2019-2020年高考化學 專題二十三 化學實驗方案的設計與評價（全國通用）.doc

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2019-2020年高考化學 專題二十三 化學實驗方案的設計與評價（全國通用） 一、選擇題 1．(xx湖北八校聯(lián)考)下列選項中，有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是(　　) 選項 實驗操作 現(xiàn)象 結(jié)論 A 將過量的CO2通入CaCl2溶液中 無白色沉淀出現(xiàn) 生成的Ca(HCO3)2可溶于水 B 常溫下將Al片 插入濃硫酸中 無明顯現(xiàn)象 Al片和濃硫酸不反應 C 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 D 將SO2通入溴水中 溶液褪色 SO2具有漂白性 答案　C 2．(xx哈爾濱期末，13)化學中常借助于圖像這一表現(xiàn)手段以清晰地突出實驗裝置的要點，形象地闡述化學過程的原理。下列有關(guān)化學圖像表現(xiàn)的內(nèi)容正確的是(　　) 解析　A項，通過測量一段時間內(nèi)生成的H2的體積，來測定一定時間內(nèi)生成H2的反應速率，正確；B項，分液漏斗下端應緊貼燒杯內(nèi)壁，錯誤；C項，火柴端的導管應為長管并插入液面以下，抽氣管端的導管應為短管，錯誤；D項，比較非金屬性時，應使用該元素的最高價氧化物對應的水化物，故不應該用稀鹽酸，錯誤。 答案　A 3．(xx黃岡調(diào)研，10)某研究性學習小組討論甲、乙、丙、丁四種實驗裝置的有關(guān)用法，其中正確的是(　　) A．甲裝置：可用來除去CO氣體中的CO2氣體 B．乙裝置：可用來驗證NaHCO3和Na2CO3的熱穩(wěn)定性 C．丙裝置：可用來實驗室制備乙酸乙酯 D．丁裝置：可用來比較HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性強弱 解析　A項，洗氣應長進短出，錯誤；B項，小試管中應裝NaHCO3，外面大試管裝Na2CO3，里面的NaHCO3分解，而外面的Na2CO3不分解，說明Na2CO3穩(wěn)定性強，原裝置錯誤；D項，生成CO2中有HCl氣體，最終燒杯中生成H2SiO3沉淀，可能是鹽酸與Na2SiO3反應，無法證明是CO2反應。 答案　C 4．(xx郴州質(zhì)檢)下列各組中的實驗步驟及現(xiàn)象，能達到相應實驗目的的是(　　) 實驗目的 實驗步驟及現(xiàn)象 A 檢驗亞硫酸鈉試樣是否變質(zhì) 試樣白色沉淀沉淀不溶解 B 制取氯氣并探究氯氣是否具有漂白性 MnO2和濃鹽酸氣體褪色 C 證明酸性條件下H2O2氧化性比I2強 碘化鈉溶液溶液變藍色 D 探究濃度對化學平衡的影響 FeCl3和KSCN混合溶液紅色變深 解析　A項，Na2SO3也能與Ba(NO3)2反應生成白色沉淀BaSO3，加稀硝酸，BaSO3被氧化為BaSO4，白色沉淀也不溶解，不能檢驗Na2SO3試樣是否變質(zhì)，錯誤；B項，MnO2和濃鹽酸在加熱的條件下生成的氯氣中含有水蒸氣，氯氣與水蒸氣反應生成的HClO也能使干燥的有色布條褪色，不能達到檢驗氯氣是否具有漂白性的目的，錯誤；C項，稀硝酸也能把碘離子氧化為I2，不能證明酸性條件下H2O2的氧化性比I2強，錯誤；D項，對于化學平衡FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，加入FeCl3固體增大了反應物的濃度，平衡正向移動，生成更多的Fe(SCN)3，溶液紅色變深，能夠達到探究濃度對化學平衡的影響，正確。 答案　D 5．(xx東北三校聯(lián)考)關(guān)于下列各實驗裝置的敘述中，不正確的是(　　) A．裝置①可用于分離C2H5OH和H2O的混合物 B．裝置②可用于收集NO、O2、H2等 C．裝置③中X若為CCl4，可用于吸收NH3或HCl，并防止倒吸 D．裝置④可用于制取、收集NH3 解析　乙醇和水互溶，因此二者不能用分液漏斗分離，A錯；NO、O2、H2等不溶于水的氣體可用排水法收集，B正確；NH3和HCl在CCl4中不溶解，且CCl4的密度比水大，能吸收NH3或HCl，且能防止倒吸，故C正確；加熱固體制備氣體，用試管、酒精燈等儀器，D正確。 答案　A 二、非選擇題 6．