2021版高考化学一轮复习课时提升作业四十B第十章化学实验基础4化学实验方案的设计与评价

PAGE1-课时提升作业四十化学实验方案的设计与评价(B)(45分钟100分)一、选择题(本题包括6小题，每小题7分，共42分)1.下列依据相关实验得出的结论正确的是()A.向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液B.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液C.将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯D.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe2+【解析】选D。溶液中含有HCO3-也会有类似现象，A错误；焰色反应是元素性质，故原溶液也可能是NaOH溶液，B错误；SO2、乙烯、丙烯等气体都能使溴水褪色，C错误；D项中的操作为Fe2.(2016·青岛模拟)下列表示物质制备的方法中正确的是()A.NaCl(饱和溶液)HClB.CuCuSO4溶液CuSO4·5H2O晶体C.MnO2Cl2D.C6H6硝基苯【解析】选D。因为HCl极易溶于水，所以制备HCl时，用固体氯化钠与浓硫酸，而非氯化钠饱和溶液，否则不利于HCl的挥发，A错误；Cu与稀硫酸不反应，B错误；MnO2应该与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，稀盐酸还原性弱，不与MnO2反应，C错误；制取硝基苯，用浓硫酸作催化剂和脱水剂，D正确。3.(2016·衡水模拟)下列关于化学实验的“目的—操作—现象—结论”的描述不正确的是()实验目的所加试剂(或操作、图示)实验现象实验结论A检验稀盐酸和氢氧化钠溶液是否恰好完全反应在反应后的溶液中滴加无色酚酞试液无明显现象恰好完全反应B判断海水和蒸馏水蒸发结晶液体消失，无残留物该液体为蒸馏水C检验溶液中是否含碳酸根离子或碳酸氢根离子加入稀盐酸再将气体通入石灰水中有无色无味气体产生，且石灰水中有白色浑浊形成溶液中一定含碳酸根离子或碳酸氢根离子D测定空气中氧气的体积分数完全燃烧后，冷却至室温，打开弹簧夹，进入水的体积约为集气瓶中空气体积的1/5氧气约占空气体积的1/5【解析】选A。检验稀盐酸和氢氧化钠溶液是否恰好完全反应：在反应后的溶液中滴加无色酚酞试液无明显现象，可能正好中和，也可能酸过量，因为酸不能使酚酞变色，故A错误；判断海水和蒸馏水：进行蒸发结晶，液体消失，无残留物，说明该液体为蒸馏水，故B正确；检验溶液中是否含碳酸根离子或碳酸氢根离子：加入稀盐酸再将气体通入石灰水中，有无色无味气体产生并生成白色沉淀，则溶液中一定含碳酸根离子或碳酸氢根离子，故C正确；测定空气中氧气的体积分数：完全燃烧后，冷却至室温，打开弹簧夹，进入水的体积约为集气瓶总体积的五分之一，则氧气约占空气体积的五分之一，故D正确。4.(2016·大同模拟)某强酸性溶液X中仅含有NH4+、Al3+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、NA.根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有Fe3+B.沉淀H为Al(OH)3、BaCO3的混合物C.溶液中一定含有H+、Al3+、NH4+、Fe2+、SO4D.若溶液X为100mL，产生的气体A为112mL(标准状况)，则X中c(Fe2+)=0.05mol·L-1【解析】选A。依据分析可知，溶液中一定存在NH4+、Al3+、Fe2+、SO42-，一定不含有Ba2+、CO32-、SO32-、NO3-，不能确定是否含有Fe3+和Cl-，根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有Fe3+，故A正确；根据上述分析可知H为Al(OH)3，BaCO3与过量的二氧化碳生成碳酸氢钡，易溶于水，故B错误；依据分析可知，溶液中一定存在H+、NH4+、Al3+、Fe2+、SO42-，不能确定Cl-是否存在，故C错误；生成气体A的离子反应方程式为3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O，产生的气体A为112mL，物质的量为5.下列有关说法正确的是()A.分离Fe2O3、Al2O3的操作方法依次为溶解、过滤、灼烧B.蒸馏、过滤、分液、洗气四种分离物质的方法均不可能发生化学变化C.除去AgI中AgCl的方法是将混合物置于浓KI溶液中，一段时间后过滤并洗涤固体D.除去Fe粉中混有的I2：加热使I2升【解析】选C。