2011高考化学一轮复习《化学实验方案的设计与评价》人教大纲版

第四节第四节 化学实验方案的设计与评价化学实验方案的设计与评价 1 Inorganic Syntheses 无机合成 一书中 有一如图所示的装置 用以制备少量某种干 燥纯净的气体 该装置中所装的药品正确的是 选项A 中药品B 中药品气体 C A浓盐酸浓硫酸HCl B浓硫酸浓盐酸HCl C浓 NaOH 溶液浓氨水NH3 D浓氨水浓 NaOH 溶液NH3 解析 若将浓硫酸加入到浓盐酸中 无法得到干燥纯净的气体 浓氨水与浓 NaOH 溶 液混合后浓度变小不易挥发出 NH3 且得不到干燥的 NH3 答案 A 2 某同学想用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是 MnO4 的颜色 而不是 K 的颜色 他设 计的下列实验步骤中没有意义的是 A 将高锰酸钾晶体加热分解 所得固体质量减少 B 观察氯化钾溶液没有颜色 表明溶液中 K 无色 C 在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡 静置后未见明显变化 表明锌与 K 无反应 D 在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡 静置后见紫红色褪去 表明 MnO4 离子为 紫红色 解析 A 项中高锰酸钾晶体加热分解过程中 固体物质的颜色变化不明显 答案 A 3 下列实验方案合理的是 A 用过量的氨水除去 Al3 溶液中的少量 Fe3 B 用稀硫酸清洗长期存放氯化铁溶液的试剂瓶内壁所附着的不溶物 C 用加热法分离 I2和 NH4Cl 的混合物 D 为了更快得到氢气 可以用纯锌代替粗锌与稀硫酸反应 解析 因为 Al3 和 Fe3 与氨水反应生成的 Al OH 3 Fe OH 3都不溶于氨水 故 A 不 正确 I2和 NH4Cl 在加热时 I2升华而 NH4Cl 分解都转化为气体 故不能用加热法分 离 因为粗锌中含有不活泼的杂质 锌与杂质 稀硫酸能形成原电池 加快锌与稀硫 酸的反应 可更快得到氢气 纯锌与稀硫酸不能形成原电池 反应较慢 长期存放氯 化铁溶液的试剂瓶内壁所附着的不溶物的主要成分是由氯化铁水解得到的不溶于水的 氢氧化铁和氧化铁 故实验方案 A C D 不合理 方案 B 合理 答案 B 4 2009 山东实验中学 在实验室里进行物质制备的实验 利用下列原料和试剂分别制取相 应产物的实验设计中 理论上正确 操作上可行 经济上合理的实验设计是 A CCOCO2Na2CO3 在空气中点燃 CuO NaOH溶液 B CuCu NO3 2溶液Cu OH 2 AgNO3 溶液 NaOH溶液 C FeFe2O3Fe2 SO4 3溶液 点燃 H2SO4 D CaOCa OH 2溶液NaOH 溶液 H2O Na2CO3 解析 A 项理论上正确 操作上可行 但经济上不够合理 不正确 B 项理论上正确 但经济上不够合理 因为硝酸银试剂价格太高 C 项原理错误 因为单质铁点燃生成 四氧化三铁 D 项过程和理论正确 操作上可行 经济上合理 正确 答案 D 5 2010 沈阳 某些高档点心的包装盒内有个小纸袋 将小纸袋打开 可看到灰黑色粉末 其中有些粉末已变成棕褐色 将灰黑色粉末溶于盐酸中 取上层清液 滴入几滴氯水 再滴入 KSCN 溶液 马上溶液呈血红色 以下结论不正确的是 A 该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B 小纸袋中的粉末是 Fe2O3 C 小纸袋中可能装有活性铁粉 D 该灰黑色粉末不可食用 解析 小纸袋内的粉末是灰黑色的 而 Fe2O3是红棕色粉末 显然 B 错误 答案 B 6 欲证明一瓶无色液体是纯水 可靠的实验方法是 A 测得其 pH 7 B 跟钠反应生成氢气 C 电解时得到氢气和氧气 且两者在相同状态下的体积比为 2 1 D 在 1 013 105 