2021届高考化学一轮复习化学实验方案的设计与评价作业

2021届高考化学一轮复习化学实验方案的设计与评价作业

核心素养提升练 二十八 ‎　化学实验方案的设计与评价 ‎(25分钟　50分)‎ 一、选择题(本题包括3小题,每题7分,共21分)‎ ‎1.用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是(　　)‎ A.用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HCl B.用图2所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体 C.用图3所示装置制取少量纯净的CO2气体 D.用图4所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层 ‎【解析】选D。Cl2也能与NaOH溶液反应,故不能用NaOH溶液除去Cl2中含有的少量HCl,A项错误;NH4Cl晶体受热易分解,故不能通过蒸干NH4Cl饱和溶液的方法制备NH4Cl晶体,B项错误;纯碱易溶于水,利用图3所示装置不能达到使反应随时发生或随时停止的目的,C项错误;CCl4密度比水大,有机层在下,水层在上,D项正确。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　下列实验操作正确的是 (　　)‎ A.用装置甲收集SO2‎ B.用装置乙制备AlCl3晶体 C.进行中和滴定时,滴定前锥形瓶先用待装液润洗 D.使用分液漏斗和容量瓶时,要先检查仪器是否漏液 ‎【解析】选D。SO2的密度大于空气,则装置甲中导管应长进短出,A项错误;加热可促进AlCl3的水解,应在氯化氢气流中加热制备AlCl3晶体,B项错误;滴定操作中,锥形瓶用待装液润洗会产生误差,C项错误;使用前,分液漏斗和容量瓶均需要检查是否漏水,D项正确。‎ ‎2.用下图装置(夹持、加热装置已略)进行实验,由②中现象,不能证实①中反应发生的是 (　　)‎ ‎①中实验 ‎②中现象 A 铁粉与水蒸气加热 肥皂水冒泡 B 加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物 酚酞溶液变红 C NaHCO3固体受热分解 澄清石灰水变浑浊 D 石蜡油在碎瓷片上受热分解 Br2的CCl4溶液褪色 ‎【解析】选A。A选项,肥皂水冒泡无法证明生成氢气,现象应为生成大量气泡并上浮,点燃有爆鸣声,错误;B选项,加热氯化铵和氢氧化钙的混合物,酚酞溶液变红色,说明有碱性气体产生,说明①中反应发生;C选项,碳酸氢钠受热分解,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊,产生了二氧化碳,说明①中反应发生; D选项,石蜡油主要是18个碳原子以上的烷烃,不能使Br2的CCl4溶液褪色,加热之后,Br2的CCl4溶液褪色,说明有含有不饱和键的新物质生成,说明①中发生反应。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　1.下列实验现象预测正确的是 (　　)‎ A.实验Ⅰ:振荡后静置,溶液不再分层,且保持无色透明 B.实验Ⅱ:铁片最终完全溶解,且高锰酸钾溶液变为无色 C.实验Ⅲ:微热稀硝酸片刻,溶液中有气泡产生,广口瓶内始终无明显变化 D.实验Ⅳ:当溶液颜色变为红褐色时,停止加热,让光束通过体系时可产生丁达尔效应 ‎【解析】选D。实验Ⅰ:振荡后静置,溶液仍分层,上层为无色油状液体,下层为无色溶液,A项错误;实验Ⅱ:铁片遇浓硫酸会发生钝化,不能完全溶解,B项错误;实验Ⅲ:当气体进入广口瓶后,会由无色(NO气体)变为红棕色(NO2气体),C项错误;饱和氯化铁溶液在沸水中加热,加热至溶液颜色变为红褐色时即生成了氢氧化铁胶体,让光束通过体系时可产生丁达尔效应,D项正确。‎ ‎2.下列有关实验的说法正确的是 (　　)‎ A.装置A记录滴定终点读数为12.20 mL B.装置B可用CCl4萃取碘水中的I2‎ C.装置C可用于探究浓度对2NO2(g)N2O4(g)平衡体系的影响 D.装置D可用于比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱 ‎【解析】选B。滴定管的刻度从上到下依次增大,正确读数应为11.60 mL,A项错误;碘易溶于四氯化碳中,故可用CCl4萃取碘水中的I2,B项正确;反应2NO2(g)‎ N2O4(g)为放热反应,温度不同,气体颜色不同,则装置C可用于探究温度对2NO2(g)N2O4(g)平衡体系的影响,C项错误;盐酸易挥发,二氧化碳中混有HCl,不能比较碳酸与硅酸的酸性强弱,D项错误。