新高考化学命题猜想与仿真押题专题13实验方案的设计与评价仿真押题原卷版缺答案.docx
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新高考化学命题猜想与仿真押题专题13实验方案的设计与评价仿真押题原卷版缺答案
1.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料,制备铜的氯化物的某种流程如下:
按要求回答下列问题:
(1)操作①所用到的玻璃仪器有_______________________________________________。
(2)上述流程中,所得固体1需要加稀盐酸溶解,其理由是____________________;溶液1中加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的________(填序号)。
A.NaOHB.NH3·H2OC.CuOD.CuSO4
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。
写出制备CuCl的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(4)现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器,接口顺序是:
a→________、________→________、________→________、________→________。
实验中大试管加热前要进行一步重要操作,其操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②反应时,盛粗铜粉的试管中的现象是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(5)在溶液2转化为CuCl2·2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为绿色。
小组同学欲探究其原因。
已知氯化铜溶液中有如下转化关系:
Cu(H2O)
(aq)+4Cl-(aq)
CuCl
(aq)+4H2O(l)
蓝色 绿色
该同学取氯化铜晶体配成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中能证明溶液中有上述转化关系的是________(填序号)。
A.将Y稀释,发现溶液呈蓝色
B.在Y中加入CuCl2晶体,溶液变为绿色
C.在Y中加入NaCl固体,溶液变为绿色
D.取Y进行电解,溶液颜色最终消失
2.某同学在常温下设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。
(1)实验①可说明________(填字母)。
A.该Na2S2O3溶液中水电离的c(OH-)=10-8mol/L
B.H2S2O3是一种弱酸
C.Na2S2O3是一种弱电解质
D.Ns2S2O3的水解方程式为S2O
+2H2OH2S2O3+2OH-
(2)写出实验②发生反应的离子方程式:
_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Na2S2O3溶液中加入盐酸有淡黄色沉淀和刺激性气味的气体生成,写出该反应的离子方程式________________________________________________________________________。
(4)实验室制得的Na2S2O3·5H2O粗产品中往往含有少量杂质。
为了测定粗产品中Na2S2O3·5H2O的含量,一般在酸性条件下用KMnO4标准溶液滴定(假设粗产品中杂质与酸性KMnO4溶液不反应)。
称取1.28g粗样品溶于水,用0.40mol/LKMnO4标准溶液(加入适量硫酸酸化)滴定,当溶液中S2O
全部被氧化时,消耗KMnO4溶液体积20.00mL(5S2O
+8MnO
+14H+===8Mn2++10SO
+7H2O)。
试回答:
①此滴定实验是否需要指示剂?
________(填“是”或“否”)。
KMnO4溶液置于________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
③产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为________。
3.氯气和漂精粉是现代工业和生活常用的消毒、杀菌剂。
(1)某课外活动小组利用如图所示装置制取氯气。
提供的试剂有:
浓盐酸、饱和食盐水、氢氧化钠溶液、高锰酸钾固体。
反应的化学方程式为:
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
①装置H中盛放的试剂是________。
②处理尾气时关闭弹簧夹a和弹簧夹________(填字母代号,下同),打开弹簧夹________。
(2)写出工业上用氯气和石灰乳制取漂粉精的化学反应方程式
________________________________________________________________________。
(3)实验室有一瓶密封不严的漂粉精样品,其中肯定存在CaCl2,现进行实验,探究该样品中可能存在的其他固体物质。
①提出合理假设。
假设1:
该漂粉精未变质,只含________;
假设2:
该漂粉精全部变质,只含________;
假设3:
该漂粉精部分变质,既含Ca(ClO)2又含CaCO3。
②设计实验方案进行实验。
请写出实验步骤、预期现象与结论。
限选用的仪器和药品:
试管、胶头滴管、带导管的单孔塞,蒸馏水、自来水、1mol/L盐酸、品红溶液、澄清石灰水。
(提示:
不必检验Ca2+和Cl-)
实验步骤
预期现象与结论
a
取少量上述漂粉精于试管中,______
b
4.1苯乙醇具有柔和、愉快而持久的玫瑰香气而广泛用于各种食用香精和烟用香精中,是香料用芳香化合物中较为重要和应用广泛的一种食用香料。
实验室制备1苯乙醇的反应、装置和有关数据如下:
试剂
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
水
乙醇
乙醚
1苯乙醇
20
203.4
1.013
不溶
溶
溶
苯乙酮
19.7
202.3
1.028
不溶
溶
溶
硼氢化钠
36
400
1.076
溶
溶
不溶
乙醚
-116.3
34.6
0.713
微溶
溶
-
实验步骤:
在A中加入15mL95%的乙醇和0.1g硼氢化钠,搅拌下,再滴入8mL苯乙酮,边搅拌,边往A中滴加6mL3mol·L-1的盐酸;使A中反应液的温度保持在48℃~50℃,使其中大部分乙醇蒸出,出现分层,再加入10mL乙醚。
将混合反应液倒入分液漏斗,分离上述液体,水层再用10mL乙醚萃取,合并两次分液的有机相。
被干燥的有机相中加入0.6g无水碳酸钾,再进行简单蒸馏除去乙醚;最后进行减压蒸馏,收集202℃~203.5℃的馏分,产量为4.5g。
请回答下列问题:
(1)仪器C的名称为________。
(2)反应完成后,反应液出现分层,下层为________,加入10mL乙醚,充分振荡后,下层为________。
(选填“有机层”或“水溶液层”)
(3)装置图中箭头2表示________________,箭头3表示装置C与大气连通,箭头3的这种装置特点的意义是___________________________________________________________________________。
