2019版高考化學總復習 第10章 化學實驗基礎 第4節(jié) 化學實驗方案的設計與評價模擬預測通關 新人教版.doc

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第4節(jié) 化學實驗方案的設計與評價 一、選擇題 1．下列實驗設計正確的是(　　) A．檢驗淀粉已完全水解：在淀粉水解液中滴加碘水 B．證明氧化性H2O2比Fe3＋強：將硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中 C．檢驗某溶液中含F(xiàn)e2＋：可先向溶液中通入氯氣，再滴加少量KSCN溶液 D．配制100 mL 0.9 molL－1硫酸：將18 molL－1硫酸5 mL移入100 mL容量瓶，加水至刻度線 解析：選A。A.淀粉遇碘顯藍色，則檢驗淀粉已完全水解時可以在淀粉水解液中滴加碘水，A正確；B.在酸性溶液中硝酸根也能氧化亞鐵離子，因此將硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中不能證明氧化性H2O2比Fe3＋強，B錯誤；C.檢驗某溶液中含F(xiàn)e2＋：可先向溶液中加入少量KSCN溶液，如果沒有現(xiàn)象，再通入氯氣，C錯誤；D.容量瓶不能用于稀釋溶液，D錯誤。 2．下列相關實驗的設計能達到預期目的的是(　　) 相關實驗 預期目的 A 在少量食用堿中滴加食醋 探究食用堿是碳酸鈉還是碳酸氫鈉 B 在食用鹽中滴加少量淀粉液 探究食用鹽是否為加碘鹽 C 用激光筆照射淀粉液 探究淀粉液是膠體還是溶液 D 將雞蛋清溶于水后，滴加AgNO3溶液 驗證蛋白質中含有硫元素 解析：選C。碳酸鈉、碳酸氫鈉均能與乙酸反應生成二氧化碳，A不能達到預期目的；食用鹽中加入的是化合態(tài)的碘，不能用淀粉檢驗，B不能達到預期目的；蛋白質不是電解質，不能電離出硫離子，D不能達到預期目的。 3．化學實驗中常將某些溶液或試劑進行酸化或堿化。下列處理中正確的是(　　) A．檢驗KClO3中的氯元素，可加入AgNO3和稀硝酸 B．為提高KMnO4溶液的氧化能力，用濃鹽酸將 KMnO4溶液酸化 C．檢驗蔗糖在稀硫酸中水解產生的葡萄糖，應先用NaOH溶液堿化后才能進一步檢驗 D．檢驗溶液中是否含有SO時，先加氯化鋇溶液后，再加稀鹽酸酸化 解析：選C。KClO3中的氯元素以ClO的形式存在，不能用AgNO3檢驗，選項A錯誤；為提高KMnO4溶液的氧化能力，應用稀硫酸酸化，選項B錯誤；檢驗溶液中是否含有SO時，應先加稀鹽酸酸化，排除銀離子、碳酸根離子、亞硫酸根離子等的干擾，再加氯化鋇溶液，選項D錯誤。 4．下列能達到實驗目的的是(　　) 解析：選C。A選項，HCl與NaHCO3溶液反應生成CO2氣體，使得Cl2中混入雜質CO2，應選用飽和NaCl溶液；B選項，Cl2密度比空氣密度大，Cl2會直接進入NaOH溶液，收集不到Cl2；C選項，F(xiàn)e絨絲可作合成氨的催化劑，如有NH3生成，則濕潤的紅色石蕊試紙變藍；D選項，HCl易溶于水，仍會發(fā)生倒吸，應在燒杯中加入H2O和CCl4，導管插入CCl4層中可防止倒吸。 5．關于下圖中各裝置的敘述不正確的是(　　) A．裝置①能驗證AgCl沉淀可轉化為溶解度更小的Ag2S沉淀 B．裝置②中若X為四氯化碳，可用于吸收氨氣，并防止發(fā)生倒吸 C．裝置③的實驗可推斷硫、碳、硅三種元素的非金屬性強弱 D．裝置④可檢驗溴乙烷發(fā)生消去反應得到的氣體中含有乙烯 解析：選A。硝酸銀與氯化鈉的反應中硝酸銀過量，再加入硫化鈉，硫化鈉與過量的硝酸銀反應會產生硫化銀沉淀，故不能說明是氯化銀沉淀轉變?yōu)榱蚧y沉淀，不正確。 6．下述實驗設計能夠達到目的的是(　　) 選項 實驗目的 實驗設計 A 證明鹽酸酸性比醋酸強 用同一電路測等體積的鹽酸、醋酸溶液的導電性 B 證明H2CO3酸性比H2SiO3強 將CO2通入Na2SiO3溶液中 C 證明鈉的金屬活動性比銅強 向CuCl2溶液中投入金屬鈉 D 證明溶液中含有I－ 向溶液中加入淀粉 解析：選B。通過導電性比較鹽酸和醋酸的酸性強弱，必須使用相同濃度的鹽酸和醋酸溶液，A錯誤。金屬鈉投入CuCl2溶液中，鈉與水反應生成NaOH，NaOH與Cu2＋反應生成Cu(OH)2，金屬鈉不能從CuCl2溶液中置換出銅，不能比較金屬活動性的強弱，C錯誤。