2022年高考化學易錯練兵：專題18化學實驗方案的設計與評價

1、PAGE27專題18化學實驗方案的設計與評價1硝基苯是重要的精細化工原料，是醫(yī)藥和染料的中間體，還可作有機溶劑。制備硝基苯的過程如下：組裝如下圖反應裝置。配制混酸，取100mL燒杯，用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混酸，加入漏斗中，把18mL苯加入三頸燒瓶中。向室溫下的苯中逐滴加入混酸，邊滴邊攪拌，混合均勻。在5060下發(fā)生反應，直至反應結(jié)束。除去混酸后，粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和10%Na2CO3溶液洗滌，最后再用蒸餾水洗滌得到粗產(chǎn)品。已知1HNO3濃H2OHNO3濃2可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下物質(zhì)熔點/沸點/密度20/eqblcrcavs4alco1gcm3溶解性苯80微溶于水硝基苯難溶于水

2、1，3二硝基苯89301微溶于水濃硝酸83易溶于水濃硫酸338易溶于水請回答下列問題：1配制混酸應在燒杯中先加入_。2恒壓滴液漏斗的優(yōu)點是_。3實驗裝置中長玻璃管可用_代替填儀器名稱。4反應結(jié)束后產(chǎn)品在液體的_層填“上”或者“下”，分離混酸和產(chǎn)品的操作方法為_。5用10%Na2CO3溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌時，怎樣驗證液體已洗凈_。6為了得到更純凈的硝基苯，還需先向液體中加入_除去水，然后蒸餾。答案1濃硝酸2可以保持漏斗內(nèi)壓強與發(fā)生器內(nèi)壓強相等，使漏斗內(nèi)液體能順利流下3冷凝管球形冷凝管或直行冷凝管均可4上分液5取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣，若無沉淀生成，說明已洗凈6氯化鈣2三草酸合鐵

3、酸鉀晶體K3FeC2O433H2O可用于攝影和藍色印刷，它受熱易分解，為了驗證其氣態(tài)產(chǎn)物，某同學設計了如下實驗裝置：1若實驗中，觀察到B、E中的溶液均變渾濁，則D中的現(xiàn)象是_；說明其氣態(tài)產(chǎn)物是_、_；為驗證另一種氣態(tài)產(chǎn)物，應在A、B之間增加的裝置為_。2為了使實驗更安全、更嚴密，你認為該實驗設計需要如何改進_；_。3固體產(chǎn)物中鐵元素不可能以3價形式存在，理由是_?，F(xiàn)設計實驗，探究固體產(chǎn)物中鐵元素的存在形式。提出合理假設。假設1：_；假設2：_；假設3：_。某學生設計實驗探究上述假設，除3%H2O2、蒸餾水外，還需要下列試劑中的_。限選試劑：濃硫酸、L1HNO3、L1鹽酸、L1NaOH溶液、L1

4、KI溶液、L1CuSO4溶液、20%KSCN溶液。答案1溶液褪色或變淺CO2CO盛有無水CuSO4的干燥管2在B裝置之前加一個防倒吸裝置在C裝置后增加一個檢驗二氧化碳是否除盡的裝置或盛有澄清石灰水的試管3有還原性氣體CO生成，能將三價鐵還原，故不可能有三價鐵存在鐵元素的存在形式為Fe單質(zhì)鐵元素的存在形式為FeO鐵元素的存在形式為Fe與FeO的混合物L1鹽酸、20%KSCN溶液、L1CuSO4溶液3某化學興趣小組為研究生鐵含碳與濃硫酸的反應情況及產(chǎn)物性質(zhì)，設計如下實驗。請回答下列問題：1按上圖所示裝置進行實驗夾持裝置及尾氣處理裝置未畫出。儀器b的名稱為_；實驗過程中，裝置B中觀察的現(xiàn)象是_。2裝

5、置C中有白色沉淀生成，該反應化學方程式為_。3裝置A中還會產(chǎn)生CO2氣體，請寫出產(chǎn)生CO2的化學方程式：_。4為了驗證裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有CO2，應先從下列中選出必要的裝置連接A裝置中c處管口，從左到右的順序為_填序號；然后再進行的操作是從a處多次鼓入N2，其目的是_。5某同學通過驗證實驗后期裝置A中產(chǎn)生的氣體中還含有H2，反應的離子方程式是_。答案1分液漏斗品紅試紙褪色，石蕊試紙變紅2BaNO323SO22H2O=BaSO42NO2H2SO4書寫2個方程式也可3C2H2SO4濃eqo=,sugL1計?；瘜W興趣小組測定某水樣的化學需氧量COD過程如下：取amL水樣置于錐形瓶中，加入的K2C

6、r2O7溶液。加指示劑，用cmolL1的硫酸亞鐵銨NH42FeSO42溶液滴定，終點時消耗bmL此步驟的目的是用Fe2把多余的Cr2Oeqoal2,7轉(zhuǎn)化為Cr3。中量取K2Cr2O7溶液的儀器是_。計算該水樣的化學需氧量時需用到下列關(guān)系：要除去1molCr2Oeqoal2,7需消耗_molFe2，1molCr2Oeqoal2,7相當于_molO2。答案17NaNO22向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，待液體流下，重復操作23次D32Cr2O3eqo=,su16.8 g，裝置E中產(chǎn)生白色沉淀的質(zhì)量為ng，則此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是_用含字母的代數(shù)式表示，不用化簡。3某興趣小組欲在綠色環(huán)保的條件下探

