第16讲 综合性实验的设计与评价.doc

第16讲综合性实验的设计与评价1(2010江西省联考)用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：铜与浓硝酸反应；铜与稀硝酸反应；铜与氧气反应生成CuO，CuO再与稀硝酸反应。下列有关叙述不正确的是()A所消耗的硝酸的量：B对环境造成的危害，最小C因铜与浓硝酸作用最快，故制取硝酸铜的最佳途径是D三种途径所消耗的铜的质量相等解析：三种途径制取硝酸铜的反应分别为：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，2CuO22CuO、CuO2HNO3=Cu(NO3)2H2O。所消耗的硝酸的量：，A对；途径没有有毒气体产生，对环境造成的危害最小，B对；途径消耗的硝酸最少，对环境造成的危害最小，为制取硝酸铜的最佳方案，C错；三种途径消耗的铜的质量相等，D对。答案：C2(2010北京市考试院抽样)下述实验不能达到预期目的的是()编号实验内容实验目的A.将AlCl3溶液蒸干灼烧制备Al2O3B.向沸水中滴加几滴FeCl3饱和溶液，继续加热至红褐色制备Fe(OH)3胶体C.向某溶液中加入稀H2SO4，将产生的气体通入澄清石灰水检验溶液中是否含有COD.相同温度下，测定浓度均为0.1 molL1的Na2CO3和CH3COONa溶液的pH比较CH3COO和CO结合H的能力强弱解析：若溶液中含有HCO或SO、HSO等，也会出现同样的现象，故C错误。答案：C3(2010云南省摸底考试)为证明SO2与Ba2只有在碱性条件下才能形成BaSO3沉淀，可设计如下实验方案，其中可行的是()A将SO2通入Ba(OH)2溶液中，有白色沉淀生成B. 将SO2通入Ba(NO3)2溶液中，有白色沉淀生成C. 将SO2分别通入BaCl2溶液、BaCl2和HCl的混合溶液、Ba(OH)2溶液中，只有Ba(OH)2溶液中有白色沉淀生成D. 将SO2通入BaCl2与NH3的混合溶液中，有白色沉淀生成解析：A、D项实验可证明在碱性条件下SO2能与Ba2作用形成沉淀，但不能排除在非碱性条件下也能形成沉淀；B项中则是在酸性(SO2溶解后生成H2SO3使溶液呈酸性)条件下，NO将SO氧化成SO，从而形成BaSO4沉淀；C项中分别在中性、酸性和碱性条件下进行实验，从而能得出结论。答案：C4(2010桂林市摸底考试)向某无色溶液Q中加入适量的盐酸后，产生白色沉淀P，再加入稀硝酸，沉淀不溶解，对此现象，甲、乙两位同学分别提出自己的看法。甲：原溶液中一定有Ag。乙：原溶液中一定有SiO。丙同学通过对甲、乙两位同学的观点进行分析后提出了如下的方案，用于确定溶液中到底是含有Ag还是含有SiO，其中肯定不正确的是()ABCD操作将P置于浓氨水中测量溶液Q的pH将P置于NaOH溶液中向溶液Q中加足量硝酸现象与结论若沉淀不溶解，则原溶液中含有Ag若pH7，则溶液中不含SiO若P溶解，则含有SiO若有白色沉淀生成，则不含Ag解析：Ag水解使溶液呈酸性，SiO水解使溶液呈碱性，H2SiO3能溶于强碱，AgCl能溶于浓氨水。答案：A5(2010北京市东城区检测)下列相关实验不能达到预期目的的是()选项相关实验预期目的A相同温度下，等质量的大理石块、大理石粉分别与等体积、等浓度的盐酸反应探究接触面积对化学反应速率的影响B把装有颜色相同的NO2和N2O4混合气体的两支试管(密封)分别浸入冷水和热水中探究温度对化学平衡的影响C在蔗糖中加入稀硫酸，水浴加热，再加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热探究蔗糖水解产物具有还原性D两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液，向其中一支试管中加入FeCl3溶液探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响解析：蔗糖在稀H2SO4溶液中水解后，应加入NaOH溶液中和掉H2SO4使溶液呈碱性，否则加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热时，得不到Cu2O砖红色沉淀，也无法探究蔗糖水解产物具有还原性。