课堂新坐标学年高中化学人教版选修6章末归纳提升第一单元 从实验走进化学.docx
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课堂新坐标学年高中化学人教版选修6章末归纳提升第一单元从实验走进化学
化学实验的绿色化
1.绿色化学的基本原则
原料和产品无害，在化学过程中不产生“三废”或使“三废”降低到最低程度，是绿色化学的基本原则。
为了减少“三废”的排放，绿色化学提出了“原子经济性”，即充分利用反应物中的各个原子，这样既能充分利用资源，又能防止污染。
原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也越少。
2．实验途径
（1）开发绿色实验；
（2）防止实验过程中尾气、废物对环境的污染；
（3）实验微型化；
（4）合理使用电教设备；
（5）妥善处置实验产生的废物，防止污染环境。
某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。
（1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是____________________________________________。
（2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是__________________。
再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是________________________________。
（3）该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2，操作步骤为________________，实验现象为______________，但此实验的不足之处是____________。
【解析】
（1）根据题目的叙述可以知道，这样操作的目的是检验装置的气密性，按题目所述若d试管内有气泡，且冷却后导管中有一段水柱，说明气密性良好。
（2）c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸时发生反应为Cu＋4HNO3（浓）
Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O；若再由a向c中加2mL蒸馏水，浓硝酸的浓度变小，所以反应变得缓慢、产生的气体颜色变浅。
（3）若用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2，根据氧化还原反应的规律可以得出应先用KMnO4制Cl2，再用Cl2制Br2。
所以实验的操作步骤为向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸；其中实验的现象为c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为棕黄色。
但是由于Cl2和Br2均为有毒的气体，所以需要尾气处理。
【答案】
（1）检查装置气密性
（2）Cu＋4HNO3（浓）
Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
反应变缓，气体颜色变淡
（3）向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为棕黄色 没有处理尾气
1．（2011·广东高考）下列实验现象预测正确的是（ ）
A．实验Ⅰ：
振荡后静置，上层溶液颜色保持不变
B．实验Ⅱ：
酸性KMnO4溶液中出现气泡，且颜色逐渐褪去
C．实验Ⅲ：
微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色
D．实验Ⅳ：
继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应
【解析】 A项，Br2与NaOH溶液反应，上层溶液颜色变为无色。
B项，产生的SO2与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，正确。
C项，NO与空气反应生成红棕色气体NO2。
D项，氢氧化铁胶体可产生丁达尔效应。
【答案】 BD
2．（2011·浙江高考）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如图所示，导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少，下列说法正确的是（ ）
A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－
4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－
Cu2＋
【解析】 NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后被液滴覆盖的圆圈中心区（a）被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，这时，负极电极反应为Fe－2e－
Fe2＋（发生氧化反应），正极电极反应为O2＋2H2O＋4e－
4OH－（发生还原反应），在液滴外沿，由于Fe2＋＋2OH－
Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O
4Fe（OH）3，Fe（OH）3失水形成了棕色铁锈环（b）。
若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，由于Fe的金属活动性比铜强，Fe仍为负极，负极发生的电极反应为Fe－2e－
Fe2＋。
又根据在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极的规律，Cl－应由b区向a区迁移。
所以A、C、D选项均错误，B选项正确。
【答案】 B
3．（2010·江苏高考）下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。
下列说法正确的是（ ）
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－
4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
