2020届高考化学二轮复习专题二十五实验装置与方案设计含解析

2020届高考化学二轮复习专题二十五实验装置与方案设计含解析

专题二十五 实验装置与方案设计 ‎1、某化学兴趣小组为探究草酸分解的产物,设计的实验装置如图所示,下列说法正确的是(   )‎ A.实验开始时,先点燃A装置处的酒精灯,后点燃F装置处的酒精灯 B.B 装置中的现象为蓝色粉末变白,说明分解产物中有水生成 C.G装置中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中有CO生成 D.C、D、E装置中分别盛放澄清石灰水、浓硫酸、氢氧化钠溶液 ‎2、下述实验不能达到预期实验目的的是(   )‎ 序号 实验内容 实验目的 A 将2.5g CuSO4•5H2O溶解在97.5g水中 ‎ 配制质量分数为1.6%的CuSO4溶液 B 室温下,用pH试纸测定浓度为0.1mol•L-1 NaClO溶液和0.1mol•L-1 CH3COONa溶液的pH 比较HClO和CH3COOH的酸性强弱 C 向盛有1mL硝酸银溶液的试管中滴加NaCl溶液,至不再有沉淀生成,再向其中滴加Na2S溶液 ‎ 说明一种沉淀能转化为另一种更难溶的沉淀 D 分别向2支试管中加入5mL 4%、5mL 12%的过氧化氢溶液,再各加入几滴0.2mol•L-1 FeCl3溶液 研究浓度对反应速率的影响 A.A B.B C.C D.D ‎3、下列试验方案的设计能达到实验目的的是( )‎ 选项 实验目的 实验方案 A 证明HClO是弱酸 用pH试纸测定NaClO溶液的pH B 比较Mg(OH)2和Fe(OH)3‎ 分别向2mL浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2溶液和FeCl3‎ 10‎ 的Ksp大小 溶液中滴加几滴0.1mol·L-1的NaOH溶液，观察生成沉淀的颜色 C 验证SO2的还原性 将SO2气体通入溴水中，观察溴水是否褪色 D 实验室制备并检验NH3‎ 加热装有NH4Cl的大试管，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，观察试纸颜色变化 A.A B.B C.C D.D ‎4、下列有关实验装置及实验方案的设计不正确的是( )‎ 选项 A B C D 实验装置 实验设计 探究的氧化性和漂白性 实验室制氨气并收集干燥的氨气 验证苯中是否有碳碳双键 用乙醇提取溴水中的 ‎5、下列实验设计方案或判断正确的是( )‎ A． 通过装有NaOH溶液的洗气瓶可除去二氧化碳中混有的HCl气体 B．向饱和的NaOH溶液中加入少量的NaOH固体后，恢复到原来的温度时，溶质的物质的量浓度增大 C．某无色溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再滴入稀盐酸，沉淀不溶解，说明该溶液中一定含有 D．回收KMnO4加热分解产生的MnO2，可用溶解→过滤→洗涤→干燥 ‎6、下列实验方案能达到相应实验目的的是(   )‎ 编号 实验目的 实验方案 A 验证Fe2+还原性弱于I-‎ 将KI溶液与FeCl3溶液混合后加入CCl4‎ B 比较氯和碳的非金属性强弱 将稀盐酸滴入NaHCO3溶液中 C 配制100mL1mol/L CuSO4溶液 将25g CuSO4·5H2O溶于91mL蒸馏水中 10‎ D Mn2+能加快H2C2O4溶液与KMnO4酸性溶液的反应 将4mL0.01mol/L KMnO4,酸性溶液和2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液混合 A.A          B.B          C.C          D.D ‎7、下列试剂和装置能达到实验目的的是(   )‎ ‎                  A ‎ ‎             B ‎ ‎              C ‎ ‎              D ‎ 测定CO2的生成速率 ‎ 测定稀硫酸和稀氢 ‎ 氧化钠的中和热 ‎ 探究催化剂对反应 ‎ 速率的影响 ‎ 用稀硫酸比较铝 ‎ 和铁的金属活动性 ‎ A.A          B.B          C.C          D.D ‎8、某学习小组以废催化剂（主要成分SiO2、ZnO、ZnS和CuS）为原料，制备锌和铜的硫酸盐晶体。设计的实验方案如下：‎ 下列说法不正确的是（　　）‎ A. 步骤①中能溶于稀硫酸的是ZnO、ZnS B. 步骤①、③中发生的反应均为氧化还原反应 C. 步骤③涉及的离子反应可能为CuS+H2O2+2H+Cu2++S+2H2O D. 步骤②和④，采用蒸发浓缩、冷却结晶，过滤后均可获取粗晶 ‎9、下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是( )‎ A.