2020届一轮复习人教版原理实验设计与评价作业(1) 12页

原理实验设计与评价 一、选择题（每题有1~2个选项符合题意）‎ ‎1．室温下进行的下列实验，不能达到预期目的是(　　)‎ 序号 实验内容 实验目的 A 测定相同浓度的NaClO溶液、CH3COONa溶液的pH 比较HClO和CH3COOH的酸性强弱 B 向Mg(OH)2浊液中滴加少量0.1 mol／L FeCl3溶液 比较Mg(OH)2和Fe(OH)3的溶解度 C 将两个完全相同且充满NO2的密闭烧瓶，分别浸泡于热水、冰水中 探究温度对化学平衡状态的影响 D 向同体积同浓度的H2O2溶液中，分别加入1 mL同浓度的CuSO4、FeCl3溶液 比较Cu2+、Fe3+对H2O2分解速率的影响 ‎2．下列相关实验不能达到预期目的的是(　　) ‎ 相关实验 预期目的 A 相同温度下，等质量的大理石块、大理石粉末分别与等体积、等浓度的盐酸反应 探究接触面积对化学反应速率的影响 B 把装有颜色相同的NO2和N2O4混合气的两支试管(密封)分别浸入冷水和热水中 探究温度对化学平衡的影响 C 在蔗糖中加入稀硫酸，水浴加热，再加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热 探究蔗糖水解产物具有还原性 D 两支试管中装有等体积、等浓度H2O2溶液，向其中一支试管中加入CuSO4溶液 探究CuSO4溶液对H2O2分解速率的影响 ‎3．中学化学中很多“规律”都有其适用范围，下列根据有关“规律”推出的结论正确的是(　　)‎ 选项 规律 结论 A 较强酸可以制取较弱酸 次氯酸溶液无法制取盐酸 B 反应物浓度越大，反应速率越快 常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完 C 结构和组成相似的物质，沸点随相对分子质量增大而升高 NH3沸点低于PH3‎ D 溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化 ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀 ‎4．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)‎ 选项 实验操作 现象 ‎ 解释或结论 A 过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋‎ B AgI沉淀中滴入稀KCl溶液 有白色沉淀出现 AgCl比AgI更难溶 C Al箔加入稀HNO3中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 D 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上 试纸变蓝色 浓氨水呈碱性 ‎5．下列实验方案不能达到预期目的的是(　　)‎ 选项 实验方案 预期目的 A 将含有HCl的CO2气体通过饱和NaHCO3溶液 除去CO2中的HCl B 向X溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液 检验X溶液中是否含有SO42-‎ C 向醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若红色加深 证明盐类的水解是吸热的 D 向含有少量苯酚的苯中加入NaOH溶液，振荡、静置、分液 除去苯中的苯酚 ‎6．依据下列实验现象，得出的结论正确的是(　　)‎ 操作 实验现象 结论 A 向NaBr溶液中加入氯水，再加入淀粉KI溶液 溶液变蓝 氧化性：Cl2>Br2>I2‎ B 将铝片放入盐酸中 产生气泡的速率开始时较慢，随后加快，后来又逐渐减慢 H+的浓度是影响反应速率的唯一因素 C 向蔗糖溶液中加入稀硫酸，水浴加热后，加入新制氢氧化铜，加热 得到蓝色溶液 蔗糖水解产物没有还原性 D 向漂白粉中滴入稀硫酸，将生成的气体通入品红溶液 品红溶液褪色 气体中含有Cl2‎ ‎7．下列化学实验事实及其解释都正确的是(　　)‎ A．向KMnO4溶液中滴加盐酸，KMnO4溶液的氧化能力增强。说明盐酸具有氧化性 B．向澄清的AlCl3稀溶液中加入NaOH浓溶液，振荡，溶液仍为澄清。说明该两种溶液混合是物理变化 C．向FeCl3溶液中加入过量Cu粉，振荡、静置，溶液由黄色变为绿色。说明Fe3＋具有氧化性 D．向CaCl2溶液中滴入少量Na2CO3溶液，产生白色沉淀。说明CaCO3难溶于水 ‎8．有X、Y、Z三种物质。