答案：C6(2010四川卷)碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。请回答下列问题：(1)碘是_(填颜色)固体物质，实验室常用_方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I26KOH=5KIKIO33H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为_；阴极上观察到的实验现象是_。(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I。请设计一个检验电解液中是否有I的实验方案，并按要求填写下表。要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。实验方法实验现象及结论(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：步骤的操作名称是_，步骤的操作名称是_。步骤洗涤晶体的目的是_。解析：本题主要考查碘及其化合物的性质、电解原理和实验基本操作，意在考查考生的分析能力和实验能力。(1)卤素单质的颜色随着相对分子质量的增加而变深，单质碘为紫黑色，具有易升华的性质。(2)电解时，阳极发生氧化反应，I失去电子被氧化；阴极发生还原反应，H得电子生成氢气。(3)阳极电解产物中含有IO，该离子与I在酸性条件下可以发生氧化还原反应生成单质碘，可用淀粉溶液检验生成的单质碘。(4)溶液经蒸发浓缩，冷却后析出晶体，然后过滤得目标产物KIO3，洗涤其表面的杂质，干燥后即得较为纯净的KIO3。答案：(1)紫黑色升华(2)2I2e=I2(或I6OH6e=IO3H2O)有气泡产生(3)实验方法实验现象及结论取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝如果不变蓝，说明无I(如果变蓝，说明有I)(4)冷却结晶干燥洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质7(2010河南省调研)利用如图所示的装置和其他必要的用品，利用反应：2NH33CuON23Cu3H2O证明氨气具有还原性。请回答下列有关问题。(1)反应所需氨气用浓氨水和固体氢氧化钠混合制取。能够用这种方法快速制得氨气的原因是_；该反应应在上述_(填写编号)装置中进行。(2)C装置中浓硫酸的作用是_；所用漏斗的作用是_。(3)实验中能够说明生成了铜单质的现象为_；为了检验反应生成的水蒸气，应在D装置中装入的化学试剂是_。(4)为了达到上述实验目的，从左到右各装置的连接顺序是_(用A、B、C、D表示，根据需要，装置可重复使用)。答案：(1)氢氧化钠溶于水时放热和增大氢氧根离子的浓度，都促进了氨水分解放出氨气B(2)吸收没有参加反应的氨气，防止水进入检验装置防止吸收气体时发生倒吸现象(3)A装置中的固体由黑色变为红色无水硫酸铜(4)BDADC8某化学探究小组拟用铜片制取Cu(NO3)2，并探究其化学性质。(一)他们先把铜粉放在空气中灼烧，再与稀HNO3反应制取硝酸铜。(1)如果直接用铜屑与稀HNO3反应来制取硝酸铜，可能导致的两个不利因素是_、_。(2)实验中铜粉应该放在_(填“蒸发皿”、“坩埚”或“烧杯”)中灼烧。欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤按顺序分别是_、_、过滤。(二)为了探究Cu(NO3)2的热稳定性，探究小组按下图中的装置进行实验。(图中铁架台、铁夹和加热设备均略去)往左试管中放入研细的无水Cu(NO3)2晶体并加热，观察到左试管中有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末；用U形管除去红棕色气体，在右试管中收集到无色气体。(1)红棕色气体是_。(2)当导管口不再有气泡冒出时，停止反应，这时在操作上应注意_。(3)探究小组判断Cu(NO3)2的分解属于氧化还原反应，产物除了红棕色气体和黑色固体外，进一步分析、推断，分解产物中一定还含有_。(三)为了探究Cu(NO3)2在酸性条件下跟铁单质的反应。