用图甲所示装置控制制取少量的CO2气体 B.用图乙所示装置制取并收集氨气 10‎ C.用图丙所示装置可以说明反应2NO2(g)N2O4(g)是放热反应 D.用图丁所示装置可制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色 ‎10、下列根据实验操作和实验现象所得出的结论不正确的是(   )‎ 选项 ‎ 实验操作 ‎ 实验现象 ‎ 结论 ‎ A ‎ FeCl2样品溶于盐酸后,滴加KSCN溶液 ‎ 溶液变成红色 ‎ 原FeCl2样品已变质 ‎ B ‎ 将Na2SO3样品溶于水,滴加入稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液 ‎ 产生白色沉淀 ‎ 原Na2SO3样品已变质 ‎ C ‎ 向淀粉KI溶液中滴入3滴稀硫酸,再加入10%的H2O2溶液 ‎ 滴入稀硫酸未见溶液变蓝;加入H2O2溶液后,溶液立即变蓝 ‎ 酸性条件下,H2O2氧化性强于I2‎ D ‎ 向5mL 0.5mol/L NaHCO3溶液中滴入2mL 1mol/L BaCl2溶液 ‎ 产生白色沉淀,且有无色气体生成 ‎ 反应的化学方程式为NaHCO3+BaCl2BaCO3↓+NaCl+CO2↑+H2O ‎ A.A          B.B          C.C          D.D ‎11、利用废蚀刻液(含FeCl2、CuCl2及FeCl3)制备碱性蚀刻[Cu(NH3)4Cl溶液]和FeCl3•6H2O的主要步骤：用H2O2氧化废蚀刻液，制备氨气，制备碱性蚀刻液[CuCl2 + 4NH3 = Cu(NH3)4Cl2]、固液分离，用盐酸溶解沉淀并制备FeCl3.6H2O。下列有关实验说法不正确的是（ ）‎ A.用H2O2氧化废蚀刻液的离子方程式为:2H+ +2Fe2+ +H2O2 =2Fe3+ +2H2O B.用装置乙可以制备Cu(NH3)4C12并沉铁 C.用装置甲可以分离Cu(NH3)4C12溶液Fe(OH)3、‎ 10‎ D.用装置丁由FeCl3溶液制备FeCl3•6H2O需要经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等步骤 ‎12、下列实验方案中,能达到相应实验目的的是(    )‎ A.方案① 用于分离I2和NH4Cl固体 B.方案② 用于比较CuSO4和MnO2的催化活性 C.方案③ 用于测定中和热 D.方案④ 用于比较醋酸和硼酸的酸性强弱 ‎13、氯化亚铁常用于检测硒、污水处理等。制备FeCl2方法有多种。 1.在一定量的盐酸中,逐渐加入一定量的铁屑,若二者恰好完全反应。再向溶液中加入__________然后保存溶液 ‎2.用H2还原无水FeCl3制取FeCl2,装置如下:‎ 已知:FeCl2、FeCl3易吸水 ‎①H2还原无水FeCl3制取FeCl2的化学方程式为__________‎ ‎②上述仪器的连接顺序为(可多次使用)__________,C中盛放的试剂是__________‎ ‎3.按下图装置,用162.5g无水氯化铁和225g氯苯,控制反应温度在一定范围加热3h。冷却,分离提纯得到粗产品。反应为2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HClO 已知:‎ C6H5Cl(氯苯)‎ C6H4Cl2‎ FeCl3‎ FeCl2‎ 10‎ 溶解性 不溶于水,易溶于苯 不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯 熔点/℃‎ ‎-45‎ ‎53‎ ‎--‎ ‎--‎ 沸点/℃‎ ‎132‎ ‎173‎ ‎--‎ ‎--‎ ‎①仪器A的名称是__________;下列装置可以代替装置C的是__________(填字母)。‎ ‎②反应2FeCl3+C6H5Cl→2FeCI2+C6H4Cl2+HCl中,氧化产物是__________‎ ‎③反应的温度最好控制在__________左右。‎ ‎④反应结束后,冷却实验装置,将仪器A内物质经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品。洗涤所用的试剂可以是__________‎ ‎⑤通过烧杯中的现象变化就可以监控氯化铁的转化率。若要监控氯化铁转化率达到或超过80%,则烧杯中试剂为加有酚酞且理论上至少含__________g NaOH的溶液 ‎14、氮化铬（CrN）是一种良好的耐磨材料，实验室可用无水氯化铬（CrCl3）与氨气在高温下反应制备，反应原理为CrCl3+NH3高温CrN+3HCl.回答下列问题：‎ ‎1.制备无水氯化铬。氯化铬有很强的吸水性，通常以氯化铬晶体（CrCl3·6H2O）的形式存在。