领军高考化学易错点22实验方案的设计和评价模拟题训练.docx

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领军高考化学易错点22实验方案的设计和评价模拟题训练

易错点22实验方案的设计和评价

大题冲关

1．高氯酸铵是一种常见的强氧化剂，常用作火箭发射的推进剂。

根据下列信息回答问题:

已知:

①高氯酸铵受热分解为N2、Cl2、O2和H2O;②Mg3N2易水解;③Cu与N2在酒精灯加热条件下不反应。

（1）写出高氯酸铵受热分解的化学反应方程式:

_____________，Mg3N2的电子式为________。

（2）现有23.5gNH4ClO4分解，用下列装置设计实验，验证其分解产物并计算分解率。

（注:

①装置中空气已除尽;②装置可重复使用;③B~F装置中的试剂均过量且能与相应物质反应完全。

）

①用E装置质量的增加来验证生成的气体产物之一，则E中盛放的试剂是:

_______。

②请按气流由左至右的方向连接装置:

A→E→D→B→______→_____→_______→E（选择B~F装置，并用B~F字母填空）。

③证明产物中有Cl2的实验现象:

________。

④反应结束后，若C装置质量增加了2.38g，则NH4ClO4的分解率是:

________%。

（3）样品中NH4ClO4的含量（杂质中不含NH4+）还可用蒸馏法测定（如图所示，加热和夹持装置已略去），实验步骤如下:

步骤1:

组装仪器，检查气密性;准确称取样品ag（不超过0.5g）于蒸馏烧瓶中，加入约150mL水溶解。

步骤2:

准确量取40.00mL约0.1mol/LH2SO4于锥形瓶中。

步骤3:

向蒸馏烧瓶中加入20mL3mol/LNaOH溶液;加热蒸馏使NH3全部挥发。

步骤4:

用新煮沸过的水冲洗冷凝装置2~3次，洗涤液并入锥形瓶中。

步骤5:

向锥形瓶中加2~3滴甲基橙，用cmol/LNaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液V1mL。

步骤6:

重复实验2~3次。

回答下列问题:

①步骤2中，准确量取40.00mlH2SO4溶液的玻璃仪器是:

__________。

②为获得样品中NH4ClO4的含量，还需补充的实验是:

______。

【答案】2NH4ClO4

2O2↑+N2↑+Cl2↑+4H2O↑

浓硫酸E、F、CD裝置中颜色由无色变为橙色85.0或85酸式滴定管或移液管用NaOH标准溶液标定硫酸溶液的浓度

2．叠氮化钠（NaN3）可用于汽车安全气囊的添加剂，与酸反应生成N2 和H2。

某学习小组在实验室用亚硝酸钠和氨在无氧环境中制备NaN3，设计如下实验（夹持装置略去） :

（1）按气流从左到右的方向，上述装置合理的连接顺序为_________________（填仪器接口字母）。

（2）试剂X 可选用________________（填试剂名称）。

（3）装置C中发生反应的化学方程式为_________________________________________，该反应需要在无氧环境中进行的原因为_____________________。

（4）装置B的作用为___________________________________________。

（5）加热条件下，NaNH2 和N2O反应也可制备NaN3，同时生成能使湿响的红色石蕊试纸变蓝的气体，该反应的化学方程式为_______________________。

（6）HNO2是一元弱酸，不稳定，容易分解为两种氮的氧化物。

现用如下试剂：

NaNO2、pH试纸、水、稀硫酸、NaOH溶液、碱石灰、CuSO4、CuO，计实验证明（（可加热）；

①HNO2为弱酸:

_______________________。

②装置C中反应进行一段时间后，有NaN3生成：

______________。

【答案】afg（或gf）de（或ed）c（b）碱石灰（或生石灰或NaOH固体）5NH3+4NaNO2

3NaN3+NaOH+7H2O加热条件下，NaNO2容易被氧气氧化防止外界空气进人C装置干扰实验并吸收来参加反应的氨气2NaNH2+N2O

NaN3+ NaOH+ NH3将NaNO2溶于适量水中配成溶液，常温下，用pH试纸测定该溶液的pH>7取少量装置C中固体加入稀硫酸中，将产生的气体通过足量的NaOH溶液，经碱石灰干燥后通过灼热的CuO，再将生成的气体通过CuSO4，若观察到CuO黑色固体变红，CuSO4变蓝，则有NaN3生成

