高考化學總復習 第10章 第4講 實驗方案的設計與評價一卷沖關的課后練案

【創(chuàng)新設計】高考化學總復習第10章第4講實驗方案的設計與評價一卷沖關的課后練案一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分)1．(·福州質檢)下述實驗設計能夠達到目的的是()編號實驗目的實驗設計A除去CO2中少量的SO2將混合氣體通過飽和Na2CO3溶液B除去Cu粉中混有的CuO向混合物中滴加適量稀硝酸C證明鎂的金屬活動性比鋁強向AlCl3溶液中投入鎂條D證明H2CO3酸性比HClO強將CO2通入Ca(ClO)2溶液中解析：除去CO2中少量的SO2應通入飽和的NaHCO3溶液，A選項錯誤；除去Cu粉中混有的CuO應通入氫氣加熱還原，B選項錯誤；可以通過鎂和鋁分別和鹽酸反應的劇烈程度來比較兩者的金屬活動性強弱，C選項錯誤；將CO2通入Ca(ClO)2溶液中出現(xiàn)白色沉淀，此實驗可以證明H2CO3酸性比HClO強，D選項正確。答案：D2．(·湛江模擬)下列有關實驗或操作的敘述正確的是()A．實驗室可采用如圖所示裝置制取氨氣B．向碘水中加入苯或酒精，均可從碘水中萃取碘C．向AgCl沉淀中滴加少量KI溶液，可說明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgI)D．某溶液用鹽酸酸化無明顯現(xiàn)象，再滴加氯化鋇溶液有白色沉淀產生，說明溶液中有SOeq\o\al(2－,4)解析：A項中氯化銨在試管底部分解生成NH3和HCl，在試管口或導管內兩者又反應生成氯化銨，不正確。酒精與水互溶不能作碘水的萃取劑，B不正確。C項中生成溶解度更小的AgI，說明Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)。答案：D3．(·杭州質檢)下列實驗設計能完成或實驗結論合理的是()A．證明一瓶紅棕色氣體是溴蒸氣還是二氧化氮，可用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗，觀察試紙顏色的變化B．鋁熱劑溶于足量稀鹽酸再滴加KSCN溶液，未出現(xiàn)血紅色，鋁熱劑中一定不含鐵的氧化物C．測氯水的pH，可用玻璃棒蘸取氯水點在pH試紙上，待其變色后和標準比色卡比較D．用新制氫氧化銅鑒別乙醇和乙酸解析：溴蒸氣、二氧化氮均具有強氧化性，均能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{，無法區(qū)別；鋁熱劑溶于足量稀鹽酸后因發(fā)生反應：Al＋3Fe3＋=3Fe2＋＋Al3＋，再滴加KSCN溶液，不會出現(xiàn)血紅色，所以此方法不能檢驗鋁熱劑中是否含鐵的氧化物；氯水有強氧化性，能使pH試紙退色，所以用pH試紙不能測量氯水的pH值；乙酸能與Cu(OH)2反應，故可根據沉淀是否溶解鑒別乙醇和乙酸。答案：D4．下列實驗中，能達到預期目的的是()A．用過濾法除去Fe(OH)3膠體中的FeCl3B．用25mL堿式滴定管量取20.00mLNa2CO3溶液C．向某溶液中滴入BaCl2溶液和稀HNO3，來檢驗溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)D．將Na投入到CuSO4溶液中置換出銅，來證明鈉的金屬性比銅強解析：膠體和溶液都能夠透過濾紙，A錯；HNO3能夠將SOeq\o\al(2－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)帶來干擾，也可能有Ag＋的干擾，C錯；Na非?；顫?，投入到CuSO4溶液中與水劇烈反應，不能置換出Cu。答案：B5．“封管實驗”具有簡易、方便、節(jié)約、綠色等優(yōu)點，觀察下面四個“封管實驗”(夾持裝置未畫出)，判斷下列說法正確的是()A．加熱時，①上部匯集了固體NH4Cl，說明NH4Cl的熱穩(wěn)定性比較好B．加熱時，②、③溶液均變紅，冷卻后又都變?yōu)闊o色C．④中，浸泡在熱水中的容器內氣體顏色變深，浸泡在冰水中的容器內氣體顏色變淺D．四個“封管實驗”中所發(fā)生的化學反應都是可逆反應解析：A選項說明NH4Cl的熱穩(wěn)定性不好，A選項錯誤；加熱時，②溶液中氨氣揮發(fā)出來，溶液變無色，③液中二氧化硫揮發(fā)出來，溶液變紅，冷卻后②中氨氣又溶于溶液中，溶液變紅色，③中二氧化硫溶于品紅溶液中，溶液退色，B選項錯誤；二氧化氮與四氧化二氮的轉化是可逆反應，加熱利于平衡向生成二氧化氮的方向移動，降溫有利于平衡向生成四氧化二氮的方向移動，C選項正確；四個封管實驗中只有④為可逆反應，D選項錯誤。