【优化指导】高考化学总复习 课时作业41 综合实验方案的设计与评价 人教版

【优化指导】高考化学总复习课时作业41综合实验方案的设计与评价人教版1．下列符合化学实验“绿色化学”的有(　　)①在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水　②在铜和浓硝酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝　③将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放A．①②　　　B．①③　　　C．②③　　　D．①②③解析：溴水有挥发性，溴蒸气有毒；利用铜丝可控制反应、同时反应速率快一些，废酸液和废碱液对环境有腐蚀性故应中和后再排放。三组实验都有“绿色化学”思想。答案：D2．用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器已省略)，操作正确并能达到实验目的的是(　　)解析：A项，导管应“长进短出”。C项，温度计水银球的位置应与蒸馏烧瓶支管口在同一水平线上。D项，由于白磷的着火点远低于红磷，二者位置应对调。答案：B3．在实验室进行物质制备，下列实验设计方案中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是(　　)A．CCOCO2Na2CO3B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2C．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液D．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液解析：9\nA项中的碳在空气中燃烧，无法控制只产生CO，而且操作麻烦，况且NaOH的价格比Na2CO3要贵，所以A的方案是不符合要求的；B项中AgNO3价格昂贵，不符合经济上合理；C项中铁燃烧的产物是Fe3O4；D项中由生石灰制备价格较高的NaOH，中间利用了水和Na2CO3，所以这个设计方案符合题目要求。答案：D4．下列实验设计不合理的是(　　)解析：本题考查化学实验设计。NaOH溶液与CO2反应，会使该装置右端试管内压强减小，A项对；二氧化锰能够催化过氧化氢的分解，可以用于制取氧气，且氧气难溶于水，能用排水法收集，B项对；如果该装置气密性良好，在推活塞时，长颈漏斗末端会形成一段水柱，C项对；电解饱和食盐水时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，该装置中阳极产生的氯气会逸出，D项错。答案：D5．(2012潮州模拟)“酸化”是实验中经常采用的方法，下列酸化过程正确的是(　　)A．提高高锰酸钾的氧化能力，用盐酸酸化B．抑制Fe2＋的水解，用稀硝酸酸化C．检验某氯代烷烃中含氯元素，加碱溶液加热后用稀硫酸酸化，再加硝酸银溶液检验D．确认某溶液中含有SO时，先加入盐酸酸化，再加氯化钡溶液检验解析：A项提高高锰酸钾的氧化能力，用硫酸酸化，不能用盐酸酸化，高锰酸钾能把盐酸氧化；B项抑制Fe2＋的水解，用稀硝酸酸化会把Fe2＋氧化；C项检验某氯代烷烃中含氯元素，加碱溶液加热后用稀硫酸酸化，再加硝酸银溶液检验，加入硫酸酸化，带入硫酸根离子干扰氯离子检验；D项正确。答案：D6．(2012黄冈模拟)根据下列事实得出的结论正确的是(　　)9\n解析：A项，BaSO3能被HNO3氧化成BaSO4；B项，加入CuSO4后有铜生成，能构成原电池；C项，挥发性的酸溶液都有此现象；只有D项正确。答案：D7．(2011安徽高考)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)选项实验操作现象解释或结论A过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋BAgI沉淀中滴入稀KCl溶液有白色沉淀出现AgCl比AgI更难溶CAl箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓氨水呈碱性解析：A项中过量的铁粉会与生成的Fe3＋反应，生成Fe2＋，加入KSCN溶液不会呈红色；B项中AgI比AgCl更难溶，向AgI沉淀中滴入稀KCl溶液不会有白色沉淀出现；C项中Al遇浓硝酸时发生钝化，Al与稀硝酸发生反应；浓氨水呈碱性，能使红色石蕊试纸变成蓝色，D项正确。答案：D8．轻质碳酸钙又称沉淀碳酸钙，是一种性质稳定、外观为白色的轻质粉末。它是制造牙膏的原料之一，某同学利用等质量同种石灰石制轻质碳酸钙，设计甲、乙两条路线(假设杂质不参与反应，每一步完全反应)。关于两种方案制得的轻质碳酸钙质量的判断正确的是(　　)9\nA．甲、乙方案制得的轻质碳酸钙的质量相等B．甲方案制得的轻质碳酸钙是乙的2倍C．乙方案制得的轻质碳酸钙是甲的2倍D．无法判断解析：甲方案的有关化学反应：CaCO3CaO＋CO2↑，CO2＋C2CO,3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O；乙方案的有关化学反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl，由上述方程式比例关系可得甲方案制得的轻质碳酸钙是乙的2倍。答案：B9．用下图装置进行实验，将液体A逐滴加入固体B中，下列叙述不正确的是(　　)A．若A为浓盐酸，B为KMnO4，C中盛KI淀粉溶液，则C中溶液呈蓝色B．若A为醋酸，B为贝壳，C中盛澄清石灰水，则C中先产生白色沉淀后又溶解C．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛氯化铝溶液，则C中先产生白色沉淀后又溶解D．若A为浓硫酸，B为亚硫酸钠，C中盛品红溶液，则C中溶液退色解析：NH3·H2O为弱碱，不能溶解氢氧化铝。