2019领军高考化学元素及其化合物专题06 实验方案设计与评价

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2019领军高考化学元素及其化合物专题06 实验方案设计与评价

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1.用如下图所示的装置进行实验(夹持仪器略去,必要时可加热),其中a、b、c中分别盛有试剂1、2、3,能达到相应实验目的的是
选项
试剂1
试剂2
试剂3
实验目的
装置
A
浓盐酸
MnO2
饱和NaCl溶液
除去Cl2中的HC1
B
浓HNO3
Cu片
KI—淀粉溶液
验证NO2的氧化性
C
稀硫酸
溶液X
澄淸石灰水
验证X中是否有CO32-
D
70%硫酸
Na2SO3
酸性KMnO4溶液
验证SO2具有漂白性
【答案】B
2.下列实验操作正确的是
A.制备无水氯化铁
配制一定浓度的硫酸溶液
C.制取少量NH3?
?D.比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
【答案】C
3.为达到下列实验目的,所用主要仪器及试剂合理的是
选项
实验目的
主要仪器
所用试剂
A
配制240ml 0.1mol/L NaCl溶液
250ml容量瓶、量筒、玻璃棒、胶头滴管
NaCl固体、蒸馏水
B
提纯混有少量乙酸的乙酸乙酯
蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管、锥形瓶、铁架台(带铁圈和铁夹)
混有少量乙酸的乙酸乙酯
C
制备少量的NH3
分液漏斗、圆底烧瓶
生石灰、浓氨水
D
检验溶液中的SO42-
试管、胶头滴管
稀盐酸、Ba(NO3)2溶液
【答案】C
【解析】A、需要用托盘天平称取NaCl固体的质量,选项A错误;B、混有少量乙酸的乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液洗涤分液,选项B错误;C、生石灰消耗水,生成氢氧化钙使溶液中c(OH-)增大,同时放热,促进氨水分解,选项C正确;D、硝酸根在酸性条件下具有强氧化性,不能排除SO32-的干扰,选项D错误。答案选C。
4.下列实验方案中,不能达到实验目的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
验证Ksp(BaSO4) 室温下,将BaSO4投入饱和Na2CO3溶液中充分反应,向过滤后所得固体中加入足量盐酸,固体部分溶解且有无色无味气体产生
B
验证氧化性:Br2>I2
将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,震荡,静止,可观察到下层液体呈紫色
C
验证酸性:HCN室温下,用pH试纸测得0.100 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH值约为3,0.100 mol·L-1 HCN溶液的pH值约为5
D
验证Fe3+能催化H2O2分解,且该分解反应为放热反应
向FeCl3溶液中滴入几滴30%的H2O2溶液,有气体产生,一段时间后,FeCl3溶液颜色加深
【答案】A
5.下列实验的现象及相应的结论都正确的是
【答案】B
【解析】碘离子被铁离子氧化为碘单质,发生萃取后,进入四氯化碳溶剂中,由于四氯化碳密度大于水,所以下层液体呈紫色,A错误;氯化钠与二氧化碳、氨气和水共同作用生成碳酸氢钠和氯化铵,由于碳酸氢钠的溶解度小,所以反应后溶液中有固体析出,B正确;根据强酸制备弱酸的规律,盐酸的酸性大于碳酸,所以碳酸钠能够与盐酸反应生成二氧化碳,但是碳酸为最高价含氧酸,而盐酸为无氧酸,不能比较氯元素和碳元素的非金属性的强弱,C错误;向溶有二氧化硫的氯化钡溶液中加入氢氧化钠溶液,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,亚硫酸根离子与钡离子反应生成亚硫酸钡沉淀,此过程中二氧化硫没有被氧化,D错误;正确选项B。
6.下列实验中根据现象得出的结论错误的是
选项
实验
现象
结论
A
相同条件下,用1mol·L?1的CH3COOH和1mol·L?1的HCl分别做导电性实验
CH3COOH溶液对应的灯泡较暗
CH3COOH是弱电解质
B
向某溶液中加铜和浓H2SO4
试管口有红棕色气体产生
原溶液可能含有NO3-
C
向某钠盐中滴加浓盐酸,将产生的气体通入品红溶液
品红溶液褪色
该钠盐为Na2SO3或NaHSO3
D
向浓度均为0.1 mol·L?1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水
先出现蓝色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>
Ksp[Cu(OH)2]
【答案】C
7.某同学设计如下实验装置,测定葡萄糖还原新制氢氧化铜所得红色物质的组成。下列说法中正确的是
A. 将装置a中的Zn换成CaCO3也可制备CO2气体
B. 若撤去b装置,则会导致该物质含氧量测定结果偏低
C. 只需称量装置d反应前后的质量就可确定该物质的组成
D. 装置e的作用是防止空气中的H2O、CO2等进入装置d中
【答案】D
8.用下列实验装置进行相应实验,设计正确且能达到实验目的的是
A. 甲用于实验室制取少量CO2 B. 乙用于配制一定物质的量浓度的硫酸
C. 丙用于模拟生铁的电化学腐蚀 D. 丁用于蒸干A1Cl3溶液制备无水AlC13
【答案】C
【解析】A.实验室制取二氧化碳不能使用稀硫酸和碳酸钙,原因在于两者反应生成硫酸钙微溶,附着在碳酸钙表面,使反应难以进行,所以选项A错误。B.实验室配制一定浓度的硫酸时,应该先将量取的浓硫酸在烧杯中稀释,再转移至容量瓶定容,所以选项B错误。C.装置左侧干燥环境不发生腐蚀,右侧发生吸氧腐蚀,因为氧气被吸收,所以中间的红墨水左侧低右侧高,选项 C正确。D.蒸干A1Cl3溶液的过程中考虑到Al3+的水解,得到氢氧化铝,再受热分解得到氧化铝,所以选项D错误。
9.下列各组描述正确的是
