高考化学一轮复习知能演练高分跨栏 第10章第3节 实验方案的设计与评价及定量实验数据的分析与处理 鲁科版.doc

2013届高考化学一轮复习知能演练高分跨栏 第10章第3节 实验方案的设计与评价及定量实验数据的分析与处理 鲁科版1(2012山东济南高三第一次模拟)下列实验设计能够成功的是()实验目的实验步骤及现象a检验亚硫酸钠试样是否变质b除去乙酸乙酯中混有的乙酸c证明酸性条件下h2o2氧化性比i2强d鉴定盐a的成分是febr2解析：选b。a项中sobaso3稀硝酸,baso4(不溶解)；b项中可以将乙酸除去，正确；c项中，hno3可将i氧化；d项中无法鉴定出fe2的存在。2某探究小组利用丙酮的溴代反应(ch3coch3br2hcl,ch3coch2brhbr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：实验序号初始浓度c/moll1溴颜色消失所需时间t/sch3coch3hclbr20.800.200.00102901.600.200.00101450.800.400.00101450.800.200.0020580分析实验数据所得出的结论不正确的是()a增大c(ch3coch3)，v(br2)增大b实验和的v(br2)相等c增大c(hcl)，v(br2)增大d增大c(br2)，v(br2)增大解析：选d。、两组数据中hcl、br2初始浓度相同，而中ch3coch3初始浓度大，且计算所得的v(br2)大，故a正确；、中br2的初始浓度相同，颜色消失即c(br2)为0时所用时间相同，故v(br2)相同；、两组数据中ch3coch3、br2初始浓度相同，而中hcl初始浓度大，且所用时间少，故的v(br2)大，c正确；、两组数据中ch3coch3、hcl初始浓度相同，而的v(br2)为：v(br2)0.0010 mol/l290 s3.45106 mol/(ls)，的v(br2)为：v(br2)0.0020 mol/l580 s3.45106mol/(ls)，可见v(br2)是相同的，故d错误。3某化学兴趣小组对某白色固体样品(可能为nh4hco3、nahco3、na2co3和nacl中的一种)的成分进行鉴定：(1)甲同学经分析后，认为用ba(oh)2试液滴加到样品溶液中(必要时可加热)，通过产生的现象即可完成实验。你认为该同学设计的实验方案_(填“可行”或“不可行”)。(2)乙同学选用了试管、玻璃棒、酒精灯、试管夹、蒸馏水、ph试纸，通过合理、全面的实验步骤，给出了鉴定。为保证实验方案的顺利实施，乙同学在给固体样品加热时，正确的操作方法是_(使用酒精灯和试管夹的方法不必叙述)。乙同学在实验中可能要两次使用玻璃棒和ph试纸。第一次是将一小块试纸用蒸馏水润湿后黏在玻璃棒的一端，以便通过玻璃棒将试纸对准加热的试管附近(试管口)；第二次(测定溶液的ph)使用时的正确方法是_。完成下表中空格部分：固体试样判断依据(要点)有关化学方程式(或离子方程式)碳酸氢铵碳酸氢钠ph试纸显示有酸性气体产生碳酸钠氯化钠nacl=nacl解析：(1)不可行，因为nahco3、na2co3与ba(oh)2溶液反应均能生成沉淀。(2)给试管里的固体药品加热时，往往有水蒸气产生(反应过程中生成的水或药品中的水)，因此试管口必须向下倾斜。加热前需先将试管外壁擦干，以防止加热时试管炸裂。加热时应先使试管均匀受热，使试管在酒精灯上移动。碳酸氢铵受热分解生成碱性气体nh3，通过检验nh3判断碳酸氢铵存在。碳酸钠和氯化钠受热无气体放出，但碳酸钠溶液由于水解而呈碱性。答案：(1)不可行(2)试管口微向下倾斜，加热前需先将试管外壁擦干，以防止加热时试管炸裂。加热时应先使试管均匀受热，使试管在酒精灯上移动取一小块ph试纸放在玻璃片或表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在试纸的中部，观察试纸颜色的变化并跟标准比色卡比较，即可确定溶液的ph判断依据(要点)有关化学方程式(或离子方程式)ph试纸显示有碱性气体产生加热时无气体产生，溶液呈碱性coh2ohcooh加热时无气体产生，溶液呈中性4.某化学研究性学习小组拟对一种焰火原料(由两种短周期的常见金属单质组成的合金粉末)进行探究。请完成下列探究报告。探究目的探究该焰火原料的组成资料检索mg2的检验方法：取2滴待检液，加入2滴2 moll1的naoh溶液，再加入1滴镁试剂()染料(对硝基苯偶氮间苯二酚)，若出现沉淀并吸附镁试剂()染料呈天蓝色，表示待检液中含有mg2，ag、cu2、fe3、nh会妨碍mg2的检验。mg(oh)2可溶于浓的氯化铵溶液，其他的常见不溶碱难溶于氯化铵。很多合金是金属互化物，有确定的化学组成。探究思路确定焰火原料所含金属的种类；测定焰火原料的化学式。