2012届高考化学二轮提能力优化训练 化学实验方案的设计与评价

用心 爱心 专心 1 20122012 届高考化学二轮提能力优化训练届高考化学二轮提能力优化训练 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 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方案是 D 三种途径所消耗的铜的质量相等 解析 法 消耗的 HNO3多 且产生的污染性气体也多 最佳方案应是 答案 C 2 2011 崇文模拟 某课外实验小组设计的下列实验不合理的是 解析 NO2能与水发生反应 不能用排水法收集 选项 C 错误 答案 C 3 下列化学实验装置或操作正确的是 用心 爱心 专心 2 解析 浓 H2SO4稀释不能在容量瓶中进行 更不能将浓 H2SO4倒入水中 A 项错 蒸馏时 温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处 B 项错 收集比空气重的 NO2气体应长进短出 C 项错 答案 D 4 2010 杨浦区高三上学期期末学科测试 用如图装置制取 提纯 收集表中的四种气 体 a b c 表示相应仪器中加入的试剂 其中可行的是 气体abc ANO2浓硝酸铜片NaOH 溶液 BSO2浓硫酸CuNaOH 溶液 CNH3浓氨水生石灰碱石灰 DCO2稀盐酸CaCO3浓硫酸 解析 A 项和 B 项生成的气体均会被 NaOH 溶液吸收 C 项 NH3应用向下排空气法收 集 答案 D 5 下图表示从固体混合物中分离 X 的两种方案 请根据方案 1 和方案 2 指出下列说法 合理的是 用心 爱心 专心 3 A 可以选用方案 1 分离碳酸氢钠中含有的氯化铵 B 方案 1 中残留物应该具有的性质是受热易挥发 C 方案 2 中加入的试剂一定能够与除 X 外的物质发生化学反应 D 方案 2 中加入 NaOH 溶液可以分离出 SiO2和 Fe2O3混合物中的 Fe2O3 解析 碳酸氢钠加热分解 A 错误 加热后留下的残留物一定是固体或难挥发的液体 B 错误 加入的试剂可以是水且不一定发生化学反应 C 错误 二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应 生成溶于水的硅酸钠 进而分离出氧化铁 D 正确 答案 D 限时 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 本题包括 7 小题 每小题 6 分 共 42 分 1 下列化学实验事实及其解释都正确的是 A 向 KMnO4溶液中滴加盐酸 KMnO4溶液的氧化能力增强 说明盐酸具有氧化性 B 向澄清的 AlCl3稀溶液中加入 NaOH 浓溶液 振荡 溶液仍为澄清 说明该两种溶液 混合是物理变化 C 向 FeCl3溶液中加入过量 Cu 粉 振荡 静置 溶液由黄色变为绿色 说明 Fe3 具有 氧化性 D 向 CaCl2溶液中通入少量二氧化碳 产生白色沉淀 说明 CaCO3难溶于水 解析 向 KMnO4溶液中滴加盐酸后其氧化能力增强的原因是溶液呈酸性 AlCl3与足量 的 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2 属于化学变化 向 FeCl3溶液中加入过量 Cu 粉生成绿色的 FeCl2和 CuCl2的混合溶液 向 CaCl2溶液中通入少量二氧化碳不能产生 CaCO3沉淀 答案 C 2 大胆 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是 A 探究 SO2与 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中可能有 CuS D 探究向滴有酚酞试液的 NaOH 溶液中通入 Cl2 酚酞红色褪去的现象是溶液的酸碱性 用心 爱心 专心 4 改变所致 还是 HClO 的漂白性所致 解析 因为 H2O 中 O 若变成 O2 