‎ ‎3.(新题预测)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是 (　　)‎ 选项 实验 现象 结论 A 某未知溶液中滴加稀硫酸后产生无色气体,气体通入品红溶液中 品红溶液褪色 原溶液中有S B 向盛有红褐色氢氧化铁胶体U形管中,外加直流电源 阴极处颜色加深 氢氧化铁胶体带有正电荷 C 用洁净的铂丝蘸取某溶液在煤气灯外焰灼烧 火焰呈黄色 溶液含有Na+、不含K+‎ D 在炽热碎瓷片作用下,石蜡油分解产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中 紫色褪去 分解产物中含有烯烃 ‎【解析】选D。HS也有此现象,A项错误;胶体粒子吸引正电荷,不是胶体整个分散系,B项错误;Na+焰色反应为黄色,可遮住K+的紫色,所以不能否定K+的存在,C项错误;石蜡油在碎瓷片作用下可发生裂化产生烯烃,烯烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D项正确。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共29分)‎ ‎4.(13分)Ⅰ.如图所示,①～⑦均为中学化学常用的实验装置。‎ ‎(1)若用图①装置制备氨气,写出该制备反应的化学方程式: _______________。 ‎ ‎(2)在实验室中,利用图②装置可制备的气体有____________(填字母) 。 ‎ a.C2H4　　b.NO‎2　‎　c.H2　　d.Cl2　　e.CO2‎ Ⅱ.现有含Na2O杂质的Na2O2试样,某同学欲测定Na2O2试样的纯度。回答下列问题:‎ ‎(3)请从图①～⑦中选用适当的装置,其连接顺序为____________________(填各接口的字母)。 ‎ ‎(4)写出该实验中发生反应的化学方程式:  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __。 ‎ ‎(5)本实验中测量气体体积时应注意的主要事项有____________。 ‎ ‎(6)若实验时称取的试样为a g,产生的气体在标准状况下的体积为V mL,则此试样中Na2O2的质量分数为________。 ‎ ‎【解析】Ⅰ.(1)用图①装置制备氨气,应该是加热固体制取氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)图②装置可制备原料为液体+固体(或液体+液体),条件为加热的气体,符合条件的只有Cl2,制取C2H4需要加热到具体温度,要用到温度计,NO2、H2、CO2的制取不需要加热。Ⅱ.将混合物溶于水发生反应:Na2O+H2O2NaOH、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,通过测量生成的气体体积,计算出Na2O2的质量,进一步求出Na2O2的质量分数,需要的装置有③④⑦。测定气体体积时需注意温度恢复到室温,调节量筒,使其与广口瓶的液面持平。Na2O2的质量分数为×100%=%。‎ 答案:Ⅰ.(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O　(2)d Ⅱ.(3)CEDI ‎(4)Na2O+H2O2NaOH、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑‎ ‎(5)待装置内气体的温度恢复到室温后,调节量筒使其与广口瓶的液面持平 ‎(6)%‎ ‎5.(16分)某研究小组为探究足量锌与浓硫酸的反应,生成物成分的定性探究,进行如下实验。 ‎ ‎(1)研究小组取‎65.0 g锌粒与55 mL 98%的浓硫酸(ρ=‎1.84 g·mL-1)充分反应,所制得的气体成分是_______________________(填分子式),发生反应的化学方程式为__ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __。 ‎ ‎(2)为验证所制的气体成分,研究小组拟定以下装置进行实验。‎ ‎①装置E和G中的试剂分别为________、________。 ‎ ‎②装置B的作用是________;H的作用是________。 ‎ ‎③写出实验中观察到的现象及由该现象得出含有相应的气体成分的结论。