高考化学二轮复习 专题能力提升练十四 第一篇 专题通关攻略 专题四 化学实验基础 2 化学实验方案与设计.docx

1、高考化学二轮复习 专题能力提升练十四 第一篇 专题通关攻略 专题四 化学实验基础 2 化学实验方案与设计专题能力提升练 十四化学实验方案与设计(建议用时:40分钟)一、选择题1.(2016上海黄浦一模)下列实验装置,试剂选用或操作正确的是()【解析】选B。二氧化氮与水反应生成NO,但装置内部有空气,应将试剂瓶充满水,故A错误;干燥时气体长进短出,浓硫酸与氯气不反应,浓硫酸具有吸水性,则该装置可干燥氯气,故B正确;不能在容量瓶中稀释,应在烧杯中稀释、冷却后转移到容量瓶中,故C错误;过氧化钠为粉末状固体,关闭活塞不能控制反应的停止,则该装置不能制备少量氧气,故D错误。2.(2016淮南一模)某化学

2、兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示。下列有关说法正确的是()A.实验中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,说明稀硝酸被Cu还原为NO2B.实验中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强C.实验发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO+4H2OD.由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以和稀硝酸反应,也可以和稀硫酸反应【解析】选C。中发生3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2O,生成硝酸铜溶液为蓝色,试管口NO被氧气氧化生成红棕色的二氧化氮,但硝酸被还原生成NO,故A错误;中加稀硫酸,Cu与稀硫酸

3、不反应,但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性,继续与Cu反应,而硝酸的氧化性强,故B错误;实验发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO+4H2O,故C正确;由上述实验可得出结论:Cu在常温下可以和稀硝酸反应,故D错误。【加固训练】(2016莆田一模)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()实验现象结论A将盐酸滴入0.5 molL-1 Fe(NO3)2溶液中溶液变黄色;有无色气体逸出,后又变成红棕色Fe2+被HNO3氧化B向浓NaOH溶液中滴入几滴2 molL-1AlCl3,溶液,振荡有白色沉淀出现Al3+和OH-结合生成难溶性物质

4、C乙酸乙酯与稀硫酸共热、搅拌液体不再分层乙酸乙酯在酸性条件下完全水解生成可溶性物质D将盐酸酸化的BaCl2溶液滴入某溶液中出现白色沉淀该溶液含有S【解析】选A。硝酸盐在酸性溶液中具有强氧化性,则将盐酸滴入0.5 molL-1Fe(NO3)2溶液中生成铁离子、NO,观察到溶液变黄色;有无色气体逸出,后又变成红棕色,故A正确;NaOH过量,不生成沉淀,生成偏铝酸钠,现象与结论不合理,故B错误;乙酸乙酯在酸性溶液中水解为可逆反应,结论不合理,故C错误;白色沉淀可能为AgCl,应先加盐酸无现象,再加氯化钡检验硫酸根离子,故D错误。3.(2016南宁一模)某地污水中含有Zn2+、Hg2+、Fe3+和Cu

5、2+四种阳离子。甲、乙、丙三位同学设计的从该污水中回收金属铜的方案如下:下列判断正确的是()A.三种实验方案中都能制得纯净的铜B.乙方案中加过量铁粉可以将四种阳离子全部还原C.甲方案中的反应涉及置换、分解、化合、复分解四种反应类型D.丙方案会产生环境污染【解析】选D。甲实验得到的沉淀中含有Fe(OH)3、Cu(OH)2,加热后得到Fe2O3和CuO,通H2还原后不能得到纯净的铜;乙实验中加入过量铁粉,过滤所得的滤渣中含有铁、铜等物质,最后也不能得到纯净的铜;丙实验中用盐酸溶解了滤渣中过量的铁,最后可以得到纯净的铜。因为锌比铁活泼,所以方案乙中加入的铁不能还原Zn2+。甲方案中没有涉及化合反应。

6、丙方案有可能产生汞和酸性废水,从而导致环境污染。4.(2016深圳一模)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()选项实验现象结论A用燃烧的镁条引燃铝热剂剧烈反应该反应是吸热反应B向鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液生成白色沉淀蛋白质发生了变性C处理锅炉水垢中的CaSO4时,依次加入饱和Na2CO3溶液和盐酸水垢溶解Ksp:CaCO3CaSO4D向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2溶液变浑浊析出了溶解度更小的NaHCO3【解析】选D。铝热反应为放热反应,结论不合理,故A错误;向鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液发生盐析,而不是变性,重金属盐可使蛋白质变性

7、,故B错误;硫酸钙和碳酸钙阴离子和阳离子比相同,可以直接比较溶解度和溶度积常数,处理锅炉水垢中的CaSO4时,依次加入饱和Na2CO3溶液和盐酸,水垢溶解,发生了沉淀转化,Ksp:CaCO3CaSO4,故C错误;因为NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小,所以向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊,有因果关系,故D正确。5.(2016枣庄一模)实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体经历下列过程(已知:Fe3+在pH=5时已完全沉淀):下列分析正确的是()A.用98%的浓硫酸配制溶解所用的4.5 molL-1的稀硫酸,需4种玻璃仪器B.步骤目的是将溶液中的Fe2