若用NaOH溶液溶解Fe2O3、Al2O3的混合物，过滤后可得到Fe2O3固体和NaAlO2溶液，灼烧NaAlO2溶液时无法得到Al2O3，用酸溶解上述混合物也无法经三步操作得到两种氧化物，A错；洗气可能会发生化学变化，B错；C项，因AgI比AgCl更难溶，故置于浓KI溶液中后，AgCl会慢慢转化为AgI，C对；加热时铁与I2反应生成FeI2，D错。6.(能力挑战题)下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是()A.用图1所示装置除去CO2中的HCl气体B.用图2所示装置进行用已知浓度的氢氧化钠溶液测定盐酸浓度的实验C.用图3所示装置制取少量Cl2D.用图4所示装置检验电流的方向【解析】选A。用饱和的NaHCO3溶液除去CO2气体中的HCl气体，在洗气瓶中进行，应长进短出，A项正确；NaOH溶液应放在碱式滴定管内，B项错；制取氯气必须用浓盐酸，稀盐酸不能与二氧化锰反应，C项错；图4未形成闭合回路，D项错。【加固训练】下图所示的实验操作正确的是()【解析】选C。酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，不能使用碱式滴定管，应用酸式滴定管盛装，A项错误；氧气的密度比空气的大，收集时应长导管进气，短导管出气，B项错误；用苯隔绝了与空气的接触，将滴管尖端插入液面以下，挤出NaOH溶液，可以防止Fe(OH)2被氧化，C项正确；乙醇与乙酸混溶，不能用分液法分离，D项错误。二、非选择题(本题包括3小题，共58分)7.(19分)(2016·烟台模拟)某硫酸厂用氨水吸收尾气中的二氧化硫，防止其污染环境并综合利用。某课题组模拟该生产工艺，进行如下实验探究活动。【探究二氧化硫的性质并吸收二氧化硫】设计如图实验装置。(1)B用于探究二氧化硫的漂白性，则所盛试剂为______；C、D分别探究的是二氧化硫的______性、______性。(2)从实验安全性角度考虑，可以代替上图中E装置的是________。【探究E中吸收液的成分】(3)该课题组对吸收液中可能存在的含硫阴离子提出如下假设，请你完成假设二：假设一：吸收液中存在SO32-、S假设二：吸收液中存在SO32-、SO4(4)请你设计实验验证假设一，写出实验步骤和结论：实验步骤实验结论【解析】(1)二氧化硫能将品红溶液漂白使其褪色。C中为溴水将二氧化硫氧化，D中为二氧化硫将H2S氧化。(2)二氧化硫难溶于四氯化碳，a正确。b装置中导管插入氨水中，不能防止倒吸。c中干燥管可防倒吸。d中漏斗插入液体内部，不能防倒吸。(3)如果二氧化硫过量，则吸收液中会含有HSO3-。(4)根据BaSO3能溶于盐酸但BaSO答案：(1)品红溶液还原氧化(2)a、c(3)HSO(4)实验步骤：取适量吸收液于试管中，滴加BaCl2溶液至过量，过滤，向沉淀中加入过量稀盐酸实验结论：若沉淀部分溶解且有无色、有刺激性气味的气体放出，则证明假设一成立(其他合理答案均可)8.(18分)(2016·龙口模拟)医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等用途的药物。以工业碳酸钙(含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%～103.0%)的主要流程如图：(1)除杂操作时加入氢氧化钙，调节溶液的pH为8.0～8.5，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是____________________。(2)酸化操作时加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有①______________________________________________________________；②______________________________________________________________。(3)测定样品中Cl-含量的方法是a.称取0.7500g样品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000mol·L-1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39mL。①计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为____________________________。②若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数有时超过100.0%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有_____________________________。