（福建專用）2014版高三化學(xué) 專題檢測卷（十二） 專題五 第2講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案與設(shè)計(jì)（含解析）

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1、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案與設(shè)計(jì) (45分鐘　100分) 一、選擇題(本題包括6小題,每小題7分,共42分) 1.(2013·石家莊質(zhì)檢)以下進(jìn)行性質(zhì)比較的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),不合理的是(　　) A.比較Cu、Fe2+的還原性：Cu加入FeCl3溶液中 B.比較氯、溴的非金屬性：氯氣通入溴化鈉溶液中 C.比較鎂、鋁的金屬性：鎂、鋁(除氧化膜)分別放入4 mol·L-1的NaOH溶液中 D.比較高錳酸鉀、氯氣的氧化性：高錳酸鉀中加入濃鹽酸 2.下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案肯定能獲得成功的是(　　) A.用1 mol·L-1的鹽酸與MnO2反應(yīng)制取氯氣 B.用濕潤的淀粉碘化鉀試紙鑒別二氧化氮和溴蒸氣 C.用10

2、 mL量筒量取8.50 mL濃硫酸用于配制一定物質(zhì)的量濃度的稀硫酸 D.用濕潤的有色紙條鑒別氯化氫和氯氣 3.(2013·莆田一模)用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn),正確的是(　　) A.甲用于證明非金屬性強(qiáng)弱：Cl>C>Si B.乙用于配制一定物質(zhì)的量濃度的硫酸溶液 C.丙用于模擬生鐵的電化學(xué)腐蝕 D.丁用于測定某稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度 4.下述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到目的的是(　　) 編號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) A 除去CO2中少量的SO2 將混合氣體通過飽和Na2CO3溶液 B 除去銅粉中混有的CuO 向混合物中滴加適量稀硝酸 C 檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2+

3、向溶液中滴入氯水后,再滴加KSCN溶液 D 證明H2CO3酸性比H2SiO3強(qiáng) 將CO2通入Na2SiO3溶液中 5.(2013·海南高考)下圖所示儀器可用于實(shí)驗(yàn)室制備少量無水FeCl3,儀器連接順序正確的是(　　) A.a—b—c—d—e—f—g—h B.a—e—d—c—b—h—i—g C.a—d—e—c—b—h—i—g D.a—c—b—d—e—h—i—f 6.(2013·長春一模)下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)論不相符的是(　　) A.某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,再滴加稀鹽酸,出現(xiàn)白色沉淀且不溶解,則原溶液中可能含有S B.某氣體使?jié)駶櫟乃{(lán)色試紙變紅,則該氣體一定是酸性氧

4、化物 C.乙醇中混有乙酸,加入氫氧化鈉后蒸餾即得純凈的乙醇 D.在分液漏斗中加入溴水,然后加入適量CCl4,振蕩后靜置,溴可萃取到CCl4中 二、非選擇題(本題包括4小題,共58分) 7.(16分)(2013·泉州質(zhì)檢)已知A、B、D、E四種物質(zhì)中均含有同一種短周期元素,D為氣體單質(zhì),A的焰色反應(yīng)的顏色為淺紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃),E為黑色粉末,在如圖所示轉(zhuǎn)化中E均起催化作用(某些產(chǎn)物已略去)。 請(qǐng)回答： (1)A的名稱為　　　　,B的結(jié)構(gòu)式為　　　　。 (2)為研究X單質(zhì)的性質(zhì),特設(shè)計(jì)如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。裝置Ⅲ中夾持裝置已略去。其中a為干燥的品紅試紙,b為濕潤的品紅試紙。

