（福建專用）2014版高三化學(xué) 專題檢測卷（十二） 專題五 第2講 化學(xué)實驗方案與設(shè)計（含解析）

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1、化學(xué)實驗方案與設(shè)計(45分鐘100分)一、選擇題(本題包括6小題,每小題7分,共42分)1.(2013石家莊質(zhì)檢)以下進(jìn)行性質(zhì)比較的實驗設(shè)計,不合理的是()A.比較Cu、Fe2+的還原性：Cu加入FeCl3溶液中B.比較氯、溴的非金屬性：氯氣通入溴化鈉溶液中C.比較鎂、鋁的金屬性：鎂、鋁(除氧化膜)分別放入4 molL-1的NaOH溶液中D.比較高錳酸鉀、氯氣的氧化性：高錳酸鉀中加入濃鹽酸2.下列實驗設(shè)計方案肯定能獲得成功的是()A.用1 molL-1的鹽酸與MnO2反應(yīng)制取氯氣B.用濕潤的淀粉碘化鉀試紙鑒別二氧化氮和溴蒸氣C.用10 mL量筒量取8.50 mL濃硫酸用于配制一定物質(zhì)的量濃度的

2、稀硫酸D.用濕潤的有色紙條鑒別氯化氫和氯氣3.(2013莆田一模)用下列實驗裝置完成相應(yīng)實驗,正確的是()A.甲用于證明非金屬性強弱：ClCSiB.乙用于配制一定物質(zhì)的量濃度的硫酸溶液C.丙用于模擬生鐵的電化學(xué)腐蝕D.丁用于測定某稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度4.下述實驗設(shè)計能夠達(dá)到目的的是()編號實驗?zāi)康膶嶒炘O(shè)計A除去CO2中少量的SO2將混合氣體通過飽和Na2CO3溶液B除去銅粉中混有的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5.(2013海南高考)下圖所示儀器可用于實驗室制備

3、少量無水FeCl3,儀器連接順序正確的是()A.abcdefghB.aedcbhigC.adecbhigD.acbdehif6.(2013長春一模)下列實驗設(shè)計與結(jié)論不相符的是()A.某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,再滴加稀鹽酸,出現(xiàn)白色沉淀且不溶解,則原溶液中可能含有SB.某氣體使?jié)駶櫟乃{(lán)色試紙變紅,則該氣體一定是酸性氧化物C.乙醇中混有乙酸,加入氫氧化鈉后蒸餾即得純凈的乙醇D.在分液漏斗中加入溴水,然后加入適量CCl4,振蕩后靜置,溴可萃取到CCl4中二、非選擇題(本題包括4小題,共58分)7.(16分)(2013泉州質(zhì)檢)已知A、B、D、E四種物質(zhì)中均含有同一種短周期元素,D為氣體單質(zhì)

4、,A的焰色反應(yīng)的顏色為淺紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃),E為黑色粉末,在如圖所示轉(zhuǎn)化中E均起催化作用(某些產(chǎn)物已略去)。請回答：(1)A的名稱為,B的結(jié)構(gòu)式為。(2)為研究X單質(zhì)的性質(zhì),特設(shè)計如圖所示裝置進(jìn)行實驗。裝置中夾持裝置已略去。其中a為干燥的品紅試紙,b為濕潤的品紅試紙。加入藥品前,檢查中氣體發(fā)生裝置氣密性的操作是用止水夾夾住C處,然后向分液漏斗中加水,打開,一段時間后,則氣密性良好;寫出裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 ;實驗過程中,裝置中NaOH的作用(用離子方程式表示) ;實驗結(jié)束后,該組同學(xué)在裝置中觀察到b的紅色褪去,但是并未觀察到“a無明顯變化”這一預(yù)期現(xiàn)象。為了達(dá)到這一實驗?zāi)康?你認(rèn)為在

5、(選填裝置序號)之間還需添加洗氣瓶,該裝置的作用是 。8.(14分)(2013安徽示范高中一模)為探究足量鋅與18.4 molL-1濃硫酸的反應(yīng),某研究小組進(jìn)行如下實驗?！緦嶒灐糠磻?yīng)生成物成分的定性探究取65.0 g鋅粒與98%的濃硫酸(=1.84 gmL-1)110 mL充分反應(yīng),鋅全部溶解,對于制得的氣體,有同學(xué)認(rèn)為可能混有雜質(zhì)。(1)研究小組所制得的氣體中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是(填分子式),產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是(用化學(xué)方程式和必要的文字加以說明)。(2)為證實相關(guān)分析,該化學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計實驗,組裝了如下裝置,對所制的氣體進(jìn)行探究。裝置C中加入的試劑是;裝置D中加入的試劑是。裝置F