则氧元素价态升高 水是还原剂 但单质钠只能作还原 剂 答案 B 3 下列实验方案设计正确的是 A 分解高锰酸钾制取氧气后 残留在试管内壁上的黑色物质可用稀盐酸洗涤 B 失去标签的 AgNO3溶液 稀盐酸 NaOH 溶液 AlCl3溶液可选用 NH4 2CO3溶液作 鉴别试剂 C 用铜丝代替铂丝做焰色反应 D 在裂化汽油中加入酸性高锰酸钾 振荡后若紫色褪去即可证明其中含甲苯等苯的同 系物 解析 加入 NH4 2CO3溶液时 AgNO3溶液中产生白色沉淀 稀盐酸中产生无色无味气体 NaOH 溶液中产生无色有刺激性气味的气体 AlCl3溶液中既有白色沉淀又有无色无味气体产 生 高锰酸钾分解后残留的二氧化锰可以用热的浓盐酸洗涤 不能用稀盐酸来清洗 做焰色反 应实验应选用铂丝 不能选用铜丝 因为铜丝灼烧时会产生明显的绿色火焰 裂化汽油中含有 较多的烯 炔等不饱和烃 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 答案 B 4 双选题 2011 广东高考 下列实验现象预测正确的是 A 实验 振荡后静置 上层溶液颜色保持不变 B 实验 酸性 KMnO4溶液中出现气泡 且颜色逐渐褪去 C 实验 微热稀 HNO3 片刻 溶液中有气泡产生 广口瓶内始终保持无色 D 实验 继续煮沸溶液至红褐色 停止加热 当光束通过体系时可产生丁达尔效应 解析 本题考查化学实验 意在考查考生对化学实验原理 实验设计和实验结论的运用能 力 实验 Br2能与 NaOH 溶液反应 上层溶液颜色褪去 A 项错误 实验 浓硫酸使蔗糖脱 水炭化 生成的 SO2气体能使酸性 KMnO4溶液紫色褪去 CO2从溶液中逸出 B 项正确 实验 铜与稀 HNO3微热 反应生成 NO 在广口瓶中 NO 与 O2接触生成红棕色的 NO2 C 项错误 实验 Fe OH 3胶体可产生丁达尔效应 D 项正确 答案 BD 5 2011 临沂模拟 下列有关化学实验图像表现的内容错误的是 用心 爱心 专心 5 A 铜锌原电池 B 转移溶液 C 氨的制取装置 D 模拟铁锈蚀装置 解析 由 A 项两烧杯中的溶液可推知 盛放硫酸锌溶液的烧杯中的电极应为锌棒 盛放硫 酸铜溶液的烧杯中的电极应为铜棒 由原电池原理判断 锌棒应为负极 铜棒应为正极 故 A 不正确 答案 A 6 下列相关实验不能达到预期目的的是 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 粉末分别与等体积 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 H2O2溶液 向其中一支试管中加入 CuSO4溶液 探究 CuSO4溶液对 H2O2分 解速率的影响 解析 C 项 蔗糖中加入稀 H2SO4 水浴加热后应加入 NaOH 中和过量的稀 H2SO4 再加 新制的 Cu OH 2并加热 答案 C 7 用下图装置测定水中氢 氧元素的质量比 其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的 质量差和 U 形管的质量差 实验测得 m H m O 1 8 下列对导致这一结果的原因的分析 中 一定错误的是 用心 爱心 专心 6 A 装置之间缺少干燥装置 B 装置后缺少干燥装置 C 装置中玻璃管内有水冷凝 D CuO 没有全部被还原 解析 用 H2还原 CuO 时 装置 中 CaCl2吸收的是生成的水 而装置 中玻璃管通 H2前 后的质量差为反应时消耗 CuO 中氧的质量 即生成水中氧元素的质量 而 m 水 m 氧 m 氢 当 Zn 和稀 H2SO4反应产生的 H2不干燥 m 水 偏大 装置 后不加干燥装置 使 中 CaCl2吸收空气中的水分 m 水 偏大 中玻璃管内有水冷凝 m 氧 偏小 都会造成测得 m H m O 1 8 H2O 的组成与 CuO 是否完全反应无关 只与通 H2前后玻璃管的质量差和 生成的水有关 答案 D 二 非选择题 本题包括 4 小题 共 58 分 8 16 分 2011 