A. 化工生产要遵守三原则:充分利用原料、充分利用能量、保护环境。①燃烧时使用沸腾炉②制硫酸时使用热交换器③制盐酸时将氯气通入燃烧的氢气中,这3种化工生产分别符合以上某原则
B. ①用燃烧的方法鉴别甲烷、乙烯和乙炔②用酒精萃取溴水中的溴③用水鉴别硝酸铵和氢氧化钠固体④用互滴法鉴别Na2CO3、盐酸、BaCl2、NaCl四种溶液以上均能达到实验目的
C. ①用硫粉覆盖地下撒有的汞②金属钠着火用泡沫灭火器或干粉灭火器扑灭③用热碱溶液洗去试管内壁的硫④用湿的红色石蕊试纸检验氨气是否集满 以上操作均合理
D. ①过氧化氢:火箭燃料②碳酸氢钠:食品发酵剂③钠:制氢氧化钠④硫酸:制蓄电池 以上物质的用途均合理
【答案】A
10.某小组设计如图所示装置(夹持装置略去),在实验室模拟候氏制碱工艺中NaHCO3的制备。下列说法不正确的是
A. 应先向③中通入足量NH3,再通入足量CO2
B. 装置①也可用于制H2
C. ③中反应的离子方程式为NH3+CO2+H2O=NH4++HCO3-
D. ③、⑤中应分别盛放饱和食盐水和浓氨水
【答案】C
11.用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是

甲 乙 丙 丁
A. 用装置甲进行中和热的测定
B. 用装置乙制取CO2气体
C. 用装置丙蒸发CH3COONa溶液得CH3COONa晶体
D. 用装置丁模拟工业制氨气并检验产物
【答案】C
【解析】A. 装置甲中缺少环形玻璃搅拌棒,不能进行中和热的测定,A错误;B. 纯碱易溶于水,不是块状固体,不能用装置乙制取CO2气体,B错误;C. 醋酸钠水解生成氢氧化钠和醋酸,但氢氧化钠难挥发,因此醋酸又转化为醋酸钠,所以可用装置丙蒸发CH3COONa溶液得CH3COONa晶体,C正确;D. 碱能使石蕊试液变蓝色,氨气是碱性气体,因此不能用装置丁模拟工业制氨气并检验产物,D错误。答案选C。
12.下列实验操作和现象对应所得到的结论错误的是
选项
实验操作和现象
结论
A
常温下,测定同浓度NaA和NaB溶液的pH:NaA小于NaB
相同条件下,在水中HA电离程度大于HB
B
常温下,用pH试纸测得:0.1mol·L-1 NaHSO3溶液的pH约为5
HSO3-的电离能力大于水解能力
C
将硫的酒精溶液滴入一定量的热水中得淡蓝色透明液体,用激光笔照射,有光亮的通路
淡蓝色液体属于胶体
D
向X溶液中滴入浓NaOH溶液,加热,将湿润的蓝色石蕊试纸置于试管口,无明显现象
X溶液中无NH4+
【答案】D
13.实验室在500℃时,隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4,气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2)。下列说法正确的是
A. 取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN,溶液变红,则残留物一定为Fe2O3
B. 装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成,试剂X最好选用碱石灰
C. 装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3
D. 装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成,装置⑤用于收集生成的NH3和N2
【答案】C
14.工业上常用水蒸气蒸馏的方法(蒸馏装置如图)从植物组织中获取挥发性成分。这些挥发性成分的混合物统称精油,大都具有令人愉快的香味。从柠檬、橙子和柚子等水果的果皮中提取的精油90%以上是柠檬烯(柠檬烯)。提取柠檬烯的实验操作步骤如下:
(1)将1~2个橙子皮剪成细碎的碎片,投入乙装置中,加入约30 mL水
(2)松开活塞K。加热水蒸气发生器至水沸腾,活塞K的支管口有大量水蒸气冒出时旋紧,打开冷凝水,水蒸气蒸馏即开始进行,可观察到在馏出液的水面上有一层很薄的油层。
下列说法不正确的是( )
A. 当馏出液无明显油珠,澄清透明时,说明蒸馏完成
B. 蒸馏结束后,为防止倒吸,立即停止加热
C. 长玻管作安全管,平衡气压,防止由于导管堵塞引起爆炸
D. 要得到纯精油,还需要用到以下分离提纯方法:萃取、分液、蒸馏
【答案】B
15.下表中各栏目的叙述对应都正确的一项是
选项
叙述
实验现象
解释
A
反萃取法提取碘的CCl4溶液中的碘
向富碘的CCl4溶液中加入足量水、振荡、静置、分液
碘在水中溶解度比在CCl4中大
B
在FeCl3溶液中加入适量Fe粉充分反应后,再滴加几滴铁氧化钾溶液
产生蓝色沉淀
2Fe3++Fe=3Fe2+ 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=
Fe3[Fe(CN)6]2↓
C
向0.1?molL的Fe(NO3)2溶液中滴?加盐酸
振荡试管颜色加深
H+抑制Fe2+水解
D
向5ml?0.1mol/LNaOH溶液滴入5?滴0.1mol/LMgSO4溶液,再滴加0.1?mol/L CuSO4溶液
先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀
Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小
【答案】B
【解析】A.根据相似相溶原理知,碘和四氯化碳都是非极性分子,水是极性分子,所以碘易溶于四氯化碳而不易溶于水,向富碘的CCl4溶液中加入足量水、振荡、静置、分液,虽然碘在水中的溶解度低,但因为水的量大,导致碘溶于水中,但该实验不能说明碘易溶于水,选项A错误;B.亚铁离子和铁氰根离子发生络合反应生成蓝色沉淀,该实验现象及解释都正确,选项B正确;C.酸性条件下,硝酸根离子能氧化亚铁离子生成铁离子和NO,导致溶液颜色加深,与盐类水解无关,选项C错误;D、NaOH溶液过量,过量的氢氧化钠与CuSO4溶液反应生成蓝色沉淀,不能说明发生沉淀的转化,无法确定Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的小,选项D错误。答案选B。
