化学实验设计与探究_化学高考真题分析.pdf
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1、专 题 1 6 化学实验设计与探究(2 01 1 安徽卷)卜列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是选项实验操作现象解释或结论A过量的F e粉中加入稀H N03,充分反应后,滴入K S CN溶液溶液呈红色稀 H N03 将 F e氧化为F e3+BAg l 沉淀中滴入稀K C1 溶液有白色沉淀出现Ag Cl 比Ag l 更难溶CA1 箔插入稀U NO?中无现象Al 箔表面被H N03 氧化,形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓氨水呈碱性(2 01 1 广东卷)下列实验现象预测正确的是A、实 验 I:振荡后静置,上层溶液颜色保持不变浓H 60,B、实 验 H:酸性
2、K Mn O,溶液中出现气泡,且颜色逐渐褪去C、实 验 I I I:微热稀H NO,片 一 刻,溶液中有气泡产生,广口瓶内始终保持无色D、实 验 I V:继续煮沸溶液至红褐色,停止加热,当光束通过体系时可产生丁达尔效应(2 01 1 天津卷)向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是(2 01 1 重庆卷)在实验室进行下列实验,括号内的实验用品都能用到的是操作现象结论A滴加Ba Cb 溶液生成白色沉淀原溶液中有s o 厂B滴加氯水和CCL”振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有C用洁净伯丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中有Na ,无K-D滴加稀Na OI I 溶液,将湿
3、润红色石蕊试纸置于试笆口试纸不变蓝原溶液中无NH JA.硫酸铜晶体里结晶水含量的测定(用摒、温度计、硫酸铜晶体)B.蛋白质的盐析(试管、醋酸铅溶液、鸡蛋白溶液)C.钠的焰色反应(钳丝、氯化钠溶液、稀盐酸)D.肥皂的制取(蒸发皿、玻璃棒、甘油)(2 01 1 重庆卷)不熊鉴别Ag N 03 B a C h、K 2 s O 3和 M g(陋)2 四种溶液(不考虑他们间的相互反应)的试剂组是A.盐酸、硫酸 B.盐酸、氢氧化钠溶液C.氨水、硫酸 D.氨水、氢氧化钠溶液(2 0 1 1 四川卷)下列实验“操 作 和现象 与“结论”对应关系正确的是(2 0 1 1 上海卷)草酸晶体(H 2 c2。,北风。
4、)1 0 0 C 开始失水,1 0 1.5熔化,1 50 左右分解产生H Q、C 0 和 C 0”用加热草酸晶体的方法获取某些气体,应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)操作和现象结论A向装有F e(N 0:,)2 溶液的试管中加入稀H SO”,在管口观察到红棕色气体H N O a 分解生成了 N 02B向淀粉溶液中加入稀H2s O 4,加热几分钟,冷却后再加入新制C u(0 H)2 浊液,加热,没有红色沉淀生成。淀粉没有水解成葡萄糖C向无水乙醇中加入浓H2S 0 加 热 至 1 7 0 产生的气体通入酸性K M n O,溶液,红 色 褪 去。使溶液褪色的气体是乙烯D向饱和N a 2
5、c 中通入足量C 0?,溶液变浑浊析出了 N a H C 03(2 0 1 1 江苏卷)高氯酸镂(N H(C 1 0.)是复合火箭推进剂的重要成分,实验室可通过下列反应制取NaC10aq)+NH4cl(aq)=NH4CIO4(aq)+NaCl(aq)(1)若 N H.C 1 用氨气和浓盐酸代替,上述反应不需要外界供热就能进行,其原因是 O(2)反应得到的混合溶液中N H.C 1 0,和 N a C l 的质量分数分别为0.30 和 0.1 5(相关物质的溶解度曲线见图9)。从混合溶液中获得较多N H C 1 0,晶体的实验操作依次为(填操作名称)、干燥。8644旭发斑0 20 40 60 80
6、Nacc43魂父海0250200150100温度/c图9(3)样品中N H C 1 0,的含量可用蒸镭法进行测定,蒸储装置如图1 0 所 示(加热和仪器固定装置已略去),实验步骤如下:步 骤 1:按 图 1 0 所示组装仪器,检查装置气密性。步骤2:准确称取样品a g (约 0.5g)于蒸储烧瓶中,加入约1 5 0 m L 水溶解。步骤3:准确量取4 0.0 0 m L 约 0.1 m o l L H2S0I溶解于锥形瓶中。步骤4:经滴液漏斗向蒸储瓶中加入2 0 m L 3 m o l L-lN a O H 溶液。步骤5:加热蒸储至蒸储烧瓶中剩余约1 0 0 m L 溶液。步骤6:用新煮沸过的
7、水冲洗冷凝装置2 3 次,洗涤液并入锥形瓶中。步 骤 7:向锥形瓶中加入酸碱指示剂,用 c m o l L N a O H 标准溶液滴定至终点,消耗N a O U 标准溶液Vi m L o步骤3 中,准确量取4 0.0 0 m l H2S04溶液的玻璃仪器是。步骤1 7中 确 保 生 成 的 氨 被 稀 硫 酸 完 全 吸 收 的 实 验 是(填写步骤号)。为获得样品中N H.,C 1 0 i 的含量,还需补充的实验是。(2011 江苏卷)草酸是一种重要的化工产品。实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图14所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去)实验过程如卜:将一定量的淀粉水解液加入三颈
