高考化学考点分类汇编专题二十三 实验方案的设计与评价近3年真题+模拟Word下载.docx

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SO2

NaOH溶液

C

稀硝酸

Cu

NO2

D

浓盐酸

MnO2

Cl2

解析:

NH3应用向下排气法收集,A项不合理;

稀硝酸与Cu反应,产物为NO,且NO与空气中的O2反应,不应用排气法收集,C项不合理;

浓盐酸与MnO2在常温下不反应,D项不合理。

答案:

2.（2012年江苏化学,6,2分）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

气体的除杂要保证原气体与洗涤液不反应,由于Cl2能与NaOH溶液反应,A选项错;

由于NH4Cl受热易分解,所以不能蒸干溶液,应该加热浓缩,冷却结晶获得NH4Cl晶体,B选项错;

图3是简易启普发生器装置,要求用块状固体,纯碱是粉末状固体,使粉末漏于容器底部而无法控制反应速率,C选项错;

对于不相混溶的液体,用分液漏斗进行分离,D选项正确。

3.（2012年福建理综,25,15分）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2（反应装置如图所示）。

（1）制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是　　　　（填序号）。

A.往烧瓶中加入MnO2粉末

B.加热

C.往烧瓶中加入浓盐酸

（2）制备反应会因盐酸浓度下降而停止。

为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出的下列实验

方案:

甲方案:

与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。

乙方案:

采用酸碱中和滴定法测定。

丙方案:

与已知量CaCO3（过量）反应,称量剩余的CaCO3质量。

丁方案:

与足量Zn反应,测量生成的H2体积。

继而进行下列判断和实验:

①判定甲方案不可行,理由是　。

②进行乙方案实验:

准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。

a.量取试样20.00mL,用0.1000mol·

L-1NaOH标准溶液滴定,消耗22.00mL,该次滴定测的试样中盐酸浓度为　　　　mol·

L-1;

b.平行滴定后获得实验结果。

③判断丙方案的实验结果　　　　（填“偏大”、“偏小”或“准确”）。

[已知:

Ksp（CaCO3）=2.8×

10-9、Ksp（MnCO3）=2.3×

10-11]

④进行丁方案实验:

装置如图所示（夹持器具已略去）。

（i）使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将　　　　转移到　　　　中。

（ii）反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积,气体体积逐次减小,直至不变。

气体体积逐次减小的原因是

　　　　　　　　　　　（排除仪器和实验操作的影响因素）。

（1）加药顺序一般是先加入固体药品,再加入液体药品,最后再加热。

则依次顺序是ACB。

（2）①加入足量的硝酸银溶液只能求出氯离子的量,而不能求出剩余盐酸的浓度。

②由cHClVHCl=cNaOHVNaOH可得出盐酸的浓度为0.1100mol/L。

③由于Ksp（MnCO3）<

Ksp（CaCO3）,过量的CaCO3要转化为一部分MnCO3,由于M（MnCO3）>

M（CaCO3）,故最终剩余的固体质量增加,导致测得c（H+）偏小。

④使Zn粒进入残余清液中让其发生反应。

这样残余清液就可以充分反应,如果反过来,残余清液不可能全部转移到左边。

反应完毕时,相同时间内则气体体积减少,又排除了其他影响因素,只能从气体本身角度思考,联想到该反应是放热的,就可能想到气体未冷却了。

（1）ACB（按序号写出三项）

（2）①残余清液中,n（Cl-）>

n（H+）（或其他合理答案）

②0.1100　③偏小　④（i）Zn粒　残余清液（按序号写出两项）

（ii）装置内气体尚未冷却至室温

4.（2011年天津理综,9,18分）某研究性学习小组为合成1丁醇,查阅资料得知一条合成路线:

CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH;

CO的制备原理:

HCOOHCO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置（如图）。

请填写下列空白:

（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯,写出化学反应方程式:

　　　　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　　　　　。

（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中a和b的作用分别是　　　　　　　,　　　　　　　。

c和d中盛装的试剂分别是　　　　　　,　　　　　。

若用以上装置制备H2,气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是　　　　　　　　;

在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。

（3）制丙烯时,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是　　　　　　　　　　　（填序号）。

①饱和Na2SO3溶液　②酸性KMnO4溶液　③石灰水④无水CuSO4　⑤品红溶液

（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你认为应该采用的适宜反应条件是　　　　　　　　。

a.低温、高压、催化剂b.适当的温度、高压、催化剂

c.常温、常压、催化剂d.适当的温度、常压、催化剂

（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1丁醇粗品。

为纯化1丁醇,该小组查阅文献得知:

①R—CHO+NaHSO3（饱和）RCH（OH）SO3Na↓;

②沸点:

乙醚34℃,1丁醇118℃,并设计出如下提纯路线:

