上海化学高考试题分类汇总化学实验方案的设计与评价.docx
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上海化学高考试题分类汇总化学实验方案的设计与评价
三八、化学实验方案的设计与评价
1.(2002年26)为探究乙炔与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:
先取一定量工业用电石与水反应,将生成的气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙炔与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊,推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此他提出必须先除去之,再与溴水反应。
请你回答下列问题:
(1)写出甲同学实验中两个主要的化学方程式。
(2)甲同学设计的实验(填能或不能)验证乙炔与溴发生加成反应,其理由是(多选扣分)。
(a)使溴水褪色的反应,未必是加成反应
(b)使溴水褪色的反应,就是加成反应
(c)使溴水褪色的物质,未必是乙炔
(d)使溴水褪色的物质,就是乙炔
(3)乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是,它与溴水反应的化学方程式是;在验证过程中必须全部除去。
(4)请你选用下列四个装置(可重复使用)来实现乙同学的实验方案,将它们的编号填入方框,并写出装置内所放的化学药品。
(a)(b)(c)(d)
→b→→d
(电石、水)()()(溴水)
(5)为验证这一反应是加成而不是取代,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是。
答案为:
(1)CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑;CH≡CH+Br2→CHBr=CHBr(或CH≡CH+2Br2→CHBr2―CHBr2);
(2)不能 a、c;(3)H2S Br2+H2S→S↓+2HBr
(4)cb
(CuSO4溶液) (CuSO4溶液)
(5)如若发生取代反应,必定生成HBr,溶液酸性将会明显增强,故可用pH试纸验证。
2.(2003年26)实验室有CuO和Cu粉的混合物。
请你利用给出的实验仪器及试剂,设计两种测定该样品(已称得其质量为m克)中氧化铜质量分数的方法,并填写表格中的有关内容。
实验
方法
实验过程中所发生反应的
化学方程式
实验所用仪器
(用编号表示)
实验需直接测定的有关物理量
(用文字说明)
1
2
实验可能用到的主要仪器:
①托盘天平②启普发生器③硬质玻璃管④泥三角⑤烧杯
⑥坩埚⑦酒精灯⑧玻棒⑨漏斗⑩干燥管
实验可能用到的试剂:
a.锌粒b.稀硫酸c.氯化钠溶液d,浓硫酸
答案为:
实验方法
实验过程中所发生
反应的化学方程式
实验所用仪器
(用编号表示)
实验需直接测定的有关物理量
(用文字说明)
1
H2SO4+Zn→ZnSO4+H2↑
H2+CuO
Cu+H2O
①②③⑦
实验前样品和硬质玻璃管的总质量(或硬质玻璃管的质量)
实验后Cu及硬质玻璃管的总质量
2
H2SO4+CuO→CuSO4+H2O
①⑤⑧⑨
过滤后剩余固体的质量
3
2Cu+O2
2CuO
①④⑥⑦⑧
实验前坩埚与样品总质量
(或坩埚质量)
实验后坩埚与CuO总质量
(以上三种方法任选两种,其它合理的方法也给分)
3.(2004年26)某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样(已知试样质量为1.560g、锥形瓶和水的质量
190.720g),利用左图装置测定混合物中Na2O2的质量分数,每隔相同时间读得电子天
平的数据如表:
(1)写出Na2O2和H2O反应的化学方程式
(2)计算过氧化钠质量分数时,必需的数据是
不必作第6次读数的原因是
(3)测定上述样品(1.560g)中Na2O2质量分数的另一种方案,其操作流程如下:
①操作Ⅱ的名称是
②需直接测定的物理量是
③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯,还需要、
(固定、夹持仪器除外)
④在转移溶液时,如溶液转移不完全,则Na2O2质量分数的测定结果
(填偏大、偏小或不变)。
答案为:
(1)2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑;
(2)试样质量锥形瓶加水的质量第4(或5)次读数(或用具体数值表示);锥形瓶内质量已达恒重;(3)①蒸发②NaCl的质量③烧杯玻璃棒④偏大
4.(2004年27)航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示:
(1)Ⅱ是CO2和H2的反应装置,该反应的化学方程式
(2)从装置Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ可看出,O2的来源是CO2和H2O,宇航员每天消耗28molO2,呼出23molCO2,则宇航员每天呼出的气体中含H2Omol。
(3)以下是另一种将CO2转化为O2的实验设想
其中,由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下:
①上图中,装置a由、、双孔塞和导管组成
②循环物质甲的名称是
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行,原因是
④装置b中填充的物质可能是(填入编号)
e.硅胶f.碱石灰g.无水氯化钙h.浓硫酸
⑤设计d装置要注意防止倒吸,请在方框中画出d装置的简图,并要求与装置c的出口处相连(铁架台不必画出)。
答案为:
(1)2H2+CO2→2H2O+C;
(2)10;(3)①分液漏斗烧瓶②盐酸③防止水解④eg⑤见右图
5.(2007年26(B))某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾。
其设计的实验过程为:
(1)杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于______上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用_________,灼烧后的坩埚应放在__________上,不能直接放在桌面上。
