【高考推荐】2020-2021高考化学一轮复习主题28实验方案的设计与评价(7)(含解析).pdf

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1、主题主题 28:28:实验方案的设计与评价实验方案的设计与评价李仕才A 卷最新模拟基础训练1.如图所示装置可用于收集气体并验证其化学性质,下列对应关系正确的是()。选气体项试剂现象结论NO 与水反应生成硝酸Cl2有氧化性SO2有漂白性NH3是碱性气体溶液变ANO 紫色石蕊溶液红溶液变BCl2KI 淀粉溶液蓝酸性 KMnO4溶 溶液褪CSO2液色溶液变DNH3酚酞试剂红【解析】NO 易与氧气反应,不能用排空气法收集,且 NO 不与水反应,A 项错误;氯气的密度比空气的大,可用向上排空气法收集,具有强氧化性,可与碘化钾反应生成碘,溶液变蓝,B 项正确;二氧化硫的密度比空气的大,可用向上排空气法收集

2、,具有还原性,可与酸性高锰酸钾溶液反应,C项错误;氨气的密度比空气的小,应用向下排空气法收集,D 项错误。【答案】B2.下列有关实验操作或实验原理的叙述正确的是()。A.可以用 pH 试纸测定饱和氯水的pH-1B.用 50 mL 量筒能够量取 8.5 mL 0.1 molL 盐酸C.用图 1 所示操作检查装置的气密性D.实验室用图 2 所示装置制取纯净的 NO2【解析】氯水中含有次氯酸,具有漂白性,无法用pH试纸测饱和氯水的pH,A项错误;量取8.5 mL-10.1 molL 盐酸,应该选用 10 mL 量筒,否则会产生较大误差,B 项错误;关闭止水夹,向长颈漏斗中注入水,观察长颈漏斗中液柱的

3、高度变化可检验气密性,C 项正确;Cu 与稀硝酸反应生成 NO 气体,应该用浓硝酸,D 项错误。【答案】C3.Y 形管是一种特殊的仪器,与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图所示装置可以探究SO2与 BaCl2反应生成 BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是()。1A.玻璃管的作用是连通大气,使空气中的氧气进入广口瓶,参与反应2+B.c、d 两根导管都必须插入BaCl2溶液中,保证气体与 Ba 充分接触C.Y 形管乙中产生的是氧化性气体,将 BaSO3氧化为 BaSO4沉淀D.e、f 两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH 固体【解析】玻璃管起到平衡内外压强的作用,A 项错误;要使 SO

4、2与 BaCl2溶液反应生成 BaSO3,应通过 d 管向溶液中通入碱性气体NH3,d 管不能插入溶液中,否则氨气溶于水时,易造成倒吸,B 项错误;Y 形管乙中产生的是 NH3,C 项错误;Y 形管乙用于制备碱性气体,D 项正确。【答案】D4.根据下列实验现象,不能得出对应结论的是()。选项实验现象结论室温下测 0.1ApH3.3醋酸是弱酸-1molL 醋酸的pH向 2 mL 0.1-1molL NaOH 溶液中(1)产生白溶解度:(1)滴加几滴同浓 色沉淀;BFe(OH)3苯酚入苯酚钠溶液中将少量溴乙烷与NaOH 溶液共热,冷产生淡黄色D却,用 HNO3酸化水解液中含有溴离子沉淀后,滴加 A

5、gNO3溶液【解析】由 pH 大于 1 可知,醋酸不能完全电离,则醋酸是弱酸,A 项正确;NaOH 过量,均为沉淀的生成,不发生沉淀的转化,则不能比较Ksp及溶解度,B项错误;发生强酸制取弱酸的反应,则酸性碳酸苯酚,C 项正确;水解后加硝酸至水解液呈酸性,再滴加 AgNO3溶液,出现淡黄色沉淀,证明水解液中含有溴离子,D 项正确。【答案】B5.下列有关实验操作、现象和结论都正确的是()。选实验操作现象结论项向稀硝酸中加入过量溶液变为3+A 的铁粉,充分反应后,HNO3具有氧化性,能将 Fe 氧化成 Fe血红色滴入 KSCN 溶液B 向盛有某溶液的试管 试纸颜色 原溶液中无 N2中滴加 NaOH

6、 溶液,将 无明显变湿润的红色石蕊试纸 化置于试管口(续表)选实验操作项向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热,冷却后加C入新制 Cu(OH)2悬浊液,再加热至沸腾向含有酚酞的 Na2CO3D 溶液中加入少量BaCl2固体现象未见红色淀粉未发生水解沉淀结论溶液红色证明 Na2CO3溶液中存在水解平衡变浅【解析】向稀硝酸中加入过量的铁粉充分反应后,反应生成硝酸亚铁,滴入 KSCN 溶液后不会变红,A项错误;向盛有某溶液的试管中滴加NaOH溶液,需加热后将湿润的红色石蕊试纸置于试管口检验 NH3,否则无法判断原溶液中是否含有铵根离子,B 项错误;向淀粉溶液中加入稀硫酸、加热,冷却后必须先加入NaOH溶液中和