答案：C6．(·廣東六校聯(lián)考)下列實驗操作與預期實驗目的或所得實驗結論一致的是()選項實驗操作實驗目的或結論A將某氣體通入品紅溶液中，溶液退色該氣體中含有SO2B室溫下，分別向2支試管中加入相同體積、相同濃度的Na2S2O3溶液，再分別加入相同體積不同濃度的稀硫酸研究催化劑對反應速率的影響C下層液體從分液漏斗下端管口放出后，關閉活塞，換一個接收容器，再將上層液體從下端管口放出取出分液漏斗中的上層液體D向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不顯紅色；再向溶液中加入幾滴新制的氯水，溶液變?yōu)榧t色說明該溶液中一定含有Fe2＋解析：濕潤的Cl2也能使品紅溶液退色，A項錯誤；Na2S2O3在酸性溶液中產生S沉淀，不同濃度的稀硫酸中c(H＋)不同，化學反應速率不同，是研究濃度對反應速率的影響，B項錯誤，分液時為了防止上下兩層液體重新混雜，應采用“下流上倒”進行實驗操作，C項錯誤；KSCN只能與Fe3＋發(fā)生顯色(血紅色)反應，加入氧化劑后方能顯色的離子一定是Fe2＋，D項正確。答案：D7．(·湘潭模擬)下列除去雜質的實驗方法正確的是()A．除去K2CO3固體中少量NaHCO3：置于坩堝中加熱B．除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2：加入稍過量雙氧水后放置C．除去乙烷中混有的少量乙烯：在一定條件下加入適量氫氣充分反應D．除去蛋白質溶液中混入的少量氯化鈉：加入AgNO3溶液后過濾解析：NaHCO3受熱分解生成Na2CO3，使原固體中混有Na2CO3，A項錯誤；有機反應不能完全進行，C項錯誤；AgNO3＋NaCl=AgCl↓＋NaNO3，溶液中會引入NaNO3、AgNO3雜質，且Ag＋使蛋白質變性，所以應采用滲析的方法提純膠體，D項錯誤。答案：B8．(·青浦模擬)下列表示物質制備的方法中正確的是()A．NaCl(飽和溶液)eq\o(→,\s\up7(濃硫酸))HClB．Cueq\o(→,\s\up7(稀硫酸))CuSO4溶液eq\o(→,\s\up7(加熱至飽和))eq\o(→,\s\up7(冷卻))CuSO4·5H2O晶體C．MnO2eq\o(→,\s\up7(稀鹽酸，加熱))Cl2D．C6H6eq\o(→,\s\up7(濃硫酸，濃硝酸),\s\do5(50℃～60℃))硝基苯解析：本題考查的是物質的制備。因為HCl極易溶于水，所以制備HCl時，用固體氯化鈉與濃硫酸，而非氯化鈉飽和溶液，A錯誤；Cu與稀硫酸不反應，所以B錯誤；MnO2應該與濃鹽酸在加熱條件下反應制取氯氣，稀鹽酸不與MnO2反應，C錯誤；制取硝基苯，用濃硫酸作催化劑及脫水劑，D正確。答案：D9．(·惠州調研)為除去某物質中所含的雜質，所選用的試劑或操作方法正確的是()序號物質雜質除雜質應選用的試劑或操作方法①KNO3溶液KOH滴入稀HNO3，同時用pH試紙測定至溶液呈中性②FeSO4溶液CuSO4加入過量鐵粉并過濾③H2CO2依次通過盛有NaOH溶液和濃硫酸的洗氣瓶④NaNO3CaCO3溶解、過濾、蒸發(fā)、結晶A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④解析：KOH與硝酸反應生成KNO3和H2O；CuSO4與鐵粉反應生成FeSO4和Cu；CO2可以與NaOH溶液反應；CaCO3不溶于水。答案：D10．(2011·金麗衢十二校聯(lián)考)綠色化學實驗是在綠色化學思想指導下的實驗新方法，以減少污染，防止浪費等。下列符合綠色化學實驗的是()A．用銅與濃硫酸反應制取CuSO4，并用少量品紅溶液吸收尾氣B．將CO還原Fe2O3后的尾氣直接排入空氣中C．用CCl4完成萃取操作練習時，將溴水改成碘水D．將Zn和稀硫酸制H2后的廢液倒入水槽后再清洗玻璃儀器解析：品紅溶液可以用來檢驗SO2氣體，但不能用來吸收尾氣，A項錯誤；CO還原Fe2O3后的尾氣中含有少量CO氣體，直接排放到空氣中會造成污染，B項錯誤；溴易揮發(fā)，而碘不易揮發(fā)，C項正確；鋅與稀硫酸制氫氣后的廢液倒入水槽會污染環(huán)境，D項錯誤。答案：C二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)11．(12分)(·山東濟南模擬)用下圖裝置可以完成一系列實驗(圖中夾持裝置已略去)。