2019-2020年高考化學專題復習導練測 第十一章 第三講 物質(zhì)的制備及實驗方案的設(shè)計與評價.doc

2019-2020年高考化學專題復習導練測 第十一章 第三講 物質(zhì)的制備及實驗方案的設(shè)計與評價一、選擇題1下列實驗方案合理的是()。A用通入酸性高錳酸鉀溶液的方法除去乙烯中混有的二氧化硫B用加入濃溴水的方法分離苯和苯酚的混合物C用灼熱的銅絲網(wǎng)除去N2中混有的少量O2D用燃燒的方法除去CO2中混有的少量CO解析乙烯能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，A項錯誤；濃溴水與苯酚反應生成的三溴苯酚難溶于水但易溶于有機溶劑，如苯中，B項錯誤；氧氣能與灼熱的銅反應生成氧化銅而除去，氮氣在加熱條件下不能與銅反應，C項正確；因CO2中混有少量的CO，此混合氣體不能燃燒，D項錯誤。答案C2某同學設(shè)計了鈉與氯氣反應的裝置，如下圖所示。將一根玻璃管與氯氣發(fā)生器相連，玻璃管內(nèi)放一塊黃豆粒大的金屬鈉(已吸凈煤油)，玻璃管尾部塞一團浸有NaOH溶液的棉花球。先給鈉預熱，直到鈉熔融成圓球時，停止加熱，通入氯氣，即可見鈉燃燒起來，產(chǎn)生大量白煙。下面的有關(guān)敘述錯誤的是()A鈉燃燒產(chǎn)生蒼白色火焰B浸有NaOH溶液的棉花球是用于吸收過量的氯氣，以避免污染空氣C反應產(chǎn)生的大量白煙是氯化鈉晶體D若在棉花球外沿滴一滴淀粉碘化鉀溶液，可以判斷氯氣是否被堿液完全吸收解析 鈉燃燒為黃色火焰，A錯。答案 A3下圖的實驗裝置用來分離CO2和CO氣體并干燥。圖中a為止水夾，b為分液漏斗的活塞，通過Y形管和止水夾分別接c、d兩球膽，現(xiàn)裝置內(nèi)的空氣已排盡。為使實驗成功，甲、乙、丙中盛放的溶液分別是()。ANaHCO3飽和溶液、12 molL1鹽酸、18.4 molL1硫酸BNa2CO3飽和溶液、2 molL1硫酸、NaOH飽和溶液CNaOH飽和溶液、2 molL1硫酸、18.4 molL1硫酸D18.4 molL1硫酸、NaOH飽和溶液、18.4 molL1硫酸解析由圖示可知甲中所盛試劑用于吸收混合氣中的CO2，可排除A、D兩項；丙中所盛試劑用于干燥CO和CO2氣體，排除B項。答案C4用下列實驗或?qū)嶒炑b置進行的實驗中，能達到相應實驗目的的是()A裝置甲：防止鐵釘生銹B測定同溫同濃度的NaCl和NaF溶液的pH，確定F、Cl兩元素的非金屬性的強弱C裝置乙：除去乙烷中混有的乙烯D用Ca(OH)2溶液來鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液解析 本題考查了化學實驗的設(shè)計。元素非金屬性的強弱可以通過元素的最高價氧化物對應水化物的酸性來比較，而通過比較無氧酸鹽溶液的pH，無法確定元素的非金屬性強弱，故B錯；乙烯被酸性高錳酸鉀溶液氧化，生成的CO2仍會混在乙烷中，故C錯；D中Na2CO3溶液和NaHCO3溶液和Ca(OH)2反應都有CaCO3沉淀生成，故D錯。答案 A5下列制備和收集氣體的實驗裝置合理的是()。解析用氯化銨和氫氧化鈣固體制氨氣時有水生成，試管口應向下傾斜；NO能與空氣中的氧氣反應生成NO2且和空氣密度相近，應用排水法收集；氫氣密度比空氣小，收集氫氣時導管應“短進長出”。答案D6用鐵制備較純凈的三氧化二鐵，下列實驗方案最好的是()A使鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化B鐵在氯氣中燃燒，加水溶解，加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌、然后充分加熱分解C使鐵溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，然后充分加熱分解D使鐵與足量稀硝酸反應，然后加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，然后充分加熱分解解析 A項，最終生成鐵銹(氧化鐵水合物)；B項，F(xiàn)eFeCl3Fe(OH)3Fe2O3，方案合理；C項，F(xiàn)eFeSO4Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2在空氣中加熱時部分氧化為Fe(OH)3，分解產(chǎn)物中既有FeO，又Fe2O3等；D項，F(xiàn)e與HNO3反應產(chǎn)生大氣污染物NO。