7、稀硫酸,然后再加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热,否则稀硫酸与氢氧化铜反应,影响了检验结果,C 项错误;加入少量 BaCl2固体,生成呈中性的碳酸钡沉淀,溶液红色变浅,能够证明 Na2CO3溶液中存在水解平衡,D 项正确。【答案】D6.下列实验方案中,能达到相应实验目的的是()。选项方案目的AB验证氧化性:Cl2Br2验证溶解度:AgClAg2SC检验 SO2气体中是否混有 CO2D比较乙醇中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性【解析】反应没有加热,不能生成氯气,则实验不能完成,A 项错误;含有硝酸银,通入硫化氢生成硫化银沉淀,不能证明沉淀间发生了转化,B项错误;SO2和CO2都与氢氧化钙反应,

8、且反应现象3相同,不能检验,C 项错误;加入相同的钠块,分子中氢原子越活泼,反应越剧烈,可完成实验,D 项正确。【答案】D7.为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(含碳元素 0.03%2.0%的铁合金)进行了以下探究活动。【探究一】(1)将已去除表面氧化物的铁钉放入冷浓硫酸中,10 分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是。(2)取 6.0 g 碳素钢于 15.0 mL 浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X 并收集到混合气体 Y。3+2+2+甲同学认为 X 中除 Fe 外还可能有 Fe。若要确认其中的 Fe,应选用(填字母)。A.KSCN 溶液和氯水B

9、.铁粉和 KSCN 溶液C.浓氨水D.酸性 KMnO4溶液乙同学取560 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,然后加入足量 BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体 Y 中 SO2的体积分数为。【探究二】根据上述实验中 SO2体积分数的分析,丙同学认为气体 Y 中还可能含有 Q1和 Q2两种气体,其中 Q1气-1体在标准状况下密度为 0.0893 gL。为此设计了如下探究实验装置(假设有关气体完全反应)。(3)装置 B 中试剂的作用是。(4)写出生成 Q2气体的化学方程式:。(5)已知洗气瓶 M 中盛装澄清石灰水,

10、为确认 Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M 于(填字母)。A.A 之前 B.A 和 B 之间C.B 和 C 之间 D.C 和 D 之间(6)如果气体 Y 中含有 Q1,预计的实验现象应是。【解析】(1)常温下,铁遇冷的浓硫酸会在铁表面生成一层致密的氧化膜而阻止反应进一步发生,发生钝化现象,所以钝化后的铁钉放入CuSO4溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化。2+(2)Fe 具有还原性,而酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,发生氧化还原反应使酸性高锰酸钾3+2+2+溶液褪色,Fe 和 Fe 同时存在时,可用酸性高锰酸钾溶液检验Fe。SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,H2SO4+BaCl

11、2 BaSO4+2HCl,所以硫酸钡和二氧化硫之间的关系式为 SO2BaSO4,设二氧化硫的体积为V,则:SO2BaSO422.4 L233 gV 4.66 g则V=0.448 L,所以二氧化硫的体积分数为100%=80%。(3)二氧化硫能使品红溶液褪色,故可用品红溶液检验二氧化硫是否被除尽。4(4)碳素钢中含有碳,加热条件下,碳能和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应的化学方程式为 C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O。(5)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,但二氧化硫还能使品红溶液褪色,所以要检验二氧化碳必须排除二氧化硫的干扰,装置 B 用来检验二氧化硫是否被除尽

12、,所以澄清石灰水应放置在 B 和 C 之间,即在通过碱石灰之前检验。-1-1(6)因 Q1在标准状况下的密度为 0.0893 gL,故其摩尔质量为 0.0893 gL 22.4-1-1Lmol=2 gmol,Q1为氢气,氢气具有还原性,能还原黑色的氧化铜生成红色的铜单质,同时生成水,水可用无水硫酸铜检验,所以如果 D 中氧化铜变红,E 中无水硫酸铜变蓝,则证明含有氢气。【答案】(1)铁被钝化(2)D80%(3)检验 SO2是否被除尽(4)C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O(5)C(6)D 中的固体由黑变红,E 中的固体由白变蓝8.某实验小组欲制取氯酸钾,并测定其纯度。制取装置如图

13、所示,请回答下列问题:(1)中玻璃管 a 的作用为。(2)为了提高 KOH 的利用率,可将上述实验装置进行适当改进,其方法是。(3)反应完毕经冷却后,的大试管中有大量 KClO3晶体析出。图中符合该晶体溶解度曲线的是(填字母);要从的大试管中分离已析出的晶体,下列仪器中不需要的是(填仪器编号)。A.铁架台B.长颈漏斗C.烧杯D.蒸发皿E.玻璃棒F.酒精灯(4)上述制得的晶体中含少量KClO、KCl 杂质。已知:碱性条件下,ClO 有强氧化性,Cl-很稳定;酸性条件下,ClO、Cl-都具有较强的氧化性。为测定 KClO3的纯度,现进行如下实验:步骤 1:取上述晶体 3.00 g,溶于水配成 10