直接加热脱水往往得到Cr2O3，有关反应的化学方程式为______________，以氯化铬晶体制备无水氯化铬的方法是_____________________________。‎ ‎2.制备氮化铬。某实验小组设计制备氮化铬的装置如下图所示（夹持与加热装置省略）：‎ ‎①装置A中发生反应的化学方程式为_____________________。‎ ‎②实验开始时，要先打开装置A中活塞，后加热装置C，目的是___________________。‎ ‎③装置B中盛放的试剂是____________，装置D的作用是_____________________。‎ ‎④有同学认为该装置有一个缺陷，该缺陷是_______________________。‎ ‎3.氯化铬的纯度测定。制得的CrN中含有Cr2N杂质，取样品14.38g在空气中充分加热，得固体残渣（Cr2O3）的质量为16.72g，则样品中CrN的质量分数为_____________（结果保留3位有效数字）。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 10‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：A 解析：实验开始时，先点燃A装置处的酒精灯，排出装置中的空气，一段时间后点燃F装置处的酒精灯，故A项正确；B装置中的现象应 为白色粉末变蓝，说明分解产物中有水生成，故B项错误；G装置中澄清石灰水变浑浊.可能是F中一氧化碳还原氧化铜生成二 氧化碳，也可能是没有除尽的二氧化碳导致，应在D、E装置之间放盛有澄清石灰水来检验二氧化碳是否除尽，因此不能说明分解 产物中有CO生成.故C项错误；根据以上分析可知C、D、E装置中分别盛放澄清石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸，故D项错误。‎ 综上所述，本题正确答案为A。‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：B 解析：‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：C 解析：‎ A．NaClO具有漂白性，不能够使用pH试纸进行测量，故选项错误；‎ B．比较Ksp，需要一个沉淀转化成另一个沉淀，分别在两只试管里进行反应是比较不出来的，故选项错误；‎ C．具有还原性的物质可以使溴水褪色，故选项正确；‎ D．需要与碱共同加热才能产生NH3，故选项错误 ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：D 解析：A项,通入品红溶液后褪色,说明具有漂白性,通入中产生淡黄色沉淀,可证明具有氧化性,正确;B项,实验室可用和加热法制备 10‎ ‎,经碱石灰干燥后,用向下排空气法收集,正确;C项,溴水和酸性溶液均不褪色,可证明苯中无碳碳双键,正确;D项,乙醇与互溶,不能用于萃取溴水中的溴,错误。‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：D 解析：‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：A 解析：A、还原剂的还原性大于还原产物;B、比较氯和碳的非金属性强弱,需比较HClO4与H2CO3酸性强弱;C、溶液的密度不一定是1g·mL-1;D、需做“有Mn2+和无Mn2+时相同H2C2O4溶液与KMnO4酸性溶液的反应的对比实验”,才能证明Mn2+能加快H2C2O4溶液与KMnO4酸性溶液的反应。‎ A、将KI溶液与FeCl3溶液混合后加入CCl4、CCl4层显紫红色,表明发生了反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2,即还原性I->Fe2+,故A正确;B、比较氯和碳的非金属性强弱,需比较HClO4与H2CO3酸性强弱(或HCl与CH4的热稳定性),故B错误;C、配制100mL1mol/L CuSO4溶液,需将25g CuSO4·5H2O溶于适量蒸馏水中配成100mL溶液,而不是溶于91mL水,故C错误;D、要证明Mn2+能加快H2C2O4溶液与KMnO4酸性溶液的反应,需作有Mn2+和无Mn2+时相同H2C2O4溶液与KMnO4酸性溶液的反应的对比实验,故D错误;故选A。‎ ‎ ‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：C 解析：‎ ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：B 解析：‎ A．ZnO、ZnS可与硫酸反应，CuS不溶于硫酸，故A不符合题意；‎ B．