(xx葫蘆島調(diào)研，19)某化學興趣小組為研究生鐵(含碳)與濃硫酸的反應情況及產(chǎn)物性質(zhì)，設計如下實驗。請回答下列問題： (1)按上圖所示裝置進行實驗(夾持裝置及尾氣處理裝置未畫出)。儀器b的名稱為________；實驗過程中，裝置B中觀察的現(xiàn)象是______________________。 (2)裝置C中有白色沉淀生成，該反應化學方程式為_______________________。 (3)裝置A中還會產(chǎn)生CO2氣體，請寫出產(chǎn)生CO2的化學方程式：__________________________________________________________________。 (4)為了驗證裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有CO2，應先從下列①～④中選出必要的裝置連接A裝置中c處管口，從左到右的順序為________(填序號)；然后再進行的操作是從a處多次鼓入N2，其目的是___________________________。 (5)某同學通過驗證實驗后期裝置A中產(chǎn)生的氣體中還含有H2，反應的離子方程式是___________________________________________________________。 解析　該實驗的原理為 ，利用CO2和SO2的性質(zhì)進行檢驗，(1)根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)特點，b的名稱為分液漏斗；結(jié)合SO2的化學性質(zhì)，裝置B中濕潤的品紅試紙褪色，濕潤的藍色石蕊試紙變紅；(2)裝置C中有白色沉淀的原因是SO2與水反應生成H2SO3，遇到Ba(NO3)2溶液被NO氧化為SO，SO＋Ba2＋===BaSO4↓，該反應的化學方程式為Ba(NO3)2＋3SO2＋2H2O===BaSO4↓＋2NO＋2H2SO4；(3)生鐵中的炭與濃硫酸反應會產(chǎn)生CO2，其化學方程式為C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；(4)檢驗CO2通常用澄清的石灰水，檢驗前要排除SO2的干擾，并保證除凈，要用到KMnO4溶液和品紅溶液，從左到右的順序為③②④；由于裝置中有空氣，而空氣中的CO2對實驗有影響，應從a處多次鼓入N2，趕盡裝置中的空氣；(5)反應后期濃硫酸會變稀，F(xiàn)e與稀H2SO4反應會產(chǎn)生H2，反應的離子方程式是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 答案　(1)分液漏斗　品紅試紙褪色，石蕊試紙變紅 (2)Ba(NO3)2＋3SO2＋2H2O===BaSO4↓＋2NO＋2H2SO4(書寫2個方程式也可) (3)C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O (4)③②④　趕盡裝置中的空氣，防止空氣的CO2影響實驗 (5)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 7．(xx山東濰坊聯(lián)考，18)工業(yè)上常用含少量SiO2、Al2O3的鉻鐵礦(FeOCr2O3)冶煉鉻，簡要流程如下： (1)完成下列化學方程式(在橫線上填寫物質(zhì)的化學式及系數(shù))： 2FeOCr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO34Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋________。 (2) 操作①包括過濾與洗滌，在實驗中進行洗滌沉淀的操作是____________________________________________________________________________________________________________________________________； 操作②可選用的裝置(部分夾持裝置略去)是________(填序號)。 (3)寫出能夠完成操作③的相關(guān)反應的化學方程式____________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)化學需氧量(COD)可度量水遭受有機物污染的程度。