高三化学名校试题汇编第2期专题17化学实验设计评价和探究.docx

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高三化学名校试题汇编第2期专题17化学实验设计评价和探究

高三化学名校试题汇编第2期专题17化学实验设计评价和探究（教师版）

【天津市大港区第一中

学高三第二次月考】（18分）Ⅰ.氨是一种重要的化工原料，某学习小组欲制取氨气并探究其性质。

请回答：

（1）实验室制取氨气的化学方程式是                         。

（2）①如图是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是                  。

②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是（用电离方程式表示）            。

（3）该小组同学设计了下图所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），探究氨气的还原性并检验产物。

①实验现象为：

黑色CuO变为红色；白色无水CuSO4粉末变为蓝色；同时生成一种无色气体，该气体无污染。

请写出氨气与CuO反应的化学方程式                    。

②碱石灰的作用是                                                         。

③整套装置在方框处应添加一种装置后，此实验设计才较完善，请在方框中补画出E装置图（要求注明装置中所加试剂名称）。

Ⅱ.3.2gCu与30mL，8mol/L过量HNO3反应，硝酸的还原产物为NO，NO2，反应后溶液中所含H+为amol，则：

①此时溶液中所含的NO3-为                  mol。

②所生成的NO在标准状况下体积为           L。

（以上结果均用含a的代数式表示）

Ⅲ.某黑色固体甲可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜。

查阅资料知道：

①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。

②硫化铜和硫化

亚铜常温下都不溶于稀盐酸。

在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。

为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图所示的实验：

（1）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为                         。

（2）关于固体甲的成分的判断中，下列说法正确的是                   

A．固体甲中，CuS和Cu2S不能同时存在；

B．固体甲中，CuO和Cu2O至少有一种；

C．固体甲中若没有Cu2O，则一定有Cu2S；

D．固体甲中若存在Cu2O，也可能有Cu2S。

【答案】Ⅰ.

（1）2NH4Cl+Ca（OH）2

CaCl2+2NH3↑+2H2O

（2）①轻轻挤压滴管，使少量水加入烧瓶，然后打开止水夹K。

②NH3+H2O

NH3·H2O

NH4++OH－    

（3）①3CuO+2NH3

3Cu+N2+3H2O  

②吸收氨气中有的水蒸气，防止干扰产物水的测定。

③如图所示：

（合理即给分）。

最好是下层CCl4上层H2O，导管通到CCl4中 

Ⅱ.①（a+0.1）mol  ②11.2（a－0.04）L

Ⅲ

（1）CuS+3O2

2SO2+2CuO（条件：

高温或煅烧都可）

（2）BCD 

【浙江省宁波市效实中学高三上学期期中考试】（12分）信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。

某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

请回答下列问题：

⑴第①步Cu与混酸反应的离子方程式为______________________________；

得到滤渣1的主要成分为______________   _____。

⑵第②步加H2O2的作用是_____________________，使用H2O

2的优点是_________；调溶液pH的目的是使_______________________________生成沉淀。

⑶简述第③步由滤液2得到CuSO4·5H2O的方法是________________________。

⑷

由滤渣2制取Al2（SO4）3·18H2O，探究小组设计了三种方案：

上述三种方案中

，_________________方案不可行，原因是_________________________：

从原子利用率角度考虑，___________方案更合理。

⑸探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O（Mr＝250）含量。

取ag试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmol·L－1EDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL。

滴定反应如下：

Cu2++H2Y2－＝CuY2－+2H+

写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝_____________________________；

下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_____________。

a．未干燥锥形瓶   b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡

c．未除净可与EDTA反应的干扰离子

【答案】⑴Cu+4H++2NO

Cu2++2NO2↑+2H2O 或

3Cu+8H++2NO

3Cu2++2NO↑+4H2O Au、Pt

⑵将Fe2+氧化为Fe3+  不引入杂质，对环境无污染   Fe3+、Al3+

⑶蒸发冷却 结晶过滤

⑷甲   所得产品中含有较多Fe2（SO4）3杂质   乙zxxk

⑸

 ×100%   c

【江苏省灌南高级中学高三上学期期中考试】（14分）FeSO4•7H2O广泛用于医药和工业领域。

以下是FeSO4•7H2O的实验室制备流程图。

根据题意完成下列填空：

（1）碳酸钠溶液能除去酯类油污，是因为                         （用离子方程式表示），反应Ⅰ需要加热数分钟，其原因是                                  。

（2）废铁屑中含氧化铁，无需在制备前除去，理由是（用离子方程式回答）     ，    。

（3）判断反应Ⅱ完成的现象是：

                  ，                      。

以下是测定某补血剂（FeSO4•7H2O）中铁元素含量的流程图。

根据题意完成下列填空：

Ⅲ

（4）、步骤Ⅲ需要100mL1mol/L的稀硫酸，用98.3%，ρ=1.84g/cm3的浓硫酸配制，所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及      。