【解析】 A项，在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极的电极反应式为H2－2e－＋2OH－2H2O；C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料（H2）和氧化剂（O2）的再生；D项，在反应过程中，有能量的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化。
【答案】 C
4．（2010·江苏高考）化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关，下列说法正确的是（ ）
A．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药
B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
C．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源
D．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用
【解析】 A项，为了提高农作物的产量和质量，应研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量；B项，绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；C项，化石能源是有限的一次能源，为了长远的可持续发展，必须要开发新能源；D项，垃圾也是一项重要的资源。
【答案】 D
5．微型实验因具有装置简单、操作简便、药品用量少、污染小等优点而得以大量应用，请回答下列问题。
（1）二氧化硫性质检验的微型实验。
实验步骤：
将小培养皿放在白纸上，如右图所示（此图为简化后的俯视图），在A、B、C、D处分别滴1滴硫化氢的水溶液、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、氢氧化钠（含酚酞）溶液，接着在培养皿中央（E处）滴浓硫酸和亚硫酸钠溶液各1滴，并立即盖上大培养皿，通过观察A、B、C、D处的现象，可以验证二氧化硫的化学性质分别为________、________、________、________。
（2）下图为氢气还原氧化铜的微型快速实验装置。
实验前先将铜丝1的下端处理成弯曲的小圆环，并用铁锤击成带小孔的小匙，可上下拉动控制反应；将铜丝2的一端弯曲成螺旋状。
请回答下列问题：
①在Ⅰ中生成氢气的速率比较快的原因是_________________________________________________。
②操作铜丝2的方法是：
检验产生氢气的纯度后，将铜丝2加热至红热后伸入Ⅱ中。
a．如何检验氢气的纯度？
_____________________________________________。
b．Ⅱ中的反应方程式为_______________________________________________。
【解析】
（1）SO2与H2S反应生成单质硫，SO2表现氧化性；SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，表现还原性；SO2使品红溶液褪色，表现漂白性；SO2是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水。
（2）铜锌形成原电池，可以加快反应速率，用排水法收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口且管口向下靠近酒精灯，移开拇指，听到轻微爆鸣声，证明氢气纯净。
【答案】
（1）氧化性 还原性 漂白性 溶于水呈酸性
（2）①铜和锌可形成原电池，锌作负极，反应速率加快 ②将收集满氢气的试管用拇指堵住管口，试管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指，若听到“噗”的响声，则证明是纯净的 CuO＋H2
Cu＋H2O
6．某化学兴趣小组为了探究某些气体的性质，设计了如下图所示的实验装置，实验时将A、D中产生的气体同时通入C中。
（K为止水夹，部分夹持仪器已略去）
回答下列问题：
（1）简述实验前检查A部分装置的气密性的方法：
________________________________________________。
（2）仪器E的名称是________，锥形瓶内小试管F的作用是________________________________________________。
（3）若b是生石灰，a是________时，在C中产生白烟，写出生成白烟总的化学方程式：
_________________________________________________。
（4）若a是质量分数为75%的硫酸，b是亚硫酸钠粉末，在C中盛适量的BaCl2溶液时，写出C中发生反应的总离子方程式：
__________________________________________。
（5）从环保的角度出发，上述实验装置中需要改进的是________。
【解析】
（1）检验气密性以前应先关闭分液漏斗的活塞，并将导气管插入水中，然后用加热的方法检验气密性。
（2）E是蒸馏烧瓶；F的作用是形成液封，防止气体从长颈漏斗中逸出，同时可通过控制加酸的量来控制产生气体的量。
（3）此时D装置为氨气的制取装置，a是浓氨水，与生石灰反应生成氨气，氨气与氯气反应生成氮气和氯化铵，产生白烟。
（4）硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2，SO2、氯气与BaCl2反应生成BaSO4白色沉淀。
（5）该反应中涉及有毒气体，应有尾气吸收装置。
【答案】
（1）关闭分液漏斗活塞，将导气管插入水中，用酒精灯微热烧瓶，导管口有气泡冒出，撤去酒精灯后导管中形成一段水柱，说明气密性良好
（2）蒸馏烧瓶 形成液封，同时可通过控制加酸的量来控制产生气体的量
（3）浓氨水 3Cl2＋8NH3
6NH4Cl＋N2
（4）2H2O＋SO2＋Cl2＋Ba2＋
BaSO4＋2Cl－＋4H＋
（5）增加尾气吸收装置
7．废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。
废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。
（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是________（填字母）。