在強酸并加熱的條件下，用K2Cr2O7作強氧化劑處理水樣，并測定消耗的K2Cr2O7的量，然后換算成相當于O2的含量稱為化學需氧量(以mgL－1計)?；瘜W興趣小組測定某水樣的化學需氧量(COD)過程如下： Ⅰ.取a mL水樣置于錐形瓶中，加入10.00 mL 0.250 0 molL－1的K2Cr2O7溶液。 Ⅱ.…… Ⅲ.加指示劑，用c mol L－1的硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定，終點時消耗b mL(此步驟的目的是用Fe2＋把多余的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋)。 ①Ⅰ中量取K2Cr2O7溶液的儀器是____________________________________。 ②計算該水樣的化學需氧量時需用到下列關(guān)系：要除去1 mol Cr2O需消耗________ mol Fe2＋，1 mol Cr2O相當于________ mol O2。 解析　(1)根據(jù)化學方程式中的元素守恒和原子個數(shù)守恒可知需要補充“7NaNO2”。 (2)向漏斗中的沉淀上加蒸餾水，至浸沒沉淀，待液體流下，重復該操作2～3次即可。操作②是加熱煅燒，故選用裝置D。 (3)操作③前后的物質(zhì)分別為Cr2O3和Cr，可以采用鋁熱反應，使Cr2O3還原為Cr，也可以采用電解的方法。 (4)①K2Cr2O7具有強氧化性，故選用酸式滴定管或移液管。②Fe2＋與Cr2O發(fā)生氧化還原反應生成Fe3＋和Cr3＋，根據(jù)得失電子守恒可知，1 mol Cr2O需消耗6 mol Fe2＋；根據(jù)Cr2O～2Cr3＋轉(zhuǎn)移6e－，O2～2H2O轉(zhuǎn)移4e－可知，1 mol Cr2O相當于1.5 mol O2。 答案　(1)7NaNO2 (2)向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，待液體流下，重復操作2～3次　D (3)2Cr2O34Cr＋3O2↑或2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3 (4)①酸式滴定管或移液管　②6　1.5 B組　專項能力訓練 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、選擇題 1．(xx石家莊模擬)為證明稀硝酸與銅反應產(chǎn)物中的氣體為 NO，設計如圖所示實驗(實驗過程中，玻璃塞2為打開狀態(tài))， 下列說法中不正確的是(　　) A．關(guān)閉活塞1，加入稀硝酸至液面達到a處 B．在裝置左側(cè)稍加熱可以加快稀硝酸與銅的反應速率 C．通過開啟或關(guān)閉活塞1可以驗證NO的生成 D．反應開始后，膠塞下方有無色氣體生成，還不能證明該氣體為NO 解析　本題主要考查對化學實驗方案的設計能力。關(guān)閉活塞1時，裝置左端密閉，U形管內(nèi)有空氣，不可能加稀硝酸至液面a處，應打開活塞1才能做到。 答案　A 2．(xx湖南衡陽質(zhì)檢)根據(jù)下列實驗現(xiàn)象，所得結(jié)論不正確的是(　　) 實驗 裝置 實驗現(xiàn)象 結(jié)論 A 左邊棉球變?yōu)槌壬?，右邊棉球變?yōu)樗{色 氧化性：Cl2>Br2>I2 B 左邊燒杯中鐵表面有氣泡，右邊燒杯中銅表面有氣泡 活動性：Al>Fe>Cu C 白色固體先變?yōu)榈S色，后變又黑色(Ag2S) 溶解性：AgCl>AgBr>Ag2S D 錐形瓶中有氣體產(chǎn)生，燒杯中液體變渾濁 酸性：HCl> H2CO3>H2SiO3 解析　A項，在氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，左邊棉球變?yōu)槌壬f明氯氣置換出溴單質(zhì)，右邊棉球變?yōu)樗{色說明有碘單質(zhì)生成，可能是氯氣氧化碘離子，也可能是溴單質(zhì)氧化碘離子，故不能證明氧化性：Cl2>Br2>I2；B項，左邊燒杯中鐵表面有氣泡說明鋁作負極，鐵作正極，右邊燒杯中銅表面有氣泡說明鐵作負極，銅作正極，即活動性：Al>Fe>Cu；C項，白色固體先變?yōu)榈S色，說明AgCl變成了AgBr，后變?yōu)楹谏獳g2S，即溶解性：AgCl>AgBr>Ag2S；D項，依據(jù)強酸制弱酸的原理，錐形瓶中有氣體產(chǎn)生，說明鹽酸的酸性比碳酸強，二氧化碳通入硅酸鈉溶液中產(chǎn)生渾濁，說明碳酸的酸性比硅酸強。 