6、中加入的試劑是;U形管G的作用為 。有同學(xué)認(rèn)為A、B間應(yīng)增加圖中的甲裝置,該裝置的作用為。【實驗】硫酸濃度與生成氣體成分的定量探究為了定量測定濃硫酸具有強氧化性的最低濃度,設(shè)計的實驗方案為取18.4 molL-1濃硫酸amL與足量的鋅于A中反應(yīng),將生成的氣體通入某溶液并測定生成沉淀的質(zhì)量。(1)A中產(chǎn)生的氣體應(yīng)通入上圖中的(填“乙”或“丙”)裝置。(2)有同學(xué)認(rèn)為要減小實驗誤差,需要增加一個將反應(yīng)生成的SO2全部排出的操作。但也有同學(xué)認(rèn)為沒有必要,其理由是。9.(16分)(2013福州質(zhì)檢)某同學(xué)利用下列裝置實現(xiàn)銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng),過程如下：.取一段銅絲,用稀硫酸除去銅銹。.將洗滌后的銅絲

7、做成匝數(shù)較多的螺旋狀。.按如圖所示裝置連接儀器、檢查氣密性、裝入化學(xué)試劑。(1)過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。(2)寫出過程中檢查氣密性的方法 。(3)過程的后續(xù)操作如下：打開止水夾a和b,輕推注射器,使?jié)庀跛崤c銅絲接觸,觀察到的現(xiàn)象是,一段時間后使反應(yīng)停止的操作是,關(guān)閉a,取下注射器。打開b和分液漏斗活塞,當(dāng)玻璃管充滿稀硝酸后,關(guān)閉b和分液漏斗活塞,打開a,觀察到有氣泡產(chǎn)生。稀硝酸充滿玻璃管的實驗?zāi)康氖?該反應(yīng)的離子方程式是。(4)另取3支盛滿NO2氣體的小試管分別倒置在盛有常溫水、熱水和冰水的3只燒杯中,發(fā)現(xiàn)液面上升的高度明顯不一致。結(jié)果如表所示(忽略溫度對氣體體積的影響)：實驗編號水溫/

8、液面上升的高度125超過試管的2/3250不足試管的2/330液面上升超過實驗1根據(jù)上表得出的結(jié)論是溫度越(填“高”或“低”),進(jìn)入試管中的溶液越多。查閱資料：a.NO2與水反應(yīng)的實際過程為2NO2+H2O=HNO3+HNO2,3HNO2=HNO3+2NO+H2O;b.HNO2不穩(wěn)定。則產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是 。10.(12分)氨氣是一種重要化合物,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用。(1)下列裝置可用于實驗室制取少量氨氣的是 (填序號)。(2)“氨的催化氧化”是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的重要步驟。某化學(xué)課外活動小組設(shè)計了如下裝置模擬該實驗過程,并用水吸收制取硝酸(固定裝置略去)：A裝置的分液漏斗中盛放濃氨水

9、,則燒瓶中盛放的藥品應(yīng)該是。C裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。反應(yīng)后,裝置E中除存在較多的H+外,還可能存在的一種陽離子是,試設(shè)計實驗證明這種離子的存在。答案解析1.【解析】選C。若溶液變藍(lán),說明氯化鐵能腐蝕單質(zhì)銅,則Cu是還原劑、Fe3+是氧化劑、Fe2+是還原產(chǎn)物,由于反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性,因此能比較Cu、Fe2+的還原性,故A合理;若無色溶液變?yōu)榈S色,說明氯氣能從鹽中置換出單質(zhì)溴,則氯氣是氧化劑、溴離子是還原劑、單質(zhì)溴是氧化產(chǎn)物,由于反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,則單質(zhì)氯的氧化性大于單質(zhì)溴,所以氯元素的非金屬性比溴強,故B合理;元素金屬性強弱可以根據(jù)其單

