2020届高考化学一轮复习化学实验方案的设计与评价作业

2020届高考化学一轮复习化学实验方案的设计与评价作业

一、选择题(每小题5分，共60分)‎ ‎1．同学们在做铜与浓硝酸反应的实验时，发现反应后溶液呈绿色，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。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确，这些方案中不可行的是 A．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化 B．加热该绿色溶液，观察颜色变化 C．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化 D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察溶液颜色变化 解析　为验证溶液呈绿色是c(Cu2＋)大小引起还是因溶有NO2引起，可采取的实验方案应只改变其中的一种影响因素，不能同时改变c(Cu2＋)大小与NO2的量。A项加入水，c(Cu2＋)变小，同时水也会与溶液中可能溶有的NO2反应生成HNO3，故不能得出溶液呈绿色的原因；B、C项操作都是赶出溶液中可能溶有的NO2，对c(Cu2＋)大小无影响，方案可行；D项向无NO2的硝酸铜溶液中通入NO2后，通过观察溶液颜色变化，可得出结论，方案可行。‎ 答案　A ‎2．某同学为探究SO2与Ba2＋只有在碱性条件下才能形成BaSO3沉淀，设计了如下方案，你认为可行的是 A．将SO2通入Ba(OH)2溶液中观察有白色沉淀生成 B．将SO2通入Ba(NO3)2溶液中观察有白色沉淀生成 C．将SO2分别通入BaCl2溶液、BaCl2与HCl的混合溶液、Ba(OH)2溶液中，观察到只有Ba(OH)2中有白色沉淀生成 D．将SO2通入BaCl2与NH3的混合溶液中有白色沉淀生成 解析　A、D项方案不能说明SO2与Ba2＋在非碱性条件下不能反应生成BaSO3沉淀；B项中SO2溶解后会形成酸性溶液，NO在酸性条件下可将SO氧化成SO，得到的沉淀是BaSO4。‎ 答案　C ‎3．下列实验方案能达到预期目的的是 ‎①实验室保存FeCl3溶液应加少量稀盐酸，并且放入少量的铁粉　②氢氧化钠溶液保存在配有橡胶塞的细口瓶中　③向溶液中滴入氯化钡溶液，再加稀硝酸能检验溶液中是否含有SO　④用丁达尔效应可以区分食盐水和淀粉溶液　⑤工业上可用金属铝与V2O5在高温下冶炼矾，铝作还原剂 A．①②④ B．①②⑤‎ C．②④⑤ D．②③④‎ 解析　FeCl3溶液加入铁粉会被还原为FeCl2，故①不正确；向溶液中滴入氯化钡溶液，再加稀硝酸生成白色沉淀，不能检验溶液中是否含有SO，因为有Ag＋、SO的干扰，故③不正确。其余各项均可行。‎ 答案　C ‎4．某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋，他们使用的药品和装置如图所示：‎ 下列说法不合理的是 A．能表明I－的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色 B．装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气 C．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀 D．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入KMnO4溶液，紫红色褪去 解析　B中蓝色溶液褪色，说明SO2的还原性大于I－，选项A正确；NaOH溶液吸收SO2尾气，防止污染空气，选项B正确；若A中发生了氧化还原反应，SO2被氧化生成硫酸，FeCl3‎ 被还原成FeCl2，检验硫酸根离子加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀，C正确；选项D欲用KMnO4溶液检验FeCl2，但是SO2也能与KMnO4溶液反应，紫红色褪去，D项错误。‎ 答案　D ‎5．下列相关家庭实验设计能达到预期目的的是 相关实验 预期目的 A 在少量食用碱中滴加食醋 探究食用碱是碳酸钠还是碳酸氢钠 B 在食用盐中滴加少量淀粉液 探究食用盐是否为加碘盐 C 用激光笔照射淀粉液 探究淀粉液是胶体还是溶液 D 将鸡蛋白溶于水后，滴加AgNO3溶液 验证蛋白质中含有氯元素 解析　碳酸钠、碳酸氢钠均能与乙酸反应生成二氧化碳，A不能达到预期目的；食用盐中加入的是化合态的碘，不能用淀粉检验，B不能达到预期目的；蛋白质不是电解质，不能电离出氯离子，D不能达到预期目的。‎ 答案　C ‎6．化学实验中常将某些溶液或试剂进行酸化或碱化。下列处理中正确的是 A．检验KClO3中的氯元素，可加入AgNO3和稀硝酸 B．为提高KMnO4溶液的氧化能力，用浓盐酸将KMnO4溶液酸化 C．检验蔗糖在稀硫酸中水解产生的葡萄糖，应先用NaOH溶液碱化后才能进一步检验 D．检验溶液中是否含有SO时，先加氯化钡溶液后，再加稀盐酸酸化 答案　C ‎7．