生成NH4Cl,从而实现二者的分离。
浓盐酸与KMnO4溶液
反应生成Cl2,说明KMnO4的氧化性大于Cl2,Cl2与Na2S溶液反应析出S,从而说明Cl2的氧化性大于S,能达到实验目的。
不能用酸式滴定管盛装NaOH溶液
;
石油分馏需要温度计。
7.以下进行性质比较的实验设计,不合理的是
A.比较镁、铝金属性:
镁、铝(除氧化膜)分别放入4mol·
L-1NaOH溶液中
B.比较氯、溴非金属性:
氯气通入溴化钠溶液中
C.比较Cu、Fe2+的还原性:
Cu加入FeCl3溶液中
D.比较高锰酸钾、氯气的氧化性:
高锰酸钾中加入浓盐酸
解析 由于铝与氢氧化钠溶液反应的特殊性,不能根据能否与氢氧化钠溶液反应说明镁、铝的金属性强弱,A项不合理。
B、C、D项均合理。
答案 A
8.(2013·
洛阳模拟)同学们在做铜与浓硝酸反应的实验时,发现反应后溶液呈绿色,而不显蓝色。
甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。
同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确,这些方案中不可行的是
A.加水稀释该绿色溶液,观察颜色变化
B.加热该绿色溶液,观察颜色变化
C.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
D.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察溶液颜色变化
解析 为验证溶液呈绿色是c(Cu2+)大小引起还是因溶有NO2引起,可采取的实验方案应只改变其中的一种影响因素,不能同时改变c(Cu2+)大小与NO2的量。
A项加入水,c(Cu2+)变小,同时水也会与溶液中可能溶有的NO2反应生成HNO3,故不能得出溶液呈绿色的原因;
B、C项操作都是赶出溶液中可能溶有的NO2,对c(Cu2+)大小无影响,方案可行;
D项向无NO2的硝酸铜溶液中通入NO2后,通过观察溶液颜色变化,可得出结论,方案可行。
9.某同学为探究SO2与Ba2+只有在碱性条件下才能形成BaSO3沉淀,设计了如下方案,你认为可行的是
A.将SO2通入Ba(OH)2溶液中观察有白色沉淀生成
B.将SO2通入Ba(NO3)2溶液中观察有白色沉淀生成
C.将SO2分别通入BaCl2溶液、BaCl2与HCl的混合溶液、Ba(OH)2溶液中,观察到只有Ba(OH)2中有白色沉淀生成
D.将SO2通入BaCl2与NH3的混合溶液中有白色沉淀生成
解析 A、D项方案不能说明SO2与Ba2+在非碱性条件下不能反应生成BaSO3沉淀;
B项中SO2溶解后会形成酸性溶液,NO
在酸性条件下可将SO
氧化成SO
,得到的沉淀是BaSO4。
10.下列实验方案能达到预期目的的是
①实验室保存FeCl3溶液应加少量稀盐酸,并且放入少量的铁粉 ②氢氧化钠溶液保存在配有橡胶塞的细口瓶中 ③向溶液中滴入氯化钡溶液,再加稀硝酸能检验溶液中是否含有SO
④用丁达尔效应可以区分食盐水和淀粉溶液 ⑤工业上可用金属铝与V2O5在高温下冶炼矾,铝作还原剂
A.①②④B.①②⑤
C.②④⑤D.②③④
解析 FeCl3溶液加入铁粉会被还原为FeCl2,故①不正确;
向溶液中滴入氯化钡溶液,再加稀硝酸生成白色沉淀,不能检验溶液中是否含有SO
,因为有Ag+、SO
的干扰,故③不正确。
其余各项均可行。
11.(2014·
温州模拟)某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+,他们使用的药品和装置如图所示:
下列说法不合理的是
A.能表明I-的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色
B.装置C的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气
C.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀
D.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入KMnO4溶液,紫红色褪去
解析 B中蓝色溶液褪色,说明SO2的还原性大于I-,选项A正确;
NaOH溶液吸收SO2尾气,防止污染空气,选项B正确;
若A中发生了氧化还原反应,SO2被氧化生成硫酸,FeCl3被还原成FeCl2,检验硫酸根离子加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀,C正确;
选项D欲用KMnO4溶液检验FeCl2,但是SO2也能与KMnO4溶液反应,紫红色褪去,D项错误。
12.下列实验设计能够成功的是
实验步骤及现象
检验亚硫酸钠试样是否变质
试样
白色沉淀
沉淀不溶
检验淀粉是否水解
冷却
无砖红色沉淀
证明酸性条件下H2O2氧化性比I2强
NaI溶液
溶液变蓝色
除去氯化钠晶体中少量硝酸钾
再重结晶
解析 A中加入稀硝酸能将BaSO3氧化成BaSO4,B中需加入NaOH溶液中和硫酸后才能检验葡萄糖,C中加入硝酸有强氧化性,不能说明H2O2氧化性比I2强。
由于氯化钠的溶解度随温度的变化不大,而硝酸钾的溶解度随温度变化较大,趁热过滤可以除去大部分硝酸钾,然后再重结晶。
二、非选择题(共40分)
13.(12分)(2014·