实验探究 (1)甲同学进行了初步实验，实验步骤和实验现象如下。请填写下表：实验序号实验步骤实验现象结论取少量该焰火原料加入冷水无明显现象_取少量该焰火原料加入稀盐酸完全溶解，有大量气体产生，溶液呈无色_(2)乙同学取第组实验的溶液，加入镁试剂(i)染料，得出合金中不含镁。乙的结论_(填“正确”或“错误”)，你的理由是_。(3)丙同学设计实验方案，确定焰火原料中的金属种类，实验记录如下所示：由丙的实验记录可知，该焰火原料是由_和_两种金属组成的合金；向滤液中加入足量氢氧化钠溶液后需煮沸，煮沸的理由是_。解析：由题意知中把焰火原料加入冷水中无明显现象，说明该合金中不含与冷水反应的金属，则锂、钠等活泼金属不存在，由可知金属能与盐酸反应放出气体，则其可能由短周期金属元素铍、镁、铝三种金属中的任意两种组成。答案：(1)不含锂(li)、钠(na)等活泼金属可能含铍(be)、镁(mg)、铝(al)三种金属中的任意两种(2)错误由资料知，检验mg2的反应必须在碱性条件下进行(3)铝(或al)镁(或mg)(顺序可互换)将nh转化为nh3，煮沸促进其逸出，防止nh干扰mg2的检验5向淀粉ki溶液中滴加氯水，溶液先变蓝后退色，再向退色后的溶液中加入淀粉溶液，溶液一直没有重新变成蓝色。(1)由此事实你能得出上述溶液“后退色”的原因是_；假设此变化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为51，写出此反应的化学方程式：_。若再向该混合溶液中加入几滴na2so3溶液，发现溶液又重新变成蓝色，写出此变化中反应的化学方程式：_。(2)向10 ml含有0.1 mol/l ki的淀粉溶液中通入44.8 ml cl2(标准状况)，写出此时反应的离子方程式：_。(3)为测定某品牌的碘盐(含有碘酸钾)中碘元素的百分含量，某研究性学习小组的同学准确称取10.0000 g该碘盐，溶于蒸馏水，与足量的ki溶液在酸性条件下混合，充分反应后，取所得混合溶液的十分之一，用na2s2o3标准溶液进行滴定(用淀粉作指示剂，反应为i22s2o=2is4o)，达到滴定终点时消耗物质的量浓度为1.0103 mol/l的na2s2o3溶液v ml。则达到终点时的现象为_，该碘盐中碘元素的百分含量为_。解析：(1)淀粉ki溶液变蓝色后继续加氯水退色的原因有两种可能：一是i2被氧化了，二是淀粉结构被破坏了，由向退色后的溶液中再加淀粉溶液仍不变蓝色知退色原因属于前者。由cl2与i2反应时的量之比知，碘被氧化成io，可根据此写出反应的方程式；加na2so3溶液又变蓝表明又有i2生成，故io被so还原为i2。(2)由反应物的量之比知氧化产物为i2与io。(3)由io5i6h=3i23h2o及i22s2o=2is4o可得，io3i26s2o，1 g该碘盐中所含碘元素的物质的量n(i)v106mol，则碘元素的质量为127v1062.12v105(g)，则碘元素的百分含量为2.12v103%。答案：(1)i2被过量的氯水氧化了5cl2i26h2o=2hio310hcl2hio35na2so3=i25na2so4h2o(2)5i10cl29h2o=i220cl3io18h(3)蓝色消失且在30 s内不变化2.12v103%1(2010高考安徽卷)某研究性学习小组在网上收集到如下信息：fe(no3)3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：实验制备银镜，并与fe(no3)3溶液反应，发现银镜溶解。(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是_。a边振荡盛有2%的agno3溶液的试管，边滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止b将几滴银氨溶液滴入2 ml乙醛中c制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热d银氨溶液具有较弱的氧化性e在银氨溶液配制过程中，溶液的ph增大提出假设假设1：fe3具有氧化性，能氧化ag。假设2：fe(no3)3溶液显酸性，在此酸性条件下no能氧化ag。设计实验方案，验证假设(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出fe2，验证了假设1成立。请写出fe3氧化ag的离子方程式：_。(3)乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容(提示：no在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生)。实验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论若银镜消失，假设2成立。