一轮复习专题练习2实验设计与评价十二道大题.docx
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一轮复习专题练习2实验设计与评价十二道大题
2011一轮复习专题练习——实验设计与评价十二道大题
1．某化学小组利用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取氯气，并利用氯气进行有关的探究实验
，制取氯气的装置如图I和Ⅱ。
（1）制取氯气反应的离子方程式_________________________________________；
（2）装置Ⅱ中小试管的作用为___________________________________________；
（3）装置I与装置Ⅱ比较，装置I的主要优点为：
________________________________
__________________________________________________________________。
（4）将生成的氯气通入水中，可制得氯水，氯水见光易分解生成O2，请简述利用小烧瓶设计实验证明氯水见光分解有O2生成的实验方法：
_______________________________
______________________________________________________________________。
（5）氯气能使湿润的红色布条褪色。
对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能，请利用中学实验室常见试剂，设计实验，得出正确结论。
提出问题
收集资料
提出假设
验证假设
得出结论
氯水中何种物质能使湿润的红色布条褪色？
氯气有强氧化性
氯气与冷水反应生成盐酸和次氯酸
次氯酸有强氧化性
______________
________________。
________________
________________。
_______________
________________。
H2O使布条褪色
验证假设
：
把红色干布条放入充满氯气的集气瓶，布条不褪色；
验证假设
：
_______________________________________。
验证假设④：
把红色布条放在水里，布条不褪色。
使红色布条褪色的物质是次氯酸。
2．为探究如何尽可能多的使NO：
被水吸收，某活动小组设计并完成了以下实验。
（1）活动小组同学利用铜与浓硝酸反应制取NO2、过氧化氢溶液与MnO2制取O2。
①根据反应原理他们选用了相同的装置（填“图l”或“图2”）分别制取N22和O2。
②写出铜与浓硝酸反应的离子方程式。
③过氧化氢溶液与MnO2制取O2时MnO2的作用是。
④收集NO2的方法是。
（2）活动小组的同学做了如下准备工作：
用气囊收集好纯净的O2，收集了一试管NO2，
用干燥的烧瓶收集了一定比例的NO2和O2的混合气体。
①为了尽可能多的使NO2被水吸收，并达到较好的实验效果，利用图3吸收气体时，用气囊通入O2与直接利用制气装置制取并通人O2相比，其优点是。
②利用图4吸收气体时，其操作和现象为。
③NO2、H2O反应的产物为硝酸，反应中NO2和O2物质的量之比a：
b=；若图4中混合气体NO2和O2比例为a：
b，当混合气体全部被吸收时所得溶液物质的量浓度为mol/L（保留两位有效数字）。
3．根据废水中所含有害物质的不同，工业上有多种废水的处理方法。
（1）①废水I若采用CO2处理，离子方程式是。
②废水Ⅱ常用明矾处理。
实践中发现废水中的c（HCO-3）越大，净水效果越好，这是因为。
③废水III中的汞元素存在如下转化（在空格上填相应的化学式）：
Hg2++=====CH3Hg++H+
我国规定，Hg2+的排放标准不能超过0.05mg／L。
若某工厂排放的废水1L中含Hg2+3×10-17mo1，是否达到了排放标准（填“是”或“否”）。
④废水Ⅳ常用C12氧化CN-成CO2和N2，若参加反应的C12与CN-的物质的量之比为5：
2，则该反应的离子方程式为。
（2）化学需氧量（COD）可量度水体受有机物污染的程度，它是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化刹的量，换算成氧的含量（以mg／L计）。
某
研究性学习小组测定某水样的化学需氧量（COD），过程如下：
I．取V1mL水样于锥形瓶，加入10.00mL0.2500mol／LK2Cr2O7溶液。
II．加碎瓷片少许，然后慢慢加入硫酸酸化，混合均匀，加热。
III．反应完毕后，冷却，加指示剂，用cmol／L的硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]溶液滴定。