安徽高考 地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题 文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程 利用 Fe 粉和 KNO3溶液反应 探究脱氮原理及相 关因素对脱氮速率的影响 1 实验前 先用 0 1mol L 1H2SO4洗涤 Fe 粉 其目的是 然后用蒸馏水洗 涤至中性 将 KNO3溶液的 pH 调至 2 5 为防止空气中的 O2对脱氮的影响 应向 KNO3溶液中通入 写化学式 2 下图表示足量 Fe 粉还原上述 KNO3溶液过程中 测出的溶液中相关离子浓度 pH 随 时间的变化关系 部分副反应产物曲线略去 请根据图中信息写出 t1时刻前该反应的离子方 程式 t1时刻后 该反应仍在进行 溶液中 NH的浓度在增大 Fe2 的浓度却没有增大 可 4 能的原因是 3 该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设 用心 爱心 专心 7 请你完成假设二和假设三 假设一 溶液的 pH 假设二 假设三 4 请你设计实验验证上述假设一 写出实验步骤及结论 已知 溶液中的 NO浓度可用离子色谱仪测定 3 解析 本题主要考查化学实验 意在考查考生对图像的分析能力和实验设计能力 1 铁的 表面被空气氧化形成氧化膜 需加酸除去 为防止空气中的 O2对脱氧的影响 可向溶液中通 入 N2或稀有气体等 2 由图可知 铁和 KNO3反应生成 Fe2 和 NH 4 探究溶液的 pH 对反 4 应速率的影响 可设计实验 使其他量保持不变 仅改变溶液中 c H 即可 答案 1 去除铁粉表面的氧化物等杂质 N2 2 4Fe NO 10H 4Fe2 NH 3H2O 生成的 Fe2 水解 或和溶液中的 OH 3 4 结合 3 温度 铁粉颗粒大小 4 实验步骤及结论 分别取等体积 等浓度的 KNO3溶液于不同的试管中 调节溶液呈酸性且 pH 各不相同 并通入 N2 分别向上述溶液中加入足量等质量的同种 Fe 粉 用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中 NO 3 的浓度 若 pH 不同的 KNO3溶液中 测出的 NO 3 浓度不同 表明 pH 对脱氮速率有影响 否则无影响 本题属于开放性试题 合理答案均可 9 15 分 问题提出 教材中在检验 Cu 与稀硝酸反应的还原产物时 实验直接在试管中 进行 由于试管中有空气 开始往往看到的是红棕色气体 导致实验现象与实验原理无法吻 合 某校化学活动小组对这一实验进行了研究 并提出改进措施 实验步骤及结论 用心 爱心 专心 8 研究目的与要求 1 克服教材实验的缺点 并能证明 Cu 与稀硝酸反应生成的是 NO NO 不溶于水 可以 与 O2反应产生红棕色的 NO2 2 改进后的实验必须达到的要求 节约药品 操作简便 现象明显 减少污染 实验过程 实验方案一 1 按图 1 所示接好仪器 检查装置气密性的方法是 2 根据你对装置和研究目的的理解 请补充制取 NO 并验证 NO 不溶于水的实验操作 3 验证 NO 和 O2生成 NO2的实验操作和现象是 实验方案二 4 按图 2 所示连接装置 检查气密性后 在干燥管内加入 3 2g 铜片 在烧杯中加入适 量经过预热的稀硝酸 5 打开止水夹 用注射器快速抽空干燥管内的空气 使稀硝酸充满整个干燥管 然后关 闭止水夹 观察到的现象是 6 反应停止后 打开止水夹 用注射器将抽取的空气慢慢推入干燥管内 发现干燥管内 的气体变成红棕色 且液面缓缓上升 Cu 和稀硝酸反应继续进行 不断充入 O2 直至加入 的 3 2 g Cu 完全反应 则共消耗的氧气在标准状况下的体积为 L 解析 题干已经指出教材实验的不足 并提出了改进实验方案的要求 要克服教材实验的 缺点 必须使反应在无 O2的环境中进行 实验方案一 1 根据实验装置图 1 可以确定检查装置气密性的方法是关闭活塞 从 U 形管的右端加水 使两边产生液面差 