Pa 时其沸点为 100 解析 A 项未确定温度 pH 7 时不一定是中性 即使是中性也不一定是纯水 B 项 中能与钠反应生成氢气的不一定是水 也可能是其它溶液 C 项 电解时产生 H2与 O2之比为 2 1 可能是 H2SO4或 Na2SO4等水溶液 答案 D 7 某研究性学习小组为了探索镁粉与 FeCl3溶液反应的机理 做了如下两组实验 1 将镁粉投入冷水中 未见明显现象 2 将镁粉投入 FeCl3溶液中 观察到有气泡产 生 溶液颜色逐渐变浅 同时逐渐产生红褐色沉淀 则下列叙述中正确的是 A 镁只与 FeCl3溶液中的 Fe3 直接反应 B 气泡是镁与 FeCl3溶液中的水直接反应产生的 C 红褐色沉淀是镁与水反应生成的 Mg OH 2与 Fe3 反应所得 D 气泡是镁与 FeCl3水解生成的盐酸反应产生的 解析 在溶液中存在 FeCl3的水解 其水解方程式为 FeCl3 3H2OFe OH 3 3HCl Mg 与水解产生的盐酸反应生成 H2 并使平衡向正反应方向移动 生成 Fe OH 3沉淀 答案 D 8 2009 洛阳 科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在 在下列假设引导下的实验 探究肯定没有意义的选项是 A 探究 SO2与 Na2O2反应可能有 Na2SO4生成 B 探究 Na 与水反应可能有 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 CuO D 探究向滴有酚酞试液的 NaOH 溶液中通入 Cl2 溶液的红色褪去是溶液的酸 碱性 改变所致 还是 HClO 的漂白性所致 解析 金属钠具有强还原性 而要实现 H2O 向 O2的转化 必须加氧化剂 故 B 项没 有探究意义 答案 B 9 实验室里需要配制 480 mL 0 1 mol L 1的硫酸铜溶液 下列实验方案及实验操作正确的 是 选项容量瓶容积溶质质量实验操作 A480 mL硫酸铜 7 68 g加入 500 mL 水 B480 mL胆矾 12 0 g配成 500 mL 溶液 C500 mL硫酸铜 8 0 g加入 500 mL 水 D500 mL胆矾 12 5 g配成 500 mL 溶液 解析 因为没有 480 mL 的容量瓶 只能配制 500 mL 溶液 计算时注意 需 8 g CuSO4或 12 5 g CuSO4 5H2O 答案 D 10 2009 山东邹城 北京 2008 年奥运会金牌直径为 70 mm 厚 6 mm 某化学兴趣小组对 金牌成分提出猜想 甲认为金牌是由纯金制成 乙认为金牌是由金银合金制成 丙认 为金牌是由黄铜 铜锌合金 制成 为了验证他们的猜想 请选择一种试剂来证明甲 乙 丙猜想的正误 A 硫酸铜溶液 B 盐酸 C 稀硝酸 D 硝酸银溶液 解析 Cu 和 Zn 完全溶于稀硝酸 Ag 也能溶于稀硝酸 但 Au 不溶 如果金牌全部溶 解 那是由黄铜制成的 如果金牌部分溶解 或质量变轻 有不溶解的部分 那是由 金银合金制成的 如果金牌完全不溶解 也没有气体产生 那是由纯金制成的 答案 C 11 氢氧化铜是一种常用试剂 如 利用氢氧化铜验证葡萄糖的还原性 下面是三个研究性学习小组分别从不同层面开展的探究性学习活动 1 研究性学习小组甲 对 葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应生成的红色沉淀是 Cu2O 提出质疑 他们认为红色沉淀不一定是氧化亚铜 为了确定红色沉淀的成分 进行了如下探究 提出猜想 查阅资料 氧化亚铜属于碱性氧化物 1 价的铜离子在酸性条件下易发生自身 氧化还原反应 在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜 设计方案 方案 1 取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中 观察溶液颜色变化 