答案 B7下述實驗設(shè)計能夠達到目的的是()。選項實驗目的實驗設(shè)計A除去CO2中少量的SO2將混合氣體通過飽和Na2CO3溶液B除去Cu粉中混有的CuO向混合物中滴加適量稀硝酸C檢驗溶液中是否含有Fe2向溶液中滴入氯水后，再滴加KSCN溶液D證明H2CO3酸性比H2SiO3強將CO2通入Na2SiO3溶液中解析除去CO2中少量的SO2，應將混合氣體通過飽和NaHCO3溶液，A錯誤；除去Cu粉中混有的CuO，應向混合物中滴加適量非氧化性酸(如稀硫酸、稀鹽酸等)，B錯誤；檢驗溶液中是否含有Fe2，應向溶液中先滴加KSCN溶液，若顏色無變化，再滴入氯水溶液變血紅色，C錯誤。答案D二、非選擇題8某同學想利用圖示裝置(夾持裝置已略去)實驗，探究SO2與Na2O2反應的產(chǎn)物。測得反應前C管的質(zhì)量為m1 g，反應后C管的質(zhì)量為m2 g，反應后裝置D質(zhì)量增加了n g。請分析：.裝置B的作用_；裝置D的作用_。.如何檢驗反應中是否有O2生成_。.對C中固體產(chǎn)物提出如下假設(shè)：假設(shè)1：只有Na2SO3，假設(shè)2：只有Na2SO4假設(shè)3： _。(1)若Na2O2反應完全，為確定C中固體產(chǎn)物的成分，甲同學設(shè)計如下實驗：將C中的固體配成溶液，加Ba(NO3)2溶液，得到白色沉淀，加足量稀硝酸，沉淀不溶解。得出結(jié)論：產(chǎn)物是Na2SO4。該方案是否合理_(填“是”或“否”)，理由是_。(2)若假設(shè)1成立，某同學以反應前后C管的質(zhì)量差(m2m1)g為依據(jù)推斷生成Na2SO3的質(zhì)量為(m2m1) g。老師提示推算不合理，請你分析其中的緣由，_。(3)若假設(shè)2成立，則參加反應的Na2O2的物質(zhì)的量為_mol(列計算式)。解析.過氧化鈉能與水蒸氣反應，裝置B的作用就是干燥二氧化硫，裝置D的作用是防止空氣進入C中。.檢驗氧氣的方法是用帶火星的木條，觀察是否復燃。.假設(shè)3為Na2SO3和Na2SO4兩者的混合物；(1)該方案不合理，因為硝酸有氧化性，即使產(chǎn)物為亞硫酸鈉，生成的亞硫酸鋇也被氧化成硫酸鋇；(2)若假設(shè)1成立，則發(fā)生反應2Na2O22SO2=2Na2SO3O2，(m2m1)g不等于參加反應的SO2的質(zhì)量，故該推算不合理。(3)若假設(shè)2成立，則發(fā)生反應Na2O2SO2=Na2SO4，二氧化硫的質(zhì)量為(m2m1)g，n(Na2O2)mol。答案.干燥SO2氣體，防止水蒸氣與Na2O2反應防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入C裝置與Na2O2反應；同時吸收過量的SO2，以免污染空氣.用帶火星的木條靠近干燥管口a，觀察其是否復燃.有Na2SO3和Na2SO4(1)否HNO3有氧化性，可將BaSO3氧化為BaSO4，據(jù)此不能確定產(chǎn)物是Na2SO3還是Na2SO4或二者兼有(2)因為該反應中吸收SO2的同時有O2產(chǎn)生，所以(m2m1)g不等于參加反應的SO2的質(zhì)量，故該推算不合理(3)9某小組同學以碳棒為電極電解CuCl2溶液時，發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上除了有紅色物質(zhì)析出外，還有少量白色物質(zhì)析出。為探究陰極碳棒上的產(chǎn)物，同學們設(shè)計了如下實驗過程。(1)對比實驗(以碳棒為電極電解下列溶液)電解質(zhì)溶液陰極析出物質(zhì)實驗1CuSO4溶液紅色固體實驗2CuSO4和NaCl的混合溶液紅色固體和少量白色固體(2)提出假設(shè)紅色物質(zhì)一定有銅，還可能有Cu2O；白色物質(zhì)為銅的化合物，其化學式可能為_。(3)實驗驗證取電解CuCl2溶液后的陰極碳棒，洗滌、干燥。連接下列裝置進行實驗，驗證陰極產(chǎn)物。儀器a的名稱為_，各裝置從左至右的連接順序為_。(4)觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論實驗結(jié)束后，碳棒上的白色物質(zhì)變?yōu)榧t色，F(xiàn)中物質(zhì)不變色，D中出現(xiàn)白色沉淀。根據(jù)現(xiàn)象寫出裝置B中發(fā)生反應的化學方程式：_。