8、瓶中控制反应液温度在55 60条件下,边搅拌边缓慢滴加-定量含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与 98制试0”的质量比为2:1.5)溶液反应3h左右,冷却,抽滤后再重结晶得草酸晶体。硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应:C6H.A+12HN03-3H2CA+9N021 +3NO f+9H20C6HI206+8HN03-6C02+8N0 t+10H203H2C2O!+2HN03-6CO2+2N0 t+4H2O(1)检 验 淀 粉 是 否 水 解 完 全 所 需 用 的 试 剂 为。(2)实验中若混酸滴加过快,将导致草酸产率下降,其原因是。(3)装置C用于尾气吸收,当尾气中n(N():n(N0
9、)=l:1 时,过量的NaOH溶液能将N O*全部吸收,原因是(用化学方程式表示)(4)与 用 NaOII溶 液 吸 收 尾 气 相 比 较,若用淀粉水解 液 吸 收 尾 气,其 优、缺点是。(5)草酸重结晶的减压过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有。(2011 浙江卷)二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂,可由二苯基羟乙酮氧化制得,反应的化学方程式及装置图(部分装置省略)如下:O OH 0 0-C-C II-+2FeCl;i +2FeCl2+2HCl在反应装置中,加入原料及溶剂,搅拌下加热回流。反应结束后加热煮沸,冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出,用 7 0%
10、乙醇水溶液重结晶提纯。重结晶过程:加热溶解f 活性炭脱色一趁热过滤冷却结晶f 抽滤一洗涤一干燥请回答下列问题:(1)写出装置图中玻璃仪器的名称:a 一,b(2)趁热过滤后,滤液冷却结晶。般情况下,下列哪些因素有利于得到较大的晶体:A.缓慢冷却溶液 B.溶液浓度较高C.溶质溶解度较小 D.缓慢蒸发溶剂如果溶液中发生过饱和现象,可采用 等方法促进晶体析出。(3)抽 滤 所 用 的 滤 纸 应 略(填“大于”或“小于”)布氏漏斗内径,将全部小孔盖住。烧杯中的二苯基乙二酮晶体转入布氏漏斗时,杯壁上往往还粘有少量晶体,需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗,下 列 液 体 最 合 适 的 是。A
11、.无水乙醇 B.饱和NaC l 溶液 C.7 0%乙醇水溶液 D.滤液(4)上述重结晶过程中的哪一步操作除去了不溶性杂质:o(5)某同学采用薄层色谱(原理和操作与纸层析类同)跟踪反应进程,分别在反应开始、回 流 1 5 mi n、3 0 mi n、4 5 mi n 和 6 0 mi n 时,用毛细管取样、点样、薄层色谱展开后的斑点如图所示。该 实 验 条 件 下 比 较 合 适 的 回 流 时 间 是。(20 1 1 安徽卷)M n Oz 是一种重要的无机功能材料,粗 M n Oz 的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗M n O?(含有较多的M n O和 M n C 0 3)
12、样品转化为纯M n O?实验,其流程如F:(1)第步加稀H S O,时,粗 Mn O?样品中的(写化学式)转化为可溶性物质。(2)第步反应的离子方程式+C I O s +=Mn O a+C L t +0(3)第步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、,已知蒸发得到的固体中有N a C l O,和 N a O H,则 一 定 还 有 含 有 (写化学式)。(4)若 粗 Mn O 3 样品的质量为1 2.6 9 g,第步反应后,经过滤得到8.7 g Mn O 2,并收集到 0.2 2 4 L C 0 2 (标准状况下),则在第步反应中至少需要 m o l N a C 1 03(2 0 1 1 北京
13、卷)甲、乙两同学为探究SO,与可溶性钢的强酸盐能否反应生成白色B a SQ,沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)实验操作和现象:操作现象关闭弹簧夹,滴加定量浓硫酸,加热A中有白雾生成,铜片表面产生气泡B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失打开弹簧夹,通入电停止加热,一段时间后关闭(D A 中反应的化学方程式是 o从 B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸均未发现白色沉淀溶解(2)C 中白色沉淀是,该沉淀的生成表明SO?具有 性。(3)C中 液 面 上 方 生 成 浅 棕 色 气 体 的 化 学 方 程 式 是。(4)分析