(4)反应中加入乙醇的目的是_____________________________________________________。
(5)被干燥的有机相进行简单蒸馏(除去乙醚)前加入无水碳酸钾的目的是
________________________________________________________________________。
(6)本实验的产率为________(填标号)。
a.11.9%b.28.7%c.53.8%d.71.4%
5.SO2是一种大气污染物,某兴趣小组欲探究SO2的性质及绿色实验方法,设计如下方案:
(1)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。
其中C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液,则B中所盛试剂为________,C中反应的离子方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了实现绿色实验的目标,某同学重新设计了如图中A2的制取装置来代替A1装置,与A1装置相比,A2装置的优点是______________________________________________
________(任写一点即可)。
(3)E中用氨水吸收尾气中的SO2,“吸收液”中可能含有OH-、SO
、SO
、HSO
等阴离子。
已知亚硫酸氢盐一般易溶于水,SO2也易溶于水。
现有如下仪器和试剂:
小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸;2mol·L-1盐酸、2mol·L-1硝酸、1mol·L-1BaCl2溶液、1mol·L-1Ba(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。
请设计实验证明“吸收液”中存在SO
和HSO
,完成下表的实验操作、预期现象与结论:
实验操作
预期现象与结论
步骤1:
取适量“吸收液”于小烧杯中,用胶头滴管取1mol·L-1BaCl2溶液滴入小烧杯中直至过量
若出现白色浑浊,则溶液中存在SO
或SO
步骤2:
将小烧杯中的浊液过滤、洗涤,再用适量水把附在滤纸上的固体冲入另一小烧杯中;向冲下的固体中________________
步骤3:
6.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。
烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)===Na2SO3(aq)+H2S(aq)(Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l)(Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)
Na2S2O3(aq)(Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若________,则整个装置气密性良好。
装置D的作用是______________________________________________。
装置E中为________溶液。
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为________。
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择________。
a.蒸馏水b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHSO3溶液d.饱和NaHCO3溶液
实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是____________________。
已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是_____________________________________。
反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有________。
a.烧杯b.蒸发皿c.试管d.锥形瓶
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。
利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:
__________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:
S2O
+2H+===S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:
稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
7.某校研究性学习小组的同学学习完氮的有关性质之后,对氮元素的氢化物和氧化物的性质进行了更深入的研究。
Ⅰ.NH3的性质探究
(1)实验室制取氨气的化学方程式为___________________________________。
(2)某同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法,想用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气。
你认为他能否达到目的?
________(填“能”或“否”),理由是__________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)该小组的同学设计了如下图所示的实验装置(夹持及尾气处理装置未画出),探究氨气的还原性。
①该装置在设计上有一定缺陷,为保证实验结果的准确性,对该装置的改进措施是
__________________________________________________________。
②利用改进后的装置进行实验,观察到CuO变为红色物质,无水CuSO4变蓝色,同时生成一种无污染的气体。
则氨气与CuO反应的化学方程式为________________________________________________。
③有同学认为:
NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。
已知:
Cu2O是一种碱性氧化物,在酸性溶液中,Cu+―→Cu+Cu2+。
请设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O:
____________________________
__________________________________________________________________。
Ⅱ.NO2的性质探究
该小组的同学还设计了如图所示装置,用以制取NO2并验证NO2能否支持木条燃烧(忽略N2O4的存在,图中铁架台等夹持仪器均已略去)。
已知:
2Cu(NO3)2
2CuO+4NO2↑+O2↑。
(4)当集气瓶中充满红棕色气体时,木条复燃了。
有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。
你认为这一结论是否正确?
