2020届高三化学一轮复习专题7第33讲化学实验设计练习（含解析）苏教版.docx

第33讲化学实验设计1. (2018山东莱芜模拟)利用下图装置,使NH3与金属氧化物MxOy反应生成M、N2、H2O,通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。a中试剂是浓氨水。(1) 仪器a的名称为,仪器b中装入的试剂可以是。(2) 按气流方向正确的装置连接顺序为(填字母,装置可重复使用)。(3) 装置C的作用是。(4) 实验结束时,首先应(填序号);这样做的主要原因是。. 停止从a中滴加液体. 熄灭A装置的酒精灯(5) 若金属氧化物为CuO,反应的化学方程式为 。(6) 若实验中准确称取金属氧化物的质量为z g,完全反应后,测得生成水的质量为w g, 则M的相对原子质量为(用含x、y、z、w的式子表示)。(7) 某同学仔细分析上述装置后认为仍存在缺陷。你认为该如何改进? 。2. (2018湖南、江西联考)化学实验装置的正确连接是实验成功的关键,下图是中学化学中常见的实验装置。(1) 用上述装置制备气体。用A、F、D组合能制取并收集的干燥气体是(填字母)。A. H2 B. H2S C. CO2 D. NO要快速制取并得到干燥的NH3,正确的仪器组合是按气体制备(不包括尾气处理)装置顺序填仪器的字母代号,注意集气装置不可倒置,制气所选用的固体药品是(填名称)。(2) 甲同学用A、B组合来验证氯化氢、碳酸、次氯酸的酸性强弱时,盐酸应装入(填仪器名称)中,B装置中发生的有明显现象的反应的离子方程式为。(3) 为检查如右图所示简易气体发生装置的气密性,乙同学进行了相关操作和方案设计。乙同学认为,只要向漏斗中加水,便可检查其气密性是否良好。经检验他的方案可行,则乙同学的操作方案、现象和结论是 。3. (2018河南洛阳三模)H2C2O4(草酸)是一种无色晶体,易溶于水,熔点为182 ,150160 升华,189.5 分解。25 时,Ka1=610-2,Ka2=6.410-5,Ksp(CaC2O4)=4.010-9。某校甲、乙、丙三个学习小组设计实验探究草酸的化学性质。(1) 草酸中所含官能团的名称为;反应Ca2+ (aq)+H2C2O4(aq)CaC2O4(s)+2H+(aq),25 时的平衡常数K=。(2) 甲组同学在Na2CO3溶液中加入草酸溶液产生大量气体,他们查得H2CO3的Ka1=4.4710-7,Ka2=4.6810-11,则发生反应的离子方程式为。(3) 乙组同学在酸性KMnO4溶液中逐滴加入草酸溶液,溶液紫色逐渐褪去,说明草酸具有性,反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为。(4) 丙组同学设计下列装置分解H2C2O4并设计实验装置检验产物中的CO2 和CO。分解H2C2O4装置中最好的是(填字母)。d 中澄清石灰水变浑浊,能否说明有CO2生成? (填“能“或“不能”,下同),理由是;仅依据装置g中澄清石灰水变浑浊,能否说明有CO生成?,理由是。4. (2018日照5月联考)有资料显示过量的氨气和氯气在常温下可合成岩脑砂(主要成分为NH4Cl),某实验小组对该反应进行探究,并对岩脑砂进行元素测定。回答下列问题:(1) 岩脑砂的制备。利用装置A制取实验所需的氨气,写出反应的化学方程式: 。该实验中用浓盐酸与MnO2反应制取所需氯气,则装置F中的试剂是(填试剂名称)。为了使氨气和氯气在D中充分混合,请确定上述装置的合理连接顺序:ef(用小写字母和箭头表示,箭头方向与气流方向一致)。证明氨气和氯气反应有岩脑砂生成,需要的检验试剂中,除了蒸馏水、稀硝酸、NaOH溶液外,还需要。(2) 岩脑砂中元素的测定:准确称取a g岩脑砂,与足量的氧化铜混合加热(发生的反应为2NH4Cl+3CuO3Cu+N2+2HCl+3H2O),利用下列装置测定岩脑砂中氮元素和氯元素的质量之比。设置装置H的目的是。若装置I增重b g,利用装置K测得气体体积为V L(已知常温常压下气体摩尔体积为24.5 Lmol-1),则岩脑砂中m(N)m(Cl)=(用含b、V的代数式表示,不必化简)。若测量体积时气体温度高于常温(其他操作均正确),则m(N)比正常值(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。5. (2018广东潮州二模)某化学兴趣小组欲探究含硫物质的性质及制备。【探究一】选用下面的装置和药品探究亚硫酸、次氯酸、碳酸的酸性强弱。