16.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
操作和现象
结论
A
向碳酸钠溶液中加入浓盐酸,将反应后的气体通入苯酚钠溶液中,溶液变浑浊
酸性:碳酸>苯酚
B
向(NH4)2S2O8溶液中加入硝酸酸化的Mn(NO3)2溶液和1滴AgNO3溶液(作催化剂),微热,溶液变紫红色
氧化性:
S2O82->MnO4-
C
将石蜡油蒸气通过炽热的素瓷片分解,得到的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
分解产物中含乙烯
D
取5 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液,滴加5滴0.1 mol·L-1KI溶液,振荡,再加入5 mL CCl4,振荡,静置,取上层液体,向其中滴加KSCN溶液,显血红色。
KI和FeCl3反应有一定的限度
【答案】B
17.某同学用下图所示装置检验草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,淡黄色)受热分解的部分产物。下列说法正确的是
A. 通入N2的主要目的是防止空气中的水蒸气对产物检验产生影响
B. 若③和⑤中分别盛放足量NaOH溶液、CuO固体,可检验生成的CO
C. 实验结束后,①中淡黄色粉末完全变成黑色,则产物一定为铁
D. 若将④中的无水CaCl2换成无水硫酸铜可检验分解生成的水蒸气
【答案】B
18.某研究小组用如图所示装置模拟工业上生产无水FeCl2的过程。
下列说法中正确的是
A. 先点燃C处酒精灯,再打开分液漏斗的活塞
B. 本实验中浓H2SO4体现出吸水性和强氧化性
C. 利用该装置制备FeCl2的原理可表示为:Fe+2HClFeCl2+H2
D. 装置D适合处理该实验的所有尾气
【答案】C
19.仅用下表提供的玻璃仪器(非玻璃仪器任选)就能实现相应实验目的的是
选项
实验目的
玻璃仪器
A
验证Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
酒精灯、试管、导气管、烧杯
B
用碱石灰除去氢气中混有的水蒸气并收集氢气
洗气瓶、导气管、集气瓶
C
用氢氧化钠和醋酸溶液测中和反应的中和热
烧杯、玻璃棒、温度计
D
分离苯和四氯化碳的混合物
分液漏斗、烧杯、玻璃棒
【答案】A
【解析】A.利用加热分解法可比较稳定性,则选择仪器为酒精灯、试管、导气管、烧杯,观察烧杯中石灰水是否变浑浊可比较,所以A选项是正确的;B.碱石灰为固体干燥剂,可盛放在球形干燥管中,不能利用洗气瓶,故B错误;C.应使用环形玻璃搅拌棒,效果好,玻璃棒与溶液的接触面积小,故C错误;D.苯和四氯化碳互溶,沸点不同,不能用分液的方法分离,应选蒸馏烧瓶、冷凝管等,故D错误;所以A选项是正确的。
20.由下列实验操作和现象所得结论正确的是
操作
现象
结论
A
用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
该溶液一定是钠盐溶液
B
将湿润的KI-淀粉试纸置于集满某气体的集气瓶口
试纸变蓝
该气体为Cl2
C
向等物质的量浓度的NaNO3溶液和NaSiO3溶液中分别滴加3滴酚酞溶液
NaNO3溶液为无色,Na2SiO3溶液变成红色
非金属性:N>Si
D
將Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液
溶液变红
Fe(NO3)2样品中一定含有Fe3+
【答案】C
21.如下图所示操作能实现实验目的的是( )
A. 用图甲装置分离碘和四氯化碳,在锥形瓶中收集到碘单质
B. 用图乙装置收集NO气体
C. 用图丙装置验证牺牲阳极的阴极保护法
D. 用图丁装置测定待测液中I2的含量
【答案】B
【解析】A. 用图甲装置分离碘和四氯化碳,在锥形瓶中收集到四氯化碳,选项A错误;B. NO遇空气能与氧气反应,不能排空气法收集,但密度比二氧化碳小且不反应,可用图乙装置收集NO气体,选项B正确;C、原电池锌做负极失电子发生氧化反应,铁做正极被保护,检验亚铁离子生成的试剂铁氰酸钾而不应用KSCN,所以装置不能验证牺牲阳极的阴极保护法,选项C错误;D、硫代硫酸钠呈碱性,必须装在碱式滴定管,选项D错误。答案选B。
22.氧气性质的微型实验装置如图所示,①是浓盐酸,⑥是高锰酸钾,②至⑤是滤纸条,依次滴有石蕊试液、淀粉KI试液、KBr溶液、含KSCN的FeCl2几种溶液,实验时滴几滴浓盐酸,下列说法不正确的是
A. 产生氯气的离子方程式为:16H++10C1-+2MnO4-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
B. ⑤处变红色,发生反应为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2C1-,Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
C. ②处先变红后褪色,能说明氯气溶于水后,溶液有酸性和强氧化性
D. ③处变蓝,④处变橙色能说明氧化性:Cl2>Br2>I2
【答案】D
23.下列实验操作能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
提纯氯气
将气体依次通过装有饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸的洗气瓶
B
配制100 mL 1.0 mol·L?1CuSO4溶液
称取CuSO4·5H2O固体25.0 g,放入100 mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度
C
制备硅酸胶体
向Na2SiO3溶液(饱和溶液1∶2用水稀释)中加入几滴酚酞,再逐滴滴入盐酸,边加边振荡,至溶液红色变浅并接近消失
D
证明金属性:Fe>Cu
将铜片和铁片导线连接插入浓硝酸中,铁片表面有气泡产生
【答案】C