粗品滤液有机层1丁醇、乙醚纯品

试剂1为　　　　　,操作1为　　　　,操作2为　　　　,操作3为　　　　　　。

（1）实验室用锌粒和稀盐酸制备氢气;

用2丙醇和浓硫酸共热,消去反应制备丙烯;

（2）在题给装置中,a的作用是保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等,以保证分液漏斗内的液体能顺利加入烧瓶中;

b主要是起安全瓶的作用,以防止倒吸;

c为除去CO中的酸性气体,选用NaOH溶液,d为除去CO中的H2O（g）,试剂选用浓硫酸;

若用题给装置制备H2,则不需要酒精灯,必须得是反应容器和滴加盐酸的仪器,氢气用向下排空气法收集,注意导气管伸入底部;

（3）检验丙烯和少量SO2、CO2及水蒸气组成的混合气体各成分时,应首先选④无水CuSO4检验水蒸气,然后用⑤品红溶液检验SO2,并用①饱和Na2SO3溶液除去SO2;

然后用③石灰水检验CO2,用②酸性KMnO4溶液检验丙烯,应该先除尽SO2,因为丙烯和SO2都能使酸性KMnO4褪色;

（4）题给合成正丁醛的反应为气体体积减小的放热反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,选b;

（5）由操作1后得到“滤液”和信息①可知,试剂1应为NaHSO3饱和溶液,操作为过滤;

加入乙醚时1丁醇易溶解于其中,故操作2为萃取分液;

根据两种有机物沸点的不同,操作3应为蒸馏。

（1）Zn+2HClZnCl2+H2↑

CH3CHCH2↑+H2O

（3）④⑤①②③（或④⑤①③②）

（4）b　（5）饱和NaHSO3溶液　过滤　萃取　蒸馏

5.（2009年福建理综,25,17分）某研究性小组借助A～D的仪器装置完成有关实验

【实验一】收集NO气体。

（1）用装置A收集NO气体,正确的操作是　　　　（填序号）。

a.从①口进气,用排水法集气

b.从①口进气,用排空气法集气

c.从②口进气,用排水法集气

d.从②口进气,用排空气法集气

【实验二】为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数w（Zn）和镀层厚度,查询得知锌易溶于碱:

Zn+2NaOHNa2ZnO2+H2↑据此,截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样,剪碎、称得质量为m1g。

用固体烧碱和水作试剂,拟出下列实验方案并进行相关实验。

方案甲:

通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标。

（2）选用B和　　　　（填仪器标号）两个装置进行实验。

（3）测得充分反应后生成氢气的体积为VL（标准状况）,w（Zn）=　　　　。

（4）计算镀层厚度,还需要的一个物理量是　　　　　　　。

（5）若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗,测量结果将　　　　（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

方案乙:

通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。

选用仪器C做实验,试样经充分反应,滤出不溶物、洗涤、烘干,称得其质量为m2g。

（6）w（Zn）=　　　　　　。

方案丙:

通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量（其差值即为H2的质量）实现探究目标。

实验同样使用仪器C。

（7）从实验误差角度分析,方案丙　　　　方案乙（填“优于”、“劣于”或“等同于”）。

（1）NO遇空气立即被氧化,故不能用排空气法收集,只能用排水法收集。

排水时应用短进长出。

（2）方案甲:

Zn和Fe中只有Zn可以与NaOH产生气体,通过排水收集气体,依据反应方程式即可算出Zn的质量分数。

所以需要的装置有测H2的体积的D装置。

（3）Zn与H2之间量为1∶1,则n（Zn）=mol,w（Zn）==

（4）有了Zn的质量,如果有密度,则可以求出Zn的体积,再由Zn的截面积,即可求出Zn的高度（厚度）。

（5）恒压式分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方,故收集气体少了,所以用普通分液漏斗时收集的H2多一些,则计算出的Zn的量偏大。

（6）减少的质量即为Zn的质量。

（7）丙方案H2逸出时会带出部分水蒸气造成较大误差,再者H2质量很小,用该法测出的误差较大。

（1）c　

（2）D　（3）（或等其他合理答案）

（4）金属锌的密度（或其他合理答案）　

（5）偏大

（6）（或其他合理答案）　（7）劣于

考点二实验方案的设计与评价

1.（2013年天津理综,9,18分）FeCl3在现代工业生产中应用广泛。

某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

Ⅰ.经查阅资料得知:

无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。

他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下:

①检验装置的气密性;

②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;

③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;

④……

⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封。

请回答下列问题:

（1）装置A中反应的化学方程式为　。

（2）第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端。

要使沉积的FeCl3进入收集器,第④步操作是　。

（3）操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号）　　　　　。

（4）装置B中冷水浴的作用为　　　　　　　　;

装置C的名称为　　　　;

装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂:

　　　　。

（5）在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。

Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫;

过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。

（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为　。

（7）电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应式为　。

（8）综合分析