实验所用仪器:
a.蒸发皿b.石棉网c.泥三角
d.表面皿e.坩埚钳f.试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矾。
灼烧后含有少量铜的可能原因是__________。
a.灼烧过程中部分氧化铜被还原b.灼烧不充分,铜未被完全样还
c.氧化铜在加热过程中分解生成铜d.该条件下铜无法被氧气氧化
(3)通过途径II实现用粗铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:
酸溶、加热通氧气、过滤、__________、冷却结晶、__________、自然干燥。
(4)由粗氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径I相比,途径II有明显两个优点是:
_________________________________________、___________________________________。
(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中:
称量操作至少进行______次。
(6)若测定结果x值偏高,可能的原因是_________
a.加热温度过高b.胆矾晶体的颗粒较大
c.加热后放在空气中冷却d.胆矾晶体部分风化
答案为:
(1)ceb
(2)ab(3)蒸发过滤(4)产生等量胆矾途径II消耗硫酸少途径II不会产生污染大气的气体(5)4(6)a
6.(2005年20)水蒸气中常含有部分(H2O)2,要确定(H2O)2的存在,可采用的方法是()
(A)1L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应,测产生氢气的体积
(B)1L水蒸气通过浓硫酸后,测浓硫酸增重的质量
(C)该水蒸气冷凝后,测水的pH
(D)该水蒸气冷凝后,测氢氧原子比
答案为:
AB。
7.(2005年27)聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理。
用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。
实验步骤如下:
(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有__________。
(a)容量瓶(b)烧杯(c)烧瓶
(2)步骤II取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,目的是_______________。
(a)控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比(b)确定下一步还原所需铁的量
(c)确定氧化Fe2+所需NaClO3的量(d)确保铁的氧化物酸溶完全
(3)用NaClO3氧化时反应方程式如下:
6FeSO4+NaClO3+3H2SO4→3Fe2(SO4)3+NaCl+3H2O
若改用HNO3氧化,则反应方程式如下:
6FeSO4+2HNO3+3H2SO4→3Fe2(SO4)3+2NO↑+4H2O
已知1molHNO3价格0.16元、1molNaClO3价格0.45元,评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊。
利是_____________________________,弊是_______________________________。
聚合硫酸铁溶液中SO42―与Fe3+物质的量之比不是3:
2。
根据下列供选择的试剂和基本操作,测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42―与Fe3+物质的量之比。
(4)测定时所需的试剂__________________。
(a)NaOH(b)FeSO4(c)BaCl2(d)NaClO3
(5)需要测定___________和___________的质量(填写化合物的化学式)。
(6)选出测定过程中所需的基本操作_______________(按操作先后顺序列出)。
(a)萃取、分液(b)过滤、洗涤(c)蒸发、结晶
(d)冷却、称量(e)烘干或灼烧
答案为:
(1)b
(2)bc(3)原料成本低产生气体对大气有污染(4)ac(5)Fe2O3、BaSO4
(6)bed
8.(2006年
26A)某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分,设计了如右图装置。
倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应,待反应停止后,B装置增重,C装置中溶液无变化。
反应后进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)。
(1)由上述实验可知:
①固体M中一定有的物质是_________________(填化学式)
理由是____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________。
②其中一种物质的质量可以确定为________________g。
(2)B装置的名称是___________________。
写出B装置中反应的离子方程式_________________________________________________。
(3)C装置的作用是_______________________________________,如果实验中没有B装置,则C装置中产生的现象是_________________________________________。
(4)稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体,该固体是______________。
要分离出该固体,在实验操作中,除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是______________________________。
(5)通过进一步实验,测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和,产生这种现象的原因可能是_________________。
a.M中有未反应的铁和硫b.测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面