14、0 mL 溶液。5步骤 2:取 20.00 mL 溶液于锥形瓶中,调至 pH=10,滴加双氧水至不再产生气泡,煮沸。步骤 3:冷却后,加入足量 KI 溶液,再逐滴加入足量稀硫酸。发生反应:Cl+I+H-+Cl+I2+H2O(未-配平)。-1步骤 4:加入指示剂,用 0.5000 molL 的 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 48.00 mL,发生反应 2S2+I2S4+2I。-步骤 2 中用双氧水除去溶液中残留的ClO 的离子方程式为。该晶体中 KClO3的质量分数为。若步骤 2 中未进行煮沸,则所测 KClO3的质量分数(填“偏低”“偏高”或“无影响”)。【解析】(1)为了避

15、免装置内压强增大,发生事故,用玻璃管 a 平衡压强。(2)装置制取的氯气中混有氯化氢,氯化氢也会与 KOH 反应,故要净化氯气,用饱和食盐水吸收氯气中的氯化氢。(3)降低温度,KClO3的溶解度急剧减小,会析出大量 KClO3晶体,图中 M 曲线符合。从的大试管中分离已析出的晶体,采用过滤操作,需要普通漏斗、烧杯、玻璃棒和铁架台,不需要长颈漏斗、蒸发皿、-酒精灯。(4)H2O2与 ClO 反应生成 O2、Cl 和 H2O。Cl+6I+6H-+Cl+3I2+3H2O,2S2-+I2S4+2I,故 Cl-3I26S2+,w(KClO3)=2I2+2H2O,故消耗硫代硫酸100%=81.7%。若未煮

16、沸,则溶液中含有 O2,O2会氧化 I,4I+O2+4H钠溶液的体积偏大,结果偏高。【答案】(1)平衡压强(2)在与之间连接盛有饱和食盐水的净化装置(3)MBDF-(4)ClO+H2O2H2O+Cl+O281.7%偏高9.Na2O2是一种常见的氧化剂,某同学设计了一系列实验来探究氮氧化物能否被Na2O2完全吸收。装置如下(加热装置省略):已知:2NO+Na2O22NaNO2;。酸性条件下,NO 或 NO2都能与 KMnO4溶液反应生成 N6.探究 NO 能否被 Na2O2完全吸收(1)所选择的装置按从左至右顺序排列依次是(填字母)。(2)检査完该装置的气密性,装入药品后,实验开始前通入一段时间

17、N2,其目的是。(3)装置 A 中反应的化学方程式为;装置 D 的作用是;若 NO 能被 Na2O2完全吸收,则装置 D 中的现象为。(4)亚硝酸钠(NaNO2)被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛。若利用该装置将4.68 g Na2O2完全转化为 NaNO2,理论上至少需要木炭的质量为g。为提高 NaNO2的产量,在不改变实验装置的条件下,可在 B 中加入物质。.探究 NO2能否被 NaNO2完全吸收(5)将 A 中碳换为铜片,若 NO2与 Na2O2反应只生成一种盐,则装罝 C 内发生反应的化学方程式为。(6)若 NO2未被完全吸收,则装置 D 中反应的离子方程式为。【解析】(1)要探

18、究NO能否被Na2O2完全吸收,首先需要除去NO中的NO2,可以通入水中,再干燥,同时也需要除去 CO2,然后通入过氧化钠中,最后还需要尾气处理,则所选择的装置按从左至右顺序排列依次是 A、B、E、C、D。(2)装置内有空气,能氧化 NO,所以通入一段时间 N2的目的是排尽装置内空气,防止生成的 NO 被 O2氧化。(3)烧瓶 A 中碳和浓硝酸反应的化学方程式为C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O;根据已知信息可知,装置 D 中酸性高锰酸钾溶液的作用是检验NO 是否被完全吸收,同时可防止污染环境;若 NO 能被 Na2O2完全吸收,则装置 D 中的现象为酸性高锰酸钾溶液不褪色。(4)

19、4.68 g Na2O2为0.06 mol,根据化学方程式Na2O2+2NO2NaNO2可知消耗NO 0.12mol,则根据反应3NO2+H2O2HNO3+NO可知NO2是0.36 mol,所以理论上至少需要木炭的质量为0.09-1mol12 gmol=1.08 g。为提高 NaNO2的产量,需要将 NO2尽可能全部转化为 NO,由于 NO2溶于水生成稀硝酸,则在不改变实验装置的条件下,可在 B 中加入金属铜等物质。(5)若 NO2与 Na2O2反应只生成一种盐,根据氮元素的化合价变化可判断该盐是硝酸钠,则装置 C 内发生反应的化学方程式为2NO2+Na2O22NaNO3。(6)若 NO2未被完全吸收,则装置 D 中过量的 NO2被酸性高锰酸钾溶液氧化,反应的离子方程式为 5NO2+Mn+H2O5N+Mn+2H。2+【答案】(1)ABECD(2)排尽装置内空气,防止生成的 NO 被 O2氧化(3)C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O检验 NO 是否被完全吸收,同时可防止其污染环境酸性高锰酸钾溶液不褪色(4)1.08Cu(合理即可)(5)2NO2+Na2O22NaNO3(6)5NO2+Mn+H2O5N+Mn+2H2+7