5、 ①加入藥品前,檢查Ⅰ中氣體發(fā)生裝置氣密性的操作是用止水夾夾住C處,然后向分液漏斗中加水,打開　　　　,一段時(shí)間后　　　　,則氣密性良好; ②寫出裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式　 ; ③實(shí)驗(yàn)過程中,裝置Ⅴ中NaOH的作用(用離子方程式表示)? 　; ④實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,該組同學(xué)在裝置Ⅲ中觀察到b的紅色褪去,但是并未觀察到“a無明顯變化”這一預(yù)期現(xiàn)象。為了達(dá)到這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?你認(rèn)為在　　　　(選填裝置序號(hào))之間還需添加洗氣瓶,該裝置的作用是? 　。 8.(14分)(2013·安徽示范高中一模)為探究足

6、量鋅與18.4 mol·L-1濃硫酸的反應(yīng),某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。 【實(shí)驗(yàn)Ⅰ】反應(yīng)生成物成分的定性探究 取65.0 g鋅粒與98%的濃硫酸(ρ=1.84 g·mL-1)110 mL充分反應(yīng),鋅全部溶解,對(duì)于制得的氣體,有同學(xué)認(rèn)為可能混有雜質(zhì)。 (1)研究小組所制得的氣體中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是　　　　(填分子式),產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是　　　　　　(用化學(xué)方程式和必要的文字加以說明)。 (2)為證實(shí)相關(guān)分析,該化學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),組裝了如下裝置,對(duì)所制的氣體進(jìn)行探究。 ①裝置C中加入的試劑是　　　　　;裝置D中加入的試劑是　　　　　。 ②裝置F中加入的試劑是　　　　　

7、;U形管G的作用為　　　　 　。 ③有同學(xué)認(rèn)為A、B間應(yīng)增加圖中的甲裝置,該裝置的作用為　　　　　。 【實(shí)驗(yàn)Ⅱ】硫酸濃度與生成氣體成分的定量探究 為了定量測定濃硫酸具有強(qiáng)氧化性的最低濃度,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為取 18.4 mol·L-1濃硫酸amL與足量的鋅于A中反應(yīng),將生成的氣體通入某溶液并測定生成沉淀的質(zhì)量。 (1)A中產(chǎn)生的氣體應(yīng)通入上圖中的　　　(填“乙”或“丙”)裝置。 (2)有同學(xué)認(rèn)為要減小實(shí)驗(yàn)誤差,需要增加一個(gè)將反應(yīng)生成的SO2全部排出的操作。但也有同學(xué)認(rèn)為沒有必要,其理由是　　　　　　　。 9.(16分)(2013·福州質(zhì)檢)某同學(xué)利用下列裝置實(shí)現(xiàn)銅與濃硝酸

8、、稀硝酸反應(yīng),過程如下： Ⅰ.取一段銅絲,用稀硫酸除去銅銹。 Ⅱ.將洗滌后的銅絲做成匝數(shù)較多的螺旋狀。 Ⅲ.按如圖所示裝置連接儀器、檢查氣密性、裝入化學(xué)試劑。 (1)過程Ⅰ發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是　 。 (2)寫出過程Ⅲ中檢查氣密性的方法　 。 (3)過程Ⅲ的后續(xù)操作如下： ①打開止水夾a和b,輕推注射器,使?jié)庀跛崤c銅絲接觸,觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　,一段時(shí)間后使反應(yīng)停止的操作是　　　　　,關(guān)閉a,取下注射器。 ②打開b和分液漏斗活塞,當(dāng)玻璃管充滿稀硝酸后,關(guān)閉b和分液漏斗活塞,打開a,觀察到有氣

9、泡產(chǎn)生。稀硝酸充滿玻璃管的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰　　　　　　?該反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　　。 (4)另取3支盛滿NO2氣體的小試管分別倒置在盛有常溫水、熱水和冰水的3只燒杯中,發(fā)現(xiàn)液面上升的高度明顯不一致。結(jié)果如表所示(忽略溫度對(duì)氣體體積的影響)： 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 水溫/℃ 液面上升的高度 1 25 超過試管的2/3 2 50 不足試管的2/3 3 0 液面上升超過實(shí)驗(yàn)1 ①根據(jù)上表得出的結(jié)論是溫度越　　　　(填“高”或“低”),進(jìn)入試管中的溶液越多。 ②查閱資料： a.NO2與水反應(yīng)的實(shí)際過程為2NO2+H2O====HNO3+HNO2,3HNO2====HNO3+