A．热裂解形成燃油
B．露天焚烧
C．作为有机复合建筑材料的原料
D．直接填埋
（2）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。
已知：
Cu（s）＋2H＋（aq）
Cu2＋（aq）＋H2（g）
ΔH＝＋64.39kJ·mol－1
2H2O2（l）
2H2O（l）＋O2（g）
ΔH＝－196.46kJ·mol－1
H2（g）＋
O2（g）
H2O（l）
ΔH＝－285.84kJ·mol－1
在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为_____________________________________。
（3）控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H2O2和3.0mol·L－1H2SO4的混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）。
温度（℃）
20
30
40
50
60
70
80
铜平均溶解速率（×10－3mol·L－1·min－1）
7.34
8.01
9.25
7.98
7.24
6.73
5.76
当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是_______________________________________________。
（4）在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀，制备CuCl的离子方程式是________________________________________。
【解析】
（1）印刷电路板中含有高分子材料，很难腐烂分解，填埋不是合理的方法，直接燃烧则产生大量有毒气体，不环保；可以裂解得到燃油，也可以粉碎作为填料作用。
（2）将第二个热化学方程式乘以0.5，然后三个热化学方程式相加可得所求热化学方程式。
（3）由于H2O2受热容易分解，所以温度升高，其分解速率加快，使铜的溶解速率降低。
（4）根据题目信息书写离子方程式配平即可。
【答案】
（1）BD
（2）Cu（s）＋H2O2（l）＋2H＋（aq）
Cu2＋（aq）＋2H2O（l） ΔH＝－319.68kJ·mol－1
（3）H2O2的分解速率加快
（4）2Cu2＋＋SO
＋2Cl－＋H2O
2CuCl↓＋SO
＋2H＋
8．（2011·大纲全国卷）请回答下列实验室中制取气体的有关问题。
（1）下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、C、D的作用分别是：
B____________________________________________；
C____________________________________________；
D___________________________________________。
（2）在实验室欲制取适量NO气体。
①下图中最适合完成该实验的简易装置是________（填序号）。
②根据所选的装置完成下表（不需要的可不填）。
应加入的物质
所起的作用
A
B
C
D
③简单描述应观察到的实验现象：
________________________________________________。
【解析】
（1）B为氯气的收集装置；C中进气管短而出气管长，说明C为安全装置，防止液体倒吸；D为尾气吸收装置。
（2）实验室制取NO气体用铜和稀硝酸反应，由于NO难溶于水且极易被氧气氧化，所以必须用排水法收集，故要用图Ⅰ所示装置进行实验。
【答案】
（1）向上排空气收集氯气 安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入集气管B中 吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境
（2）①Ⅰ ②见下表
应加入的物质
所起的作用
A
铜屑和稀硝酸
制取NO气体
B
水
排水收集NO气体
C
主要是接收B中排出的水
D
③反应开始时，A中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；A管上部空间由无色逐渐变成浅红棕色，随着反应的进行又逐渐变为无色；A中的液体由无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯C中
综合检测
（一）
第一单元 从实验走进化学
（时间：
60分钟 分值：
100分）
一、选择题（本题包括10小题，每小题6分，共60分）
1．绿色化学要求原子利用率为百分之百，下列选项中，在制取物质时，一定属于“绿色化学工艺”的是（ ）
A．化合反应 B．分解反应
C．置换反应D．复分解反应
【解析】 化合反应只有一种产物，反应物的利用率100%，故选A。
【答案】 A
2．实验室装有浓硫酸的试剂瓶应贴有的图标是（ ）
【解析】 浓硫酸具有强烈的腐蚀性。
【答案】 A
3．以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是（ ）
A．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料
B．甲烷与氯气制备一氯甲烷
C．以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜
D．用SiO2制备高纯硅
【解析】 绿色化学对原子经济性要求是反应原料的原子100%转化成产物，不产生废弃物，原子利用率最高。
【答案】 A
4．（2013·新课标卷Ⅰ）下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是（ ）
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水中的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
【解析】 A项，萃取剂的选择必须是与原溶剂互不相溶，且被萃取物质在萃取剂中的溶解度较大。
I2虽在乙醇中的溶解度较大，但水与乙醇能以任意比互溶，乙醇不能做萃取剂。
B项，乙醇与乙酸乙酯均属于有机物，它们相溶，不能采取分液的方式分离。
C项，除去KNO3固体中的NaCl，可以采取重结晶法，原理是KNO3溶解度随温度变化较大，NaCl溶解度随温度变化不大，可通过冷却热饱和溶液法析出KNO3晶体，而NaCl留在母液中被除去。
