高考化学一轮复习课后限时集训35化学实验方案的设计与评价（含解析）新人教版.docx

化学实验方案的设计与评价(建议用时：35分钟)A级基础达标1(2019石家庄模拟)某小组设计如图所示装置(夹持装置略去)，在实验室模拟制碱工艺中NaHCO3的制备。下列说法不正确的是()A、中可分别盛放饱和食盐水和浓氨水B应先向中通入足量NH3，再通入足量CO2C中反应的离子方程式为NH3CO2H2O=NHHCOD装置也可用于制H2C本实验利用浓氨水与碱石灰混合制取氨气，所以装置中盛装浓氨水，装置中盛装饱和食盐水，A项正确；先通入足量的氨气，再通入足量的CO2有利于NaHCO3的生成和析出，B项正确；中反应的离子方程式为NH3CO2NaH2O=NaHCO3NH，C项错误；装置适合块状不溶于水的固体和液体反应，可以用其制取氢气，D项正确。2如图所示为从固体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1和方案2指出下列说法中合理的是()A可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵B方案1中的残留物应该具有的性质是受热易挥发C方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应D方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3D加热法分离提纯固体混合物应满足的条件：一种物质受热易挥发或分解，另一物质受热不挥发或难分解。加试剂法分离(过滤)提纯固体混合物应满足的条件：所加试剂能达到让一种物质形成溶液，而另一物质形成难溶物的状态。A项中碳酸氢钠、氯化铵受热均易分解，故用方案1不能将两物质分离开，错误；B项方案1中的残留物应该具有受热时不挥发或难分解的性质，错误；C项方案2中加入的试剂可能不与除X外的物质发生化学反应，如加水进行溶解分离，错误；D项中SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶解而分离，正确。3为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从图中选择合适的装置并连接。其中连接顺序合理的是()AaaddeBccddgCbbddgDddccfB制得的CO2中含有HCl和H2O(g)。先除HCl(用饱和NaHCO3溶液)再干燥(用浓硫酸)，再用向上排空法收集。4(2018成都一模)某化学小组欲进行如图实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题。(1)利用如图装置研究铜与浓硫酸的反应，反应化学方程式为_；B装置的目的是_；X溶液为_。(2)将上述实验中的铜改为黄铜(铜锌合金)，实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出，且越来越快。该气体可能为_，气体产生越来越快的原因可能是_(至少两点)。验证该气体的实验方案如下：装置连接顺序：X_。能证明上述假设成立的实验现象是_。(3)取少量镁粉加入盛浓硫酸的烧杯中，在通风橱中实验。充分反应后溶液中有灰白色悬浮物，某同学设计实验方案研究该悬浮物的组成，请帮助完善。(假设镁的化合物都溶于稀酸)加水,(),_。写出产生该灰白色悬浮物主要反应的化学方程式_。解析：(1)金属铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、SO2和水；A中反应生成的SO2气体进入B装置的品红溶液中，故B中品红溶液的作用是检验SO2；因SO2气体有毒，C装置应是尾气处理装置，NaOH溶液能吸收SO2，X溶液为NaOH溶液。(2)在反应后期，浓硫酸被消耗逐渐转化成为稀硫酸，与黄铜中的Zn发生反应，生成H2，随着溶液中的H浓度增大，且反应过程放热，生成H2的速率会加快。验证气体的实验设计：气体发生装置(X)气体除杂装置(FG)气体检验装置(EH)。依题分析可知，除SO2用F，G除去混有的水蒸气，验证H2存在用E和H装置。H2CuO高温,CuH2O，现象为E中黑色粉末变红，H中固体由白色变为蓝色。(3)Mg加入浓硫酸中，反应中有悬浮物出现，可知是Mg和浓硫酸发生氧化还原反应得到的产物S，S不溶于水，易溶于二硫化碳，故应用二硫化碳验证。