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2019-2020年高考化學二輪復習 上篇 專題突破方略 專題四 化學實驗基礎(chǔ) 第十三講 綜合實驗設(shè)計與評價強化訓練 1．(xx河北普通高中質(zhì)檢)下列裝置能達到實驗目的的是(　　) 解析：選A。A項，加熱燒杯時，NH4Cl分解為NH3和HCl，在燒瓶底部NH3和HCl又重新結(jié)合成NH4Cl，從而與NaCl分離；B項，該實驗為石蠟油的分解實驗，缺少作為催化劑的素瓷片；C項，MnO2和濃鹽酸常溫下不反應(yīng)；D項，氨氣不能用無水氯化鈣干燥。 2．在實驗室進行有關(guān)物質(zhì)的制備流程中，理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟上合理的是(　　) A．CCOCO2Na2CO3溶液 B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2 C．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液 D．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液 解析：選C。A項中實驗室里用在空氣中點燃單質(zhì)碳來制備CO的方法，在操作上是不可行的。B項中用硝酸銀溶液與銅反應(yīng)來制備Cu(NO3)2是不經(jīng)濟的。D項中用點燃鐵制備氧化鐵的方法在理論上不正確、操作上不可行。 3．用以下三種途徑來制取相同質(zhì)量的硝酸銅：①銅與濃硝酸反應(yīng)；②銅與稀硝酸反應(yīng)；③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：①>②>③ B．對環(huán)境造成的危害，③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① D．三種途徑所消耗的銅的質(zhì)量相等 解析：選C。①消耗的HNO3最多，且產(chǎn)生的污染性氣體也最多；③消耗的HNO3最少，且不產(chǎn)生污染性氣體，故最佳方案應(yīng)是③。 4．(xx高考安徽卷)某同學將光亮的鎂條放入盛有NH4Cl溶液的試管中，有大量氣泡產(chǎn)生。為探究該反應(yīng)原理，該同學做了以下實驗并觀察到相關(guān)現(xiàn)象，由此得出的結(jié)論不合理的是(　　) 選項 實驗及現(xiàn)象 結(jié)論 A 將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍 反應(yīng)中有NH3產(chǎn)生 B 收集產(chǎn)生的氣體并點燃，火焰呈淡藍色 反應(yīng)中有H2產(chǎn)生 C 收集氣體的同時測得溶液的pH為8.6 弱堿性溶液中Mg也可被氧化 D 將光亮的鎂條放入pH為8.6的NaOH溶液中有氣泡產(chǎn)生 弱堿性溶液中OH－氧化了Mg 解析：選D。A.能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體只有NH3。B.由于NH4Cl溶液水解后顯酸性，故產(chǎn)生的氣體中含有H2。C.pH＝8.6的溶液顯堿性，故弱堿性溶液中Mg可被氧化。D.溶液中有氣泡產(chǎn)生，生成的氣體是H2，是H＋將Mg氧化，而不是OH－將Mg氧化。 5．(xx高考全國卷Ⅰ，T13,6分)利用如圖所示裝置進行下列實驗，能得出相應(yīng)實驗結(jié)論的是(　　) 選項 ① ② ③ 實驗結(jié)論 A 稀 硫 酸 Na2S AgNO3 與AgCl 的濁液 Ksp(AgCl)＞ Ksp(Ag2S) B 濃 硫 酸 蔗糖 溴水 濃硫酸具 有脫水性、 氧化性 C 稀 鹽 酸 Na2SO3 Ba(NO3)2 溶液 SO2與可溶 性鋇鹽均 可生成白 色沉淀 D 濃 硝 酸 Na2CO3 Na2SiO3 溶液 酸性：硝酸＞ 碳酸＞硅酸 解析：選B。分析①和②中物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)以及所產(chǎn)生的氣體與③中物質(zhì)的反應(yīng)，根據(jù)相關(guān)現(xiàn)象得到實驗結(jié)論。 A．Na2S與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)：Na2S＋H2SO4===Na2SO4＋H2S↑，H2S氣體通過導管進入③，產(chǎn)生Ag2S黑色沉淀，可能是H2S與AgNO3反應(yīng)的結(jié)果，不能得出Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)。B.