【三維設(shè)計】2012高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題5 第2講 化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價提能力訓(xùn)練（廣東、江蘇專版）

1 二輪復(fù)習(xí)訓(xùn)練二輪復(fù)習(xí)訓(xùn)練 1 雙選題 用以下三種途徑來制取相同質(zhì)量的硝酸銅 銅與濃硝酸反應(yīng) 銅與稀 硝酸反應(yīng) 銅與氧氣反應(yīng)生成 CuO CuO 再與稀硝酸反應(yīng) 下列有關(guān)敘述不正確的是 A 所消耗的硝酸的量 B 對環(huán)境造成的危害 最小 C 因銅與濃硝酸作用最快 故制取硝酸銅的最佳方案是 D 三種途徑所消耗的銅的質(zhì)量相等 解析 法 消耗的 HNO3多 且產(chǎn)生的污染性氣體也多 最佳方案應(yīng)是 答案 AC 2 2011 崇文模擬 某課外實驗小組設(shè)計的下列實驗不合理的是 解析 NO2能與水發(fā)生反應(yīng) 不能用排水法收集 選項 C 錯誤 答案 C 3 下列化學(xué)實驗裝置或操作正確的是 2 解析 濃 H2SO4稀釋不能在容量瓶中進(jìn)行 更不能將濃 H2SO4倒入水中 A 項錯 蒸餾 時溫度計水銀球應(yīng)在蒸餾燒瓶支管口處 B 項錯 收集比空氣重的 NO2氣體應(yīng)長進(jìn)短出 C 項錯 答案 D 4 2010 楊浦區(qū)高三上學(xué)期期末學(xué)科測試 用如圖裝置制取 提純 收集表中的四種 氣體 a b c 表示相應(yīng)儀器中加入的試劑 其中可行的是 氣體 abc ANO2 濃硝酸銅片NaOH 溶液 BSO2 濃硫酸 Cu NaOH 溶液 CNH3 濃氨水生石灰堿石灰 DCO2 稀鹽酸 CaCO3 濃硫酸 解析 A 項和 B 項生成的氣體均會被 NaOH 溶液吸收 C 項 NH3應(yīng)用向下排空氣法收 集 答案 D 5 下圖表示從固體混合物中分離 X 的兩種方案 請根據(jù)方案 1 和方案 2 指出下列說法 合理的是 3 A 可以選用方案 1 分離碳酸氫鈉中含有的氯化銨 B 方案 1 中殘留物應(yīng)該具有的性質(zhì)是受熱易揮發(fā) C 方案 2 中加入的試劑一定能夠與除 X 外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng) D 方案 2 中加入 NaOH 溶液可以分離出 SiO2和 Fe2O3混合物中的 Fe2O3 解析 碳酸氫鈉加熱分解 A 錯誤 加熱后留下的殘留物一定是固體或難揮發(fā)的液體 B 錯誤 加入的試劑可以是水且不一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng) C 錯誤 二氧化硅能與氫氧化鈉溶液 反應(yīng)生成溶于水的硅酸鈉 進(jìn)而分離出氧化鐵 D 正確 答案 D 限時 45 分鐘 滿分 100 分 一 選擇題 本題包括 7 小題 每小題 6 分 共 42 分 1 雙選題 下列化學(xué)實驗事實及其解釋都正確的是 A 向 KMnO4溶液中滴加鹽酸 KMnO4溶液的氧化能力增強(qiáng) 說明鹽酸具有氧化性 B 向澄清的 AlCl3稀溶液中加入 NaOH 濃溶液 振蕩 溶液仍為澄清 說明該兩種溶 液混合是物理變化 C 向 FeCl3溶液中加入過量 Cu 粉 振蕩 靜置 溶液由黃色變?yōu)榫G色 說明 Fe3 具 有氧化性 D 向 CaCl2溶液中滴入少量 Na2CO3溶液 產(chǎn)生白色沉淀 說明 CaCO3難溶于水 解析 向 KMnO4溶液中滴加鹽酸后其氧化能力增強(qiáng)的原因是溶液呈酸性 AlCl3與足量 的 NaOH 溶液反應(yīng)生成 NaAlO2 屬于化學(xué)變化 向 FeCl3溶液中加入過量 Cu 粉生成綠色的 FeCl2和 CuCl2的混合溶液 答案 CD 2 大膽 