2020届一轮复习人教版实验方案的设计与评价作业 9页

实验方案的设计与评价 ‎1．下列实验方案正确的是(　　)‎ A．分别加入NaOH溶液并加热，鉴别地沟油(餐饮废弃油)和矿物油(汽油、煤油等)‎ B．为检验酸性溶液中的Cl－和SO，先加硝酸银溶液，滤去沉淀后加硝酸钡溶液 C．探究温度对化学反应速率的影响时，先将硫代硫酸钠与硫酸两种溶液混合后再用水浴加热 D．往含有FeBr2和FeI2的混合溶液中通入足量的氯气，然后把溶液蒸干、灼烧，得到FeCl3固体 解析：A　[本题考查化学实验方案的设计，意在考查考生的实验能力和评价能力。地沟油是油脂，地沟油与NaOH溶液共热时能彻底水解，水解生成物能溶于NaOH溶液；矿物油是液态烃，不能溶于NaOH溶液，A正确；为检验酸性溶液中的Cl－和SO，应先加入硝酸钡溶液，滤去沉淀后再加硝酸银溶液，B错误；探究温度对化学反应速率的影响时，应进行不同温度下的对照实验，C错误；往含有FeBr2和FeI2的混合溶液中通入足量的氯气，反应生成FeCl3、Br2和I2，把溶液蒸干、灼烧，溴挥发，碘升华，FeCl3水解生成Fe(OH)3和HCl，HCl挥发促进水解，最后灼烧Fe(OH)3得到Fe2O3，D错误。]‎ ‎2．用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的且合理的是(　　)‎ A．用图1所示装置探究反应物接触面积对反应速率的影响 B．用图2所示装置制取并收集少量的二氧化氮气体 C．用图3所示装置制取少量的氯气 D．用图4所示装置收集二氧化氮气体 解析：B　[本题考查化学实验的设计，意在考查考生对化学实验基本方法和技能的掌握情况。稀硫酸和CaCO3会反应生成微溶性的CaSO4‎ ‎，图1实验中不能使用稀硫酸；图3实验中阳极是Cu，电解时Cu被氧化，不能生成氯气；NO2与水反应生成NO，不能用排水法收集，应用向上排空气法收集。]‎ ‎3．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是(　　)‎ 选项 实验操作 现象 结论 A 将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液 有气体生成，溶液呈红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋‎ B 分别加热Na2CO3和NaHCO3固体 试管内壁都有水珠 两种物质均受热分解 C 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 铝不能熔化 金属铝的熔点较高 D 将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置 下层溶液显紫红色 氧化性：Fe3＋>I2‎ 解析：D　[A项，过量Fe和稀硝酸反应最终生成硝酸亚铁，加入KSCN溶液时，溶液不呈红色，错误；B项，碳酸钠受热不分解，可能是碳酸钠不干燥导致的，错误；C项，铝能熔化，错误；D项，该反应中氯化铁是氧化剂，碘是氧化产物，故氧化性：Fe3＋>I2，正确。]‎ ‎4．用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是(　　)‎ A．用图1所示装置，蒸干AlCl3饱和溶液制备AlCl3晶体 B．用图2所示装置，制备并收集少量NO2气体 C．用图3所示装置，分离CCl4萃取I2水中的I2后的有机层和水层 D．用图4所示装置，可以证明氧化性：Cl2>Br2>I2‎ 解析：C　[AlCl3溶液中存在水解平衡AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl，蒸干AlCl3溶液会使上述平衡不断右移，最终得到Al(OH)3而不是AlCl3，A项错误；NO2‎ 与水反应，不能用排水法收集，B项错误；用CCl4萃取I2水中的I2后，CCl4层在下层，水层在上层，可用分液漏斗分离，C项正确；通入的Cl2可先后与NaBr和KI反应，因此可以证明氧化性Cl2>Br2、Cl2>I2，但无法证明氧化性Br2>I2，故D项错误。]‎ ‎5．下列图示实验正确的是(　　)‎ 解析：D　[A项，过滤时，玻璃棒下端应靠在三层滤纸一侧，且漏斗下端尖口应紧贴烧杯内壁，错误；B项，试管口应略向下倾斜，错误；C项，气体通过洗气瓶时应“长管进，短管出”，错误；D项正确。]‎ ‎6．用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是(　　)‎ 选项 ‎①中物质 ‎②中物质 预测②中的现象 A.‎ 稀盐酸 碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液 立即产生气泡 B.‎ 浓硝酸 用砂纸打磨过的铝条 产生红棕色气体 C.‎ 氯化铝溶液 浓氢氧化钠溶液 产生大量白色沉淀 D.‎ 草酸溶液 高锰酸钾酸性溶液 溶液逐渐褪色 解析：D　[A.盐酸首先中和氢氧化钠，A错误；B.常温下铝在浓硝酸中钝化，得不到气体，B错误；C.氢氧化钠溶液开始是过量的，因此不可能产生白色沉淀氢氧化铝，C错误；D.草酸具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使其褪色，D正确。]‎ ‎7．某课外活动小组根据Mg与CO2的反应原理，探究Mg与NO2的反应及反应得到的固体产物。‎ Ⅰ.类比Mg与CO2反应的原理对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.该课外活动小组设计以下实验装置图探究Mg与NO2的反应及反应得到的固体产物。‎ 资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ‎(1)装置B中盛装的干燥剂可以是　________　(填字母)。