2012高考化学实验专题8：实验设计评价.ashx.doc

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1、12013 高考化学实验专题高考化学实验专题 8：实验设计评价：实验设计评价1.下列实验设计和结论相符的是 A.将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中 B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性 C.某无色溶液中加 Ba(NO3)2溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有 SO42- D.在含 FeCl2杂质的 FeCl3溶液中通足量 Cl2后，充分加热，除去过量的 Cl2，即可得到较 纯净的 FeCl3溶液 2.用右图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。 下列实验不合理的是 A.上下移动中铜丝可控制 SO2的量B.中选用

2、品红溶液验证 SO2的生成 C.中选用 NaOH 溶液吸收多余的 SO2 D.为确认 CuSO4生成,向中加水，观察颜色 3.某钠盐溶液中可能含有 NO2-、SO42-、SO32-、CO32-、Cl-、I-等阴离子。某同学取 5 份此溶 液样品，分别进行了如下实验： 用 pH 计测得溶液 pH 大于 7 加入盐酸，产生有色刺激性气体 加入硝酸酸化的 AgNO3溶液产生白色沉淀，且放出有色刺激性气体 加足量 BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶 液不褪色. 加足量 BaCl2溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)溶液,再滴加

3、KSCN 溶液,显红色 该同学最终确定在上述六种离子中公含 NO2-、CO32-、Cl-三种阴离子。请分析，该同学只 需要完成上述哪几个实验，即可得出此结论。 A. B. C. D. 4. Cu+在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化-还原反应生成 Cu2+和 Cu。现有浓硫酸、浓硝 酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及 pH 试纸，而没有其它试剂。简述如何用最简便的实 验方法来检验 CuO 经氢气还原所得到的红色产物中是否含有碱性氧化物 Cu2O。 5.实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物是棕红色、易潮解，100左 右时升华。下图是两个学生设计的实验装置、左边的反应装置相同，而

4、右边的产品收集装 置则不同，分别如(I)和(II)所示。试回答：(1).B 中反应的化学方程式为： ; (2).D 中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是: 2。 (3).D 中反应化学方程式为： 。 (4).装置(I)的主要缺点是： 。 (5).装置(II)的主要缺点是： 。 如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是： 。 6.某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验： (1).在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红 色，则原溶液可能是 溶液：加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是： 。 (2).在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，

5、冷却后恢复无色， 则此溶液可能是 溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是： 。 7.用下列仪器、药品验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含 NO(仪器可选择使用，N2和 O2的用量可自由控制)。 已知：NO+NO2+2OH-2NO 2+H2O气体液化温度：NO2：21，NO：-152试回答：(1)仪器的连接顺序(按左右连接，填各接口的编号)为 (2)反应前先通入 N2目的是 (3)确认气体中含 NO 的现象是 (4)装置 F 的作用是 (5)如果 O2过量，则装置 B 中发生反应的化学方程式为： 8.用下面两种方法可以制得白色的 Fe(OH)2沉淀。 方法一：用不含 Fe3的 FeSO4溶液与

6、用不含 O2的蒸馏水配制的 NaOH 溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO4溶液时还需加入 。 (2)除去蒸馏水中溶解的 O2常采用 的方法。 (3)生成白色 Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2的 NaOH 溶液，插入 FeSO4溶液液面下，再挤出 NaOH 溶液。这样操作的理由是 。 方法二：在如图装置中，用 NaOH 溶液、铁屑、稀 H2SO4等试剂制备。 (1)在试管里加入的试剂是 。 (2)在试管里加入的试剂是 。 (3)为了制得白色 Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实 验步骤是 。 (4)这样生成的 Fe(OH)2沉淀能

7、较长时间保持白色，其理由是 。 9.海水的综合利用可以制备金属镁，其流和如下图所示：水，重结晶3(1)若在空气中加热 MgCl26H2O，生成的是 Mg(OH)Cl 或 MgO，写出相应反应的化学方程 式用电解法制取金属镁时，需要无水氧化镁。在干燥的 HCl 气流中加热 MgCl26H2O 时，能 得到无水 MgCl2，其原因是 (2)Mg(OH)2沉淀中混有的 Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。(3)实验室时将粗盐制成精盐的过程中，在溶解.过滤.蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃 棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的： 溶解时： 过滤时： 蒸发时： 10.有两个实验小组的同学为探究

