2019届高三化学二轮复习 热点题型专练 专题10.3 化学实验方案的设计与评价(含解析).pdf

化学实验方案的设计与评价化学实验方案的设计与评价1下图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是()A铜屑和稀硝酸 B二氧化锰和浓盐酸C浓氨水和生石灰 D碳酸钙和稀盐酸【答案】D2.用右图所示装置进行如下实验，不能达到实验目的的是()A瓶中盛满水，从 B 口进气，用排水法收集H2B瓶中盛适量浓硫酸，从A 口进气来干燥 CO2C从 B 口进气，用排空气法收集NO2D瓶中装满水，A 口连导管并伸入量筒中，从B 口进气，用排水法测量生成O2的体积【解析】从 B 口进气时，可用排空气法收集密度比空气小的气体，故C 项错误。【答案】C3某地污水中含有 Zn、Hg、Fe 和 Cu 四种阳离子。甲、乙、丙三位同学设计的从该污水中回收金属铜的方案如下：2232A三种实验方案中都能制得纯净的铜B乙方案中加过量铁粉可以将四种阳离子全部还原C甲方案中的反应涉及置换、分解、化合、复分解四种反应类型D丙方案会产生环境污染【答案】D4用铁制备较纯净的三氧化二铁，下列实验方案最好的是()A使铁在潮湿的空气中缓慢氧化B铁在氯气中燃烧，加水溶解，再加入足量NaOH 溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解C使铁溶解于稀硫酸，再加入足量NaOH 溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解D使铁与足量稀硝酸反应，再加入足量NaOH 溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解【解析】A项，最终生成铁锈(氧化铁水合物)；B项，Fe Cl2 FeCl3NaOH Fe(OH)3Fe2O3，方案合理；C 项，Fe H2SO4 FeSO4NaOH Fe(OH)2，Fe(OH)2部分氧化为 Fe(OH)3，分解产物中既有FeO，又有 Fe2O3等；D 项，Fe 与稀 HNO3反应产生大气污染物 NO。【答案】B5某化学兴趣小组小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案一：铜铝混合物方案二：铜铝混合物测定生成气体的体积测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A溶液 A 和溶液 B 均可以是盐酸或 NaOH 溶液B若溶液 B 选用浓硝酸，测得铜的质量分数偏大C方案一可能产生氢气，方案二可能剩余铜D实验室中方案二更便于实施【解析】若 B 为浓硝酸，铜溶解，铝会钝化，表面生成一层致密的氧化膜，导致剩余固体的质量偏大，故测得铜的质量分数偏小，B 项不正确。【答案】B6用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是()A用图 1 所示装置从 Fe(OH)3胶体中过滤出 Fe(OH)3胶粒B用图 2 所示装置蒸发掉 CuCl2溶液中部分水制得 CuCl22H2O 晶体C用图 3 所示装置从 CH3OH 与 C2H5OH 的混合物中分离出乙醇D用图 4 所示装置从 C2H5OH 与 C2H5OOCCH3的混合物中分离出乙酸乙酯【答案】C7如图装置，将溶液 A 逐滴加入固体 B 中，下列叙述中不正确的是()A若 A 为浓盐酸，B 为 MnO2，C 中盛品红溶液，则 C 中溶液不褪色B若 A 为醋酸溶液，B 为贝壳，C 中盛过量澄清石灰水，则C 中溶液变浑浊C若 A 为浓硫酸，B 为 Na2SO3固体，C 中盛石蕊溶液，则 C 中溶液先变红后褪色D若 A 为浓氨水，B 为生石灰，C 中盛 AlCl3溶液，则 C 中产生白色沉淀【解析】二氧化锰与浓盐酸混合加热可得到氯气，而题图中无加热装置，所以无法制取氯气，C 中溶液不褪色，故 A 正确；贝壳的主要成分为碳酸钙，醋酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，二氧化碳和澄清石灰水反应生成不溶于水的碳酸钙，所以C 中溶液变浑浊，故 B 正确；硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，能使C 中石蕊溶液变红，但不能使之褪色，故 C 错误；实验室制备 NH3可用浓氨水和 CaO 固体反应，C 中盛 AlCl3溶液，氨气和水反应生成 NH3H2O，NH3H2O 和 AlCl3溶液反应生成氢氧化铝沉淀，故D 正确。