2018年高三化學一輪復習(人教版）化學實驗方案的設計與評價達標檢測（教師版）

化學實驗方案的設計與評價達標檢測一、選擇題(每小題5分，共50分)1下列實驗的設計不可行的是()A在濃氨水中加入生石灰可以制取少量的NH3B用水就能一次性鑒別溴苯、苯、乙酸三種物質C用如圖所示的裝置測定黃銅(Cu、Zn合金)中Zn的含量D除去粗鹽中的Ca2、Mg2、SO，依次加入的物質是H2O、Ba(OH)2、Na2CO3、HCl解析：本題主要考查學生對課本實驗的掌握以及氣體體積的測量方法。C項，不能用稀硝酸，應該用鹽酸，裝置中集氣瓶應該短管進氣，長管出水。答案：C2近年來，冠以“綠色”的新概念不斷產(chǎn)生，如綠色食品、綠色材料、綠色能源、綠色化學等，這里的“綠色”是對人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的形象表述?！熬G色化學”要求從經(jīng)濟、環(huán)保和技術上設計可行的化學反應。據(jù)此，由單質鎂制硝酸鎂的下列4個方案中，你認為可行而且符合“綠色化學”要求的方案是()AMgMg(NO3)2BMgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2CMgMgOMg(NO3)2DMgMgSO4Mg(NO3)2解析：金屬與硝酸反應有NOx的釋放，污染環(huán)境，A選項錯誤；金屬與Cl2反應時，Cl2用量稍過量，就會對環(huán)境造成污染，B選項錯誤；金屬與濃硫酸反應有SO2的釋放，污染環(huán)境，D選項錯誤。答案：C3為測定碳酸鈉的質量分數(shù)(設含雜質碳酸氫鈉)，某學生設計了如下實驗方案，下列對實驗方案的敘述正確的是()A稱量所需要的儀器是托盤天平B樣品放在蒸發(fā)皿中灼燒C樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)為0.76D如果灼燒后的樣品放在空氣中冷卻，會造成實驗結果偏大解析：托盤天平不可能精確到小數(shù)點后三位；灼燒應放在坩堝中，而不是蒸發(fā)皿中，碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉，根據(jù)化學反應方程式計算，求出碳酸鈉的質量分數(shù)為0.892；灼燒后的樣品放在空氣中冷卻，碳酸鈉吸水，會造成實驗結果偏大。答案：D4下列實驗設計能夠成功的是()A檢驗亞硫酸鈉試樣是否變質：試樣溶液白色沉淀沉淀不溶解B除去乙酸乙酯中混有的乙酸：混合液溶液分層得上層液體C證明酸性條件下H2O2氧化性比I2強：NaI溶液溶液變藍色D鑒定鹽A的成分是FeBr3：解析：Na2SO3溶液中加HNO3能將SO氧化生成SO，A錯誤；乙酸能與Na2CO3反應，故上層是乙酸乙酯，B正確；在NaI溶液中加HNO3酸化，可認為是HNO3氧化I，C錯誤；同樣，向FeBr2溶液中加HNO3酸化的AgNO3溶液時，F(xiàn)e2可被氧化為Fe3，不能說明鹽A溶液中含有Fe3，故D錯誤。答案：B5現(xiàn)給你提供以下試劑：蒸餾水；鐵粉；濃硫酸；濃鹽酸；燒堿；濃氨水；Cl2。請你設計一個實驗：從電子工業(yè)上用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板后的廢液中回收并制取純凈的FeCl3溶液。在方案中需選用上述試劑中的()ABCD解析：電子工業(yè)上用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板后的廢液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2，先用過量的鐵粉將Cu2還原為Cu，過濾，得到FeCl2溶液，濾渣用鹽酸溶解后過濾，將兩次濾液合并，再向濾液中通入Cl2即制得純凈的FeCl3溶液。