請回答下列問題：Ⅰ.(1)儀器p的名稱是________。若裝置A選用濃硫酸和亞硫酸鈉固體制取SO2氣體(根據需要可以加熱)，并通過裝置B完成表中設計實驗，請?zhí)顚懕碇锌瞻祝築中棉花的位置①②③④所蘸試劑石蕊試液品紅溶液淀粉和碘水混合液氫硫酸現(xiàn)象退色淺黃色體現(xiàn)SO2的性質水溶液顯酸性漂白性氧化性(2)寫出③處反應的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.若用裝置A選用濃硫酸和濃鹽酸混合來制取HCl氣體，裝置B中的四處棉花依次做了如下處理：①處包有某固體物質、②蘸有KI溶液、③蘸有紫色石蕊試液、④蘸有濃NaOH溶液。回答下列問題：(1)p中盛裝試劑的化學式為_____________________________________________。(2)反應開始后，觀察到②處有棕黃色物質產生，寫出②處發(fā)生反應的離子方程式：________________________________________________________________________。①處包有的某固體物質可能是________。a．MnO2 b．KMnO4c．KCl d．Cu(3)在實驗過程中，在③處能觀察到________。(4)反應較長時間后，②處棕黃色褪去，生成無色的IOeq\o\al(－,3)，反應的離子方程式：___________________________________________________。解析：Ⅰ.SO2使石蕊試液變紅，使品紅溶液退色，將I2還原為I－而使淀粉和碘水混合液退色。Ⅱ.制取HCl應向濃鹽酸中滴加濃硫酸，濃鹽酸與KMnO4反應(不需加熱)可產生Cl2，②處生成棕黃色物質應是I2，Cl2使石蕊試液先變紅后退色，④處NaOH溶液可吸收Cl2。過量的Cl2可與I2反應生成IOeq\o\al(－,3)，而Cl2的還原產物一定是Cl－。答案：Ⅰ.(1)分液漏斗B中棉花位置①②③④所蘸試劑現(xiàn)象變紅退色體現(xiàn)SO2的性質還原性(2)I2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2I－Ⅱ.(1)H2SO4(2)Cl2＋2I－=I2＋2Cl－b(3)溶液先由紫色變紅色，后退色(4)5Cl2＋I2＋6H2O=10Cl－＋2IOeq\o\al(－,3)＋12H＋12．(12分)(·日照模擬)鐵在冷的濃硫酸中能發(fā)生鈍化。某興趣小組的同學發(fā)現(xiàn)將一定量的鐵與濃硫酸加熱時，觀察到鐵完全溶解得到溶液A，并產生大量氣體B。[提出猜想]Ⅰ.所得溶液中的金屬離子可能含有Fe2＋和Fe3＋中的一種或兩種。Ⅱ.所得氣體B的可能組成是________________(填寫化學式)。實驗室提供下列試劑：0.01mol/L酸性KMnO4溶液、0.1mol/LKI溶液、3%H2O2溶液、淀粉溶液、蒸餾水。請你協(xié)助他們探究所得溶液和氣體的成分。[實驗探究]請你完成以下部分探究實驗：實驗操作預期現(xiàn)象結論驗證Ⅰ的部分猜想含有Fe2＋和Fe3＋驗證猜想Ⅱ將所得氣體通入如圖所示裝置含有兩種氣體[問題討論]有同學提出，若另外選用KSCN溶液，則僅利用KSCN和H2O2兩種溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，請對該觀點進行評價并說明理由：_____________________。解析：[提出猜想]鐵與熱的濃H2SO4反應時，其還原產物為SO2氣體，但隨著反應的進行，硫酸的濃度降低，F(xiàn)e與稀H2SO4反應產生的氣體為H2，故氣體B的成分為SO2或SO2與H2的混合氣體。[實驗探究]Fe3＋具有氧化性，能使KI淀粉溶液變藍；Fe2＋具有還原性，能使酸性KMnO4溶液退色，SO2具有還原性，能使酸性KMnO4溶液退色。[問題討論]若溶液中含有Fe3＋，僅用H2O2和KSCN溶液，無法檢驗溶液中是否含有Fe2＋的存在。答案：[提出猜想]SO2或SO2與H2的混合氣體[實驗探究]實驗操作預期現(xiàn)象結論驗證Ⅰ的部分猜想①取適量A溶液，滴加KI溶液和淀粉溶液②另取適量A溶液，滴加少量酸性KMnO4溶液①溶液變?yōu)樗{色②紫紅色退去含有Fe2＋和Fe3＋驗證猜想Ⅱ將所得氣體通入如圖所示裝置甲中紫紅色退去，乙中不退色，試管中收集到氣體含有兩種氣體[問題討論]不正確，若溶液中含有Fe3＋，則無法檢驗原溶液中是否含有Fe2＋13．