高考化学第一轮总复习全程训练课练31化学实验方案的设计与评价.docx
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高考化学第一轮总复习全程训练课练31化学实验方案的设计与评价
课练31 化学实验方案的设计与评价
1.下列实验方案设计中,可行的是( )
A.在水中加入氯化铁晶体,加热至沸腾,可得到氢氧化铁胶体
B.氢氧化铁胶体中的H+、Cl-可用过滤的方法除去
C.用蒸发的方法使NaCl从溶液中析出时,将蒸发皿中NaCl溶液全部加热蒸干
D.鉴别氯化铁溶液与氢氧化铁胶体较简便的方法是用激光束照射
2.下列实验方案不能达到实验目的的是( )
实验目的
实验方案
A
证明溴乙烷发生消去反应有乙烯生成
向试管中加入适量的溴乙烷和NaOH的乙醇溶液,加热,将反应产生的气体通入溴的四氯化碳溶液
B
证明Mg(OH)2沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀
向2mL1mol/LNaOH溶液中先加入3滴1mol/LMgCl2溶液,再加入3滴1mol/LFeCl3溶液
C
检验蔗糖的水解产物具有还原性
向蔗糖溶液中加入几滴稀硫酸,水浴加热几分钟,然后加入适量稀NaOH溶液,再向其中加入新制的银氨溶液,并水浴加热
D
测定铝箔中氧化铝的含量
取ag铝箔与足量稀盐酸充分反应,逸出的气体通过碱石灰后,测其体积为bL(已转化为标准状况下)
3.下列实验对应的结论不正确的是( )
A.①能组成Zn-Cu原电池
B.②能证明非金属性Cl>C>Si
C.③说明反应2NO2(g)N2O4(g),ΔH<0
D.④白色沉淀为BaSO4
4.下列有关实验原理或实验操作的叙述正确的是( )
A.测量某溶液的pH时,不能用水将pH试纸润湿,须将pH试纸直接插入溶液中检测
B.用托盘天平在烧杯中快速称取5.85gNaCl,溶解在水中,用100mL容量瓶配制成1mol/L的NaCl溶液
C.实验室用如图甲装置完成NaHCO3的热稳定性实验探究
D.实验室中利用如图乙装置及试剂制备氨气
5.某同学欲配制3.5%的氯化钠溶液,于是用量程为100g的托盘天平称取3.5g食盐,但该同学把砝码与食盐放错了托盘。
该同学发现后,已经把食盐倒入了烧杯,如果该同学还想配制3.5%的氯化钠溶液,应该选取的量筒规格及量取的蒸馏水体积分别为( )
A.50mL 96.5mLB.50mL 69mL
C.100mL 69mLD.100mL 96.5mL
6.某课外实验小组设计的下列实验不合理的是( )
7.下列实验能达到实验目的的是( )
A.用图①装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色
B.用图②装置测定黄铜(Cu、Zn合金)中Zn的含量
C.用图③装置验证铁发生析氢腐蚀
D.用图④装置测定反应速率
8.实验室制备氨基甲酸铵(NH2COONH4)的反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)
该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵,若有水存在则生成碳酸铵或碳酸氢铵。
(1)该反应在一定条件下能够自发进行,则反应的ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)写出生成碳酸氢铵的化学方程式:
__________________。
(3)实验步骤如下:
步骤1:
按下图所示组装仪器,检查装置气密性。
步骤2:
在相应仪器中装入药品,其中在三颈烧瓶中加入氢氧化钠固体,恒压滴液漏斗中装入浓氨水。
步骤3:
滴加浓氨水并搅拌,调节反应速率,在反应器中得到产品。
①干燥管中盛放的药品是__________________。
②对比碳酸盐和酸反应制CO2,该实验利用干冰升华产生CO2气体的优点有__________________、__________________。
③以恒压滴液漏斗代替分液漏斗的目的是__________________。
(4)该实验装置可能面临的安全问题是____________、__________。
9.硝酸和硝酸盐是非常重要的化学物质。
(1)某兴趣小组在实验室探究工业合成硝酸的化学原理。
①氨的催化氧化:
图a是探究氨的催化氧化的简易装置,实验中观察到锥形瓶中铂丝保持红热,有红棕色气体和白烟产生。
白烟的成分是________(填化学式)。
②NO2的吸收:
如图b所示,将一瓶NO2倒置于水槽中,在水下移开玻璃片,可观察到的现象是______________________。
(2)Fe(NO3)3溶液因Fe3+水解而显棕黄色,请设计实验探究影响盐类水解程度的因素。
①写出Fe(NO3)3水解的离子方程式:
__________________。
②参照示例完成下表实验方案的设计。
限选材料:
0.05mol·L-1Fe(NO3)3、0.5mol·L-1Fe(NO3)3、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1NaOH、NaHCO3固体、蒸馏水、冰水混合物;pH计及其他常见仪器。
可能影
响因素
实验操作
预期现象和结论
溶液的
酸碱性
取少量0.5mol·L-1Fe(NO3)3于试管中,加入几滴1mol·L-1HNO3
棕黄色溶液颜色变浅,说明溶液酸性增强能抑制Fe(NO3)3的水解
盐的
浓度
溶液
温度
10.NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应:
ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,某学习小组拟研究消毒液(主要成分为NaCl和NaClO)的变质情况。
(1)此消毒液中NaClO可吸收空气中的CO2生成NaHCO3和HClO而变质。
写出化学反应方程式:
____________________。
(2)取适量消毒液放在试管中,加入足量一定浓度的硫酸,有气体放出。
通过以下装置检验气体的成分,从而判断该消毒液是否变质。
限选试剂:
98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0mol·L-1KI淀粉溶液、1.0mol·L-1NaOH溶液、澄清石灰水、饱和NaCl溶液。
请完成下列实验方案。
所加试剂
预期现象和结论
向试管A中加足量①________________;
试管B中加1%品红溶液;
试管C中加②________。
若A中溶液变蓝色,B中溶液不褪色,C中溶液变浑浊,则消毒液部分变质;
③________________,则消毒液未变质;
④________________,则消毒液完全变质。
(3)用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度。
实验步骤如下:
①量取25.00mL消毒液放入锥形瓶中,加入过量的amol·L-1Na2SO3溶液bmL。
②滴定分析。
将cmol·L-1的酸性KMnO4溶液装入________________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中滴定,使KMnO4和剩余的Na2SO3发生反应。
当溶液由无色变成浅红色,且半分钟内红色保持不褪去时,停止滴定,记录数据。
重复滴定实验3次,测得平均消耗酸性KMnO4溶液VmL;滴定过程中涉及的反应有:
NaClO+Na2SO3===NaCl+Na2SO4;2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+3H2O。
③计算。
消毒液中NaClO的浓度为________mol·L-1(用含a、b、c、V的代数式表示)。
1.(2013·全国大纲卷)下列操作不能达到目的的是( )
选项
目的
操作
A
配制100mL1.0mol·L-1CuSO4溶液
将25gCuSO4·5H2O溶于100mL蒸馏水中
B
除去KNO3中少量NaCl
将混合物制成热的饱和溶液,冷却结晶,过滤
C
在溶液中将MnO
完全转化为Mn2+
向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2溶液至紫色消失
D
确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3
取少量溶液滴加CaCl2溶液,观察是否出现白色浑浊
2.(2015·江苏卷)(双选)下列设计的实验方案能达到实验目的是( )
A.制备Al(OH)3悬浊液:
向1mol·L-1AlCl3溶液中加过量的6mol·L-1NaOH溶液
B.提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯:
向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和Na2CO3溶液,振荡后静置分液,并除去有机相的水
C.检验溶液中是否含有Fe2+:
取少量待检验溶液,向其中加入少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察实验现象
D.探究催化剂对H2O2分解速率的影响:
在相同条件下,向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O,向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液,观察并比较实验现象
3.(2015·安徽卷)某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中,有大量气泡产生。
为探究该反应原理,该同学做了以下实验并观察到相关现象,由此得出的结论不合理的是( )
选项
实验及现象
结论
A
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝
反应中有NH3产生
B
收集产生的气体并点燃,火焰呈淡蓝色
反应中有H2产生
C
收集气体的同时测得溶液的pH为8.6
弱碱性溶液中Mg也可被氧化
D
将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中有气泡产生
弱碱性溶液中OH-氧化了Mg
4.(2016·新课标全国卷Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。
某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。
回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的______________,反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:
发生装置→________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)用氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。
在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中________
②反应的化学方程式________
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
5.(2017·西宁月考)对比法和实验法是研究物质性质的基本方法。
以下实验设计中不严密的是( )
A.将钠和镁分别与冷水反应,比较钠和镁的金属性强弱
B.将氯气通入硫化钠溶液中,判断氯气与硫的氧化性强弱
C.测定等温等浓度盐酸和醋酸溶液的pH,比较盐酸和醋酸的酸性强弱
D.测定等温等浓度Na2CO3和Na2SO3溶液的pH,判断碳与硫的非金属性强弱
6.(2017·浙江联考)下列说法不正确的是( )
A.探究温度对反应速率的影响时,分别用水浴加热硫代硫酸钠溶液、硫酸到一定温度,再将两溶液混合与未加热溶液混合进行比较
B.H2O2在过氧化氢酶的催化作用下,随着温度的升高,分解速率持续加快
C.用简易量热计测定反应热,使用碎泡沫隔热保温、环形玻璃搅拌棒搅拌、量取达到的最高温度,计算反应热,取2~3次的实验平均值
D.取皂化反应后的混合液滴入热水中,观察现象,可判断皂化反应是否完全
7.(2017·泰安期末)下列实验现象对应的结论正确的是( )
选项
现象
结论
A
①中导管口冒气泡,手松开无现象
装置的气密性良好
B
②中酸性KMnO4溶液紫色褪去
SO2具有漂白性
C
③中关闭K,气体颜色在热水中比冷水中深
NO2生成N2O4为吸热反应
D
④中挤压胶头滴管后,烧瓶中形成喷泉
Cl2易溶于CCl4
8.(2017·淄博一模)下图表示从固体混合物中分离X的两种方案,请根据方案1和方案2指出下列说法合理的是( )
A.可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵
B.方案1中残留物应该具有的性质是受热易挥发
C.方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应
D.方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3
9.(2017·南通联考)下列实验装置能达到相应实验目的的是( )
A.测量Cu与浓硝酸反应产生气体的体积
B.验证Na和水的反应为放热反应
C.用NaOH标准溶液滴定盐酸
D.制取SO2并检验其还原性
10.(2016·豫南联考)下列有关实验原理、现象、结论等均正确的是( )
A.a图示装置,滴加乙醇试管中橙色溶液变为绿色,乙醇发生消去反应生成乙酸
B.b图示装置,右边试管中产生气泡迅速,说明氯化铁的催化效果比二氧化锰的好
C.c图示装置,根据试管中收集到无色气体,验证铜与稀硝酸的反应产物是NO
D.d图示装置,试管中先有白色沉淀、后有黑色沉淀,不能验证AgCl的溶解度大于Ag2S
11.(2017·乐山二模)下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论不一致的是( )
选项
实验操作
实验目的或结论
A
将Al2(SO4)3、NaOH溶液相互滴加
鉴别Al2(SO4)3、NaOH溶液
B
将混合物制成热的饱和溶液,冷却结晶,过滤
除去KNO3中少量NaCl
C
向NaHS溶液中滴入酚酞,溶液变红色
HS-水解程度大于电离程度
D
在淀粉溶液中加入稀硫酸,水浴加热,一段时间后,再加入新制的氢氧化铜并加热
验证淀粉已水解
12.(2017·山师附中检测)下列所设计的鉴定方案或者结论正确的是( )
A.检验C2H5Cl中的氯元素时,将C2H5Cl和NaOH溶液混合加热后,先加入稀硫酸进行酸化,后加入硝酸银溶液检验
B.向溶液中加入盐酸,有无色气体逸出,此气体能使澄清石灰水变浑浊,则该溶液中可能不含有CO