实现②由信息，NaN3与酸反应生成N2和H2；HNO2是一元弱酸；不稳定，容易分解为两种氮的氧化物。

则证明装置C中反应进行一段时间后，部分NaNO2有NaN3生成的方法为取少量装置C中固体加入稀硫酸中，将产生的气体通过足量的NaOH溶液，经碱石灰干燥后通过灼热的CuO，再将生成的气体通过CuSO4，若观察到CuO黑色固体变红，CuSO4变蓝，则有NaN3生成。

3．某红色固体粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种，某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。

查阅资料：

Cu2O在酸性溶液中会发生反应：

Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O

探究一：

用如图所示装置进行实验，回答下列问题：

（1）仪器组装完成后，夹好止水夹，___________________________________________，则说明装置A的气密性良好。

（2）装置A是氢气的发生装置，可以选用的药品是________（填选项）。

A．稀硫酸和锌片B．稀硝酸和铁片C．氢氧化钠溶液和铝片D．浓硫酸和镁片

（3）从下列实验步骤中，选择正确的操作顺序：

①________③（填序号）。

①打开止水夹

②熄灭C处的酒精喷灯

③C处冷却至室温后，关闭止水夹

④点燃C处的酒精喷灯

⑤收集氢气并验纯

⑥通入气体一段时间，排尽装置内的空气

探究二：

（4）取少量样品于试管中，加入适量的稀硫酸，若无红色物质生成，则说明样品中不含Cu2O；此观点是否正确________（填“是”或“否”），若填“否”，则原因是_____________（用离子方程式说明）；

另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色的气体，证明样品中一定含有__________，取少量反应后的溶液，加适量蒸馏水稀释后，滴加_________（填试剂和实验现象），则可证明另一成分存在，反之，说明样品中不含该成分。

探究三：

（5）取一定量样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸，若反应后经过滤得到固体3.2g，滤液中Fe2＋有1.0mol，则样品中n（Cu2O）＝________mol。

【答案】）向装置A中的长颈漏斗内加水至形成一段水柱，若一段时间内水柱高度保持不变AC⑥⑤④②否2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋Cu2OKSCN溶液，若溶液变红色0.55

4．某小组探究“地康法制氯气”的原理并验证Cl2的性质，设计实验如下（夹持装置略去）请回答下列问题：

I.Cl2的制备。

（1）装置B中发生反应的化学方程式为________________________________。

（2）装置C的作用除干燥气体外还有_______________________。

（3）装置E中盛放CuSO4的仪器名称为_______________；反应开始后，硫酸铜变蓝，则装置D中发生反应的化学方程式为_______________________________。

II.Cl2性质的验证。

该小组用实验I中制得的Cl2和如图所示装置（不能重复使用）依次验证干燥纯净的Cl2无漂白性、湿润的Cl2有漂白性、Cl的非金属性强于S

査阅资料：

①PdCl2溶液捕获CO时，生成金属单质和两种酸性气体化合物；

②少量CO2不干扰实验；

③该实验条件下，C与Cl2不反应。

（4）按气流从左到右的方向，装置连接的合理顺序为E→→→→→→→→尾气处理（填装置字母）________________。

（5）试剂X的名称为________________。

（6）装置J中发生反应的化学方程式为______________________________________。

【答案】2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2控制气体的流速和比例、使气体混合均匀（球形）干燥管4HC1+O2

2H2O+2C12G（或L）KJL（或G）HFI硫化钠溶液PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HC1

5．硝酸是常见的无机强酸，是重要的化工原料。

实验室模拟硝酸的制备可用以下装置，其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球，b、c为止水夹。