‎ 现象 结论 ‎【解析】(1)开始时浓硫酸与锌反应生成SO2,随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐变小,Zn与稀硫酸反应得到的气体是H2,反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+Zn ZnSO4+SO2↑+2H2O,H2SO4(稀)+ZnZnSO4+H2↑。‎ ‎(2)根据SO2和H2的化学性质来选择验证方法,SO2能使品红溶液褪色,H2可以还原CuO生成H2O,H2O能使白色无水CuSO4变蓝色。装置C盛放的品红溶液用来检验SO2气体,为防止装置C发生倒吸,在A与C之间加一个防倒吸的装置B,装置D盛放的酸性KMnO4溶液能吸收混合气体中的SO2,装置E中的浓硫酸吸收水蒸气,避免干扰后续实验,装置H的作用是防止空气中的水蒸气进入系统,‎ 干扰实验。C中品红溶液褪色,D中酸性KMnO4溶液颜色变浅,说明气体中有SO2;F中黑色粉末变红,G中白色粉末变蓝,证明气体中有H2。‎ 答案:(1)H2和SO2　2H2SO4(浓)+ZnZnSO4+SO2↑+2H2O、H2SO4(稀)+ZnZnSO4+‎ H2↑‎ ‎(2)①浓硫酸　无水CuSO4(或无水硫酸铜)‎ ‎②防止倒吸(或作安全瓶)　防止空气中的水蒸气进入系统,干扰实验 ‎③‎ 现象 结论 C中品红溶液褪色,D中酸性KMnO4溶液颜色变浅 气体中有SO2‎ F中黑色粉末变红,G中白色粉末变蓝 气体中有H2‎ ‎(30分钟　50分)‎ 一、选择题(本题包括2小题,每题10分,共20分)‎ ‎1.(2019·福州模拟)下列依据实验操作及现象得出的结论正确的是 (　　)‎ 选项 实验操作 现象 结论 A 向亚硫酸钠试样中滴入盐酸酸化的Ba(ClO)2 溶液 产生白色沉淀 试样已氧化变质 B 向Co2O3中滴入浓盐酸 产生黄绿色气体 氧化性:Co2O3 >‎ Cl2‎ C 向待测液中依次滴入氯水和KSCN 溶液 溶液变为红色 待测液中含有Fe2+‎ D 向NaHCO3溶液中滴加NaAlO2溶液 有白色沉淀和气体产生 Al与HC 发生了水解相互促进反应 ‎【解析】选B。A项,若试样没有变质,Ba(ClO)2具有强氧化性,可将Na2SO3氧化成Na2SO4,Na2SO4与Ba2+形成不溶于稀盐酸的BaSO4沉淀,错误;B项,Co2O3中滴入浓盐酸产生黄绿色气体,则浓盐酸被氧化成Cl2(Cl2为氧化产物),Co2O3为氧化剂,根据同一反应中氧化性:氧化剂>氧化产物,则氧化性:Co2O3>Cl2,正确;C项,待测液中依次滴入氯水和KSCN溶液,溶液变为红色,待测液中可能只有Fe3+不含Fe2+,检验Fe2+应先加KSCN溶液无明显现象,再加氯水溶液变红,错误;D项,NaHCO3溶液中滴加NaAlO2溶液,发生反应:NaHCO3+NaAlO2+H2O====Na2CO3+Al(OH)3↓,只有白色沉淀,不是水解相互促进反应,是“强制弱”的复分解反应,错误。 ‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是 (　　)‎ A.用图甲所示装置验证反应产物中有二氧化碳 B.用图乙装置吸收氨气并防止倒吸 C.用图丙装置配制100 mL 1 mol·L-1硫酸 D.用图丁装置除去氯气中的氯化氢 ‎【解析】选B。图甲中,生成的二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,A项错误;图乙中将导气管通入CCl4中,然后氨气被H2O吸收,可以防止倒吸,B项正确;‎ 图丙中不能将浓硫酸直接倒入容量瓶,C项错误;图丁中气流方向应是长进短出,D项错误。‎ ‎2.(新题预测)下表所列实验探究,利用下图所示实验装置,能得出相应实验结论的是 (　　)‎ 选项 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 实验结论 A 浓氨水 碱石灰 AlCl3溶液 氨水碱性小于于Al(OH)3‎ B 双氧水 MnO2‎ KI-淀粉 溶液 氧化性:MnO2>I2‎ C 浓盐酸 KMnO4‎ KI-淀粉 溶液 氧化性:KMnO4>Cl2>I2‎ D 稀硫酸 Na2S AgNO3、‎ AgCl的 浊液 溶解度:AgCl>Ag2S ‎【解析】选C。