答案：A6下列實驗能達到預期目的的是()用HNO3酸化的硝酸鋇溶液鑒別硫酸根離子與亞硫酸根離子；用溴水檢驗汽油中是否含有不飽和鏈烴；用乙醇從碘水中萃取碘；用鹽析的方法分離提純蛋白質；用加熱的方法提純含有少量碳酸氫鈉的碳酸鈉固體；用氨水清洗試管壁附著的銀鏡ABCD7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：B8為證明稀硝酸與銅反應產(chǎn)物中氣體為NO，設計如圖所示的實驗(實驗過程中活塞2為打開狀態(tài))，下列說法中不正確的是()A關閉活塞1，加入稀硝酸至液面a處B在裝置左側稍加熱可以加快稀硝酸與銅的反應速率C通過開啟或關閉活塞1可以控制反應的進行D反應開始后，膠塞下方有無色氣體生成，還不能證明該氣體為NO9下列根據(jù)實驗操作和現(xiàn)象所得出的結論正確的是()選項實驗操作實驗現(xiàn)象結論A向兩份蛋白質溶液中分別滴加飽和NaCl溶液和CuSO4溶液均有固體析出蛋白質均發(fā)生變性B向溶液X中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀溶液X中一定含有SOC向一定濃度的Na2SiO3溶液中通入適量CO2氣體出現(xiàn)白色沉淀H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性強D向濃度均為0.1 molL1 NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液出現(xiàn)黃色沉淀Ksp(AgCl)Ksp(AgI)解析：本題考查實驗過程的現(xiàn)象及結論分析。A項，蛋白質中加入NaCl發(fā)生鹽析，加入CuSO4發(fā)生變性，錯；B項，若溶液X中含有SO，加入稀HNO3，則會被氧化成SO，而與Ba2生成沉淀，錯；C項，反應方程式為：CO2H2ONa2SiO3=H2SiO3 Na2CO3，該反應發(fā)生的原理為強酸制弱酸，即酸性：H2CO3H2SiO3，錯；D項，反應總是向著生成更難溶的物質的方向進行，由于AgI的溶度積比AgCl小，所以優(yōu)先生成AgI，正確。答案：D10為比較鐵和銅金屬活動性強弱，某研究小組的同學設計了如下一些方案，并將實驗結果記錄如下：方案現(xiàn)象或產(chǎn)物將鐵片置于CuSO4溶液中鐵片上有亮紅色物質析出將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒產(chǎn)物分別為FeCl3和CuCl2將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中產(chǎn)物分別為Fe2(SO4)3和CuSO4將鐵片和銅片分別置于稀硫酸溶液中鐵片上有氣泡，銅片上不產(chǎn)生氣泡將鐵片和銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯中，并用導線連接鐵片溶解，銅片上有氣泡產(chǎn)生能根據(jù)以上各種現(xiàn)象或產(chǎn)物證明鐵的金屬活動性比銅強的方案一共有()A2種B3種C4種D5種解析：鐵能置換銅，證明鐵比銅活潑；不能說明；不能說明；鐵置換出稀硫酸中的氫，銅不能，證明鐵比銅活潑；鐵與銅形成原電池，鐵作負極，銅作正極，證明鐵比銅活潑。共有3種方案能證明。答案：B二、非選擇題(本題共5個小題，共50分)11(10分)(2019福州模擬)小明同學在學習“硫酸及其鹽的某些性質與用途”的過程中，進行如下實驗探究。實驗一探究濃硫酸的氧化性，將實驗室常用的藥品放入如圖所示的實驗裝置后，加熱裝置甲。(夾持和加熱裝置省略)(1)該裝置設計上存在明顯缺陷，請指出：_。(2)寫出裝置甲中反應的化學方程式：_。裝置乙中的試劑是：_。