8、+充分转化成Fe3+,实验操作是向溶液中通入足量的氯气C.利用Cu(OH)2替代CuO也可调节溶液pH而不影响实验结果D.步骤之后的实验操作是蒸干溶剂结晶,所需仪器是蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、泥三角、三脚架【解析】选C。用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸溶液,需使用量筒量取浓硫酸的体积,溶解过程需要烧杯和玻璃棒,还要用到容量瓶和胶头滴管,A错误。步骤中氧化Fe2+若选用Cl2,则最终难以得到纯净的胆矾晶体,氧化剂最好选用H2O2,B错误。步骤之后要得到胆矾晶体,应通过加热蒸发浓缩、冷却结晶的方法,题中仪器不需要泥三角,三脚架也可改为铁架台和铁圈,D错误。二、非选择题6.(2016石家庄二模)硫

9、酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2是分析化学中的重要试剂。查阅资料隔绝空气加热至500时硫酸亚铁铵能完全分解,分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。实验探究某化学小组选用下图所示部分装置进行实验(夹持装置略)实验验证分解产物中含有氨气和水蒸气,并探究残留固体成分。(1)所选用装置的正确连接顺序为_(填装置的字母序号)。(2)证明有水蒸气生成的实验现象为_。(3)证明有氨气生成的实验现象为_。(4)A中固体完全分解后变为红棕色粉末,设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4:_。实验乙同学为探究分解产物中的硫氧化物,连接装置A-E-F-B进行实验。(5)实验过

10、程中观察到:E中没有明显现象,F中溶液褪色,据此得出的结论是_。(6)B的作用是_。(7)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外,还有N2生成,写出A中反应的化学方程式_。【解析】(1)验证分解产物中含有氨气和水蒸气,为防止后面溶液干扰必须先检验水蒸气,用C中无水硫酸铜检验,再用碱石灰除去水,用含酚酞的水检验氨气,故顺序是ACBD。(2)无水硫酸铜遇水会变蓝。(3)氨气溶于水显碱性,故遇酚酞变红。(4)氧化铁中没有二价铁,氧化亚铁和四氧化三铁中都含有亚铁离子,可使高锰酸钾褪色,故可加入适量稀硫酸使其完全溶解,向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则残留固体是

11、Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4。(5)SO3遇盐酸酸化的氯化钡会产生白色沉淀,而E中没有明显现象,说明产物中没有SO3,二氧化硫能使品红褪色,F中溶液褪色,故含有二氧化硫。(6)产物中有二氧化硫会污染空气,故要用碱石灰吸收二氧化硫。(7)据以上分析产物中含有Fe2O3、SO2、NH3、N2和H2O,故方程式为2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+4SO2+2NH3+N2+5H2O。答案:(1)ACBD(2)C中无水硫酸铜变蓝(3)D中溶液变为红色(4)取少量A中残留固体,加入适量稀硫酸使其完全溶解,向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则残留固体是Fe2O3,而不含

12、FeO或Fe3O4(5)分解产物中有SO2,没有SO3(6)吸收SO2,防止污染(7)2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+4SO2+2NH3+N2+5H2O【方法规律】化学实验探究的基本环节(1)发现问题:就是在学习和实验的过程中所遇到的值得探究的问题和异常现象等。(2)提出猜想:就是根据已有的知识对所发现的问题的解决提出的几种可能的情况。(3)设计验证方案:就是根据猜想,结合实验条件设计科学、合理、安全的实验方案,对各种猜想进行验证。(4)具体实施实验:就是根据实验方案选择仪器、组装仪器、按步骤进行操作实验的过程。(5)观察现象分析数据,得出结论:就是认真全面观察实验中出现的现象并及时

13、记录所得数据,然后进行推理分析和数据分析,通过对比归纳得出结论。7.(2016郑州二模)苯甲酸是一种重要的化工原料。实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置示意图如下:名称性状熔点/沸点/密度/gcm-3溶解性水乙醇甲苯无色液体易燃易挥发-95110.60.866 9不溶互溶苯甲酸白色片状或针状晶体112.4(100左右升华)2481.265 9微溶易溶苯甲酸在水中的溶解度如表中所示:温度/41875溶解度/g0.20.32.2某学习小组在实验室制备、分离、提纯苯甲酸,并测定所得样品的纯度,步骤如下:一、制备苯甲酸在三颈烧瓶中加入2.7 mL甲苯、100 mL水和23片碎瓷片,开动电动搅拌器,a

14、中通入流动水,在石棉网上加热至沸腾,然后分批加入8.5 g高锰酸钾,继续搅拌约45 h,直到甲苯层几乎近于消失、回流液不再出现油珠,停止加热和搅拌,静置。二、分离提纯在反应混合物中加入一定量草酸(H2C2O4)充分反应,过滤、洗涤,将滤液放在冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化,苯甲酸全部析出后减压过滤,将沉淀物用少量冷水洗涤,挤压去水分后放在沸水浴上干燥,得到粗产品。三、测定纯度称取mg产品,配成100 mL乙醇溶液,移取25.00 mL溶液于锥形瓶中,滴加23滴酚酞,然后用标准浓度KOH溶液滴定。请回答下列问题:(1)装置a的名称是_,其作用为_。(2)甲苯被高锰酸钾氧化的原理为+KMnO4+MnO2+H2O+_,请完成并配平该化学方程式。