8、过氧化钠与二氧化硫的反应， 都用如下图所示的装置进行实验。通入 SO2气体，将带余烬 的木条插入试管 C 中，木条复燃。 请回答下列问题： (1)第 1 小组同学认为 Na2O2与 SO2反应生成了 Na2SO3和 O2，该反应的化学方程式是： (2)请设计一种实验方案证明 Na2O2与 SO2反应生成的白色固 体中含有 Na2SO3。 (3)第 2 小组同学认为 Na2O2与 SO2反应除了生成 Na2SO3和 O2外，还有 Na2SO4生成。为 检验是否有 Na2SO4生成，他们设计了如下方案：上述方案是否合理? 。请简要说明两点理由： ； 。 11.某兴趣小组设计出如右图所示装置来改进教

9、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 2 mL 浓硝酸。c 中反应的化学方程式是 。再由 a 向 e 中加 2 mL 蒸馏水，c 中的实验现象是 。海水粗盐母液精盐Mg(OH)2MgCl26H2 OMgCl2Mg贝壳CaO石灰乳蒸发盐酸浓缩脱水电解煅烧水仍有部分白色沉淀不溶解，证明有 Na2SO4生成BaCl2溶液 白色沉淀将 B 中反应后的固体溶解于水稀硝酸方案反应物甲Cu

10、、浓 HNO3乙Cu、稀 HNO3丙Cu、O2、稀 HNO34(3)题 27 表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是 。理由是 。 (4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性 KMnO4Cl2Br2。操作步骤为 ，实验现象为 ；但此实验的不足之处是 。 12.某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)制备氮化钙(Ca3N2)，并探究其实验式。(1)按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是 。 (2)反应过程中末端导管必须插入试管 A 的水中，目的是 。 (3)制备氮化钙的操作步骤是：打开活塞 K 并通入 N2；点燃酒精灯，进行反应；反 应结束后， ；拆除装置，取出产物。(4

11、)数据记录如下：空瓷舟质量 m0/g瓷舟与钙的质量 m1/g瓷舟与产物的质量 m2/g14.8015.0815.15 计算得到实验式 CaxN2，其中 x= 。 若通入的 N2中混有少量 O2，请比较 x 与 3 的大小，并给出判断依据： 。 13.已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。加热 A 加热 B C D 冰水 E 水 回答下列问题： (1)A 中加入的物质是_. 发生反应的化学方程式是_; (2)B 中加入的物质是_，其作用是_； (3)实验时在 C 中观察到得现象是_， 发生反应的化学方程式是_； (4)实验时在 D 中观察到得现象是 ， D

12、 中收集到的物质是_，检验该物质的方法和现象是 _. 14.某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。 他们对蚀刻银的原因进行了如下探究： 【实验】制作银镜，并与 Fe(NO3)3溶液反应，发现银镜溶解。5(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是 。 a. 边振荡盛有 2%的 AgNO3溶液的试管，边滴入 2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为 止 b将几滴银氨溶液滴入 2ml 乙醛中 c制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热 d银氨溶液具有较弱的氧化性 e在银氨溶液配置过程中，溶液的 pH 增大 【提出假设】 假设 1：Fe3+具有氧化性，能氧化 A

13、g。 假设 2：Fe(NO3)3溶液显酸性，在此酸性条件下 NO3-能氧化 Ag。 【设计实验方案，验证假设】 (2)甲同学从上述实验的生成物中检验出 Fe2+，验证了假设 1 的成立。请写出 Fe3+氧化 Ag 的离子方程式：。 (3)乙同学设计实验验证假设 2，请帮他完成下表中内容（提示：NO3-在不同条件下的还原 产物较复杂，有时难以观察到气体产生） 。实验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论 若银镜消失，假设 2 成立。 若银不镜消失，假设 2 不成立。【思考与交流】 (4)甲同学验证了假设 1 成立，若乙同学验证了假设 2 也成立，则丙同学由此得出结论： Fe(NO3)3溶液中

