2020高考化学一轮复习 专题11第4单元 实验方案的设计与评价挑战真题 苏教版

2020高考化学一轮复习 专题11第4单元 实验方案的设计与评价挑战真题 苏教版1.（2020山东理综）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO45H2O及CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：（1）溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂为 （填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为 （填代号）。a.KMnO4 b.(NH4)2S c.H2O2 d.KSCN（2）由溶液C获得CuSO45H2O，需要经过加热蒸发、 、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是 。（3）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入（或先加入） （填化学式）。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列 装置回收（填代号）。（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应 ，直到 。用KMnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管（填“酸式”或“碱式”）。【解析】本题以化学工艺流程图为载体，设计方案制备重要化学试剂蓝矾和碳酸钙，考查无机化学与实验的融合能力，以及完成基本实验操作的能力。（1）选择“最佳试剂”，其含义是加入试剂能达到实验目的，又不引入新杂质。溶液B与氧化铜反应，能够得到氢氧化铁和溶液C，且由溶液C进一步得到硫酸铜晶体。又因为：A溶液中含有Cu2+、Fe3+、Fe2+，说明加入试剂的作用是将亚铁离子转化成三价铁离子，因为亚铁离子水解能力弱，将亚铁离子转化成水解能力强的三价铁离子，加入氧化剂能氧化亚铁离子，不能引入新杂质。若加入高锰酸钾，引入K+、Mn2+等，a选项不正确；若加入硫化铵，则S2-与Fe2+、Cu2+、Fe3+反应：Fe2+S2- FeS,Cu2+ S2- CuS,2Fe3+S2- S+2Fe2+,b选项不正确；若加入双氧水，双氧水是一种绿色试剂，不会引入杂质，发生反应：2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O(溶液A呈酸性），c选项正确；若加入KSCN溶液，不能氧化亚铁离子，它结合三价铁离子：Fe3+SCN- Fe(SCN)2+,d选项不正确。（2）硫酸铜的溶解度随温度降低而减小，从硫酸铜溶液中分离出硫酸铜晶体，采用的实验操作是蒸发：蒸发溶剂制成饱和硫酸铜溶液；结晶：降温结晶，析出硫酸铜晶体；过滤：过滤操作一般要用到三种玻璃仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒。玻璃棒的作用是引流，避免液体外溅。（3）根据流程图知，在氯化钙溶液中加入氨水、通入二氧化碳制化学试剂碳酸钙。因为二氧化碳不与氯化钙溶液反应，同时二氧化碳在水中的溶解度很小，因此，要先向氯化钙溶液中加入氨水或通入氨气，在碱性溶液中通入二氧化碳，增加二氧化碳的溶解度，从而生成碳酸钙。氨气极易溶于水，要考虑选用防倒吸装置。（4）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，碱式滴定管下端有一段橡胶管，橡胶管能被酸性高锰酸钾氧化，故应选择酸式滴定管。【答案】（1）c d (2)冷却结晶 引流（3）NH3H2O b（4）平视凹液面（或平视刻度线） 凹液面的最低点与刻度线相切 酸式2.（2020福建理综）某研究性小组借助AD 的仪器装置完成有关实验。【实验一】收集NO气体。（1）用装置A收集NO气体，正确的操作是 （填序号）。a.从口进气，用排水法集气b.从口进气，用排气法集气c.从口进气，用排水法集气d.从口进气，用排气法集气【实验二】为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数w(Zn)和镀层厚度，查询得知锌易溶于强碱：Zn+2NaOH Na2ZnO2+H2。据此，截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样，剪碎、称得质量为m1 g。用固体烧碱和水作试剂，拟出下列实验方案并进行相关实验。方案甲：通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标。（2）选用B和 （填仪器标号）两个装置进行实验。（3）测得充分反应后生成氢气的体积为V L（标准状况），w（Zn）= 。（4）计算镀层厚度，还需检索的一个物理量是 。（5）若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗，测量结果将 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。方案乙：通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器C做实验，试样经充分反应，滤出不溶物、洗涤、烘干，称得其质量为m2 g 。（6）w（Zn）= 。方案丙：通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量（其差值即为H2的质量）实现探究目标。实验同样使用仪器C。（7）从实验误差角度分析，方案丙 方案乙（填“优于”、“劣于”或“等同于”）。【解析】（1）NO遇到空气立即被氧化，故不能用排空气法收集，只能用排水法收集，排水法集气时气体应从短导管进。（2）方案甲：Zn和Fe中只有Zn可以与NaOH反应产生气体，通过排水法收集气体，依据反应方程式即可算出Zn的质量分数。需要的装置有测量H2体积的D装置。（3）Zn与H2的物质的量之比为11，则n(Zn)=V/22.4 mol,w(Zn)=m(Zn)/m1= 。（4）有了Zn的质量，如果有密度，则可以求出Zn的体积，再由薄铁板的面积，即可求出Zn镀层的厚度。（5）恒压分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方，故排气时收集的H2少，用普通漏斗时收集的H2多一些，则计算出的Zn的量偏大。（6）减少的质量即为Zn的质量。