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是 A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成 C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿 解析　A项，正确操作应该是：将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后取一定量的反应液加入盛有水的烧杯中，A错误；B中应该用红热的铜丝；Cu2＋水解，加热CuCl2溶液得不到CuCl2固体，C错误；铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸，故可用盐酸除去铜绿，D正确。‎ 答案　D ‎8．在实验室进行物质制备，下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是 A．CCOCO2Na2CO3‎ B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2‎ C．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液 D．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液 解析　A项，在空气中点燃单质碳来制备CO的方法，在操作上是不可行的；B项，用硝酸银溶液与铜反应来制备Cu(NO3)2是不经济的；D项，用点燃铁燃烧制备氧化铁在理论上不正确、操作上不可行；只有C符合要求。‎ 答案　C ‎9．下列有关实验原理、方法和结论都正确的是 A．已知Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O，氢气还原氧化铜后所得红色固体能完全溶于稀硝酸，说明还原产物是铜 B．用蒸馏水、酚酞、BaCl2溶液和已知浓度盐酸标准液作试剂，可测定NaOH固体(杂质仅为Na2CO3)的纯度 C．实验室中的CCl4含有少量溴，加适量的苯，振荡、静置后分液，可除去CCl4中的溴 D．取一定量水垢加盐酸，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明水垢的主要成分为CaCO3、MgCO3‎ 解析　Cu和Cu2O都能溶于稀HNO3，A项错误，应改为稀H2SO4，BaCl2与Na2CO3反应生成BaCO3，反应方程式为：BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl，过滤后，用标准浓度的盐酸可滴定测出溶液中NaOH的量，B正确；CCl4也能溶于苯，无法用苯萃取CCl4中的Br2，C错误；D项中结论错误，只能说明水垢中含有CO但不能说明一定有MgCO3。‎ 答案　B ‎10．以下几种实验设计正确且能达到实验目的的有 A．1种　　　　　　　　　 B．2种 C．3种 D．4种 解析　加热SiO2与NH4Cl的混合物时，NH4Cl受热分解生成NH3、HCl，NH3、HCl在盛有冷水的烧瓶底部重新结合生成NH4Cl，从而实现二者的分离。浓盐酸与KMnO4溶液反应生成Cl2，说明KMnO4的氧化性大于Cl2，Cl2与Na2S溶液反应析出S，从而说明Cl2的氧化性大于S，能达到实验目的。不能用酸式滴定管盛装NaOH溶液；石油分馏需要温度计。‎ 答案　B ‎11．以下进行性质比较的实验设计，不合理的是 A．比较镁、铝金属性：镁、铝(除氧化膜)分别放入4 mol·L－1NaOH溶液中 B．比较氯、溴非金属性：氯气通入溴化钠溶液中 C．比较Cu、Fe2＋的还原性：Cu加入FeCl3溶液中 D．比较高锰酸钾、氯气的氧化性：高锰酸钾中加入浓盐酸 解析　由于铝与氢氧化钠溶液反应的特殊性，不能根据能否与氢氧化钠溶液反应说明镁、铝的金属性强弱，A项不合理。B、C、D项均合理。‎ 答案　A ‎12．下列实验设计能够成功的是 实验目的 实验步骤及现象 A 检验亚硫酸钠试样是否变质 试样白色沉淀沉淀不溶 B 检验淀粉是否水解 试样 冷却 无砖红色沉淀 C 证明酸性条件下H2O2氧化性比I2强 NaI溶液溶液变蓝色 D 除去氯化钠晶体中少量硝酸钾 试样再重结晶 解析　A中加入稀硝酸能将BaSO3氧化成BaSO4，B中需加入NaOH溶液中和硫酸后才能检验葡萄糖，C中加入硝酸有强氧化性，不能说明H2O2氧化性比I2强。由于氯化钠的溶解度随温度的变化不大，而硝酸钾的溶解度随温度变化较大，趁热过滤可以除去大部分硝酸钾，然后再重结晶。‎ 答案　D 二、非选择题(共40分)‎ ‎13．(12分)某化学学习小组为了解硫酸及其盐的某些性质和用途，进行了如下实验探究。‎ ‎[实验一]　探究浓硫酸的氧化性：‎ ‎(1)写出烧瓶中反应的化学方程式：____________________________________。‎ ‎(2)B装置可用于探究SO2的还原性，则B中所用的试剂为：________________(任写一种即可)；若B装置是品红溶液，则B中的现象是_______________________________。