淀粉只能檢驗出碘單質，D錯誤。 7．某興趣小組探究SO2氣體還原Fe3＋，他們使用的藥品和裝置如圖所示： 下列說法不合理的是(　　) A．能表明I－的還原性弱于SO2的現(xiàn)象是B中藍色溶液褪色 B．裝置C的作用是吸收SO2尾氣，防止污染空氣 C．為了驗證A中發(fā)生了氧化還原反應，加入用稀鹽酸酸化的BaCl2，產生白色沉淀 D．為了驗證A中發(fā)生了氧化還原反應，加入KMnO4溶液，紫紅色褪去 解析：選D。B中藍色溶液褪色，說明SO2的還原性大于I－，A項正確；NaOH溶液吸收SO2尾氣，防止污染空氣，B項正確；若A中發(fā)生了氧化還原反應，SO2被氧化生成SO，F(xiàn)e3＋被還原成Fe2＋，檢驗硫酸根加入用稀鹽酸酸化的BaCl2，產生白色沉淀，C項正確；D項欲用 KMnO4溶液檢驗FeCl2，但是SO2也能與 KMnO4溶液反應，使紫紅色褪去，D項錯誤。 8．按如圖裝置進行實驗，下列說法不正確的是(　　) A．利用圖1裝置，可以研究Ca(OH)2的溶解度隨溫度的變化 B．利用圖2裝置，可以利用乙醇制備乙烯 C．利用圖3裝置，可以利用熟石灰和NH4Cl固體制NH3 D．利用圖4裝置，可以測定濃硝酸與銅反應生成的NO2氣體體積 解析：選D。A.Mg與鹽酸反應是放熱反應，如果有Ca(OH)2析出，說明氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而降低，故A說法正確；B.實驗室制備乙烯，用乙醇和濃硫酸混合液加熱到170 ℃，溫度計的水銀球插入到液體中，但不能接觸燒瓶內壁，故B說法正確；C.熟石灰和氯化銨都是固體，加熱時試管口略向下傾斜，氨氣的密度小于空氣，因此用向下排空氣法收集，試管口用棉花，防止形成對流，故C說法正確；D.NO2與水發(fā)生反應，故D說法錯誤。 9．下列實驗中，實驗現(xiàn)象及結論都正確且兩者具有因果關系的是(　　) 實驗 現(xiàn)象 結論 A 向Ba(NO3)2溶液中通入二氧化硫氣體 有白色沉淀生成 SO2與Ba(NO3)2反應得到BaSO3 B 向FeI2的溶液中滴加少量的氯水 溶液顏色變深 Cl2與Fe2＋反應生成Fe3＋ C 向蔗糖溶液中加幾滴稀硫酸，水浴加熱5 min后，再加新制Cu(OH)2懸濁液后加熱 無磚紅色沉淀生成 蔗糖沒有水解 D 向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固體 溶液紅色變淺 證明Na2CO3溶液中存在水解平衡 解析：選D。A.SO2通入Ba(NO3)2溶液中，酸性條件下硝酸根離子將亞硫酸氧化后與鋇離子反應產生的白色沉淀是BaSO4而不是BaSO3，選項A錯誤；B.少量的氯水將I－氧化成I2而使溶液顏色變深，選項B錯誤；C.蔗糖溶液水解后顯酸性，必須先用堿中和至堿性再用新制氫氧化銅懸濁液檢驗，否則無法證明醛基的存在，也就無法證明蔗糖水解，選項C錯誤；D.Na2CO3溶液中存在水解平衡CO＋H2OHCO＋OH－，加入少量BaCl2固體，鋇離子與碳酸根離子反應生成碳酸鋇沉淀，碳酸根離子濃度減小，平衡逆向移動，堿性減弱，溶液紅色變淺，選項D正確。 二、非選擇題 10．MnO2是中學化學中常見的一種試劑，可作氧化劑和催化劑。某興趣小組通過實驗對MnO2的性質進行了一系列的探究。 (1)欲探究MnO2的催化效果，需要用30%的H2O2溶液(密度近似為1 g cm－3)配制濃度為3%的H2O2溶液(密度近似為1 g cm－3)100 mL。簡述其配制方法： 。 (2)該小組設計了如下四個方案以驗證MnO2的氧化性，可行的是 。 A．把MnO2固體加入到FeSO4溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色 B．把MnO2固體加入到FeCl3溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色 C．把MnO2固體加入到Na2SO3溶液中，再加入BaCl2溶液，觀察是否有白色沉淀生成 D．