________(填“正确”或“不正确”),理由是____________________________________
__________________________________________________________________。
(5)NH3与NO2在一定条件下可以反应生成无污染性气体,体现了NH3的还原性,化学方程式为___________________________________________________。
8.硝基苯是重要的精细化工原料,是医药和染料的中间体,还可作有机溶剂。
制备硝基苯的过程如下:
①组装如下图反应装置。
配制混酸,取100mL烧杯,用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混酸,加入漏斗中,把18mL苯加入三颈烧瓶中。
②向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混合均匀。
③在50~60℃下发生反应,直至反应结束。
④除去混酸后,粗产品依次用蒸馏水和10%Na2CO3溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品。
已知
(1)+
HNO3(浓)
+H2O
+HNO3(浓)
+
(2)可能用到的有关数据列表如下
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度(20℃)
/
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
1,3二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
—
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
—
338
1.84
易溶于水
请回答下列问题:
(1)配制混酸应在烧杯中先加入________。
(2)恒压滴液漏斗的优点是_________________________________________。
(3)实验装置中长玻璃管可用________代替(填仪器名称)。
(4)反应结束后产品在液体的________层(填“上”或者“下”),分离混酸和产品的操作方法为
_________________________________________________。
(5)用10%Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时,怎样验证液体已洗净?
__________________________________________________________________。
(6)为了得到更纯净的硝基苯,还需先向液体中加入________除去水,然后蒸馏。
9.三草酸合铁酸钾晶体K3Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷,它受热易分解,为了验证其气态产物,某同学设计了如下实验装置:
(1)若实验中,观察到B、E中的溶液均变浑浊,则D中的现象是
__________________________________________________________________;
说明其气态产物是________、________;为验证另一种气态产物,应在A、B之间增加的装置为
____________。
(2)为了使实验更安全、更严密,你认为该实验设计需要如何改进?
①_______________________________________________________________;
②_______________________________________________________________。
(3)固体产物中铁元素不可能以+3价形式存在,理由是_________________
__________________________________________________________________。
现设计实验,探究固体产物中铁元素的存在形式。
①提出合理假设。
假设1:
_________________________________________________________;
假设2:
__________________________________________________________;
假设3:
____________________________________________________________。
②某学生设计实验探究上述假设,除3%H2O2、蒸馏水外,还需要下列试剂中的
______________________________________________________________。
限选试剂:
浓硫酸、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1盐酸、1.0mol·L-1NaOH溶液、0.1mol·L-1KI溶液、0.1mol·L-1CuSO4溶液、20%KSCN溶液。
10.某化学兴趣小组为研究生铁(含碳)与浓硫酸的反应情况及产物性质,设计如下实验。
请回答下列问题:
(1)按上图所示装置进行实验(夹持装置及尾气处理装置未画出)。
仪器b的名称为________;实验过程中,装置B中观察的现象是______________________。
(2)装置C中有白色沉淀生成,该反应化学方程式为_______________________。
(3)装置A中还会产生CO2气体,请写出产生CO2的化学方程式:
__________________________________________________________________。
(4)为了验证装置A中产生的气体中含有CO2,应先从下列①~④中选出必要的装置连接A装置中c处管口,从左到右的顺序为________(填序号);然后再进行的操作是从a处多次鼓入N2,其目的是___________________________。
(5)某同学通过验证实验后期装置A中产生的气体中还含有H2,反应的离子方程式是
___________________________________________________________。
11.工业上常用含少量SiO2、Al2O3的铬铁矿(FeO·Cr2O3)冶炼铬,简要流程如下:
(1)完成下列化学方程式(在横线上填写物质的化学式及系数):
2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3
4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+________。
(2)操作①包括过滤与洗涤,在实验中进行洗涤沉淀的操作是
____________________________________________________________________________________________________________________________________;
操作②可选用的装置(部分夹持装置略去)是________(填序号)。
(3)写出能够完成操作③的相关反应的化学方程式
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)化学需氧量(COD)可度量水遭受有机物污染的程度。
在强酸并加热的条件下,用K2Cr2O7作强氧化剂处理水样,并测定消耗的K2Cr2O7的量,然后换算成相当于O2的含量称为化学需氧量(以mg·L-1计)。
化学兴趣小组测定某水样的化学需氧量(COD)过程如下:
Ⅰ.取amL水样置于锥形瓶中,加入10.00mL0.2500mol·L-1的K2Cr2O7溶液。
Ⅱ.……
Ⅲ.加指示剂,用cmol·L-1的硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定,终点时消耗bmL(此步骤的目的是用Fe2+把多余的Cr2O
转化为Cr3+)。
①Ⅰ中量取K2Cr2O7溶液的仪器是____________________________________。
②计算该水样的化学需氧量时需用到下列关系:
要除去1molCr2O
需消耗________molFe2+,1molCr2O
相当于________molO2。
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