静置一会 观察液面差是否缩小 2 连接好装置 打开活塞 从 U 形管的右端快速注入稀硝酸 直到左端完全充满液体 关 闭活塞 会发现 U 形管中液面左降右升 这就证明了生成的 NO 不溶于水 3 打开分液漏斗的活塞 在压力作用下 NO 会进入分液漏斗内 与分液漏斗中的空气反 用心 爱心 专心 9 应生成红棕色气体 NO2 因此验证 NO 和 O2反应生成 NO2的实验操作和现象是将活塞慢慢打 开 观察到分液漏斗内有红棕色气体出现 实验方案二 5 根据操作和装置知反应时铜片表面有气泡产生 液面下降 溶液变蓝等现象 6 根据电子守恒 2n O2 n Cu 3 2 64 0 05 mol V O2 0 56 L 答案 1 关闭活塞 从 U 形管的右端加水 使两边产生液面差 静置一会 观察液面差 是否缩小 2 连接好装置 打开活塞 从 U 形管的右端注入稀硝酸 直到左端完全充满液体 然后 关闭活塞 观察现象 3 将活塞慢慢打开 观察到分液漏斗内有红棕色气体生成 5 干燥管内铜片溶解 表面有气泡产生 干燥管内液面逐渐下降 溶液变成蓝色 当稀 硝酸不与铜片接触时 液面停止下降 6 0 56 10 12 分 2011 重庆一检 工业上可用下列仪器组装一套装置来测定黄铁矿中硫的质量 分数 忽略 SO2 H2SO3与氧气的反应 实验的正确操作步骤如下 A 连接好装置 并检查装置的气密性 B 称取研细的黄铁矿样品 C 将 2 0 g 样品小心地放入硬质玻璃管中 D 以 1 L min 的速率鼓入空气 E 将硬质玻璃管中的黄铁矿样品加热到 800 850 F 用 300 mL 的饱和碘水吸收 SO2 发生的反应是 I2 SO2 2H2O 2HI H2SO4 G 吸收液用 CCl4萃取 分离 H 取 20 00 mL G 中所得溶液 用 0 200 0 mol L 1的 NaOH 标准溶液滴定 试回答 1 步骤 G 中所用主要仪器是 应取 填 上 或 下 层溶液进行后 续实验 2 装置 中的作用是 用心 爱心 专心 10 3 装置正确的连接顺序是 填编号 4 步骤 H 中滴定时应选用 作指示剂 可以根据 现象来判断滴定已经达到终点 5 假定黄铁矿中的硫在操作 E 中已全部转化为 SO2 并且被饱和碘水完全吸收 滴定得 到的数据如下表所示 NaOH 标准溶液的体积 mL滴定 次数 待测液的 体积 mL滴定前滴定后 第一次20 000 0020 48 第二次20 000 2220 20 第三次20 000 3620 38 则黄铁矿样品中硫元素的质量分数为 保留小数点后 1 位 解析 1 步骤 G 是萃取操作 需要用的仪器是分液漏斗 下层为 CCl4 应取上层溶液进 行后续实验 2 酸性高锰酸钾是用来除去空气中的 SO2和其他还原性气体 3 先要用酸性高锰酸钾溶液来除去空气中的 SO2和其他还原性气体 然后用碱石灰干燥 再连接发生装置 再接玻璃丝 最后吸收 SO2 4 用碱来滴定 G 中所得溶液中的酸 用酚酞作指示剂 滴入最后一滴 NaOH 溶液后 溶 液变为浅红色 并在半分钟内不褪色 5 第一次数据与第二 三次数据相差较大 舍去 取第二 三次数据的平均值可得 V NaOH 20 00 mL n NaOH c NaOH V NaOH 0 200 0 mol L 1 20 00 10 3 L 4 10 3 mol S SO2 4H 4NaOH n S n SO2 n NaOH 1 10 3 mol 300 mL 吸收 1 4 液中含有的 n S 1 10 3 mol 0 015 mol w S 100 300 mL 20 00 mL m S m 矿样 100 24 0 0 015 mol 32 g mol 1 2 0 g 答案 1 分液漏斗 上 2 除去空气中的 SO2和其他还原性气体 3 4 酚酞 滴入最后一滴 NaOH 溶液后 溶液变为浅红色 并在半分钟内不褪色 本问答 甲基橙和对应的现象也给分 5 24 0 用心 爱心 专心 11 11 15 分 某中学化学兴趣小组想测定饱和氯水的 pH 并进行氯水的氧化性和制漂白剂 等实验