把MnO2固體加入到稀鹽酸中，觀察是否有黃綠色氣體生成 (3)該小組為探究在不同酸堿性的溶液中MnO2的氧化能力，他們控制KI溶液的濃度和MnO2固體的質量相同，恒定實驗溫度為298 K，設計如下對比實驗： 實驗 酸或堿 現(xiàn)象 A 1滴0.2 molL－1 NaOH溶液 不變色 B 1滴水 緩慢變淺棕褐色 C 1滴0.1 molL－1硫酸 迅速變棕褐色 從上述對比實驗中，可以得出的結論是 。寫出在酸性條件下，MnO2氧化I－的離子方程式： 。 (4)利用二氧化錳的氧化性，讓其與濃鹽酸反應制取氯氣，下列儀器可作為該反應的反應容器的是 。 　 　 解析：(1)需30%的H2O2溶液100 mL3%30%＝10.0 mL，質量為10 g，需水90 g，即90.0 mL。(2)B項MnO2固體不可能將FeCl3氧化，加入KSCN溶液也無實際意義；C項無論Na2SO3是否被氧化，都能生成白色沉淀；D項MnO2不能將稀鹽酸氧化。(3)根據信息，棕褐色應該是I2溶液的顏色，因而MnO2將I－氧化為碘單質，本身被還原為Mn2＋，據此可寫出相應的離子方程式。(4)B為燒杯，無法將制得的氯氣導入集氣瓶；C為容量瓶，不能用作反應容器。 答案：(1)用量筒量取10.0 mL 30%的H2O2溶液放入燒杯中，再加入90.0 mL水，攪拌均勻 (2)A　 (3)酸性越強，MnO2的氧化能力越強　MnO2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O　 (4)AD 11．(2015高考全國卷Ⅰ)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.410－2，K2＝5.410－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點為101 ℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170 ℃以上分解。 回答下列問題： (1)甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是 ，由此可知草酸晶體分解的產物中有 。裝置B的主要作用是 。 (2)乙組同學認為草酸晶體分解產物中還有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復選用)進行實驗。 ①乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、 。裝置H反應管中盛有的物質是 。 ②能證明草酸晶體分解產物中有CO的現(xiàn)象是 。 (3)設計實驗證明： ①草酸的酸性比碳酸的強 。 ②草酸為二元酸 。 解析：(1)結合草酸晶體(H2C2O42H2O)的組成可知，澄清石灰水應是用來檢驗其分解產物CO2的存在。因草酸晶體易升華，且草酸鈣難溶于水，若草酸進入C裝置，會干擾CO2的檢驗，故裝置B中冰水的主要作用是冷凝揮發(fā)出來的草酸。 (2)①要驗證草酸晶體分解產物中還有CO，只能通過檢驗CO與CuO反應的產物CO2的存在來達到這一目的。因為草酸晶體的分解產物本身含有CO2，會對CO的檢驗造成干擾，所以在檢驗CO前應將分解產物中的CO2除盡，可選用F裝置來除去CO2，D裝置用來檢驗CO2是否除盡。將除去CO2的氣體通過盛有無水氯化鈣的裝置G干燥，然后通過盛有CuO的裝置H，CuO將CO氧化為CO2，再將氣體通過盛有澄清石灰水的D裝置，用來檢驗CO2的存在。因CO有毒，最后可將尾氣通過排水法收集。 ②若前一個裝置D中澄清石灰水不變渾濁，說明草酸晶體分解的產物CO2已除盡；H中黑色CuO變紅，同時其后的裝置D中澄清石灰水變渾濁，說明草酸晶體分解產物中含有CO。 (3)①根據強酸制弱酸的反應原理，可選擇向NaHCO3中滴加草酸溶液的實驗方法來證明草酸的酸性比碳酸的強。 ②根據酸堿中和反應原理，可采用中和滴定的方法用NaOH標準溶液來滴定一定物質的量濃度的草酸溶液，根據反應的草酸與NaOH的物質的量的比值為1∶2，證明草酸是二元酸。 答案：(1)有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁　CO2　冷凝(水蒸氣、草酸等)，防止草酸進入裝置C反應生成沉淀，干擾CO2的檢驗 (2)①F、D、G、H、D、I　CuO?