和HCO
C.向某溶液中加入少量NaOH溶液,有白色沉淀产生,若加入过量的NaOH溶液,沉淀消失,则原溶液中可能含有AlO
D.向右图所示烧杯中滴入KSCN溶液,溶液不变红色,说明Fe在电极上失去电子生成Fe2+而不是Fe3+
课练31 化学实验方案的设计与评价
基础练
1.解析 A项实验操作不会制得胶体,会得到沉淀;胶体粒子也能通过滤纸,B项错误;C项,蒸发溶液到溶液快要蒸干时用余热蒸干即可。
答案 D
2.解析 A项,溴乙烷发生消去反应后生成乙烯,乙烯能使溴的CCl4溶液褪色;B项,NaOH过量,只加入几滴MgCl2溶液后还有大量的OH-剩余,因此加入FeCl3溶液后直接生成了Fe(OH)3,故无法比较Mg(OH)2和Fe(OH)3的溶解度;C项,蔗糖水解是在酸性环境中进行的,所以水解后要先“碱化”;D项,Al和盐酸反应后生成氢气,通过碱石灰干燥后测其体积,计算出铝的质量,进一步计算出铝箔中氧化铝的含量。
答案 B
3.解析 A项,通过盐桥可形成原电池,正确;B项,HCl不是氯元素最高价氧化物的水化物,不能通过其酸性强弱来比较非金属性强弱,不正确;C项,热水中颜色加深,则升高温度时,2NO2(g)
N2O4(g)平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,即ΔH<0,正确;D项,SO2溶于水生成H2SO3,H+、NO
把SO
氧化成SO
,从而生成BaSO4沉淀,正确。
答案 B
4.解析 pH试纸不能直接插入待测溶液中,否则会导致待测液被试纸污染,A错;托盘天平不能精确到小数点后两位数,B错;NaHCO3受热分解生成水蒸气,在试管口内壁冷却,回流易导致热的试管炸裂,故应该向下倾斜,C错。
答案 D
5.解析 实际称取的氯化钠质量为2.5g,所以配制3.5%的氯化钠溶液需要水约为69g,多次量取,误差较大,故应选C。
答案 C
6.解析 A项,生成的H2能将体系中的O2排出,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。
答案 C
7.解析 由于Fe为阴极,不可能失去电子变为Fe2+,所以不能用图①装置制备Fe(OH)2,A项错误;锌与稀盐酸发生置换反应,生成的氢气难溶于水,用排水量气法收集氢气,根据氢气的体积可计算参加反应的锌的质量,进而可以求出黄铜中锌的含量,B项正确;由于溶液显中性,铁钉发生的是吸氧腐蚀,不是析氢腐蚀,C项错误;由于使用的是长颈漏斗,反应产生的气体会从长颈漏斗口逸出,故不能用图④装置测定反应速率,D项错误。
答案 B
8.答案
(1)<
(2)NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
(3)①碱石灰
②无水无需干燥 低温有利于氨基甲酸铵的合成
③使氨水顺利滴下
(4)产品易堵导管 稀硫酸可能倒吸(或其他合理答案)
9.答案
(1)①NH4NO3 ②集气瓶中红棕色逐渐消失,集气瓶中的液面逐渐上升
(2)①Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+
②
影响条件
实验操作
预期现象和结论
盐的浓度
用pH计分别测定0.05mol·L-1Fe(NO3)3和0.5mol·L-1Fe(NO3)3的pH,并比较大小
两种溶液的pH值之差小于1,说明增大c[Fe(NO3)3],抑制Fe(NO3)3水解。
溶液温度
取少量0.5mol·L-1Fe(NO3)3于试管中,再用酒精灯加热一段时间,观察溶液颜色
加热后溶液颜色变深,说明升高温度促进Fe(NO3)3水解
(或其他合理答案)
10.解析
(1)对比提示的反应物NaClO、CO2与生成物NaHCO3、HClO,由元素守恒可知反应物中还有H2O。
(2)根据表格中“若A中溶液变蓝色”及提供的限选试剂可知,试管A中为足量的1.0mol/LKI-淀粉溶液,“若……C中溶液变浑浊”则表明试管C中为澄清石灰水。
若消毒液部分变质,则其中既含NaClO,又含NaHCO3,加酸后生成Cl2和CO2,前者使KI氧化,生成I2,A中溶液变蓝,又因为1.0mol/LKI-淀粉溶液足量,故装置B中的品红不变色,CO2使装置C中的澄清石灰水变浑浊;若消毒液未变质,则加入酸只有Cl2生成,故只有装置A中有蓝色现象;若消毒液全部变质,则只生成CO2,即只有装置C中有沉淀现象。
(3)酸性KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,故只能用酸式滴定管盛装。
由已知化学方程式可知关系式:
2KMnO4~5Na2SO3和NaClO~Na2SO3。
所以a×b=25×c(NaClO)+
c×V,因此c(NaClO)=(2ab-5Vc)/50mol·L-1。
答案
(1)NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO
(2)
所加试剂
预期现象和结论
①1.0mol/LKI-淀粉溶液②澄清石灰水