科學(xué)的假設(shè)與猜想是科學(xué)探究的先導(dǎo)和價值所在 在下列假設(shè) 猜想 引導(dǎo)下 的探究肯定沒有意義的是 A 探究 SO2與 Na2O2反應(yīng)可能有 Na2SO4生成 B 探究 Na 與水的反應(yīng)可能有 O2生成 C 探究濃硫酸與銅在一定條件下反應(yīng)產(chǎn)生的黑色物質(zhì)中可能有 CuS D 探究向滴有酚酞試液的 NaOH 溶液中通入 Cl2 酚酞紅色褪去的現(xiàn)象是溶液的酸堿 4 性改變所致 還是 HClO 的漂白性所致 解析 因為 H2O 中 O 若變成 O2 則氧元素價態(tài)升高 水是還原劑 但單質(zhì)鈉只能作還 原劑 答案 B 3 下列實驗方案設(shè)計正確的是 A 分解高錳酸鉀制取氧氣后 殘留在試管內(nèi)壁上的黑色物質(zhì)可用稀鹽酸洗滌 B 失去標(biāo)簽的 AgNO3溶液 稀鹽酸 NaOH 溶液 AlCl3溶液可選用 NH4 2CO3溶液作鑒 別試劑 C 用銅絲代替鉑絲做焰色反應(yīng) D 在裂化汽油中加入酸性高錳酸鉀 振蕩后若紫色褪去即可證明其中含甲苯等苯的同 系物 解析 加入 NH4 2CO3溶液時 AgNO3溶液中產(chǎn)生白色沉淀 稀鹽酸中產(chǎn)生無色無味氣 體 NaOH 溶液中產(chǎn)生無色有刺激性氣味的氣體 AlCl3溶液中既有白色沉淀又有無色無味 氣體產(chǎn)生 高錳酸鉀分解后殘留的二氧化錳可以用熱的濃鹽酸洗滌 不能用稀鹽酸來清洗 做焰色反應(yīng)實驗應(yīng)選用鉑絲 不能選用銅絲 因為銅絲灼燒時會產(chǎn)生明顯的綠色火焰 裂 化汽油中含有較多的烯 炔等不飽和烴 能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 答案 B 4 雙選題 2011 廣東高考 下列實驗現(xiàn)象預(yù)測正確的是 A 實驗 振蕩后靜置 上層溶液顏色保持不變 B 實驗 酸性 KMnO4溶液中出現(xiàn)氣泡 且顏色逐漸褪去 C 實驗 微熱稀 HNO3 片刻 溶液中有氣泡產(chǎn)生 廣口瓶內(nèi)始終保持無色 D 實驗 繼續(xù)煮沸溶液至紅褐色 停止加熱 當(dāng)光束通過體系時可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng) 解析 本題考查化學(xué)實驗 意在考查考生對化學(xué)實驗原理 實驗設(shè)計和實驗結(jié)論的運 用能力 實驗 Br2能與 NaOH 溶液反應(yīng) 上層溶液顏色褪去 A 項錯誤 實驗 濃硫 酸使蔗糖脫水炭化 生成的 SO2氣體能使酸性 KMnO4溶液紫色褪去 CO2從溶液中逸出 B 項正確 實驗 銅與稀 HNO3微熱 反應(yīng)生成 NO 在廣口瓶中 NO 與 O2接觸生成紅棕色的 NO2 C 項錯誤 實驗 Fe OH 3膠體可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng) D 項正確 答案 BD 5 2011 臨沂模擬 下列有關(guān)化學(xué)實驗圖像表現(xiàn)的內(nèi)容錯誤的是 5 A 銅鋅原電池 B 轉(zhuǎn)移溶液 C 氨的制取裝置 D 模擬鐵銹蝕裝置 解析 由 A 項兩燒杯中的溶液可推知 盛放硫酸鋅溶液的燒杯中的電極應(yīng)為鋅棒 盛 放硫酸銅溶液的燒杯中的電極應(yīng)為銅棒 由原電池原理判斷 鋅棒應(yīng)為負(fù)極 銅棒應(yīng)為正 極 故 A 不正確 答案 A 6 下列相關(guān)實驗不能達(dá)到預(yù)期目的的是 相關(guān)實驗預(yù)期目的 A 相同溫度下 等質(zhì)量的大理石塊 大理石 粉末分別與等體積 等濃度的鹽酸反應(yīng) 探究接觸面積對化學(xué)反應(yīng)速 率的影響 B 把裝有顏色相同的 NO2和 N2O4混合氣的兩 支試管 密封 分別浸入冷水和熱水中 探究溫度對化學(xué)平衡的影響 C 在蔗糖中加入稀硫酸 水浴加熱 再加入 新制的氫氧化銅并加熱 