2018版高考化学4化学实验专题限时集训16实验方案的设计与评价.docx

专题限时集训(十六)实验方案的设计与评价(对应学生用书第143页) (限时：40分钟)1(2017河北衡水中学七调)某同学为了探究钠与CO2的反应，利用如图装置进行实验。(已知PdCl2能被CO还原为黑色的Pd) 【导学号：97184232】(1)装置中用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2，在加稀盐酸时，发现CaCO3与稀盐酸不能接触，而稀盐酸又不够了，为使反应能顺利进行，可向长颈漏斗中加入的试剂是_。AH2SO4溶液BCCl4C苯D稀硝酸(2)请将图中各装置按顺序连接(填装置接口字母)：c接_，_接_，_接_，_接_。(3)装置的作用是_。(4)检查完装置气密性并装好药品后，点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹，让CO2充满整个装置，当观察到_时再点燃酒精灯。(5)若反应过程中CO2足量，钠与CO2充分反应后，生成的固体物质可能有多种情况，该同学提出以下猜想：生成的固体物质为Na2CO3生成的固体物质为Na2CO3和C的混合物生成的固体物质为Na2CO3和Na2O的混合物生成的固体物质为Na2O和C的混合物假如反应过程中有下列两种情况：.观察到装置PdCl2溶液中有黑色沉淀，若装置中固体成分只有一种，且向固体中加入稀盐酸可产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，写出该情况下钠与CO2反应的化学方程式：_。.装置中钠的质量为0.46 g，充分反应后，将装置中的固体加入足量的稀盐酸中产生224 mL(标准状况)CO2气体，溶液中残留固体的质量为_。(6)设计实验方案证明装置中加入的金属钠部分被氧化_。【解析】(1)加入的液体若不与CaCO3反应时，其密度应比稀盐酸大，CCl4符合；也可以加入与CaCO3反应生成CO2的液体，如稀硝酸。(2)装置制取的CO2中含有HCl和水蒸气，可以用装置除去HCl，装置干燥气体，装置中CO2与Na反应，装置可以检验CO2与Na反应的产物，故c接f，g接d，e接a(或b)，b(或a)接h。(3)装置的作用是吸收HCl气体。(4)当装置中澄清石灰水变浑浊时，说明整个装置充满CO2。(5).根据题中信息可知，装置中固体为Na2CO3，中PbCl2溶液中生成黑色沉淀，说明装置中生成CO气体，可以写出2Na2CO2Na2CO3CO。.装置中固体与足量稀盐酸反应有残留固体，则该固体只能是碳，说明Na与CO2反应生成Na2CO3和C。装置中n(Na)0.02 mol，装置中固体与足量稀盐酸反应生成n(CO2)0.01 mol，则反应生成Na2CO3为n(Na2CO3)0.01 mol，说明Na完全转化为Na2CO3，可以写出反应方程式为4Na3CO22Na2CO3C，则生成的C为0.005 mol，其质量为0.06 g。(6)准确称取0.46 g金属钠样品，并投入足量水中，测得生成气体的体积小于224 mL(标准状况下测量)，则可以说明装置中的金属钠被部分氧化。【答案】(1)BD(2)fgdea(或b)b(或a)h(3)吸收HCl气体(4)装置中澄清石灰水开始变浑浊(5).2Na2CO2Na2CO3CO.0.06 g(6)准确称取0.46 g金属钠样品，并投入足量水中，测得收集到的气体体积小于224 mL(标准状况下测量)(或其他合理答案)2(2017江西百校联盟五月质检)某研究性学习小组用下列装置(铁架台等夹持仪器略)探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反应产物。 【导学号：97184233】(1)用2%的CuSO4溶液和10%的NaOH溶液配制Cu(OH)2悬浊液的注意事项是_。(2)为快速得到乙醇气体，可采用的方法是_。若实验时小试管中的溶液刚开始发生倒吸，可采取的措施是_(填字母)。a取下小试管b移去酒精灯c将导管从橡胶管中取下d以上都可以(3)如图实验，观察到红色的Fe2O3全部变为黑色固体M，充分反应后停止加热。取下小试管加热，有砖红色固体生成。为了检验固体M的组成，进行下列实验。固体M能被磁铁吸引；加入足量稀硫酸，振荡，固体全部溶解，未观察到有气体生成。经检验溶液中有Fe3和Fe2，检验Fe3的试剂是_；证明溶液含有Fe2的试剂是_。能得出的结论是_(填字母)。a固体M中一定有3价和2价铁，不能确定是否有0价铁b固体M中一定有3价和0价铁，无2价铁c固体M中一定有3价铁，0价和2价铁至少有一种d固体M中一定有3价、2价和0价铁(4)若固体M的成分可表示为FexOy，用CO还原法定量测定其化学组成。