14、B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。为证实各自的观点,在原实验基础上:甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是;乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是 o进行实验,B中现象:甲大量白色沉淀乙少量白色沉淀检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因:(5)合 并(4)中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成,而 C中产生白色沉淀,由此得出的结论是。(2 0 1 1 福建卷)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:查得资料:该牙膏健擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。I ,摩擦剂中氢氧
15、化铝的定性检验取适量牙膏样品,加水成分搅拌、过滤。(1)往滤渣中加入过量N a O H溶液,过滤。氢氧化铝与N a O H溶液反应的离子方程式是(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,再加入过量稀盐酸。观察到的现象是II.牙膏样品中碳酸钙的定量测定利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成的Ba C O:沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。依据实验过程回答下列问题:(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有:(4)C中反应生成Ba C O,的化学方程式是 o(5)下列各项措施中,不 能 提 高 测 定 准 确 度 的 是 (填 标
16、 号)。a.在加入盐酸之前,应排净装置内的C O 2 气体b.滴加盐酸不宜过快c.在 A-B 之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d.在 B-C 之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置(6)实验中准确称取8.0 0 g 样品三份,进行三次测定,测得Ba C C h 平均质量为3.9 4 g 则 样 品 中 碳 酸 钙 的 质 量 分 数 为。(7)有人认为不必测定C中生成的Ba C O s 质量,只要测定装置C 在吸收C 0,前后的质量差,样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是(2 0 1 1 广东卷)某同学进行实验研究时,欲配制1.0 m o l L Ba(0 H)2
17、 溶液,但只找到在空气中暴露已久的Ba(O H)2 8 Ha 试剂(化学式量:3 1 5)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解,烧杯中存在大量未溶物。为探究原因,该同学查得Ba(0 H)8 H2 0在 2 8 3 K、2 9 3 K 和 3 0 3 K 时的溶解度(g/1 0 0 g H Q)分别为 2.5、3.9 和 5.6。(1)烧杯中未溶物可能仅为Ba C(h,理由是。(2)假设试剂由大量Ba(0 H)2 8 H 2 O 和少量Ba CO s 组成,设计实验方案,进行成分检验。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。(下写点结晶水的检验;室 温 时 Ba CCh 饱和溶液的
18、p H=9.6)用造试剂及仪器:稀盐酸、稀硫酸、Na O H 溶液、澄清石灰水、p H 计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管(3)将试剂初步提纯后,准确测定其中Ba(O H)2 8 4 0 的含量。实验如下:实验步骤预期现象和结论步 骤 1:取适量试剂于洁净烧杯中,加入足量蒸储水,充分搅拌,静置,过滤,得滤液和沉淀。步骤2:取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸。.步骤3:取适量步骤1 中的沉淀于是试管中,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。步骤4:配制2 5 0 m l 约 0.l m o l-L Ba(O H)2 溶液:准确称取w克试样,置于烧杯中,加适量蒸储水,将溶液转入,洗涤,定容,摇匀。
19、滴定:准 确 量 取 2 5.0 0 m l 所 配 制 Ba(O H)2溶液于锥形瓶中,滴加指示剂,将(填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”)molL 盐酸装入50ml酸式滴定管,滴定至终点,记录数据。重复滴定2 次。平均消耗盐酸Vml。计 算 Ba(0H”8也 0 的质量分数=(只列出算式,不儆运算)(4)室温下,(填“能”或“不能”)配 制 1.0 molLBa(0H)2溶液(2011 山东卷)实验室以含有Ca?+、Mg、Cl,SOL、Br一 等离子的卤水为主要原料制备无水CaCk和 B n,流程如下:酸 化.ttilA一无水aci,(1)操 作 I 使 用 的
