2020版高考化学一轮复习 第十章 化学实验基础 第4节 化学实验方案的设计与评价课时跟踪练 9页

第4节 化学实验方案的设计与评价 课时跟踪练 一、选择题 ‎1．下列相关家庭实验设计能达到预期目的的是(　　)‎ 选项 相关实验 预期目的 A 在少量食用碱中滴加食醋 探究食用碱是碳酸钠还是碳酸氢钠 B 在食用盐中滴加少量淀粉液 探究食用盐是否为加碘盐 C 用激光笔照射淀粉液 探究淀粉液是胶体还是溶液 D 将鸡蛋白溶于水后，滴加AgNO3溶液 验证蛋白质中含有氯元素 解析：碳酸钠、碳酸氢钠均能与乙酸反应生成二氧化碳，A不能达到预期目的；食用盐中加入的是化合态的碘，不能用淀粉检验，B不能达到预期目的；蛋白质不是电解质，不能电离出氯离子，D不能达到预期目的。‎ 答案：C ‎2．化学实验中常将某些溶液或试剂进行酸化或碱化。下列处理中正确的是(　　)‎ A．检验KClO3中的氯元素，可加入AgNO3和稀硝酸 B．为提高KMnO4溶液的氧化能力，用浓盐酸将KMnO4溶液酸化 C．检验蔗糖在稀硫酸中水解产生的葡萄糖，应先用NaOH溶液碱化后才能进一步检验 D．检验溶液中是否含有SO时，先加氯化钡溶液后，再加稀盐酸酸化 答案：C ‎3．下列各项中操作或现象能达到预期实验目的的是(　　)‎ 选项 实验目的 操作或现象 A 检验炭与浓硫酸反应后的气体产物 将产生的气体依次通过无水CuSO4、澄清石灰水和品红溶液 B 证明蛋白质在某些无机盐溶液作用下发生变性 向鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸钠溶液，有沉淀析出；再把沉淀加入蒸馏水中 C 检验溴乙烷中的溴元素 将少量溴乙烷与NaOH溶液混合共热，充分反应并冷却后，向溶液中加稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液 9‎ D 证明溶液中存在平衡：Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3‎ 将1 mL KSCN溶液与1 mL同浓度FeCl3溶液充分混合；再继续加入KSCN溶液，溶液颜色加深 解析：A项，应依次通过①CuSO4，②品红，③KMnO4(H＋)，④品红，⑤澄清石灰水；B项，使蛋白质变性，应加重金属盐；D项，应改变KSCN溶液的浓度。‎ 答案：C ‎4．(2017·江苏卷)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是(　　)‎ 选项 实验操作和现象 实验结论 A 向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀 苯酚浓度小 B 向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解 部分Na2SO3‎ 被氧化 C 向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4，加热；再加入银氨溶液，未出现银镜 蔗糖未水解 D 向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液，溶液呈蓝色 溶液中含Br2‎ 解析：该实验中苯酚不能过量，否则生成的三溴苯酚会溶于苯酚中，没有生成白色沉淀可能是因为苯酚的浓度太大，A项错误；Na2SO3溶液与BaCl2溶液反应生成BaSO3白色沉淀，该沉淀可以溶于盐酸，若沉淀部分溶解，说明有BaSO4存在，即部分SO已被氧化成SO，B项正确；银镜反应需要在碱性条件下进行，操作中未出现银镜，不能说明蔗糖未水解，C项错误；该黄色溶液中还可能含有Fe3＋，Fe3＋可将I－氧化成I2，I2遇淀粉变蓝，故原溶液中不一定含有Br2，D项错误。‎ 答案：B ‎5．关于下图中各装置的叙述不正确的是(　　)‎ A．装置①能验证AgCl沉淀可转化为溶解度更小的Ag2S沉淀 B．装置②中若X为四氯化碳，可用于吸收氨气，并防止发生倒吸 C．装置③的实验可推断硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱 9‎ D．装置④可检验溴乙烷发生消去反应得到的气体中含有乙烯 解析：A项，硝酸银与氯化钠反应中硝酸银过量，再加入硫化钠，硫化钠与过量的硝酸银反应会产生硫化银沉淀，故不能说明是氯化银转变为硫化银沉淀，不正确。‎ 答案：A ‎6．下述实验设计能够达到目的的是(　　)‎ 选项 实验目的 实验设计 A 证明盐酸酸性比醋酸强 用同一电路测等体积的盐酸、醋酸溶液的导电性 B 证明H2CO3酸性比H2SiO3强 将CO2通入Na2SiO3溶液中 C 证明钠的金属活动性比铜强 向CuCl2溶液中投入金属钠 D 证明溶液中含有I－‎ 向溶液中加入淀粉 解析：通过导电性比较盐酸和醋酸的酸性强弱，必须使用相同浓度的盐酸和醋酸溶液，A错误；金属钠投入CuCl2溶液中，钠与水反应生成NaOH，NaOH与Cu2＋反应生成Cu(OH)2，金属钠不能从CuCl2溶液中置换出铜，不能比较金属活动性的强弱，C错误；淀粉只能检验出碘单质，D错误。‎ 答案：B ‎7．某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋，他们使用的药品和装置如图所示：‎ 下列说法不合理的是(　　)‎ A．能表明I－的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色 B．装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气 C．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀 D．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入KMnO4溶液，紫红色褪去 解析：B中蓝色溶液褪色，说明SO2的还原性大于I－，A正确；NaOH溶液吸收SO2尾气，防止污染空气，B正确；若A中发生了氧化还原反应，SO2被氧化生成硫酸，FeCl3被还原成FeCl2，检验硫酸根加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀，C正确；欲用KMnO4溶液检验FeCl2，但SO2也能与KMnO4溶液反应，使紫红色褪去，D错误。