（广西专用）2014届高三化学一轮复习题库 11-3 物质的制备及实验方案的设计与评价（含解析）

1 第三讲第三讲 物质的制备及实验方案的设计与评价物质的制备及实验方案的设计与评价 一 选择题 1 用下列实验装置完成对应的实验 部分仪器已省略 能达到实验目的的是 解析 A 中稀释浓 H2SO4不能在量筒中进行 B 中称量 NaOH 固体应在干燥的小烧杯中 称量 C 中冷却水的流向不对 温度计水银球的位置不对 答案 D 2 下列实验数据记录和实验方法正确的是 A 用天平称取 4 0 g NaOH 固体 用 100 mL 量筒配制 1 00 mol L 1的 NaOH 溶液 B 用 25 mL 的滴定管 内装有标准 NaOH 溶液 滴定未知浓度的盐酸用去 NaOH 溶液 22 32 mL C 用 pH 试纸测得新制氯水的 pH 为 4 D 常温下 用气球收集 500 mL NO2气体 求得 NO2气体的物质的量为 mol 0 5 22 4 解析 实验数据和实验方法是中学化学的重点内容 对这两个方面都有较高的要求 配 制溶液不能在量筒中进行 所以 A 是错误的 滴定管的精确度达到 0 01 mL 所以 B 是 正确的 氯水具有漂白性 所以不能用 pH 试纸来测定 pH C 错 常温下气体的摩尔体 积不是 22 4 L mol 1 所以 500 mL NO2气体的物质的量不是mol D 错 本题易 0 5 22 4 错选 D 22 4 L mol 1是标准状况下的气体摩尔体积 只有在标准状况下才适用 答案 B 2 3 下列有关实验原理或操作正确的是 A 选择合适的试剂 用图 1 所示装置可分别制取少量 CO2 NO 和 O2 B 制备乙酸乙酯时 向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸 C 洗涤沉淀时 见图 2 向漏斗中加适量水 搅拌并滤干 D 用广泛 pH 试纸测得 0 10 mol L 1NH4Cl 溶液的 pH 5 2 解析 A 项 无法用排空气法收集 NO B 项正确 C 项 洗涤沉淀时向漏斗中加适量水 后要让水自然滤出 不能搅拌 D 项 pH 试纸测出的 pH 无法精确到 0 1 只能是整数 答案 B 4 可用如下图所示装置干燥 收集及尾气处理的气体是 H2S HCl NH3 Cl2 SO2 C2H4 A 和 B 和 C 和 D 和 解析 中气体不能用浓 H2SO4干燥 不能用水吸收 Cl2 不能用向上排空气法 收集尾气处理应用溴水 HCl SO2必须用防倒吸装置进行尾气处理 答案 B 5 设计学生实验要注意安全 无污染 现象明显 根据启普发生器原理 可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器 见右图 若关闭 K 不能 使反应停止 可将试管从烧杯中取出 会有部分气体逸散 下列气体的 3 制取宜使用该装置的是 A 用二氧化锰 粉末 与双氧水制氧气 B 用锌粒与稀硫酸制氢气 C 用硫化亚铁 块状 与盐酸制硫化氢 D 用碳酸钙 块状 与稀硫酸制二氧化碳 解析 A 项 粉末会从孔中漏出提出试管 反应也无法停止 C 项 H2S 逸出污染空气 D 项 反应生成的微溶性的 CaSO4附着在 CaCO3的表面 使反应不能继续 制气量有限 答案 B 6 利用下列实验装置能完成相应实验的是 A 装置 测定化学反应速率 B 装置 制取并吸收 HCl C 装置 制备纯净的 NH3 D 装置 模拟铁的腐蚀 解析 中稀盐酸不与 MnO2反应 HCl 极易溶于水 吸收时要防止倒吸 中不能 除去 CO2且不能用 CaCl2干燥氨 所以 A B C 均不正确 答案 D 7 下列实验装置设计正确且能达到目的的是 4 解析 干燥气体时 应 长进短出 A 项错误 浓硫酸稀释时 应将浓硫酸加入水中 B 项错误 NaOH 溶液应置于碱式滴定管中 D 项错误 答案 C 8 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试样白色沉淀沉淀 溶解 硝酸钡溶液 稀硝酸 不溶解 