探究蔗糖水解產(chǎn)物具有還原 性 D 兩支試管中裝有等體積 等濃度 H2O2溶液 向其中一支試管中加入 CuSO4溶液 探究 CuSO4溶液對 H2O2分解 速率的影響 解析 C 項 蔗糖中加入稀 H2SO4 水浴加熱后應(yīng)加入 NaOH 中和過量的稀 H2SO4 再 加新制的 Cu OH 2并加熱 答案 C 7 用下圖裝置測定水中氫 氧元素的質(zhì)量比 其方法是分別測定通氫氣前后玻璃管的 質(zhì)量差和 U 形管的質(zhì)量差 實驗測得m H m O 1 8 下列對導(dǎo)致這一結(jié)果的原因的分 析中 一定錯誤的是 6 A 裝置之間缺少干燥裝置 B 裝置后缺少干燥裝置 C 裝置中玻璃管內(nèi)有水冷凝 D CuO 沒有全部被還原 解析 用 H2還原 CuO 時 裝置 中 CaCl2吸收的是生成的水 而裝置 中玻璃管通 H2 前后的質(zhì)量差為反應(yīng)時消耗 CuO 中氧的質(zhì)量 即生成水中氧元素的質(zhì)量 而m 水 m 氧 m 氫 當(dāng) Zn 和稀 H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生的 H2不干燥 m 水 偏大 裝置 后不加干燥裝置 使 中 CaCl2吸收空氣中的水分 m 水 偏大 中玻璃管內(nèi)有水冷凝 m 氧 偏小 都會造 成測得m H m O 1 8 H2O 的組成與 CuO 是否完全反應(yīng)無關(guān) 只與通 H2前后玻璃管的 質(zhì)量差和生成的水有關(guān) 答案 D 二 非選擇題 本題包括 4 小題 共 58 分 8 16 分 2011 安徽高考 地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境 問題 文獻(xiàn)報道某課題組模擬地下水脫氮過程 利用 Fe 粉和 KNO3溶液反應(yīng) 探究脫氮原 理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響 1 實驗前 先用 0 1mol L 1H2SO4洗滌 Fe 粉 其目的是 然后用蒸餾水 洗滌至中性 將 KNO3溶液的 pH 調(diào)至 2 5 為防止空氣中的 O2對脫氮的影響 應(yīng)向 KNO3溶液中通入 寫化學(xué)式 2 下圖表示足量 Fe 粉還原上述 KNO3溶液過程中 測出的溶液中相關(guān)離子濃度 pH 隨 時間的變化關(guān)系 部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去 請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子 方程式 t1時刻后 該反應(yīng)仍在進(jìn)行 溶液中 NH的濃度在增大 Fe2 的濃度卻沒有增大 可 4 能的原因是 3 該課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設(shè) 7 請你完成假設(shè)二和假設(shè)三 假設(shè)一 溶液的 pH 假設(shè)二 假設(shè)三 4 請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一 寫出實驗步驟及結(jié)論 已知 溶液中的 NO濃度可用離子色譜儀測定 3 解析 本題主要考查化學(xué)實驗 意在考查考生對圖像的分析能力和實驗設(shè)計能力 1 鐵的表面被空氣氧化形成氧化膜 需加酸除去 為防止空氣中的 O2對脫氧的影響 可向溶 液中通入 N2或稀有氣體等 2 由圖可知 鐵和 KNO3反應(yīng)生成 Fe2 和 NH 4 探究溶液的 4 pH 對反應(yīng)速率的影響 可設(shè)計實驗 使其他量保持不變 僅改變?nèi)芤褐衏 H 即可 答案 1 去除鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì) N2 2 4Fe NO 10H 