【解析】A.氯气溶液中生成的盐酸与饱和碳酸氢钠溶液反应,生成氯化钠、二氧化碳,A错误;B.配制100mL1.0mol·L-1CuSO4溶液,不能把固体直接放在容量瓶中溶解,应该在烧杯中溶解并冷却后再转移到容量瓶中,B错误;C.Na2SiO3溶液水解显碱性,逐滴滴入盐酸,至溶液红色变浅并接近消失,转化为硅酸胶体,C正确;D.将铜片和铁片导线连接插入浓硝酸中,因为铁发生钝化反应,则铁为正极,铜为负极,铜片表面产生气泡,D错误;答案选C。
24.下列实验装置能达到实验目的的是
A. 用装置Ⅰ可制取NH3
B. 用装置Ⅱ制取氢氧化铁胶体
C. 用装置Ⅲ除去Cl2中的HCI和H2O
D. 用装置Ⅳ提取溴水中的Br2
【答案】A
25.下列有关化学实验操作,现象和结论均为正确的是
选项
操作
现象
结论
A
Mg2+和Cu2+共存的溶液中滴入适量NaOH溶液
产生白色沉淀
相同温度下,溶度积常数: Ksp[Mg(OH)2]B
直接给石蜡油加热,气体通过酸性高锰酸钾溶液中
溶液逐渐褪色
验证石蜡油裂解一定生成乙烯
C
常温下,向等浓度、等体积的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加等量的酚酞溶液
碳酸钠溶液中红色更深
阴离子水解常数Kh: CO32->HCO3-
D
向饱和硼酸溶液中滴加少量Na2CO3粉末
无气泡冒出
不能证明酸性:碳酸>硼酸
【答案】C
26.根据下列实验能得出相应结论的是
【答案】C
【解析】HA是一元酸,H2CO3是二元酸,不能通过正盐水解程度大小来判断两者酸性的强弱,A错误;FeI2溶液中滴加足量的溴水,生成溴化亚铁和单质碘,不能判断I-与Fe2+谁先反应,所以不能判断I-与Fe2+的还原性强弱, B错误;化学反应的发生一般是由溶解度大的向溶解度小的方向进行,向饱和硫酸亚铁溶液中加入硫化铜固体,测得溶液中亚铁离子浓度不变,说明没有发生反应,可以证明KSP(CuS)< KSP(FeS), C正确;硝酸银加入到过量氨水中应该得到银氨溶液,没有沉淀,银离子与一水合氨不能大量共存,D错误;正确选项C。
27.湖北随州安陆等地区盛产银杏,银杏叶具有敛肺平喘、活血化淤、止痛的作用,是一种珍贵的中药材。对银杏叶活性成分黄酮类物质的提取常用的技术有溶剂提取法、蒸馏法、升华法、结晶法、超声波提取法等。下列关于分离提纯实验仪器和操作正确的是
A. 用装置a分液,放出水相后再从分液漏斗下口放出有机相
B. 操作b:银杏油粗产品从银杏叶中分离后,用有机溶剂萃取其中的有效成分,振荡过程中不时地旋开活塞使漏斗内气体放出
C. 用装置c进行蒸馏操作,将有机溶剂分离出去得到银杏叶有效成分黄酮类物质
D. 结晶后利用装置d将晶体与溶剂分离开
【答案】B
28.下列实验操作及现象和结论均正确的是
验操作及现象
结论
A
向某溶液中加入NaOH溶液,微热,产生能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体
该溶液中含有NH4+
B
向铅丹(Pb3O4)中滴加浓盐酸,生成黄绿色的气体
氧化性:Pb3O4>Cl2
C
向装有溴水的分液漏斗中加入裂化汽油,充分振荡并静置,下层为橙色
裂化汽油可萃取溴
D
向Ca(ClO)2溶液中通人CO2,生成白色沉淀
Ka2(H2CO3)> Ka(HClO)
【答案】B
【解析】A、氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故A错误;B、向PbO2中滴入浓盐酸,发生氧化还原反应生成氯气,Pb元素的化合价降低,则PbO2具有氧化性,氧化剂的氧化性强于氧化产物,即氧化性:Pb3O4>Cl2,故B正确;C、向装有溴水的分液漏斗中加入裂化汽油,充分振荡并静置,下层为为水层,褪色,裂化汽油中含有不饱和键,不可萃取溴,故C错误;D、向Ca(ClO)2溶液中通人CO2,生成白色沉淀,同时生成碳酸钙沉淀和次氯酸弱电解质,无法确定碳酸强于次氯酸,故D错误;故选B。
29.硫酸铵可用作肥料,也可用于纺织、皮革、医药等方面。某化学兴趣小组对硫酸铵的一些性质进行探究。回答下列问题:
(1)在试管中加入少量硫酸铵样品,加水溶解,滴加NaOH溶液。将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸颜色无明显变化。再将试管加热,试纸很快变蓝。由此可知:______________________________________、_________________________________。
(2)从废铁屑中回收铁屑,用碱溶液洗净之后,再用过量硫酸溶解。然后加入稍过量硫酸铵饱和溶液。在小火下蒸发溶剂直到晶膜出现,停火利用余热蒸发溶剂。过滤后用少量乙醇洗涤,得到硫酸亚铁铵晶体。
①碱溶液洗涤的目的是__________________________________。
②硫酸过量的原因是___________________________________。
(3)硫酸铵高温下完全分解生成氨气和其他几种气体(含硫产物只有一种)。为探究硫酸铵的其他分解产物,通过下列装置进行实验,通入分解产物一段时间后,再点燃装置E中的酒精灯并开始用装置F收集气体。实验中观察到E中无明显现象,F中排水收集的气体能使燃着的木条熄灭,经测定其相对分子质量为28。
①装置A、B中的溶液分别是______(填标号)。B中可观察到的现象是_____________________。
a.NaOH?溶液 b.?硫酸溶液 ?c.BaCl2溶液 d.品红溶液
②装置E的作用是__________________________________。
③写出(NH4)2SO4高温分解的化学方程式:________________________________________。
【答案】 NH4+与OH-反应生成的NH3·H2O在加热条件下分解生成NH3,NH3溶于水呈碱性 除去铁屑表面的油污 抑制Fe2+水解 蒸发皿 b、d 溶液红色变浅(或褪色) 验证硫酸铵分解产物中是否存在氧气 3(NH4)2SO44NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑
【解析】(1)在试管中加入少量硫酸铵样品,加水溶解,滴加NaOH溶液。将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸颜色无明显变化,再将试管加热,试纸很快变蓝,说明硫酸铵溶液和NaOH溶液反应生成一水合氨,一水合氨在加热条件下分解生成NH3, NH3溶于水呈碱性;
(2)碱溶液可以洗涤铁屑表面的油污;硫酸亚铁铵溶液因Fe2+、NH4+水解显酸性,过量的硫酸可以抑制Fe2+、NH4+水解;
30.TiC14是制备钛及其化合物的重要中间体,某小组同学利用下列装置在实验室制备TiCl4,设计实验如下(夹持装置略去):
已知:
①PdC12溶液捕获CO时,生成金属单质和两种酸性气体化合物。
②TiC14的制备需无水无氧且加热。

化合物
熔点/℃
沸点/℃
密度/g?cm-3
水溶性
TiCl4
-25
136.4
1.5
易水解生成难溶于水的物质,能溶于有机溶剂
CCl4
-23
76.8
1.6
难溶于水,与TiCl4互溶
请回答下列问题:
(1)装置D中除生成TiCl4外,同时生成一种气态不成盐氧化物,该反应的化学方程式为___________。
(2)按照气流由左到右的方向,上述装置合理的连接顺序为a→___→___→f→g→__→___→____→____→____(填仪器接口字母)。
(3)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;_____________(按正确的顺序填入下列操作的序号)。
①加热装置D中陶瓷管 ②打开分液漏斗活塞
③停止加热,充分冷却 ④关闭分液漏斗活塞
实验时,当观察到____________________________时,开始进行步骤①。
(4)设计实验证明装置E中收集到的液体中含有TiCl4:___________。
(5)装置F中发生反应的化学方程式为____________________。
(6)制得的TiC14产品中常含有少量CC14,从产品中分离出TiC14的操作名称为_______________。
【答案】 TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO c b h i d e j ②①③④ 装置E充满黄绿色气体 取少量收集到的液体于洁净试管中,滴加适量水,液体变浑浊,则收集到的液体中含有TiCl4。 PdCl2+CO+H2O=Pd+2HCl+CO2 蒸馏(或分馏)
(4)依据表中信息可知四氯化钛遇水生成难溶物,所以可以取少量收集到的液体放在洁净的试管中,滴加适量的水,液体变浑浊,即证明收集到的液体中含有四氯化钛,所以实验方案为取少量收集到的液体于洁净试管中,滴加适量水,液体变浑浊,则收集到的液体中含有TiCl4。
(5)依据题意PdC12溶液捕获CO时,生成金属单质和两种酸性气体,依据原子个数守恒可知反应生成的两种酸性气体为氯化氢和二氧化碳,反应方程式PdCl2+CO+H2O=Pd+2HCl+CO2;
(6)依据图中数据可知二者沸点相差较大,可以用蒸馏法分离二者。
31.某实验小组同学设计实验,完成了和溶液的反应,在检验反应后的溶液中是否存在Fe3+时发现实验现象出乎预料,并通过实验进行探究。
实验I:
实验现象
i.加入粉后充分振荡,溶液变成浅蓝绿色;
ii.取少量i中清液于试管中,滴加2滴1 mol/L 溶液,立即出现白色沉淀,溶液变为红色,振荡后红色迅速褪去;继续滴加数滴溶液后,溶液又变为红色
已知:i.
ii.的性质与卤素单质相似,且氧化性:
(1)和溶液反应的离子方程式是______。
(2)现象ii中溶液最终呈红色的一种可能原因是:和生成(SCN)2,进而使清液中的氧化为。设计如下实验II进行验证:
① 认为原因被证实的现象iii是________。
② 加入CuCl2溶液后反应的离子方程式是_________。
(3)有的同学认为实验II并不严谨,不能证实(2)中猜想,改进的实验III如下:
① 对比实验II,说明实验III更加严谨的原因:________。
② 改进后的实验才能证实(2)中猜想,依据的上述现象是______。
(4)改变实验I的试剂添加顺序及用量,设计实验IV:
实验IV
现象
向2 mL 1 mol/L溶液中加入1滴1 mol/L 溶液,再加入足量的粉
充分振荡,溶液红色褪去,有白色沉淀生成
① 实验IV中溶液红色褪去,不能说明反应完全。结合实验II或III,说明理由:_______。
②实验小组同学进行讨论,设计了下列实验方案,能够检测红色褪去后的溶液是否含有的是_______(填序号)。
a.排除溶液中的后,再加入足量溶液进行检测
b.排除溶液中的后,再加入足量溶液进行检测
c.选择一种只与反应的试剂,观察是否出现特征现象
【答案】 出现白色沉淀,溶液显红色 由于KSCN溶液过量,所以黄色溶液中不含有 加入之后溶液变黄,加入之后变红 因为只要和反应生成和,它们就会与反应,所以红色褪去也有可能是溶液中的被消耗完 a、b、c
方案可行;因此,本题答案为:a、b、c。
32.过氧化钙是一种温和的氧化剂,常温下为白色固体,易溶于酸,难溶于水、乙醇等溶剂。
(1)某实验小组拟选用如下装置(部分固定装置略)制备过氧化钙,按气流方向连接顺序为_________(填仪器接口的字母编号,装置可重复使用);实验步骤如下:①检验装置的气密性后,装入药品;②打开分液漏斗活塞,通入一段时间气体,加热药品;③反应结束后,先想灭酒精灯,待反应管冷却至室温后,停止通入气体;④拆除装置,取出产物。实验步骤③的操作目的是______________________。
(2)利用反应Ca2++H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4+,在碱性环境下制取CaO2·8H2O的装置如下:
①仪器C的名称____________;反应结束后,经__________(填操作名称)、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O。
②装置A中发生反应的化学方程式为_____________;装置B中用冰水浴控制温度,其可能原因是______________________________。