B 除去乙酸乙酯中混有的乙酸 混合液溶液分层 饱和碳酸钠溶液 振荡 得上层液体 分液 C 证明酸性条件下 H2O2氧化性比 I2强 NaI 溶液 30 H2O2溶液 溶液变蓝色 稀硝酸及淀粉 D 鉴定盐 A 的成分是 FeBr2A 适量硝酸酸化的AgNO3溶液 Error 解析 A 项中亚硫酸钠变质应被氧化成硫酸钠 检验时应使用氯化钡溶液和稀盐酸作检 验试剂 而不应该使用硝酸钡和稀硝酸 因为在酸性条件下硝酸根 硝酸 能将亚硫酸盐 亚 硫酸根 氧化成硫酸盐 干扰实验现象 A 错误 B 项中由于乙酸能和碳酸钠溶液反应生 成可溶性的乙酸钠 且乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度小 故可通过分液分离 B 正确 C 项中后续操作用到了具有强氧化性的稀硝酸 稀硝酸也能将 I 氧化成 I2 干 扰实验现象 应改用稀盐酸 C 错误 D 项中并没有检验出 Fe2 因为硝酸具有强氧化 性 将 Fe2 氧化成了 Fe3 D 错误 答案 B 二 非选择题 9 氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂 某兴趣小组拟选用如图装置制备氢化钙 5 请回答下列问题 1 请选择必要的装置 按气流方向连接顺序为 填仪器接口的字母编号 2 根据完整的实验装置进行实验 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 请按正确的顺序填入下列步骤的标号 A 加热反应一段时间 B 收集气体并检验其纯度 C 关闭分液漏斗活塞 D 停止加热 充分冷却 3 实验结束后 某同学取少量产物 小心加入水中 观察到有气泡冒出 溶液中加入 酚 酞后显红色 该同学据此判断 上述实验确有 CaH2生成 写出 CaH2与水反应的化学方程式 该同学的判断不准确 原因是 4 请你设计一个实验 用化学方法区分钙与氢化钙 写出实验简要步骤及观察到的现 象 5 登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂 与氢气相比 其优点是 6 解析 本题主要考查制取氢化钙的实验步骤 实验装置的连接以及氢化钙的鉴别与用途 意在考查考生的实验操作 探究能力 1 首先用盐酸和锌粒反应制取氢气 再与钙反 应 制得氢化钙 其中氢气通入装有钙的硬质玻璃管前要除去杂质 HCl 再用浓硫酸干燥除 去水蒸气 制取氢化钙的装置要与盛有无水氯化钙的干燥管连接 从而防止空气中的水 蒸气与其反应 2 首先收集氢气并验纯 然后加热反应 停止加热 充分冷却 最后 关 闭活塞 3 氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气 方程式 CaH2 2H2O Ca OH 2 2H2 金属钙与水反应也生成氢氧化钙和氢气 4 区别金属钙和氢化钙 可根据氢化 钙中含有氢元素 让其与氧气反应生成水 并用无水硫酸铜来检验 答案 1 i e f d c j k 或 k j a 2 B A D C 3 CaH2 2H2O Ca OH 2 2H2 金属钙与水反应也有类似现象 4 取适量氢化钙 在加热条件下与干燥氧气反应 将反应气体产物通过装有无水硫酸 铜 的干燥管 观察到白色变为蓝色 取钙做类似实验 观察不到白色变为蓝色 5 氢化钙是固体 携带方便 10 化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究 查得资料 该牙膏摩擦剂由碳酸钙 氢氧化铝组成 牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体 产生 摩擦剂中氢氧化铝的定性检验 取适量牙膏样品 加水充分搅拌 过滤 1 往滤渣中加入过量 NaOH 溶液 过滤 氢氧化铝与 NaOH 溶液反应的离子方程式是 2 往 1 所得滤液中先通入过量二氧化碳 再加入过量稀盐酸 观察到的现象是 牙膏样品中碳酸钙的定量测定 利用下图所示装置 图中夹持仪器略去 进行实验 充分反应后 