精修版高考化學江西：第十章 課時3 化學實驗方案的設計與評價

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1、精品文檔?高考化學 課時3 化學實驗方案的設計與評價 (時間：45分鐘　分值：100分) 一、選擇題(本題共7個小題，每題6分，共42分，每個小題只有一個選項符合題意。) 1．下列相關家庭實驗設計能達到預期目的的是 (　　)。 相關實驗 預期目的 A 在少量食用堿中滴加食醋 探究食用堿是碳酸鈉還是碳酸氫鈉 B 在食用鹽中滴加少量淀粉液 探究食用鹽是否為加碘鹽 C 用激光筆照射淀粉液 探究淀粉液是膠體還是溶液 D 將雞蛋白溶于水后，滴加AgNO3溶液 驗證蛋白質中含有氯元素 解析　碳酸鈉、碳酸氫鈉均能與乙酸反應生成二氧化碳，A不能達

2、到預期目的；食用鹽中加入的是化合態(tài)的碘，不能用淀粉檢驗，B不能達到預期目的；蛋白質不是電解質，不能電離出氯離子，D不能達到預期目的。 答案　C 2．某同學通過實驗探究硫及其化合物的性質，實驗現象正確且能達到目的的是 (　　)。 A．點燃硫黃，產生有刺激性氣味氣體，該氣體可以漂白紙漿 B．將CuSO4·5H2O加入濃硫酸中，藍色晶體變?yōu)榘咨?，說明濃硫酸具有強的脫水性 C．把SO2通入盛有滴加了酚酞試劑的NaOH溶液中，溶液褪色，說明SO2具有漂白作用 D．將Cu片加入濃硫酸中，反應劇烈，說明濃硫酸具有強的氧化性 解析　點燃硫黃生成SO2，A正確；選項B說明濃硫酸有吸水性；選項C體

3、現了SO2的酸性氧化物的性質；Cu和濃H2SO4的反應需要加熱，且根據反應的劇烈程度不能判斷物質的氧化性或還原性的強弱，D錯。 答案　A 3．(2012·濰坊模擬)某化學興趣小組設計了下列四個實驗裝置，試圖通過觀察實驗現象說明CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應。其中無法達到實驗目的的是 (　　)。 解析　D中的b容器因為與外界大氣不通，不能達到實驗目的。 答案　D 4．下列實驗方案設計中，可行的是 (　　)。 A．在水中加入氯化鐵晶體，加熱至沸騰，可得到氫氧化鐵膠體 B．氫氧化鐵膠體中的H＋、Cl－可用過濾的方法除去 C．用蒸發(fā)的方法使NaCl從溶液中析

4、出時，將蒸發(fā)皿中NaCl溶液全部加熱 蒸干 D．鑒別氯化鐵溶液與氫氧化鐵膠體較簡便的方法是用激光束照射 解析　A項實驗操作不會制得膠體，會得到沉淀；膠體粒子也能通過濾紙，B項錯誤；C項，蒸發(fā)溶液到溶液快要蒸干時用余熱蒸干即可。 答案　D 5．(2013·阜陽模擬)下列有關實驗設計、實驗現象和解釋或結論都正確的是(　　)。 選項 實驗設計 實驗現象 解釋或結論 A 向過量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反應后，滴入KSCN溶液 溶液呈紅色 稀HNO3將Fe氧化為Fe3＋ B 向AgI沉淀中滴入飽和KCl溶液 有白色沉淀出現 AgCl比AgI更難溶 C

5、向某溶液中加入CCl4 液體分層，下層CCl4顯紫色 原溶液中存在I－ D 用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上 試紙變藍色 濃氨水呈堿性 解析　硝酸和鐵反應生成硝酸鐵，鐵過量時，鐵和Fe3＋反應生成亞鐵離子，滴入硫氰化鉀溶液不呈紅色，A項錯。碘化銀的溶解度小于氯化銀，B項錯。原溶液中含有碘單質，不是碘離子，C項錯。紅色石蕊試紙遇堿變藍色，D項正確。 答案　D 6．(2013·吉林模擬)下列實驗設計及描述不正確的是 (　　)。 A．圖甲所示的實驗，探究氧化性：KMnO4>Cl2>I2 B．圖乙所示的實驗，根據小試管中液面的變化判斷鐵釘發(fā)生析氫腐蝕 C．