写出步骤Ⅳ的离子方程式：

           。

（5）步骤Ⅴ一系列操作依次是：

①过滤②洗涤③     ④冷却⑤称量⑥恒重操作。

操作⑥的目的是                                   。

（6）假设实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量         g（用含a的代数式表示）。

【甘肃天水市一中高三第一次学段考试】下列物质的制备操作，可以达到实验目的是（  ）

A．向FeCl3溶液中不断加入NaOH溶液制备Fe（OH）3胶体

B．用铁和Cl2加热制取FeCl3

C．用铜粉和硫粉混合加热制备CuS

D．向铝盐溶液中不断滴入烧碱溶液制备Al（OH）3

【四川省邛崃一中高三10月月考】（16分）硫酸盐有着广泛的应用。

（1）以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。

根据题意完成下列填空：

①理论上，为了制得纯净的CuSO4·5H2O晶体，需要消耗稀硫酸、稀硝酸溶质物质的量之比为      ，发生反应的离子方程式为                            。

②实际生产过程中对所加稀硝酸的浓度控制要求比较高，通常用标准氢氧化钠溶液来滴定。

滴定过程中若用酚酞作指示剂，终点现象是                            。

请在下图中画出滴定过程中溶液的pH随所滴加氢氧化钠溶液体积的变化的曲线图（要求过A点）。

③用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCu2（OH）2CO3后恰好恢 复到电解前的浓度和pH（不考虑CO2的溶解）。

则电解过程中共转移电子的物质的量为        

（2）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。

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）。

（3）PbSO4难溶于水却可溶于醋酸，你认为可能的原因是       

①醋酸铅可溶于水         ②醋酸铅是弱电解质

③醋酸铅在水中形成电离平衡时的c（Pb2+）小于PbSO4的溶解平衡的c（Pb2+）

⑤因醋酸是弱酸，故反应可进行

【解析】

（1）①在酸性条件下，硝酸盐具有氧化性，能氧化单质铜，反应的离子方程式是3Cu+8H++2NO3－=3Cu2++2NO↑+4H2O。

根据方程式可知，如果硝酸的物质的量是2mol，则根据氢原子守恒可知，硫酸的物质的量就是（8mol－2mol）÷2＝3mol，所以硫酸和硝酸的物质的量之比是3︰2。

②由于酸不能使酚酞变色，而碱可以使酚酞显红色，所以终点时的现象是溶液由无色变成红色（或浅红色），且半分钟内不褪色。

由于随着氢氧化钠溶液的滴加，溶液的pH会逐渐增大，邻近终点时pH会方式突变，所以正确的图像是：

。

③根据离子的放电顺序可知，惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液时，阳极是溶液中的OH－放电，而阴极首先是Cu2＋放电，然后是溶液中的氢离子放电。

由于向所得的溶液中加入0.1molCu2（OH）2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH，而Cu2（OH）2CO3可以写成2CuO·CO2·H2O，反应中转移电子的物质的量是0.1mol×2×2＋0.1mol×2×1＝0.6mol。

（2）①产生的白色沉淀应该是硫酸钡，所以加入的试剂是BaCl2或Ba（OH）2。

②从溶液中分离出白色沉淀应该是过滤。

过滤出的沉淀必须通过洗涤和干燥，即正确的操作分别是过滤、洗涤、干燥（或烘干）。

③设K2SO4、（NH4）2SO4的物质的量分别是x和y，则x＋y＝n，144x＋132y＝m，解得x＝

mol。

（3）离子反应发生的条件有气体生成或有沉淀生成或者有难电离的物质生成，由于硫酸铅不溶于水，所以根据有PbSO4难溶于水却可溶于醋酸可知选项①②③都是正确的，而与醋酸是弱酸无关系，答案选①②③。

【四川省邛崃一中高三10月月考】下列实验方案能达到预期目的的是

①实验室保存FeCl3溶液应加少量稀盐酸，并且放入少量的Fe粉

②氢氧化钠溶液保存在配有橡胶塞的细口瓶中

③向溶液中滴入氯化钡溶液，再加稀硝酸能检验溶液中是否含有SO42－

④用丁达尔现象可

以区分食盐水和淀粉溶液

⑤工业上可用金属铝与V2O5在高温下冶炼矾，铝作还原剂

A．②④⑤B．①②⑤

C．①②④　D．②③④

【浙江省乐清市第二中学高三第一次月考化学试卷】（12分）某实验小组用0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。