濃硫酸使蔗糖發(fā)生脫水炭化，并與生成的碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成CO2、SO2和H2O，混合氣體通過導管進入③，其中SO2與溴水發(fā)生反應(yīng)：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，該過程中濃硫酸體現(xiàn)脫水性和強氧化性。C.稀鹽酸與Na2SO3發(fā)生反應(yīng)：Na2SO3＋2HCl===2NaCl＋SO2↑＋H2O，SO2與Ba(NO3)2溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成BaSO4沉淀，若③中為BaCl2等可溶性鋇鹽，則不能生成沉淀。D.濃硝酸與Na2CO3發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3＋2HNO3===2NaNO3＋CO2↑＋H2O，說明HNO3的酸性強于H2CO3。③中Na2SiO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，但不能據(jù)此證明H2CO3的酸性強于H2SiO3，其原因是濃硝酸具有強揮發(fā)性，揮發(fā)出的HNO3氣體與CO2一并進入Na2SiO3溶液，且均能與其發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生H2SiO3沉淀。 6．(xx湖北武漢調(diào)研)下列實驗方案中，不能準確測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的是(　　) A．取a克混合物充分加熱，減重b克 B．取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體 C．取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克 D．取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、烘干，得b克固體 解析：選C。生成的CO2氣體沒有干燥，把H2O的質(zhì)量也當成CO2的質(zhì)量，導致CO2的質(zhì)量偏大。 7．(xx廣東廣州高三模擬)用如圖所示裝置制取表格中的四種干燥、純凈的氣體(必要時可以加熱；a、b、c、d表示相應(yīng)儀器中加入的試劑)。其中正確的是(　　) 選項 氣體 a b c d A SO2 濃硫酸 Cu H2O 濃硫酸 B Cl2 濃鹽酸 MnO2 NaOH 溶液 濃硫酸 C NH3 飽和 NH4Cl溶液 消石灰 空集 氣瓶 固體 NaOH D NO 稀硝酸 銅屑 H2O 濃硫酸 解析：選D。SO2能夠溶解在水中，選項A錯誤；氯氣能夠與NaOH溶液反應(yīng)，選項B錯誤；實驗室中制備氨氣采用的是加熱固體NH4Cl和 Ca(OH)2混合物的方法，且氨氣應(yīng)該用向下排氣法收集，選項C錯誤；稀硝酸與銅反應(yīng)生成NO，裝置體系中含有氧氣，反應(yīng)開始時，NO氣體中含有少量的NO2，故c為水，可以除去NO2，d為濃硫酸，可以除去NO中的水蒸氣，然后用注射器收集干燥的NO氣體，選項D正確。 8．熟悉化學實驗儀器的用途和用法，能正確進行實驗操作是做好化學實驗的前提。下面給出了一些實驗的裝置或操作圖，請按要求回答有關(guān)問題。 (1)如圖所示是某些氣體的制取裝置，下列能用此裝置制取氣體并能“隨開隨用、隨關(guān)隨?！钡氖莀_______(填序號，下同)。 A．用大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B．用鋅粒和稀硫酸制氫氣 C．用濃硫酸和亞硫酸鈉制取二氧化硫 D．用高錳酸鉀固體和濃鹽酸制取氯氣 (2)實驗室可用如圖所示裝置干燥并收集某氣體R，則R可能是________。 A．SO2　　　　　　　 B．NH3 C．NO D．Cl2 (3)某同學用如圖所示裝置進行實驗，實驗過程中出現(xiàn)小氣球鼓起來的現(xiàn)象，則使用的固體和液體試劑可能是________。 A．銅與濃硫酸 B．鐵與濃硫酸 C．鋁和氫氧化鈉溶液 D．二氧化錳和濃鹽酸 解析：(1)A中不宜用稀硫酸制取二氧化碳，應(yīng)該用稀鹽酸；C中亞硫酸鈉為粉末狀，不易控制反應(yīng)速率，即不能做到“隨關(guān)隨停”；D中高錳酸鉀易溶于水，也不能做到“隨關(guān)隨?！?。(2)SO2、Cl2能與堿石灰反應(yīng)，不能用堿石灰干燥；NO能與空氣中的氧氣反應(yīng)，且其密度與空氣十分接近，不能用排空氣法收集；NH3既不與堿石灰反應(yīng)，又可用向下排空氣法收集。(3)依據(jù)反應(yīng)要求與現(xiàn)象可知，該固體與液體在不加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生氣體，使小氣球鼓起。A項中反應(yīng)需要加熱，B項中鐵遇濃H2SO4會鈍化，C項中物質(zhì)反應(yīng)不需加熱且可產(chǎn)生H2，D項中反應(yīng)需要加熱。 答案：(1)B　(2)B　(3)C 9. 