（1）实验开始前，应检验装置的气密性，请写出检验A~E装置（不必考虑a）的气密性方法________________。

（2）装置A中发生反应的化学方程式为___________。

装置C中浓硫酸的作用是__________。

（3）实验进行一段时间，待制备一定量硝酸后，停止加热A和B中装置，但仍要通过a鼓入一定量的空气，该操作的目的是____________________。

（4）若F装置中所选用试剂为酸性KMnO4溶液，请写出F装置处理NO尾气的离子方程式：

_____________________。

（5）欲使A中产生的氨气尽可能转化为硝酸，理论上氨气与鼓入空气的最佳比例为_______。

（6）实验完毕后，取E中的溶液，加入几滴酚酞溶液，用0.10mol/L的NaOH标准液滴定，发现加入过量标准液后仍无现象，试解释没有观察到滴定终点的原因_________________。

【答案】将E中右侧导管浸没在水中，打开b和c，微热A中试管，最右侧导管口有气泡产生，停止加热冷却至室温，最右侧导管有一段回流水柱（无“E中右侧导管浸没在水中”不得分，无“打开b和c”可给分）2NH4Cl+Ca（OH）2

2NH3↑+CaCl2+2H2O；除水蒸气和氨气使氧气与氮氧化物及水反应成硝酸，提高氮氧化物的转化率5NO+4H++3MnO4-=3Mn2++5NO3-+2H2O1:

10硝酸将酚酞氧化

6．

（1）现有Na2CO3和NaHCO3两种白色固体物质：

Ⅰ．欲探究Na2CO3和NaHCO3稳定性的相对强弱，两同学分别设计了以下两组装置：

请回答：

①如甲图所示，分别用Na2CO3和NaHCO3做实验，试管②中的试剂是______（填字母序号）。

a.稀H2SO4b.NaOH溶液c.Ca（OH）2溶液

②如乙图所示，试管④中装入的固体应该是______________（填化学式）。

③通过上述实验，得出的结论是：

Na2CO3比NaHCO3的稳定性______（填“强”或“弱”）。

Ⅱ．欲鉴别两种固体物质可选用的试剂是_____________。

Ⅲ．等物质的量浓度的两种物质的溶液与同浓度的盐酸反应，反应速率快的是_________（填化学式）。

（2）甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品（其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物）制取氨气。

请回答下列问题：

①实验室制取氨气的化学方程式为：

________________________________________；

②三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨气（假设他们的实验操作都正确），你认为没有收集到氨气的同学是___________（填“甲”、“乙”或“丙”），收集不到氨气的主要原因是___________________________（用化学方程式表示）；

③检验氨气是否收集满的方法是（简述操作方法、现象和结论）_______________________。

【答案】cNaHCO3强CaCl2（或BaCl2）溶液NaHCO32NH4Cl+Ca（OH）2

CaCl2+2NH3↑+2H2O甲2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝，则证明已收集满（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明已收集满）

③氨气是碱性气体，检验氨气是否收集满的方法可以将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝，则证明已收集满；由于氨气和浓盐酸挥发出的氯化氢反应产生氯化铵（白色固体），有白烟现象，所以检验氨气是否收集满的方法也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明已收集满；故答案为：

将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝，则证明已收集满（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明已收集满）。

7．常温常压下，一氧化二氯（Cl2O）为棕黄色气体，沸点为3.8℃，42℃以上会分解生成Cl2和O2，Cl2O易溶于水并与水反应生成HClO。

（制备产品）将氯气和空气（不参与反应）按体积比1∶3混合通入含水8%的碳酸钠中制备Cl2O，并用水吸收Cl2O（不含Cl2）制备次氯酸溶液。

（1）各装置的连接顺序为______→→→C→。

（2）装置B中多孔球泡和搅拌棒的作用是____________________________________；装置C的作用是_____________________。

（3）制备Cl2O的化学方程式为________________________。

（4）反应过程中，装置B需放在冷水中，其目的是_____________________________。

（5）此方法相对于用氯气直接溶于水制备次氯酸溶液有两个主要优点，分别是_______。

【答案】A→D→B→C→E增大反应物接触面积，使反应充分进行，加快反应速率除去Cl2O中的Cl2。

2Cl2+Na2CO3=Cl2O+2NaCl+CO2（或者2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3）防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解制得的次氯酸溶液纯度较高，浓度较大