称取m g固体M样品进行定量测定，实验装置和步骤如下：组装仪器；点燃酒精灯；加入试剂；打开分液漏斗活塞；检查气密性；停止加热；关闭分液漏斗活塞；正确的操作顺序是_(填字母)。a BcD【解析】(1)配制Cu(OH)2悬浊液时，NaOH溶液应稍过量。(2)升高温度可以加速乙醇的挥发。若小试管中的溶液刚开始发生倒吸，可将导管从橡胶管中取下，选c。(3)乙醇与Fe2O3反应的过程中可能会生成Fe或Fe3O4，由知溶液中有Fe3、Fe2，故固体M中一定有3价和2价铁，不能确定是否有0价铁，选a。(4)检查气密性属于实验的准备阶段，应在加药品前进行，为防止Fe再次被氧化，撤去酒精灯后，应继续通入CO，冷却后再停止通气。【答案】(1)NaOH溶液稍过量(2)在烧杯中加入热水(或对烧杯加热)c(3)KSCN溶液酸性高锰酸钾溶液或K3Fe(CN)6溶液a(4)b3(2017辽宁鞍山一中一模)某高校老师要求学生配制0.1 mol/L的KMnO4溶液100 mL。完成下列实验。实验一研究温度对反应速率的影响，学生取两支试管，均加入4 mL 0.1 mol/L的酸性KMnO4溶液和10 mL 0.1 mol/L H2C2O4(乙二酸)溶液，振荡，A试管置于热水中，B试管置于凉水中，记录溶液褪色所需的时间。要用_来酸化KMnO4溶液，褪色所需时间tA_tB(填“”“”或“”)。写出此反应的离子方程式：_。实验二测定某乙二酸溶液的浓度，具体操作为：(1)滴定：准确量取25.00 mL乙二酸溶液于锥形瓶中，加少量酸酸化，将KMnO4溶液装入_(填“酸式”或“碱式”)滴定管，进行滴定操作。在实验中发现，刚滴下少量KMnO4溶液时，溶液迅速变成紫红色。将锥形瓶摇动一段时间后，紫红色慢慢消失；继续滴加时，紫红色就很快褪去了。请解释原因：_。待到_，证明达到滴定终点。(2)计算：重复上述操作2次，记录实验数据如下。序号滴定前读数/mL滴定后读数/mL10.0020.1021.0020.9030.0022.10则此乙二酸溶液的浓度为_。(3)误差分析：下列操作会导致测定的乙二酸溶液浓度偏大的是_(填序号)。A配制KMnO4溶液定容时，仰视观察刻度线B未用待测液乙二酸润洗滴定管C滴定前锥形瓶有少量水D滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失E滴定时振荡锥形瓶有溶液飞溅出去F观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视【解析】实验一酸化KMnO4溶液一般选用稀硫酸。温度越高，反应速率越快，溶液褪色所需时间越短，所以tAtB，反应的离子方程式为2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O。实验二(1)酸性KMnO4溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶，应该选用酸式滴定管盛放。在实验中发现，刚滴下少量KMnO4溶液时，溶液迅速变成紫红色。将锥形瓶摇动一段时间后，紫红色慢慢消失；继续滴加时，紫红色就很快褪去了，可能是反应中生成的Mn2具有催化作用，所以随后褪色会加快；当滴入最后一滴KMnO4溶液，锥形瓶内的颜色恰好变成浅红色，且半分钟内不变化，证明达到滴定终点。(2)三次滴定的数据中第3组偏差较大，舍去，消耗KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL，根据离子方程式2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O，乙二酸溶液的浓度为0.2 mol/L。(3)A项，配制KMnO4溶液定容时，仰视观察刻度线，导致溶液体积偏大，浓度偏小，滴定时消耗KMnO4溶液体积偏大，根据c(待测)，测得的乙二酸溶液浓度偏大，符合；B项，未用待测液乙二酸润洗滴定管，造成乙二酸浓度偏小，不符合；C项，滴定前锥形瓶有少量水，对实验结果无影响，不符合；D项，滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，导致消耗KMnO4溶液体积偏大，根据c(待测)，测得的乙二酸溶液浓度偏大，符合；E项，滴定时振荡锥形瓶有溶液飞溅出去，导致消耗KMnO4溶液体积偏小，根据c(待测)，测得的乙二酸溶液浓度偏小，不符合；F项，观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视，导致读取的消耗KMnO4溶液体积偏小，根据c(待测)，测得的乙二酸溶液浓度偏小，不符合。【答案】实验一硫酸 2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O实验二(1)酸式反应中生成的Mn2具有催化作用，所以随后褪色会加快滴入最后一滴KMnO4溶液，锥形瓶内的颜色恰好变成浅红色，且半分钟内不变化(2)0.2 mol/L(3)AD4(2017江西九校联考)2017年1月9日，中国中医科学院青蒿素专家屠呦呦研究员获得2016年度国家科学技术奖最高奖。