(1) 装置A中盛液体的玻璃仪器名称是,装置A中反应的化学方程式为 。(2) 装置连接顺序为A、C、D、F,其中装置C的作用是,通过现象,即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。【探究二】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,广泛用于纺织工业的还原性染色、清洗、印花、脱色以及织物的漂白等。制取保险粉通常需要二氧化硫。(3) 制取Na2S2O4常用甲酸钠法。控制温度7080 ,在甲醇溶液(溶剂)中溶解甲酸钠(HCOONa),再滴加Na2CO3溶液同时通SO2维持溶液酸性,即可生成 Na2S2O4,该反应的离子方程式为 。(4) 测定保险粉纯度。Na2S2O4属于强还原剂,暴露于空气中易被氧气氧化。Na2S2O4遇KMnO4酸性溶液发生反应:5Na2S2O4+6KMnO4+4H2SO45Na2SO4+3K2SO4+6MnSO4+4H2O。称取5.0 g Na2S2O4样品溶于冷水中,配成100 mL溶液,取出10.00 mL该溶液于锥形瓶中,用0.100 0 molL-1 KMnO4溶液滴定。重复上述操作2次,平均消耗KMnO4溶液21.00 mL。则该样品中Na2S2O4的质量分数为(杂质不参与反应)。6. (2018广东茂名二模)ICl(氯化碘)为红棕色液体,熔点13.9 ,沸点97.4 ,易水解,接触空气时能形成五氧化二碘,能与许多单质发生作用,溶于乙醇、乙醚等。某校研究性学习小组的同学拟用下列仪器制备氯化碘。回答下列问题:(1) 检查A装置气密性的方法为 。(2) 上述装置,按气流方向连接的顺序为(装置可重复使用),A中发生反应的离子方程式为。(3) C装置的作用是。(4) E装置的烧瓶反应时需放在水中,控制温度大约40 ,其目的是。(5) 按上述连接好的装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品打开分液漏斗活塞关闭分液漏斗活塞停止加热E,充分冷却水浴加热E请按正确的顺序填入上述步骤的序号:。(6) 在A装置后可连接如下图的装置,当反应结束关闭分液漏斗活塞后,关闭K,该装置的作用是。 (7) ICl和水反应的化学方程式为。7. (2018湖南衡阳模拟 )草酸晶体的组成可表示为H2C2O4xH2O,某研究性学习小组用下图装置进行“草酸晶体受热分解的部分产物的验证”的实验。【资料查阅】草酸晶体在101 时开始熔化,150 时开始升华,175 时开始分解。草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。(1) 按照上图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物,装置B中可观察到有气泡冒出且澄清石灰水变浑浊,由此甲同学判断草酸晶体分解的产物中有CO2。但立即遭到乙同学反对,其反对的理由可能是。(2) 丙同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,X应选用(填化学式)浓溶液,D装置的作用是。(3) 实验过程中涉及如下操作:点燃A处的酒精灯;熄灭A处的酒精灯;点燃E处的酒精灯;熄灭E处的酒精灯。这4步操作由先到后的顺序为(填序号)。点燃E处酒精灯前必须要进行的操作是。(4) 实验过程中发现E中黑色粉末变红色,F中有黑色固体生成,经检测F中的固体为金属单质,则F中反应的化学方程式为。(5) 丁同学用滴定法测定草酸晶体中结晶水的含量,进行下列操作。步骤一:用分析天平称取3.15 g纯净的该草酸晶体,配制成250 mL溶液。步骤二:用移液管移取25.00 mL待测草酸溶液于锥形瓶中,并加入适量硫酸酸化。步骤三:取0.100 molL-1标准酸性KMnO4溶液,进行滴定,三次结果如下表。第一次第二次第三次待测溶液体积/mL25.0025.0025.00标准溶液体积/mL9.9910.0110.00已知:滴定反应的离子方程式为MnO4-+H2C2O4+H+Mn2+CO2+H2O(未配平)。配制草酸溶液的操作步骤依次是:将晶体置于烧杯中,加水溶解,将溶液转移入,洗涤,定容,摇匀。通过计算确定x=。8. (2018安徽滁州模拟)为测定某溶液中Ca2+的含量,某同学设计了如下实验:量取100 mL该溶液于烧杯中,加入足量的(NH4)2C2O4溶液使Ca2+转化为CaC2O4沉淀(假设其他离子均不生成沉淀),过滤、洗涤后,往沉淀中加入足量稀硫酸,然后用0.100 0 molL-1KMnO4标准溶液滴定。