10、2NO↑+H2O; b.HNO2不穩(wěn)定。 則產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是　 。 10.(12分)氨氣是一種重要化合物,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用。 (1)下列裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制取少量氨氣的是? (填序號(hào))。 (2)“氨的催化氧化”是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的重要步驟。某化學(xué)課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如下裝置模擬該實(shí)驗(yàn)過程,并用水吸收制取硝酸(固定裝置略去)： ①A裝置的分液漏斗中盛放濃氨水,則燒瓶中盛放的藥品應(yīng)該是　　　　。 ②C裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 。 ③

11、反應(yīng)后,裝置E中除存在較多的H+外,還可能存在的一種陽離子是　　　　,試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明這種離子的存在　　　　　　。 答案解析 1.【解析】選C。若溶液變藍(lán),說明氯化鐵能腐蝕單質(zhì)銅,則Cu是還原劑、Fe3+是氧化劑、Fe2+是還原產(chǎn)物,由于反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性,因此能比較Cu、Fe2+的還原性,故A合理;若無色溶液變?yōu)榈S色,說明氯氣能從鹽中置換出單質(zhì)溴,則氯氣是氧化劑、溴離子是還原劑、單質(zhì)溴是氧化產(chǎn)物,由于反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,則單質(zhì)氯的氧化性大于單質(zhì)溴,所以氯元素的非金屬性比溴強(qiáng),故B合理;元素金屬性強(qiáng)弱可以根據(jù)其單質(zhì)與酸反應(yīng)置換出氫的難易程度來判斷

12、,因此可將鎂、鋁(除氧化膜)分別放入稀鹽酸或稀硫酸中,根據(jù)置換出氫的難易程度可以比較鎂、鋁金屬性,故C不合理;若產(chǎn)生黃綠色氣體,說明高錳酸鉀能氧化HCl,則高錳酸鉀是氧化劑、HCl是還原劑、氯氣是氧化產(chǎn)物,因此能比較高錳酸鉀、氯氣的氧化性,故D合理。 2.【解析】選D。制備氯氣需要濃鹽酸,而1 mol·L-1的鹽酸是稀鹽酸;二氧化氮、溴蒸氣都具有氧化性,都能氧化碘離子;量筒屬于粗量儀器,不能讀取小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)。 3.【解析】選C。HCl不是氯元素的最高價(jià)含氧酸,不能證明非金屬性：Cl>C,A不正確;不能在容量瓶中溶解濃硫酸, B不正確;酸性條件下鐵發(fā)生析氫腐蝕,中性條件下,鐵發(fā)生吸氧腐蝕,

13、故紅墨水柱左低右高,C正確;帶活塞的酸式滴定管不能盛裝堿性溶液,D不正確。 4.【解析】選D。A中除去CO2中少量的SO2,可將混合氣體通過飽和的NaHCO3溶液,A錯(cuò)誤;B中除去銅粉中混有的CuO,可向混合物中滴加適量稀鹽酸,而不能用稀硝酸,因?yàn)镃u也能與稀硝酸反應(yīng),B錯(cuò)誤;C中檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2+,應(yīng)先向溶液中滴加KSCN溶液,若無明顯現(xiàn)象,再向溶液中滴入氯水,若溶液變?yōu)榧t色則說明溶液中含有Fe2+,C錯(cuò)誤;D中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到目的,D正確。 5.【解析】選B。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮退o儀器藥品應(yīng)首先制得氯氣,然后再將氯氣與鐵粉反應(yīng),制取FeCl3,最后用NaOH溶液吸收多余的氯氣防止污