A项中得到的气体为氯气，可氧化I－生成碘单质，碘单质遇淀粉变蓝。B项醋酸与碳酸钙反应得到二氧化碳，二氧化碳与石灰水反应得到碳酸钙沉淀，继续通入二氧化碳沉淀溶解。D项浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫可使品红退色。答案：C10．下列化学实验事实及解释都正确的是(　　)A．向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀出现，说明Na2SO3溶液已经变质B．除去Mg(OH)2浊液中的Ca(OH)2，可加入足量MgCl2溶液充分搅拌后过滤9\nC．向淀粉溶液中加入稀硫酸，水浴加热，一段时间后，再加入新制的氢氧化铜并加热，验证淀粉已水解D．中和滴定时滴定管、锥形瓶都要用所盛溶液润洗解析：A项中既使Na2SO3不变质，也会被HNO3氧化生成Na2SO4，与BaCl2反应生成沉淀，A项中说法错；C项中应先加NaOH中和硫酸，才能使产物中葡萄糖发生氧化反应，进行验证，C项错；D项中锥形瓶不能润洗，否则会使测定结果偏大，D项错；B项中微溶的Ca(OH)2会与MgCl2反应生成难溶的Mg(OH)2，过滤后得较纯的Mg(OH)2。答案：B11．已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色，现在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴液溴，振荡后溶液呈黄色。(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致，则使溶液呈黄色的物质是________________(填粒子的化学式，下同)；乙同学认为这是发生化学反应所致，则使溶液呈黄色的物质是________________。(2)你认为哪位同学的观点是正确的？______(填“甲”或“乙”)，为了验证你的判断的正确性，请根据下面所提供的可用试剂，用两种方法加以验证，请将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表。实验可供选用试剂：A．酸性高锰酸钾溶液　　　B．氢氧化钠溶液C．四氯化碳D．硫氰化钾溶液E．硝酸银溶液F．碘化钾淀粉溶液实验方案所选用试剂(填代号)实验现象方案一方案二(3)根据上述实验推测，若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气，则首先被氧化的离子是________；若选用淀粉碘化钾溶液来判断哪位同学的推断是正确的，你认为是否可行？__________；理由是________________。(4)若向100.0mL溴化亚铁溶液中通入标准状况下的Cl23.36L，充分反应后测得溶液中Cl－与Br－的物质的量浓度相等，则原溴化亚铁溶液的物质的量浓度为_________mol·L－1。所发生反应的总离子方程式为______________________。解析：(3)因为氧化性：Br3>I2，则还原性：I－＞Fe2＋＞Br－。在FeBr2溶液中通入少量Cl2，首先被氧化的是Fe2＋。(4)n(Cl2)＝0.15mol，由于溶液中还剩余Br－0.15mol×2＝0.3mol，所以Cl2全部反应，设FeBr2的物质的量为x，则由得失电子守恒可得：0.15mol×2＝x＋(2x－0.15mol×2)，解得x＝0.2mol，c(FeBr2)＝＝2.0mol·L－1。9\n答案：(1)Br2　Fe3＋(2)乙实验方案选用试剂(填代号)实验现象方案一C有机层无色方案二D溶液呈红色(3)Fe2＋　不可行　因为Br2和Fe3＋都能把I－氧化成I2(4)2　4Fe2＋＋2Br－＋3Cl2===4Fe3＋＋6Cl－＋Br212．已知某酸性土壤浸取液中除Fe3＋外，还含有一定量的Mg2＋和Al3＋。请设计合理实验方案检验该浸取液中的Fe3＋、Mg2＋、Al3＋。限选实验用品与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、滴管、玻璃片、pH试纸；浸取液、20%KSCN溶液、0.1mol·L－1NaOH溶液、6mol·L－1NaOH溶液、0.1mol·L－1盐酸、蒸馏水。必要时可参考：沉淀物开始沉淀时的pH沉淀完全时的pHMg(OH)29.611.1Fe(OH)32.73.7根据你设计的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论(测定溶液pH的具体操作可不写)。实验操作预期现象和结论步骤1：步骤2：步骤3：……解析：确定单个离子的检验方法及现象。检验Mg2＋用OH－，出现白色沉淀。检验Al3＋用过量的OH－，先出现白色沉淀后沉淀溶解。分析在混合体系中，检验离子的实验现象是否存在干扰。分析实验现象的干扰因素，如沉淀颜色、沉淀顺序等。如在加碱时，Fe(OH)3的红褐色会影响Mg(OH)2、Al(OH)3白色沉淀生成的观察。所以检验Mg2＋、Al3＋前先除去Fe3＋，同时，Al3＋、Mg2＋混合，加碱时无法从现象上确定Al(OH)3沉淀的生成量会减少，所以检验Al3＋前，也要先除去Mg2＋。先分离，后检验，注意加入试剂的顺序与用量。答案：实验操作预期现象和结论步骤1：取少量浸取液于试管A中，逐滴滴加0.1mol·L－1有红褐色沉淀产生，说明浸取液中含有Fe3＋9\nNaOH溶液，充分振荡，边滴加边用pH试纸检测溶液的pH，直至pH在4～9，静置步骤2：用滴管将试管A中上层清液转移至试管B中，向试管B中滴加过量的6mol·L－1NaOH溶液，充分振荡，静置有白色沉淀产生，说明浸取液中含有Mg2＋步骤3：另取少量浸取液于试管C中，滴加过量的6mol·L－1NaOH溶液，充分振荡，静置有沉淀产生步骤4：用滴管将试管C中上层清液转移至试管D中，向试管D中逐滴滴加0.1mol·L－1盐酸至足量，边滴边振荡有白色沉淀产生，然后沉淀又溶解，说明浸取液中含有Al3＋13.