、贖中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁 (3)①向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產生　②用NaOH標準溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質的量為草酸的2倍 12．二氧化氯(ClO2)是目前國際上公認的第四代高效、無毒的消毒劑，是一種黃綠色的氣體，其熔點為－59 ℃，沸點為11.0 ℃，易溶于水。工業(yè)上用稍潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60 ℃時反應制得。某學生擬用圖1所示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO2。 (1)A裝置必須添加溫度控制裝置，除酒精燈外，還需要的玻璃儀器有燒杯、 。 (2)B裝置必須放在冰水浴中，其原因是 。 (3)反應后在C裝置中可得NaClO2溶液。已知：NaClO2 飽和溶液在溫度低于38 ℃時析出晶體NaClO23H2O，高于38 ℃時析出晶體NaClO2，高于60 ℃時NaClO2 分解成NaClO3和NaCl。NaClO2的溶解度曲線如圖2。獲得NaClO2晶體的操作步驟為 ①減壓，55 ℃蒸發(fā)結晶；②趁熱過濾；③ ； ④在55 ℃下干燥，得到成品。 (4)ClO2很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的濃度，進行了下列實驗： 步驟一：準確量取ClO2溶液10.00 mL，稀釋成100.00 mL試樣，量取V1 mL試樣加入到錐形瓶中； 步驟二：用稀硫酸調節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，靜置片刻； 步驟三：加入指示劑，用c molL－1 Na2S2O3溶液滴定至終點。重復2次，測得消耗Na2S2O3溶液平均值為V2 mL(已知 2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI )。 ①配制100 mL c molL－1 Na2S2O3標準溶液時，用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒外還有 。 ②若步驟二所得溶液放置時間太長，則測定結果 (填“偏高”“偏低”或“不變”)。 ③原ClO2溶液的濃度為 gL－1(用含字母的代數(shù)式表示)。 解析：(1)氯酸鉀和草酸反應生成碳酸鉀、二氧化碳、二氧化氯和水，反應方程式為2KClO3＋H2C2O4K2CO3＋CO2↑＋2ClO2↑＋H2O，反應溫度是60 ℃，則A裝置需要控制溫度，故需要溫度計。 (2)二氧化氯的熔點較低，為收集二氧化氯，應在較低溫度下進行，所以應該采用冰水浴。 (3)從溶液中獲得溶質，一般采用蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥的方法，為防止析出晶體NaClO23H2O，應趁熱過濾，NaClO2飽和溶液在溫度低于38 ℃時析出晶體NaClO23H2O，高于60 ℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以用38～60 ℃熱水洗滌，在55 ℃下干燥，得到成品。 (4)①配制100 mL標準溶液用到的儀器有托盤天平、藥匙、玻璃棒、膠頭滴管、燒杯、100 mL容量瓶、量筒(可用可不用)，故還需要的玻璃儀器有100 mL容量瓶、膠頭滴管。 ②步驟二所得溶液放置時間太長，過量的KI被空氣中氧氣氧化，生成的I2偏多，導致測定結果偏高。 ③二氧化氯具有氧化性，在酸性環(huán)境下，能將碘離子氧化，反應的離子方程式為2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O，設原ClO2溶液的濃度為x molL－1， 2ClO2　 ～　5I2　 ～　10Na2S2O3 2 mol 10 mol mol cV210－3 mol 解得x＝，則原ClO2溶液濃度用“gL－1”表示為 gL－1。 答案：(1)溫度計 (2)使ClO2充分冷凝，減少揮發(fā) (3)用38～60 ℃熱水洗滌 (4)①100 mL容量瓶、膠頭滴管?、谄摺、?