(12分)(·長春調研)為測定某碳酸氫鈉樣品純度(含有少量氯化鈉)，學生設計了如下幾個實驗方案(每個方案均稱取m1g樣品)，請回答每個方案中的問題。[方案Ⅰ]選用重量法進行測定：可用下圖中的裝置進行實驗。(1)A裝置中NaOH溶液的作用是__________________，若直接向試樣溶液中鼓入空氣會導致實驗測定結果________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。(2)該方案需直接測定的物理量是______________________________________。[方案Ⅱ]選用氣體體積法進行測定：可用如圖中的裝置進行實驗。(3)為了減小實驗誤差，量氣管中加入的液體X為________溶液。(4)通過實驗，測得該試樣中碳酸氫鈉質量分數偏低，產生這種現(xiàn)象的原因可能是________。a．測定氣體體積時未冷卻至室溫b．測定氣體體積時水準管的液面高于量氣管的液面c．Y型管中留有反應生成的氣體d．氣體進入量氣管前未用濃硫酸干燥[方案Ⅲ]選用滴定法進行測定：(5)稱取m1g樣品，配成100mL溶液，取出20mL，用cmol·L－1的標準HCl溶液滴定，消耗體積為VmL，則該試樣中碳酸氫鈉質量分數的計算式為：_________________。解析：(1)本題是通過碳酸氫鈉與硫酸反應生成二氧化碳，再用堿石灰吸收二氧化碳，通過二氧化碳的質量求碳酸氫鈉質量分數，故應排除空氣中二氧化碳的干擾，若不吸收空氣中的二氧化碳會導致測定結果偏高。(2)需要直接測定的物理量是裝置C反應前后的質量，其質量差即為二氧化碳的質量。(3)二氧化碳能溶于水，用飽和碳酸氫鈉溶液可以降低二氧化碳的溶解度，減小實驗誤差。(4)a項會使測定結果偏高；b項氣體壓強大于大氣壓，會使測定的體積偏小，導致碳酸氫鈉的測定結果偏低；c項，原Y形管內有空氣，后留有反應產生的氣體不影響實驗結果；本題是用排水集氣法測定氣體體積，不需要干燥，d項無影響。(5)根據化學方程式：NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O，可知反應消耗的鹽酸與碳酸氫鈉的物質的量相等，w(NaHCO3)＝eq\f(c×V×10－3×84×\f(100,20),m1)×100%。答案：(1)吸收空氣中的CO2偏高(2)裝置C反應前后質量(3)NaHCO3(其他合理答案也可)(4)b(5)eq\f(5×c×V×10－3×84,m1)×100%14．(14分)(·福建高考)化學興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行以下探究：查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時無氣體產生。Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗取適量牙膏樣品，加水充分攪拌、過濾。(1)往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應的離子方程式是________________________________。(2)往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定利用如圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進行實驗，充分反應后，測定C中生成的BaCO3沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數。依據實驗過程回答下列問題：(3)實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣。其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有________。(4)C中反應生成BaCO3的化學方程式是________________________________________________________________________。(5)下列各項措施中，不能提高測定準確度的是________(填標號)。a．在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體b．滴加鹽酸不宜過快c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