Ⅰ.配制0.50mol·L-1NaOH溶液

（1）若实验中大约要使用470mLNaOH溶液，至少需要称量NaOH固体　　  g。

（2）从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是（填字母）：

Ⅱ.测定中和热

（1）实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、盐酸、NaOH溶液，尚缺少的实验玻璃用品是                     。

（2）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。

①请填写下表中的空白：

实验

次数

起始温度t1/℃

终止温度

t2/℃

温度差平均值

（t2-t1）/℃

H2SO4

NaOH

平均值

1

26.2

26.0

26.1

30.1

2

27.0

27.4

27.2

33.3

3

25.9

25.9

25.9

29.8

4

26.4

26.2

26.3

30.4

②近似认为0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c="4.18"J/（g·℃）。

则中和热△H=　　　（取小数点后一位）。

③上述实验数值结果与57.3kJ·mol-1有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）　　　　　　　。

A.实验装置保温、隔热效果差

B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数

C.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

【解析】考查一定物质的量浓度溶液的配制、中和热的测定以及误差分析等

Ⅰ.

（1）由于没有470ml的容量瓶，所以应该配制500ml0.50mol·L-1NaOH溶液。

所以需要氢氧化钠的质量是0.5L×0.5mol/L×40g/mol＝10.0g。

（2）氢氧化钠具有腐蚀性和吸水性，所以应该放在烧杯中出量，同时还需要钥匙，所以正确的答案选abe。

Ⅱ.

（1）在中和热的测定实验中，溶液是需要搅拌的，所以还缺少环形玻璃搅拌棒。

（2）①四次实验的温度差分别是（℃）4、6.1、3.9、4.1，因此实验2中的数据是无效的，应该舍去，所以温度差平均值为（4℃＋3.9℃＋4.1℃）÷3＝4℃。

②反应中放出的热量是4.18J/（g·℃）×4℃×80g＝1337.6J，而反应中生成的水是0.05L×0.5mol/L0.025mol。

由于中和热是在一定条件下，稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量，所以该反应的中和热是△H＝－1.3376kJ÷0.025mol＝－53.5kJ·mol-1。

③根据题意可知，测量值偏小，这说明反应中有热量损失，因此选项AC正确。

量取NaOH溶液的体积时仰视读数，则氢氧化钠的质量增加，放出的热量增加，B不正确；用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度，由于温度计上粘附氢氧化钠，会消耗硫酸，因此在实验过程中放出的热量减少，选项D也是正确的，答案选ACD。

【广东省六校高三第一次联考】（10分）SO2是一种大气污染物，某兴趣小组欲探究SO2的性质及绿色实验方法，设计如下方案：

⑴B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。

其中C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液，则B中所盛试剂为______________，C中反应的离子方程式为：

____________________________________________。

⑵为了实现绿色实验的目标，某同学重新设计了如上右图A2的制取装置来代替A1装置，与A1装置相比，A2装置的优点是：

____________________________________________________（任写一点即可）。

⑶E中用氨水吸收尾气中的SO2，“吸收液”中可能含有OH－、SO32－、SO42－、HSO3－等阴离子。

已知亚硫酸氢盐一般易溶于水，SO2也易溶于水。

现有仪器和试剂为：

小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸；2mol/L盐酸、2mol/LHNO3、1mol/LBaCl2溶液、1mol/LBa（OH）2溶液、品红溶液、蒸馏水。

请设计实验证明“吸收液”中存在SO32－和HSO3－，完成下表的实验操作、预期现象和结论：

实验操作

预期现象与结论

步骤1：

取适量“吸收液”于小

烧杯中，用胶头滴管取1mol/LBaCl2溶液向小烧杯滴加直至过量。

若出现白色浑浊，则溶液中存在SO32－或SO42－。

步骤2：

将小烧杯中的浊液过滤、洗涤，再用适量水把附在滤纸上的固体冲入另一小烧杯中；向冲下的固体_______________

_______________________________________________________

_________________________

____________________________

步骤3______________________________________________

____________________________________________________

_________________________

_________________________

【答案】⑴

品红溶液 （1分）  

SO2+I2+2H2O=SO42－+2I－+4H+（2分，电荷不守恒0分；化学式任错一个0分）

⑵①不用加热，安全性能高。

②易于控制反应进行，反应更充分。

（任写一个，合理答案均给1分）

实验操作

预期现象与结论

步骤2：

滴入1滴（或少量）品红（1分），再滴入过量2mol/L盐酸，振荡（1分）

若品红褪色（或有气泡），则“吸收液”中存在SO32-。

（1分）

步骤3：

用试管取适量滤液（1分），向其中（或小烧杯中）滴入过量的1mol/LBa（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品红溶液，再滴入2-3滴（或过量）的2mol/L盐酸]，振荡（1分）。

