（浙江選考）2020版高考化學一輪復習 專題十 第五單元 化學實驗方案的設計和評價教師備用題庫.docx

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第五單元 化學實驗方案的設計和評價 教師備用題庫 1.某同學為探究FeCl3與KI反應是否存在反應限度,設計了如下實驗方案(FeCl3溶液、KI溶液濃度均為0.1 molL-1): 最合理的方案是(　　) A.方案1 B.方案2 C.方案3 D.方案4 答案　D　Fe3+與I-反應生成Fe2+和I2,若反應為可逆反應,盡管I-過量,Fe3+也不可能反應完全,故取上層溶液滴加KSCN溶液,溶液會變?yōu)檠t色,方案4正確。若控制Fe3+過量,因大量Cl-的存在對I-是否存在的檢驗造成干擾,方案2不可行。 2.已知:Cu2O+2H+ Cu2++Cu+H2O　3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 為檢驗某金屬銅粉末樣品中是否含有Cu2O,某同學設計了如下方案,其中不合理的是(　　) A.將足量CO通過灼熱樣品,冷卻后稱量,若固體質量減小,則含有Cu2O B.將干燥的H2通過灼熱樣品,再通過無水硫酸銅,若無水硫酸銅變藍,則含有Cu2O C.取少量樣品,加入稀硝酸,充分振蕩后若觀察到溶液呈藍色,則含有Cu2O D.取少量樣品,加入稀硫酸,充分振蕩后若觀察到溶液呈藍色,則含有Cu2O 答案　C　A方案,Cu2O+CO 2Cu+CO2,Cu與CO不反應,若金屬銅粉末樣品中含有Cu2O,反應后固體質量必然減小,A方案合理;B方案,Cu2O+H2 2Cu+H2O,若金屬銅粉末樣品中含有Cu2O,因水的生成,無水硫酸銅必然變藍,B方案合理;C方案,由題給信息知,Cu、Cu2O均可被稀硝酸氧化生成Cu2+而使溶液呈藍色,故無法判斷金屬銅粉末樣品中是否含有Cu2O,C方案不合理;D方案,因Cu2O+2H+ Cu2++Cu+H2O,但Cu與稀硫酸不反應,若金屬銅粉末樣品中含有Cu2O,反應后溶液必然變藍,D方案合理。 3.某學習小組研究某酸性工業(yè)廢水樣品,以下實驗操作或分析結論中,正確的是(　　) A.用玻璃棒蘸取廢水樣品,沾在用蒸餾水潤濕的pH試紙上測定其pH B.將無色酚酞試液滴入廢水樣品中以驗證其酸性 C.該工業(yè)廢水中c(H+)>c(OH-) D.測得廢水樣品的pH=4,說明該廢水樣品中c(H+)=4.0 molL-1 答案　C　測定溶液的pH,pH試紙不能用水潤濕,A錯;酸性廢水和中性廢水都不能使無色酚酞試液變色,可換用紫色石蕊試液,B錯;任何酸性溶液中c(H+)>c(OH-),C正確;pH=4,說明該廢水樣品中c(H+)=1.010-4 molL-1,D錯。 4.(2017天津理綜,4,6分)以下實驗設計能達到實驗目的的是(　　) 實驗目的 實驗設計 A. 除去NaHCO3固體中的Na2CO3 將固體加熱至恒重 B. 制備無水AlCl3 蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應后的溶液 C. 重結晶提純苯甲酸 將粗品水溶、過濾、蒸發(fā)、結晶 D. 鑒別NaBr和KI溶液 分別加新制氯水后,用CCl4萃取 答案　D　本題考查實驗方案的設計與評價。NaHCO3固體受熱易分解,A不正確;Al與稀鹽酸反應生成AlCl3和H2,蒸發(fā)AlCl3溶液最終得到Al(OH)3固體,B不正確;重結晶法提純苯甲酸是將粗品溶于少量熱水中,然后趁熱過濾,冷卻結晶,C不正確;2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2,2KI+Cl2 2KCl+I2,用CCl4萃取后,CCl4層顯橙色的原溶液為NaBr溶液,CCl4層顯紫色的原溶液為KI溶液,D正確。 5.(2016江蘇單科,6,2分)根據侯氏制堿原理制備少量NaHCO3的實驗,經過制取氨氣、制取NaHCO3、分離NaHCO3、干燥NaHCO3四個步驟。下列圖示裝置和原理能達到實驗目的的是(　　) 答案　C　A項,NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl,遇冷后二者又迅速化合,收集不到NH3;B項,CO2應長進短出;D項,干燥NaHCO3應在干燥器內進行,不能在燒杯內進行,更不能直接加熱,加熱會導致NaHCO3分解。 6.