上海化学高考试题分类汇总化学实验方案的设计与评价.docx
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上海化学高考试题分类汇总化学实验方案的设计与评价
三八、化学实验方案的设计与评价
1．（2002年26）为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：
先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。
请你回答下列问题：
（1）写出甲同学实验中两个主要的化学方程式。
（2）甲同学设计的实验（填能或不能）验证乙炔与溴发生加成反应，其理由是（多选扣分）。
（a）使溴水褪色的反应，未必是加成反应
（b）使溴水褪色的反应，就是加成反应
（c）使溴水褪色的物质，未必是乙炔
（d）使溴水褪色的物质，就是乙炔
（3）乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是，它与溴水反应的化学方程式是；在验证过程中必须全部除去。
（4）请你选用下列四个装置（可重复使用）来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。
（a）（b）（c）（d）
→b→→d
（电石、水）（）（）（溴水）
（5）为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是。
答案为：
（1）CaC2+2H2O→Ca（OH）2+CH≡CH↑；CH≡CH+Br2→CHBr=CHBr（或CH≡CH+2Br2→CHBr2―CHBr2）；
（2）不能 a、c；（3）H2S Br2+H2S→S↓＋2HBr
（4）cb
（CuSO4溶液） （CuSO4溶液）
（5）如若发生取代反应，必定生成HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用pH试纸验证。
2．（2003年26）实验室有CuO和Cu粉的混合物。
请你利用给出的实验仪器及试剂，设计两种测定该样品（已称得其质量为m克）中氧化铜质量分数的方法，并填写表格中的有关内容。
实验
方法
实验过程中所发生反应的
化学方程式
实验所用仪器
（用编号表示）
实验需直接测定的有关物理量
（用文字说明）
1
2
实验可能用到的主要仪器：
①托盘天平②启普发生器③硬质玻璃管④泥三角⑤烧杯
⑥坩埚⑦酒精灯⑧玻棒⑨漏斗⑩干燥管
实验可能用到的试剂：
a．锌粒b．稀硫酸c．氯化钠溶液d，浓硫酸
答案为：
实验方法
实验过程中所发生
反应的化学方程式
实验所用仪器
（用编号表示）
实验需直接测定的有关物理量
（用文字说明）
1
H2SO4＋Zn→ZnSO4＋H2↑
H2＋CuO
Cu＋H2O
①②③⑦
实验前样品和硬质玻璃管的总质量（或硬质玻璃管的质量）
实验后Cu及硬质玻璃管的总质量
2
H2SO4＋CuO→CuSO4＋H2O
①⑤⑧⑨
过滤后剩余固体的质量
3
2Cu＋O2
2CuO
①④⑥⑦⑧
实验前坩埚与样品总质量
（或坩埚质量）
实验后坩埚与CuO总质量
（以上三种方法任选两种，其它合理的方法也给分）
3．（2004年26）某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1.560g、锥形瓶和水的质量
190.720g），利用左图装置测定混合物中Na2O2的质量分数，每隔相同时间读得电子天
平的数据如表：
（1）写出Na2O2和H2O反应的化学方程式
（2）计算过氧化钠质量分数时，必需的数据是
不必作第6次读数的原因是
（3）测定上述样品（1．560g）中Na2O2质量分数的另一种方案，其操作流程如下：
①操作Ⅱ的名称是
②需直接测定的物理量是
③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要、
（固定、夹持仪器除外）
④在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na2O2质量分数的测定结果
（填偏大、偏小或不变）。
答案为：
（1）2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑；
（2）试样质量锥形瓶加水的质量第4（或5）次读数（或用具体数值表示）；锥形瓶内质量已达恒重；（3）①蒸发②NaCl的质量③烧杯玻璃棒④偏大
4．（2004年27）航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示：
（1）Ⅱ是CO2和H2的反应装置，该反应的化学方程式
（2）从装置Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ可看出，O2的来源是CO2和H2O，宇航员每天消耗28molO2，呼出23molCO2，则宇航员每天呼出的气体中含H2Omol。
（3）以下是另一种将CO2转化为O2的实验设想
其中，由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置（铁架台、酒精灯已略）如下：
①上图中，装置a由、、双孔塞和导管组成
②循环物质甲的名称是
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是
④装置b中填充的物质可能是（填入编号）
e．硅胶f．碱石灰g．无水氯化钙h．浓硫酸
⑤设计d装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简图，并要求与装置c的出口处相连（铁架台不必画出）。
答案为：
（1）2H2+CO2→2H2O+C；
（2）10；（3）①分液漏斗烧瓶②盐酸③防止水解④eg⑤见右图
5．（2007年26（B））某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。
其设计的实验过程为：
（1）杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于______上（用以下所给仪器的编号填入，下同），取用坩埚应使用_________，灼烧后的坩埚应放在__________上，不能直接放在桌面上。
实验所用仪器：
a.蒸发皿b.石棉网c.泥三角
d.表面皿e.坩埚钳f.试管夹
（2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。
灼烧后含有少量铜的可能原因是__________。
a.灼烧过程中部分氧化铜被还原b.灼烧不充分，铜未被完全样还
c.氧化铜在加热过程中分解生成铜d.该条件下铜无法被氧气氧化
（3）通过途径II实现用粗铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：
酸溶、加热通氧气、过滤、__________、冷却结晶、__________、自然干燥。
（4）由粗氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径I相比，途径II有明显两个优点是：
_________________________________________、___________________________________。
（5）在测定所得胆矾（CuSO4·xH2O）中结晶水x值的实验过程中：
称量操作至少进行______次。
（6）若测定结果x值偏高，可能的原因是_________
a.加热温度过高b.胆矾晶体的颗粒较大
c.加热后放在空气中冷却d.胆矾晶体部分风化
答案为：
（1）ceb
（2）ab（3）蒸发过滤（4）产生等量胆矾途径II消耗硫酸少途径II不会产生污染大气的气体（5）4（6）a
6．（2005年20）水蒸气中常含有部分（H2O）2，要确定（H2O）2的存在，可采用的方法是（）
（A）1L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积
（B）1L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量
（C）该水蒸气冷凝后，测水的pH
（D）该水蒸气冷凝后，测氢氧原子比
答案为：
AB。
7．（2005年27）聚合硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。
用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。