③测定产品中CaO2·8H2O的含量的实验步骤如下:
步骤一:准确称取a g产品放入锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2mol/L的硫酸,充分反应。
步骤二:向上述锥形瓶中加入几滴___________(作指示剂)。
步骤三:逐滴加入浓度为c mol/L的Na2S2O3溶液至反应完全,滴定至终点,记录数据,再重复上述操作2次,得出三次平均消耗Na2S2O3溶液体枳为VmL。则CaO2·8H2O的质量分数为____(用含字母的式子表示)?。 [已知:I2+2S2O32-=2I-+ S4O62-]
【答案】 cedabe或cedbac 防止倒吸 分液漏斗 过滤 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+?2NH3↑+?2H2O 温度低可减少过氧化氢分解,提高过氧化氢的利用率(或反应放热,温度低有利于提高产率) 淀粉溶液 [(108cV×10-3?)/a]×100%
33.(1)已知用含硫酸铁的废液(含少量杂质)可制备摩尔盐,即(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。其操作流程如下:
回答下列问题:
①试剂X是_______,写出发生的主要反应的离子方程式___________。
②操作Ⅱ的名称为:________、_________。
③为测定(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体中铁的含量,某实验小组做了如下实验:用电子天平准确称量5.000g硫酸亚铁铵晶体,配制成250mL溶液。取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.01000mol/L?KMnO4溶液滴定,测得消耗KMnO4溶液的平均体积为22.00mL。
滴定终点的现象为: _______________________;该晶体中铁的质量分数为___________。(保留4位有效数字)
(2)某课题组通过实验检验摩尔盐晶体加热时的分解产物。
①摩尔盐受热分解,小组同学认为分解产物可能有以下几种情况:
a.Fe2O3、SO3、NH3、H2O?????? b.FeO、NH3、SO3、H2O
c.FeO、SO2、NH3、H2O???????d.Fe2O3、NH3、SO2、SO3、H2O
经认真分析,通过推理即可确定,猜想___________不成立(填序号)。?
②乙同学设计了如图装置,其中A装置中的固体变为红棕色,则固体产物中含有_____________;C装置中红色褪去,说明气体产物中含有__________;C装置后应连接尾气吸收装置D,D中盛有的试剂可以是__________(写一种即可)。
③丙同学想利用上述装置证明分解产物中含有氨气。只需更换B、C中的试剂即可,则更换后的试剂为B______________、C______________。
④丁同学认为摩尔盐分解可能会生成N2和SO3,拟从下列装置中选择必要的装置加以证明。则正确的连接顺序从左到右依次是A、______________。
【答案】 Fe 2Fe3++Fe=3Fe2+ 蒸发浓缩 冷却结晶 最后一滴高锰酸钾溶液滴入时,溶液变为浅紫红(红)色,并且30s内不褪色 12.32% a c Fe2O3 SO2 NaOH溶液(或碱石灰等其他合理答案) 碱石灰 酚酞溶液 G、H、I
34.三氯化磷(PCl3)是一种用于有机合成的重要催化剂。已知:红磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5。PCl3遇O2会生成POCl3(三氯氧磷), POCl3溶于PCl3,PCl3遇水会强烈水解。PCl3、POCl3的熔沸点见下表。
物质
熔点/℃
沸点/℃
PCl3
-112
75.5
POCl3
2
105.3
请答下面问题:
(1)选下图所示发生装置,可分别制备氯气
你选用的装置是___________,反应的离子方程式为____________
(2)实验室常用下图所示装置制取PCl3。
①玻璃管之间的连接需要用到胶皮管,连接的方法是:先把_______,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管。
②B中所盛试剂是____________________,F中碱石灰的作用是_____________________。
③实验时,检查装置气密性后,向D装置的曲颈瓶中加入红磷,打开K3通入干燥的CO2,一段时间后,关闭K3,加热曲颈瓶至上部有黄色升华物出现时通入氯气,反应立即进行。通干燥CO2的作用是______________________________,C装置中的K1、 K2的设计也出于类似的目的,为了达到这—实验目的,实验时与K1、 K2有关的操作是___________________。
(3)实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入红磷加热除去PCl5,加入红磷时发生反应的化学方程式为_________________________,然后通过__________________(填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3。
(4) 通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数:
①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250mL溶液:
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL0.1000mol/L碘水(足量),充分反应;
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000 mol/L的Na2S2O3溶液滴定;
④重复②、③操作,平均消耗0.1000 mol/L Na2S2O3溶液8.00mL.