6、圖丙所示的實驗，根據溫度計讀數的變化用稀鹽酸和NaOH溶液反應測定中和熱 D．圖丁所示的實驗，根據試管中液體顏色的變化比較Cl2、Fe3＋、I2的氧化性強弱 解析　圖甲中濃鹽酸與高錳酸鉀反應，氧化劑為高錳酸鉀，氧化產物為氯氣，氯氣與KI反應，氯氣是氧化劑，I2是氧化產物，故氧化性：KMnO4>Cl2>I2，A項正確；食鹽水浸泡過的鐵釘發(fā)生的是吸氧腐蝕，B項錯；圖丁通入氯氣時，下層先變?yōu)樽霞t色(I－被氧化為I2)，然后上層變?yōu)辄S色(Fe2＋被氯氣氧化為Fe3＋)，D項正確。 答案　B 7．(2013·揚州模擬)下列有關實驗原理、方法和結論都正確的是 (　　)。 A．已知Cu2O

7、＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O，氫氣還原氧化銅后所得紅色固體能完全溶于稀硝酸，說明還原產物是銅 B．用蒸餾水、酚酞、BaCl2溶液和已知濃度鹽酸標準液作試劑，可測定NaOH固體(雜質僅為Na2CO3)的純度 C．實驗室中的CCl4含有少量溴，加適量的苯，振蕩、靜置后分液，可除去CCl4中的溴 D．取一定量水垢加鹽酸，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體，說明水垢的主要成分為CaCO3、MgCO3 解析　Cu和Cu2O都能溶于稀HNO3，A項錯誤，應改為稀H2SO4，BaCl2與Na2CO3反應生成BaCO3，反應方程式為：BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl，過濾后，

8、用標準濃度的鹽酸可滴定測出溶液中NaOH的量，B正確；CCl4也能溶于苯，無法用苯萃取CCl4中的Br2。C錯誤；D項中結論錯誤，只能說明水垢中含有CO32－，但不能說明一定有MgCO3。 答案　B 二、非選擇題(本題共4個小題，共58分) 8．(14分)某化學研究性學習小組擬對一種焰火原料(由兩種短周期的常見金屬單質組成的合金粉末)進行探究。請完成下列探究報告。 [探究目的]　探究該焰火原料的組成 [資料檢索]?、費g2＋的檢驗方法：取2滴待檢液，加入2滴2 mol·L－1的NaOH溶液，再加入1滴鎂試劑(I)染料(對硝基苯偶氮間苯二酚)，若出現沉淀并吸附鎂試劑(Ⅰ)染料呈天藍色，

9、表示待檢液中含有Mg2＋，Ag＋、Cu2＋、Fe3＋、 NH4＋會妨礙Mg2＋的檢驗。 ②Mg(OH)2可溶于濃的氯化銨溶液，其他的常見不溶堿難溶于氯化銨。 [探究思路]　確定焰火原料所含金屬的種類 [實驗探究]　(1)甲同學進行了初步實驗，實驗步驟和實驗現象如下。請?zhí)顚懴卤恚? 實驗序號 實驗步驟 實驗現象 結論 ① 取少量該焰火原料加入冷水中 無明顯現象 ② 取少量該焰火原料加入稀鹽酸中 完全溶解，有大量氣體產生，溶液呈無色 (2)乙同學取第②組實驗的溶液，加入鎂試劑(Ⅰ)染料，得出合金中不含鎂。乙的結論________(填“正確”或“錯誤”)，你的理由

10、是______________ __________________________________________________________。 (3)丙同學設計實驗方案，確定焰火原料中的金屬種類，實驗記錄如下所示： 由丙的實驗記錄可知，該焰火原料是由________和________兩種金屬組成的合金；向濾液中加入足量氫氧化鈉溶液后需煮沸，煮沸的理由是___________________________________________________________________________________________________________________

11、________________。 解析　由題意知①中把焰火原料加入冷水中無明顯現象，說明該合金中不含與冷水反應的金屬，則鋰、鈉等活潑金屬不存在，由②可知金屬能與鹽酸反應放出氣體，則其可能由短周期金屬元素鈹、鎂、鋁三種金屬中的任意兩種組成。 答案　(1)①不含鋰(Li)、鈉(Na)等活潑金屬 ②可能含鈹(Be)、鎂(Mg)、鋁(Al)三種金屬中的任意兩種 (2)錯誤　由資料知，檢驗Mg2＋的反應必須在堿性條件下進行 (3)鋁(或Al)　鎂(或Mg)(順序可互換)　將NH4＋轉化為NH3，煮沸促進其逸出，防止NH4＋干擾Mg2＋的檢驗 9．(15分)某鐵礦石樣品除含SiO2外，主要成