成都七中高三综合测试)某化学学习小组为了解硫酸及其盐的某些性质和用途,进行了如下实验探究。
[实验一] 探究浓硫酸的氧化性:
(1)写出烧瓶中反应的化学方程式:
____________________________________。
(2)B装置可用于探究SO2的还原性,则B中所用的试剂为:
________________(任写一种即可);
若B装置是品红溶液,则B中的现象是_______________________________。
[实验二] 检验(NH4)2Fe(SO4)2·
6H2O中的金属离子:
(3)请结合化学用语和必要的文字说明如何检验出其中的金属离子(试剂、原理、现象等):
______________________________________________________________________。
[实验三] 用KHSO4制取H2O2并测其质量分数:
查阅资料得知:
工业上用如下原理制取H2O2:
现用此法制取一定浓度的H2O2,并测定H2O2的质量分数。
已知:
2MnO
+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑
①取10.00mLH2O2溶液(密度为1.00g·
mL-1)置于锥形瓶中加水稀释,并加稀硫酸酸化;
②用0.2000mol·
L-1KMnO4溶液滴定;
③用同样方法滴定四次,消耗KMnO4溶液的体积分别为:
40.00mL、39.98mL、42.02mL、40.02mL。
(4)用该原理制取H2O2的阳极电极反应式为_______________________________。
(5)进行操作②时,滴入第一滴KMnO4溶液,溶液的紫红色消失很慢,随着滴定的进行,溶液的紫红色消失速率加快,推测其原因可能是_____________________________。
(6)此H2O2溶液中溶质的质量分数为________。
答案
(1)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)高锰酸钾溶液、氯水、溴水、氯化铁溶液 品红溶液褪色 (3)滴加K3[Fe(CN)6]溶液,发生反应:
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓,有蓝色沉淀生成[或滴加KSCN溶液无明显现象,再滴加新制的氯水,变为红色,反应为:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe
3++3SCN-===Fe(SCN)3;
或滴加NaOH溶液产生白色沉淀:
F
e2++2OH-===Fe(OH)2↓,并迅速变为灰绿色,最终变为红褐色:
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3] (4)2SO
-2e-===S2O
(或2HSO
-2e-===2H++S2O
) (5)Mn2+作催化剂(Mn2+加快反应速率) (6)6.8%
14.(14分)(2013·
达州一模)达州市渠县境内含有丰富的深层地下食盐资源,食盐是日常生活中的必需品,也是重要的化工原料。
(1)经测定该县深层地下粗盐中含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质离子,某研究性学习小组在实验室提纯NaCl的流程如下:
所提供的试剂:
饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇溶液、CCl4,仪器及用品自选。
①欲除去溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO
,选出a操作中所代表的试剂,按滴加顺序依次为_________________________________________________________(只填化学式),
b步操作的名称是____________。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,应选用试剂是____________,用pH试纸测定滤液ⅡpH值的方法是______________________________________________。
(2)用提纯的NaCl配制500mL,2.5mol·
L-1的NaCl溶液,所需仪器除烧杯,托盘天平(砝码和镊子),药匙,玻璃棒外,还需要____________________________________(填仪器名称),应称取NaCl________g。
(3)下列操作会导致所配NaCl溶液浓度偏高的是___________________________。
A.定容完毕后,盖塞,摇匀,再将容量瓶置于实验台上,发现液面低于刻度线,再添加蒸馏水至刻度线
B.未将洗涤烧杯内壁的溶液转入容量瓶
C.定容时,俯视刻度线
D.转移溶液之前,容量瓶内有少量蒸馏水
E.称量时,天平指针指向左盘
解析
(1)①要除去SO
,只有选BaCl2溶液,若选用Ba(NO3)2,会引入新的离子NO
,再选用NaOH溶液除去Mg2+和Fe3+溶液,最后选用Na2CO3溶液除去Ba2+、Ca2+,此处不能选用K2CO3溶液,否则会引入新的K+,再用HCl除去过量的CO