實驗二探究某硫酸亞鐵鹽固體是否變質(3)請你幫助小明同學完成如下實驗方案：實驗操作預期現(xiàn)象和結論解析：(1)制氣裝置不能在封閉體系中進行，否則易引起爆炸，因此尾氣吸收裝置乙中的廣口瓶不能加瓶塞。(2)根據(jù)品紅溶液可推測發(fā)生裝置中生成了SO2氣體，因此可選用Cu與濃硫酸反應或C與濃硫酸反應。(3)檢驗硫酸亞鐵鹽固體是否變質即檢驗樣品中有無Fe3，檢驗Fe3最靈敏的試劑是KSCN溶液。答案：(1)裝置乙中的廣口瓶不應加瓶塞(2)Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O或C2H2SO4(濃)CO22SO22H2O，(或其他合理答案也可)NaOH溶液(3)實驗操作：往一支試管中加入少量固體樣品，加水溶解，再滴加幾滴KSCN溶液預期現(xiàn)象和結論：若溶液變?yōu)榧t色，說明該固體已變質；若溶液未變?yōu)榧t色，說明該固體沒有變質12(10分)MnO2在酸性溶液中具有強氧化性，可被還原為Mn2，它還對H2O2的分解具有良好的催化效果。某興趣小組通過實驗研究MnO2的性質。(1)該小組設計了如下4個方案以驗證MnO2的氧化性，可行的是_。A把MnO2固體加入到FeSO4溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅B把MnO2固體加入到FeCl3溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅C把MnO2固體加入到Na2SO3溶液中，再加入BaCl2溶液，觀察是否有白色沉淀生成D把MnO2固體加入到稀鹽酸中，觀察是否有黃綠色氣體生成(2)該小組為研究在不同酸堿性的溶液中MnO2的氧化能力，他們控制KI溶液的濃度和MnO2固體的質量相同，恒定實驗溫度在298 K，設計如下對比實驗。實驗酸或堿現(xiàn)象A1滴0.2 mol/L NaOH溶液不變色B1滴水緩慢變淺棕褐色C1滴0.1 mol/L硫酸迅速變棕褐色該小組從上述對比實驗中，可以得出的結論是_。寫出在酸性條件下，MnO2氧化I的離子方程式_。(3)為了探究MnO2的催化效果，需要用30%的H2O2溶液(密度近似為1 g/cm3)配制濃度約為3%的H2O2溶液(密度近似為1 g/cm3)100 mL。其配制方法是：用量筒量取_mL 30% H2O2溶液放入_(填儀器名稱)中，再加入一定量的水，攪拌均勻。(4)在實驗時，某同學把1滴KI溶液誤滴入到過量的5 mL 3%的H2O2溶液中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了大量氣泡。該小組查閱到KI與H2O2可發(fā)生如下反應：2KIH2O2=2KOHI2，認為有可能是反應產(chǎn)物I2起了催化H2O2分解的作用。請設計一個簡單實驗證明該假設是否正確_。(5)實驗室用二氧化錳和濃鹽酸共熱制取氯氣，下列儀器可作為該反應的反應容器的是_(填序號)。(6)二氧化錳可用于制作干電池，電池總反應為：Zn2MnO22NH=Zn2Mn2O32NH3H2O，則其正極的電極反應式為_。解析：(1)根據(jù)提供信息，要驗證MnO2的氧化性，應選擇在酸性條件下與具有還原性的物質反應。B項中FeCl3沒有還原性，C項中Na2SO3溶液水解顯堿性，不能來驗證MnO2在酸性條件下的氧化性，D項中MnO2不與稀鹽酸反應。(2)根據(jù)表格中信息，溶液的酸性越強，MnO2的氧化性越強，酸性條件下，MnO2氧化I的離子方程式為：MnO24H2I=Mn2I22H2O。(3)需要量取30%的H2O2的體積為10.0 mL，稀釋時可以直接在燒杯中進行。(4)可以向H2O2溶液中滴入碘水，觀察是否有大量氣泡產(chǎn)生，若有則假設正確，若無則假設錯誤。(5)實驗室利用MnO2氧化濃鹽酸制取氯氣，需要在加熱條件下才能發(fā)生，應選擇圓底燒瓶作為反應容器。