‎ 答案：D ‎8．按如图装置进行实验，下列说法不正确的是(　　)‎ 9‎ A．利用图1装置，可以研究Ca(OH)2的溶解度随温度的变化 B．利用图2装置，可以利用乙醇制备乙烯 C．利用图3装置，可以利用生石灰和NH4Cl固体制NH3‎ D．利用图4装置，可以测定浓硝酸与铜反应生成的NO2气体体积 解析：Mg与盐酸反应是放热反应，如果Ca(OH)2有析出，说明氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，故A正确；实验室制备乙烯，用乙醇浓硫酸加热到‎170 ℃‎，温度计的水银球插入到液体中，但不能接触烧瓶内壁，故B正确；生石灰和氯化铵都是固体，加热时试管口略向下倾斜，氨气的密度小于空气，因此用向下排空气法收集，防止形成对流，试管口用棉花，故C正确；NO2与水发生反应，故D错误。‎ 答案：D ‎9．下列实验所对应的现象和结论均正确，且两者均有因果关系的是(　　)‎ 选项 实验 现象 结论 A 常温下，将光亮铁钉投入足量浓硝酸中，充分反应后滴加KSCN溶液 有大量红棕色气体产生，溶液变为血红色 铁还原浓硝酸生成NO2，铁被氧化为Fe3＋‎ B 将氨气缓缓通入到少量AlCl3溶液中 先出现沉淀，后沉淀溶解 Al(OH)3是两性氢氧化物，可溶解在碱溶液中 C 向乙酸钠溶液中滴入酚酞，微热 溶液先出现红色，后红色变深 CH3COO－水解使溶液显碱性，水解反应是吸热反应 D 将装满氯水的圆底烧瓶倒置在盛有水的水槽中，日光照射 烧瓶内有气泡生成 日光照射时，溶解在水中的Cl2逸出 解析：常温下铁在浓硝酸中钝化，没有大量红棕色气体产生，故A错误；Al(OH)3‎ 9‎ 不溶于弱碱氨水，故B错误；CH3COO－水解使溶液显碱性，水解反应是吸热反应，则向乙酸钠溶液中滴入酚酞微热，溶液先出现红色，后红色变深，故C正确；氯水的次氯酸见光分解产生氧气逸出，故D错误。‎ 答案：C 二、非选择题 ‎10．MnO2是中学化学中常见的一种试剂，可作氧化剂和催化剂。某兴趣小组通过实验对MnO2的性质进行了一系列的研究。‎ ‎(1)欲探究MnO2的催化效果，需要用30%的H2O2溶液(密度近似为‎1 g·cm－3)配制浓度为3%的H2O2溶液(密度近似为‎1 g·cm－3)100 mL。简述其配制方法：‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(2)该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性，可行的是________。‎ A．把MnO2固体加入到FeSO4溶液中，再加入KSCN溶液，观察溶液是否变血红 B．把MnO2固体加入到FeCl3溶液中，再加入KSCN溶液，观察溶液是否变血红 C．把MnO2固体加入到Na2SO3溶液中，再加入BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成 D．把MnO2固体加入到稀盐酸中，观察是否有黄绿色气体生成 ‎(3)该小组为研究在不同酸碱性的溶液中MnO2的氧化能力，他们控制KI溶液的浓度和MnO2固体的质量相同，恒定实验温度在298 K，设计如下对比实验：‎ 实验 酸或碱 现象 A ‎1滴0.2 mol·L－1 NaOH溶液 不变色 B ‎1滴水 缓慢变浅棕褐色 C ‎1滴0.1 mol·L－1硫酸 迅速变棕褐色 从上述对比实验中，可以得出的结论是_____________________‎ ‎______________________________________________________。‎ 写出在酸性条件下，MnO2氧化I－的离子方程式_____________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)利用二氧化锰的氧化性，让其与浓盐酸反应制取氯气，下列仪器可作为该反应的反应容器的是________(填序号)。‎ 解析：(1)需30%的H2O2溶液100 mL×3%÷30%＝10 mL，质量为‎10 g，需水‎90 g，即90 mL。‎ 9‎ ‎(2)B项MnO2固体不可能将FeCl3氧化，加入KSCN溶液也无实际意义；C项无论Na2SO3是否被氧化，都能生成白色沉淀；D项MnO2不能将稀盐酸氧化。‎ ‎(3)根据信息，棕褐色应该是I2溶液的颜色，因而MnO2将I－氧化为单质，本身被还原为Mn2＋，据此可写出相应的离子方程式。‎ ‎(4)C为容量瓶，不能加热；B为烧杯，无法将制得的氯气导入集气瓶。‎ 答案：(1)用量筒量取10.0 mL 30%的H2O2溶液放入烧杯中，再加入90 mL水，搅拌均匀　(2)A　(3)酸性越强，MnO2氧化性越强　MnO2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O　(4)AD ‎11．(2016·全国卷Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：‎ ‎(1)氨气的制备。‎ ‎①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为___________________________________________________。‎ ‎②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。‎ ‎(2)氨气与二氧化氮的反应。‎ 将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。