己知:H3PO3+I2+H2O=H3PO4+2HI, I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,根据上述数据,假设测定过程中没有其他反应,该产品中PCl3的质量分数为_______ 。
【答案】 ②或③; 2MnO4-+10Cl-+16H+= 2Mn2++5Cl2↑+8H2O或MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。 玻璃管口用水润湿 浓硫酸 吸收多余的Cl2 ,防止空气中的水蒸气进入烧瓶与PCl3反应 排尽装置中的空气,防止PCl3 与O2反应 先关闭K1,打开K2,等B中溶液上方充满黄绿色气体后,打开K1,关闭K2 3PCl5+2P=5PCl3 蒸馏 82.5%
35.草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热易脱水、升华,175℃时分解。
Ⅰ.用硝酸氧化法制备草酸晶体并测定其纯度,制备装置如图所示(加热、固定等装置略去)。
实验步骤如下
①糖化:先将淀粉水解为葡萄糖;
②氧化:在淀粉水解液中加入混酸(质量之比为3:2的65%HNO3与98%HSO4的混合物),在55~60℃下水浴加热发生反应;
③结晶、蒸发、干燥:反应后溶液经冷却、减压过滤,即得草酸晶体粗产品。
(1)装混酸的仪器名称为________;步骤②中,水浴加热的优点为__________。
(2)“②氧化”时发生的主要反应如下,完成下列化学方程式:
___C6H12O6+___HNO3 ___H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+ ______
(3)称取mg草酸晶体粗产品,配成100mL溶液。取20.00mL于锥形瓶中,用amoL·L-1KMnO4标准液标定,只发生
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O反应,消耗KMnO4标准液体积为VmL,则所得草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的纯度为___________。
Ⅱ.证明草酸晶体分解得到的产物
(4)甲同学选择下述装置验证产物CO2,装置B的主要作用是__________。
(5)乙同学认为草酸晶体分解的产物中除了CO2、H2O应该还有CO,为进行验证,选用甲同学实验中的装置A、B和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、_____________。其中装置H反应管中盛有的物质是________________________。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_____________________。
【答案】 分液漏斗 使受热均匀,便于控制温度 1C6H12O6+12HNO3 3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9_ H2O 12.6aV/8mⅹ100% 使升华的草酸冷凝,避免对CO2检验的干扰 FDGHDI CuO H中黑色固体变红色,第一个D装置无现象,第二个D装置出现白色浑浊,即可证明
36.磷化铝、磷化锌、磷化钙与水反应产生高毒的PH3气体(熔点为-132℃,还原性强、易自燃),可用于粮食熏蒸杀虫。卫生安全标准规定:当粮食中磷化物(以PH3计)的含量低于0.05mg·kg-1时算合格。可用以下方法测定粮食中残留的磷化物含量:
(操作流程)安装吸收装置→PH3的产生与吸收→转移KMnO4吸收溶液→亚硫酸钠标准溶液滴定。
(实验装置)C中盛100 g原粮,D中盛有 20.00 mL 1.12×10-4 mol ? L-1KMnO4溶(H2SO4酸化)。
请回答下列问题:
(1)仪器C的名称是__________________;
(2)以磷化钙为例,写出磷化钙与水反应的化学方程式____________________;检查整套装置气密性良好的方法是_____________________________________。
(3)A中盛装KMnO4溶液的作用是______________________;通入空气的作用是____________。若没有B装置,则实验中测得PH3含量将____________(填“偏低”、“偏高”或“不变”)
(4)D中PH3被氧化成磷酸,所发生反应的离子方程式为_________________________。
(5)把D中吸收液转移至容量瓶中,加水稀释至250mL,取25.00mL于锥形瓶中,用5.0×10-5mol ? L-1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液,消耗Na2SO3标准溶液11.00mL,则该原粮中磷化物(以PH3计)的含量为______mg ? kg-1。
【答案】 三颈烧瓶 Ca3P2+6H2O===3 Ca (OH)2+2PH3↑ 关闭K1、打开K2用抽气泵缓慢抽气,若观察到A、B、D各装置中有气泡产生则气密性良好 [或在D左边用橡胶管和止水夹封闭、关闭K2用压差法;或关闭分液漏斗旋塞后对C加热法] 除去空气中的还原性气体 吹出PH3,使其全部被酸性KMnO4溶液吸收 偏低 5PH3+8MnO4-+24H+==5H3PO4+8Mn2++12H2O 0.0085
1.(2018年全国普通高等学校招生统一考试化学新课标II卷)下列实验过程可以达到实验目的的是
编号
实验目的
实验过程
A
配制0.4000 mol·L?1的NaOH溶液
称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容
B
探究维生素C的还原性
向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化
C
制取并纯化氢气
向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5%H2O2溶液,观察实验现象
【答案】B
2.(2018年普通高等学校招生全国统一考试理综化学试题全国III卷)下列实验操作不当的是
A. 用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
B. 用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂
C. 用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+
D. 常压蒸馏时,加入液体的体积不超过圆底烧瓶容积的三分之二
【答案】B
3.(2018年天津市高考理综化学试题)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:
Ⅰ.采样
采样步骤:
①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用是___________。
(2)C中填充的干燥剂是(填序号)___________。
a.碱石灰 b.无水CuSO4 c.P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用是与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是___________。
Ⅱ.NOx含量的测定
将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化为NO3?,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入v1 mL c1 mol·L?1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 mol·L?1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗v2 mL。
(5)NO被H2O2氧化为NO3?的离子方程式是___________。
(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有___________。
(7)滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++NO3?+4H+NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72? + 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为_________mg·m?3。
(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高” 、“偏低”或“无影响 ”)
若缺少采样步骤③,会使测试结果___________。
若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果___________。
【答案】 除尘 c 防止NOx溶于冷凝水 2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O 锥形瓶、酸式滴定管 偏低 偏高
步骤③,装置中有空气,则实际测定的是烟道气和空气混合气体中NOX的含量,测定结果必然偏低。若FeSO4标准溶液部分变质,一定是部分Fe2+被空气中的氧气氧化,计算时仍然认为这部分被氧化的Fe2+是被硝酸根离子氧化的,所以测定结果偏高。
4.(2018年普通高等学校招生全国统一考试化学新课标I卷)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示,回答下列问题:
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是_________,仪器a的名称是_______。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置,打开K1、K2,关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为_________。
②同时c中有气体产生,该气体的作用是_____________。
(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是________;d中析出砖红色沉淀,为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是___________、_________、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点______________。