10、質(zhì)與酸反應(yīng)置換出氫的難易程度來判斷,因此可將鎂、鋁(除氧化膜)分別放入稀鹽酸或稀硫酸中,根據(jù)置換出氫的難易程度可以比較鎂、鋁金屬性,故C不合理;若產(chǎn)生黃綠色氣體,說明高錳酸鉀能氧化HCl,則高錳酸鉀是氧化劑、HCl是還原劑、氯氣是氧化產(chǎn)物,因此能比較高錳酸鉀、氯氣的氧化性,故D合理。2.【解析】選D。制備氯氣需要濃鹽酸,而1 molL-1的鹽酸是稀鹽酸;二氧化氮、溴蒸氣都具有氧化性,都能氧化碘離子;量筒屬于粗量儀器,不能讀取小數(shù)點后兩位數(shù)。3.【解析】選C。HCl不是氯元素的最高價含氧酸,不能證明非金屬性：ClC,A不正確;不能在容量瓶中溶解濃硫酸, B不正確;酸性條件下鐵發(fā)生析氫腐蝕,中性條

11、件下,鐵發(fā)生吸氧腐蝕,故紅墨水柱左低右高,C正確;帶活塞的酸式滴定管不能盛裝堿性溶液,D不正確。4.【解析】選D。A中除去CO2中少量的SO2,可將混合氣體通過飽和的NaHCO3溶液,A錯誤;B中除去銅粉中混有的CuO,可向混合物中滴加適量稀鹽酸,而不能用稀硝酸,因為Cu也能與稀硝酸反應(yīng),B錯誤;C中檢驗溶液中是否含有Fe2+,應(yīng)先向溶液中滴加KSCN溶液,若無明顯現(xiàn)象,再向溶液中滴入氯水,若溶液變?yōu)榧t色則說明溶液中含有Fe2+,C錯誤;D中實驗設(shè)計能夠達(dá)到目的,D正確。5.【解析】選B。根據(jù)實驗?zāi)康暮退o儀器藥品應(yīng)首先制得氯氣,然后再將氯氣與鐵粉反應(yīng),制取FeCl3,最后用NaOH溶液吸收多

12、余的氯氣防止污染環(huán)境。由于制得的氯氣中含有HCl、H2O等雜質(zhì),所以與鐵反應(yīng)之前應(yīng)先用飽和NaCl溶液吸收揮發(fā)出的HCl,然后用濃硫酸干燥。連接儀器時應(yīng)注意長管進(jìn)氣,短管出氣。6.【解析】選B。酸性條件下,N可以將S氧化為S;使?jié)駶櫟乃{(lán)色試紙變紅的氣體可以是酸性氧化物,也可以是其他酸性氣體,如HCl、HNO3等;乙酸與NaOH生成高沸點的鹽;溴在四氯化碳中的溶解度很大,且四氯化碳與水互不相溶,四氯化碳可以作為萃取劑。7.【解析】(1)含鉀元素的A固體和液體B在黑色粉末E的催化作用下都生成氣體D,不難推出,A為氯酸鉀,B為過氧化氫,E為二氧化錳。(2)E固體為二氧化錳,再結(jié)合題意可推知X單質(zhì)為C

13、l2。檢查中氣體發(fā)生裝置氣密性的操作是用止水夾夾住C處,然后向分液漏斗中加水,打開分液漏斗的旋塞,一段時間后分液漏斗中的水滴不下來,則氣密性良好;裝置是Cl2的發(fā)生裝置,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H+2Cl-Mn2+2H2O+Cl2裝置中NaOH的作用是吸收Cl2,防止大氣污染,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O干燥的Cl2不能使干燥的品紅試紙褪色,濕潤的Cl2能使品紅試紙褪色,為了防止干擾,應(yīng)在和裝置之間,添加干燥Cl2的裝置。答案：(1)氯酸鉀HOOH(2)分液漏斗的旋塞分液漏斗中的水滴不下來MnO2+4H+2Cl-Mn2+2H2O+Cl2Cl2+2O

14、H-=Cl-+ClO-+H2O和干燥Cl28.【解析】【實驗】(1)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硫酸的濃度會逐漸變小,Zn與稀硫酸反應(yīng)得到的氣體是H2,反應(yīng)的方程式為H2SO4(稀)+Zn=ZnSO4+H2。(2)B裝置放置的品紅溶液是為了檢驗SO2氣體,C裝置放置的是NaOH(或KMnO4)溶液,目的是吸收混合氣體中的SO2,D裝置的濃硫酸吸收水蒸氣,避免其干擾H2和CuO的反應(yīng),否則F中的CuSO4變藍(lán)就不能確定是H2和CuO反應(yīng)生成的H2O,G的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入系統(tǒng),干擾實驗;為防止B裝置發(fā)生倒吸,在A與B之間加一個防倒吸的裝置?！緦嶒灐?1)SO2與BaCl2溶液不反應(yīng),不能得到沉淀