若银镜不消失，假设2不成立。思考与交流(4)甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立，则丙同学由此得出结论：fe(no3)3溶液中的fe3和no都氧化了ag。你是否同意丙同学的结论、并简述理由：_。解析：本题考查了银镜制备实验，在该实验中要采用水浴加热，故(1)中c不正确，b中银氨溶液应过量且滴加顺序不正确，其他属规范操作和合理描述；(2)fe3氧化ag生成fe2和ag；(3)可用fe(no3)3溶液和稀硝酸做对比实验进行验证；(4)丙同学没有检验no的还原产物，故不能得出题述结论。答案：(1)ade(2)agfe3=agfe2(3)实验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论测定上述实验用的fe(no3)3溶液的ph配制相同ph的稀硝酸溶液，将此溶液加入有银镜的试管内(4)不同意。甲同学检验出了fe2，可确定fe3一定氧化了ag；乙同学虽然验证了此条件下no能氧化ag，但在硝酸铁溶液氧化ag时，由于没有检验no的还原产物，因此不能确定no是否氧化了ag(3)、(4)其他合理答案均可2(2010高考课标全国卷改编题)某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。实验混合溶液abcdef4 moll1h2so4/ml30v1v2v3v4v5饱和cuso4溶液/ml00.52.55v620h2o/mlv7v8v9v10100(1)请完成此实验设计，其中：v1_，v6_，v9_；(2)反应一段时间后，实验a中的金属呈_色，实验e中的金属呈_色；(3)该同学最后得出的结论为：当加入少量cuso4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的cuso4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因：_。解析：稀硫酸与锌的反应过程中加入少量硫酸铜，是利用锌置换出铜，构成cuznh2so4原电池，加快锌的反应速率。由于是研究cuso4的量对氢气生成速率的影响，所以硫酸的浓度要相同，一是所加硫酸的量相同，二是混合溶液的体积相同，所以v1v5均为30，由f组数据可知，cuso4溶液与水的体积和为20 ml。a组中无铜生成，反应后锌呈灰黑色，e组中生成较多的铜，呈暗红色。有较多的铜生成时，其覆盖在锌表面，降低了锌与溶液的接触面积。答案：(1)301017.5(2)灰黑暗红(3)当加入一定量的cuso4后，生成的单质cu会沉积在zn的表面，降低了zn与溶液的接触面积1市场上有一种用于预防和治疗缺氧症状的便推携式制氧器，利用过碳酸钠固体a(化学式为2na2co33h2o2)和黑色固体b(不溶于水)与水混合反应制得氧气。某同学对a、b两种物质进行探究，实验步骤及现象如图所示。下列说法错误的是()ab在反应中可能起催化作用b设计的目的是制取氧气c第步分离混合物的方法是过滤d白色沉淀d为caco3解析：选b。混合物中分离出b，说明反应中b未参加反应，可能是催化剂，a选项正确；设计的目的是检验b的催化性能，b选项错误；第步分离后得到固体和溶液，分离方法应为过滤，c选项正确；c溶液中含co，与ca2反应形成caco3白色沉淀，d选项正确。2科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的选项是()a探究so2和na2o2反应可能有na2so4生成b探究na与水的反应可能有o2生成c探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质可能是cu(oh)2d探究向滴有酚酞试液的naoh溶液中通入cl2，酚酞试液红色退去的现象是溶液的酸碱性改变所致，还是hclo的漂白性所致解析：选c。c项中cu(oh)2为蓝色，所以没有探究的意义。a项中因为二氧化硫具有还原性，过氧化钠的氧化性可能将硫元素氧化为高价态；根据反应前后原子数目和种类不变，b项的探究也有一定的依据；d项，酚酞试液出现红色的原因为naoh与酚酞共存。若红色退去，说明酚酞和naoh其中一种没有(或全部没有)，若naoh消失，则为溶液酸碱性改变所致，若酚酞消失，则说明为hclo的漂白性所致，d项有一定的意义。3下列实验设计能够成功的是()选项实验目的实验步骤及现象a检验亚硫酸钠试样是否变质b检验某卤代烃是否是氯代烃c证明酸性条件下h2o2氧化性比i2强d除去氯化钠晶体中混有的少量硝酸钾解析：选d。