实验步骤如下：
（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有__________。
（a）容量瓶（b）烧杯（c）烧瓶
（2）步骤II取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是_______________。
（a）控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比（b）确定下一步还原所需铁的量
（c）确定氧化Fe2+所需NaClO3的量（d）确保铁的氧化物酸溶完全
（3）用NaClO3氧化时反应方程式如下：
6FeSO4+NaClO3+3H2SO4→3Fe2（SO4）3+NaCl+3H2O
若改用HNO3氧化，则反应方程式如下：
6FeSO4+2HNO3+3H2SO4→3Fe2（SO4）3+2NO↑+4H2O
已知1molHNO3价格0.16元、1molNaClO3价格0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊。
利是_____________________________，弊是_______________________________。
聚合硫酸铁溶液中SO42―与Fe3+物质的量之比不是3：
2。
根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42―与Fe3+物质的量之比。
（4）测定时所需的试剂__________________。
（a）NaOH（b）FeSO4（c）BaCl2（d）NaClO3
（5）需要测定___________和___________的质量（填写化合物的化学式）。
（6）选出测定过程中所需的基本操作_______________（按操作先后顺序列出）。
（a）萃取、分液（b）过滤、洗涤（c）蒸发、结晶
（d）冷却、称量（e）烘干或灼烧
答案为：
（1）b
（2）bc（3）原料成本低产生气体对大气有污染（4）ac（5）Fe2O3、BaSO4
（6）bed
8．（2006年
26A）某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如右图装置。
倾斜A使稀硫酸（足量）与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化。
反应后进入量气管气体的体积为VmL（已折算成标准状况）。
（1）由上述实验可知：
①固体M中一定有的物质是_________________（填化学式）
理由是____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________。
②其中一种物质的质量可以确定为________________g。
（2）B装置的名称是___________________。
写出B装置中反应的离子方程式_________________________________________________。
（3）C装置的作用是_______________________________________，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是_________________________________________。
（4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是______________。
要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是______________________________。
（5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是_________________。
a.M中有未反应的铁和硫b.测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面
c.A中留有反应生成的气体d.气体进入D装置前未用浓硫酸干燥
答案：
①FeS、FeB装置吸收H2S增重，故有FeSVmL气体是由Fe和H2SO4反应产生的H2，故有Fe。
②V/400
（2）洗气瓶H2S+2OH―→S2―+2H2O（或H2S+OH―→HS―+H2O）（3）检验H2S是否被完全吸收有黑色沉淀产生（4）硫（或S）漏斗、玻璃棒（5）bc
9．（2006年27）蛇纹石矿可看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。
由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：
（1）蛇纹石加盐酸溶解后，溶液中除了Mg2+外，还含有的金属离子是_____________。
氢氧化物
Fe（OH）3
Al（OH）3
Mg（OH）2
开始沉淀pH
1.5
3.3
9.4
（2）进行操作I时，控制溶液pH=7～8，（有关氢氧化物沉淀的pH见右表）
Ca（OH）2不能过量，若Ca（OH）2过量可能会导致____________溶解、__________沉淀。
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入_________（填入物质的化学式），然后________________________________（依次填写实验操作名称）。
（4）物质循环使用，能节约资源。
上述实验中，可以循环使用的物质是____________（填写物质化学式）。
（5）现设计一个实验，确定产品aMgCO3·bMg（OH）2·cH2O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤（可用试剂：
浓硫酸、碱石灰）：
①样品称量②高温分解③____________________________________________________
④_______________________________________⑤MgO称量
（6）18.2g产品完全分解后，产生6.6gCO2和8.0gMgO，由此可知，产品的化学式中：
a=_________________b=_______________c=________________
答案：
（1）Fe3+、Al3+
（2）Al（OH）3Mg（OH）2（3）NaOH或Ca（OH）2过滤、洗涤、灼烧
2、物质变化有快有慢，有些变化只改变了物质的形态、形状、大小，没有产生新的不同于原来的物质，我们把这类变化称为物理变化；有些变化产生了新的物质，我们把有新物质生成的变化称为化学变化。
（4）CaCO3（或CO2）（5）用浓硫酸吸收水蒸气称量碱石灰吸收CO2前后的质量
（6）313
10．（2007年27）将磷肥生产中形成的副产品石膏（CaSO4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。
以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
10、生物学家列文虎克于1632年出生在荷兰，他制成了世界上最早的可放大300倍的金属结构的显微镜。
他用自制的显微镜发现了微生物。
（1）本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要___________________等原料。
（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：
__________________________________________________________。
（3）过滤I操作所得固体中，除CaCO3外还含有________________（填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。
（4）过滤I操作所得滤液是（NH4）2SO4溶液。
检验滤液中含有CO32―的方法是：
_______________________________________________________________________。
答：
①利用微生物的作用，我们可以生产酒、醋、酸奶、馒头和面包等食品。
②土壤中的微生物可以分解动植物的尸体，使它们变成植物需要的营养素。
