届第二学期高考化学二轮复习重要考点过关卷化学实验方案的设计.docx
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届第二学期高考化学二轮复习重要考点过关卷化学实验方案的设计
化学实验方案的设计和反应条件的控制
1．某兴趣小组查阅资料得知，连苯三酚的碱性溶液能定量吸收O2；CuCl的盐酸溶液能定量吸收CO，且易被O2氧化。
拟设计实验方案，采用上述两种溶液和KOH溶液逐一吸收混合气体（由CO2、CO、N2和O2组成）的相应组分。
有关该方案设计，下列说法不正确的是
A．采用上述3种吸收剂，气体被逐一被吸收的顺序应该是CO2、O2和CO
B．其他两种吸收剂不变，O2的吸收剂可以用灼热的铜网替代
C．CO的吸收必须在吸收O2后进行，因为CuCl的盐酸溶液会被O2氧化
D．在3种气体被逐一吸收后，导出的气体中可能含有HCl
2．在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性（生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值）随温度、乙醇进料量（单位：
mL·min－1）的关系如图所示（保持其他条件相同）。
在410～440℃温度范围内，下列说法不正确的是
A．当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高
B．当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大
C．当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小
D．当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大
3．下列装置所进行的实验不能达到目的的是
4．有相同的三块铝片，进行如下实验
实验一：
取第一块铝片，直接放入硫酸铜溶液中观察现象
实验二：
取第二块铝片，用砂纸擦试表面后，放入硫酸铜溶液中观察现象
实验三：
将实验一中铝片从硫酸铜溶液中取出，洗净后放入氢氧化钠溶液中，片刻后取出铝片，洗净后再放入硫酸铜溶液中观察现象
实验四：
取第三块铝片，用砂纸擦试表面后，置于浓硝酸中，片刻后取出，洗净，再放入硫酸铜溶液中观察现象
综合以上四个实验的主要目的是试图说明
A．铝片能和硫酸铜溶液反应
B．铝片能和氢氧化钠溶液反应
C．铝片不能和硝酸反应
D．铝片表面能形成具有保护作用的氧化膜
5．下列实验操作正确且能达到预期目的的是
编号
预期目的
实验操作
①
比较水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱
用金属钠分别与水和乙醇反应
②
欲证明CH2
CHCHO中含有碳碳双键
滴入酸性KMnO4溶液，看紫红色是否褪去
③
欲除去苯中混有的苯酚
向混合液中加入浓溴水，充分反应后，过滤
④
证明SO2具有漂白性
将SO2通入酸性KMnO4溶液中
⑤
比较铜和镁的金属活动性强弱
用石墨作电极电解Mg（NO3）2、Cu（NO3）2的混合液
⑥
确定碳和硅两元素非金属性强弱
将CO2通入Na2SiO3水溶液中
A．①④⑤B．②③⑤C．①②③④⑤⑥D．①⑤⑥
6．某待测溶液中可能含有S
、S
、C
、HC
、N
、Cl-、Br-中的若干种及一种常见金属阳离子（Mn+），现进行如下实验（每次实验所用试剂均是足量的，且HNO3具有强氧化性，还原产物为NO，NO气体遇到空气时与O2反应生成红棕色的NO2）。
①取少量待测溶液于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，无明显变化；
②另取少量待测溶液于试管中，加入BaCl2溶液，产生沉淀；经分离得到溶液A和白色沉淀A；
③在溶液A中加入NaOH溶液，产生沉淀；经分离得到溶液B和白色沉淀B；
④将溶液B分成2份，在其中一份中加入氯水，得到无色溶液C；另一份中加入AgNO3和稀HNO3，得到白色沉淀C。
⑤沉淀A中加入稀硝酸，得到气体D和白色沉淀D。
下列说法不正确的是
A．待测溶液中肯定存在的离子是HC
、Br-、S
B．若气体D遇空气变红棕色，则生成沉淀D时，肯定发生反应的离子方程式为
3BaSO3+2H++2N
2NO↑+3BaSO4+H2O
C．沉淀B是BaCO3沉淀
D．若Mn+为常见金属阳离子且原子序数不大于20，则要确定它具体是何种离子的方法是进行焰色反应
7．为达到相应的实验目的，下列实验的设计或操作最合理的是
A．往装有铁钉的试管中加入2mL水、3滴稀醋酸和1滴K3[Fe（CN）6]溶液，可以观察到铁钉表面粘附气泡，同时周围出现蓝色沉淀
B．在一个集气瓶中收集满CO2气体，取一小段除去表面氧化膜的Mg条用坩埚钳夹持点燃后迅速投入上述集气瓶中，取出坩埚钳，盖上玻璃片，观察Mg条在集气瓶底部燃烧
C．为比较Cl与S元素非金属性强弱，相同条件下测定相同浓度NaCl溶液和Na2S溶液的pH
D．给盛有铜与浓硫酸的试管加热，发现试管底部出现灰白色固体，为检验其中的白色固体为无水硫酸铜，可直接向试管中加入适量水
8．CuCl广泛应用于化工和印染等行业。
某研究性学习小组拟用热分解CuCl2·2H2O的方法制备CuCl，并进行相关探究。
【资料查阅】
【实验探究】该小组用如图所示装置进行实验（夹持仪器略）。
请回答下列问题:
（1）仪器X的名称是 。
（2）在实验过程中，观察到X中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是 。
（3）装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是 。
9．利用如图所示装置（夹持装置已略去）制取并探究SO2的性质。
请回答下列问题:
（1）为确保实验结论的正确性，用A装置制取SO2前需要排尽A中的空气，其操作方法为关闭K1，打开K2、K3，在管口E处通入合适气体，则该气体可以为 。
A．干燥的CO2气体B．干燥的空气
C．干燥的N2 D．干燥的HCl气体
（2）关闭K2、K3，打开K1，将浓硫酸加入亚硫酸钠固体中，装置B中发生反应的离子方程式为
，观察到装置C中发生的现象是 。
（3）实验后为验证B装置中有Fe2+生成，请设计相应的实验操作 。
10．肉桂酸化学名称是β-苯基丙烯酸，又称桂皮酸，为白色至淡黄色粉末，熔点135~136℃，是一种重要的有机合成中间体。
肉桂酸可由苯甲醛和乙酸酐在KF催化下反应得到，其反应原理为:
在反应装置中加入原料和催化剂，接上空气冷凝管，在磁力加热搅拌器上缓慢加热，回流反应1h。
将反应混合物趁热（100℃左右）倒入盛25mL水的圆底烧瓶中，用10%氢氧化钠溶液调节pH为8。
未反应完的苯甲醛用水蒸气蒸馏装置除去，产品的提取过程如下。
粗品经乙醇水溶液重结晶，得到肉桂酸纯品。
请回答下列问题:
（1）反应容器A的名称为 ，装置中插入空气冷凝管的作用是 。
（2）水蒸气蒸馏装置如图2所示，装置中的长直导管的作用为 ；判断苯甲醛已蒸馏除尽的方法为 。
（3）用浓盐酸酸化滤液时需将滤液的pH控制在3，下列方法可行的是 （已知相关指示剂的变色范围与颜色变化为甲基紫:
2.0~3.0，蓝~紫；刚果红:
3.0~5.2，蓝~红；甲基橙:
3.1~4.4，红~橙黄）。
A．在滤液中滴加甲基橙，滴加浓盐酸至溶液呈红色
B．用广范pH试纸测溶液pH，将溶液pH控制在3
C．用刚果红试纸测溶液pH，至刚果红试纸变蓝
D．在滤液中滴加甲基紫，滴加浓盐酸至溶液呈蓝色
（4）步骤②④⑤中均需用抽滤装置，应用抽滤装置过滤结束后，从漏斗中取出所得沉淀物的方法为
。
（5）实验所得粗品经乙醇水溶液重结晶提纯。
试简要写出重结晶法提纯粗品的实验流程
。
11．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）有广泛的用途，实验室中通过如下方法制备:
①不断搅拌条件下，在饱和Na2CO3溶液中缓缓通入SO2至反应完全；
②取下三颈烧瓶，测得反应液的pH=4.1；
③将溶液蒸发浓缩、结晶、过滤得焦亚硫酸钠晶体。
请回答下列问题:
（1）实验室可利用Na2SO3和较浓的硫酸制备少量SO2气体，该反应的化学方程式为 。
硫酸浓度太大不利于SO2气体逸出，原因是 。
制备、收集干燥的SO2气体时，所需仪器如下。
装置A是气体发生装置，按气流方向连接各仪器口，顺序为a→ → → → →f。
装置D的作用是 。
（2）步骤①反应的离子方程式为 ，合成Na2S2O5的总化学方程式为 。
（3）在强碱性条件下利用Na2S2O5氧化HCOONa的方法可制备保险粉连二亚硫酸钠（Na2S2O4），反应的离子方程式为 。
（4）工业上用焦亚硫酸钠法制备保险粉带来的主要问题是废水中含有大量的有机物，有机物总含碳量用TOC表征，常采用Fenton氧化法去除废水中的有机物，即通过向废水中加入H2O2，以Fe2+作催化剂，产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH）来氧化降解废水中的有机物。
①其他条件一定时，n（H2O2）∶n（Fe2+）的值对TOC去除效果的影响如图1所示:
当TOC的去除率最大时，n（H2O2）∶n（Fe2+）= 。
②在pH=4.5，其他条件一定时，H2O2的加入量对TOC去除效果的影响如图2所示，当H2O2的加入量大于40mL·L-1时，TOC去除率反而减小的原因是 。
真题题组
1．[2018北京卷]实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。
资料：
K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。
（1）制备K2FeO4（夹持装置略）
①A为氯气发生装置。
A中反应方程式是________________（锰被还原为Mn2+）。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
③C中得到紫色固体和溶液。
C中Cl2发生的反应有
3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH
2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外还有________________。
（2）探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。
为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：
方案Ⅰ
取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。
取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。
i．由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由________________产生（用方程式表示）。
ii．方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。
用KOH溶液洗涤的目的是________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出：
氧化性Cl2________
（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ实验表明，Cl2和
的氧化性强弱关系相反，原因是________________。
③资料表明，酸性溶液中的氧化性
＞
，验证实验如下：