20、试 剂 是,所 用 主 要 仪 器 的 名 称 是.(2)加入溶液W的目的是。用 CaO调节溶液Y的 p H,可以除去Mg2+。由表中数据可知,理论上可选择pH最大范围是 o 酸化溶液Z0寸,使用的试剂为 o(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体,下列装置中合理的是开始沉淀时的pH沉淀完全时的pHMg2+9.611.0Ca2+12.2c(0H-)=1.8mol(4)常温下,112so3 的电离常数K,“=1.2x10-2,K,2=6.3x10-3,H 2C O 3 的电离常数Kal=4.5x10,鼠 =4.7X10-。某同学设计实验验证HzSOs酸性强于H2C0:i:将 S0,和C
21、0?气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的pH,若前者的pH小于后者,则 H2S03酸性强于H 2CO 3。该实验设计不正确,错误在于设 计 合 理 实 验 验 证 2s。3 酸 性 强 于 H2C03(简 要 说 明 实 验 步 骤、现 象 和 结论)。o 仪器器自选。供选的试剂:CO2、SO2、Na2c()3、NaHCOs、KMnO,、NaHSOs、蒸储水、饱和石灰水、酸性KMnOi溶液、品红溶液、pH试纸。(2 0 1 1 天津卷)某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:一正条件 H2CH3CH=CH2+CO+H2-CH3cH2cH2cHO-CH3cH2cH2c
22、H20HNi,浓硫酸CO 的制备原理:H CO O H C O t+H Q,并设计出原料气的制备 装 置(如下图)请填写下列空白:(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。写出化学方程式:,0(2 )若 用 以 上 装 置 制 备 干 燥 纯 净 的 C O,装 置 中 a和b的 作 用 分 别是,;C 和 d中承装的试剂分别是,。若用以上装置制备H”气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是;在虚线框内画出收集干燥上的装置图。(3)制丙烯时,还产生少量S O 2、CO 2 及水蒸气,该小组用以下试剂检验这叫松气体,混 合 气 体 通 过 试 剂 的 顺
23、 序 是 (填序号)饱和N af O s 溶液 酸性K M nO,溶液 石灰水无水Cu S O,品红溶液(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你 认 为 应 该 采 用 的 适 宜 反 应 条 件 是。a.低温、高压、催化剂 b.适当的温度、高压、催化剂c.常温、常压、催化剂 d.适当的温度、常压、催化剂(5)正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的1 一丁醇粗品,为纯化1 丁醇,该小组查阅文献得知:0 R CH O+N aH S O3()-R CH(O H)S O3N a I ;沸点:乙醛 3 4,1 丁醇1 1 8 V,并设计出如下提纯路线:试剂I-粗
24、品-A滤液-操作I-乙醒操作2纯晶试 剂1为,操 作1为,操作2为,操作3为。(2011 重庆卷)固态化合物A由两种短周期元素组成,可与水发生复分解反应,甲组同学用题27图 装 置(夹持装置略)对其进行探究实验。a2 7图(1)仪器B的名称是 o(2)试验中,n中的试纸变蓝,w中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成,则m中的试剂为;IV发生反应的化学方程式为;v中的试剂为(3)乙组同学进行同样实验,但装置连接顺序为I IIIIVII V VI,此时I I中现象为,原因是 O(4)经上述反应,2.5 g化合物A理论上可得0.56L(标准状况)M;则A的化学式为(2011 新课标全国卷)氢化钙固体是登山
25、运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。请回答下列问题:(1)请选择必要的装置,按 气 流 方 向 连 接 顺 序 为(填仪器接口的字母编号)(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品:打开分液漏斗活塞;(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。A.加热反应一段时间 B.收集气体并检验其纯度C.关闭分液漏斗活塞 I).停止加热,充分冷却(3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酰后显红色,该同学据此断,上述实验确有C a H 2 生成。写出C a l l?与水反应的化学方程式该同学的判断不正确,原因是(4)请
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