2023年化学五年高考三年联考精品题库——《实验设计与评价综合性实验》.pdf
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1、优秀学习资料 欢迎下载 第十一章 实验设计与评价 综合性实验 第一部分 五年高考题荟萃 20XX年高考题 一、选择题 1(09 天津卷 3)下列实验设计和结论相符的是 ()A将碘水倒入分液漏斗,加适量乙醇,振荡后静置,可将碘萃取到乙醇中 B某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体水溶液一定显碱性 C某无色溶液中加 Ba(NO3)2溶液,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定有 SO42-D在含 FeCl2杂质的 FeCl3溶液中通足量 Cl2后,充分加热,除去过量的 Cl2,即可得到较纯净的 FeCl3溶液 答案 B 解析 A 项,乙醇不可以作为萃取剂,错;B项,石蕊变蓝,则肯定为碱性,正确
2、。C项,若原溶液中含有SO32,生成D项,加热时,FeCl3会水解,错。2(09 广东理科基础 27)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法正确的是 ()选项 污染物 处理措施 方法类别 A 废酸 加生石灰中和 物理法 B Cu2+等重金属离子 加硫酸盐沉降 化学法 C 含苯废水 用活性炭吸附 物理法 D 含纯碱的废水 加石灰水反应 化学法 答案 D 解析 废酸与碱中和属于化学法,A项错;Cu2不可能用 SO42 沉降,B项错;活性碳无法吸收苯,C 项错;Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH,是复分解法,属于化学法,D项正确。3(09 北京卷
3、 8)下列叙述正确的是 ()优秀学习资料 欢迎下载 A将2CO通入2BaCl溶液中至饱和,无沉淀产生;再通入2SO,产生沉淀 B在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入32Cu(NO)固体,铜粉仍不溶解 C向3AlCl溶液中滴加氨水,产生白色沉淀;再加入4NaHSO溶液,沉淀消失 D纯锌与稀硫酸反应产生氨气的速率较慢;再加入少量4CuSO固体,速率不改变 答案 C 4(09 上海卷 11)1-丁醇和乙酸在浓硫酸作用下,通过酯化反应制得 乙酸丁酯,反应温度为 115125,反应装置如右图。下列对该实验的描述错误的是 ()A不能用水浴加热 B长玻璃管起冷凝回流作用 C提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠
4、溶液洗涤 D加入过量乙酸可以提高 1-丁醇的转化率 答案 C 二、非选择题 5(09 全国卷28)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,用示意图中的装置可以实现该反应。回答下列问题:(1)A中加入的物质是_.发生反应的化学方程式是_;(2)B中加入的物质是_,其作用是_:(3)实验时在 C中观察到得现象是_,发生反应的化学方程式是_;石蕊试纸变蓝该气体水溶液一定显碱性某无色溶液中加溶液再加入稀盐性正确项项加热时会水解错广东理科基础工业废水中常含有不同类型的化学法含苯废水用活性炭吸附物理法含纯碱的废水加石灰水反应化学法优秀学习资料 欢迎下载(4)实验时在 D中观察到得现象是_,D 中 收
5、 集 到 的 物 质 是 _,检 验 该 物 质 的 方 法 和 现 象 是_。答案(1)固体 NH4Cl 和 Ca(OH)2 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O(或其他合理答案)(2)碱石灰(或 CaO)除去 NH3气流中的水汽(3)黑色粉末部分逐渐变为红色 2NH3+3CaO N2+3H2O+3Cu(4)出现无色液体 氨水 用红色石蕊试纸检验、试纸变蓝 用无水硫酸铜检验,无水硫酸铜变蓝 解析 本题考查化学实验和有关化学方程式,注意化学实验现象的描述和试剂的选择。根据反应原理,反应物为氨气和氧化铜,可以判断试管 A为制取氨气的装置,因此装入的药品应该为氯化铵和氢氧化
6、钙,氨气要使用碱石灰。加热后,黑色氧化铜变为红色的铜,生成的水和氨气生成氨水留在了 D中,而氮气通过排水法进行收集。检验氨气可利用其碱性,检验水可以用无水硫酸铜。6(09 安徽卷 28)Fenton 法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好 PH和2Fe浓度的废水中加入 H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物 p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验设计 控制 p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在 298K或 313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验 编号 实验目的 T/K P