【答案】 去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗 Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+ 排除c中空气 c中产生H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤 敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触
空气接触被氧化而使产品不纯。
5.(2018年江苏化学高考试题)以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下:
已知:①Cl2+2OH?ClO?+Cl?+H2O是放热反应。
②N2H4·H2O沸点约118 ℃,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度超过40 ℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为____________________________________;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是____________________________________。
(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如题19图?1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________;使用冷凝管的目的是_________________________________。
(3)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、、随pH的分布如题19图?2所示,Na2SO3的溶解度曲线如题19图?3所示)。
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为_________________。
②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案: _______________________,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。
【答案】(15分)
(1)3Cl2+6OH?5Cl?+ClO3?+3H2O 缓慢通入Cl2
(2)NaClO碱性溶液 减少水合肼的挥发
(3)①测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2
②边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH约为10时,停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34℃条件下趁热过滤
知识点讲解
一. 基本要求
1.科学性:实验原理、实验方法和操作程序必须科学合理。
2.安全性:实验操作要尽量防止带有危险性的操作,尽量避免与有毒物质接触,若无法避免则应采取安全措施。
3.环保性:有毒物质必须处理,以防污染环境。
4.可行性:设计的实验方案要切实可行,所选用的药品、仪器、设备和方法在现有的条件下能得到满足。
5.简约性:实验设计应尽可能简单易行,应采用简单的实验装置,用较少的实验步骤,能在较短的时间内完成实验,且效果明显。
6.经济性:综合考虑原料的用量、价格。
7.创新性:创新性是设计的灵魂。近几年的高考化学实验题,最显著的特点就是由基础知识、基本实验或常见题型创新而成的。通常化学实验设计方案的创新性可从以下两个方面考虑;一是反应原理的创新设计,凡是物质间满足“反应容易发生”、“速度快慢适当”、“产物较纯且易分离”的反应均可用于制备所需产物;二是实验装置的创新设计,根据现有仪器,考虑题给药品的状态,是否需要加热等反应条件,所给仪器还有哪些灵活的用途等,可大胆改进制备装置、净化装置、收集装置、除杂装置,体现创新精神。在设计实验时,应在各种所设计的方案中,通过对比和归纳选择出具有安全性好、药品易得、操作简便、装置简单而且现象明显的最佳方案。
二. 实验设计思路
1.设计思路:实验目的→实验原理→反应的仪器装置→操作步骤→数据处理方法→形成方案
2.实验操作的顺序
(1)连接仪器。按气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理顺序连接好实验仪器。
(2)检查气密性。
(3)装药品,进行实验操作。
三. 实验方案设计应注意的几个问题
1.药品和仪器是部分或刚好给出还是有剩余。 若药品和仪器只部分给出,则应作必要的补充,若有剩余,则应进行筛选和淘汰。
2.题目条件有无特殊要求。如采用最简单或最合理的实验步骤,这些要求对我们考虑反应原理,选择药品和装置,确定操作步骤都作了限定,必须高度重视。
3.实验过程中的隐蔽性操作。如某些必要的干燥、除杂、冷凝等,这些都是实验中必不可少的,但容易被忽略。
4.药品的规格。有些题目要求指出药品的名称,这类问题学生最难答准确,如有些药品的准确描述为:硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。
5.会画简单的实验装置图。考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图,可用“示意装置图”表示。
6.其他应注意的问题
(1)冷凝回流的问题。
(2)冷却问题。
(3)防止倒吸问题。
(4)具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出,用橡皮管连接成连通
装置;为防止气体从长颈漏斗中逸出,可在发生装置中的漏斗末端套住一支小试管等。
四. 化学实验方案的评价
对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断。要考虑是否安全合理、有无干扰
现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。
1.从可行性方面对实验方案做出评价
科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则,在对实验方案进行评价时,要分析实验方案是否科学可行,实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求,在实际操作时能否做到可控易行。评价时,从以下4个方面分析:
(1)实验原理是否正确、可行;
(2)实验操作是否安全、合理;
(3)实验步骤是否简单、方便;
(4)实验效果是否明显等。
2.从“绿色化学”视角对实验方案做出评价
“绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路,降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危
害,减少废弃物的产生和排放。据此,对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价:
(1)反应原料是否易得、安全、无毒;
(2)反应速率是否较快;
(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高;
(4)合成过程中是否造成环境污染。
3.从“安全性”方面对实验方案做出评价
化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:
(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸;
(2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原 CuO应先通H2,气体点燃先验纯等);
(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”,白磷切割宜在水中等);
(4)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施,以保证达到实验目的);
(5)冷凝回流(有些反应中,为减少易挥发液体反应 物的损耗和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等);
(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却;
(7)仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑);
(8)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。
典例1用如图所示装置进行气体x的性质实验,得出的实验结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
制备气体x
溶液a
A
乙醇与浓硫酸共热至170℃
KMnO4酸性溶液
紫色褪去
C2H4被氧化
B
碳酸钠与醋酸溶液作用
Na2SiO3溶液
产生白色沉淀
H2CO3的酸性强于H2SiO3
C
双氧水与二氧化锰作用
KI淀粉溶液
溶液变蓝
O2能将I-氧化为I2
D
溴乙烷与氢氧化钠醇溶液共热
Br2的四氯化碳溶液
橙红色褪去
C2H4与Br2发生加成反应
【答案】D
【解析】A、乙醇易挥发,加热后产生的气体中含有乙醇蒸气也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项A错误;B、醋酸易挥发,产生的气体中可能含有醋酸,干扰实验的判断,选项B错误;C、氧气可以直接排放,不必进行尾气处理,选项C错误;D、溴乙烷与氢氧化钠醇溶液共热产生的乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明C2H4与Br2发生加成反应,选项D正确。答案选D。
典例2下列装置或操作能达到实验目的的是
A. 甲装置构成铜锌原电池
B. 用图乙所示装量加热AlCl3饱和溶液然后利用余热蒸干制备AlCl3固体
C. 丙装置里图I烧瓶中充满氨气,烧杯中盛装水,在图II的锥形瓶中,加入足量的Cu与稀硝酸,图I和图II都产生喷泉现象且原理相同
D. 利用丁装置制取SO2,并检验其还原性,小试管中的试剂可为酸性KMnO4溶液
【答案】D
典例3下列实验中,对应的操作、现象以及结论均正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
结论
A
将铜粉加入到浓硫酸中
无明显现象
铜被浓硫酸钝化
B
将表面氧化的钢丝从酒精灯的外焰慢慢移向内焰
黑色的铜丝变红色
氧化铜被酒精灯内焰的乙醇蒸汽还原
C
将混有乙酸的乙酸乙酯加入到分液漏斗中,加入氢氧化钠溶液,震荡、静置、分液
溶液分层
除去乙酸乙酯中的乙酸
D
分别向两只试管中加入同浓度、同体积的草酸溶液,再分别加入同体积、不同浓度的酸性高猛酸钾溶液
酸性高锰酸钾溶液褪色时间不同
浓度不同反应速率不同
【答案】B

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