14、的 Fe3+和 NO3-都氧化了 Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由： 。 15.工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进 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 分钟后移人硫酸铜溶液中，片 刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。 (2)另称取铁钉 6.0g 放入 15.0ml浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液 X 并收集到气体 Y。 甲同学认为 X 中除 Fe3+外还可能含有 Fe2+。若要确认其中的 Fe2+，应先用 选填 序号） 。 aKSCN 溶液和氯水 b铁粉和 KSCN 溶液 c浓氨水

15、 d酸性 KMnO4溶液 乙同学取 336ml（标准状况）气体 Y 通入足量溴水中，发生反应：Br2+SO2 +2H2OH2SO4 +2HBr 然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体 2.33g。由于此 推知气体 Y 中SO2的体积分数为 。 探究二 分析上述实验中 SO2体积分数的结果，丙同学认为气体 Y 中还可能含量有H2和 Q 气体。 为此设计了下列探究实验状置（图中夹持仪器省略） 。6(3)装置 B 中试剂的作用是 。 (4)认为气体 Y 中还含有 Q 的理由是 （用化学方程式表示） 。 (5)为确认 Q 的存在，需在装置中添加 M 于 （选填序号） 。a A 之前 bA-

16、B 间 cB-C 间 dC-D 间 (6)如果气体 Y 中含有H2，预计实验现象应是 。 (7)若要测定限定体积气体 Y 中H2的含量（标准状况下约有 28ml H2） ，除可用测量H2体积 的方法外，可否选用质量称量的方法？做出判断并说明理由 。 16.实验室以含有 Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-等离子的卤水为主要原料制备无水 CaCl2和 Br2，流程如下：(1)操作使用的试剂是_，所用的主要仪器名称是_。 (2)加入溶液 W 的目的是_。用 CaO 调节溶液 Y 的 pH，可以除去 Mg2+。由表中数据 可知，理论上可选择的 pH 最大范围是_。酸化溶液 Z 时，使用的试

17、剂为_。开始沉淀时的 pH沉淀完全时的 pHMg2+9.611.0Ca2+12.2c(OH-) =1.8molL-1(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集气体，下列装置中合理的是_。(4)常温下，H2SO3的电离常数 Ka1=1.210-2，Ka2=6.310-8；H2CO3的电离常数 Ka1=4.510-7，Ka2=4.710-11。某同学设计实验验证 H2SO3酸性强于 H2CO3：将 SO2和 CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测量溶液的 pH，若前者的 pH 小于后者，则 H2SO3酸性强于 H2CO3。该实验设计不正确，错误在于_。 设计合理实验验证 H2SO3酸性强于 H

18、2CO3（简要说明实验步骤、现象和结论） 。_。 仪器自选。 供选择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、 酸性 KMnO4溶液、品红溶液、pH 试纸。卤水CaO无水 CaCl2上层溶液 X溶液 WCl2操作下层溶液 V溶液 Z溶液 Y过滤煅烧酸化、结晶高温脱水过滤贝壳Br27参考答案参考答案13 B D B 4 取少量该红色产物放入稀硫酸，(振荡)若溶液变为蓝色，说明产物中有 Cu2O；若溶液不 变色，说明产物中无 Cu2O。5（1）4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2+2H2O ； 或 16HCl+2KMnO42KCl+

19、2MnCl2+5Cl2+8H2O （2）B 中的反应进行一段时间后，看到共绿色气体充满装置，再开始加热 D （3）3Cl2 +2Fe点燃 2FeCl3 （2 分）（4）导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染 （5）产品易受潮解 ；在瓶 E 和 F 之间连接装有干燥剂的装置； 6（1）稀氨水和酚酞 ； 稀氨水中的 NH3气逸出，所以溶液的颜色变浅 （2）溶有 SO2的品红； SO2气体逸出，品红溶液恢复红色 7（1）1 5 4 10 11 6 7 2 （10 和 11 可颠倒）说明：错一个即不给分 （2）驱赶装置中空气，防止反应产生的 NO 被氧化 （3）通入 O2后装置（D）中有红棕色