测定 C 中生成的 BaCO3 沉淀质量 以确定碳酸钙的质量分数 7 依据实验过程回答下列问题 3 实验过程中需持续缓缓通入空气 其作用除了可搅拌 B C 中的反应物外 还有 4 C 中反应生成 BaCO3的化学方程式是 5 下列各项措施中 不能提高测定准确度的是 填标号 a 在加入盐酸之前 应排净装置内的 CO2气体 b 滴加盐酸不宜过快 c 在 A B 之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d 在 B C 之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 6 实验中准确称取 8 00 g 样品三份 进行三次测定 测得 BaCO3平均质量为 3 94 g 则 样品中碳酸钙的质量分数为 7 有人认为不必测定 C 中生成的 BaCO3质量 只要测定装置 C 在吸收 CO2前后的质量 差 一样可以确定碳酸钙的质量分数 实验证明按此方法测定的结果明显偏高 原因是 解析 2 1 中所得滤液中成分为 Na Al OH 4 通入 CO2时 发生反应为 Al OH 4 CO2 Al OH 3 HCO CO2过量 故有白色沉淀生成 再加入过量稀盐酸 发生反 3 应为 H HCO CO2 H2O Al OH 3 3H Al3 3H2O 故有气体产生 且沉 3 淀逐渐溶解 3 牙膏样品中 CaCO3的定量测定原理是 使牙膏样品与盐酸反应释放出 CO2 用 Ba OH 2 溶液来吸收 CO2 通过测定 C 中生成的 BaCO3沉淀的质量 以确定 CaCO3的质量分数 因此 实验的关键是必须使 B 中产生的 CO2全部被 Ba OH 2溶液吸收 所以 实验过程 8 中需持续缓缓通入空气 5 a 装置内空气中的 CO2 也会随气流进入 Ba OH 2溶液 被之吸收 这样会使测定结 果偏大 因此 为减小实验误差 在加入盐酸之前 应排净装置内的 CO2 b 若滴加盐酸过快 样品与盐酸反应释放 CO2的速度也快 这样会造成 CO2进入 Ba OH 2 溶液的速度过快 会使一部分 CO2没被 Ba OH 2溶液吸收就从 Ba OH 2溶液中逸出 造 成误差 因此 滴加盐酸不宜过快 c 根据测定原理可知 A B 之间没有必要增添干燥装置 d 从 B 中出来的 CO2含有 HCl 气体杂质 若在 B C 之间增添盛有饱和 NaHCO3溶液 的洗气装置 杂质 HCl 气体被 NaHCO3溶液吸收后 也会产生 CO2 和 B 中产生的 CO2 同时进入 Ba OH 2溶液 会使测定结果偏高 不能提高测定准确度 6 由关系式 BaCO3 CaCO3 0 02 mol n CaCO3 3 94 197 可得n CaCO3 0 02 mol 碳酸钙的质量分数为 100 25 0 02 100 8 00 7 从 B 中出来的 CO2气体 含有 H2O g 及 HCl 气体杂质 也会被 C 中的 Ba OH 2溶液 吸收 因此 测定装置 C 在吸收 CO2前后的质量差 测定结果会偏高 技巧点拨 解决实验题的关键是首先要明确实验的目的 其次是要弄清实验的原理 最 后要分析装置仪器 试剂药品的作用 答案 1 Al OH 3 OH Al OH 4 或 Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 2 通入 CO2气体有白色沉淀生成 加入盐酸有气体产生 沉淀溶解 3 把生成的 CO2全部排入 C 中 使之完全被 Ba OH 2溶液吸收 4 Ba OH 2 CO2 BaCO3 H2O 5 c d 6 25 7 B 中的水蒸气 氯化氢气体等进入装置 C 中 或其他合理答案 11 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 1 上述实验中发生反应的化学方程式有 2 硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 3 实验室中现有 Na2SO4 MgSO4 Ag2SO4 