终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V2mL。
①I中，量取K2Cr20，溶液的仪器是。
②Ⅱ中，碎瓷片的作用是。
③III中，发生的反应为：
Cr2O2-7+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3+7H2O
由此可知，该水样的化学需氧量COD=（用含c、V1、V2的表达式表示）。
4.用下图装置可以进行测定SO2转化成SO3的转化率的实验。
已知SO3的熔点是16．8℃，沸点是445．8℃。
已知发生装置中所涉及反应的化学方程式为：
Na2SO3（s）+H2SO4（98%）==Na2SO4+H2O+SO2↑
（1）根据实验需要，应该在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接合适的装置。
请从下图A～E装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接的装置分别是_______________、_______________、_______________。
（2）从乙处均匀通入O2，为使SO2有较高的转化率，实验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中，应采取的操作是。
（3）将SO2通入含1．5mol氯酸的溶液中，可生成一种强酸和一种氧化物，若有1.5×6.02×1023个电子转移时，该反应的化学方程式
（4）用amolNa2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O2一段时间后，测得装置Ⅲ增重了bg，则实验中SO2的转化率为％（用含a、b的代数式填写）
（5）尾端球形干燥管的作用是。
5．某化学兴趣小组通过实验对一种铜矿样品的组成进行测定。
铜矿的组成可表示为：
xCu（OH）2·yCuCO3·zH2O（x、y、z为最简整数比值）。
该小组通过加热的方法，进行了定量的实验分析，得出了铜矿的组成。
下面是实验中的一些问题，请你帮助解决有关的问题：
（1）用图中的仪器（有些仪器可重复使用，有些用品在图中略去）组装成实验装置，按气体流动方向从左到右连接的顺序为：
A→→→→；
其中的B、C装置能否颠倒（填：
“能”或“不能”）原因是：
________________________________________________________________
（2）连接好装置，必须先进行的操作是
（3）装置A的作用是；
（4）若36.4g铜矿样品完全分解后，B装置增重了8.8g，D
装置的玻璃管减轻了12.4g，则该铜矿组成的化学式可表示为：
；
6．三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。
某化学实验小组对组成可能为Fe2O3、Cu2O或二者混合物的红色粉末进行了一系列的实验。
请回答实验中有关问题：
实验一：
探究红色粉末的成分
[查阅资料]①Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。
②Cu能与Fe2（SO4）3溶液作用生成CuSO4和FeSO4。
[提出假设]假设l：
红色粉末是Fe2O3
假设2：
红色粉末是Cu2O
假设3：
红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物
[设计探究实验]取少量粉末放人足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN溶液。
（1）若假设1成立，则实验现象是。
（2）若假设2成立，则实验现象是。
（3）若固体粉末完全溶解，滴加KSCN溶液时溶液不变红色，则此时发生反应的离子方程式为。
[实验结果]经实验分析，假设3是正确的。
实验二：
测定Cu2O的质量分数
（4）取ag该固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg（b>a），则混合物中Cu2O的质量分数为。
实验三：
利用该红色粉末制取较纯净的胆矾（CuSO3·5H2O）
经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如下表：
物质
Cu（OH）2
Fe（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀pH
6.0
7.5
1.4
沉淀完全pH
13
14
3.7
实验室可供选择试剂有：
A．氨水B．H2O2C．NaOHD．Cu2（OH）2CO3
该实验小组设计实验方案如下：
（5）请回答：
①试剂l为（从可供选择试剂中选择并填出对应字母编号，②同）；②试剂2为；③固体X的化学式为；④操作I为。
7．A～G为中学常见的化合物，它们之间有如图所示的转化关系（反应条件