8．以CuSO4溶液和不同酸根离子形成的钠盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。

（1）经检验，现象I的白色沉淀为CuI，则反应的离子方程式为_____________________，氧化产物与还原产物的物质的量之比为____________。

（2）经检验，现象Ⅱ中产生的气体是二氧化碳，绿色沉淀是碱式碳酸铜[xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O]。

现采用氢气还原法测定碱式碳酸铜组成，请回答如下问题：

①写出xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O与氢气反应的化学方程式_____________________；

②实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是（填仪器接口字母编号）：

a→_______→gf→____→_____→_____→l

（3）经检验，现象Ⅲ的棕黄色沉淀中不含SO42-，含有Cu+、Cu2+和SO32-。

已知：

Cu+

Cu+Cu2+

①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是______________________________。

②通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2+和SO32-

a．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是_____________________。

b．证实沉淀中含有Cu+和SO32-的理由是___________________________。

【答案】2Cu2++4I-=2CuI↓+I21:

2xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O+（x+y）H2

（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2Okjdehibc有红色固体析出盐酸和BaCl2溶液在I-作用下，Cu2+转化为白色沉淀CuI，SO32-转化为SO42-

9．硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等。

（1）工业制硫酸铜的方法很多。

①方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。

该反应的化学方程式是_______________。

②方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如上图所示：

稀硫酸和氧化铁反应的离子方程式是_________________________；铜和上述反应得到的物质反应的离子方程式是_______________；向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是_______________；分离蓝色滤液和红褐色沉淀的实验操作是___________。

（2）氨法脱硫技术可吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，同时制得硫酸铵。

主要的工艺流程如下图所示：

①吸收塔中发生反应的化学方程式是_________。

②检验硫酸铵中的NH4+的操作是__________________。

【答案】Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O过滤NH3·H2O+2SO2+O2=2（NH4）2SO4+2H2ONH4++OH-

NH3↑+H2O

10．氨基甲酸铵（H2NCOONH4）是一种易分解、易水解的白色固体，可用于化肥、灭火剂、洗涤剂等。

某研究小组用下图所示的实验装置，利用氢氧化钠固体、浓氨水、干冰等作原料制备氨基甲酸铵。

主要反应原理：

2NH3（g）+CO2（g）＝H2NCOONH4（s）ΔH＜0。

（1）实验室用98%的浓硫酸配制15%的稀硫酸，除量筒外还需使用下列仪器中的____。

a．烧杯b．一定容积的容量瓶c．玻璃棒d．滴定管

（2）仪器1恒压分液漏斗，其优点是__________________________。

（3）仪器3中NaOH固体的作用是__________________________。

（4）仪器6的一个作用是控制原料气按反应计量系数充分反应，若反应初期观察到装置内稀硫酸溶液中产生气泡，应该______（填“加快”、“减慢”或“不改变”）产生氨气的流速。

（5）另有一种制备氨基甲酸铵的反应器（CCl4与液体石蜡均为惰性介质）如图。

生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，当悬浮物较多时，停止制备。

①发生器用冰水冷却的原因是________________________________________；

②从反应后混合物中过滤分离出产品。

为了得到干燥产品，应采取的方法是_____（填序号）

a．常压加热烘干b．高压加热烘干c．真空40℃以下烘干

（6）已知氨基甲酸铵可完全水解，其中产物有碳酸氢铵。

氨基甲酸铵水解反应的化学方程式为________________________________。

【答案】ac便于浓氨水顺利流下干燥氨气，防止生成的氨基甲酸铵水解加快生成物氨基甲酸铵易分解且反应放热，用冰水冷却防止生成物因温度过高而分解，且降温使反应正向进行，提高反应物的转化率cNH2COONH4＋2H2O＝NH4HCO3＋NH3·H2O或NH2COONH4＋2H2O＝NH4HCO3＋NH3↑＋H2O