(6)干電池的正極為MnO2放電，負極為Zn放電，負極的電極反應式為Zn2e=Zn2，電池總反應式減去負極電極反應式可得正極電極反應式為：2MnO22e2NH=Mn2O32NH3H2O。答案：(1)A(2)酸性越強MnO2的氧化性越強MnO22I4H=Mn2I22H2O(3)10.0燒杯(4)取5 mL 3%的H2O2溶液于試管中，滴入1滴碘水，觀察是否有大量氣泡產(chǎn)生，若有說明假設正確，反之假設不正確。(5)A(6)2MnO22NH2e=Mn2O32NH3H2O13(10分)已知SO2和CO2都是酸性氧化物，其化學性質具有一定的相似性；鎂和鈉的化學性質也有一定的相似性。氧化銅和氧化鐵都是堿性氧化物，其化學性質也有一定的相似性。三個研究性學習小組分別根據(jù)不同的課題進行研究，其方案如下：.第一個研究性學習小組用如圖所示的裝置進行鎂粉與二氧化硫反應的實驗。(1)實驗室制取二氧化硫類似于制取二氧化碳，在下列物質中選擇合適的試劑制取二氧化硫：_。A10%的硫酸B80%的硫酸C濃鹽酸D稀硝酸E亞硫酸鈉固體F亞硫酸鈣固體G飽和亞硫酸鈉溶液(2)反應后，發(fā)現(xiàn)B管壁中有固體粉末產(chǎn)生，取反應后B管中的固體粉末溶于稀鹽酸中，產(chǎn)生具有臭雞蛋氣味的氣體，寫出B管中發(fā)生反應的化學方程式：_。(3)你認為該裝置是否有不足之處？_。如果有，請寫出改進方法： _，_。(如果無，此空不答).第二個研究性學習小組利用圖所示裝置來探究氨氣的還原性。(4)分別注明所用試劑：甲：_，乙：_，丙：氧化銅，?。篲。確定反應已發(fā)生的實驗現(xiàn)象：_。解析：.(1)濃鹽酸易揮發(fā)，稀硝酸具有氧化性會將SO2氧化，故均不能用作制取二氧化硫的試劑；因為SO2在水中的溶解度較大，故應選用80%的硫酸；因CaSO4微溶于水，若選用CaSO3固體，則生成的CaSO4附在固體的表面阻止反應進行，故實驗室制取SO2應選用試劑B和試劑E。(2)鎂能在二氧化碳中燃燒，SO2與CO2的化學性質具有一定的相似性，可以推知鎂也能與SO2發(fā)生類似的反應。所不同的是S的非金屬性比C的強，加熱時，生成的S還能與Mg進一步化合生成MgS。(3)圖吸收尾氣的試管C是密封的，且導氣管插入到NaOH溶液下面，一是會造成C中壓強增大，可能會發(fā)生爆炸；二是水蒸氣會進入B中。故可以將C試管的塞子換成雙孔塞，另一孔插入一根直導管或直接將C試管的塞子拿走；在B、C之間加一個干燥管。.(4)實驗目的是探究氨氣的還原性，A裝置用來制取氨氣，可用濃氨水與生石灰、固體氫氧化鈉或堿石灰反應制得；丁是用來吸收未反應的氨氣，可以用水作吸收劑；B中發(fā)生的反應為2NH33CuO3CuN23H2O，所以觀察到黑色粉末變成紅色粉末，試管內壁有水珠生成，即能確定反應已發(fā)生。答案：.(1)BE(2)2MgSO22MgOS，MgSMgS(3)有將C試管的塞子換成雙孔塞，另一孔插入一根直導管或直接將C試管的塞子拿走在B、C之間加一個干燥管.(4)濃氨水生石灰(或固體氫氧化鈉或堿石灰)水B中黑色粉末變成紅色粉末，試管內壁有水珠生成14(10分)某?；瘜W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。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。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是Cu，也有同學認為NH3與CuO反應后生成的紅色物質是Cu和A的混合物。請你設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溶液反應的相關現(xiàn)象，則可設計出檢驗A的實驗方案。答案：(1)稀H2