他们取一支试管，加入Cu(NO3)2溶液，滴入适量稀硫酸酸化，再加入一定量铁粉，实验后没有固体残留物质。(1)反应中最先起氧化作用的是_。(2)该探究小组对反应后溶液中铁元素的价态进行探究，他们设计了实验方案，并进行实验。请按下表格式补充写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作步骤预期现象与结论步骤1：观察样品溶液呈蓝绿色，_(填“能”或“不能”)确定产物中铁元素的价态步骤2：取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液步骤3：_若溶液变为红色，说明产物中含3价的铁元素；若溶液颜色无明显变化，则说明产物中不含3价的铁元素解析：(一)(1)由反应3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O与3CuO6HNO3(稀)=3Cu(NO3)26H2O相比，生成等物质的量的Cu(NO3)2前者消耗HNO3多，而且生成的NO污染空气。(2)固体的灼烧应放在坩埚中进行；从溶液中得到硝酸铜晶体应先蒸发浓缩再冷却结晶，最后过滤。(二)(1)Cu(NO3)2晶体加热产生的红棕色气体为NO2。(2)当导管口不再有气泡冒出时，为了防止倒吸应先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯。(3)Cu(NO3)2分解生成NO2、CuO，根据电子得失守恒和质量守恒知，分解产物中还应该有O2。(三)(1)Cu(NO3)2溶液中加入稀硫酸，溶液中有H、NO，相当于有HNO3，能氧化铁粉。(2)步骤1：Fe2在溶液中为浅绿色，Fe3在溶液中为棕黄色，而该溶液呈蓝绿色，因此不能确定产物中铁元素的价态；步骤2：酸性KMnO4溶液具有氧化性，能够氧化Fe2，因此若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅说明产物中含2价的铁元素，否则不含；步骤3：为检验溶液中是否含有3价的铁元素，现象为溶液变为红色，因此用的试剂是KSCN溶液。答案：(一)(1)生成等物质的量的硝酸铜，消耗硝酸原料多产生污染物NO(2)坩埚蒸发浓缩冷却结晶(二)(1)NO2(2)先把导气管移出水面，然后熄灭酒精灯火焰(3)O2(三)(1)HNO3(或H和NO)(2)不能若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅，则说明产物中含2价铁元素；若KMnO4溶液不褪色或不变浅，则说明产物中不含2价铁元素另取少量溶液，滴加KSCN溶液9(2010上海卷)CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。大理石主要成分为CaCO3，另外有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。完成下列填空：(1)用浓盐酸配制1:1(体积比)的稀盐酸(约6 molL1)，应选用的仪器是_。a烧杯b玻璃棒c量筒d容量瓶(2)上述装置中，A是_，NaHCO3溶液可以吸收_。(3)上述装置中，B物质是_。用这个实验得到的气体测定CO2的分子量，如果B物质失效，测定结果_(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。(4)一次性饭盒中石蜡(高级烷烃)和CaCO3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤设计如下：剪碎、称重浸泡溶解过滤残渣烘干冷却、称重恒重为了将石蜡和碳酸钙溶出，应选用的试剂是_。a氯化钠溶液b稀醋酸c稀硫酸d正己烷(5)在溶出量测定实验中，为了获得石蜡和碳酸钙的最大溶出量，应先溶出_，后溶出_。(6)上述测定实验中，连续_，说明样品已经恒重。解析：(1)考查等体积比浓度的溶液配制，用量筒量取等体积水与浓盐酸，倒入烧杯，搅拌混合即可。(2)由于制备得到的CO2中含H2S以及反应挥发出的HCl，因此可通过CuSO4溶液除去H2S，通过饱和NaHCO3溶液除去HCl。(3)固体B应为无水CaCl2，可除去CO2中的H2O(g)。如果CaCl2失效，则气体为CO2与H2O(g)的混合气体，其平均分子量小