高考化学一轮复习讲练测专题114 实验方案的设计与评价练原卷版.docx
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高考化学一轮复习讲练测专题114实验方案的设计与评价练原卷版
第四讲实验方案的设计与评价
1．【湖北孝感高中2019届10月月考】CH3Cl为无色，略带臭味的气体，密度为2.25g/L，熔点为-24.2℃，20℃时在水中的溶解度为400mL，易溶于乙醇和丙醇等有机溶剂。
Ⅰ．实验室制取CH3Cl的原理是CH3OH+HCl（浓）
CH3Cl+H2O。
具体步骤如下：
①干燥ZnCl2晶体；
②称取24g研细的无水ZnCl2和量取20mL浓盐酸放入圆底烧瓶，同时量取一定量的甲醇放入分液漏斗中；
③将分液漏斗里的甲醇逐滴滴入烧瓶中并加热，待ZnCl2完全溶解后有CH3Cl气体逸出，可用排水法收集。
请回答：
（1）实验室干燥ZnCl2晶体制得无水ZnCl2的方法是。
（2）反应过程中滴入烧瓶中甲醇的体积比盐酸少（甲醇与浓盐酸的物质的量浓度接近）
其理由是。
（3）实验室为何用排水法收集CH3Cl？
。
Ⅱ．据某资料记载，CH4分子中的一个H原子被Cl原子取代后，其稳定性受到影响，可被强氧化剂酸性高锰酸钾氧化。
现有四只洗气瓶；分别盛有以下试剂：
A．1.5%KMnO4（H+）溶液；B．蒸馏水；C．5%Na2SO3溶液；D．98%H2SO4。
（1）为证实这一理论的可靠性，请从上面选择最恰当的洗气瓶，将a装置生成的气体依次通过洗气瓶
（填洗气瓶编号），如果观察到则证实上述资料的正确性。
（2）写出洗气瓶中发生反应的离子方程式（C元素的氧化产物为CO2）：
（3）如果CH3Cl是大气的污染物，上述洗气瓶之后还应接一只盛的洗气瓶。
2．【广西柳铁一中2019届10月月考】正丁醚常用作有机反应的溶剂。
实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：
2CH3CH2CH2CH2OH
（CH3CH2CH2CH2）2O+H2O。
反应物和产物的相关数据如下
相对分
子质量
沸点/℃
密度
/（g·cm-3）
水中溶
解性
正丁醇
74
117.2
0.8109
微溶
正丁醚
130
142.0
0.7704
几乎不溶
合成反应：
①将6mL浓硫酸和37g正丁醇，按一定顺序添加到A中，
并加几粒沸石。
②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间。
分离提纯：
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70mL水的分液漏斗中，振荡后静置，分液得粗产物。
④粗产物依次用40mL水、20mLNaOH溶液和40mL水洗涤，分液后加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11g。
请回答：
（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为。
（2）加热A前，需先从（填“a”或“b”）口向B中通入水。
（3）步骤③的目的是初步洗去，振荡后静置，粗产物应从分液漏斗的（填“上”或“下”）口分离出。
（4）步骤④中最后一次水洗的目的为。
（5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集（填选项字母）左右的馏分。
a．100℃b．117℃c．135℃d．142℃
（6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A。
分水器中上层液体的主要成分为，下层液体的主要成分为。
（7）本实验中，正丁醚的产率为。
（保留两位有效数字）
3．【云南师大附中2019届第二次月考】（14分）用二氧化氯（ClO2）、高铁酸钠（Na2FeO4摩尔质量为166/mol）等新型净水剂替代传统的净水剂Cl2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。
ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl－和Fe3＋。
（1）①高铁酸钠主要通过如下反应制取：
，则X的化学式为
②NNa2FeO4之所以能净水，除它本身具有强氧化性外，另一个原因可能是
（2）已知二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。
工业上用稍潮湿的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃时反应制得。
某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2，其中A为ClO2的发生装置，B为ClO2的凝集装置，C为尾气吸收装置。
请回答：
①A中反应产物有
和CO2等，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为
②A部分还应添加温度控制装置，如水浴加热或酒精灯、温度计，B部分还应补充的装置为___________，理由是
③该装置按②补充完整后，装置A、B、C中还有一处设计明显不合理的是（填
“A’’“B”或“C，’），请在图18方框中画出该装置改正后的正确的装置图
④ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。
为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验：
步骤1：
准确量取ClO2溶液10mL，稀释成100mL试样；量取V1mL试样加入到锥形瓶中；
步骤2：
调节试徉的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：
加入淀粉指示剂，用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2mL。
（已知
当时，可以判断此滴定操作到达终点；由以上数据可以计算原ClO2溶液的浓度为g/I（用含字母的代数式表示）。
（3）如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么
三种消毒杀菌剂的消毒效率最小的是（填化学式）。
1．【百强校·2019届哈尔滨师大附等三校第一次联考】[Cu（NH3）4]SO4·H2O是一种重要的染料及合成农药中间体，受热可分解，摩尔质量为246g·mol-1。
某化学课外小组设计了如下实验（部分夹持装置略）验证它的部分分解产物，请回答问题：
（1）连接装置，_________________________，在各装置中加入相应的药品和试剂。