答案　A 3．(xx河北質(zhì)量監(jiān)測，10)有氣體產(chǎn)生的化學實驗中，某段時間內(nèi)氣流速率可能過快，這極有可能導致實驗不能順利進行，甚至會引起危險。下列實驗裝置可使反應順利進行或能有效保證實驗安全的是(　　) A．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①③④ 解析?、僦械南鹉z管能夠平衡分液漏斗和燒瓶中的氣壓，保證分液漏斗中的液體順利滴下，可使反應順利進行；②中氣流速率過快時，壓強增大，液體被壓入長頸漏斗中存儲起來，保證實驗安全；③中氣流速率過快時，壓強增大，部分氣體存儲在氣球中，保證實驗安全；④中隨著反應的進行，燒瓶中壓強逐漸增大，液體不能順利滴下，實驗不能順利進行。綜上所述，B項正確。 答案　B 4．(xx湖南四校聯(lián)考，16)用如圖所示裝置進行實驗，將少量液體甲逐滴加入到固體乙中，試管中試劑為丙，則下列中現(xiàn)象與結(jié)論均正確的是(　　) 選項 甲 乙 丙 試管中現(xiàn)象 結(jié)論 A 稀硫酸 亞硫酸鈉 溴水 橙色褪去 SO2具有漂白性 B 飽和食鹽水 電石 酸性KMnO4溶液 紫色褪去 乙炔可發(fā)生氧化反應 C 醋酸 碳酸鈉 BaCl2溶液 變渾濁 醋酸酸性強于碳酸 D 濃氨水 生石灰 AgNO3溶液 無明顯現(xiàn)象 NH3與AgNO3溶液不反應 解析　稀硫酸和亞硫酸鈉反應生成SO2，SO2與溴水發(fā)生氧化還原反應，溴水橙色褪去，SO2表現(xiàn)出還原性，而不是漂白性，A項錯誤；飽和食鹽水與電石反應生成乙炔，乙炔具有還原性，可使酸性KMnO4溶液褪色，B項正確；醋酸與碳酸鈉反應生成CO2，CO2與BaCl2溶液不反應，C項錯誤；濃氨水與生石灰反應生成NH3，將NH3通入AgNO3溶液中首先出現(xiàn)白色沉淀(AgOH)，一段時間后白色沉淀溶解(銀氨溶液)，D項錯誤。 答案　B 5．(xx洛陽期末，13)下列實驗能達到目的的是(　　) 實驗 目的 證明鐵生銹過程中空氣參與反應 證明非金屬性：Cl＞C＞Si 選項 A B 實驗 目的 制取BaSO3，并吸收尾氣 從碘水中分離出碘 選項 C D 解析　鐵生銹實驗中發(fā)生吸氧腐蝕，U形管中的液體左高右低，A項正確；最高價氧化物對水化物的酸性強弱反映元素非金屬性的強弱，鹽酸不是氯元素最高價氧化物對應水化物，B項錯誤；二氧化硫通入硝酸鋇溶液中，有硫酸鋇和一氧化氮生成，C項錯誤；碘水中分離出碘，應用萃取的方法進行，D項錯誤。 答案　A 二、非選擇題 6．(xx河南豫東、豫北十所名校聯(lián)考)硝基苯是重要的精細化工原料，是醫(yī)藥和染料的中間體，還可作有機溶劑。制備硝基苯的過程如下： ①組裝如下圖反應裝置。配制混酸，取100 mL燒杯，用20 mL濃硫酸與18 mL濃硝酸配制混酸，加入漏斗中，把18 mL苯加入三頸燒瓶中。 ②向室溫下的苯中逐滴加入混酸，邊滴邊攪拌，混合均勻。 ③在50～60 ℃下發(fā)生反應，直至反應結(jié)束。 ④除去混酸后，粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和10% Na2CO3溶液洗滌，最后再用蒸餾水洗滌得到粗產(chǎn)品。 已知(1)＋ HNO3(濃) ＋H2O ＋HNO3(濃) ＋ (2)可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下 物質(zhì) 熔點/℃ 沸點/℃ 密度(20 ℃) / 溶解性 苯 5.5 80 0.88 微溶于水 硝基苯 5.7 210.9 1.205 難溶于水 1，3二硝基苯 89 301 1.57 微溶于水 濃硝酸 — 83 1.4 易溶于水 濃硫酸 — 338 1.84 易溶于水 請回答下列問題： (1)配制混酸應在燒杯中先加入________。 (2)恒壓滴液漏斗的優(yōu)點是_________________________________________。 (3)實驗裝置中長玻璃管可用________代替(填儀器名稱)。 (4)反應結(jié)束后產(chǎn)品在液體的________層(填“上”或者“下”)，分離混酸和產(chǎn)品的操作方法為_________________________________________________。 (5)用10%Na2CO3溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌時，怎樣驗證液體已洗凈？__________________________________________________________________。 (6)為了得到更純凈的硝基苯，還需先向液體中加入________除去水，然后蒸餾。 解析　(1)由于濃硫酸的密度比濃HNO3的大，故配制濃硫酸和濃硝酸混酸時應先在燒杯中加入濃硝酸，然后沿燒杯內(nèi)壁加入濃硫酸，邊加邊攪拌。(2)恒壓滴液漏斗內(nèi)壓強與發(fā)生器內(nèi)壓強相等，使漏斗內(nèi)液體能順利流下。(3)長玻璃管的作用是冷凝回流苯和濃硝酸，故可用冷凝管代替。(4)硝基苯難溶于水且密度比濃硝酸、濃硫酸的小，在反應后的液體中，硝基苯在上層，可用分液的方法分離混酸和產(chǎn)品。(5)驗證液體已洗凈，只需檢驗液體中不存在CO即可，故可加入CaCl2或BaCl2溶液檢驗。(6)為了得到更純凈的硝基苯，還需向液體中加入無水氯化鈣除去水，然后蒸餾。 答案　(1)濃硝酸 (2)可以保持漏斗內(nèi)壓強與發(fā)生器內(nèi)壓強相等，使漏斗內(nèi)液體能順利流下 (3)冷凝管(球形冷凝管或直行冷凝管均可) (4)上　分液 (5)取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣，若無沉淀生成，說明已洗凈 (6)氯化鈣 7．(xx廣州摸底)三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe(C2O4)3]3H2O可用于攝影和藍色印刷，它受熱易分解，為了驗證其氣態(tài)產(chǎn)物，某同學設計了如下實驗裝置： (1)若實驗中，觀察到B、E中的溶液均變渾濁，則D中的現(xiàn)象是__________________________________________________________________； 說明其氣態(tài)產(chǎn)物是________、________；為驗證另一種氣態(tài)產(chǎn)物，應在A、B之間增加的裝置為____________。 (2)為了使實驗更安全、更嚴密，你認為該實驗設計需要如何改進？ ①_______________________________________________________________； ②_______________________________________________________________。 (3)固體產(chǎn)物中鐵元素不可能以＋3價形式存在，理由是_________________ __________________________________________________________________。 現(xiàn)設計實驗，探究固體產(chǎn)物中鐵元素的存在形式。 ①提出合理假設。 假設1：_________________________________________________________； 假設2：__________________________________________________________； 假設3：____________________________________________________________。 ②某學生設計實驗探究上述假設，除3%H2O2、蒸餾水外，還需要下列試劑中的________________________________________________________________。 限選試劑：濃硫酸、1.0 molL－1HNO3、1.0 molL－1鹽酸、1.0 molL－1NaOH溶液、0.1 molL－1KI溶液、0.1 molL－1CuSO4溶液、20%KSCN溶液。 解析　(1)B中溶液變渾濁說明氣態(tài)產(chǎn)物中有CO2，E中溶液變渾濁說明CO被酸性高錳酸鉀溶液氧化為CO2，故D中的現(xiàn)象是溶液褪色或變淺，從而可說明氣態(tài)產(chǎn)物有CO；另一種氣態(tài)產(chǎn)物是H2O，其驗證方法是將A中產(chǎn)生的氣體通過盛有無水CuSO4的干燥管。