(5)問題討論欲洗去碳棒上的紅色和白色物質(zhì)，可將碳棒插入稀硝酸中，則紅色物質(zhì)消失的離子方程式為_；白色物質(zhì)消失的離子方程式為_。實驗過程中，若裝置B中的空氣沒有排凈就開始加熱，可能對實驗造成的影響是_。解析 (2)對比(1)中實驗1和實驗2，實驗1中沒有白色固體物質(zhì)生成；該白色物質(zhì)為銅的化合物，而銅的化合物多為黑色、紅色，再結(jié)合實驗2的電解質(zhì)溶液增加了NaCl，故該白色固體只能是CuCl(氯化亞銅)。(3)漏斗種類較多，包括普通漏斗、分液漏斗、長頸漏斗，解題時要注意區(qū)分。用裝置A制備氫氣，但用稀鹽酸制備的氫氣中含有HCl和水蒸氣兩種雜質(zhì)，前者可用堿液除去(E裝置)，后者用濃硫酸除去(C裝置)，但干燥裝置應該放后，故裝置的連接順序是AECB；如果紅色物質(zhì)含有Cu2O，則裝置B中會有水生成，可以用裝置F中的無水硫酸銅檢驗，裝置D中的AgNO3溶液用于檢驗Cl。(4)無水硫酸銅不變色，說明沒有Cu2O，AgNO3溶液中出現(xiàn)白色沉淀，說明生成物中含有HCl，故裝置B中的反應為CuCl被氫氣還原，生成Cu和HCl。(5)由(4)可知紅色物質(zhì)為Cu，故紅色物質(zhì)消失的反應是銅與稀硝酸反應生成NO；白色物質(zhì)消失的反應是CuCl被稀硝酸氧化為2價銅的反應，硝酸被還原為NO。可燃性氣體受熱前必須排除裝置中的空氣，防止發(fā)生爆炸；上述裝置B中若有空氣，則其中的水蒸氣會使后續(xù)檢驗水的裝置F中的物質(zhì)出現(xiàn)變色，從而干擾Cu2O是否存在的判斷。答案 (2)CuCl(3)分液漏斗AECBFD(若多選裝置，只要合理均可給分)(4)2CuClH22Cu2HCl(5)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O3CuCl4HNO=3Cu23ClNO2H2O氫氣和氧氣混合加熱可能發(fā)生爆炸；空氣中的水蒸氣會干擾Cu2O是否存在的判斷10某校化學研究性學習小組在學習了金屬的知識后，探究Cu的常見化合物的性質(zhì)。過程如下：提出問題：在周期表中，Cu、Al位置接近，Cu不如Al活潑，Al(OH)3具有兩性，Cu(OH)2也具有兩性嗎？通常情況下，F(xiàn)e2的穩(wěn)定性小于Fe3的，Cu的穩(wěn)定性也小于Cu2的嗎？CuO有氧化性，能被H2、CO等還原，也能被NH3還原嗎？實驗方案：(1)解決問題需用到的藥品有CuSO4溶液、_(填試劑名稱)，同時進行相關(guān)實驗。(2)解決問題的實驗步驟和現(xiàn)象如下：取98 g Cu(OH)2固體，加熱至80100時，得到 80 g黑色固體粉末，繼續(xù)加熱到1 000以上，黑色粉末全部變成紅色粉末A。冷卻后稱量，A的質(zhì)量為72 g，A的化學式為_。向A中加入適量的稀硫酸，得到藍色溶液，同時觀察到容器中還有紅色固體存在，則反應的離子方程式為_。(3)為解決問題，設(shè)計的實驗裝置如圖所示(夾持及尾氣處理裝置未畫出)：實驗中觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)。查資料可知，同時生成一種無污染的氣體，該氣體的化學式為_。實驗結(jié)論：(4)Cu(OH)2具有兩性。證明Cu(OH)2具有兩性的實驗現(xiàn)象是_。(5)根據(jù)實驗方案(2)，得出的Cu和Cu2穩(wěn)定性大小的結(jié)論：高溫時_；在酸性溶液中_。(6)CuO能被NH3還原。問題討論：有同學認為NH3與CuO反應后生成的紅色物質(zhì)是Cu，也有同學認為NH3與CuO反應后生成的紅色物質(zhì)是Cu和A的混合物。請你設(shè)計一個簡單的實驗方案驗證NH3與CuO反應后生成的紅色物質(zhì)中是否含有A：_。解析 (1)要探究Cu(OH)2是否具有兩性，則需用NaOH與CuSO4反應生成Cu(OH)2，若Cu(OH)2能溶解在NaOH溶液中，說明Cu(OH)2具有酸性；若Cu(OH)2能溶解在稀硫酸(或稀鹽酸)中，說明Cu(OH)2具有堿性，所以需要的試劑為NaOH溶液和稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)。(2)98 g Cu(OH)2加熱到80100時發(fā)生分解反應生成80 g黑色的CuO，繼續(xù)加熱到1 000，80 g CuO變?yōu)?2 g A，所以減少的8 g為氧元素的質(zhì)量，所以72 g A中n(Cu)n(O)21，所以A的化學式為Cu2O。