12、分是鐵的氧化物。某化學興趣小組對鐵礦石進行探究。 (1)探究鐵礦石中鐵的價態(tài) ①某學生將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；取少許溶液，滴加KSCN溶液后出現紅色。由此得出該鐵礦石中鐵元素價態(tài)為＋3的結論。你認為此結論________(填“合理”或“不合理”)，理由是__________________________ ______________________________________________。 ②請完成下表對鐵元素價態(tài)的探究實驗： 限選試劑：3 mol·L－1H2SO4溶液、3%H2O2溶液、6 mol·L－1HNO3溶液、0.01 mol· L－1KMnO4溶液

13、、稀NaOH溶液、0.1 mol·L－1KI溶液、20%KSCN溶液、蒸餾水。 實驗操作步驟 預期現象與結論 步驟1：用藥匙取少許樣品于試管中，用滴管滴加適量的3 mol·L－1 H2SO4溶液，加熱，充分反應后得到A溶液 步驟2：________________________ ______________________________ 若________，樣品中含＋3價的鐵元素 步驟3：________________________ ______________________________ 若________，樣品中含＋2價的鐵元素 (2)探究鐵礦石中鐵的含量

14、 將2.25 g鐵礦石樣品經一系列化學處理，制得鐵元素全部為Fe2＋的待測液250 mL，利用反應5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O對鐵礦石中鐵元素的含量進行測定。 ①取25.00 mL待測液進行滴定，平均消耗0.02 mol·L－1 KMnO4溶液的體積為25.00 mL，求鐵礦石中鐵元素的質量分數(寫出計算過程，并保留3位有效數字)。 ②下列滴定方式中，最合理的是(夾持部分略去)________________。 ③在滴定過程中，________(填“需要”或“不需要”)指示劑來確定滴定終點。 解析　(1)①稀HNO3具有強氧化性，能將樣品中＋

15、2價的鐵元素氧化為＋3價，因此該結論不合理。②利用Fe3＋遇SCN－變紅色，選擇KSCN溶液檢驗Fe3＋；利用Fe2＋的還原性，能使紫色高錳酸鉀溶液變?yōu)闊o色，選擇KMnO4溶液檢驗Fe2＋。(2)②KMnO4溶液盛裝在酸式滴定管中，試樣盛裝在錐形瓶中，選擇b。 答案　(1)①不合理　稀HNO3具有強氧化性，能將樣品中＋2價的鐵元素氧化為＋3價 ② 實驗操作步驟 預期現象與結論 取2 mL A溶液于試管中，用膠頭滴管滴加1～2滴20%KSCN溶液，振蕩試管 溶液變紅色 另取2 mL A溶液于試管中，用膠頭滴管滴加1～2滴0.01 mol·L－1KMnO4溶液，振蕩試管 溶液的紫紅

16、色褪去 (2)①n(Fe2＋)＝5n(MnO4－)＝0.02 mol·L－1×25.00×10－3L×5＝0.002 5 mol，m(Fe2＋)＝0.002 5 mol× (250 mL÷25.00 mL)×56 g·mol－1＝1.4 g，鐵礦石中鐵元素的質量分數為×100%＝62.2%。 ②b?、鄄恍枰? 10．(14分)將含有水蒸氣的氯氣通入干燥疏松的碳酸鈉中可以得到一種固體物質X，利用如圖實驗裝置可以探究固體物質X的成分。 (1)試劑甲的名稱為________，試劑乙的名稱為________。 (2)經測定可知固體X中至少含有NaHCO3和一種含氯的鹽類物質，裝置D中的

17、物質為含氯氧化物。下面對固體X的成分進行猜想和探究。 ①提出合理猜想。 猜想1：固體X含有兩種成分：NaHCO3和________； 猜想2：固體X含有三種成分：NaHCO3和________。 ②下面是針對固體X中的成分猜想進行的實驗探究。請?zhí)顚懴卤碇械目崭?可不填滿)。 實驗步驟 預期現象和結論 步驟1：取少量固體X樣品放入試管中，加入適量蒸餾水，使固體完全溶解為溶液，將溶液分裝到兩支試管中 步驟2： 步驟3： 限選試劑：酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀HNO3、蒸餾水、AgNO3溶液、澄清石灰水 (3)上述裝置C中，如果標準狀況下的2.24

18、 L氯氣與0.1 mol碳酸鈉正好完全反應，則濕潤的氯氣與碳酸鈉反應的化學方程式為__________________ ______________________________________________________。 解析　(1)制備氯氣用濃鹽酸作還原劑，氯氣中含有HCl雜質，一般用飽和食鹽水除去。(2)①根據反應物為Cl2、H2O、Na2CO3，而D中物質為含氯氧化物，其中Cl顯正價，則C中含氯的鹽只有一種，且其中的Cl必顯負價，該鹽為NaCl。固體X的成分可能為：NaHCO3、NaCl或NaHCO3、NaCl、Na2CO3。②由于可以確定固體X中含有NaHCO3，對固體X的