11．碘是人类必需的生命元素,在人体的生长发育过程中起着重要作用,实验小组进行碘单质的制备。

（查阅资料）碱性条件下,I2会发生歧化反应生成I-和IO3-,酸性条件下,I-和IO3-又会发生归中反应生成I2；碘在水中的溶解度为0.029g。

（碘的制取）以海带为原料,按照以下步骤进行实验。

（1）步骤B发生的反应是“氧化”,这一操作中可供选用的试剂:

①Cl2；②Br2；③稀硫酸和H2O2,从无污染角度考虑，你认为合适试剂是______（填编号）,反应中I-转化为I2的离子反应方程式为________。

（2）步骤C中使用的起到分离作用的仪器是_______,使用该仪器时,第一步操作是_______________。

（3）有同学查资料后发现CCl4有毒,提议用乙醇代替,请判断该提议是否可行,原因是_______________。

（4）（碘的分离）得到含I2的CCl4溶液后,利用下图装置进行碘的提取并回收溶剂。

图中有两处明显错误,分别是①_________；②_________。

【答案】③2I-+2H++H2O2=2H2O+I2分液漏斗检漏不行，乙醇与溶剂水互溶，不能用于萃取碘水中的碘单质温度计水银球插入太深，没有在蒸馏烧瓶的支管处冷却水进出口接反了

12．甲烷在加热条件下可还原氧化铜，气体产物除水蒸气外，还有碳的氧化物。

某化学小组利用如图装置探究其反应产物。

[查阅资料]①CO能与银氨溶液反应：

CO＋2[Ag（NH3）2]＋＋2OH－===2Ag↓＋2NH4+＋CO32－＋2NH3。

②Cu2O为红色，不与Ag+反应，能发生反应：

Cu2O＋2H＋===Cu2+＋Cu＋H2O。

（1）装置A中反应的化学方程式为___________________________________________。

（2）按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→__________________。

（填字母编号）

（3）实验中滴加稀盐酸的操作为______________________________________________。

（4）已知气体产物中含有CO，则装置C中可观察到的现象是________________；装置F的作用为_________________________________________。

（5）当反应结束后，装置D处试管中固体全部变为红色。

①设计实验证明红色固体中含有Cu2O：

________________________。

②欲证明红色固体中是否含有Cu，甲同学设计如下实验：

向少量红色固体中加入适量0.1mol·L−1AgNO3溶液，发现溶液变蓝，据此判断红色固体中含有Cu。

乙同学认为该方案不合理，欲证明甲同学的结论，还需增加如下对比实验，完成表中内容。

实验步骤（不要求写出具体操作过程）

预期现象和结论

__________________

若观察到溶液不变蓝，则证明红色固体中含有Cu；若观察到溶液变蓝，则不能证明红色固体中含有Cu

【答案】Al4C3＋12HCl===3CH4↑＋4AlCl3F→D→B→E→C→G先打开分液漏斗上口的玻璃塞（或先使分液漏斗上口的玻璃塞的凹槽对准漏斗上的小孔），再将分液漏斗下面的旋塞打开，使稀盐酸缓慢滴下试管内有黑色固体生成（或试管内有银镜生成）除去甲烷中的HCl气体和水蒸气取少量红色固体，加入适量稀硫酸，若溶液变为蓝色，则证明红色固体中含有Cu2O取少量Cu2O固体于试管中，加入适量0.1mol·L−1AgNO3溶液

13．某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2，它们使用的药品和装置如图所示：

（1）SO2气体还原Fe3+的产物是________________（填离子符号），参加反应的SO2和Fe3+的物质的量之比是________。

（2）下列实验方案适用于在实验室制取所需SO2的是________。

A．Na2SO3溶液与HNO3B．Na2SO3固体与浓硫酸

C．固体硫在纯氧中燃烧D．铜与热浓H2SO4

（3）装置C的作用是__________________________________________________。

（4）若要从A中所得溶液提取晶体，必须进行的实验操作步骤：

蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有________（填序号）。

A．蒸发皿　　B．石棉网　　C．漏斗　　D．烧杯　　E．玻璃棒　　F．坩埚

（5）在上述装置中通入过量的SO2，为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应