常温下分别用Y或Z与X混合时，反应速率几乎相同的是(　　)‎ 选项 X Y Z A ‎2mL 5%H2O2 溶液 ‎1mL 1 mol·L-1CuSO4溶液 ‎1mL 1 mol·L-1FeCl3溶液 B ‎1mL 1 mol·L-1 NaHCO3溶液 ‎ ‎1 mL 1 mol·L-1 HCl溶液 ‎1mL 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液 ‎ C 钠块 ‎10 mL 乙醇 ‎10 mL 水 D 经过酸洗除锈的铁钉 ‎5mL 海水 ‎5 mL 蒸馏水 ‎9．下列实验原理、装置、试剂选用、结论正确的是(　　)‎ 图 1 图 2 图 3 图 4‎ A．用图1实验装置制取氨气 B．用图2实验验证酸性：CH3COOH > H2CO3 > C6H5OH C．用图3组成锌—铜原电池 D．用图4验证溴乙烷发生消去反应生成烯烃 ‎ ‎10．下图所示的实验，能达到实验目的的是(　　)‎ ‎11．根据下列图示的实验操作，不能够实现实验目的的是(　　)‎ A．目的：浓度对化学反应速率的影响 B．目的：温度对化学平衡的影响 ‎ 均为1 mL硫酸 ‎ ‎2 mL Na2S2O3溶液 1 mL Na2S2O3溶液 ‎ 1 mL水 试剂：2 mol/L 硫酸 ‎0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液 试剂：烧瓶中各充入等质量的NO2‎ C．目的：探究醋酸、碳酸、苯酚溶液的酸性强弱 D．目的：鉴别碳酸钠和碳酸氢钠 ‎ 醋酸 CO2‎ NaHCO3溶液 苯酚钠溶液 试剂： 1 mol/L NaHCO3溶液 ‎ 1 mol/L 苯酚钠溶液 均为澄清石灰水 ‎ Na2CO3溶液 NaHCO3溶液 试剂：0.1mol/L Na2CO3溶液 ‎ 0.1 mol/L NaHCO3溶液 二、填空题 ‎1．某同学设计了如下图所示装置（部分夹持装置已略去）进行实验研究。‎ ‎ ‎ 请回答：‎ ‎（1）用上述装置探究影响化学反应速率的因素。‎ ‎① 圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是 。‎ ‎② 用上述装置进行实验，以生成9.0 mL气体为计时终点，结果为t1＞t2。‎ 序号 V(H2SO4)/mL c(H2SO4)/mol·L－1‎ t/s Ⅰ ‎40‎ ‎1‎ t1‎ Ⅱ ‎40‎ ‎4‎ t2‎ 比较实验Ⅰ和Ⅱ可以得出的实验结论是 。‎ 实验过程中，对量气管的操作是 。‎ ‎③ 若将锌片换成含杂质的粗锌片，且控制其他条件使其与上述实验完全一致，所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据。粗锌片中所含杂质可能是（填序号） 。‎ ‎ a．石墨 b．银 c．铜 d．沙粒（二氧化硅）‎ ‎ （2）用上述装置验证生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀。‎ ‎ ① 圆底烧瓶中的试剂可选用（填序号） 。‎ ‎ a．NaOH溶液 b．C2H5OH c．NaCl溶液 d．稀硫酸 ‎ ‎ ② 能证明生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀的现象是 。2．过氧化氢对环境友好，性质多样，有很重要的研究和应用价值。‎ ‎（1）实验室利用反应2H2O2 2H2O+O2↑可制备氧气。‎ ‎①取等物质的量浓度等体积H2O2溶液分别进行下列实验，研究外界条件对该反应速率的影响，实验报告如下表所示。 ‎ 序号 条件 现象 结论 温度/℃‎ 催化剂 ‎1‎ ‎40‎ FeCl3溶液 ‎2‎ ‎20‎ FeCl3溶液 ‎3‎ ‎20‎ MnO2‎ ‎4‎ ‎20‎ 无 实验1、2研究的是 对H2O2分解速率的影响。‎ 实验2、3的目的是____ ‎ ‎ __。‎ 实验中可以表明该反应速率差异的现象是 。‎ ‎②实验室用MnO2做该反应的催化剂，使用如下图所示装置的A部分制备O2，避免反应过于剧烈的操作是 。‎ ‎ ‎ ‎（2）Na2O2与水反应也可生成O2。某同学取4 g Na2O2样品与过量水反应，待反应完全终止时，得100 mL溶液X和448 mL O2（已折算为标准状况）。该同学推测样品中含有杂质或反应中生成H2O2，并进行实验研究。‎ ‎①取少量X于试管中，滴加FeCl2溶液，立即生成红褐色沉淀。则反应的离子方程式是 。‎ ‎②通过如上图所示整套实验装置测定Na2O2样品的纯度，假设所含杂质不参加反应。取25 mL X，滴入烧瓶内使其与过量KMnO4酸性溶液反应，最终生成56 mL O2（已折算为标准状况），则此样品中Na2O2的质量分数是 。‎ ‎3．I．某校化学实验小组探究浓度对化学反应速率的影响，并测定(NH4)2S2O8和KI反应的化学反应速率。进行如下实验探究：‎ ‎【实验原理】‎ ‎(NH4)2S2O8和KI反应的离子方程式为：‎ S2O82－ + 2I－ 2SO42－ + I2 （1）‎ 平均反应速率的计算式为。‎ 实验时，向KI、Na2S2O3和淀粉指示剂混合溶液中加入(NH4)2S2O8溶液，不断搅拌。