青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156157 ，热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药。已知：乙醚沸点为35 。从青蒿中提取青蒿素的方法主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺为：请回答下列问题： 【导学号：97184234】(1)操作的名称是_。(2)操作的主要过程可能是_(填字母)。A加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶B加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤C加入乙醚进行萃取分液 (3)用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如下：将28.2 g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中，缓缓通入空气数分钟后，再充分燃烧，精确测定装置E和F实验前后的质量，根据所测数据计算。装置D的作用是_，装置E中吸收的物质是_，装置F中盛放的物质是_。实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是_。用合理改进后的装置进行实验，称得：装置实验前/g实验后/gE22.642.4F80.2146.2则测得青蒿素的实验式是_。(4)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解量较小，加热并搅拌，青蒿素的溶解量增大，且溶液红色变浅，说明青蒿素与_(填字母)具有相同的性质。A乙醇B乙酸C乙酸乙酯 D葡萄糖【解析】(2)青蒿素在水中几乎不溶，A项错误；获得的精品应是固体，C项错误。(3)青蒿素分子式的测定原理为，燃烧一定质量的青蒿素样品，使其完全转化为CO2和H2O，然后测量CO2和H2O的质量，据此求出样品中C、H、O三种元素的质量，进而可确定青蒿素的实验式(最简式)，若已知青蒿素的相对分子质量，则可确定其分子式。测定的含氧量偏低是由于外界空气中的CO2和水蒸气进入装置F中引起测定的含碳量偏高而造成的，因此改进方法是在装置F后再连接一个防止空气中CO2和水蒸气进入F的装置(如盛有碱石灰的干燥管)。由实验数据可知，m(H2O)42.4 g22.6 g19.8 g，m(CO2)146.2 g80.2 g66 g，则n(H2O)1.1 mol，n(CO2)1.5 mol，n(H)2.2 mol，n(C)1.5 mol，m(H)2.2 g，m(C)18.0 g，m(O)m(样品)m(C)m(H)28.2 g18.0 g2.2 g8.0 g，n(O)0.5 mol，所以n(C)n(H)n(O)1.52.20.515225，即青蒿素的实验式是C15H22O5。【答案】(1)蒸馏(2)B(3)将可能生成的CO氧化为CO2H2O(水蒸气)碱石灰在装置F后连接一个防止空气中的CO2和水蒸气进入F的装置C15H22O5(4)C 5某校化学课外学习小组在实验探究中发现将镁粉投入氯化铵溶液中，两者立即发生反应，产生大量气泡。经检验该过程产生两种气体，其中一种气体有刺激性气味。 【导学号：97184235】(1)请你根据所学的知识分析生成的气体可能为_和_(填化学式)。(2)请你设计简单的实验方案检验上述实验中有刺激性气味的气体：_。实验开始时用校准过的pH传感器测定纯水的pH，发现纯水的pH总是在7.30左右，其原因可能是_。实验中0.2 molL1氯化铵溶液的pH为5.90，请用离子方程式解释原因：_。(3)该小组同学对实验中产生这两种气体的原因进行了假设，请你完成下面的假设。假设一：_。假设二：是氯化铵溶液中的铵根离子造成的。实验探究选用了三种溶液：氯化铵溶液、盐酸溶液、醋酸铵溶液。这三种溶液分别和镁粉进行反应，实验过程、现象和实验图像记录在下面的表格中。实验过程实验现象实验图像实验一：镁与0.2 molL1氯化铵溶液反应反应明显，有气泡产生实验二：镁与一定浓度的盐酸反应反应不明显，几乎没有气泡产生实验三：镁与0.2 molL1醋酸铵溶液反应反应明显，有气泡产生实验结果分析：上述探究实验二选用的盐酸为_(填字母)。a1 molL1BpH1.0c0.2 molL1DpH5.90通过上述探究实验对比，你能从中得出什么合理性的结论？_。【解析】(1)将金属镁粉投入氯化铵溶液中