(1) 写出KMnO4氧化H2C2O4的化学方程式:。(2) 下图所示的仪器中,配制0.100 0 molL-1 KMnO4标准溶液时肯定不需要的是(填字母),除此之外还需用到的玻璃仪器是(填仪器名称)。(3) 在实验中其他操作均正确,若定容时仰视刻度线,则所得溶液浓度(填“”“碳酸次氯酸。(4) 消耗高锰酸钾的物质的量是0.002 1 mol,根据化学方程式可知消耗Na2S2O4的物质的量是0.002 1 mol56=0.001 75 mol,样品中Na2S2O4的物质的量是0.001 75 mol100 mL10.00 mL=0.017 5 mol,则该样品中Na2S2O4的质量分数为0.017 5mol174 gmol-15.0 g100%=60.9%。6. (1) 从A的导管口连接一个导管伸入水中,关闭分液漏斗活塞,手握圆底烧瓶,若导管口有气泡冒出,手放开烧瓶后,有一段水柱倒吸入导管,说明A 装置气密性良好(2) ACBEBD MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O(3) 除去Cl2中混有的HCl(4) 减少I2的升华和ICl的挥发(5) (6) 储存多余的Cl2(7) ICl+H2OHIO+HCl解析(2) 利用二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气,氯气中含有氯化氢、水蒸气杂质,因此混合气体先通过饱和食盐水除去氯化氢,再通过浓硫酸除去水蒸气,得到干燥纯净的氯气,氯气通入装置E中与碘进行反应,由于ICl易水解,所以装置E后还必须连接装置B,最后多余的尾气被碱液吸收。(4) 氯化碘沸点97.4 ,温度过高ICl易挥发,同时单质碘也易升华,因此E装置的烧瓶反应时需放在水中,控制温度大约40 ,以减少I2的升华和ICl的挥发。(5) 装置连接好后,首先检查装置的气密性,不漏气后,加入药品,打开分液漏斗活塞,生成的Cl2将装置中的空气排尽,避免ICl与O2反应生成I2O5,用水浴给装置E加热,反应结束后,停止加热E,充分冷却至室温后,再关闭分液漏斗活塞。7. (1) 挥发出的草酸与澄清石灰水反应也产生相同的现象(或草酸钙、草酸氢钙都为白色沉淀)(2) NaOH干燥CO(或除去CO中的水蒸气)(3) 检验CO的纯度(或验纯)(4) PdCl2+H2O+COPd+CO2+2HCl(5) 250 mL容量瓶2解析(1) 草酸晶体在150 时开始升华,因此加热分解时,挥发出的草酸与澄清石灰水反应也产生白色沉淀。(2) 草酸受热分解,可能产生CO和CO2,因此,在验证CO气体之前,需先除去CO2,X应选用NaOH浓溶液;用浓硫酸干燥CO气体,再将干燥的CO气体通入CuO中。(3) 先点燃A处的酒精灯,产生气体排尽装置内空气,然后点燃E处的酒精灯,反应发生,反应结束后,先熄灭E处的酒精灯,冷却至室温后,再熄灭A处的酒精灯,以防产生倒吸。(4) PdCl2与多余的CO反应生成金属Pd,CO被氧化为CO2。(5) 消耗KMnO4溶液的体积为(9.99+10.01+10.00) mL3=10.00 mL,消耗KMnO4的量为0.100 molL-110.0010-3 L=10-3 mol,25.00 mL草酸溶液消耗KMnO4 10-3 mol,250 mL草酸溶液消耗KMnO4 10-2 mol,根据得失电子守恒有2MnO4-5H2C2O4,消耗H2C2O4的量为2.510-2 mol,3.15 g纯净H2C2O4xH2O的量为2.510-2 mol,3.15(90+18x)=2.510-2,解得x=2。8. (1) 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+10CO2+2MnSO4+8H2O(2) AC烧杯、玻璃棒(3) (4) 2.000(5) CaC2O4CaCO3+CO解析(2) 配制0.100 0 molL-1 KMnO4标准溶液需要的仪器有:量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。(3) 若定容时仰视刻度线,导致溶液的体积偏大,所配制溶液的浓度偏低;若KMnO4标准溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,则会造成溶质的损失,使所配溶液的浓度偏低。(4) 根据2KMnO4+5H2C2O