‎ 在反应（1）进行的同时，发生反应： （2）‎ 反应(1)生成的I2立即与S2O32－反应，生成无色的S4O62－和I－。S2O32－耗尽时，反应（1）继续生成的I2才与淀粉作用呈现蓝色。从加入(NH4)2S2O8溶液到出现蓝色的时间为Δt。‎ ‎【实验内容】‎ ‎（1）实验小组设计的实验记录表和数据记录如下，请将表中字母表示的空格填上。‎ 实 验 编 号 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ ‎0.20 mol·L-1 (NH4)2S2O8溶液 ‎20.0‎ ‎10.0‎ ‎ b ‎ ‎20.0‎ ‎20.0‎ 试剂 用量 ‎(mL)‎ ‎0.20 mol·L-1 KI溶液 ‎20.0‎ ‎20.0‎ ‎20.0‎ ‎10.0‎ ‎5.0‎ ‎0.010 mol·L-1 Na2S2O3溶液 ‎ a ‎ ‎8.0‎ ‎8.0‎ ‎8.0‎ ‎8.0‎ ‎0.2% 淀粉溶液 ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎0.20 mol·L-1KNO3溶液 ‎0‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎10.0‎ ‎ c ‎ ‎0.20 mol·L-1(NH4)2SO4溶液 ‎0‎ ‎10.0‎ ‎15.0‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎20 ℃时，反应时间Δt（s）‎ ‎32‎ ‎67‎ ‎130‎ ‎66‎ ‎135‎ 为了使溶液的离子强度和总体积保持不变，减少的(NH4)2S2O8溶液或KI溶液的用量，分别用(NH4)2SO4溶液或KNO3溶液补足；溶液混合后体积不变 ‎（2）为了使反应充分进行，减少数据误差，实验过程中应该不断进行的操作是 。‎ ‎（3）第①组实验的v(S2O82－)= mol· (L·s)-1。‎ ‎（4）根据上表数据分析，可以得到的结论有（写出一条即可） 。‎ II．实验小组查资料得知，向含有Na2CO3的Na2S溶液中通入SO2，可以制备上述实验所需的Na2S2O3。‎ ‎ 反应如下：；；‎ ‎ 该小组根据上述原理设计如图所示装置制备。‎ ‎ (1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置①、②中盛放的试剂依次是① ；② 。‎ ‎ (2)实验过程中，随着气体的通入，装置①中有大量黄色固体析出，继续通入气体，可以观察到的现象 ‎ 是 。‎ ‎ (3)反应结束后，从制得的稀溶液中得到•5H2O晶体的主要操作包括： 。‎ ‎4．‎ 用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是： 　　甲方案： 　　①称取一定质量的HA配制0.1mol·L-1的溶液100mL； 　　②用pH试纸测出该溶液的pH值，即可证明HA是弱电解质。 　　乙方案： 　　①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH=1的两种酸溶液各100mL； 　　②分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL； 　　③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。‎ ‎(1)在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是__________________。 　　(2)甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH__________________1(选填>、<、＝)。 　　　 乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是__________________(多选扣分)。 　　(a)装HCl溶液的试管中放出H2的速率快； 　　(b)装HA溶液的试管中放出H2的速率快； 　　(c)两个试管中产生气体速率一样快。 　　(3)请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处__________________、__________________。 　　(4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取)，作简明扼要表述。 5．某小组根据工业生产原理设计如下转化关系，以获取烧碱和金属钛(Ti)。