2019年高考化學(xué) 備考百?gòu)?qiáng)校大題狂練系列 專題51 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià).doc
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專題51 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) (滿分60分 時(shí)間30分鐘) 姓名:_______________ 班級(jí):_______________ 得分:_______________ 1.疊氮化鈉(NaN3)可用于汽車安全氣囊的添加劑,與酸反應(yīng)生成N2和H2。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室用亞硝酸鈉和氨在無(wú)氧環(huán)境中制備NaN3,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(夾持裝置略去): (1)按氣流從左到右的方向,上述裝置合理的連接順序?yàn)開________________(填儀器接口字母)。 (2)試劑X可選用________________(填試劑名稱)。 (3)裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________,該反應(yīng)需要在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行的原因?yàn)開______________________________________________。 (4)裝置B的作用為___________________________________________。 (5)加熱條件下,NaNH2和N2O反應(yīng)也可制備NaN3,同時(shí)生成能使?jié)耥懙募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________。 (6)HNO2是一元弱酸,不穩(wěn)定,容易分解為兩種氮的氧化物。現(xiàn)用如下試劑:NaNO2、pH試紙、水、稀硫酸、NaOH溶液、堿石灰、CuSO4、CuO,計(jì)實(shí)驗(yàn)證明((可加熱); ①HNO2為弱酸:____________________________________________________。 ②裝置C中反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后,有NaN3生成:______________________________________。 【答案】afg(或gf)de(或ed)c(b) 堿石灰(或生石灰或NaOH固體) 5NH3+4NaNO23NaN3+NaOH+7H2O 加熱條件下,NaNO2容易被氧氣氧化 防止外界空氣進(jìn)人C裝置干擾實(shí)驗(yàn)并吸收來(lái)參加反應(yīng)的氨氣 2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3 將NaNO2溶于適量水中配成溶液,常溫下,用pH試紙測(cè)定該溶液的pH>7 取少量裝置C中固體加入稀硫酸中,將產(chǎn)生的氣體通過足量的NaOH溶液,經(jīng)堿石灰干燥后通過灼熱的CuO,再將生成的氣體通過CuSO4,若觀察到CuO黑色固體變紅,CuSO4變藍(lán),則有NaN3生成 【解析】 2.工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷的濃硫酸。某興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn):將一定量的生鐵與濃硫酸加熱時(shí),觀察到固體能完全溶解,并產(chǎn)生大量氣體。為探究反應(yīng)后的產(chǎn)物,請(qǐng)你協(xié)助他們完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。 [探究一] (1)另稱取鐵釘(碳素鋼)6.0g放入15.0mL濃硫酸中,加熱,充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y。 ①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3+外還可能含有Fe2+。若要判斷溶液X中是否含有Fe2+,應(yīng)選用____ a.KSCN溶液和氯水 b.K3[Fe(CN)6]溶液 c.濃氨水 d.酸性KMnO4溶液 ②乙同學(xué)將336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)現(xiàn)溶液顏色變淺,試用化學(xué)方程式解釋溴水顏色變淺的原因:_________________________________________________,然后向反應(yīng)后的溶液中加入足量BaCl2溶液,經(jīng)適當(dāng)操作得干燥固體2.33g。由此推知?dú)怏wY中SO2的體積分?jǐn)?shù)為_________。 [探究二] 分析上述實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果,兩同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有H2和Q氣體。為此設(shè)計(jì)如圖所示探究實(shí)驗(yàn)裝置(圖中夾持儀器省略)。 (2)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________,裝置B中試劑的作用是____________。 (3)認(rèn)為氣體Y中還含有氣體Q的理由是_______________(用化學(xué)方程式表示)。為了進(jìn)一步確認(rèn)Q的存在,需在裝置中添加裝置M于______(填序號(hào)),M中所加試劑為______。 