,Na2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否则会引入Ba2+;
浓溶液冷却结晶、过滤可得晶体,所以b步操作的名称是冷却结晶、过滤。
②除去NaCl晶体表面的少量的KCl,应选用75%的乙醇,因为CCl4有毒,同时KCl也不会溶解在CCl4中;
用pH试纸测定溶液pH的方法为:
用玻璃棒蘸取少许滤液Ⅱ滴在pH试纸上,然后把试纸显示的颜色与标准比色卡对照,即可确定滤液Ⅱ的酸碱度。
(2)溶液配制步骤为:
一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解(可用量筒量取水),用玻璃棒搅拌,冷却后转移到500mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤并将洗涤液移入容量瓶中,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加至溶液凹面与刻度线水平相切,盖好瓶塞,摇匀,所以需要的仪器为:
托盘天平、药匙、烧杯、量筒(可用、也可不用)、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管,需要NaCl的质量为2.5mol·
L-1×
0.5L×
58.5g·
mol-1=73.1g。
(3)A项,定容完毕后,盖塞,摇匀,再将容量瓶置于实验台上,发现液面低于刻度线,再添加蒸馏水至刻度线,溶液的体积偏大,使所配溶液的浓度偏低,故A错误。
B项,未将洗涤烧杯内壁的溶液转入容量瓶,溶质的质量偏小,使所配溶液的浓度偏低,故B项错误。
C项,定容时,俯视刻度线,溶液的体积偏小,使所配溶液的浓度偏大,故C正确。
D项,转移溶液之前,容量瓶内有少量蒸馏水,对溶液的体积无影响,所配溶液的浓度不变,故D错误。
E项,称量时,天平指针指向左盘,溶质的质量偏大,使所配溶液的浓度偏大,故E正确。
答案
(1)①BaCl2、NaOH、Na2CO3 冷却结晶、过滤 ②75%乙醇 用玻璃棒蘸取少许滤液Ⅱ滴在pH试纸上,然后把试纸显示的颜色与标准比色卡对照,即可确定滤液Ⅱ的酸碱度
(2)500mL容量瓶、胶头滴管 73.1 (3)CE
15.(14分)(2013·
江苏)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸
镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为__________________________________。
(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为____________________________。
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C
2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+C
MgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3C
MgO+S↑+3CO↑
利用如图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体可以是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液
c.稀硝酸d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:
__________________________________________________。
解析
(1)MgCO3为难溶性物质,写离子方程式不能拆开。
(2)根据菱镁矿的成分,可知滤液中含有Fe2+,H2O2的作用是将Fe
2+氧化成Fe3+。
结合前面使用稀硫酸可知溶液显酸性,所以离子方程式为2FeSO4+H2SO4+H2O2===Fe2(SO4)3+2H2O。
(3)根据题意要提取镁元素,必须除去不溶性杂质和铁元素。
根据流程,可知滤渣1是不溶性杂质,滤渣2中含的是铁元素。
结合加入一水合氨和H2O2,可知滤渣2是Fe(OH)3。
(4)根据反应原理,可知气体中含有SO2、CO2、CO和硫蒸气。
①D采用排水集气法,气体必然难溶于水,所以是CO。
②SO2和CO2均属于酸性氧化物,均能与NaOH、Na2CO3溶液反应,达不到分步吸收的目的,a、b错误。
SO2与稀硝酸反应同时得到NO,产生新杂质,干扰后续操作,c错误。
SO2能被KMnO4氧化,而且没有新气体生成,d正确。
③根据“淡黄色固体”,可知A中是硫单质。
产物中有+4价硫,说明是Na2SO3,进而可知发生氧化还原反应,必然有部分硫化合价降低转化成Na2S。
根据化合价升降相等,所以有3S+
6OH-
SO
+2S2-+3H2O。
答案
(1)MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O
(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O (3)Fe(OH)3 (4)①CO ②d ③3S+6OH-
2S2-+SO
+3H2O
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