4Fe2 NH 3H2O 生成的 Fe2 水解 或和溶液中的 OH 結(jié) 3 4 合 3 溫度 鐵粉顆粒大小 4 實驗步驟及結(jié)論 分別取等體積 等濃度的 KNO3溶液于不同的試管中 調(diào)節(jié)溶液呈酸性且 pH 各不相同 并通入 N2 分別向上述溶液中加入足量等質(zhì)量的同種 Fe 粉 用離子色譜儀測定相同反應(yīng)時間時各溶液中 NO 3 的濃度 若 pH 不同的 KNO3溶液中 測出的 NO 3 濃度不同 表明 pH 對脫氮速率有影響 否則無影響 本題屬于開放性試題 合理答案均可 9 15 分 問題提出 教材中在檢驗 Cu 與稀硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物時 實驗直接在試 管中進(jìn)行 由于試管中有空氣 開始往往看到的是紅棕色氣體 導(dǎo)致實驗現(xiàn)象與實驗原理 無法吻合 某校化學(xué)活動小組對這一實驗進(jìn)行了研究 并提出改進(jìn)措施 實驗步驟及結(jié)論 8 研究目的與要求 1 克服教材實驗的缺點 并能證明 Cu 與稀硝酸反應(yīng)生成的是 NO NO 不溶于水 可以 與 O2反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色的 NO2 2 改進(jìn)后的實驗必須達(dá)到的要求 節(jié)約藥品 操作簡便 現(xiàn)象明顯 減少污染 實驗過程 實驗方案一 1 按圖 1 所示接好儀器 檢查裝置氣密性的方法是 2 根據(jù)你對裝置和研究目的的理解 請補充制取 NO 并驗證 NO 不溶于水的實驗操作 3 驗證 NO 和 O2生成 NO2的實驗操作和現(xiàn)象是 實驗方案二 4 按圖 2 所示連接裝置 檢查氣密性后 在干燥管內(nèi)加入 3 2g 銅片 在燒杯中加入 適量經(jīng)過預(yù)熱的稀硝酸 5 打開止水夾 用注射器快速抽空干燥管內(nèi)的空氣 使稀硝酸充滿整個干燥管 然后 關(guān)閉止水夾 觀察到的現(xiàn)象是 6 反應(yīng)停止后 打開止水夾 用注射器將抽取的空氣慢慢推入干燥管內(nèi) 發(fā)現(xiàn)干燥管 內(nèi)的氣體變成紅棕色 且液面緩緩上升 Cu 和稀硝酸反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行 不斷充入 O2 直至加 入的 3 2 g Cu 完全反應(yīng) 則共消耗的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 L 解析 題干已經(jīng)指出教材實驗的不足 并提出了改進(jìn)實驗方案的要求 要克服教材實 驗的缺點 必須使反應(yīng)在無 O2的環(huán)境中進(jìn)行 實驗方案一 1 根據(jù)實驗裝置圖 1 可以確定檢查裝置氣密性的方法是關(guān)閉活塞 從 U 形管的右端加 水使兩邊產(chǎn)生液面差 靜置一會 觀察液面差是否縮小 2 連接好裝置 打開活塞 從 U 形管的右端快速注入稀硝酸 直到左端完全充滿液體 關(guān)閉活塞 會發(fā)現(xiàn) U 形管中液面左降右升 這就證明了生成的 NO 不溶于水 3 打開分液漏斗的活塞 在壓力作用下 NO 會進(jìn)入分液漏斗內(nèi) 與分液漏斗中的空 9 氣反應(yīng)生成紅棕色氣體 NO2 因此驗證 NO 和 O2反應(yīng)生成 NO2的實驗操作和現(xiàn)象是將活塞慢 慢打開 觀察到分液漏斗內(nèi)有紅棕色氣體出現(xiàn) 實驗方案二 5 根據(jù)操作和裝置知反應(yīng)時銅片表面有氣泡產(chǎn)生 液面下降 溶液變藍(lán)等現(xiàn)象 6 根據(jù)電子守恒 2n O2 n Cu 3 2 64 0 05 mol V O2 0 56 L 答案 1 關(guān)閉活塞 從 U 形管的右端加水 使兩邊產(chǎn)生液面差 靜置一會 觀察液面 差是否縮小 2 連接好裝置 