①中发生ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4＝ZnSO4+H2S↑，不是氧化还原反应，故B符合题意；‎ C．③中发生CuS+H2O2+H2SO4＝CuSO4+S↓+2H2O，离子反应为CuS+H2O2+2H+Cu2++S+2H2O，故C不符合题意；‎ D．步骤②和④均为溶液结晶得到含结晶水的晶体，则均采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤获得晶体，故D不符合题意；‎ 答案：B ‎ ‎ ‎9答案及解析：‎ 答案：C 10‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎10答案及解析：‎ 答案：B 解析：A.已经变质的FeCl2溶液中,混有铁离子,滴加KSCN溶液,溶液变红,则说明FeCl2已完全变质,选项A正确;B、硝酸具有强氧化性,能够将Na2SO3氧化为硫酸钠,硫酸钠与硝酸钡反应生成难溶于酸的硫酸钡,选项B不正确;C、酸性条件下碘离子与过氧化氢发生氧化还原反应,则H2O2氧化性强于I2,选项C正确;D、向5mL 0.5mol/L NaHCO3溶液中滴入2mL 0.5mL1mol/L BaCl2溶液,可观察到有白色沉淀为碳酸钡、无色气体为二氧化碳,反应的化学方程式为NaHCO3+BaCl2BaCO3↓+NaCl+CO2↑+H2O,选项D正确;答案选B。‎ ‎ ‎ ‎11答案及解析：‎ 答案：D 解析：A. H2O2具有强的氧化性，可用H2O2氧化废蚀刻液中的Fe2+，反应的离子方程式为：2H+ +2Fe2+ +H2O2=2Fe3+ +2H2O，A 正确；B.氨气易 溶于水，注意防止倒吸，所以要选用乙装置.氨气与 溶液反应生成和氢氣化铁，B正确；C. 用装置丙可以分离可溶性Cu (NH3)4Cl2溶液和难溶性的固态Fe(OH)3，C正确；D.由FeCl3溶液制备 FeCl3 • 6H2O需要在蒸发皿中蒸干，不能在烧杯中 进行，D错误。‎ ‎ ‎ ‎12答案及解析：‎ 答案：D 解析：‎ ‎ ‎ ‎13答案及解析：‎ 答案：1.少量还原铁粉、稀盐酸; 2.①H2+2FeCl3=2FeCl2+2HCl ‎②BACDCE或BCDCE;   碱; 石灰 3.①三颈烧瓶;   abd ‎②C6H4Cl2‎ ‎③132℃‎ ‎④苯 ‎⑤16‎ 解析：1.向溶液中加入少量铁粉,防止Fe2+被氧化;加入少量稀盐酸抑制Fe2+水解 2.②用H2还原无水FeCl3制取FeCl2,B装置用来制备H2,A装置用来除去氢气中的氯化氢,C装置用来干燥氢气,可以盛装域石灰, D装置中用氢气与氯化铁反应生成氯化亚铁,E装置将多余的氢气除去„仪器连接的顿序可以为BACDCE或BCDCE ‎ ‎ ‎14答案及解析：‎ 答案：1. 2CrCl3·6H2OCr2O3+9H2O+6HCl↑；在HCl的气氛中加热 10‎ ‎2.①CaO+NH3·H2O=Ca(OH)2+NH3↑（或NH3·H2OCaONH3↑+H2O）‎ ‎②用生成的氨气排除装置内的空气 ‎③碱石灰；防止空气中的水分进入装置C ‎④没有尾气处理装置 ‎3.91.8%‎ 解析： （1）加热CrCl3 • 6H2O晶体时，CrCl3水解，氯化氢受热挥发，使水解平衡右移，CrCl3完全水解得到Cr（OH）3，Cr(OH)3受热分解生成Cr2O3，反应的化学方程式为 2CrCl3 • 6H2O=Cr2O3 +9H2O+6HCl↑；为防止CrCl3水解，在HC1的气氛中加热 CrCl3 • 6H2O晶体，脱水制得无水氯化铬；‎ ‎(2)①装置A中，农氨水滴入到锥形瓶中.來氨水中 水与CaO反应生成氢氧化钙并放出大量的热，溶液中氢氧根浓度增大，使氨水的电离平衡左移，反应放 出的热量升高温度，有利于氨气逸出.反应的化学方程式为 CaO + NH3 • H2O=Ca(OH)2+NH3 ↑；‎ ‎②实验开始时,先打开装置A中活塞，浓氨水与 CaO反应制得氨气，生成的氨气排除装罝内的空 气，在无氧条件下，无水氯化铬（CrCl3)与氨气在高 温下反应生成CrN;③装置B中盛放的试剂是城石 灰，目的是千燥氨气，防止水蒸气进入装置C中，氯化铬水解干扰CrN制备；装置D中的无水氯化钙可以吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入装置C 中，氯化铬水解千扰CrN制备；④该装置有一个缺陷，没有氨气的尾气吸收装置，氨气排入到空气中， 会污染环境；‎ ‎（3）设 14. 38 g 样品中 CrN 为x mol，Cr2N 为y mol, 固体残渣Cr2O3的质量为16. 72g,Cr2O3的物质的量为,由x原子个数守恒得 关系式①：x+2y=0.22,由样品质量的关系式②66x + 118y=14.38，解关系式得：x =0.2mol，y = 0.01 mol，则样品中CrN的质量分数为 ‎ ‎ 10‎