7、究SO2的性質(zhì)，設計如圖實驗裝置。B、C、D分別用于檢驗SO2的漂白性、還原性和氧化性，則B中所盛試劑為_；C中反應的離子方程式為_；D中的實驗現(xiàn)象為_；E裝置的作用是_。答案：1S、Fe2打開分液漏斗上的活塞，旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加使殘留在裝置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收eqffm,80,fm,80fn,233100%3品紅溶液SO2I22H2O=SOeqoal2,42I4H試管中有淡黃色沉淀生成吸收尾氣，防止倒吸6某校研究性學習小組的同學進行了以下化學實驗：將金屬鈣置于空氣中燃燒，然后向所得固體產(chǎn)物中加入一定量蒸餾水，此過程中反應放出大量的熱，并且放出有臭味的氣體。1甲同學提出：

8、運用類比學習的思想，Ca與Mg是同一主族元素，化學性質(zhì)具有一定的相似性，根據(jù)甲同學的觀點寫出Ca在空氣中燃燒時發(fā)生反應的化學方程式：_。2乙同學提出：Ca的性質(zhì)比Na活潑，在空氣中燃燒還應有CaO2生成，CaO2與Na2O2性質(zhì)相似，綜合甲、乙同學的觀點寫出Ca燃燒后的固體產(chǎn)物與水反應放出氣體的化學方程式：_。3丙同學提出用實驗的方法探究放出的有臭味氣體的成分：【查閱資料】CaO2遇水反應生成H2O2，H2O2會分解產(chǎn)生一定量的O3。碘量法是最常用的臭氧測定方法，其原理為O32KIH2O=O2I22KOH。【提出假設】假設1：該有臭味氣體只含NH3；假設2：該有臭味氣體只含_；假設3：該有臭味

9、氣體含有_。【設計方案進行實驗探究】限選實驗試劑：紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙、23.0 gL的溶液；C取步驟B的溶液，滴加足量BaCl2溶液，將生成的白色沉淀過濾、洗滌、干燥，稱量得固體質(zhì)量為1.97 g。步驟C中不溶物干燥前必須經(jīng)過洗滌，如何檢驗該沉淀是否洗滌干凈_。該探究得出鈉與二氧化碳反應的化學方程式為_。答案：1C關(guān)閉彈簧夾，向長頸漏斗中加水，一段時間后靜置液面保持不變，說明氣密性良好2B3裝置5中出現(xiàn)大量渾濁；排盡裝置中的空氣4取最后一次洗滌液加入稀H2SO4，不出現(xiàn)渾濁說明沉淀洗滌干凈6Na4CO2eqo=,su1.97 g197 gol110，mNa2CO3106 gmol110

10、.6 g。所以固體中含有Na2O，nNa2O23 g10.6 g62 gmol1，根據(jù)氧化還原反應原理，反應中CO2中C化合價下降為2價的CO，故反應方程式為6Na4CO2eqo=,suLLKIO3溶液/mLH2O/mL反應溫度/溶液變藍的時間t/s1015a10t11030010t210b020t3表中a_，b_。3改變反應溫度，重復實驗，得到溫度T與溶液變藍所需時間t的關(guān)系如圖所示“”表示超過50 后溶液不會再變藍。在30 下，若溶液變藍時，I2的物質(zhì)的量為nmol，則從反應開始至溶液變藍，IO3的平均反應速率為_molL1s1寫出表達式即可，不要化簡根據(jù)圖像，請你分析溫度低于50 時，溶

11、液變藍所需時間與反應溫度的關(guān)系：_4將NaHSO3溶液與KIO3溶液混合預先加入可溶性淀粉為指示劑，用速率檢測儀檢測出起始階段反應速率逐漸增大，一段時間后反應速率又逐漸減假設一：反應生成的SOeqoal2,4對反應起催化作用，SOeqoal2,4濃度越大反應速率越快；假設二：_；假設三：_；5請你設計實驗驗證上述假設一，完成下表中內(nèi)容反應速率可用測速儀測定。實驗方案不要求寫出具體操作過程預期實驗現(xiàn)象和結(jié)論答案：12IOeqoal,35HSOeqoal,3=5SOeqoal2,4I23HH2O215303eqf2n,4010365溫度低于30 時，溫度越高，溶液變藍所需時間越短；溫度高于30 時

12、，溫度越高，溶液變藍所需時間越長本小題具有開放性，答案合理即可4反應生成的H對反應起催化作用，H濃度越大反應速率越快反應生成的I2對反應起催化作用，I2濃度越大反應速率越快或該反應是放熱反應，溫度升高導致反應速率加快本小題具有開放性，答案合理即可5實驗方案不要求寫出具體操作過程預期實驗現(xiàn)象和結(jié)論在燒杯甲中將NaHSO3溶液與過量KIO3溶液混合，用測速儀測定其起始時的反應速率v甲；在燒杯乙中進行同一反應不同的是乙燒杯中預先加入少量Na2SO4或K2SO4粉末，其他反應條件均完全相同，測定其起始階段的相同時間內(nèi)的反應速率v乙若v甲v乙，則假設一不成立；若v甲v乙，則假設一成立本小題具有開放性，答