打開活塞 從 U 形管的右端注入稀硝酸 直到左端完全充滿液體 然 后關(guān)閉活塞 觀察現(xiàn)象 3 將活塞慢慢打開 觀察到分液漏斗內(nèi)有紅棕色氣體生成 5 干燥管內(nèi)銅片溶解 表面有氣泡產(chǎn)生 干燥管內(nèi)液面逐漸下降 溶液變成藍(lán)色 當(dāng) 稀硝酸不與銅片接觸時 液面停止下降 6 0 56 10 12 分 2011 重慶一檢 工業(yè)上可用下列儀器組裝一套裝置來測定黃鐵礦中硫的 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 忽略 SO2 H2SO3與氧氣的反應(yīng) 實驗的正確操作步驟如下 A 連接好裝置 并檢查裝置的氣密性 B 稱取研細(xì)的黃鐵礦樣品 C 將 2 0 g 樣品小心地放入硬質(zhì)玻璃管中 D 以 1 L min 的速率鼓入空氣 E 將硬質(zhì)玻璃管中的黃鐵礦樣品加熱到 800 850 F 用 300 mL 的飽和碘水吸收 SO2 發(fā)生的反應(yīng)是 I2 SO2 2H2O 2HI H2SO4 G 吸收液用 CCl4萃取 分離 H 取 20 00 mL G 中所得溶液 用 0 200 0 mol L 1的 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定 試回答 1 步驟 G 中所用主要儀器是 應(yīng)取 填 上 或 下 層溶液進(jìn)行 后續(xù)實驗 2 裝置 中的作用是 10 3 裝置正確的連接順序是 填編號 4 步驟 H 中滴定時應(yīng)選用 作指示劑 可以根據(jù) 現(xiàn)象來判斷滴定已經(jīng)達(dá)到終點 5 假定黃鐵礦中的硫在操作 E 中已全部轉(zhuǎn)化為 SO2 并且被飽和碘水完全吸收 滴定 得到的數(shù)據(jù)如下表所示 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 mL滴定 次數(shù) 待測液的 體積 mL滴定前滴定后 第一次 20 000 0020 48 第二次 20 000 2220 20 第三次 20 000 3620 38 則黃鐵礦樣品中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 保留小數(shù)點后 1 位 解析 1 步驟 G 是萃取操作 需要用的儀器是分液漏斗 下層為 CCl4 應(yīng)取上層溶 液進(jìn)行后續(xù)實驗 2 酸性高錳酸鉀是用來除去空氣中的 SO2和其他還原性氣體 3 先要用酸性高錳酸鉀溶液來除去空氣中的 SO2和其他還原性氣體 然后用堿石灰干 燥 再連接發(fā)生裝置 再接玻璃絲 最后吸收 SO2 4 用堿來滴定 G 中所得溶液中的酸 用酚酞作指示劑 滴入最后一滴 NaOH 溶液后 溶液變?yōu)闇\紅色 并在半分鐘內(nèi)不褪色 5 第一次數(shù)據(jù)與第二 三次數(shù)據(jù)相差較大 舍去 取第二 三次數(shù)據(jù)的平均值可得 V NaOH 20 00 mL n NaOH c NaOH V NaOH 0 200 0 mol L 1 20 00 10 3 L 4 10 3 mol S SO2 4H 4NaOH n S n SO2 n NaOH 1 10 3 mol 300 mL 吸 1 4 收液中含有的n S 1 10 3 mol 0 015 mol w S 100 300 mL 20 00 mL m S m 礦樣 100 24 0 0 015 mol 32 g mol 1 2 0 g 答案 1 分液漏斗 上 2 除去空氣中的 SO2和其他還原性氣體 3 4 酚酞 滴入最后一滴 NaOH 溶液后 溶液變?yōu)闇\紅色 并在半分鐘內(nèi)不褪色 本問答 甲基橙和對應(yīng)的現(xiàn)象也給分 5 24 0 11 15 分 某中學(xué)化學(xué)興趣小組想測定飽和氯水的 pH 并進(jìn)行氯水的氧化性和制漂白 11 劑等實驗 他們使用如下