③在工业生产和医药卫生中也都离不开微生物。
温度（℃）
0
20
60
答：
当地球运行到月球和太阳的中间，如果地球挡住了太阳射向月球的光，便发生月食。
K2SO4溶解的量（g）
7.4
11.1
缺点：
不仅消耗大量电能，留下残余物，如果控制不好，还会产生有毒物质，造成二次污染。
18.2
（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如右表：
60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体_______________g。
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是_________
10、由于人口迅速增长、环境污染和全球气候变暖，世界人均供水量自1970年以来开始减少，而且持续下降。
a.熔点较低（29℃熔化）b.能导电c.能制冷d.无毒
缺点：
不仅消耗大量电能，留下残余物，如果控制不好，还会产生有毒物质，造成二次污染。
（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：
_____________________________________________
17、细胞学说的建立被誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
_______________________________________________________________________。
答案：
（1）CaCO3NH3H2O
（2）CaSO4+CO32―→CaCO3↓+SO42―（3）CaSO4（4）滤液中滴加盐酸产生气泡（5）54g（6）ad（7）碳酸钙用于制水泥、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中）
一、填空：
11.（2008年27）明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。
具体实验步骤如下图所示：
答：
最有效的方法就是集焚烧、堆肥、热解、制砖、发电等一体的统合系统，但是焚烧垃圾对空气有污染。
根据上述图示，完成下列填空：
（1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。
配制500mL稀氨水（每升含有39.20g氨）需要取浓氨水（每升含有251.28g氨）mL，用规格为mL量筒量取。
（2）氨水浸出后得到固液混合体系，过滤，滤液中除K＋、SO42－外，还有大量的NH4＋。
检验NH4＋的方法是。
（3）写出沉淀物中所有物质的化学式。
（4）滤液I的成分是水和。
（5）为测定混合肥料K2SO4、（NH4）2SO4中钾的含量，完善下列步骤：
①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量溶液，产生白色沉淀。
②、、（依次填写实验操作名称）。
③冷却、称重。
（6）若试样为mg，沉淀的物质的量为nmol，则试样中K2SO4的物质的量为：
mol（用含m、n的代数式表示）。
答案：
（1）78100
（2）取滤液少许，加入NaOH，加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝（合理即给分）
（3）Al（OH）3Al2O3Fe2O3（4）K2SO4（NH4）2SO4
（5）BaCl2过滤洗涤干燥（6）
12.（2009年
27）实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。
大理石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯大理石的实验步骤：
（1）溶解大理石时，用硝酸而不同硫酸的原因是_______________________________。
（2）操作Ⅱ的目的是______________，溶液A（溶质是共价化合物）是___________。
（3）写出检验滤液中是否含铁离子方程式：
__________________________________________________
______________________________________________________________________。
（4）写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式：
________________________________
写出滤液B的一种用途：
_________________________
（5）CaO2中一般含CaO。
试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计。
试剂：
氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞仪器：
电子天平、锥形瓶、滴定管
实验步骤：
①_______；②加入_________________；③加入酚酞，用氢氧化钠标准溶液滴定。
（6）若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴（1mL溶液为25滴），则相对误差为______________。
答案：
（1）硫酸钙微溶于水
（2）除去溶液中Fe3+氨水
（3）取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；
或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+
（4）Ca2++CO32―→CaCO3↓作化肥（合理即给分）
（5）称量过量的标准盐酸
（6）0.1%
13．（2010年27）工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：
完成下列填空：
（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。
A__________________；B____________________。
（2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：
取样、__________、沉淀、__________、__________、冷却结晶、__________、烘干。
（3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是______________________________。
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是__________________________________________。
（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是________________________（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是：
____________________________________________。
（5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。
加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：
__________________________________________。
滤液D加石灰水前先要加热，原因是___________________________________________。
（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。
如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：
____________________________________________。
（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）
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