(2011重庆高考)固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应。甲组同学用下图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。(1)仪器B的名称是__________。(2)实验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则Ⅲ中的试剂为______；Ⅳ中发生反应的化学方程式为______________________；V中的试剂为__________________。(3)乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ－Ⅲ－Ⅳ－Ⅱ－Ⅴ－Ⅵ，此时Ⅱ中现象为________________，原因是__________________________。(4)经上述反应，2.5g化合物A理论上可得0.56L(标准状况)M；则A的化学式为________________________________________________________。解析：(2)运用物质的性质可知进入Ⅱ中的气体是NH3及NH3从I中逸出时带出来的H2O(g)；为防止冷的H2O(g)进入热的Ⅳ装置使试管炸裂造成实验失败，Ⅲ应为碱性固体干燥剂——碱石灰、生石灰等；NH3与CuO反应生成不溶于水的单质气体应为N2，利用氧化还原反应原理CuO被还原得到Cu，因此，氨应被氧化得到单质气体N2；气体与固体反应，无论气体是否足量，气体都不能完全反应，总有一部分气体反应物由于未与固体反应物反应而随气体产物逸出，因此V应为除去N2中的NH3的洗气瓶，故V中试剂为浓硫酸。(4)依题意短周期元素与N形成的A可水解生成NH3，可猜测为Mg3N2，然后运用题目给出的数据验证一下：n(N)＝＝0.05mol，9\nn(Mg)＝＝0.075mol，所以n(Mg)∶n(N)＝0.075∶0.05＝3∶2，符合题意。答案：(1)分液漏斗　(2)碱石灰　3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O　浓H2SO4(3)试纸变蓝　CuO与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水，使试纸变蓝　(4)Mg3N214．(2011广东高考)某同学进行实验研究时，欲配制1.0mol·L－1Ba(OH)2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O试剂(化学式量：315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。为探究其原因，该同学查得Ba(OH)2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解度(g/100gH2O)分别为2.5、3.9和5.6。(1)烧杯中未溶物可能仅为BaCO3，理由是__________________________。(2)假设试剂由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3组成。设计实验方案，进行成分检验。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。(不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液的pH＝9.6)限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管实验步骤预期现象和结论步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸步骤3：取适量步骤1中的沉淀于试管中，______步骤4：(3)将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。实验如下：①配制250mL约0.1mol·L－1Ba(OH)2溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水，______，将溶液转入______中，洗涤，定容，摇匀。②滴定：准确量取25.00mL所配Ba(OH)2溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将______(填“0.020”“0.05”“0.1980”或“1.5”)mol·L－1盐酸装入50mL酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次，平均消耗盐酸VmL。③计算：Ba(OH)2·8H2O的质量分数＝__________(只列出算式，不做运算)。(4)室温下，________(填“能”或“不能”)配制1.0mol·L－1Ba(OH)2溶液。解析：(3)标准液的浓度要求到小数点后四位有效数字。9\n③(4)室温下，饱和Ba(OH)2溶液的物质的量浓度小于1.0mol·L－1。答案：(1)Ba(OH)2·8H2O在室温下能溶于水，加入足量的水仍未能使其完全溶解，说明在Ba(OH)2·8H2O中有一种难溶于水的物质，在空气中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O中只可能含有难溶的BaCO3(2)步骤2：试管中出现白色的沉淀步骤3：向试管中滴入过量的稀硫酸　试管底部仍有大量的白色沉淀，试管中有气泡产生步骤4：将步骤3产生的气体通入盛有澄清石灰水的试管中　澄清的石灰水先变浑浊，再变澄清(3)①溶解　容量瓶　②0.1980③(4)不能9