某同學設(shè)計如圖所示的裝置分別進行不同的探究實驗(夾持裝置已略)。 實驗 試劑 制取 氣體 量氣管 中液體 Ⅰ Cu、稀 HNO3 NO H2O Ⅱ NaOH固 體、濃氨水 NH3 請回答下列問題： (1)如何檢查如上圖所示裝置的氣密性：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)該同學認為實驗Ⅰ可通過收集并測量NO的體積來探究銅樣品的純度，你認為是否可行？________(填“可行”或“不可行”)，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)實驗Ⅱ中量氣管中的液體最好是________(填序號，下同)。 A．濃NaOH溶液　　　　　 B．氨水 C．煤油 D．飽和氯化銨溶液 該實驗剩余的NH3需要吸收處理。以下各種尾氣吸收裝置中，適用于吸收NH3，而且能防止倒吸的有________________。 (4)本實驗需對量氣管進行多次讀數(shù)，讀數(shù)時應(yīng)注意：①將實驗裝置恢復到室溫，②________________________________________________________________________， ③視線與凹液面最低處相平。 解析：(1)有關(guān)氣體的實驗中，在實驗前必須進行裝置氣密性的檢查，檢查裝置氣密性常見的方法有微熱法和液差法。圖中裝置為一連通器，可利用液差法檢查裝置的氣密性。 (2)由于裝置中存在空氣，Cu與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NO會與空氣中的O2反應(yīng)生成NO2，NO2可與水反應(yīng)生成HNO3，導致測得的NO氣體體積偏小，進而計算得到的銅樣品的純度偏低。 (3)NH3極易溶于水，要盡量降低NH3的溶解度，最好不用水或其他物質(zhì)的水溶液，所以可選用有機溶劑煤油。吸收NH3時，A裝置若發(fā)生倒吸，試管中的水會進入體積較大的雙球洗氣管，可防止液體繼續(xù)被吸到前面的制氣裝置中。B裝置倒置的漏斗插入到液面下，不能防止倒吸。C裝置發(fā)生倒吸時，水進入干燥管的球形部分，由于球形部分的體積較大，隨著NH3的不斷溶解和液體的自身重力作用，液體會回落到燒杯中。D裝置中NH3在CCl4中不能溶解，氣泡上升過程中遇到水才溶解，可防止倒吸。E裝置中若發(fā)生倒吸，液體進入圓底燒瓶，會很快沒過進氣導管，然后被吸到前面的制氣裝置中，不能防止倒吸。F裝置可防止倒吸。 (4)該量氣裝置在讀數(shù)前，應(yīng)上下調(diào)節(jié)量氣管使量氣管與球形干燥管兩端的液面相平。 答案：(1)關(guān)閉分液漏斗的旋塞和活塞K，向量氣管中注入適量水，使量氣管內(nèi)的液面高于干燥管內(nèi)的液面，靜置，若液面不發(fā)生變化，則證明裝置的氣密性良好(其他合理答案也可) (2)不可行　NO會與裝置中的氧氣反應(yīng)，生成的NO2溶于水生成HNO3，使測得的NO體積偏小 (3)C　ACDF (4)使量氣管與球形干燥管兩端液面相平 10．(xx高考山東卷)工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O35H2O，實驗室可用如下裝置(略去部分夾持儀器)模擬生產(chǎn)過程。 燒瓶C中發(fā)生反應(yīng)如下： Na2S(aq)＋H2O(l)＋SO2(g)===Na2SO3(aq)＋H2S(aq)(Ⅰ) 2H2S(aq)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)(Ⅱ) S(s)＋Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)(Ⅲ) (1)儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液柱，若________________________________________________________________________， 則整個裝置氣密性良好。裝置D的作用是________________________________________________________________________。 裝置E中為________溶液。 (2)為提高產(chǎn)品純度，應(yīng)使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應(yīng)，則燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為________。 (3)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率，其中的液體最好選擇________。 a．蒸餾水 b．飽和Na2SO3溶液 c．飽和NaHSO3溶液 d．飽和NaHCO3溶液 實驗中，為使SO2緩慢進入燒瓶C，采用的操作是____________________。