19、成分的探究實質是檢驗NaCl、Na2CO3的存在，即可以通過檢驗Cl－、CO32－來探究固體X的組成。檢驗CO32－選擇BaCl2溶液，需要注意的是不能選擇Ba(OH)2溶液或澄清石灰水，否則NaHCO3會有干擾；檢驗Cl－選擇稀HNO3和AgNO3溶液。(3)設含氯氧化物為Cl2Ox，則該反應為：aCl2＋aNa2CO3＋H2O===aNaHCO3＋aNaCl＋Cl2Ox，根據原子守恒，則a＝2，x＝1，故該反應為2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O。 答案　(1)濃鹽酸　飽和食鹽水 (2)①NaCl?、贜aCl、Na2CO3 實驗步驟 預期現象

20、和結論 步驟2：向A試管中滴加足量BaCl2溶液 若無明顯現象，則固體X中不含Na2CO3；若溶液變渾濁，則固體X中含Na2CO3 步驟3：向B試管中滴加足量稀硝酸，再加適量AgNO3溶液 若無明顯現象，則固體X中不含NaCl；若溶液變渾濁，則固體X中含NaCl (3)2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O 11．(15分)(2013·福建三明質檢)保護環(huán)境是全球關注的問題。 Ⅰ.某環(huán)保部門處理含CN－電鍍廢水的方法如圖(CN－和CNO－中N的化合價均為－3價)： 某學習小組依據上述方法，用下圖實驗裝置進行該電鍍廢水處理的研究。 操

21、作步驟： ⅰ.先關閉裝置甲的開關，再將含CN－廢水與過量NaClO溶液混合，取200 mL混合液[其中c(CN－)為0.200 mol·L－1]加入裝置甲中，塞上橡皮塞。 ⅱ.待裝置甲中充分反應后，打開開關，使溶液全部流入裝置乙中，關閉開關。 ⅲ.測定干燥管Ⅰ增加的質量。 (1)寫出裝置乙中反應的離子方程式：_________________________________。 (2)裝置丙中的試劑是________，裝置丁的作用是________________。 (3)假定上述實驗中的氣體都被充分吸收。若干燥管Ⅰ增重1.408 g。則CN－被處理的百分率為________。 (

22、4)你認為用此裝置進行實驗，與(3)對比，CN－被處理的百分率將________(填“偏高”、“偏低”、“無法確定”或“無影響”)，簡述你的理由：_________________________________________________________________。 Ⅱ.防治空氣污染，燃煤脫硫很重要。目前，科學家對Fe3＋溶液脫硫技術的研究已取得新成果。 (5)某學習小組為了探究“SO2與Fe3＋反應的產物”，將過量的SO2通入FeCl3溶液中后，各取10 mL反應液分別加入編號為A、B、C的試管中，并設計以下3種實驗方案： 方案①：A中加入少量KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去

23、。 方案②：B中加入KSCN溶液，溶液不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。 方案③：C中加入稀鹽酸酸化的BaCl2溶液，產生白色沉淀。 上述實驗方案中不合理的是________________。 解析　(1)根據圖示，乙中CNO－和ClO－發(fā)生氧化還原反應，最終CNO－被氧化為N2，ClO－被還原為Cl2，根據得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平離子方程式。(2)裝置丙的作用是吸收混合氣中的H2O，試劑選擇濃硫酸，裝置丁的作用是吸收混合氣中的Cl2。(3)干燥管Ⅰ增加的質量為反應產生的CO2的質量，根據CN－～CO2，則被處理的n(CN－)＝ mol＝0.032 mol，CN－被處理的百分率為×100%＝80.0%。(4)若Cl2在丁中沒有被完全吸收，則結果偏高，若CO2殘留在裝置中，則結果偏低。(5)方案①不合理，因為SO2、Fe2＋均具有還原性，均能與KMnO4發(fā)生氧化還原反應而使溶液褪色。 答案　(1)2CNO－＋6ClO－＋8H＋===N2↑＋2CO2↑＋3Cl2↑＋4H2O (2)濃硫酸　吸收混合氣中的Cl2 (3)80.0% (4)偏高　部分Cl2在裝置丁中沒有被吸收而在干燥管Ⅰ中被吸收　或偏低　部分CO2殘留在裝置內沒有在干燥管Ⅰ中被吸收　或無法確定　部分Cl2在干燥管Ⅰ中被吸收，部分CO2沒有在干燥管Ⅰ中被吸收 (5)方案①