15、,故選丙裝置。(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,稀硫酸與Zn反應(yīng)得到的H2會將反應(yīng)得到的SO2全部排入到丙裝置中,沒有必要增加其他裝置或反應(yīng)。答案：【實驗】(1)H2隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸溶液濃度變稀,發(fā)生反應(yīng)：H2SO4(稀)+Zn=ZnSO4+H2(2)足量NaOH(或KMnO4)溶液濃硫酸無水CuSO4(或無水硫酸銅)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入系統(tǒng),干擾實驗防止倒吸【實驗】(1)丙(2)后產(chǎn)生的氫氣會將二氧化硫全部排入丙中【解題技巧】實驗的設(shè)計與探究注意的問題(1)對實驗方案的探究,首先要明確實驗?zāi)康暮鸵?然后結(jié)合問題,運用有關(guān)化學(xué)知識和實驗技能,對實驗的儀器、步驟、方法進(jìn)行逐步的分析。其中,有關(guān)方案的

16、設(shè)計要特別明確：原理要有科學(xué)性,不能憑空捏造,不能脫離實際,所選方案應(yīng)是在現(xiàn)實條件下能夠完成的。實驗裝置要簡便易行,操作必須安全可靠,效果要明顯。(2)要善于對實驗所得出的事實證據(jù)通過比較、歸納、概括、總結(jié)等方式進(jìn)行處理,從而得出科學(xué)的結(jié)論,并由此解釋化學(xué)現(xiàn)象,說明問題。9.【解析】(1)稀硫酸與堿式碳酸銅反應(yīng)的離子方程式是Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2+CO2+3H2O。(2)過程中檢查氣密性的方法為打開b和a,關(guān)閉分液漏斗的活塞,將左邊導(dǎo)管插入盛水的燒杯中,輕輕拉動注射器活塞,若導(dǎo)管中液面上升則說明氣密性好。(3)濃硝酸與銅絲接觸,觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生紅棕色氣體,想讓反應(yīng)停止的操作

17、是輕輕將注射器活塞向右拉使銅絲和溶液分開。稀硝酸充滿玻璃管的實驗?zāi)康氖菍⒉ＡЧ苤械腘O2和空氣排出,反應(yīng)的離子方程式是3Cu+8H+2N=3Cu2+2NO+4H2O。(4)溫度越高,進(jìn)入試管的溶液越少,溫度越低,進(jìn)入試管的溶液越多;根據(jù)NO2與水反應(yīng)的實際過程為2NO2+H2O=HNO3+HNO23HNO2=HNO3+2NO+H2O,則產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是溫度低,HNO2分解量減少,分解產(chǎn)生的NO氣體量減少,所以進(jìn)入試管的溶液多。答案：(1)Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2+CO2+3H2O(2)打開b和a,關(guān)閉分液漏斗的活塞,將左邊導(dǎo)管插入盛水的燒杯中,輕輕拉動注射器活塞,若導(dǎo)管中液

18、面上升則說明氣密性好(類似方法都正確)(3)產(chǎn)生紅棕色氣體輕輕將注射器活塞向右拉使銅絲和溶液分開將玻璃管中的NO2和空氣排出3Cu+8H+2N=3Cu2+2NO+4H2O(4)低溫度低,HNO2分解量減少,分解產(chǎn)生的NO氣體量減少,所以進(jìn)入試管的溶液多10.【解析】(1)c裝置試管口應(yīng)該向下傾斜,a加熱氯化銨固體,分解產(chǎn)生的氨氣、HCl混合氣體反應(yīng)重新生成氯化銨導(dǎo)致堵塞;b、d可以用于實驗室制取氨氣。(2)由題意可知發(fā)生的反應(yīng)為氨的催化氧化,故A中反應(yīng)應(yīng)生成氨氣和氧氣,燒瓶中盛放的藥品應(yīng)該是過氧化鈉,發(fā)生反應(yīng)的方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。反應(yīng)后剩余的氨氣被水吸收,則溶液中還含有銨根離子,檢驗的方法是：取E中少許溶液放入一潔凈試管內(nèi),滴加NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,證明E溶液中含有N。答案：(1)b、d(2)Na2O24NH3+5O24NO+6H2ON取E中少許溶液放入一潔凈試管內(nèi),滴加NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,證明E溶液中含有N