已知反應(yīng)(Ⅲ)相對較慢，則燒瓶C中反應(yīng)達到終點的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 反應(yīng)后期可用酒精燈適當加熱燒瓶A，實驗室用酒精燈加熱時必須使用石棉網(wǎng)的儀器還有________。 a．燒杯　　b．蒸發(fā)皿　　c．試管　　d．錐形瓶 解析：(1)若裝置不漏氣，則長頸漏斗中會形成一段液柱并且液柱高度保持不變；裝置D是安全瓶，可防止倒吸；裝置E是尾氣處理裝置，用來吸收過量的SO2，故所盛溶液可以是NaOH溶液等。 (2)若生成3 mol Na2S2O3，根據(jù)方程式的關(guān)系可知需要3 mol S和3 mol Na2SO3；生成3 mol S需2 mol H2S；而生成2 mol H2S需2 mol Na2S且同時生成2 mol Na2SO3；故需要Na2S為2 mol、Na2SO3為1 mol，其物質(zhì)的量之比為2∶1。 (3)裝置B中的溶液不能和SO2反應(yīng)。蒸餾水能溶解SO2；Na2SO3溶液能與SO2反應(yīng)：SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3；NaHCO3溶液也能與SO2反應(yīng)：NaHCO3＋SO2===CO2＋NaHSO3。為使SO2緩慢進入燒瓶C，應(yīng)使生成SO2的速率減慢，可通過控制滴加硫酸的速度來實現(xiàn)；因反應(yīng)(Ⅲ)相對較慢，C中反應(yīng)達到終點時S消耗完，現(xiàn)象是溶液變澄清。蒸發(fā)皿加熱時不需墊石棉網(wǎng)；試管是小型玻璃儀器，加熱時也不需墊石棉網(wǎng)；燒杯、錐形瓶在加熱時需墊石棉網(wǎng)。 答案：(1)液柱高度保持不變　防止倒吸　NaOH(答案合理即可)　(2)2∶1　(3)c　控制滴加硫酸的速度(答案合理即可)　溶液變澄清(或渾濁消失)　ad 11．(xx湖北黃岡中學期中)某小組同學用下圖裝置進行實驗研究(a、b、c表示止水夾)。請評價或完善其方案： (1)將裝置A、C、E相連接，用MnO2和濃鹽酸制取氯氣，請回答： ①氯元素在周期表中的位置為________________________________________________________________________。 ②A中反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________ ________________________。 ③E中氫氧化鈉溶液的作用是________________________________________________________________________。 在C中加入適量的水可制得氯水。將所得氯水分成兩份進行實驗，其操作、現(xiàn)象和結(jié)論如下： 實驗序號 實驗操作 現(xiàn)象 結(jié)論 Ⅰ 將氯水滴入品紅溶液中 品紅溶液褪色 氯氣有漂白性 Ⅱ 向氯水中加入碳酸氫鈉粉末 有無色氣泡產(chǎn)生 氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物具有酸性 ④實驗Ⅰ推出的相應(yīng)結(jié)論是否合理？________________________________________________________________________。 若不合理，請說明理由(若合理，無需填寫)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ⑤實驗Ⅱ推出的相應(yīng)結(jié)論是否合理？________________________________________________________________________。 若不合理，請說明理由(若合理，無需填寫)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)將B、D、E相連，在B中裝濃硝酸和銅片，可制得NO2。B中反應(yīng)的化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________。 解析：氯水中有漂白作用的不是Cl2，而是HClO。A、C、E相連接，制得的Cl2中含有HCl氣體，HCl溶于水也能與NaHCO3粉末反應(yīng)產(chǎn)生氣泡。 答案：(1)①第三周期第ⅦA族 ②MnO2＋2Cl－＋4H＋Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑ ③吸收多余的Cl2(尾氣處理) ④不合理　沒有事先證明干燥的氯氣有無漂白性 ⑤不合理　制取的氯氣中含HCl氣體，其溶于水也能與NaHCO3粉末反應(yīng)產(chǎn)生氣泡 (2)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O