【解析】工业碳酸钙(含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)，加入盐酸可完全溶解生成氯化钙、氯化铁以及氯化钠、氯化铝等，加入氢氧化钙溶液，以除去溶液中少量的Fe3+、Al3+，然后在酸性条件下蒸发结晶可得到CaCl2·2H2O。(1)Fe3+与KSCN反应生成红色物质Fe(SCN)3，检验Fe3+是否存在应选用KSCN溶液，故答案为取少量上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现红色，则表明Fe(OH)3沉淀完全。(2)酸化操作时加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2；②防止溶液吸收空气中CO2。(3)①样品中n(Cl-)=0.05000mol·L-1×0.02039L×10=0.010195mol，根据n(AgCl)=2n(CaCl2·2H2O)，则n(CaCl2·2H2O)=0.0050975mol，所以m(CaCl2·2H2O)=0.0050975mol×147g·mol-1=0.7493325g，则CaCl2·2H2O的质量分数为0.7493225g0.7500g×100%≈99.9%。②样品中存在少量的NaCl会导致CaCl2·2H答案：(1)取少量上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现红色，则表明Fe(OH)3沉淀完全(2)①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2②防止溶液吸收空气中CO2(3)①99.9%②样品中存在少量的NaCl或CaCl2·2H2O失水9.(能力挑战题)(21分)溴乙烷是重要的有机化工产品，实验室常用溴化钠-硫酸法制备溴乙烷，其中溴乙烷的制备和纯化装置如下：可能用到的有关数据如下：药品名称性状密度/g·cm-3熔点/℃沸点/℃乙醇无色液体0.7893-117.378.4溴乙烷无色液体1.4612-11938.2乙醚无色液体0.7135-116.334.6浓硫酸无色油状液体1.8410.49338其实验步骤如下：步骤1：在反应装置的50mL圆底烧瓶中加入4mL乙醇、10.2mL质量分数约80%的浓硫酸，冷却至室温，加入几粒碎瓷片；振荡加入6.0g研细的NaBr。按反应装置图1接好仪器，接收瓶内加少量水，接液管末端浸没在水中，接收瓶浸入热水中，小火加热至无油状物生成为止。移去接收瓶后停止加热。步骤2：将馏出物转入分液漏斗中，分出有机层，置于干燥的锥形瓶中，将锥形瓶置于冰水浴中摇动，向锥形瓶中加入2mL浓硫酸。用干燥的分液漏斗分离出硫酸。步骤3：将有机层转入25mL干燥的圆底烧瓶中，加入碎瓷片，按图2连接好装置，水浴加热蒸馏，接收瓶浸入冰水浴冷却，33℃时有物质馏出，34℃时换接收瓶，收集34～36℃的馏分，称重请回答下列问题：(1)制备溴乙烷的反应可分两步。第一步是浓硫酸与溴化钠反应制取溴化氢，则该反应能够发生的原因是__________________________；第二步反应是C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，其有机反应类型为________。(2)步骤1中需将接收瓶内加少量水，接液管末端浸没在水中，这样做的原因主要有两点：①_________________________________________________________________；②________________________________________________________________。(3)步骤1先移去接收瓶后停止加热的原因是_________________________________________________________________。(4)步骤2的第一次分液有机层在____________层(填“上”或“下”，下同)，第二次分液有机层在____________层。(5)向锥形瓶中加入浓硫酸作用是①吸收被蒸出的乙醇和副产物乙醚；②__________________。(6)蒸馏装置中温度计的位置及其作用是__________________。(7)为提高溴乙烷产率，请提出两点措施_________________________________________________________________(忽略仪器对产率的影响)。【解析】(1)硫酸和溴化氢都是强酸，故其反应原理不是强酸制弱酸，而是根据两种物质的沸点和挥发性差异；根据反应特点可判断乙醇与HBr的反应是取代反应。(2)溴乙烷沸点低(38.2℃)，且生成的HBr易逸出。(3)先移去接收瓶后停止加热，防止倒吸现象发生。(4)第一次分液时，溴乙烷的密度比水大，有机层在下