‎ A．浓硫酸 B.CaCI‎2　‎C．碱石灰 ‎(2)装置E和G的作用分别是_____________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验开始时正确的操作步骤依次是　________　。‎ a．让装置A中反应进行一段时间 b．打开活塞K c．点燃酒精灯 d．当硬质玻璃管中充满红棕色气体后，关闭活塞K ‎(4)实验前镁粉的质量为‎12.00 g，对镁粉完全反应得到的同一固体残留物称量三次，所得数据分别是‎18.00 g、‎18.02g、‎17.98 g，以上数据能否用托盘天平称得？　______　(填“能”或“不能”)。若用水洗涤硬质玻璃管内残留固体时，产生有刺激性气味的气体，且该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。‎ ‎①该组同学认为硬质玻璃管中还发生了另一个反应，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎②请用化学方程式解释加水产生该气体的原因：_____________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：本题主要考查化学实验基础知识与实验操作等，意在考查考生的实验操作及实验分析能力。Ⅰ.类比Mg与CO2反应的原理可知，Mg与NO2反应的化学方程式为4Mg＋2NO2‎ 4MgO＋N2。Ⅱ.(1)根据资料信息和需要固体干燥剂知，只能选择B。(2)装置E的作用是通过排水法收集N2。因NO2有毒则需用装置G吸收尾气。(3)硬质玻璃管充满红棕色气体后再加热的目的是排除装置中其他气体的影响。(4)托盘天平只能精确到‎0.1 g。固体遇水产生有刺激性气味的气体，且该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则该气体为氨气。‎ 答案：Ⅰ.4Mg＋2NO24MgO＋N2‎ Ⅱ.(1)B ‎(2)收集N2　吸收NO2，避免污染环境 ‎(3)badc ‎(4)不能　①3Mg＋N2Mg3N2(或7Mg＋2NO24MgO＋Mg3N2)　②Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑‎ ‎8．某化学学习小组做电解CuCl2溶液的实验时，发现阴极碳棒上不仅有红色物质析出，还析出少量白色物质。为探究阴极产物的成分，同学们设计了如下流程：‎ ‎(1)对比实验(以碳棒为电极电解下列溶液)‎ 电解质溶液 阴极析出物质 实验1‎ CuSO4溶液 红色固体 实验2‎ CuSO4和NaC l混合溶液 红色固体和少量白色固体 ‎(2)提出假设 ‎①红色物质除了铜以外，还可能有_______________________________________；‎ ‎②白色物质为铜的化合物，其化学式可能为_______________________________。‎ ‎(3)实验验证 取一根电解CuCl2溶液后的阴极碳棒，洗涤、干燥。连接下列装置进行实验，验证阴极产物。‎ 从左至右装置的连接顺序为__________________________________________。‎ ‎(4)观察现象，得出结论 实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，F中物质不变色，D中出现白色沉淀。‎ ‎①根据实验现象写出装置B中发生反应的化学方程式：___________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②电解氯化铜时生成白色物质的电极反应式为____________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)问题讨论 取另一根电解氯化铜溶液的阴极碳棒插入稀硝酸中，红色物质和白色物质全部溶解。洗涤干燥后碳棒的质量减少了‎0.327 g，用排水法收集到气体44.8 mL(已折算成标准状况)。‎ ‎①写出白色物质溶解的离子方程式______________________________________。‎ ‎②用这根碳棒电解氯化铜溶液时，碳棒上通过电子的物质的量为　________　。‎ 解析：本题考查电解实验产物的探究，意在考查考生的实验设计能力。(2)①与铜有关的红色物质除了Cu就只有Cu2O了，而且化合价变化也符合题意；②白色物质肯定也是一种还原产物，而且跟Cl－有关，因此可以推测其为CuCl。(3)该实验的目的是用氢气还原Cu2O和CuCl，通过检测其反应产物H2O和HCl是否存在来确定有没有Cu2O和CuCl，因此装置中的H2O和HCl对检验都有影响，必须消除其干扰，这是该实验设计的核心所在。装置的连接顺序为AECBFD。(5)②可以根据电子守恒的原理直接计算出结果。铜离子在阴极得到的电子数与Cu和CuCl被硝酸氧化时失去的电子数以及硝酸得到的电子数都是相等的，所以可以直接根据NO气体的物质的量来计算转移电子的物质的量。‎ 答案：(2)①Cu2O　②CuCl ‎(3)AECBFD ‎(4)①2CuCl＋H22Cu＋2HCl ‎②Cu2＋＋e－＋Cl－===CuCl ‎(5)①3CuCl＋4H＋＋NO===3Cu2＋＋3Cl－＋NO↑＋2H2O ‎②0.006 mol ‎9．AgNO3的热稳定性实验：‎ 用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。‎ ‎(1)装置B的作用是___________________________________________________。