c.A中留有反应生成的气体d.气体进入D装置前未用浓硫酸干燥
答案:
①FeS、FeB装置吸收H2S增重,故有FeSVmL气体是由Fe和H2SO4反应产生的H2,故有Fe。
②V/400
(2)洗气瓶H2S+2OH―→S2―+2H2O(或H2S+OH―→HS―+H2O)(3)检验H2S是否被完全吸收有黑色沉淀产生(4)硫(或S)漏斗、玻璃棒(5)bc
9.(2006年27)蛇纹石矿可看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。
由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下:
(1)蛇纹石加盐酸溶解后,溶液中除了Mg2+外,还含有的金属离子是_____________。
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
开始沉淀pH
1.5
3.3
9.4
(2)进行操作I时,控制溶液pH=7~8,(有关氢氧化物沉淀的pH见右表)
Ca(OH)2不能过量,若Ca(OH)2过量可能会导致____________溶解、__________沉淀。
(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料,先向沉淀物A中加入_________(填入物质的化学式),然后________________________________(依次填写实验操作名称)。
(4)物质循环使用,能节约资源。
上述实验中,可以循环使用的物质是____________(填写物质化学式)。
(5)现设计一个实验,确定产品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、b、c的值,请完善下列实验步骤(可用试剂:
浓硫酸、碱石灰):
①样品称量②高温分解③____________________________________________________
④_______________________________________⑤MgO称量
(6)18.2g产品完全分解后,产生6.6gCO2和8.0gMgO,由此可知,产品的化学式中:
a=_________________b=_______________c=________________
答案:
(1)Fe3+、Al3+
(2)Al(OH)3Mg(OH)2(3)NaOH或Ca(OH)2过滤、洗涤、灼烧
2、物质变化有快有慢,有些变化只改变了物质的形态、形状、大小,没有产生新的不同于原来的物质,我们把这类变化称为物理变化;有些变化产生了新的物质,我们把有新物质生成的变化称为化学变化。
(4)CaCO3(或CO2)(5)用浓硫酸吸收水蒸气称量碱石灰吸收CO2前后的质量
(6)313
10.(2007年27)将磷肥生产中形成的副产品石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。
以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
10、生物学家列文虎克于1632年出生在荷兰,他制成了世界上最早的可放大300倍的金属结构的显微镜。
他用自制的显微镜发现了微生物。
(1)本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外,还需要___________________等原料。
(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式:
__________________________________________________________。
(3)过滤I操作所得固体中,除CaCO3外还含有________________(填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的原料。
(4)过滤I操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。
检验滤液中含有CO32―的方法是:
_______________________________________________________________________。
答:
①利用微生物的作用,我们可以生产酒、醋、酸奶、馒头和面包等食品。
②土壤中的微生物可以分解动植物的尸体,使它们变成植物需要的营养素。
③在工业生产和医药卫生中也都离不开微生物。
温度(℃)
0
20
60
答:
当地球运行到月球和太阳的中间,如果地球挡住了太阳射向月球的光,便发生月食。
K2SO4溶解的量(g)
7.4
11.1
缺点:
不仅消耗大量电能,留下残余物,如果控制不好,还会产生有毒物质,造成二次污染。
18.2
(5)已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如右表:
60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃,可析出K2SO4晶体_______________g。
(6)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是_________
10、由于人口迅速增长、环境污染和全球气候变暖,世界人均供水量自1970年以来开始减少,而且持续下降。
a.熔点较低(29℃熔化)b.能导电c.能制冷d.无毒
缺点:
不仅消耗大量电能,留下残余物,如果控制不好,还会产生有毒物质,造成二次污染。
(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是:
_____________________________________________
17、细胞学说的建立被誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
_______________________________________________________________________。
答案:
(1)CaCO3NH3H2O
(2)CaSO4+CO32―→CaCO3↓+SO42―(3)CaSO4(4)滤液中滴加盐酸产生气泡(5)54g(6)ad(7)碳酸钙用于制水泥、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等(原子利用率高,没有有害物质排放到环境中)