13、案合理即可率，另一燒杯中先加入硫酸鹽，如Na2SO4或K2SO4等，再加入NaHSO3與過量KIO3溶液測其反應速率，判斷cSOeqoal2,4是否對該反應速率產(chǎn)生影響。9某小組以CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X。為確定其組成，進行如下實驗。氨的測定：精確稱取wgX，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1molL1的鹽酸標準溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2molL1NaOH標準溶液滴定過剩的HCl，到終點時消耗V2mLNaOH溶液。氨的測定裝置已

14、省略加熱和夾持裝置氯的測定：準確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)淡紅色沉淀不再消失為終點Ag2CrO4為磚紅色?；卮鹣铝袉栴}：1裝置中安全管的作用原理是_。2用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時，應使用_式滴定管，可使用的指示劑為_。3樣品中氨的質(zhì)量分數(shù)表達式為_。4測定氨前應該對裝置進行氣密性檢驗，若氣密性不好測定結(jié)果將_填“偏高”或“偏低”。5測定氯的過程中，使用棕色滴定管的原因是_；滴定終點時，若溶液中cAg105molL1，cCrOeqoal2,4為_molL1。已知：KsolL1，可求出cCrOeqoal2,4eqfKsolL1103m

15、olL1。6樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為163，可寫出化學式為CoNH36Cl3，由化合物中正負化合價代數(shù)和為0計算，NH3整體為0價，氯為1價，故Co為3價；從而推出制備X的化學方程式為2CoCl22NH4Cl10NH3H2O2=2CoNH36Cl32H2O。由于溫度過高時H2O2易分解，NH3易揮發(fā)，故制備過程中溫度不能過高，否則H2O2分解，NH3揮發(fā)。10磷酸鐵FeL濾液中的Fe2，消耗amolL1K2Cr2O7標準溶液bmL，則濾液中cFe2_molL1。為使濾液中的Fe2完全被H2O2氧化，下列實驗條件控制正確的是_填序號。A加入適當過量的H2O2溶液B緩慢滴加H2O2溶液并

16、攪拌C加熱，使反應在較高溫度下進行D用氨水調(diào)節(jié)溶液15 gL蒸餾水。另取5 g研細的硫粉，用3mL乙醇潤濕，加入上述溶液中。安裝實驗裝置如圖所示，部分夾持裝置略去，水浴加熱，微沸60分鐘。趁熱過濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出Na2S2O35H2O，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品?；卮饐栴}：1硫粉在反應前用乙醇潤濕的目的是_。2儀器a的名稱是_，其作用是_。3產(chǎn)品中除了有未反應的Na2SO3外，最可能存在的無機雜質(zhì)是_。檢驗是否存在該雜質(zhì)的方法是_。4該實驗一般控制在堿性環(huán)境下進行，否則產(chǎn)品發(fā)黃，用離子反應方程式表示其原因：_。測定產(chǎn)品純度準確稱取Wg產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用L

17、1碘的標準溶液滴定。反應原理為：2S2Oeqoal2,3I2=S4Oeqoal2,62I5滴定至終點時，溶液顏色的變化：_。6測定起始和終點的液面位置如圖，則消耗碘的標準溶液體積為_mL。產(chǎn)品的純度為設Na2S2O35H2O相對分子質(zhì)量為M_。Na2S2O3的應用7Na2S2O3還原性較強，在溶液中易被Cl2氧化成SOeqoal2,4，常用作脫氯劑，該反應的離子方程式為_。答案：1使硫粉易于分散到溶液中2冷凝管冷凝回流3Na2SO4取少量產(chǎn)品溶于過量稀鹽酸，過濾，向濾液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，則產(chǎn)品中含有Na2SO44S2Oeqoal2,32H=SSO2H2O5由無色變藍色6eqf1

18、03M,W100%7S2Oeqoal2,34Cl25H2O=2SOeqoal2,48Cl10H12某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸H2C2O4能將其中的Cr2Oeqoal2,7轉(zhuǎn)化為Cr3。某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬Al2FeSO4424H2O即可對該反應起催化作用。為進一步研究有關(guān)因素對該反應速率的影響，探究如下：1在25 L草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL46010305601030560測得實驗和溶液中的Cr2Oeqoal2,7濃度隨時間變化關(guān)系如圖所示。2上述反應后草酸被氧化為_填化學式。3實驗和的結(jié)果表明_；實驗中0t1時間段反應速率vCr3_molL1min1用代數(shù)式表示。4該課題組對鐵明礬Al2FeSO4424H2O中起催化作用的成分提出如下假設，請你完成假設二和假設三：假設一：Fe2起催化作用；假設二：_；假設三：_；5請你設計實驗驗證上述假設一，完成下表中