Cu2O在稀H2SO4溶液中發(fā)生反應生成Cu、Cu2Cu2O2H=CuCu2H2O。(3)CuO與NH3在加熱條件下發(fā)生反應生成Cu、N2、H2O，所以無污染的氣體為N2。(4)Cu(OH)2既能溶解在稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)中，也能溶解在NaOH溶液中，證明Cu(OH)2具有兩性。(5)高溫時，CuO能轉(zhuǎn)化為Cu2O，說明高溫時Cu2O比CuO穩(wěn)定，則Cu比Cu2穩(wěn)定。在酸性溶液中，Cu2O能轉(zhuǎn)化為Cu2，說明Cu2比Cu穩(wěn)定。(6)根據(jù)(2)中所述A與稀H2SO4溶液反應的相關(guān)現(xiàn)象，則可設(shè)計出檢驗A的實驗方案。答案 (1)稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)、NaOH溶液(2)Cu2OCu2O2H=CuCu2H2O(3)N2(4)Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)，又能溶于NaOH溶液(5)Cu比Cu2穩(wěn)定Cu2比Cu穩(wěn)定(6)取NH3與CuO反應后生成的紅色物質(zhì)少許，加入稀H2SO4溶液中，若溶液變?yōu)樗{色，說明紅色物質(zhì)中含有A，反之則無A11Fe、Cu都是人類最早使用的金屬。某?；瘜W研究性學習小組的同學運用實驗手段研究Fe、Cu的相關(guān)性質(zhì)，請你參與研究并完成下列各題：(1)甲同學取一束細銅絲用砂紙打磨后放在酒精燈上加熱至紅熱，然后迅速伸入盛Cl2的集氣瓶中。你認為甲同學在實驗中應該觀察到的現(xiàn)象是_。(2)乙同學為探究Fe在冷濃硝酸和熱濃硝酸中的反應情況，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置：乙同學發(fā)現(xiàn)裝置1中Fe未溶解，其原因是_；裝置2生成的氣體(假定為NO2和NO混合氣體)全部通入100 mL 4 molL1 NaOH溶液，恰好被完全吸收，反應為：NONO22NaOH=2NaNO2H2O2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O若生成NaNO3和NaNO2物質(zhì)的量之比為13，則混合氣體中NO2和NO的體積比為_。(3)丙同學在Fe和濃硝酸反應后的溶液中加入一塊Cu片，Cu片先逐漸溶解，反應一段時間后不再溶解。丙同學依據(jù)反應現(xiàn)象得出Cu片溶解的原因是和HNO3發(fā)生反應。他依據(jù)的反應現(xiàn)象是_。丁同學認為丙同學的結(jié)論不完全正確，他的理由是_。(4)請你設(shè)計實驗證明(3)反應后的溶液中只含F(xiàn)e2而不含F(xiàn)e3。說明具體實驗操作和實驗現(xiàn)象：_。解析(1)Cu在Cl2中燃燒的現(xiàn)象是生成棕色的煙。(2)鐵、鋁在常溫下遇到濃硫酸、濃硝酸會發(fā)生鈍化；從化學方程式可以看出：2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O211NONO22NaOH=2NaNO2H2O112混合氣體中NO2和NO的體積比為31。(3)若試管內(nèi)出現(xiàn)紅棕色氣體或銅片表面有氣泡生成就可以證明Cu片溶解的原因是和HNO3發(fā)生反應；Fe和硝酸反應后的溶液中有HNO3，也一定有Fe3，而Fe3也能和Cu反應，使Cu片溶解，所以丁同學認為丙同學的結(jié)論不完全正確。(4)檢驗Fe2、Fe3是?？嫉闹R點。檢驗時可以取少許該溶液滴加幾滴KSCN溶液，不出現(xiàn)血紅色，再滴加適量新制氯水；出現(xiàn)血紅色，證明溶液中只含F(xiàn)e2而不含F(xiàn)e3。答案(1)Cu在Cl2中燃燒生成棕色的煙(2)Fe在冷濃硝酸中發(fā)生鈍化31(3)試管內(nèi)出現(xiàn)紅棕色氣體或銅片表面有氣泡生成Fe和濃硝酸反應后的溶液中有HNO3，也一定有Fe3，而Fe3也能和Cu反應，使Cu片溶解(4)取少許該溶液滴加幾滴KSCN溶液，不出現(xiàn)血紅色，再滴適量新制氯水，出現(xiàn)血紅色(答案合理即可)