及部分产物已略去）。
A为绿色粉末，含H、C、O、Cu四种元素。
常温下D为无色无味气体，B为黑色粉末，E能发生银镜反应。
请回答：
（1）D跟G反应的化学方程式为_____________________________________；
（2）F中一定含有的官能团的名称为_______________________；
（3）某课外小组同学设计了上述实验装置，通过测定某些装置中试剂的质量变化，探究A中各元素的质量关系。
①为使数据准确，还需补充装置，请你在方框内绘出装置图并写出试剂名称；
②向装置中鼓入空气的目的是________________________________________；
丙装置中药品的名称为_______________________________，实验时，该药品未见明显变化，证明_______________________________；
③如何判断A已完全分解？
____________________________________________________________。
④更精确的测定得出如下数据：
A受热后完全分解，固体由8．0g变为6．0g，装置乙增重0．90g。
写出A的化学式（表示为碱式盐）：
__________________________
8．三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。
某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。
探究过程如下：
查阅资料：
Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO
提出假设假设1：
红色粉末是Fe2O3
假设2：
红色粉末是Cu2O
假设3：
红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物
设计探究实验取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
（1）若假设1成立，则实验现象是。
（2）若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。
你认为这种说法合理吗？
简述你的理由（不需要写出反应的方程式）。
（3）若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则证明原固体粉末是，写出发生反应的离子方程式
、、。
探究延伸经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
（4）实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。
取ag固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg（b>a），则混合物中Cu2O的质量分数为。
试样
N2
9．油条是一种深受群众喜爱的传统食品，在百姓早餐桌上一直占有重要位置。
但油条中铝含量超标问题十分普遍，是影响群众健康的食品安全隐患。
从2009年5月下旬开始，浙江省的油条加工停用含铝食品的添加剂，逐步转换为无铝添加剂配方和工艺，从而保证百姓吃上安全、放心的油条。
油条无铝配方由碳酸氢钠（小苏打）、碳酸氢铵（臭粉）组成。
为测定试样中小苏打的质量分数w（NaHCO3）,实验小组同学设计了如下装置进行实验。
浓H2SO4
碱石灰
C
B
A
实验过程
①按图组装仪器，检查装置的气密性；
②将试样m1g放入硬质玻璃管中，装置B、C、D中药品如图，已知加药品后装置B的质量为m2g、装置C的质量为m3g；
③关闭活塞a，点燃酒精灯加热试样，直到B装置中无气泡冒出后，打开活塞a向装置中通入N2，一段时间后，撤掉酒精灯，关闭活塞a；
④称得装置B的质量为m4g、装置C的质量为m5g。
请回答以下问题（装置中原有空气对实验的影响忽略不计
）：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为
（2）装置B的作用为
装置C的作用为
（3）实验过程中通入N2的目的为
（4）用下列各项所提供的数据能计算出w（NaHCO3）的是（）（填选项字母）
序号
a
b
c
d
e
数据
m1、m2、m3
m2、m3、m4、m5
m1、m2、m4
m1、m4、m5
m1、m3、m5
（5）实验结束后发现装置A中硬质玻璃管右端有水珠，你认为利用实验中所提供的数据还能否得到准确的w（NaHCO3）（填“能”或“不能”）。
若能，则w（NaHCO3）的计算式为：
，若不能，此问不作答。
10、（16分）
（1）“三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体处理为无污染的气体，下图为该反应的微观示意图（未配平），其中不同符号的球代表不同种原子。