‎ 操作步骤 实验现象 解释原因 9‎ 打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中 ‎①Y管中 ‎__________________‎ ‎②反应的化学方程式________________‎ 将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 打开K2‎ ‎③________________‎ ‎④________________‎ 解析：(1)①图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。②欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。‎ ‎(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N‎2”‎，结合实验条件可知反应为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，NO2为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。‎ 答案：(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O 或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O　②dcfei ‎(2)①红棕色气体慢慢变浅 ‎②8NH3＋6NO27N2＋12H2O ‎ ‎③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ‎④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压 ‎12．二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体，其熔点为－‎59 ℃‎，沸点为‎11.0 ℃‎，易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H‎2C2O4)在‎60 ℃‎时反应制得。某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO2。‎ 9‎ ‎　　　 图1　　　　　　　图2‎ ‎(1)A装置必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、________。‎ ‎(2)B装置必须放在冰水浴中，其原因是_____________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知：NaClO2饱和溶液在温度低于‎38 ℃‎时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于‎38 ℃‎时析出的晶体是NaClO2，高于‎60 ℃‎时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，NaClO2的溶解度曲线如图2，获得NaClO2晶体的操作步骤为：‎ ‎①减压，‎55 ℃‎蒸发结晶；②趁热过滤；③_________________；④在‎55 ℃‎干燥，得到成品。‎ ‎(4)ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液，为测定所得溶液中ClO2的浓度，进行了下列实验：‎ 步骤1：准确量取ClO2溶液10.00 mL，稀释成100.00 mL试样，量取V1 mL试样加入到锥形瓶中；‎ 步骤2：用稀硫酸调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；‎ 步骤3：加入指示剂，用c mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗Na2S2O3溶液的平均值为V2 mL(已知 2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI )。‎ ‎①配制100 mL　c mol·L－1Na2S2O3标准溶液时，用的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎②若步骤2所得溶液放置时间太长，则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)‎ ‎③原ClO2溶液的浓度为 ________ g·L－1(用含字母的代数式表示)。‎ 解析：(1)氯酸钾和草酸反应生成碳酸钾、二氧化碳、二氧化氯和水，反应方程式为2KClO3＋H‎2C2O4K2CO3＋CO2↑＋2ClO2↑＋H2O，制取温度是‎60 ℃‎，A需要温度控制，需要温度计。‎ ‎(2)二氧化氯的熔点较低，为收集二氧化氯，应在较低温度下进行，所以应该采用冰水浴。(3)从溶液中获得溶质，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO2·3H2O，应趁热过滤，NaClO2饱和溶液在温度低于‎38℃‎时析出晶体是NaClO2·3H2O，高于‎38 ℃‎时析出晶体是NaClO2，所以用38～‎60 ℃‎热水洗涤，在‎55 ℃‎干燥，得到成品；‎ ‎(4)①配制100 mL溶液用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管、烧杯、100‎ 9‎ ‎ mL容量瓶、量筒(可用可不用)，故还需要的玻璃仪器有：100 mL容量瓶、胶头滴管；‎ ‎②ClO2很不稳定，步骤2所得溶液放置时间太长，ClO2分解相当于与碘反应，导致测定结果偏高；‎ ‎③二氧化氯具有氧化性，在酸性环境下，能将碘离子氧化，反应的原理方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O，设原ClO2溶液的浓度为x，‎ ‎2ClO2 ～5I2 ～10Na2S2O3‎ ‎2 mol　　　　　　10 mol 　1×10－3cV2mol x＝mol·L－1＝g/L。‎ 答案：(1)温度计　(2)使ClO2充分冷凝，减少挥发 ‎(3)用38～‎60 ℃‎热水洗涤 ‎(4)①100 mL容量瓶、胶头滴管　②偏高　③ 9‎