7、H c/10-3molL-1 H2O2 Fe2+为以下实验作参考 298 3 6.0 0.30 探究温度对降解反应速率的影响 298 10 6.0 0.30 数据处理 实验测得 p-CP的浓度随时间变化的关系如图所示。石蕊试纸变蓝该气体水溶液一定显碱性某无色溶液中加溶液再加入稀盐性正确项项加热时会水解错广东理科基础工业废水中常含有不同类型的化学法含苯废水用活性炭吸附物理法含纯碱的废水加石灰水反应化学法优秀学习资料 欢迎下载 (2)请根据右上图实验曲线,计算降解反应在 50150s 内的反应速率:(p-CP)=molL-1s-1 解释与结论(3)实验、表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时
8、反而导致降解反应速率减小,请从 Fenton 法所用试剂 H2O2的角度分析原因:。(4)实验得出的结论是:PH等于 10 时,。思考与交流(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:答案(1)实验 编号 实验目的 T/K PH c/10-3molL-1 H2O2 Fe2+313 3 6.0 0.30 探究溶液的 pH对降解反应速率的影响 (2)8.010-6(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解。(4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)(5)将所取样品迅速加入到一定量的 NaOH 溶液中,使 pH约为 10(或将所
9、取样品骤冷等其他合理答案均可)解析(1)实验是参照实验,所以与实验相比,实验和只能改变一个条件,这样才能起到对比实验的目的,则实验是探究温度对反应速率的影响,则 T=313K,pH=3,石蕊试纸变蓝该气体水溶液一定显碱性某无色溶液中加溶液再加入稀盐性正确项项加热时会水解错广东理科基础工业废水中常含有不同类型的化学法含苯废水用活性炭吸附物理法含纯碱的废水加石灰水反应化学法优秀学习资料 欢迎下载 c(H2O2)=6.0 molL-1,c(Fe2)=0.30 molL-1,实验显然是探究 pH的大小对反应速率的影响;(2)在 50150s 内,c(p-CP)=0.8molL-1,则 v(p-CP)=
10、0.08molL-1s-1;(3)温度过高时,H2O2分解,c(H2O2)浓度减小,导致反应速率减小;(4)从图中看出,pH=10时,c(p-CP)不变,即反应速率为零,说明碱性条件下,有机物p-CP不能降解;(5)从第(4)可以得出,在发言液中加入 NaOH 溶液,使溶液的 pH迅速增大,反应停止。7(09 安徽卷 27)某厂废水中含 5.0010-3molL-1的272OCr,其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料45.15.0FeOFeCr(Fe的化合价依次为+3、+2),设计了如下实验流程:(1)第步反应的离子方程式是 。(2)第步中用 PH试纸测定溶液 PH
11、的操作是:。(3)第步过滤得到的滤渣中主要成分除 Cr(OH)3外,还有 。(4)欲使 1L 该废水中的272OCr完全转化为45.15.0FeOFeCr。理论上需要加入 g FeSO47H2O。答案(1)Cr2O72-+6Fe2+14H 2Cr3+6Fe3+7H2O(2)将一小块 pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在 pH试纸上,再与标准比色卡对照。(3)Fe(OH)3、Fe(OH)2 (4)13.9 解析(1)第步是 Cr2O72与 Fe2发生氧化还原反应,方程式为:Cr2O726Fe2 14H 2Cr36Fe37H2O;(2)测定溶液的 pH的方法是:用玻璃棒蘸取待测溶液滴
12、在 pH试纸的中心位置,然后对含272OCr的酸性废水 加 FeSO47H2O 含 Cr3+、Fe2+、Fe3+的溶液 加 NaOH溶液 至 PH为 9,过滤 滤液 滤渣 焙烧 45.15.0FeOFeCr石蕊试纸变蓝该气体水溶液一定显碱性某无色溶液中加溶液再加入稀盐性正确项项加热时会水解错广东理科基础工业废水中常含有不同类型的化学法含苯废水用活性炭吸附物理法含纯碱的废水加石灰水反应化学法优秀学习资料 欢迎下载 照标准比色卡,读出对应颜色的数据;(3)从最终所得磁性材料的化学式可知,滤渣中主要有 Cr(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3;(4)1L废水中的n(Cr2O72)=5.0010
13、-3mol,根据关系式:Cr2O724Cr0.5Fe1.5FeO410FeSO47H2O,所以理论上n(FeSO47H2O)=0.05mol,m(FeSO47H2O)=0.0 5mol278gmol-1=13.9g。8(09 广东化学 19)某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)制备氮化钙(Ca3N2),并探究其实验式。(1)按图连接好实验装置。检查装置的气密性,方法是 。(2)反应过程中末端导管必须插入试管 A的水中,目的是 。(3)制备氮化钙的操作步骤是:打开活塞 K 并通入 N2;点燃酒精灯,进行反应;反应结束后,;拆除装置,取出产物。(4)数据记录如下:空瓷舟质量 m0/g 瓷舟与钙