(2)從安全角度考慮應在B裝置前加一個防倒吸裝置，從嚴密性角度考慮，要在C裝置后增加一個檢驗CO2是否除盡的裝置。(3)①由于反應過程中有CO生成，能還原三價的鐵，故固體產(chǎn)物中無三價鐵，其成分可能有三種情況：Fe、FeO、Fe和FeO。②探究固體產(chǎn)物中鐵元素的存在形式；可以將固體產(chǎn)物放入足量的0.1 molL－1的CuSO4溶液中攪拌使其充分反應，然后過濾洗滌沉淀，再加入足量的1.0 molL－1的鹽酸，若溶液中有不溶的紅色物質(zhì)，則說明固體產(chǎn)物中含有Fe(發(fā)生反應為Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu)，向溶液中加入20%KSCN溶液，不變紅色，然后再向溶液中滴加雙氧水，若變紅色，則說明固體產(chǎn)物中含有FeO。 答案　(1)溶液褪色或變淺　CO2　CO　盛有無水CuSO4的干燥管 (2)①在B裝置之前加一個防倒吸裝置?、谠贑裝置后增加一個檢驗二氧化碳是否除盡的裝置(或盛有澄清石灰水的試管) (3)有還原性氣體CO生成，能將三價鐵還原，故不可能有三價鐵存在 ①鐵元素的存在形式為Fe單質(zhì)　鐵元素的存在形式為FeO　鐵元素的存在形式為Fe與FeO的混合物 ②1.0 molL－1鹽酸、20%KSCN溶液、0.1 molL－1CuSO4溶液 熱點一　氣體制備實驗方案的設計與評價(xx課標Ⅰ36，xx浙江理綜28，xx安徽理綜8，xx大綱卷28) 【演練1】 實驗室制取氣體的裝置如圖所示，其中發(fā)生裝置相同，干燥和集氣裝置有兩套，分別用圖1和圖2表示。下列選項正確的是(　　) 發(fā)生裝置中的藥品 干燥和集氣裝置 A 過氧化鈉和水 圖2 B 大理石和稀鹽酸 圖1 C 銅和稀硝酸 圖2 D 氯化銨和消石灰 圖1 解析　A項，過氧化鈉和水反應生成O2，可用向上排空氣法收集，正確；B項，產(chǎn)生的CO2不能用堿石灰干燥，也不能用向下排空氣法收集；C項，生成的NO不能用排空氣法收集；D項，氯化銨和消石灰在不加熱的條件下不能發(fā)生反應生成NH3。 答案　A 熱點二　探究物質(zhì)組成、性質(zhì)的實驗方案的設計與評價(xx課標Ⅰ13，xx北京理綜11，xx廣東理綜22，xx課標Ⅱ27，xx福建理綜25，xx重慶理綜9) 【演練2】 探究物質(zhì)性質(zhì)的實驗方案設計與評價 某校研究性學習小組的同學學習完氮的有關(guān)性質(zhì)之后，對氮元素的氫化物和氧化物的性質(zhì)進行了更深入的研究。 Ⅰ.NH3的性質(zhì)探究 (1)實驗室制取氨氣的化學方程式為___________________________________。 (2)某同學模仿排飽和食鹽水收集氯氣的方法，想用排飽和氯化銨溶液的方法收集氨氣。你認為他能否達到目的？________(填“能”或“否”)，理由是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)該小組的同學設計了如下圖所示的實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)，探究氨氣的還原性。 ①該裝置在設計上有一定缺陷，為保證實驗結(jié)果的準確性，對該裝置的改進措施是__________________________________________________________。 ②利用改進后的裝置進行實驗，觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO4變藍色，同時生成一種無污染的氣體。則氨氣與CuO反應的化學方程式為__________________________________________________________________。 ③有同學認為：NH3與CuO反應生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一種堿性氧化物，在酸性溶液中，Cu＋―→Cu＋Cu2＋。請設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O：____________________________ __________________________________________________________________。 