方案 2 取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中 观察是否有残渣 方案 3 称取该红色沉淀 a g 在空气中充分灼烧至完全变黑 并在干燥器里冷却 再 称量 反复多次 直到固体恒重 称得质量为 b g 比较 a b 的关系 方案 4 取该红色沉淀放入试管里 加入酸化的硝酸银溶液 观察是否有白色的银析 出 你认为合理的方案是 2 研究性学习小组乙针对小组甲的质疑 设计新的探究方案 装置如图所示 你认为 要测定上述沉淀成分必须测定下列哪些物理量 通入氢气体积 反应前 红色沉淀和硬质试管的总质量 完全反应后 红色固 体和硬质试管的总质量 实验前 干燥管质量 硬质试管质量 锌粒质量 稀硫酸中含溶质的量 实验后 干燥管质量 3 研究性学习小组丙上网查阅新闻得知 2005 年诺贝尔化学奖授予了三位研究绿色 化学的化学家 绿色化学强调对环境友好 实现零排放 变废为宝 符合绿色化学 要求 他们收集上述红色沉淀制备化学试剂 蓝矾 请你帮助他们设计一个简单且 符合绿色化学要求的实验方案 解析 1 由于 Cu 也是红色的 因此可猜想红色沉淀中含 Cu 根据其资料可知 Cu 可发生自身氧化还原反应 因此方案 1 2 中足量的稀 HNO3均把 Cu 与 Cu 氧化 无法保证 Cu 的检验 方案 4 中在酸性条件下 Cu 可生成 Cu 然后置换出 Ag 仍无法 验证 Cu 的存在 故方案 3 通过质量的增重能够判断 Cu 的存在 2 小组乙通过 H2还原 Cu2O 由固体质量的变化确定 Cu2O 的含量 由于干燥管中硫 酸铜有可能吸收空气中的水蒸气不能作为计算依据 H2的总量比实际消耗大的多也 不能作为计算依据 因此必须测定 数据 3 保证环保不能使用浓 H2SO4 采用先氧化后酸化的步骤 答案 1 红色沉淀可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物 或红色固体中可能含有铜 方 案 3 2 3 在空气中充分灼烧红色固体变成黑色固体后 将黑色固体完全溶于适量稀硫酸中 将溶液蒸发 结晶 即得蓝矾 12 2010 睢宁 从有机反应 R H Cl2R Cl 液 HCl 气 制取副产品盐酸的设 光或催化剂 想已成为现实 请根据所给模拟装置图回答下列问题 1 装置 B 中盛放的溶液和作用分别是 2 写出 C 装置的三种功能 3 玻璃管 E 中所放石棉碎块和碘化钾混合物的作用分别是 石棉碎块 碘化钾 4 导管末端 起肚 形的作用是 从 F 中分离出盐酸的最佳方法是 5 点燃 A 处酒精灯 点燃 D 处酒精灯 通入 CH4 这三种操作的先后顺序是 依次填代号 解析 从整个实验思路上分析上述实验装置 很明显地分成三个部分 第一部分为 Cl2的制取和净化 包括装置 A B C 第二部分为有机反应的发生装置 D 第三部 分为后期处理装置 E F 答案 1 饱和食盐水 除去 Cl2中混有的 HCl 2 干燥 Cl2 CH4 使 CH4 Cl2充分混合 观察气泡的产生情况 便于控制两 种气体的配比 3 做 KI 的填充物 以保证 Cl2与 KI 充分接触反应 除去未反应完的 Cl2 4 防止倒吸 分液 5 13 已知 以铜作催化剂 用空气氧化醇制取醛 事实上是空气先与铜反应生成氧化铜 热的氧化铜再氧化醇生成醛 某实验室中用甲醇 水 空气和铜粉 或氧化铜 制取甲 醛溶液 下表给出甲醇 甲醛的沸点和水溶性 沸点 水溶性 甲 醇65与水混溶 甲 醛 21与水混溶 下图是两个同学设计的实验装置 右边的反应装置相同 而左边的气体发生装置不同 分别如图甲 乙所示 请回答下列问题 1 在仪器组装完成后 加装试剂前必须要进行的操作是 2 若按甲装置进行实验 则通入 A 中的 X 是 B 中发生反应的化学方程式为 3 若按乙装置进行实验 则 B 中应装入的物质是 4 C 中应装入的试剂是 5 两套装置中都需要加热的仪器有 填 A B 或 C