下列實驗中,所使用的裝置(夾持裝置略)、試劑和操作方法都正確的是(　　) 答案　A　A項,Fe(OH)2易與O2反應,所以在FeSO4溶液液面上方加一層植物油,且膠頭滴管下端伸到液面下滴加NaOH溶液;B項,容量瓶不能用于直接溶解藥品、稀釋溶液;C項,實驗室制NH3所用藥品為NH4Cl和Ca(OH)2,氨氣極易溶于水,不能用排水法收集;D項,溫度計水銀球應在液面以下,乙醇和濃硫酸反應除有乙烯生成外,還有SO2、乙醇蒸氣產生,而SO2、乙醇蒸氣和乙烯均能使KMnO4酸性溶液褪色。 7.某校課外小組為測定某碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質量分數,甲、乙兩組同學分別進行了下列相關實驗。 方案Ⅰ.甲組同學用質量法,按下圖所示的實驗流程進行實驗: 稱量樣品加入適量鹽酸蒸發(fā)結晶稱量固體 (1)有同學認為“加入適量鹽酸”不好操控,應改為“過量鹽酸”,便于操作且不影響測定的準確性,你認為對或錯,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)實驗結束時稱量的固體成分是　　　　　　(填化學式)。若測得開始樣品質量為19 g,結束時固體質量為17.55 g,則混合物中含有的碳酸鈉的質量為　　　　g。 方案Ⅱ:乙組同學的主要實驗流程圖如下: 說明:流程圖中“稱量C”指的是稱量裝置C(見圖1)的質量。按如圖所示裝置進行實驗: (3)圖1裝置B中所裝試劑為　　　　　　。在C中裝堿石灰來吸收凈化后的氣體。裝置D的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)有的同學認為為了減小實驗誤差,在反應前后都應通入N2,反應后通入N2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 方案Ⅲ:氣體分析法 (5)把一定量樣品與足量稀硫酸反應后,用圖2所示裝置測量產生CO2氣體的體積,B溶液最好采用　　　(填序號)使測量誤差較小。 a.飽和碳酸鈉溶液 b.飽和碳酸氫鈉溶液 c.飽和氫氧化鈉溶液 d.飽和硫酸銅溶液 答案　方案Ⅰ.(1)對;鹽酸易揮發(fā),過量的鹽酸在加熱過程中揮發(fā)不殘留,不影響結果 (2)NaCl　10.6 方案Ⅱ.(3)濃硫酸　吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳,以確保U形管質量增加量的準確性 (4)將裝置A、B中殘留的CO2全部驅入裝置C中,減小實驗誤差 方案Ⅲ.(5)b 解析　方案Ⅰ.(1)過量鹽酸在蒸發(fā)時揮發(fā),對測定結果無影響,改為“過量鹽酸”,便于操作且不影響測定的準確性。 (2)碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應生成氯化鈉,溶液蒸發(fā)后得氯化鈉固體,設樣品中碳酸鈉的物質的量為x,碳酸氫鈉的物質的量為y,則106 g/molx+84 g/moly=19 g(2x+y)58.5 g/mol=17.55 g,解得x=0.1 mol,所以混合物中含有的碳酸鈉的質量為0.1 mol106 g/mol=10.6 g。 方案Ⅱ.(3)裝置B的作用是把氣體中的水蒸氣除去,故用濃硫酸來除去水蒸氣;空氣中的水蒸氣和二氧化碳會被堿石灰吸收,故D的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳,以確保U形管質量增加量的準確性。 (4)該方案關鍵是要獲得產生的CO2的質量,實驗前容器內含有空氣,空氣中含有二氧化碳,會影響生成的二氧化碳的量,反應后二氧化碳不能被C裝置中堿石灰完全吸收,導致測定結果有較大誤差,所以反應前后都要通入N2,反應后通入N2的目的是:將生成的二氧化碳從容器內排出,被C裝置中堿石灰吸收。 方案Ⅲ.(5)在飽和碳酸氫鈉溶液中二氧化碳不反應,溶解度小,可利用排飽和碳酸氫鈉溶液測定二氧化碳氣體的體積,二氧化碳和碳酸鈉、氫氧化鈉都反應,在硫酸銅溶液中也溶解。 8.亞硝酸鈉是重要的防腐劑。某化學興趣小組以碳和濃硝酸為起始原料,設計如下裝置利用一氧化氮與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉。(夾持裝置和A中加熱裝置已略,氣密性已檢驗) 查閱資料:①HNO2為弱酸,室溫下存在反應3HNO2 HNO3+2NO↑+H2O; ②在酸性溶液中,NO2-可將MnO4-還原為Mn2+且無氣體生成; ③NO不與堿反應,可被酸性KMnO4溶液氧化為硝酸。 實驗操作: ①關閉彈簧夾,打開A中分液漏斗活塞,滴加一定量濃硝酸,加熱; ②一段時間后停止加熱; ③從C中取少量固體,檢驗是否是亞硝酸鈉。 (1)A中反應的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)B中觀察到的主要現象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,D裝置的作用是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)檢驗C中產物有亞硝酸鈉的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)經檢驗C中產物中亞硝酸鈉含量較少。 a.甲同學認為C中產物不僅有亞硝酸鈉,還有碳酸鈉和氫氧化鈉。 生成碳酸鈉的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。為排除干擾,甲同學在B、C裝置間增加E裝置,E中盛放的試劑應是　　　　　　(寫名稱)。 b.乙同學認為除上述干擾因素外,還會有空氣參與反應導致產品不純,所以在實驗操作①前應增加一步操作,該操作是　　　　　　　　　　　　　　。 (5)實驗經改進后可制得較純亞硝酸鈉,下列關于亞硝酸鈉的說法正確的是　　　　　。 a.亞硝酸鈉有咸味,可代替食鹽食用 b.常溫下,0.1 mol/L亞硝酸溶液的pH>1 c.0.1 mol/L亞硝酸鈉溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(NO2-)+c(OH-) d.0.1 mol/L亞硝酸鈉溶液中存在:c(NO2-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) 答案　(1)C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O (2)溶液變藍,銅片溶解,導管口有無色氣泡冒出　除去未反應的NO,防止污染空氣 (3)將生成物置于試管中,加入稀硫酸,若產生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色,則D中產物有亞硝酸鈉(或其他合理答案) (4)a.2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2　堿石灰 b.打開彈簧夾,通入N2一段時間 (5)bc 解析　(1)裝置A中是濃硝酸和碳在加熱條件下發(fā)生反應,反應生成二氧化氮、二氧化碳和水,反應的化學方程式為C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O。 (2)A裝置中生成的二氧化氮和B裝置中的水反應生成硝酸和一氧化氮,發(fā)生反應的化學方程式為3NO2+H2O 2HNO3+NO,硝酸和銅反應生成硝酸銅、一氧化氮和水,所以反應現象為溶液變藍,銅片溶解,導管口有無色氣泡冒出;通過C裝置中的過氧化鈉吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通過酸性高錳酸鉀溶液除去未反應的一氧化氮,防止污染空氣。 (3)檢驗亞硝酸鈉的實驗操作為:將生成物置于試管中,加入稀硫酸,若產生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色,則D中產物有亞硝酸鈉;或將生成物置于試管中,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,則D中產物有亞硝酸鈉。 (4)a.生成碳酸鈉的化學方程式為:2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2;為排除干擾,在B、C裝置間增加E裝置,E中盛放的試劑應為堿石灰,用來吸收二氧化碳。 b.為避免裝置中的空氣導致產品不純,實驗前需要打開彈簧夾通入氮氣排凈裝置中的空氣。 (5)亞硝酸鈉有毒,所以不能代替食鹽食用,故a錯誤;亞硝酸是弱酸,所以常溫下0.1 mol/L亞硝酸溶液的pH>1,故b正確;依據溶液中電荷守恒分析,0.1 mol/L亞硝酸鈉溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(NO2-)+c(OH-),故c正確;亞硝酸根離子水解使溶液顯堿性,0.1 mol/L亞硝酸鈉溶液中存在:c(Na+)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+),故d錯誤。