a.A~B之間 b.B~C之間 c.C~D之間 d.E~F之間 【答案】bdSO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO466.7%2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+檢驗(yàn)SO2是否除盡C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2ObCa(OH)2或Ba(OH)2 【解析】 【分析】(1)Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,F(xiàn)e2+離子能使酸化的高錳酸鉀溶液褪色;二氧化硫與溴水反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸,根據(jù)硫酸鋇與二氧化硫的關(guān)系式計(jì)算二氧化硫的體積,再根據(jù)體積分?jǐn)?shù)公式計(jì)算;(2)裝置圖中A的作用是吸收二氧化硫,裝置B的作用是驗(yàn)證二氧化硫被完全除去,裝置C的作用是吸收水蒸氣,裝置D、E的作用是檢驗(yàn)氫氣,裝置F的作用是防止空氣中水蒸氣進(jìn)入E中,干擾氫氣的檢驗(yàn),裝置M中的試劑是澄清石灰水,作用是檢驗(yàn)二氧化碳,可以根據(jù)二氧化硫和二氧化碳的性質(zhì)分析選擇M位置。 【詳解】(1)①Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,K3[Fe(CN)6]溶液可以檢驗(yàn)Fe2+離子;Fe2+離子具二氧化硫、二氧化碳和水,反應(yīng)方程式為C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O;二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁,但二氧化硫還能使品紅溶液褪色,所以要檢驗(yàn)二氧化碳必須排除二氧化硫的干擾,B裝置是檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡,所以澄清石灰水應(yīng)放置在B和C之間,故選b。 【點(diǎn)睛】本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià),涉及了濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的性質(zhì)、常見物質(zhì)的檢驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn),注意常溫下,鐵和冷的濃硫酸不是不反應(yīng),而是反應(yīng)生成了致密的氧化物薄膜而阻止了進(jìn)一步反應(yīng)。 3.甲烷在加熱條件下可還原氧化銅,氣體產(chǎn)物除水蒸氣外,還有碳的氧化物。某化學(xué)小組利用如圖裝置探究其反應(yīng)產(chǎn)物。 [查閱資料]①CO能與銀氨溶液反應(yīng):CO+2[Ag(NH3)2]++2OH-===2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3。 ②Cu2O為紅色,不與Ag+反應(yīng),能發(fā)生反應(yīng):Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O。 (1)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________。 (2)按氣流方向各裝置從左到右的連接順序?yàn)锳→__________________。(填字母編號(hào)) (3)實(shí)驗(yàn)中滴加稀鹽酸的操作為______________________________________________。 (4)已知?dú)怏w產(chǎn)物中含有CO,則裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是________________;裝置F的作用為_________________________________________。 (5)當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后,裝置D處試管中固體全部變?yōu)榧t色。 ①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明紅色固體中含有Cu2O:______________________________________________。 ②欲證明紅色固體中是否含有Cu,甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):向少量紅色固體中加入適量0.1molL?1AgNO3溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變藍(lán),據(jù)此判斷紅色固體中含有Cu。乙同學(xué)認(rèn)為該方案不合理,欲證明甲同學(xué)的結(jié)論,還需增加如下對(duì)比實(shí)驗(yàn),完成表中內(nèi)容。 實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫出具體操作過程) 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 __________________ 若觀察到溶液不變藍(lán),則證明紅色固體中含有Cu;若觀察到溶液變藍(lán),則不能證明紅色固體中含有Cu 【答案】Al4C3+12HCl===3CH4↑+4AlCl3F→D→B→E→C→G先打開分液漏斗上口的玻璃塞(或先使分液漏斗上口的玻璃塞的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔),再將分液漏斗下面的旋塞打開,使稀鹽酸緩慢滴下試管內(nèi)有黑色固體生成(或試管內(nèi)有銀鏡生成)除去甲烷中的HCl氣體和水蒸氣取少量紅色固體,加入適量稀硫酸,若溶液變?yōu)樗{(lán)色,則證明紅色固體中含有Cu2O取少量Cu2O固體于試管中,加入適量0.1molL?1AgNO3溶液 【解析】 【詳解】 ①取少量紅色固體,加入適量稀硫酸,若溶液變藍(lán)色,說明溶液中含有Cu2+,則證明紅色固體中含Cu2O;綜上所述,本題答案是:取少量紅色固體,加入適量稀硫酸,若溶液變?yōu)樗{(lán)色,則證明紅色固體中含有Cu2O。 ②取少量的Cu2O固體于試管中,加入適量的0.1molL?1AgNO3溶液,若溶液不變藍(lán),則可排除紅色固體中Cu2O的干擾,證明其中含有Cu;綜上所述,本題答案是:取少量Cu2O固體于試管中,加入適量0.1molL?1AgNO3溶液。 【點(diǎn)睛】氧化銅與鹽酸溶液反應(yīng)生成氯化銅和水,固體全部溶解,顯藍(lán)色;氧化亞銅與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),紅色固體部分溶解,溶液顯藍(lán)色,體現(xiàn)了+1價(jià)銅的氧化性和還原性。 4.為了測(cè)定實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期存放的Na2SO3固體的純度,準(zhǔn)確稱取M g固體樣品,配成250 mL溶液。設(shè)計(jì)了以下兩種實(shí)驗(yàn)方案: 方案I:取50.00 mL上述溶液→加入足量的鹽酸酸化的BaCl2溶液→操作I→洗滌→操作Ⅱ→稱量,得到沉淀的質(zhì)量為m1 g 方案Ⅱ:取50.00 mL上述溶液,用a mol/L 的酸性KMnO4溶液進(jìn)行滴定。 實(shí)驗(yàn)中所記錄的數(shù)據(jù)如下表: 滴定次數(shù) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 2 3 4 待測(cè)溶液體積/mL 50.00 50.00 50.00 50.00 滴定管初讀數(shù)/mL 0.00 0.20 0.10 0.15 滴定管末讀數(shù)/mL 20.95 21.20 20.15 21.20 (1)配制250 mL Na2SO3溶液時(shí),必須用到的實(shí)驗(yàn)儀器有:燒杯、玻棒、滴管、藥匙和_______________、_________________。 (2)操作I為__________________操作Ⅱ?yàn)開_____________ (3)方案I中如何判別加入的氯化鋇已經(jīng)過量______________________________ (4)在方案Ⅱ中滴定終點(diǎn)的判斷方法是_______________________________。 (5) 在方案Ⅱ中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為__________________________ (6)根據(jù)方案Ⅱ所提供的數(shù)據(jù),計(jì)算Na2SO3的純度為___________。(寫成分?jǐn)?shù)形式) (7)有同學(xué)模仿方案I,提出方案Ⅲ:取50.00 mL上述溶液→加入足量的鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液→操作I→洗滌→操作Ⅱ→稱重,得到沉淀質(zhì)量為m2 g 并用方案I的方法計(jì)算結(jié)果。 根據(jù)方案Ⅲ,從理論上講,下列說法正確的是________(填序號(hào)) a.方案I比方案Ⅲ的計(jì)算結(jié)果要低 b.方案I比方案Ⅲ的計(jì)算結(jié)果要高 c.m1=m2 ,方案I和方案Ⅲ的結(jié)果一樣 d.方案Ⅲ不應(yīng)根據(jù)方案I的方法計(jì)算 (8)上述實(shí)驗(yàn)中,由于操作錯(cuò)誤所引起的實(shí)驗(yàn)誤差分析正確的是__________(填序號(hào))。 a.方案I中如果沒有洗滌操作,實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏小 b.方案I中如果沒有操作Ⅱ,實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏大 c.方案Ⅲ中如果沒有洗滌操作,實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏小 d.方案Ⅲ中如果沒有操作Ⅱ,實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏大 【答案】天平250mL的容量瓶過濾干燥(烘干)靜置分層后,向上清液中加入鹽酸酸化的氯化鋇,不再產(chǎn)生沉淀,即已沉淀完全加入最后一滴高錳酸鉀溶液后溶液由無(wú)色變?yōu)樽仙以诎敕昼妰?nèi)不褪2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O1323a/40Mbdad 【解析】 【詳解】 (1)配制250 mL Na2SO3溶液的過程為:準(zhǔn)確稱取M g固體樣品需要天平,溶解需要在燒杯中用玻璃棒攪拌, 淀來(lái)源于樣品中含有的硫酸鈉和亞硫酸鈉,其中亞硫酸鈉被氧化生成硫酸鈉,生成的硫酸鋇沉淀的質(zhì)量較大, 方案I計(jì)算硫酸鋇的質(zhì)量可確定硫酸鈉的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算亞硫酸鈉的純度,而方案Ⅲ根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量可確定硫酸鈉、亞硫酸鈉的物質(zhì)的量總量,結(jié)合二者質(zhì)量可確定亞硫酸鈉的質(zhì)量,兩種方案不同,計(jì)算- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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