2019-2020年高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)導(dǎo)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

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2019-2020年高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)導(dǎo)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O2 D．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(yīng)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(yīng)生成氧化銅而除去，氮氣在加熱條件下不能與銅反應(yīng)，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　C 2．某同學(xué)設(shè)計了鈉與氯氣反應(yīng)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(tuán)浸有NaOH溶液的棉花球。先給鈉預(yù)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(yīng)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 A 3．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(　　)。 A．NaHCO3飽和溶液、12 molL－1鹽酸、18.4 molL－1硫酸 B．Na2CO3飽和溶液、2 molL－1硫酸、NaOH飽和溶液 C．NaOH飽和溶液、2 molL－1硫酸、18.4 molL－1硫酸 D．18.4 molL－1硫酸、NaOH飽和溶液、18.4 molL－1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　C 4．用下列實驗或?qū)嶒炑b置進(jìn)行的實驗中，能達(dá)到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖?　　) 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(xué)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(yīng)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(yīng)都有CaCO3沉淀生成，故D錯。 答案 A 5．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(yīng)向下傾斜；NO能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO2且和空氣密度相近，應(yīng)用排水法收集；氫氣密度比空氣小，收集氫氣時導(dǎo)管應(yīng)“短進(jìn)長出”。 答案　D 6．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(yīng)，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(yīng)產(chǎn)生大氣污染物NO。 答案 B 7．下述實驗設(shè)計能夠達(dá)到目的的是 (　　)。 選項 實驗?zāi)康? 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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(xué)想利用圖示裝置(夾持裝置已略去)實驗，探究SO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物。 測得反應(yīng)前C管的質(zhì)量為m1 g，反應(yīng)后C管的質(zhì)量為m2 g，反應(yīng)后裝置D質(zhì)量增加了n g。請分析： Ⅰ.裝置B的作用_________________________________________________； 裝置D的作用_________________________________________________。 Ⅱ.如何檢驗反應(yīng)中是否有O2生成______________________________________。 Ⅲ.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(yīng)完全，為確定C中固體產(chǎn)物的成分，甲同學(xué)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(xué)以反應(yīng)前后C管的質(zhì)量差(m2－m1)g為依據(jù)推斷生成Na2SO3的質(zhì)量為(m2－m1) 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(yīng)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(yīng)，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(jìn)入C中。 Ⅱ.檢驗氧氣的方法是用帶火星的木條，觀察是否復(fù)燃。 Ⅲ.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(yīng)2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2，(m2－m1)g不等于參加反應(yīng)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(yīng)Na2O2＋SO2===Na2SO4，二氧化硫的質(zhì)量為(m2－m1)g，n(Na2O2)＝mol。 答案?、?干燥SO2氣體，防止水蒸氣與Na2O2反應(yīng) 防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入C裝置與Na2O2反應(yīng)；同時吸收過量的SO2，以免污染空氣 Ⅱ.用帶火星的木條靠近干燥管口a，觀察其是否復(fù)燃 Ⅲ.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(yīng)中吸收SO2的同時有O2產(chǎn)生，所以(m2－m1)g不等于參加反應(yīng)的SO2的質(zhì)量，故該推算不合理 (3) 9．某小組同學(xué)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(xué)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1 CuSO4溶液 紅色固體 實驗2 CuSO4和NaCl的混合溶液 紅色固體和少量白色固體 (2)提出假設(shè) ①紅色物質(zhì)一定有銅，還可能有Cu2O； ②白色物質(zhì)為銅的化合物，其化學(xué)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(jìn)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(yīng)的化學(xué)方程式： ________________________________________________________________________。 (5)問題討論 ①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_________________ ______________________。 ②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(yīng)該放后，故裝置的連接順序是A→E→C→B；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(yīng)為CuCl被氫氣還原，生成Cu和HCl。(5)①由(4)可知紅色物質(zhì)為Cu，故紅色物質(zhì)消失的反應(yīng)是銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO；白色物質(zhì)消失的反應(yīng)是CuCl被稀硝酸氧化為＋2價銅的反應(yīng)，硝酸被還原為NO。②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)②CuCl (3)分液漏斗　AECBFD(若多選裝置，只要合理均可給分) (4)2CuCl＋H22Cu＋2HCl (5)①3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 3CuCl＋4H＋＋NO===3Cu2＋＋3Cl－＋NO↑＋2H2O ②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?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)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： ①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？ ②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？ ③CuO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①需用到的藥品有CuSO4溶液、________(填試劑名稱)，同時進(jìn)行相關(guān)實驗。 (2)解決問題②的實驗步驟和現(xiàn)象如下：取98 g Cu(OH)2固體，加熱至80～100℃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(xué)式為________。向A中加入適量的稀硫酸，得到藍(lán)色溶液，同時觀察到容器中還有紅色固體存在，則反應(yīng)的離子方程式為___________________。 (3)為解決問題③，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(xué)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(xué)認(rèn)為NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)是Cu，也有同學(xué)認(rèn)為NH3與CuO反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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80～100℃時發(fā)生分解反應(yīng)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)＝∶＝2∶1，所以A的化學(xué)式為Cu2O。Cu2O在稀H2SO4溶液中發(fā)生反應(yīng)生成Cu、Cu2＋∶Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。 (3)CuO與NH3在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)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(yīng)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)Cu2O　Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O　(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(yīng)后生成的紅色物質(zhì)少許，加入稀H2SO4溶液中，若溶液變?yōu)樗{(lán)色，說明紅色物質(zhì)中含有A，反之則無A 11．Fe、Cu都是人類最早使用的金屬。某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)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(xué)取一束細(xì)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(rèn)為甲同學(xué)在實驗中應(yīng)該觀察到的現(xiàn)象是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)乙同學(xué)為探究Fe在冷濃硝酸和熱濃硝酸中的反應(yīng)情況，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置： ①乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)裝置1中Fe未溶解，其原因是________________________________________________________________________； ②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 molL－1 NaOH溶液，恰好被完全吸收，反應(yīng)為：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O　2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O 若生成NaNO3和NaNO2物質(zhì)的量之比為1∶3，則混合氣體中NO2和NO的體積比為________。 (3)丙同學(xué)在Fe和濃硝酸反應(yīng)后的溶液中加入一塊Cu片，Cu片先逐漸溶解，反應(yīng)一段時間后不再溶解。 ①丙同學(xué)依據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象得出Cu片溶解的原因是和HNO3發(fā)生反應(yīng)。他依據(jù)的反應(yīng)現(xiàn)象是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②丁同學(xué)認(rèn)為丙同學(xué)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(yīng)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)①鐵、鋁在常溫下遇到濃硫酸、濃硝酸會發(fā)生鈍化；②從化學(xué)方程式可以看出： 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O 2　　　　　　　　　1　　　　1 NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 1　　1　　　　　　　　　2 混合氣體中NO2和NO的體積比為3∶1。 (3)①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(yīng)； ②Fe和硝酸反應(yīng)后的溶液中有HNO3，也一定有Fe3＋，而Fe3＋也能和Cu反應(yīng)，使Cu片溶解，所以丁同學(xué)認(rèn)為丙同學(xué)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)①Fe在冷濃硝酸中發(fā)生鈍化?、?∶1 (3)①試管內(nèi)出現(xiàn)紅棕色氣體或銅片表面有氣泡生成 ②Fe和濃硝酸反應(yīng)后的溶液中有HNO3，也一定有Fe3＋，而Fe3＋也能和Cu反應(yīng)，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)