‎ ‎(2)经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是______________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)[查阅资料]Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。‎ ‎[提出设想]试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；‎ ⅲ.Ag和Ag2O。‎ ‎[实验验证]该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验。‎ 实验编号 操作 现象 a 加入足量氨水，振荡 黑色固体不溶解 b 加入足量稀硝酸，振荡 黑色固体溶解，并有气体产生 ‎[实验评价]根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是　________　(填实验编号)。‎ ‎[实验结论]根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有　________　。‎ 解析：(1)由题意知装置B的作用是作安全瓶，防止倒吸。‎ ‎(2)验证无色气体是O2的方法是用带火星的木条，伸入集气瓶中，若木条复燃，证明无色气体为O2。‎ ‎(3)实验a说明黑色固体中不含有Ag2O，实验b中的现象说明固体是Ag或Ag和Ag2O的混合物，不能确定其成分；由上述实验结果得出AgNO3固体热分解的产物为Ag、NO2、O2。‎ 答案：(1)防倒吸 ‎(2)用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为O2‎ ‎(3)b　Ag、NO2、O2‎ ‎10．醋酸亚铬水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O是一种氧气吸收剂，为红棕色晶体，易被氧化，微溶于乙醇，不溶于水和乙醚(易挥发的有机溶剂)。其制备装置及步骤如下：‎ ‎①检查装置气密性后，往三颈烧瓶中依次加入过量锌粒、适量CrCl3溶液。‎ ‎②关闭K2打开K1，旋开分液漏斗的旋塞并控制好滴速。‎ ‎③待三颈烧瓶内的溶液由深绿色(Cr3＋)变为亮蓝色(Cr2＋)时，把溶液转移到装置乙中，当出现大量红棕色晶体时，关闭分液漏斗的旋塞。‎ ‎④将装置乙中混合物快速过滤、洗涤和干燥，称量得到‎2.76 g [Cr(CH3COO)2]2·2H2O。‎ ‎(1)装置甲中连通管a的作用是____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)三颈烧瓶中的Zn除了与盐酸生成H2外，发生的另一个反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实现步骤③中溶液自动转移至装置乙中的实验操作为_____________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)装置丙中导管口水封的目的是________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)洗涤产品时，为了去除可溶性杂质和水分，下列试剂的正确使用顺序是　________　(填标号)。‎ a．乙醚 b．去氧冷的蒸馏水 c．无水乙醇 ‎(6)若实验所取用的CrCl3溶液中含溶质‎3.17 g，则[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(相对分子质量为376)的产率是　________　。‎ ‎(7)一定条件下，[Cr(CH3COO)2]2·2H2O受热得到CO和CO2的混合气体，请设计实验检验这两种气体的存在__________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)分析题给装置知装置甲中连通管a的作用是使分液漏斗液面上方与三颈烧瓶内气压相等，保证分液漏斗中的液体顺利流下。‎ ‎(2)根据题给信息知三颈烧瓶中的Zn可与CrCl3反应生成氯化锌和CrCl2，离子方程式为2Cr3＋＋Zn===2Cr2＋＋Z。‎ ‎(3)关闭K1，打开K2，三颈烧瓶中锌与盐酸反应生成的氢气不能排出使得三颈烧瓶中液面上方压强增大，将三颈烧瓶中的溶液压入装置乙中。‎ ‎(4)根据题给信息知醋酸亚铬水合物易被氧化，故装置丙中导管口水封的目的是防止空气进入装置乙氧化二价铬。‎ ‎(5)根据题给信息知醋酸亚铬水合物微溶于乙醇，不溶于水和乙醚(易挥发的有机溶剂)。洗涤产品时，先用去氧冷的蒸馏水洗去可溶性杂质，再用无水乙醇去除水分，最后用乙醚去除无水乙醇，试剂的使用顺序是b、c、a。‎ ‎(6)CrCl3的质量为‎3.17 g，物质的量为0.02 mol，根据铬原子守恒知理论上生成 ‎[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的物质的量为0.01 mol，质量为‎3.76 g，而实际产量为‎2.76 g，则[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的产率是×100%≈73.4%。‎ ‎(7)检验CO2常用的试剂是澄清石灰水，检验CO常用灼热的CuO，据此设计实验检验二者的存在。‎ 答案：(1)保证分液漏斗中的液体顺利流下 ‎(2)2Cr3＋＋Zn===2Cr2＋＋Zn2＋‎ ‎(3)关闭K1，打开K2‎ ‎(4)防止空气进入装置乙氧化二价铬 ‎(5)b、c、a ‎(6)73.4%‎ ‎(7)混合气体通入澄清石灰水，变浑浊，说明混合气体中含有CO2；混合气体通过灼热的氧化铜，固体颜色由黑色变红色，说明混合气体中含有CO