下列说法不正确的是（）
A．乙和丙中所含元素种类相同B．甲和丁中同种元素化合价不相等
C．该反应中共有三种元素D．化学方程式中乙、丁的化学计量数均为l
（2）工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH3与NOx反应生成无毒的物质。
某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程。
提供的装置：
步骤一、NH3的制取
①所提供的装置中能快速、简便制取NH3的装置是：
（填装置序号）。
②若采用C装置制取氨气（控制实验条件相同），情况如下表：
试剂组合序号
固体试剂（g）
NH3体积（mL）
a
12.0gCa（OH）2（过量）
10.8gNH4Cl
2688
b
10.8g（NH4）2SO4
2728
c
12.0gNaOH（过量）
10.8gNH4Cl
3136
d
10.8g（NH4）2SO4
3118
e
12.0gCaO（过量）
10.8gNH4Cl
3506
f
10.8g（NH4）2SO4
3584
分析表中数据，实验室制NH3产率最高的是：
（填序号），其它组合NH3产率不高的原因是：
。
步骤二、模拟尾气的处理
选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置：
①A中反应的离子方程式：
。
②D装置作用有：
使气体混合均匀、调节气流速度，还有一个作用是：
。
③D装置中的液体可换成（填序号）。
a．CuSO4溶液b．H2Oc．CCl4d．浓H2SO4
④该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是：
。
11．现有一定量含有NaOH杂质的Na2O2试样5．00g，分成等质量两份，用两种方法测定：
Na2O2试样的纯度。
请填写下列空白：
（1）第一种方法：
取第一份试样，从下图中选用适当的实验装置，设计一个实验以测定过氧化钠的纯度（可供选用的反应物只有CaC03固体、Mn02固体、6mol·L一盐酸和蒸馏水）
①若实验要求装置尽可能简单，应选用上图中的装置是（只要求写出图中装置的标号）
。
②所选用装置的连接顺序应是（填各接口的字母；连接胶管略）。
③若实验过程中共产生氧气140mL（已折算成标准状况），则试样中过氧化钠的纯度为
。
（2）第二种方法：
取第二份试样，配成250．00mL溶液，用0．2550．mol·L-1的标准盐酸滴定。
①取上述所配溶液25．00mL于锥形瓶中，操作如下图所示（手持部分省略）：
正确的操作是图，取溶液所用仪器的名称是。
②滴定操作平行实验的数据记录如下表：
第一次滴定
第二次滴定
第三次滴定
消耗标准盐酸的体积（mL）
24．98
25．00
25．02
由表中数据计算样品中Na2O2纯度为。
（3）若上述两个实验中不存在重大的操作失误，测得的实验数据也是真实可靠的，但以上两种方法测得的Na2O2纯度数据误差较大。
①你认为上述两种方法中，哪种方法更为可靠?
②产生较大实验误差的原因最可能是。
③在题中所给出的仪器和药品范围内，如何用简单的方法加以改进，使实验误差大为减少，写出改进的方法。
12、下图为从反面看到的某套实验装置示意图，无法看到实验说明，加热装置已经省略。
甲同学认为此套装置用于合成物质X，E处冰水冷却的U型管中有固体X（X溶于水得到中学化学常见强酸）出现；乙同学认为此套装置用于合成物质Y，E处冰水冷却的U型管中才有红棕色气体Y生成，并且越接近U型管底部颜色越浅。
对于A处，甲认为有加热装置，乙认为没有。
（1）事实上此装置所附实验说明符合甲同学的推断，那么X的化学式是，C装置中盛放的液体药品是。
其作用是_______________________________。
（2）若要用上述装置完成乙同学所认为的实验，C处所起作用与合成X时所起作用相似，那么
C处的广口瓶应改为，所装药品为。
（3）写出乙同学认为的D装置中发生反应的化学方程式。
为什么此时U型管中的红棕色气体越接近管底颜色越浅？
__________________________________
答案
1（14分）
（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－
Cl2↑＋Mn2＋＋2H2O；（3分）
（2）液封（2分）（3）便于控制滴加浓盐酸、减少浓盐酸的挥发（2分）。
（4）取一小烧瓶装满新制氯水倒扣在少水槽中，充分光照后取出，用带火星
检查烧瓶内气体，若气体带火星木条复燃，则说明氯水见光分解有O2生成（3分）。
（5）（每空1分共计4分）
氯气使布条褪色。
盐酸使布条褪色。
次氯酸使布条褪色。
验证假设
：
把红色布条放入盐酸中，布条不褪色。
2．（16分）
（1）①图2（2分）