20、气体生成 （4）分离 NO 和 NO2（或使 NO2液化）说明：其它合理回答都给分 （5）4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O 8 方法一 （1）稀 H2SO4 铁屑；（2）煮沸；（3）避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触 O2 方法二 （1）稀 H2SO4 铁屑；（2）NaOH 溶液（3）检验试管出口处排出的氢气的纯度。当排出的 H2纯净时，再夹紧止水夹。（4）试管中反应生成的 H2充满了试管和试管，且外界空气不容易进入。9（1）MgCl26H2O Mg(OH)Cl + HCl + 5H2OMgCl26H2O MgO + 2HCl + 5H2O或 Mg(OH)Cl MgO + HC

21、l 在干燥的 HCl 气流中，抑制了 MgCl2水解，且带走 MgCl26H2O 受热产生的水气，故能得 到无水 MgCl2 （2）加入 MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤 （3）搅拌，加速溶解；使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒；搅拌，防止因局部过热 液滴或晶体飞溅 10(1)2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O28(2)取白色固体，加稀硫酸，产生能使晶红溶液褪色的气体。(3)不合理；稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡；如果反应后的固体中还残留 Na2O2， 它溶于水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根 11(1)检查装置气密性。 (2)Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2

22、+2H2O；反应变缓，气体颜色变淡。 (3)丙；耗酸量最少，无污染。 (4)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 中溶液变为黄棕色；没有处理尾气。 12（1）关闭活塞 K，微热反应管，试管 A 中有气泡冒出，停止加热。冷却后若末端导管 中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好。 （2）防止反应过程中空气进入反应管；便于观察 N2的流速 （3）熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入 N2，并关闭活塞 K。 （4）2.80 O2和 N2分别与等量的 Ca 反应，生成 CaO 的质量高于 Ca3N2。若通入的 N

23、2中混有少量的 O2，会导致计算出 n(N)偏大，所以 n(Ca)/n(N)3/2，即 x3。13(1)固体 NH4Cl 和 Ca(OH)2；2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+NH3+ H2O(合理答案给分) (2)碱石灰；干燥氨气或除去氨气中的水蒸汽。(3)黑色粉末逐渐变红；2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O (4) 出现无色液体 氨水用红色石蕊试纸检验氨气，试纸变蓝 用无水硫酸铜检验水，无水硫酸铜变蓝14(1)ade (2)Fe3+Ag= Fe2+Ag+ (3)将银镜在硝酸铜溶液中 实验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论测定上述实验使用的 Fe(NO3)3的 PH

24、配制相同 PH 的稀硝酸溶液并加入有银镜的试管内若银镜消失，假设 2 成立。 若银不镜消失，假设 2 不成立。(4)不同意，甲同学从上述实验的生成物中检验出 Fe2+，说明 Fe3+氧化了 Ag，乙同学虽然 验证了此条件下 NO3-能氧化 Ag，但在 Fe(NO3)3氧化 Ag 时没有检验 NO3-的还原产物。因 此，不能确定 NO3-是否氧化了 Ag。 15（1）铁钉表面被钝化（或其它合理答案）;（2）d 66.7%（或其它合理答案）;（3）检验SO2是否除尽;（4）C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O;（5）c;（6）D 中固体由黑变红和 E 中固体由白变蓝 （7）否，用托盘

25、天平无法称量 D 或 E 的差量；可，用分析天平称量 D 或 E 的差量 16(1)四氯化碳；分液漏斗（2）除去溶液中 SO42-；11.0pH12.2；盐酸（3）b、d (4)用于比较 pH 的两种酸的物质的量浓度不相等三种参考方案如下：方案一：配制相同物质的量浓度的 NaHSO3和 NaHCO3溶液。用酸度计（或 pH 试纸） 测两溶液的 pH。前者的 pH 小于后者，证明 H2SO3酸性强于 H2CO3。 方案二：将 SO2气体依次通过 NaHCO3（或 Na2CO3）溶液、酸性 KMnO4溶液、品红 溶液、澄清石灰水。品红溶液不褪色，且澄清石灰水变浑浊，证明 H2SO3酸性强于 H2CO3。 方案三：将 CO2气体依次通过 NaHSO3（或 Na2SO3）溶液、品红溶液。品红溶液不 褪色，证明 H2SO3酸性强于 H2CO3。9