K2SO4等 4 种溶液 可与上述实验中 CuSO4 9 溶液起相似作用的是 4 要加快上述实验中气体产生的速率 还可采取的措施有 答两 种 5 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 ABCDEF 4 mol L 1 H2SO4 mL 30V1V2V3V4V5 饱和 CuSO4 溶液 mL 00 52 55V620 H2O mLV7V8V9V10100 请完成此实验设计 其中 V1 V6 V9 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 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 1 在稀硫酸中加入硫酸后发生了两个反应 CuSO4 Zn ZnSO4 Cu Zn H2SO4 ZnSO4 H2 2 由于 Zn 与反应生成的 Cu 及硫酸溶液组成了 Cu Zn 微电池 大大加快了生成氢气的反应速率 3 只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原 电 池 都可以加快生成氢气的反应速率 故在所给的物质中只有 Ag2SO4符合题意 4 要 加快生成氢气的反应速率 还可以采取如下措施 升高温度 适当增大硫酸的浓度 增 加锌粒的比表面积等 5 因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响 故应保持硫酸的 浓 度在各组实验中相同 则硫酸溶液的体积均取 30 mL 根据 F 中加入的水与硫酸铜溶液 的体积之和为 20 mL 可以求得各组实验中加入水的体积分别为V6 10 mL V8 19 5 mL V9 17 5 mL V10 15 mL A 中没加 CuSO4反应一段时间后剩余的锌为灰黑色 E 中析出较多的铜 则显示出了铜晶体的颜色 暗红色 由于析出的铜的量较多 会覆盖 在锌的表面 使得锌与稀硫酸接触面积大大减小 故反应速率反而会减慢了 答案 1 Zn CuSO4 ZnSO4 Cu Zn H2SO4 ZnSO4 H2 2 CuSO4与 Zn 反应产生的 Cu 与 Zn 形成 Cu Zn 微电池 加快了氢气产生的速率 10 3 Ag2SO4 4 升高反应温度 适当增加硫酸的浓度 增加锌粒的比表面积等 任写两种即可 5 30 10 17 5 灰黑 暗红 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 12 实验室以含有 Ca2 Mg2 Cl SO Br 等离子的卤水为主要原料制备无水 2 4 CaCl2和 Br2 流程如下 1 操作 使用的试剂是 所用主要仪器的名称是 2 加入溶液 W 的目的是 用 CaO 调节溶液 Y 的 pH 可以除去 Mg2 由表中 数据可知 理论上可选择的 pH 最大范围是 酸化溶液 Z 时 使用的试剂为 开始沉淀时的 pH沉淀完全时的 pH Mg2 9 611 0 Ca2 12 2 c OH 1 8 mol L 1 3 实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集 CO2气体 下列装置中合理的是 4 常温下 H2SO3的电离常数Ka1 1 2 10 2 Ka2 6 3 10 8 H2CO3的电离常数Ka1 11 4 5 10 7 Ka2 4 7 10 11 某同学设计实验验证 H2SO3酸性强于 H2CO3 将 SO2和 CO2气体分别通入水中至饱和 立即用酸度计测两溶液的 pH 若前者的 pH 小于后者 则 H2SO3酸性强于 H2CO3 该实验设计不正确 错误在于 设计合理实验验证 H2SO3酸性强于 H2CO3 简要说明实验步骤 现象和结论 仪器自选 供选择的试剂 CO2 SO2 Na2CO3 NaHCO3 Na2SO3 NaHSO3 蒸馏水 饱和石灰 水 酸性 KMnO4溶液 品红溶液 pH 试纸 解析 1 操作 是萃取和分液 需要的仪器主要是分液漏斗 用