14、的质量 m1/g 瓷舟与产物的质量 m2/g 14.80 15.08 15.15 计算得到实验式 CaxN2,其中 x=.若通入的 N2中混有少量 O2,请比较 x 与 3 的大小,并给出判断依据:。答案(1)关闭活塞,微热反应管,试管 A中有气泡冒出,停止加热。冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变,说明装置气密性良好。(2)防止反应过程中空气进入反应管,便于观察 N2的逆流(3)熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温,停止通入氮气,并关闭活塞。(4)2.80 产物中生成了CaO 解析(1)见答案;(2)要保证整个装置不能混入其他气体;石蕊试纸变蓝该气体水溶液一定显碱性某无色溶液中加溶液再加入稀盐
15、性正确项项加热时会水解错广东理科基础工业废水中常含有不同类型的化学法含苯废水用活性炭吸附物理法含纯碱的废水加石灰水反应化学法优秀学习资料 欢迎下载(3)一定要使玻璃管冷却后再停止通入气流;(4)要确定 X 值必须求出钙和氮的原子个数比根据题目给的数据可做如下计算m(Ca)=(15.08-14.80)g=0.28g,m(N)=(15.15-15.08)g=0.07g,则n(Ca):n(N)=0.2840:0.0714=7:5,则 x=145;若通入的 N2中混有少量 O2,则产物中就有可能混有了 CaO,而 Ca3N2中钙的质量分数为 81.08,CaO中钙的质量分数为 71.43,所以产物中混
16、有了 CaO会导致钙的质量分数减小,x 的值偏小。9(09 福建卷 25)某研究性小组借助 A-D的仪器装置完成有关实验 【实验一】收集 NO气体。(1)用装置 A收集 NO气体,正确的操作是 (填序号)。a从口进气,用排水法集气 b从口进气,用排气法集气 c从口进气,用排水法集气 d从口进气,用排气法集气【实验二】为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数Zn和镀层厚度,查询得知锌易溶于碱:Zn+2NaOH=Na2ZnO3+H2据此,截取面积为 S 的双面镀锌薄铁板试样,剪碎、称得质量为 m1 g。用固体烧碱和水作试剂,拟出下列实验方案并进行相关实验。方案甲:通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现
17、探究木目标。(2)选用 B和 (填仪器标号)两个装置进行实验。(3)测得充分反应后生成氢气的体积为 VL(标准状况),()Zn=。(4)计算镀层厚度,还需要检索的一个物理量是 。(5)若装置 B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗,测量结果将(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。方案乙:通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器 C做实验,试样经充分反应,滤出不溶物、洗涤、烘干,称得其质量为 m2g。(6)()Zn 。方案丙:通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量(其差值即为 H2的质量)石蕊试纸变蓝该气体水溶液一定显碱性某无色溶液中加溶液再加入稀盐性正确项项加热时会水解错广东
18、理科基础工业废水中常含有不同类型的化学法含苯废水用活性炭吸附物理法含纯碱的废水加石灰水反应化学法优秀学习资料 欢迎下载 实现探究目标。实验同样使用仪器 C。(7)从实验误差角度分析,方案丙 方案乙(填“优于”、“劣于”或“等同于”)。答案(1)C (2)D (3)14.2265mV(或19.2mV等其他合理答案:)(4)金属锌的密度(或其他合理答案:)(5)偏大(6)121mmm(或其他合理答案:)(7)劣于 解析 本题考查实验的探究,涉及 NO气体的收集,混合物中金属含量的计算等。(1)NO遇空气立即被氧化,故不能用排空气法收集,只能用排水法收集。排水时应用短进长出。(2)方案甲:Zn 和
19、Fe 中只有 Zn可以与 NaOH 产生气体,通过排水收集气体,依据反应方程式即可算出 Zn的质量分数。所以需要的装置有测 H2的体积的 D装置。(3)Zn与 H2之间量为 1:1,则n(Zn)=V/22.4 mol,w(Zn)=m(Zn)/m1=14.2265mV。(4)有了 Zn的质量,如果有密度,则可以求出 Zn的体积,再由 Zn的截面积,即可求出Zn 的高度(厚度)。(5)恒压式分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方,故排气时收集少了,所以用普通漏斗时收集的 H2多一些,则计算出的 Zn 的量偏大。(6)减少的质量即为 Zn的质量。(7)丙方案根据 H2的质量差值,显然误差大,因为