Ⅱ.NO2的性質(zhì)探究 該小組的同學還設計了如圖所示裝置，用以制取NO2并驗證NO2能否支持木條燃燒(忽略N2O4的存在，圖中鐵架臺等夾持儀器均已略去)。已知：2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑。 (4)當集氣瓶中充滿紅棕色氣體時，木條復燃了。有的同學得出“NO2能支持木條的燃燒”的結(jié)論。你認為這一結(jié)論是否正確？________(填“正確”或“不正確”)，理由是_______________________________________________ __________________________________________________________________。 (5)NH3與NO2在一定條件下可以反應生成無污染性氣體，體現(xiàn)了NH3的還原性，化學方程式為___________________________________________________。 解析　(1)實驗室制取氨氣使用固體消石灰和NH4Cl，故化學方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)氯氣在水中的溶解度是1∶2，在飽和食鹽水中的溶解度更?。话睔鈽O易溶于水、氯化銨對氨氣在水中的溶解度影響不大，故不可用排飽和氯化銨溶液的方法收集氨氣。 (3)①A裝置中會有水蒸氣生成，故應該在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管除去水蒸氣，以免干擾后續(xù)實驗中水蒸氣的檢驗。②無水CuSO4變藍色，說明反應有水蒸氣生成；CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)應該是Cu，根據(jù)氧化還原反應，無毒的氣體應該是N2，所以氨氣與CuO反應的化學方程式為3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O。③檢驗Cu中是否有Cu2O，根據(jù)Cu不與稀硫酸反應，而Cu2O在酸性環(huán)境中生成Cu2＋使溶液呈藍色，故可以取少許樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O，反之則沒有。 (4)在集氣瓶中收集到的是4NO2和O2，此時混合氣體中氧氣的體積分數(shù)與空氣中氧氣體積分數(shù)相當；空氣中帶火星的木條不復燃，而在NO2和O2混合氣體中木條復燃，所以NO2能支持燃燒。 (5)NH3與NO2在一定條件下可以反應生成無污染性氣體，體現(xiàn)了NH3的還原性，故生成的氣體是氮氣，反應方程式是8NH3＋6NO27N2＋12H2O。 答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O (2)否　氨氣極易溶于水，氯化銨對氨氣在水中的溶解度影響不大 (3)①在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管?、?CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2?、廴∩僭S樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O，反之則沒有 (4)正確　硝酸銅分解產(chǎn)生的混合氣體中氧氣的體積分數(shù)與空氣中氧氣體積分數(shù)相當；空氣中帶火星的木條不復燃，而在NO2和O2混合氣體中木條復燃，所以NO2能支持燃燒 (5)8NH3＋6NO27N2＋12H2O 【演練3】 探究物質(zhì)組成的實驗方案設計與評價 某研究性學習小組在網(wǎng)上收集到信息：鉀、鈣、鈉、鎂等活潑金屬都能在CO2氣體中燃燒。他們對鈉在CO2氣體中燃燒后的產(chǎn)物中的白色物質(zhì)進行了如下探究： 【實驗】 將燃燒的鈉迅速伸入盛滿CO2的集氣瓶中，鈉在其中繼續(xù)燃燒，反應后冷卻，瓶底附著黑色顆粒，瓶壁上粘 附著白色物質(zhì)。 (1)通過鈉在CO2氣體中燃燒的實驗，你認為燃燒的條件是：__________________________________________________________________。 (2)燃燒的本質(zhì)是：__________________________________________________。 (3)xx年8月初發(fā)生的俄羅斯森林大火著火面積比倫敦市的面積還要大?？刂粕只馂氖鞘澜缧噪y題。根據(jù)燃燒的條件，請你解釋為什么設置森林防火隔離帶能有效阻止森林火災的蔓延：___________________________________。 【提出假設】 假設1：白色物質(zhì)是Na2O 假設2：白色物質(zhì)是Na2CO3。 假設3：白色物質(zhì)是Na2O和Na2CO3的混合物 【設計實驗方案驗證假設】 該小組對燃燒后的白色產(chǎn)物進行如下探究： 實驗方案 實驗操作 實驗現(xiàn)象 結(jié)論 方案1 取少量白色物質(zhì)于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入無色酚酞試液 溶液變成紅色 白色物質(zhì)為Na2O 方案2 ①取少量白色物質(zhì)于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入過量的CaCl2溶液 出現(xiàn)白 色沉淀 ②靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無色酚酞試液 無明顯 現(xiàn)象 【思考與交流】 (4)甲同學認為方案1得到的結(jié)論不正確，其理由是：__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (5)乙同學認為方案2得到的結(jié)論正確，白色物質(zhì)為：______________________________。 (6)通過方案1和方案2的實驗，你認為上述三個假設中，________成立。你的理由是：____________________________________________________。 (7)鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為：_______________________________ __________________________________________________________________。 (8)丙同學認為白色物質(zhì)有可能是氫氧化鈉。你是否同意丙同學的觀點，并簡述理由：__________________________________________________________ __________________________________________________________________。 解析　(1)燃燒必須具備三個要素：要有可燃物；要有助燃物；可燃物的溫度必須達到著火點。 (2)燃燒不一定要有氧氣參加，任何發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化還原反應都可以看做燃燒。 (3)從燃燒的構(gòu)成要素看，設置森林防火隔離帶消除了可燃物的存在，能有效阻止森林火災的蔓延。 (4)Na2O溶于水生成NaOH，溶液顯堿性；Na2CO3溶于水時發(fā)生水解，溶液也呈堿性。因此，不能根據(jù)溶液呈堿性說明固體中含有Na2O。 (5)樣品中能與CaCl2溶液反應生成白色沉淀的是Na2CO3。 (6)向樣品溶液中加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明樣品中有Na2CO3；向樣品溶液中加入酚酞試液，無明顯現(xiàn)象，說明樣品中沒有Na2O。所以樣品中的白色物質(zhì)是Na2CO3，假設2正確。 (7)由上述實驗，確定鈉與CO2反應生成Na2CO3和C。 (8)在鈉與CO2反應的體系中沒有氫元素，所以產(chǎn)物中不會有NaOH。 答案　(1)要有可燃物；要有助燃物；可燃物的溫度必須達到著火點 (2)發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化還原反應 (3)消除了可燃物的存在 (4)Na2CO3溶液顯堿性，也會使酚酞變紅 (5)Na2CO3 (6)假設2　方案2的①中出現(xiàn)的白色沉淀說明有CO，②中加酚酞無明顯現(xiàn)象說明無Na2O (7)4Na＋3CO22Na2CO3＋C (8)不同意，因為反應體系中無氫元素(或其他合理答案)