高考化学二轮复习 专题能力提升练十四 第一篇 专题通关攻略 专题四 化学实验基础 2 化学实验方案与设计文档格式.docx
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Cu在常温下既可以和稀硝酸反应,也可以和稀硫酸反应
【解析】选C。
①中发生3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成硝酸铜溶液为蓝色,试管口NO被氧气氧化生成红棕色的二氧化氮,但硝酸被还原生成NO,故A错误;
③中加稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应,但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性,继续与Cu反应,而硝酸的氧化性强,故B错误;
实验③发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O,故C正确;
由上述实验可得出结论:
Cu在常温下可以和稀硝酸反应,故D错误。
【加固训练】
(2016·
莆田一模)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( )
实验
现象
结论
A
将盐酸滴入0.5mol·
L-1Fe(NO3)2溶液中
溶液变黄色;
有无色气体逸出,后又变成红棕色
Fe2+被HNO3氧化
B
向浓NaOH溶液中滴入几滴2mol·
L-1AlCl3,溶液,振荡
有白色沉淀出现
Al3+和OH-结合生成难溶性物质
C
乙酸乙酯与稀硫酸共热、搅拌
液体不再分层
乙酸乙酯在酸性条件下完全水解生成可溶性物质
D
将盐酸酸化的BaCl2溶液滴入某溶液中
出现白色沉淀
该溶液含有S
【解析】选A。
硝酸盐在酸性溶液中具有强氧化性,则将盐酸滴入0.5mol·
L-1
Fe(NO3)2溶液中生成铁离子、NO,观察到溶液变黄色;
有无色气体逸出,后又变成红棕色,故A正确;
NaOH过量,不生成沉淀,生成偏铝酸钠,现象与结论不合理,故B错误;
乙酸乙酯在酸性溶液中水解为可逆反应,结论不合理,故C错误;
白色沉淀可能为AgCl,应先加盐酸无现象,再加氯化钡检验硫酸根离子,故D错误。
3.(2016·
南宁一模)某地污水中含有Zn2+、Hg2+、Fe3+和Cu2+四种阳离子。
甲、乙、丙三位同学设计的从该污水中回收金属铜的方案如下:
下列判断正确的是( )
A.三种实验方案中都能制得纯净的铜
B.乙方案中加过量铁粉可以将四种阳离子全部还原
C.甲方案中的反应涉及置换、分解、化合、复分解四种反应类型
D.丙方案会产生环境污染
【解析】选D。
甲实验得到的沉淀中含有Fe(OH)3、Cu(OH)2,加热后得到Fe2O3和CuO,通H2还原后不能得到纯净的铜;
乙实验中加入过量铁粉,过滤所得的滤渣中含有铁、铜等物质,最后也不能得到纯净的铜;
丙实验中用盐酸溶解了滤渣中过量的铁,最后可以得到纯净的铜。
因为锌比铁活泼,所以方案乙中加入的铁不能还原Zn2+。
甲方案中没有涉及化合反应。
丙方案有可能产生汞和酸性废水,从而导致环境污染。
4.(2016·
深圳一模)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
用燃烧的镁条引燃铝热剂
剧烈
反应
该反应是吸热反应
向鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液
生成白
色沉淀
蛋白质发生了变性
处理锅炉水垢中的CaSO4时,依次加入饱和Na2CO3溶液和盐酸
水垢
溶解
Ksp:
CaCO3>
CaSO4
向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2
溶液
变浑浊
析出了溶解度更小的NaHCO3
铝热反应为放热反应,结论不合理,故A错误;
向鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液发生盐析,而不是变性,重金属盐可使蛋白质变性,故B错误;
硫酸钙和碳酸钙阴离子和阳离子比相同,可以直接比较溶解度和溶度积常数,处理锅炉水垢中的CaSO4时,依次加入饱和Na2CO3溶液和盐酸,水垢溶解,发生了沉淀转化,Ksp:
CaCO3<
CaSO4,故C错误;
因为NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小,所以向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊,有因果关系,故D正确。
5.(2016·
枣庄一模)实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体经历下列过程(已知:
Fe3+在pH=5时已完全沉淀):
下列分析正确的是( )
A.用98%的浓硫酸配制溶解所用的4.5mol·
L-1的稀硫酸,需4种玻璃仪器
B.步骤②目的是将溶液Ⅰ中的Fe2+充分转化成Fe3+,实验操作是向溶液Ⅰ中通入足量的氯气
C.利用Cu(OH)2替代CuO也可调节溶液pH而不影响实验结果
D.步骤④之后的实验操作是蒸干溶剂结晶,所需仪器是蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、泥三角、三脚架
用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸溶液,需使用量筒量取浓硫酸的体积,溶解过程需要烧杯和玻璃棒,还要用到容量瓶和胶头滴管,A错误。
步骤②中氧化Fe2+若选用Cl2,则最终难以得到纯净的胆矾晶体,氧化剂最好选用H2O2,B错误。
步骤④之后要得到胆矾晶体,应通过加热蒸发浓缩、冷却结晶的方法,题中仪器不需要泥三角,三脚架也可改为铁架台和铁圈,D错误。
二、非选择题
6.(2016·
石家庄二模)硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂。