‎ Na /Ar ‎550℃‎ Ⅰ 饱和食盐水 燃料电池 O2‎ Ⅱ TiCl4‎ Ti TiO2‎ CO Cl2‎ 焦炭 Ⅲ H2‎ 甲醇 烧碱 ‎（1） 燃料电池中通入氧气的电极是 （填“正”或“负”）极，电极反应式是 ；用该电池电解饱和食盐水，若消耗32 g甲醇，理论上Ⅰ中可生成NaOH ________mol。‎ ‎（2）如图所示，理论上加入Ⅱ中的TiO2和焦炭的物质的量之比是 ；由TiCl4得到金属Ti的化学方程式是 。‎ ‎（3）根据Ⅲ中合成甲醇的反应，该小组保持温度不变，在两个相同的恒容密闭容器中进行实验，有关实验数据如下：‎ 实验编号 T/℃‎ 平衡时压强P/MPa 起始用量/mol 平衡时CO的转化率 放出热量/kJ n(H2)‎ n(CO)‎ Ⅰ ‎250‎ ‎2‎ ‎20‎ ‎10‎ ‎90%‎ a Ⅱ ‎250‎ P1‎ ‎40‎ ‎20‎ c b ‎① P1 4MPa（填“＞”、“＜”或“＝”）；‎ ‎② 实验Ⅰ条件下合成甲醇的热化学方程式是 。‎ ‎6．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：‎ ‎【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 ==K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O ‎【实验内容及记录】‎ 实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min ‎0.6 mol/L H2C2O4溶液 H2O ‎0.2 mol/L KMnO4溶液 ‎3 mol/L 稀硫酸 ‎1‎ ‎3.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎2.0‎ ‎4.0‎ ‎2‎ ‎3.0‎ ‎3.0‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎5.2‎ ‎3‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎6.4‎ ‎ 请回答：‎ ‎（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是 ‎ ‎ 。‎ ‎（2）利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为：‎ υ(KMnO4) = 。‎ ‎（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同 学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图2所示。‎ 该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。‎ 图1‎ 图2‎ ‎①该小组同学提出的假设是 。‎ ‎②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。‎ 实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min ‎0.6 mol/L H2C2O4溶液 H2O ‎0.2 mol/L KMnO4溶液 ‎3 mol/L 稀硫酸 ‎4‎ ‎3.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎2.0‎ t ‎③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是 ‎ ‎ 。‎ ‎【答案与解析】‎ 一、选择题 ‎1. D ‎【解析】本题考察了实验的相关知识点。‎ A．根据盐类水解的“越弱越水解”规律，能够从实验达到实验目的，A对；‎ B．根据沉淀溶解平衡的知识，如果Mg(OH)2浊液中滴加FeCl3溶液，看是否出现红棕色沉淀，便可判断两者的溶解度，B对；‎ C．根据反应2NO2N2O4，热水和冰水中两烧瓶中气体颜色深度不一便可达到实验目 的，C对；‎ D．无法排除硫酸根和氯离子对H2O2分解速率的影响，D错。‎ ‎2．C ‎【解析】C项，蔗糖中加入稀H2SO4，水浴加热后应加入NaOH中和过量的稀H2SO4，再加新制的Cu(OH)2悬浊液。‎ ‎3．D ‎【解析】A．HClO光照分解生成HCl，则弱酸可以制取强酸，但一般为较强酸可以制取较弱酸，故A错误；‎ B．常温下，铝遇浓硝酸发生钝化，则常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，稀硝酸中铝片先溶解完，但一般为反应物浓度越大，反应速率越快，故B错误；‎ C．氨气中含氢键，沸点高于PH3，对不含氢键的，且结构和组成相似的物质，沸点随相对分子质量增大而升高，故C错误；‎ D．ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液，发生沉淀的转化，溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化，从而生成CuS更难溶的沉淀，故D正确。 ‎ ‎4．D ‎【解析】过量Fe粉被稀HNO3氧化为Fe2＋，加入KSCN溶液不显红色，A错误；在相同条件下，AgI比AgCl更难溶，B错误；Al箔表面不能被稀HNO3氧化形成致密的氧化膜，C错误；红色石蕊试纸遇碱变蓝，D正确。‎ ‎5.B ‎【解析】B项，有银离子的干扰。‎ ‎6．D ‎【解析】A． 氯水过量时会对实验有干扰，不能证明氧化性：Br2>I2；B．该反应为放热，温度也会影响反应速率； C．加入新制氢氧化铜前应加氢氧化钠中和稀硫酸；D．漂白粉中的氯化钙和次氯酸钙在酸性条件下反应生成氯气。‎ ‎7．CD ‎【解析】向KMnO4溶液中滴加盐酸后其氧化能力增强的原因是溶液呈酸性；AlCl3与足量的NaOH溶液反应生成NaAlO2，属于化学变化；向FeCl3溶液中加入过量Cu粉生成绿色的FeCl2和CuCl2的混合溶液。‎ ‎8．B ‎9．C ‎10．B ‎11．D 二、填空题 ‎1．（1）①（2分）Zn+2H+ = Zn2++H2↑‎ ‎②（2分）在其它条件一定时，化学反应速率随反应物浓度的增大而增大 ‎（2分）调整量气管，使其左右管中水面始终持平 ‎③（2分）abc ‎（2）①（2分）ac ‎ ‎②（2分）量气管左管的水面上升，右管的水面下降 ‎ ‎2．（1）①（2分）温度 ‎ （2分）比较FeCl3溶液和MnO2作为催化剂对H2O2分解反应速率影响的差异 ‎ （2分）产生气泡的快慢 ‎ ②（2分）旋转分液漏斗的活塞，控制滴加H2O2溶液的速率 ‎ （2）①（3分）2Fe2++4OH-+H2O2=2Fe(OH)3↓‎ ‎ ②（3分）97.5％‎ ‎【解析】（1）实验1、2只有温度不同，所以研究的是温度对反应速率的影响； 实验2、3温度是相同的，而催化剂不同，所以研究的是不同催化剂对反应速率的影响。反应速率快，产生的气体多，气泡就多而快，反应速率慢，产生的气体少，气泡就少而慢。‎ ‎（2）↑ ‎ ‎5H2O2+2KMnO4+3H2SO4===2MnSO4+K2SO4+5O2↑+8H2O 过氧化钠质量为（+）=3.9g 过氧化钠的质量分数为：‎ ‎3．Ⅰ（1）a 8.0；b 5.0；c 15.0‎ ‎（2）搅拌 ‎（3）‎ ‎（4）反应物浓度增大反应速率加快；反应速率变化和反应物起始浓度变化存在比例关系；反应物浓度对反应速率的影响和化学计量数无关（只答浓度对化学反应速率有影响给1分）。‎ Ⅱ（1）①NaCO3溶液和Na2S溶液 ②NaOH溶液 ‎（2）沉淀逐渐消失 ‎（3）加热浓缩，冷却结晶，过滤 ‎【解析】为了使溶液的离子强度和总体积保持不变，减少的(NH4)2S2O8溶液或KI溶液的用量，分别用(NH4)2SO4溶液或KNO3溶液补足；溶液混合后总体积为50mL，所以a、b、c分别为8.0、5.0、15.0。‎ 从整个反应看，是的2倍， ‎ ‎,=.‎ 根据上表得出，由①②得出反应时间与的起始浓度成比例关系，由①④得出反应时间与KI的起始浓度成比例关系，由此得出，反应速率与物质浓度成反比，而与化学方程式中的系数无关。‎ 反应主体为向含有NaCO3的Na2S溶液中通入SO2，圆底烧瓶中药品能制得SO2气体，那①容器中的药品为NaCO3溶液和Na2S溶液，②容器中药品应为碱性溶液，除去剩余的SO2。‎ 实验刚开始有硫生成，但随着反应的进行，把硫消耗了，所以沉淀又消失了。‎ ‎4．(1)100mL容量瓶　　 　　(2)>　　(b) 　　(3)配制pH＝1的HA溶液难以实现，不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同　 　　(4)配制NaA溶液，测其pH值>7即证明HA是弱电解质。‎ ‎【解析】设计实验判断HA是弱电解质有多种方法，应根据已学知识分析甲、乙两同学的方案是否完善，可从影响化学反应速率的条件、c(H′)(pH值)、Zn片表面积以及配制溶液等角度进行评价。 5．（1）正 O2 + 4e－ + 2H2O = 4OH－ 6‎ ‎（2）1﹕2 4Na + TiCl4 4NaCl + Ti ‎（3）①<‎ ‎② CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) D△H = kJ·mol-1‎ ‎6．（1）其他条件相同时，增大KMnO4浓度（或反应物浓度），反应速率增大 ‎（2）1.5 × 10-2 mol / (L·min) ‎ ‎（3） ①生成物中的MnSO4为该反应的催化剂（或Mn2+对该反应有催化作用） ‎ ‎②MnSO4‎ ‎③与实验1比较，溶液褪色所需时间短。 或：所用时间（t）小于4min（或其他合理答案）‎