浓氨水滴入碱石灰中产生的氨气通入AlCl3溶液,产生白色沉淀,利用强碱制弱碱的原理,氨水的碱性大于Al(OH)3,A项错误;双氧水在MnO2作催化剂时分解产生氧气通入KI-淀粉溶液,溶液变蓝,说明氧化性:O2>I2,B项错误;浓盐酸与KMnO4反应产生的氯气通入KI-淀粉溶液,溶液变蓝,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物,说明氧化性:KMnO4>Cl2>I2,C项正确;稀硫酸与Na2S 反应生成的H2S气体通入AgNO3、AgCl的浊液,浊液由白色变为黄色,主要是AgNO3溶液中Ag+浓度较大而产生黄色AgI沉淀,不能证明溶解度:AgCl>Ag2S,D项错误。‎ 二、非选择题(本题包括1小题,共30分)‎ ‎3.茶叶中含有多种有益于人体健康的有机成分及钙、铁等微量金属元素,某化学研究性学习小组设计方案用以检验某品牌茶叶中铁元素的存在并测定钙元素的质量分数(已知CaC2O4为白色沉淀物质)。首先取‎200 g茶叶样品进行如图1操作:请回答下列有关问题。‎ 图1‎ ‎(1)文献资料显示,某些金属离子的氢氧化物完全沉淀的pH为: ‎ 离子 Ca2+‎ Fe3+‎ 完全沉淀时的pH ‎13‎ ‎4.1‎ ‎(NH4)‎2C2O4溶液显酸性,实验前要先将茶叶样品高温灼烧成灰粉,这步操作需要用到的实验仪器有:酒精灯、三脚架、玻璃棒、________,其主要目的是使样品中的有机物完全分解。 ‎ A.蒸发皿　B.坩埚　C.泥三角　D.石棉网 ‎(2)从滤液A→沉淀D的过程中需要加入的物质X可以选择________。 ‎ A.CaO　　　B.Ca(OH)‎2　‎　　C.NH3·H2O ‎(3)用KMnO4标准溶液滴定C溶液时所发生的反应为:‎ ‎5C‎2+2Mn+16H+10CO2↑+2Mn2++8H2O。现将滤液C稀释至500 mL,再取其中的50.00 mL溶液,用硫酸酸化后,用0.10 mol·L-1的KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗KMnO4溶液体积如下表所示:‎ 编号 终点时消耗KMnO4溶液体积(mL)‎ ‎1‎ ‎19.98‎ ‎2‎ ‎22.00‎ ‎3‎ ‎20.02‎ ‎①此步操作过程中需要用到下列哪些仪器(图2)______(填写序号); ‎ ‎②滴定达到终点时的现象是______________________。 ‎ ‎③为保证实验精确度,沉淀D及E需要分别洗涤,并将洗涤液转移回母液中,若不洗涤沉淀D,会使测定钙元素的含量________。(填“偏低”“偏高”或“无影响”) ‎ ‎④原茶叶中钙元素的质量分数为________。(用含a的代数式表示) ‎ ‎(4)设计最简单的实验,检验茶叶中含有铁元素的操作和现象是___________。 ‎ ‎【解析】(1)灼烧固体的实验所需要的仪器还有坩埚和泥三角。‎ ‎(2)若加入CaO和Ca(OH)2,会在滤液中引入钙元素,影响实验目的。加入氨水可以与酸反应使pH升高到6,从而使铁元素全部沉淀为Fe(OH)3。‎ ‎(3)①将滤液C稀释至500 mL,必须用到500 mL容量瓶;用KMnO4标准溶液滴定时,KMnO4具有强氧化性只能用酸式滴定管盛装,待测液放到锥形瓶中。‎ ‎②KMnO4溶液显紫红色,反应后的溶液为无色,当C2反应完时,再滴入KMnO4溶液就由无色变为紫红色,且半分钟不恢复原色。③若不洗涤沉淀D,会使部分钙元素留在沉淀D上,导致测定结果偏低。④舍弃表中误差较大的第2组数据,消耗KMnO4溶液体积平均为20.00 mL,则消耗n(KMnO4)=0.10 mol·L-1×‎0.020 L=‎ ‎0.002 mol,根据离子方程式得2n(C2)=5n(KMnO4),又因为将滤液C稀释至 ‎500 mL,再取其中的50.00 mL溶液进行的实验,所以滤液C中剩余的n(C2)‎ ‎=×0.002 mol×=0.05 mol,由图1知开始加入(NH4)‎2C2O4的质量为a g,其物质的量为 mol,则与Ca2+反应的n(C2)= mol-0.05 mol,n(C)=‎ n(C2)= mol-0.05 mol,m(C)=40×(-0.05)g,原茶叶中钙元素的质量分数为40×(-0.05)g÷‎200 g=。‎ ‎(4)最简单的检验铁元素的方法是取滤液A少许,加入KSCN溶液,溶液变红,说明含有铁元素。‎ 答案:(1)BC　(2)C ‎(3)①CDE　②滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变为紫红色,且半分钟不恢复原色　③偏低 ‎④‎ ‎(4)取滤液A少许,加入KSCN溶液,溶液变红(答案合理即可)‎ 关闭Word文档返回原板块