答案：(1)Cu2H2SO4(浓),CuSO4SO22H2O检验产物SO2NaOH溶液(合理即可)(2)H2反应后期，溶液中c(H)增大，与Zn反应生成H2速率加快；黄铜为铜锌合金，与硫酸形成原电池，产生H2速率加快；反应放热cdefabgE中(硬质玻璃管)黑色粉末变红，H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色(3)过滤,加CS2,(其他合理答案也给分)3Mg4H2SO4(浓)=3MgSO4S4H2O5SiCl4是一种常见的烟雾剂，已知SiCl4的沸点为57.6 ，易挥发和水解。实验室用硅粉与氯气反应制备SiCl4的装置如图所示(夹持装置略去)。回答下列问题：(1)装置中用仪器a代替分液漏斗，其优点是_；连接的具支试管b的作用是_；氯酸钾与浓盐酸反应的化学方程式为_。(2)实验开始时，先滴入浓盐酸，一段时间后再点燃中的酒精喷灯，其目的是_。(3)装置的烧杯中用冰水混合物的作用是_。(4)某同学认为整套装置中有不足之处，实验中装置的试管中可能会出现白雾，其原因是_(用化学方程式表示)。请你提出改进的措施：_。解析：(1)装置中仪器a具有连通管，可以平衡压强，使液体顺利流下；具支试管b可以作安全瓶，防止倒吸；氯酸钾与浓盐酸反应制取氯气，氯酸钾作氧化剂，浓盐酸作还原剂，根据得失电子守恒和原子守恒可得化学方程式为KClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O。(2)实验开始时，若先点燃中的酒精喷灯，则在加热时硅和装置内空气中的氧气反应生成二氧化硅；若先滴入浓盐酸，生成的氯气可以将装置中的空气赶出，防止硅和空气中的氧气反应。(3)根据题目信息可知，SiCl4的沸点为57.6 ，易挥发，所以用冰水混合物可以将SiCl4冷凝，并与Cl2分离。(4)根据题目信息可知，SiCl4易水解，而收集装置和尾气处理装置之间没有连一个干燥装置以除去可能混入的水蒸气，若装置的试管中混有水蒸气，则SiCl4发生水解：SiCl43H2O=H2SiO34HCl，生成的HCl遇水形成白雾；改进的措施：在和之间连一个盛有浓硫酸的洗气瓶或装有无水氯化钙或碱石灰或P2O5的干燥管。答案：(1)平衡压强，便于液体顺利滴下(答案合理即可)防止倒吸(或作安全瓶)KClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O(2)用氯气将装置中的空气排尽，防止Si与空气中的O2反应生成SiO2(3)冷凝SiCl4，并与Cl2分离(4)SiCl43H2O=H2SiO34HCl(或SiCl44H2O=H4SiO44HCl)在和之间连一个盛有浓硫酸的洗气瓶(或装有无水氯化钙或碱石灰或P2O5的干燥管)(答案合理即可)6(2017全国卷，T26)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：(1)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。仪器B的名称是_。将下列实验操作步骤正确排序_(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。a点燃酒精灯，加热b熄灭酒精灯c关闭K1和K2d打开K1和K2，缓缓通入N2e称量Af冷却到室温根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x_(列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使x_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(2)为探究硫酸亚铁的分解产物，将中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。C、D中的溶液依次为_(填标号)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_。a品红bNaOHcBaCl2dBa(NO3)2e浓硫酸写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_。解析：(1)由仪器的构造特征可知，B为干燥管。实验时，为防止空气中的O2将Fe2氧化，应先通入N2将装置中的O2排净，然后点燃酒精灯加热。