②Cu+4H++2NO-3=Cu2++2NO2↑+2H2O（2分）
③催化剂（2分）
④瓶口向上排空气法（2分）
（2）①有利于控制氧气气流的速度（控制氧气的量）（2分）
②将胶头滴管中的水挤压进烧瓶，然后打开止水夹，可以看到烧杯中的水进入烧瓶形成喷泉（2分）
③4：
1（2分）0.036（2分）
3．（16分）
（1）①OH-+CO2HCO3-（2分）
②HCO3-会促进Al3+的水解，生成更多的Al（OH）3，净水效果增强（2分）
③CH4（2分）否（2分）
④4Cl2+2CN-+4H2O10Cl-+2CO2+N2+8H+（2分）
（2）①酸式滴定管（或移液管）（2分）
②防止暴沸（2分）
③8000（15-cV2）/V1（2分）
5、（13分）
（1）D→C→B→C；（2分）不能（1分）；如颠倒则碱石灰在吸收二氧化碳的同时会吸收水蒸气，使测定产生误差（2分）
（2）检查装置的气密性；（2分）
（3）排除装置中含有水蒸气、CO2的空气，防止干扰测定，并将铜矿分解生成的水蒸气、CO2带入后面的吸收装置中。
（3分）
（4）Cu（OH）2·2CuCO3·H2O（3分）
4（14分）26、
（1）BAE或BAC（3分）
（2）先加热催化剂再滴入浓硫酸（3分）（3）SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2（3分）（4）
％（或者
％3分（5）防止空气中的CO2及水蒸气干扰，造成误差2分
6．（共16分）
（1）固体完全溶解，溶液呈血红色（2分）
（2）溶液变为蓝色，最终溶液中仍有红色固体（2分）
（3）Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2OCu2O+2H+==Cu+Cu2++H2O
2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+（各2分）
（4）
（2分）
（5）①B；②D；③Fe（OH）3
④加热浓缩，冷却结晶（各1分）
7．（14分）
（1）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2（2分）；
（2）羟基（2分）
（3）①
或
（各1分、共2分）
②将A分解产生的水蒸气送入盛有浓硫酸的洗气瓶中；无水硫酸铜；
A分解产生的水蒸气全部被浓硫酸吸收（各1分、共3分）
③连续两次加热、鼓气、冷却，称量甲装置的质量，质量差不超过0．1g（2分）
④CuCO3·2Cu（OH）2或Cu3（OH）4CO3（3分）
8.（13分）
（1）溶液变为血红色（2分）
（2）不合理（2分）Cu能将Fe3+还原为Fe2+（2分）
（3）Fe2O3和Cu2O的混合物（1分）
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O（1分）；
Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O（1分）；
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+（2分）
（4）
（2分）
9．（14分）
⑴2NaHCO3
Na2CO3+CO2+H2O（2分）、NH4HCO3
NH3+CO2+H2O（2分）
⑵吸收反应生成的水蒸气和氨气（1分）；吸收反应生成的CO2（1分）；
⑶把装置中的CO2、NH3和水蒸气排出，使其被装置B和装置C完全吸收（2分）
⑷b、c、e（3分，每项1分，选错一项倒扣一分，本题最低分0分）；
（5）能（1分）；
×100% 或 等价表达式 （2分）
10、（16分）
（1）D（2分）
（2）步骤一、NH3的制取
①H（2分）
②f（2分）
因为NH4Cl受热易分解，生成的部分NH3和HCl又重新结合成NH4Cl（1分）；
而用NaOH或Ca（OH）2作反应物产生的水较多，吸收的NH3较多（1分）。
（意思相近均给分）
步骤二、模拟尾气的处理
①3Cu+8H++2NO3–==3Cu2++2NO↑+4H2O（2分）
②防止氨气溶解（或防止倒吸）（2分）
③c（2分）
④未反应的NO无法处理，会污染环境（2分）
11．（15分）
（1）①⑤①④（1分）②（G）接（B）（A）接（F）（1分）③39%（3分）
（2）①D（1分）移液管（1分）②78%（3分）
（3）①第二种（2分）
②过氧化钠和水反应一部分生成过氧化氢，使氧气不能全部逸出（1分）
③反应前向过氧化钠中加入少量二氧化锰固体（2分）
12、（每空2分，共14分）
（1）SO3浓硫酸干燥SO2和O2、使两种气体混合均匀、通过观察气泡控制气流速率。
（2）U型管（或干燥管）碱石灰（其他合理答案均可）
（3）
温度降低，2NO2
N2O4平衡向右移动。
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