【答案】C8下图所示的实验，能达到目的是()ABCD验证化学能转化为电能验证温度对平衡移动的影响验证铁发生析氢腐蚀验证非金属性：ClCSi【答案】B9.下列实验方案不可行或结论不正确的是()A用湿润的 pH 试纸测定饱和 Na2CO3溶液的 pHB通过观察右图中导管水柱的变化，验证铁钉生锈的主要原因是吸氧腐蚀C向 Mg(OH)2悬浊液中滴加 FeCl3溶液，出现红褐色沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3Mg(OH)2D向同 pH、同体积的醋酸和盐酸中加入足量镁粉，通过完全反应后收集到的H2体积，比较两种酸的电离程度：CH3COOHBr2AgOH 具有两性SO2具有还原性非金属性：ClCSi【解析】A 项，浓盐酸和二氧化锰反应是在加热的条件下发生的，故不能完成实验；B 项，本实验中只在硝酸银溶液中通入了氨气这一种碱性气体，没有加入酸性物质，故不能说明AgOH具有两性；D 项，稀盐酸和 Na2CO3反应生成的 CO2中含有氯化氢气体杂质，且盐酸不是氯元素的最高价含氧酸，得不到相应的结论。【答案】C11完成下列实验所选择的装置或仪器(夹持装置部分已略去)正确的是()选项实验A分离 Na2CO3溶液和B除去 Cl2中C做 Cl2对 NaOH 溶D制取少量氨气CH3CH2OH含有的少量 HCl液的喷泉实验装置或仪器【答案】C12下列选项中，为完成相应实验，所用仪器或相关操作合理的是()A海水蒸馏得到淡水B测量 Cl2的体积C过滤D用 NaOH 标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸【答案】B【解析】海水淡化，利用水的沸点低，选择蒸馏法，而图中冷却水的方向不合理，应下进上出，A 错误；氯气不溶于食盐水，可排饱和食盐水测定其体积，则图中装置可测量 Cl2的体积，B 正确；过滤需要玻璃棒引流，图中缺少玻璃棒，C 错误；NaOH 标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸，NaOH 溶液应盛放在碱式滴定管中，仪器的使用不合理，视线应注视锥形瓶，D 错误。13下列各项操作能达到预期实验目的的是()选项A实验目的分离 Fe2O3、Al2O3确定 KCl 中是否含有NaCl确定 FeCl2是否完全变质除去 Fe 粉中的 I2操作将混合物置于足量的 NaOH 溶液中，然后依次进行过滤、洗涤、蒸发、灼烧四项操作做焰色反应实验，观察焰色是否显黄色取少量已变质的 FeCl2晶体于试管中，逐滴加入酸性高锰酸钾溶液加热使 I2升华BCD【答案】B14下列实验中，所选取的分离装置与对应原理都正确的是()目的装置原理选项A氢氧化铁胶体的纯化胶体粒子不能通过滤纸，离子及小分子可以通过滤纸苯(0.88 g/mL)和溴苯(1.5 g/mL)的密度不同NaCl 在水中的溶解度很大环己醇的沸点(161)与环己烯的沸点(83)相差较大BCD分离苯中的溴苯粗盐提纯除去环己醇中的环己烯【答案】D【解析】氢氧化铁胶体的纯化应该选用渗析的方法，故A 错误；苯与溴苯互溶，应该选用蒸馏的方法分离，故 B 错误；粗盐提纯应该选用过滤的方法除去粗盐中的难溶物，故C 错误；环己醇和环己烯的沸点相差较大，可以选用蒸馏的方法分离，故D 正确。17有关实验装置的说法中正确的是()A图甲装置可制取干燥纯净的NH3B图乙装置可以完成“喷泉”实验C图丙装置可直接测量Cu 与浓硝酸反应产生气体的体积D图丁装置可用于实验室制备Fe(OH)2【答案】B18下列实验操作正确且能达到预期目的的是()编号预期目的比较水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱欲证明CH2=CHCHO中含有碳碳双键欲除去苯中混有的苯酚证明 SO2具有漂白性比较铜和镁的金属活动性强弱确定碳和硅两元素非金属性强弱实验操作用金属钠分别与水和乙醇反应滴入酸性 KMnO4溶液，看紫红色是否褪去向混合液中加入浓溴水，充分反应后，过滤将 SO2通入酸性 KMnO4溶液中用石墨作电极电解 Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合液将 CO2通入 Na2SiO3水溶液中A BCD【答案】D19用如图所示装置进行下列实验：将气体A 通入到、中，预测的现象与解释正确的是()【答案】A【解析】亚硫酸的酸性比硅酸强，中可生成硅酸沉淀，出现浑浊，但H2SO3的酸性比盐酸弱，与氯化钡不反应，不会出现沉淀，故中澄清，A 正确；中溶液变红，是因Cl2将 Fe 氧化为 Fe，Fe 遇 SCN 变红色，体现 Cl2的氧化性，中现象为先变红后褪色(有 HClO 生成)，与现象不同，B 错误；CH2=CH2与溴水中的溴单质发生了加成反应，CH2=CH2与酸性高锰酸钾发生了氧化还原反应，C 错误；氨气通入硝酸银溶液中先生成沉淀后沉淀溶解，而氨气与氯化铝溶液反应只生成沉淀，现象不同，D 错误。