14、染環(huán)境。由于制得的氯氣中含有HCl、H2O等雜質(zhì),所以與鐵反應(yīng)之前應(yīng)先用飽和NaCl溶液吸收揮發(fā)出的HCl,然后用濃硫酸干燥。連接儀器時(shí)應(yīng)注意長管進(jìn)氣,短管出氣。 6.【解析】選B。酸性條件下,N可以將S氧化為S;使?jié)駶櫟乃{(lán)色試紙變紅的氣體可以是酸性氧化物,也可以是其他酸性氣體,如HCl、HNO3等;乙酸與NaOH生成高沸點(diǎn)的鹽;溴在四氯化碳中的溶解度很大,且四氯化碳與水互不相溶,四氯化碳可以作為萃取劑。 7.【解析】(1)含鉀元素的A固體和液體B在黑色粉末E的催化作用下都生成氣體D,不難推出,A為氯酸鉀,B為過氧化氫,E為二氧化錳。 (2)E固體為二氧化錳,再結(jié)合題意可推知X單質(zhì)為Cl

15、2。 ①檢查Ⅰ中氣體發(fā)生裝置氣密性的操作是用止水夾夾住C處,然后向分液漏斗中加水,打開分液漏斗的旋塞,一段時(shí)間后分液漏斗中的水滴不下來,則氣密性良好; ②裝置Ⅰ是Cl2的發(fā)生裝置,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑ ③裝置Ⅴ中NaOH的作用是吸收Cl2,防止大氣污染,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-====Cl-+ClO-+H2O ④干燥的Cl2不能使干燥的品紅試紙褪色,濕潤的Cl2能使品紅試紙褪色,為了防止干擾,應(yīng)在Ⅱ和Ⅲ裝置之間,添加干燥Cl2的裝置。 答案：(1)氯酸鉀　H—O—O—H (2)①分液漏斗的旋塞　分液漏斗中的水滴不

16、下來 ②MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑ ③Cl2+2OH-====Cl-+ClO-+H2O ④Ⅱ和Ⅲ　干燥Cl2 8.【解析】【實(shí)驗(yàn)Ⅰ】(1)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硫酸的濃度會(huì)逐漸變小,Zn與稀硫酸反應(yīng)得到的氣體是H2,反應(yīng)的方程式為H2SO4(稀)+Zn====ZnSO4+H2↑。 (2)B裝置放置的品紅溶液是為了檢驗(yàn)SO2氣體,C裝置放置的是NaOH(或KMnO4)溶液,目的是吸收混合氣體中的SO2,D裝置的濃硫酸吸收水蒸氣,避免其干擾H2和CuO的反應(yīng),否則F中的CuSO4變藍(lán)就不能確定是H2和CuO反應(yīng)生成的H2O,G的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入系統(tǒng),干

17、擾實(shí)驗(yàn);為防止B裝置發(fā)生倒吸,在A與B之間加一個(gè)防倒吸的裝置。 【實(shí)驗(yàn)Ⅱ】(1)SO2與BaCl2溶液不反應(yīng),不能得到沉淀,故選丙裝置。 (2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,稀硫酸與Zn反應(yīng)得到的H2會(huì)將反應(yīng)得到的SO2全部排入到丙裝置中,沒有必要增加其他裝置或反應(yīng)。 答案：【實(shí)驗(yàn)Ⅰ】 (1)H2　隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸溶液濃度變稀,發(fā)生反應(yīng)：H2SO4(稀)+Zn==== ZnSO4+H2↑ (2)①足量NaOH(或KMnO4)溶液　濃硫酸 ②無水CuSO4(或無水硫酸銅)　防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入系統(tǒng),干擾實(shí)驗(yàn) ③防止倒吸 【實(shí)驗(yàn)Ⅱ】 (1)丙 (2)后產(chǎn)生的氫氣會(huì)將二氧化硫全部排入丙