（2）打开K2、K4，闭合K1、K3，加热一段时间后观察到品红溶液褪色，写出NaOH溶液中发生反应的离子方程式__________________________________________________。
（3）打开K1、K3，闭合K2、K4，继续加热一段时间后观察到湿润红色石蕊试纸变蓝，证明分解产物中含有______________________________（填化学式）。
（4）CCl4的作用是_________________________________。
（5）加热过程中，还生成Cu、N2和H2O。
写出[Cu（NH3）4]SO4·H2O
分解的化学方程式________________________________________。
（6）若实验中称取ag[Cu（NH3）4]SO4·H2O，收集到bmLN2
（已换算成标准状况），[Cu（NH3）4]SO4·H2O的分解率表达式为__________。
（7）量气管读数时需注意的事项有：
①气体冷却到室温；②量气装置两侧液面相平；③_____________。
若某同学按右图所示读数，则计算出的分解率__________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
2．【百强校·2019届扬州中学4月月考】电子级钴氧化物用于半导体工业和电子陶瓷等领域，是一种纯度很高的氧化物。
其工业制取流程如下：
（1）滤渣A的成分除Co的磷酸盐和Fe（OH）3外还有（填化学式）。
（2）加入Co3（PO4）2的目的是__________________。
（3）Co与稀硝酸反应生成Co2＋的离子方程式为。
（4）滤渣B经过反复洗涤、干燥后，进行灼烧，其热重分析图如下：
写出C点物质的化学式：
______________________。
（5）上述制备过程中采用草酸盐作为沉淀剂，由于生产成本较高，某科研小组研究从钴渣酸浸液（主要成分为CoSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3）出发，以碳铵（NH4HCO3）代替草酸盐作沉淀剂，并由此制备氧化钴。
请结合相关信息，补充完整实验步骤。
已知：
a.金属离子生成氢氧化物沉淀pH如下表（开始沉淀pH按金属离子1.0mol/L计算）
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Fe3+
1.1
3.2
Al3+
3.0
5.0
Co2+
7.2
9.2
b.CoSO4与NH4HCO3反应时，母液中钴离子含量与溶液pH关系图如下：
由钴渣酸浸液制备氧化钴的实验步骤依次为（可选用的试剂：
碳铵、稀硫酸、NaOH溶液）
①；②过滤；③；④将蒸馏水加热至70℃以上，洗涤CoCO3沉淀3次，干燥；⑤400℃焙烧3h，得产品氧化钴。
3．【百强校·2019届哈师大附中期中】（12分）某校化学兴趣小组设计了图示实验装置（图中省略了夹持仪器）来测定某铁碳合金中铁的质量分数。
（1）m克铁碳合金中加入过量浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是①常温下碳与浓硫酸不反应；②。
（2）写出加热时A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式。
（3）B中的现象是：
；C的作用是：
。
（4）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，E增重bg。
则铁碳合金中铁的质量分数
为（写化简后的表达式）。
（5）甲同学认为利用此装置测得铁的质量分数偏大，请你写出可能的原因：
。
（6）最后对所得测量结果进行评价，小组内有同学提出，本套装置在设计上存在多处缺陷而导致实验结果不准确，其中会导致铁质量分数测量值偏低是（任答一条即可）。
1．【2019年高考海南卷】（11分）某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。
某同学用15.0g该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。
采用的实验方案如下：
回答下列问题：
（1）在下列装置中，第一次浸出必须用____________，第二次浸出应选用____________。
（填标号）
（2）第二次浸出时，向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。
若顺序相反，会造成___________。
滤渣2的主要成分是____________________。
（3）浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是________________。
（4）某同学在实验完成之后，得到1.5gCuSO4﹒5H2O,则铜的回收率为__________________。
2．【2019年高考江苏卷】（15分）实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）为原料制备MgCO3·3H2O。
实验过程如下：
（1）酸溶过程中主要反应的热化学方程式为
MgCO3（s）+2H+（aq）===Mg2+（aq）+CO2（g）+H2O（l）ΔH=－50.4kJ·mol-1
Mg2SiO4（s）+4H+（aq）===2Mg2+（aq）+H2SiO3（s）+H2O（l）ΔH=－225.4kJ·mol-1
酸溶需加热的目的是______；所加H2SO4不宜过量太多的原因是_______。
（2）加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为___________。
（3）用右图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。
①实验装置图中仪器A的名称为_______。
②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：
向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，______、静置、分液，并重复多次。
（4）请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案：
边搅拌边向溶液中滴加氨水，______，过滤、用水洗涤固体2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。
[已知该溶液
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