D项，丁醇与乙醚相溶，但沸点相差较大，可以采用蒸馏的方法将乙醚蒸出，使丁醇与乙醚分开。
【答案】 D
5．下列符合“化学反应的绿色化”的是（ ）
A．实验室制O2：
2KClO3
2KCl＋3O2↑
B．2C2H5OH＋O2
2CH3CHO＋2H2O
C．2M＋N2P＋2Q，2P＋M
Q（M、N为原料，Q为期望产品）
D．用铁屑、CuO、稀硫酸为原料制铜：
CuO＋H2SO4
CuSO4＋H2O，Fe＋CuSO4
FeSO4＋Cu
【解析】 A项实验室制氧气并没有把所有的原料转化为产物；B项乙醇和氧气没有完全转化为乙醛，还有水生成；C项将两个方程式合并后得到3M＋N3Q，原料全部转化为产品，C正确；D项制备铜的过程中还有FeSO4、H2O生成，D错误。
【答案】 C
6．下列关于药品的取用和保存，仪器选用正确的是（ ）
A．实验室中保存浓硝酸
B．准确量取9.50mL稀硫酸
C．用托盘天平称量NaOH固体
D．实验室中保存Na2CO3溶液
【解析】 浓硝酸具有强氧化性，会腐蚀橡胶，宜用玻璃塞，A错；量筒的精度为0.1mL，现要准确量取9.50mL稀硫酸，要精确到0.01mL，只能用滴定管，B错；NaOH固体易潮解，不能用滤纸直接称量，应放在烧杯中进行称量，并且药品要放在左盘中，C错；Na2CO3溶液水解呈碱性，应保存在带有橡胶塞的玻璃瓶中，D对。
【答案】 D
7．（2013·无锡高二检测）决定化学反应速率的主要因素是（ ）
A．参加反应的物质本身的性质
B．催化剂
C．温度、压强以及反应物的接触面
D．反应物的浓度
【解析】 参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要（决定性）因素。
外界条件如浓度、温度、压强、催化剂等是外因。
【答案】 A
8．化学是以实验为基础的自然科学，化学实验设计和操作中必须十分重视师生安全问题和环境保护问题。
下列实验问题处理方法不正确的是（ ）
A．制氧气时排水法收集氧气后出现倒吸现象，立即松开试管上的橡皮塞
B．在气体发生装置上直接点燃乙烯气体时，必须先检验乙烯气体的纯度
C．实验结束后将所有的废液倒入下水道排出实验室，以免污染实验室
D．给试管中的液体加热时不时地移动试管或加入碎瓷片，以免暴沸伤人
【解析】 A项中出现倒吸现象，立即松开试管上的橡皮塞，将反应器中气体放出，将倒吸的液体压回；B项中乙烯具有可燃性，点燃前应先验纯；C项实验结束后将所有的废液倒入废液缸，不能倒入下水道，因废液中可能有酸液将腐蚀管道；D项正确。
【答案】 C
9．关于绿色化学的叙述错误的是（ ）
A．采用无毒无害的原料，生产有利环保、人体健康、安全的产品
B．在无毒、无害的条件下反应，减少废物向环境排放
C．充分利用能源、资源，提高原子利用率、使原料的原子都成为产品
D．充分利用绿色原料进行化工生产，产出绿颜色产品
【解析】 绿色化学是从源头上防止污染产生或将化学过程对环境的负面影响降低到最低限度的化学。
化工生产和化学实验都应遵循绿色化学的原则，实现原料和过程的绿色化，但它不是“充分利用绿色原料进行化工生产，产出绿颜色产品”。
【答案】 D
10．绿色化学实验是在绿色化学思想指导下的实验新方法，以减少污染、防止浪费等。
下列符合绿色化学实验的是（ ）
A．用铜与浓硫酸反应制取CuSO4，并用少量品红溶液吸收尾气
B．将CO还原Fe2O3后的尾气直接排入空气中
C．用CCl4完成萃取操作练习时，将溴水改成碘水
D．将Zn和稀硫酸制H2后的废液倒入水槽后再清洗玻璃仪器
【解析】 本题考查绿色化学实验知识。
品红溶液可以用来检验SO2气体，但不能用来吸收尾气，A项错误；CO还原Fe2O3后的尾气中含有少量CO气体，直接排放到空气中会造成污染，B项错误；溴易挥发而碘不易挥发，可减少污染，C项正确；锌与稀硫酸制取氢气后的废液倒入水槽会污染环境，D项错误。
【答案】 C
二、非选择题（本题包括4小题，共40分）
11．（10分）（2013·揭阳高二检测）化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验在化学学习中具有极其重要的作用。
（1）下列关于实验的叙述正确的有________。
A．燃着的酒精灯不慎碰翻失火，应立即用湿布盖灭
B．滴定用的锥形瓶和滴定管都要用所盛溶液润洗
C．用溴水除去乙烯中混有的二氧化硫气体
D．分液时，分液漏斗中下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出
E．滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视滴定管中的液面
（2）下列实验没有错误的是________。
（3）下图为常见仪器的部分结构（有的仪器被放大）
A图中液面所示溶液体积为________mL，用上述四种仪器中的某种测量一液体的体积，平视时读数为nmL，仰视时读数为mmL，若m>n，则所使用的仪器是________（填字母标号）。
【解析】
（1）滴定用的锥形瓶如果用所盛溶液润洗，会使瓶内溶质增多；乙烯可以与溴单质发生加成反应；滴定时，眼睛应注视锥形瓶内的颜色变化。
（2）A中胶头滴管不能伸入到试管中；B中大试管中的管口应略向下倾斜；C不是洗气装置，会造成NaOH溶液被气体排出。
（3）图中装置A在读数时可估读到0.1mL；根据m>n可以知道仪器上所标的体积数值应从上向下依次增大，故所用仪器应为滴定管。
【答案】
（1）AD
（2）D （3）28.0 C
12．（10分）下图是验证氯酸钾和浓盐酸反应的装置，乙、丙是师生对实验改进后的装置[已知：
KClO3＋6HCl（浓）
KCl＋3Cl2↑＋3H2O]：
（1）和装置甲相比，装置乙的优点是__________________________________________。
（2）和装置B相比，装置D制备氯气的优点是_____________________________________________。
（3）为了进一步验证氯气和水的反应，某学生设计了装置丙。
如何控制弹簧夹才能使氯气充满集气瓶F?
__________________________________________。
（4）当气体充满集气瓶F后，欲使装置E中的水进入集气瓶F应如何操作？
____________________________________________。
【解析】
（1）氯气有毒，不能直接排放到空气中，必须有尾气吸收装置；
（2）由于使用
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