20实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(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()332a 中的物质b中的物质c 中收集的气体d中的物质选项ABCD【答案】B浓氨水浓硫酸稀硝酸浓盐酸CaONa2SO3CuMnO2NH3SO2NO2Cl2H2ONaOH 溶液H2ONaOH 溶液21某小组同学为探究H2O2、H2SO3、Br2的氧化性强弱，设计如下实验(夹持仪器已略去，装置的气密性已检验)。实验记录如下：实验操作打开活塞 a，滴加少量新制氯水，关闭活塞 a吹入热空气停止吹入空气，打开活塞b，逐滴加入 H2O2溶液实验现象A 中溶液变为浅红棕色A 中红棕色明显变浅；B 中有气泡，产生大量白色沉淀，混合液颜色无明显变化B 中开始时颜色无明显变化；继续滴加 H2O2溶液，一段时间后，混合液逐渐变成红棕色请回答下列问题：(1)实验操作时，A 中反应的离子方程式为_。(2)实验操作吹入热空气的目的是_。(3)装置 C 的作用是_；C 中盛放的药品是_。(4)实验操作中混合液逐渐变成红棕色，其对应的离子方程式为_。(5)由上述实验得出的结论是_。【答案】(1)2Br Cl2=Br22Cl(2)吹出单质 Br2(3)吸收多余的 Br2，以免污染环境 NaOH 溶液(4)H2O22Br 2H=Br22H2O(5)氧化性：H2O2Br2H2SO3(5)H2O2将 Br 氧化成 Br2，Br2将 H2SO3氧化成 H2SO4，故氧化性：H2O2Br2H2SO3。22草酸亚铁晶体的化学式为FeC2O42H2O，它是一种淡黄色结晶粉末，加热时可发生如下=分解反应：FeC2O42H2OFeOCO2CO2H2O。(1)请你用下图中提供的仪器(可以重复选用，但每种仪器至少选用一次)，选择必要的试剂(供选择的试剂：NaOH 溶液、澄清石灰水、饱和碳酸钠溶液、CuO、无水硫酸铜、酸性高锰酸钾溶液、碱石灰)，设计一个实验，检验 FeC2O42H2O 加热时分解产生的气态产物(包括水蒸气)(部分加热装置和夹持仪器在图中略去)。填写下表(可以不用填满，也可以补充)。仪器符号A仪器中所加物质草酸亚铁晶体作用加热草酸亚铁晶体得到气态产物DNaOH 溶液(2)按照题目提供的装置和要求设计的实验明显存在的一个不足是_。(3)反应结束后，在A 装置试管中有黑色固体粉末(混合物)产生，倒出时存在燃烧现象，产生上述现象的可能原因是_。【答案】(1)仪器符号CDDCBD仪器中所加物质无水硫酸铜澄清石灰水澄清石灰水(无此步不扣分)碱石灰CuO澄清石灰水(2)未对尾气进行处理，会造成环境污染(3)FeC2O42H2O 分解产生的 CO 将部分 FeO 还原为粉末状的单质铁，铁粉被空气中的氧气氧化而燃烧作用检验 H2O检验 CO2除去未反应的 CO2检验 CO2是否已除尽干燥 COCO 与 CuO 反应生成 CO2检验 CO 与 CuO 反应生成的 CO2(2)凡涉及有毒气体的实验均需要进行尾气处理。23铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成的重要还原剂，其合成线路如图所示：纯 Al 粉 NaH(1)铝氢化钠遇水发生剧烈反应，其反应的化学方程式为_。(2)AlCl3与 NaH 反应时，需将AlCl3溶于有机溶剂，再将得到的溶液滴加到NaH 粉末上，此反应中 NaH 的转化率较低的原因是_。(3)实验室利用如图装置制取无水AlCl3。A 中所盛装的试剂的名称是_。点燃 D 处酒精灯之前需排除装置中的空气，其操作是_。(4)改变 A、B 和 D 中的试剂就可以用该装置制取NaH。最好将 B 试管中原来的_改为_。如果操作不当，制得的NaH 中可能含有_杂质。【答案】(1)NaAlH42H2O=NaAlO24H2(2)反应生成的 NaCl 沉淀在氢化钠表面，阻止了AlCl3和 NaH 进一步反应(3)高锰酸钾 打开分液漏斗活塞使 A 中发生反应，待 D 中充满黄绿色气体时点燃酒精灯(4)饱和食盐水 NaOH 溶液 Na、Na2O2(其他合理答案也可)