20、产生的 H2质量很小,计算偏差大。10(09 北京卷 27)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成2NO,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。石蕊试纸变蓝该气体水溶液一定显碱性某无色溶液中加溶液再加入稀盐性正确项项加热时会水解错广东理科基础工业废水中常含有不同类型的化学法含苯废水用活性炭吸附物理法含纯碱的废水加石灰水反应化学法优秀学习资料 欢迎下载 可选药品:浓硝酸、3mo/L 稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳 已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与2NO反应 232222NONaO
21、HNaNONaNOH O(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置、中乘放的药品依次是 (2)滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后 (3)装置中发生反应的化学方程式是 (4)装置的作用是 ,发生反应的化学方程式是 (5)该小组得出的结论依据的试验现象是 (6)试验结束后,同学们发现装置中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别涉及了一下 4 个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)a.加热该绿色溶液,观察颜色变化 b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化 c.向该绿色溶液
22、中通入氮气,观察颜色变化 d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反映产生的气体,观察颜色变化 答案(1)3mol/L 稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入 CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(4)将 NO2转化为 NO 3NO2+H2O=2HNO3+NO(5)装置中液面上方气体仍为无色,装置中液面上方气体由无色变为红棕色(6)a c d 11(09 广东化学 21)三草酸合铁酸钾晶体 K3 Fe(C2O4)33H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固
23、体产物进行实石蕊试纸变蓝该气体水溶液一定显碱性某无色溶液中加溶液再加入稀盐性正确项项加热时会水解错广东理科基础工业废水中常含有不同类型的化学法含苯废水用活性炭吸附物理法含纯碱的废水加石灰水反应化学法优秀学习资料 欢迎下载 验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。限选试剂:浓硫酸、1.0 molL-1HNO3、1.0 molL-1盐酸、1.0 molL-1 NaOH、3%H2O2、0.1molL-1KI、0.1 molL-1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C),观
24、察到 A、C中澄清石灰水都变浑浊,B中有红色固体生成,则气体产物是 。(2)该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有 K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是 ,现象是 。(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。提出合理假设 假设 1:;假设 2:;假设 3:。设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)实验过程 根据中方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。实验步骤 预期现象与结论 步骤 1:步骤 2:步骤 3:答案(1)CO2、CO (2)焰色反应 透过蓝色钴玻璃,观察到紫色的火焰(3)FeO FeO、Fe Fe 实验步骤 预
25、期现象与结论 步骤 1:取适量固体产物与试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不容固体与溶液,用蒸馏水固体产物部分溶解 石蕊试纸变蓝该气体水溶液一定显碱性某无色溶液中加溶液再加入稀盐性正确项项加热时会水解错广东理科基础工业废水中常含有不同类型的化学法含苯废水用活性炭吸附物理法含纯碱的废水加石灰水反应化学法优秀学习资料 欢迎下载 充分洗涤不溶固体 步骤 2:向试管中加入适量硫酸铜溶液,再加入少量不溶固体,充分振荡(1)若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化,则假设 2 成立。(2)若蓝色溶液颜色明显改变,且有暗红色固体生成,则证明有铁单质存在 步骤 3:继续步骤 2 中的(2)
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