停止加热后，为防止FeSO4吸收空气中的水蒸气，待玻璃管冷却，关闭K1和K2后再称重。故实验操作步骤应为d、a、b、f、c、e。由题意知，绿矾的质量为(m2m1) g，加热后FeSO4的质量为(m3m1) g，结晶水的质量为(m2m3)g。设绿矾的化学式为FeSO4xH2O，则FeSO4xH2OFeSO4xH2O 152 18x (m3m1) g (m2m3) g解得：x若实验中，按a、d次序操作，则会导致绿矾吸收空气中的氧气，从而使加热后的固体质量m3增大，则测出结晶水的值x偏小。(2)残留固体为红色，说明有Fe2O3生成，即分解过程中发生了氧化还原反应，根据Fe的化合价变化可知一定有SO2生成，即FeSO4Fe2O3SO2，根据电子转移守恒可得2FeSO4Fe2O3SO2，最后根据S守恒配平可得化学方程式：2FeSO4Fe2O3SO2SO3。SO3溶于水生成H2SO4，H2SO4和Ba2可生成白色沉淀BaSO4，由于Ba(NO3)2在酸性溶液中具有强氧化性，能氧化SO2，故应该先用BaCl2检验SO3，检验SO2可用品红溶液，故C、D的溶液依次为BaCl2溶液和品红。实验现象是C中溶液产生白色沉淀，D中品红溶液褪色或变浅。答案：(1)干燥管dabfce偏小(2)c、a生成白色沉淀、褪色2FeSO4Fe2O3SO2SO3B级能力提升7(2019济南联考)硫铁矿(主要成分为FeS2)焙烧产生的尾气中主要含N2、O2、SO2和少量的CO2、H2O，取标准状况下的尾气V L测定SO2含量：方案一：让尾气缓慢通过如图装置。(1)C装置的名称是_，该装置的作用是_。(2)实验时先通入尾气，再通入一定量的氮气。若通过装置B的增重来测量SO2的体积分数，你认为该方案是否合理：_(填“是”或“否”)，请说明理由_(若方案合理，该空不必填写)。方案二：将尾气缓慢通过足量溴水，在所得的溶液中加入过量氯化钡溶液后，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为m g。(3)加入过量氯化钡溶液的目的是_。(4)洗涤沉淀的方法是_。(5)尾气中SO2的体积分数的表达式是_(用含m、V的代数式表示)。解析：(1)C装置为干燥管，该装置的作用是防止空气中的水蒸气、CO2被装置B吸收。(2)尾气中的CO2也能被装置B吸收，会影响SO2的测定，使所测体积分数偏大。方案二：此方案利用溴水将SO2氧化为SO，加入过量BaCl2溶液产生BaSO4沉淀，根据所得沉淀的质量，计算出SO2的含量。(3)加入过量BaCl2溶液的目的是使生成的SO完全转化为沉淀。(4)洗涤沉淀的方法为在漏斗中加蒸馏水至恰好浸没沉淀，待水自然流下后再重复操作23次。(5)n(SO2)n(BaSO4) mol，SO2的体积分数为100%。答案：(1)干燥管防止空气中的水蒸气、CO2被B装置吸收(2)否尾气中的CO2也能被B装置吸收，使所测体积分数偏大(3)使生成的SO完全转化为沉淀(4)在漏斗中加蒸馏水至恰好浸没沉淀，待水自然流下后再重复操作23次(5)%8(2019唐山模拟)某化学兴趣小组在实验室探究氨的催化氧化反应及其产物的有关性质，设计了如图所示装置进行实验(夹持及加热装置已略去)。回答下列问题：(1)装置A中先后发生两个反应，反应生成O2的化学方程式为_。(2)装置D的作用是_；若取消装置D，在装置E中可观察到白烟，原因是_。(3)装置F中发生反应的离子方程式为_。(4)装置G的作用是将NO转化成NO2，NO和NO2混合气体的组成为NOx(1x2)，要使混合气体完全被装置H中的NaOH溶液吸收(已知：NONO22NaOH=2NaNO2H2O；2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O)，NOx中的x的取值范围是_。解析：(1)装置A中NH4Cl分解生成NH3和HCl，HCl与Na2O2反应生成NaCl、O2和H2O，根据得失电子守恒、原子守恒可写出HCl与Na2O2反应的化学方程式为2Na2O24HCl=4NaClO22H2O。(2)装置D中浓硫酸具有酸性和吸水性，所以装置D的作用是除去氨气和水蒸气。氨经催化氧化后得到的混合气体中有NO和NH3，NO会被O2氧化生成NO2，若取消装置D，NO2会与水蒸气反应生成HNO3，而HNO3与NH3会反应生成NH4NO3从而产生白烟。(3)进入装置F的气体有NO、O2、NO2，在装置F中生成HNO3，稀硝酸