[查阅资料]隔绝空气加热至500℃时硫酸亚铁铵能完全分解,分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。
[实验探究]某化学小组选用下图所示部分装置进行实验(夹持装置略)
实验Ⅰ 验证分解产物中含有氨气和水蒸气,并探究残留固体成分。
(1)所选用装置的正确连接顺序为_______(填装置的字母序号)。
(2)证明有水蒸气生成的实验现象为___________________________________。
(3)证明有氨气生成的实验现象为_____________________________________。
(4)A中固体完全分解后变为红棕色粉末,设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4:
_________________________________________________。
实验Ⅱ 乙同学为探究分解产物中的硫氧化物,连接装置A-E-F-B进行实验。
(5)实验过程中观察到:
E中没有明显现象,F中溶液褪色,据此得出的结论是___
___________________________________________________________________。
(6)B的作用是______________________________________________________。
(7)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外,还有N2生成,写出A中反应的化学方程式________________________________________________________。
【解析】
(1)验证分解产物中含有氨气和水蒸气,为防止后面溶液干扰必须先检验水蒸气,用C中无水硫酸铜检验,再用碱石灰除去水,用含酚酞的水检验氨气,故顺序是ACBD。
(2)无水硫酸铜遇水会变蓝。
(3)氨气溶于水显碱性,故遇酚酞变红。
(4)氧化铁中没有二价铁,氧化亚铁和四氧化三铁中都含有亚铁离子,可使高锰酸钾褪色,故可加入适量稀硫酸使其完全溶解,向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则残留固体是Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4。
(5)SO3遇盐酸酸化的氯化钡会产生白色沉淀,而E中没有明显现象,说明产物中没有SO3,二氧化硫能使品红褪色,F中溶液褪色,故含有二氧化硫。
(6)产物中有二氧化硫会污染空气,故要用碱石灰吸收二氧化硫。
(7)据以上分析产物中含有Fe2O3、SO2、NH3、N2和H2O,故方程式为2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O。
答案:
(1)ACBD
(2)C中无水硫酸铜变蓝
(3)D中溶液变为红色
(4)取少量A中残留固体,加入适量稀硫酸使其完全溶解,向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则残留固体是Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4
(5)分解产物中有SO2,没有SO3
(6)吸收SO2,防止污染
(7)2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O
【方法规律】化学实验探究的基本环节
(1)发现问题:
就是在学习和实验的过程中所遇到的值得探究的问题和异常现象等。
(2)提出猜想:
就是根据已有的知识对所发现的问题的解决提出的几种可能的情况。
(3)设计验证方案:
就是根据猜想,结合实验条件设计科学、合理、安全的实验方案,对各种猜想进行验证。
(4)具体实施实验:
就是根据实验方案选择仪器、组装仪器、按步骤进行操作实验的过程。
(5)观察现象分析数据,得出结论:
就是认真全面观察实验中出现的现象并及时记录所得数据,然后进行推理分析和数据分析,通过对比归纳得出结论。
7.(2016·
郑州二模)苯甲酸是一种重要的化工原料。
实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置示意图如下:
名称
性状
熔点/℃
沸点/℃
密度
/g·
cm-3
溶解性
水
乙醇
甲苯
无色液体易燃易挥发
-95
110.6
0.8669
不溶
互溶
苯甲酸
白色片状或针状晶体
112.4
(100℃左右升华)
248
1.2659
微溶
易溶
苯甲酸在水中的溶解度如表中所示:
温度/℃
4
18
75
溶解度/g
0.2
0.3
2.2
某学习小组在实验室制备、分离、提纯苯甲酸,并测定所得样品的纯度,步骤如下:
一、制备苯甲酸
在三颈烧瓶中加入2.7mL甲苯、100mL水和2~3片碎瓷片,开动电动搅拌器,a中通入流动水,在石棉网上加热至沸腾,然后分批加入8.5g高锰酸钾,继续搅拌约4~5h,直到甲苯层几乎近于消失、回流液不再出现油珠,停止加热和搅拌,静置。
二、分离提纯
在反应混合物中加入一定量草酸(H2C2O4)充分反应,过滤、洗涤,将滤液放在冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化,苯甲酸全部析出后减压过滤,将沉淀物用少量冷水洗涤,挤压去水分后放在沸水浴上干燥,得到粗产品。
三、测定纯度
称取mg产品,配成100mL乙醇溶液,移取25.00mL溶液于锥形瓶中,滴加2~3滴酚酞,然后用标准浓度KOH溶液滴定。
请回答下列问题:
(1)装置a的名称是________,其作用为_________________________________。
(2)甲苯被高锰酸钾氧化的原理为+KMnO4+MnO2↓+H2O+ ________,请完成并配平该化学方程式。