a项稀硝酸可将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，故该设计不合理；b项应加稀硝酸中和做催化剂的氢氧化钠溶液，而加稀硫酸有so干扰实验现象；c项加入的稀硝酸干扰实验现象；d项利用氯化钠和硝酸钾在水中的溶解度随温度变化而改变不同，并且硝酸钾的溶解度大且量少，故该项设计合理。4根据以下叙述制备氯化铜：先将浓盐酸用蒸气加热至80 左右，慢慢加入含有feo杂质的cuo粉，充分反应，使其溶解。已知：fes不溶于水，但溶于酸。溶液中被沉淀离子fe3fe2cu2完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的ph3.79.66.4在除去溶液中的fe2时，可采用的方法是()a可直接加碱，调整溶液的ph9.6b加入纯铜粉，将fe2还原为fec先将fe2氧化成fe3，再调整溶液ph至34d通入h2s使fe2直接沉淀解析：选c。当溶液达到fe2沉淀所需ph时，溶液中的cu2已经沉淀完全，无法分离；cu与fe2不反应；由已知信息中fes溶于酸知选项d错；故应先把fe2氧化成fe3，再调节ph使之沉淀，最后分离即可。5现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物，已知它们的性质如下表，据此，将乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是()物质分子式熔点沸点密度溶解性乙二醇c2h6o211.5 198 1.11 gml1易溶于水和乙醇丙三醇c3h8o317.9 290 1.26 gml1能跟水、酒精以任意比互溶a.萃取法b结晶法c分液法 d蒸馏法解析：选d。根据组成混合物中各物质的性质差异进行分离。萃取法适用于同一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同时，将混合物分离；结晶法适用于不同溶质在同一溶剂中溶解度受温度影响不同的混合物分离；蒸馏法适用于沸点不同的互溶液体的分离；分液法适用于互不相溶的两种液体组成的混合物分离。由表中信息可知，乙二醇和丙三醇性质差异最大的是沸点，所以应采用蒸馏法。6干燥剂的干燥性能可用干燥效率(1 m3空气中实际余留水蒸气的质量)来衡量。某些干燥剂的干燥效率数据如下：物质mgocaozncl2znbr2干燥效率0.0080.20.81.1根据以上数据，下列有关叙述错误的是()amgo的干燥性能比cao好b干燥效率可能与干燥剂的阴、阳离子的半径大小有关cmgcl2可能是比cacl2更好的干燥剂d上述干燥剂中阳离子对干燥性能的影响比阴离子小解析：选d。对比mgo与cao的干燥效率，再结合zncl2和znbr2数据分析可以得出阳离子对干燥性能的影响大于阴离子。7(2012宁夏吴忠高三月考)下列关于中和热的实验中叙述正确的是()a在进行中和热测定时，为保证实验的准确性，我们可以采取以下具体措施：使用碎泡沫以起到隔热保温的作用；使用铜质搅拌棒进行搅拌；进行两到三次实验，取平均值b测量中和热时，一般选择稍过量的碱与一定量的酸反应，也可用稍过量的酸与一定量的碱反应c在做中和热的实验时，随着酸的加入，所得反应混合液的温度变化如图所示，则在进行反应热的计算时所用的t6 d在进行强酸强碱中和反应的反应热测定时，可以用稀盐酸进行反应，也可以选择稀硫酸或稀醋酸解析：选b。中和热的测定关键是中和放热导致的温度变化能否都被温度计测量出来，故对装置保温效果要求较高，a中使用铜质搅拌棒会造成热量散失，a项错误；在测定时一般要使用一种反应物略过量，目的是保证少的物质完全中和，故哪种物质稍过量都可以，b项正确；从图中可以看出，起始温度低于22 ，所以当温度达最高时，反应液的温度变化大于6 ，c项错误；稀醋酸是弱酸，而进行的实验是强酸强碱的中和热的测定，d项错误。8某校化学兴趣小组对一款锌铁合金中铁的含量进行测定，该小组提出用测定产生氢气的体积的方法来进行实验。实验过程中需要读取氢气体积。(1)读取量气管中数据时，若发现水准管中的液面低于量气管中液面，应采取的措施是_。(2)若称得锌铁合金的质量为0.117 g，量气管中初读数为1.00 ml，末读数为45.80 ml，则合金中铁的含量为_%(保留2位小数，气体体积已折算成标况)。解析：(1)由于两者是连通器，所以只要移动水准管的位置，就可以使得两者液面相平。(2)根据题中数据可知，生成的氢气体积为44.80 ml，物质的量为0.002 mol。设铁的物质的量为x mol，锌的物质的量为y mol。则有：解得：x0.013/9，y0.005/9。w(fe)100%69.14%。答案：(1)抬高(或移动)水准管位置，使水准管、量气管内液面相平(2)69.149h2o2不稳定会分解，cuso4溶液对过氧化氢分解有催化作用。有同学猜想起催化作用的是cu2。请你根据以下实验条件，用实验证明该同学的猜想正确。