③若A中溶液变蓝色,B中溶液不褪色(无变化),C中溶液不变浑浊(无变化)④若A中溶液不变蓝色(无变化),B中溶液不褪色(无变化),C中溶液变浑浊
(3)②酸式 ③(2ab-5Vc)/50
加餐练
1.解析 A中应将25gCuSO4·5H2O溶于水,再转移到100mL的容量瓶中,配成100mL溶液,A不能达到目的,其余均能达到目的。
答案 A
2.解析 NaOH过量,Al(OH)3会溶解生成NaAlO2,A项错误;饱和Na2CO3溶液可以与CH3COOH反应,且乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较小,利于分层,B项正确;若待检验溶液中仅存在Fe3+而不存在Fe2+,也会出现题述实验现象,C项错误;H2O2的浓度相同时,一支试管中加催化剂,一支不加,通过观察生成气泡的速率来探究催化剂对H2O2分解速率的影响,D项正确。
答案 BD
3.解析 A项,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体只有NH3;B项,由于NH4Cl溶液水解后显酸性,故产生的气体中含有H2;C项,pH=8.6的溶液显碱性,故弱碱性溶液中Mg可被氧化;D项,溶液中有气泡产生,生成的气体是H2,是H+将Mg氧化而不是OH-将其氧化。
答案 D
4.解析
(1)①由于制取氨气可以用2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O,故可以选A装置;或利用NH3·H2O
NH3↑+H2O制取NH3,故也可以选B装置。
②生成的NH3中混有水蒸气,且氨气是碱性气体,可用碱石灰干燥,用向下排空气法收集;在收集装置后,需用防倒吸的尾气处理装置;
(2)NO2具有强氧化性,NH3具有还原性,NO2中氮元素由+4价降至0价,NH3中氮元素由-3价上升到0价,生成N2,故化学方程式为8NH3+6NO2
7N2+12H2O,则Y管内气体颜色变浅甚至变为无色。
由于反应前后气体体积减小,故Y中压强减小,烧杯内NaOH溶液在大气压强的作用下会倒吸入Y管内。
答案
(1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)2
2NH3↑+CaCl2+2H2O(或B NH3·H2O
NH3↑+H2O)
②dcfei
(2)①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3+6NO2
7N2+12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压
5.解析 比较碳与硫的非金属性强弱可测定相同条件下Na2CO3和Na2SO4溶液的pH,较大者对应元素的非金属性较弱,D项不严密。
答案 D
6.解析 探究温度对反应速率的影响时,分别用水浴加热硫代硫酸钠溶液、硫酸到一定温度,再将两溶液混合与未加热溶液混合进行比较,A项正确;持续升高温度,过氧化氢酶失去活性,分解速率反而减慢,B项错误;用简易量热计测定反应热,使用碎泡沫隔热保温、环形玻璃搅拌棒搅拌、量取达到的最高温度,计算反应热,取2~3次的实验平均值,C项正确;取皂化反应后的混合液滴入热水中,通过观察是否出现分层现象,可判断皂化反应是否完全,D项正确。
答案 B
7.解析 装置气密性检查,用手握住试管,导管口有气泡冒出,手松开导管内形成一段水柱,才能证明装置气密性良好,A项错误;二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明SO2具有还原性,B项错误;混合气体颜色在热水中比冷水深,说明NO2生成N2O4为放热反应,C项错误;挤压胶头滴管,烧瓶中形成喷泉,烧瓶内气压降低,说明Cl2易溶于CCl4,D项正确。
答案 D
8.解析 碳酸氢钠加热分解,A错误;加热后留下的残留物一定是固体或难挥发的液体,B错误;C项,加入的试剂可以是水且不一定发生化学反应,C错误;二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的硅酸钠,进而分离出氧化铁,D正确。
答案 D
9.解析 二氧化氮会和水反应,因此不能用装置A来测定二氧化氮气体的体积,A项错误;Na和水反应如果放热就会使大试管内的空气受热膨胀,引起U形管左侧液面下降,B项正确;NaOH标准溶液应用碱式滴定管盛装,C项错误;Cu和浓硫酸需加热才能反应,D项错误。
答案 B
10.解析 乙醇被重铬酸钾氧化成乙酸,A项错误;过氧化氢的浓度不同,反应速率不同,不能确定是催化剂作用的效果,B项错误;铜和稀硝酸反应生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,然后通入水中二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,不能证明铜与稀
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