将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。
该现象能否证明氧化性
＞
。
若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。
学.科网
理由或方案：
________________。
2．[2017新课标Ⅲ]绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。
某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。
回答下列问题：
（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。
再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。
由此可知：
______________、_______________。
（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1g。
将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。
按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是____________________。
②将下列实验操作步骤正确排序___________________（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3g。
a．点燃酒精灯，加热b．熄灭酒精灯c．关闭K1和K2
d．打开K1和K2，缓缓通入N2e．称量Af．冷却到室温
③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________（列式表示）。
若实验时按a、d次序操作，则使x__________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将
（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。
实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为_________（填标号）。
C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_______________。
a．品红b．NaOHc．BaCl2d．Ba（NO3）2e．浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。
3．[2017北京]某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。
（1）检验产物
①取出少量黑色固体，洗涤后，_______（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_______________。
（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是___________________（用离子方程式表示）。
针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。
同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀；溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀；较3min时量少；溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀；较30min时量少；溶液红色较30min时变浅
（资料：
Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）
②对Fe3+产生的原因作出如下假设：
假设a：
可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；
假设b：
空气中存在O2，由于________（用离子方程式表示），可产生Fe3+；
假设c：
酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；
假设d：
根据_______现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。
③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。
实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ：
向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ：
装置如图。
其中甲溶液是________，操作及现象是________________。
（3）根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因：
______。
4．[2017江苏]某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag（金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略）。
已知：
①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：
3NaClO
2NaCl+NaClO3
②AgCl可溶于氨水：
AgCl+2NH3·H2O
Ag（NH3）2++Cl−+2H2O