若出现白色沉淀（或品红溶液褪色，或有气泡），则“吸收液”中存在HSO3-。

（1分）

【解析】

（1）根据C和D中的试剂可知，碘水是检验SO2的还原性的，而H2S是检验SO2的氧化性的，所以装置B是检验SO2的漂白性的，盛放的试剂是品红溶液。

碘水氧化SO2的离子方程式是SO2+I2+2H2O=SO42－+2I－+4H+。

（2）根据装置的特点可判断，和装置A相比，其优点是①不用加热，安全性能高。

②易于控制反应进行，反应更充分。

（3）由于亚磷酸盐能和和乙酸反应生成SO2，而SO2可以使品红溶液褪色，据此可以鉴别SO32-；亚硫酸氢盐一般易溶于水，所以如果滤液中加入氢氧化钡能生成白色沉淀，即能证明溶液中含有HSO3-。

所以正确的操作是

实验操作

预期现象与结论

步骤2：

滴入1滴（或少量）品红（1分），再滴入过量2m

ol/L盐酸，振荡（1分）

若品红褪色（或有气泡），则“吸收液”中存在SO32-。

（1分）

步骤3：

用试管取适量滤液（1分），向其中（或小烧杯中）滴入过量的1mol/LBa（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品红溶液，再滴入2-3滴

（或过量）的2mol/L盐酸]，振荡（1分）。

若出现白色沉淀（或品红溶液褪色，或有气泡），则“吸收液”中存在HSO3-。

（1分）

【黑龙江省大庆铁人中学高三第二次阶段考试】（12分）I．在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙和一种氮肥。

请根据要求答问题：

（1）写出该反应的化学方程式                                。

（2）如何判断所得碳酸钙是否为纳米级                                 。

Ⅱ．某实验小组设计下图装置测定SO2转化成SO3的转化率。

已知SO3的熔点16．8℃，沸点是44．8℃。

已知发生装置中反应的化学方程式为：

Na2SO3（s）+H2SO4

Na2SO4+SO2↑+H2O

（1）根据实验需要，请从下图A～E装置中选择最适合装置，连接在I、Ⅱ、Ⅲ处。

Ⅰ           Ⅱ           Ⅲ 

         。

（2）在检查完装置气密性后，从乙处均匀通入O2，在实验中先加热催化剂后滴加浓硫酸，这样操作后在装置I和装置Ⅱ之间发生的反应的化学方程式                   。

（3）发生装置的分液漏斗上接橡皮管甲的目的是                               。

（4）用126gNa2SO3粉末与足量浓硫酸进行实验，当反应结束时，继续通入O2一段时间，若测得装置Ⅲ增重了51．2g，则实验中SO2的转化率为               。

【答案】（本题12分）

I．

（1）CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl（2分）

（2）用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级碳酸钙，否则不是（2分）

II．

（1）B、D、C（全对计2分，只要一个错计0分）

（2）2SO2+O2

2SO3（略反应条件和可逆号）（2分，反应条件和可逆号各占1分）

（3）使分液漏斗和烧瓶内气压平衡，保证较浓硫酸能够顺利流下（2分）

（4））20%（2分）

【湖南省衡阳八中高三第三次教育质量检测】为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢（即铁和碳的合金）进行了以下探究活动：

[

探究一]

（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是                                     。

（2）称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。

①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+。

若要确认其中的Fe2+，应选用       （选填序号）。

A．KSCN溶液和氯水   B．铁粉和KSCN溶液   C．浓氨水   D．酸性KMnO4溶液

②乙同学取560mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反应，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体4.66g。

由此推知气体Y中SO2的体积分数为        。

[探究二]根据上述实验中SO2体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体，其中Q1气体，在标准状况下，密度为0.0893g·L－1。

为此设计了下列探究实验装置（假设有关气体完全反应）。

（3）装置B中试剂的作用是                        

（4）分析Y气体中的Q2气体是如何生成的                                    （用化学方程式表示）。

（5）已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水，为确认Q2的存在，，需在装置中添加洗气瓶M于              （填序号）。

A．A之前        B．A－B间        C．B－C间        D．C－D间

（6）如果气体Y中含有Q1，预计实验现象应是                                                

【解析】

（1）由于在常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，从而在铁表面形成一层致密的氧化膜，所以不再和硫酸铜溶液反应。

（2）①亚铁离子具有还原性，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，从而溶液褪色，据此可以鉴别，答案选D。

②硫酸钡的物质的量是0.02mol，则根据原子守恒可知，SO2的物质的量也是0.02mol。

而混合气的物质的量是0.025mol，所以SO2的体积分数是0.02÷0.025＝0.80。

（3）在标准状况下