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。