③常温时N2H4·H2O（水合肼）在碱性条件下能还原Ag（NH3）2+：
4Ag（NH3）2++N2H4·H2O
4Ag↓+N2↑+4
+4NH3↑+H2O
（1）“氧化”阶段需在80℃条件下进行，适宜的加热方式为__________________。
（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为________________。
HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是
__________________________________________。
（3）为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并_______________________。
（4）若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3·H2O反应外（该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应），还因为
_____________________________。
（5）请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案：
________________________（实验中须使用的试剂有：
2mol·L−1水合肼溶液，1mol·L−1H2SO4）。
参考答案
1．【答案】B
2．【答案】A
3．【答案】B
4．【答案】D
5．【答案】D
6．【答案】A
7．【答案】A
8．【答案】
（1）球形干燥管
（2）先变红后褪色
（3）Cl2+2OH-
Cl-+ClO-+H2O
9．【答案】
（1）C
（2）2Fe3++SO2+2H2O
2Fe2++S
+4H+ 溶液出现浑浊，产生淡黄色沉淀
（3）取少量待检液，滴入K3[Fe（CN）6]溶液，若生成蓝色沉淀，则说明溶液中存在Fe2+
10．【答案】
（1）三口烧瓶 冷凝回流反应容器A中的有机物，提高反应的转化率，防止有机物污染空气
（2）起到恒压作用，防止系统内导管堵塞而引发事故 无油状物蒸出
（3）BC
（4）将漏斗从抽滤瓶上取下，左手握漏斗管，倒转，用右手“拍击”左手，使固体连同滤纸一起落入洁净的纸片或表面皿上
（5）乙醇水溶液加热溶解粗品→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥
11．【答案】
（1）Na2SO3+H2SO4
Na2SO4+SO2↑+H2O 浓硫酸中只有少量H2SO4电离，c（H+）很小，导致复分解反应速率慢 d e c b 防止倒吸
（2）C
+2SO2+H2O
2HS
+CO2 Na2CO3+2SO2
Na2S2O5+CO2
（3）HCOO-+S2
+OH-
C
+S2
+H2O
（4）①1 ②酸性条件下H2O2直接与Fe2+反应，导致溶液中羟基自由基（·OH）浓度减小，使得TOC去除率下降
真题题组
1．【答案】
（1）①2KMnO4+16HCl
2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
②
③Cl2+2OH−
Cl−+ClO−+H2O
（2）①i.Fe3+4
+20H+
4Fe3++3O2↑+10H2O
ii.排除ClO−的干扰
②>溶液酸碱性不同
③理由：
在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2，溶液浅紫色一定是
的颜色
方案：
向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色
2．【答案】
（1）样品中没有Fe3+Fe2+易被氧气氧化为Fe3+
（2）①干燥管②dabfce③
偏小
（3）①c、a生成白色沉淀、褪色
②2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑
3．【答案】
（1）①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀②Fe2+
（2）Fe+2Fe3+=3Fe2+
②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O加入KSCN溶液后产生白色沉淀
③0.05mol·L-1NaNO3溶液FeSO4溶液（或FeCl2溶液）
分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深
（3）溶液中存在反应：
①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，③Fe+2Fe3+=3Fe2+。
反应开始时，c（Ag+）大，以反应①、②为主，c（Fe3+）增大。
约30分钟后，c（Ag+）小，以反应③为主，c（Fe3+）减小。
4．【答案】
（1）水浴加热
（2）4Ag+4NaClO+2H2O
4AgCl+4NaOH+O2↑
会释放出氮氧化物（或NO、NO2），造成环境污染
（3）将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中
（4）未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的Cl−，不利于AgCl与氨水反应
（5）向滤液中滴加2mol·L−1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用1mol·L−1H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥。
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