18、中 【解題技巧】實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與探究注意的問題 (1)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的探究,首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?然后結(jié)合問題,運(yùn)用有關(guān)化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,對(duì)實(shí)驗(yàn)的儀器、步驟、方法進(jìn)行逐步的分析。其中,有關(guān)方案的設(shè)計(jì)要特別明確：原理要有科學(xué)性,不能憑空捏造,不能脫離實(shí)際,所選方案應(yīng)是在現(xiàn)實(shí)條件下能夠完成的。實(shí)驗(yàn)裝置要簡便易行,操作必須安全可靠,效果要明顯。(2)要善于對(duì)實(shí)驗(yàn)所得出的事實(shí)證據(jù)通過比較、歸納、概括、總結(jié)等方式進(jìn)行處理,從而得出科學(xué)的結(jié)論,并由此解釋化學(xué)現(xiàn)象,說明問題。 9.【解析】(1)稀硫酸與堿式碳酸銅反應(yīng)的離子方程式是Cu2(OH)2CO3+4H+==== 2Cu2++CO2↑+3H2O。

19、 (2)過程Ⅲ中檢查氣密性的方法為打開b和a,關(guān)閉分液漏斗的活塞,將左邊導(dǎo)管插入盛水的燒杯中,輕輕拉動(dòng)注射器活塞,若導(dǎo)管中液面上升則說明氣密性好。 (3)濃硝酸與銅絲接觸,觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生紅棕色氣體,想讓反應(yīng)停止的操作是輕輕將注射器活塞向右拉使銅絲和溶液分開。稀硝酸充滿玻璃管的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍⒉ＡЧ苤械腘O2和空氣排出,反應(yīng)的離子方程式是3Cu+8H++2N====3Cu2++2NO↑+4H2O。 (4)溫度越高,進(jìn)入試管的溶液越少,溫度越低,進(jìn)入試管的溶液越多;根據(jù)NO2與水反應(yīng)的實(shí)際過程為2NO2+H2O====HNO3+HNO2　3HNO2====HNO3+2NO↑+H2O,則產(chǎn)生上

20、述現(xiàn)象的原因是溫度低,HNO2分解量減少,分解產(chǎn)生的NO氣體量減少,所以進(jìn)入試管的溶液多。 答案：(1)Cu2(OH)2CO3+4H+====2Cu2++CO2↑+3H2O (2)打開b和a,關(guān)閉分液漏斗的活塞,將左邊導(dǎo)管插入盛水的燒杯中,輕輕拉動(dòng)注射器活塞,若導(dǎo)管中液面上升則說明氣密性好(類似方法都正確) (3)①產(chǎn)生紅棕色氣體　輕輕將注射器活塞向右拉使銅絲和溶液分開 ②將玻璃管中的NO2和空氣排出　3Cu+8H++2N====3Cu2++2NO↑+4H2O (4)①低?、跍囟鹊?HNO2分解量減少,分解產(chǎn)生的NO氣體量減少,所以進(jìn)入試管的溶液多 10.【解析】(1)c裝置試管口

21、應(yīng)該向下傾斜,a加熱氯化銨固體,分解產(chǎn)生的氨氣、HCl混合氣體反應(yīng)重新生成氯化銨導(dǎo)致堵塞;b、d可以用于實(shí)驗(yàn)室制取氨氣。 (2)由題意可知發(fā)生的反應(yīng)為氨的催化氧化,故A中反應(yīng)應(yīng)生成氨氣和氧氣,燒瓶中盛放的藥品應(yīng)該是過氧化鈉,發(fā)生反應(yīng)的方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。反應(yīng)后剩余的氨氣被水吸收,則溶液中還含有銨根離子,檢驗(yàn)的方法是：取E中少許溶液放入一潔凈試管內(nèi),滴加NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,證明E溶液中含有N。 答案：(1)b、d　(2)①Na2O2　②4NH3+5O24NO+6H2O?、跱　取E中少許溶液放入一潔凈試管內(nèi),滴加NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,證明E溶液中含有N