一、填空:
11.(2008年27)明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。
具体实验步骤如下图所示:
答:
最有效的方法就是集焚烧、堆肥、热解、制砖、发电等一体的统合系统,但是焚烧垃圾对空气有污染。
根据上述图示,完成下列填空:
(1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出。
配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28g氨)mL,用规格为mL量筒量取。
(2)氨水浸出后得到固液混合体系,过滤,滤液中除K+、SO42-外,还有大量的NH4+。
检验NH4+的方法是。
(3)写出沉淀物中所有物质的化学式。
(4)滤液I的成分是水和。
(5)为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,完善下列步骤:
①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量溶液,产生白色沉淀。
②、、(依次填写实验操作名称)。
③冷却、称重。
(6)若试样为mg,沉淀的物质的量为nmol,则试样中K2SO4的物质的量为:
mol(用含m、n的代数式表示)。
答案:
(1)78100
(2)取滤液少许,加入NaOH,加热,生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝(合理即给分)
(3)Al(OH)3Al2O3Fe2O3(4)K2SO4(NH4)2SO4
(5)BaCl2过滤洗涤干燥(6)
12.(2009年
27)实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。
大理石的主要杂质是氧化铁,以下是提纯大理石的实验步骤:
(1)溶解大理石时,用硝酸而不同硫酸的原因是_______________________________。
(2)操作Ⅱ的目的是______________,溶液A(溶质是共价化合物)是___________。
(3)写出检验滤液中是否含铁离子方程式:
__________________________________________________
______________________________________________________________________。
(4)写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式:
________________________________
写出滤液B的一种用途:
_________________________
(5)CaO2中一般含CaO。
试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计。
试剂:
氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞仪器:
电子天平、锥形瓶、滴定管
实验步骤:
①_______;②加入_________________;③加入酚酞,用氢氧化钠标准溶液滴定。
(6)若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应,实际操作中过量半滴(1mL溶液为25滴),则相对误差为______________。
答案:
(1)硫酸钙微溶于水
(2)除去溶液中Fe3+氨水
(3)取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;
或取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+
(4)Ca2++CO32―→CaCO3↓作化肥(合理即给分)
(5)称量过量的标准盐酸
(6)0.1%
13.(2010年27)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:
完成下列填空:
(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),写出A、B的化学式。
A__________________;B____________________。
(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:
取样、__________、沉淀、__________、__________、冷却结晶、__________、烘干。
(3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是______________________________。
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是__________________________________________。
(4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是________________________(填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是:
____________________________________________。
(5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰水产生氨。
加石灰水后所发生的反应的离子方程式为:
__________________________________________。
滤液D加石灰水前先要加热,原因是___________________________________________。
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。
如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:
____________________________________________。
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