‎ ‎[实验二]　检验(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O中的金属离子：‎ ‎(3)请结合化学用语和必要的文字说明如何检验出其中的金属离子(试剂、原理、现象等)：______________________________________________________________________。‎ ‎[实验三]　用KHSO4制取H2O2并测其质量分数：‎ 查阅资料得知：工业上用如下原理制取H2O2：‎ 现用此法制取一定浓度的H2O2，并测定H2O2的质量分数。‎ 已知：2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑‎ ‎①取10.00 mL H2O2溶液(密度为1.00 g·mL－1)置于锥形瓶中加水稀释，并加稀硫酸酸化；‎ ‎②用0.200 0 mol·L－1KMnO4溶液滴定；‎ ‎③用同样方法滴定四次，消耗KMnO4溶液的体积分别为：40.00 mL、39.98 mL、42.02‎ ‎ mL、40.02 mL。‎ ‎(4)用该原理制取H2O2的阳极电极反应式为_______________________________。‎ ‎(5)进行操作②时，滴入第一滴KMnO4溶液，溶液的紫红色消失很慢，随着滴定的进行，溶液的紫红色消失速率加快，推测其原因可能是_____________________________。‎ ‎(6)此H2O2溶液中溶质的质量分数为________。‎ 答案　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　(2)高锰酸钾溶液、氯水、溴水、氯化铁溶液　品红溶液褪色　(3)滴加K3[Fe(CN)6]溶液，发生反应：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓，有蓝色沉淀生成[或滴加KSCN溶液无明显现象，再滴加新制的氯水，变为红色，反应为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3；或滴加NaOH溶液产生白色沉淀：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，并迅速变为灰绿色，最终变为红褐色：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3]　(4)2SO－2e－===S2O(或2HSO－2e－===2H＋＋S2O)　(5)Mn2＋作催化剂(Mn2＋加快反应速率)　(6)6.8%‎ ‎14．(14分)达州市渠县境内含有丰富的深层地下食盐资源，食盐是日常生活中的必需品，也是重要的化工原料。‎ ‎(1)经测定该县深层地下粗盐中含有少量K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质离子，某研究性学习小组在实验室提纯NaCl的流程如下：‎ 所提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇溶液、CCl4，仪器及用品自选。‎ ‎①欲除去溶液中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO，选出a操作中所代表的试剂，按滴加顺序依次为_________________________________________________________(只填化学式)，‎ b步操作的名称是____________。‎ ‎②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，应选用试剂是____________，用pH试纸测定滤液ⅡpH值的方法是______________________________________________。‎ ‎(2)用提纯的NaCl配制500 mL，2.5 mol·L－1的NaCl溶液，所需仪器除烧杯，托盘天平(砝码和镊子)，药匙，玻璃棒外，还需要____________________________________(填仪器名称)，应称取NaCl________ g。‎ ‎(3)下列操作会导致所配NaCl溶液浓度偏高的是___________________________。‎ A．定容完毕后，盖塞，摇匀，再将容量瓶置于实验台上，发现液面低于刻度线，再添加蒸馏水至刻度线 B．未将洗涤烧杯内壁的溶液转入容量瓶 C．定容时，俯视刻度线 D．转移溶液之前，容量瓶内有少量蒸馏水 E．称量时，天平指针指向左盘 解析　(1)①要除去SO，只有选BaCl2溶液，若选用Ba(NO3)2，会引入新的离子NO，再选用NaOH溶液除去Mg2＋和Fe3＋溶液，最后选用Na2CO3溶液除去Ba2＋、Ca2＋，此处不能选用K2CO3溶液，否则会引入新的K＋，再用HCl除去过量的CO，Na2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前，否则会引入Ba2＋；浓溶液冷却结晶、过滤可得晶体，所以b步操作的名称是冷却结晶、过滤。