限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、酒精灯、药匙、木条；酚酞试液、2 mol/l盐酸、2 mol/l 硫酸、2 mol/l硝酸、5%的h2o2溶液、cuso4溶液、蒸馏水。假设实验操作预期现象结论起催化作用的是cuso4溶液中的so起催化作用的是cuso4溶液中的确cu2解析：cuso4可电离出cu2和so，欲探究哪种离子对过氧化氢的分解起催化作用，设计实验时需要控制变量，即cu2和so应单独存在，第一步实验加h2so4(有so、无cu2)无明显现象，说明so不起催化作用；第二步实验应加入一种含cu2(由于第一步已经验证so对过氧化氢分解不起作用，因此第二步所选试剂也可含so)的物质，考虑到题给试剂，应选择cuso4溶液。答案：假设实验操作预期现象结论向盛有约2 ml 5%的h2o2溶液的试管中滴加少量的2 mol/l h2so4，并把带火星的木条伸入试管无明显现象起催化作用的不是so向盛有约2 ml 5%的h2o2溶液的试管中滴加少量cuso4溶液，并把带火星的木条伸入试管试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃起催化作用的是cu210.(2012安徽宿州高三四校联考)已知sncl4常温下是无色液体，沸点为114 ，遇潮湿空气便发生水解反应，sn的熔点为231 。已知sncl4的制备需分两步进行，第一步是金属sn的制备，第二步由sn和cl2反应生成sncl4。第一步：金属sn的制备。以锡石sno2为原料，用足量的焦炭做还原剂，在高温下可制得粗锡，该反应的化学方程式为_，粗锡经电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极反应式为_。第二步：sncl4的制备。用干燥、纯净的cl2与熔融的sn反应制sncl4，同时放出大量的热。如图所示是实验室制取sncl4的实验装置：试回答下列问题：(1)装置a中反应的离子方程式为_。(2)装置b、c中的药品分别为_、_。(3)当反应生成sncl4时，应熄灭_(填序号)处的酒精灯，理由是_。(4)老师说该实验装置设计不完整，请你协助该研究小组设计出所缺装置(须标出试剂的名称，装置图尽可能简单)并在右侧方框中画出。解析：题干中明确指出发生氧化还原反应时使用了足量的焦炭，因此焦炭的氧化产物为co。结合题中信息知sncl4极易水解，因此在电解精炼时使用的电解液应是可溶性含sn2的盐溶液，故阴极发生的还原反应为sn22e=sn。考虑到cl2有毒，而题中无尾气吸收装置，又由于sncl4极易水解，因此要防止空气中的水蒸气进入e瓶，故可连接装有碱石灰的干燥管达到以上两个目的。答案：2csno2sn2cosn22e=sn(1)mno24h2clmn2cl22h2o(2)饱和食盐水浓硫酸(3)d依靠反应放出的热量维持sn的熔化(4)11铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白：方案一实验方案将铝镁合金与足量naoh溶液反应，测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是_。实验步骤(1)称取10.8 g铝镁合金粉末样品，溶于体积为v、物质的量浓度为4.0 moll1naoh溶液中，充分反应。则naoh溶液的体积v_ml。(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。方案二实验方案将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。实验步骤(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验：你认为最简易的装置其连接顺序是a接()()接()()接()(填接口字母，可不填满)。(2)仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。装置中导管a的作用是_。实验前后碱式滴定管中液面读数分别为v1 ml、v2 ml，则产生氢气的体积为_ml。若需确定产生氢气的量，还需测定的数据是_。解析：方案一：将铝镁合金与足量naoh溶液反应，镁不和naoh溶液反应，铝发生反应：2al2naoh6h2o=2naal(oh)43h2。(1)假设合金中镁的质量分数量最少为3%，则10.8 g铝镁合金粉末样品中含有铝10.476 g，其物质的量是0.388 mol，根据反应2al2naoh6h2o=2naal(oh)43h2知，需要n(naoh)n(al)0.388 mol，v(naoh)0.388 mol/4.0 moll10.097 l。(2)过滤后，金属镁的表面会沾有其