②除去NaCl晶体表面的少量的KCl，应选用75%的乙醇，因为CCl4有毒，同时KCl也不会溶解在CCl4中；用pH试纸测定溶液pH的方法为：用玻璃棒蘸取少许滤液Ⅱ滴在pH试纸上，然后把试纸显示的颜色与标准比色卡对照，即可确定滤液Ⅱ的酸碱度。‎ ‎(2)溶液配制步骤为：一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解(可用量筒量取水)，用玻璃棒搅拌，冷却后转移到500 mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤并将洗涤液移入容量瓶中，当加水至液面距离刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加至溶液凹面与刻度线水平相切，盖好瓶塞，摇匀，所以需要的仪器为：托盘天平、药匙、烧杯、量筒(可用、也可不用)、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管，需要NaCl的质量为2.5 mol·L－1×0.5 L ‎×58.5 g·mol－1＝73.1 g。‎ ‎(3)A项，定容完毕后，盖塞，摇匀，再将容量瓶置于实验台上，发现液面低于刻度线，再添加蒸馏水至刻度线，溶液的体积偏大，使所配溶液的浓度偏低，故A错误。B项，未将洗涤烧杯内壁的溶液转入容量瓶，溶质的质量偏小，使所配溶液的浓度偏低，故B项错误。C项，定容时，俯视刻度线，溶液的体积偏小，使所配溶液的浓度偏大，故C正确。D项，转移溶液之前，容量瓶内有少量蒸馏水，对溶液的体积无影响，所配溶液的浓度不变，故D错误。E项，称量时，天平指针指向左盘，溶质的质量偏大，使所配溶液的浓度偏大，故E正确。‎ 答案　(1)①BaCl2、NaOH、Na2CO3　冷却结晶、过滤　②75%乙醇　用玻璃棒蘸取少许滤液Ⅱ滴在pH试纸上，然后把试纸显示的颜色与标准比色卡对照，即可确定滤液Ⅱ的酸碱度　(2)500 mL容量瓶、胶头滴管　73.1　(3)CE ‎15．(14分)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：‎ ‎(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为__________________________________。‎ ‎(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为____________________________。‎ ‎(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。‎ ‎(4)煅烧过程存在以下反应：‎ ‎2MgSO4＋C2MgO＋2SO2↑＋CO2↑‎ MgSO4＋CMgO＋SO2↑＋CO↑‎ MgSO4＋3CMgO＋S↑＋3CO↑‎ 利用如图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。‎ ‎①D中收集的气体可以是________(填化学式)。‎ ‎②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。‎ a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液 c．稀硝酸 d．KMnO4溶液 ‎③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：__________________________________________________。‎ 解析　(1)MgCO3为难溶性物质，写离子方程式不能拆开。‎ ‎(2)根据菱镁矿的成分，可知滤液中含有Fe2＋，H2O2的作用是将Fe2＋氧化成Fe3＋。结合前面使用稀硫酸可知溶液显酸性，所以离子方程式为2FeSO4＋H2SO4＋H2O2===Fe2(SO4)3＋2H2O。‎ ‎(3)根据题意要提取镁元素，必须除去不溶性杂质和铁元素。根据流程，可知滤渣1是不溶性杂质，滤渣2中含的是铁元素。结合加入一水合氨和H2O2，可知滤渣2是Fe(OH)3。‎ ‎(4)根据反应原理，可知气体中含有SO2、CO2、CO和硫蒸气。①D采用排水集气法，气体必然难溶于水，所以是CO。②SO2和CO2均属于酸性氧化物，均能与NaOH、Na2CO3溶液反应，达不到分步吸收的目的，a、b错误。SO2与稀硝酸反应同时得到NO，产生新杂质，干扰后续操作，c错误。SO2能被KMnO4氧化，而且没有新气体生成，d正确。③根据“淡黄色固体”，可知A中是硫单质。产物中有＋4价硫，说明是Na2SO3，进而可知发生氧化还原反应，必然有部分硫化合价降低转化成Na2S。根据化合价升降相等，所以有3S＋‎ ‎6OH－SO＋2S2－＋3H2O。‎ 答案　(1)MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋CO2↑＋H2O　(2)2FeSO4＋H2O2＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋2H2O　(3)Fe(OH)3　(4)①CO　②d　③3S＋6OH－2S2－＋SO＋3H2O