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高考化学实验设计与评价专题演练2016

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2016-05-25

13.某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:

方案Ⅰ:铜铝混合物――→足量溶液A充分反应测定生成气体的体积

方案Ⅱ:铜铝混合物――→足量溶液B充分反应测定剩余固体的质量

下列有关判断中不正确的是(  )

A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液

B.若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小

C.溶液A和B均可选用稀硝酸

D.实验室中方案Ⅱ更便于实施

解析:利用铜与铝的性质差异,可选择非氧化性酸、强碱或冷的氧化性酸,让其中一种金属参加反应,可达到目的。对于B项,铝可钝化,生成少量氧化铝,测铝的质量偏大,故铜的质量分数偏小。

答案:C

14.水蒸气中常含有部分(H2O)2,要确定(H2O)2的存在,可采用的方法是(  )

A.1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应,测产生氢气的体积

B.1 L水蒸气通过稀硫酸后,测稀硫酸增重的质量

C.该水蒸气冷凝后,测水的pH

D.该水蒸气冷凝后,测氢氧原子比

解析:因为水蒸气中含有(H2O)2,1 L水蒸气中水的物质的量增加,故A正确。

答案:A

15. 现有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、NH+4、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO2-3、SO2-4,现取三份100 mL溶液进行如下实验:

①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;

②第二份加入足量NaOH溶液加热后,在标准状况下收集到气体0.896 L气体;

③第三份加入足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27 g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33 g。根据上述实验,回答下列问题:

(1)原溶液中一定存在的离子有______________,一定不存在的离子有____________,可能存在的离子有________________________________________________________。

(2)写出实验③发生反应的离子方程式____________________________________。

(3)请你设计实验,确认可能存在离子的情况____________________________________。

解析:根据①可知原溶液中至少含有Cl-、CO2-3、SO2-4的一种;根据②可知原溶液中含有0.896 L/22.4 L•mol-1=0.04 mol NH+4;根据③可计算出含有0.02 mol CO2-3,0.01 mol SO2-4,故原溶液中不存在Mg2+、Ba2+,可能存在Cl-;根据电荷守恒,阴离子的电荷至少为0.06 mol,而NH+4的电荷为0.04 mol,故原溶液中含有K+。Cl-的检验要排除CO2-3和SO2-4的干扰。

答案:(1)CO2-3、SO2-4、NH+4、K+ Mg2+、Ba2+ Cl- (2)Ba2++CO2-3===BaCO3↓,Ba2++SO2-4===BaSO4↓,BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O (3)取一定量的原溶液置于试管中,向其中加入足量的稀HNO3和Ba(NO3)2溶液,静置,向上层清液中加入AgNO3溶液,如有白色沉淀生成则有Cl-,如无白色沉淀生成则无Cl-

16.课题式课堂教学是研究性学习的一种方式,其基本教学模式为:

提出课题―→确定研究方案―→解决问题―→总结和评价

如图甲是关于“一氧化碳的化学性质”的课题式课堂教学中解决问题阶段,甲同学设计的证明CO具有还原性的实验装置。

(1)实验时应先点燃________处(填“A”或“B”)的酒精灯。

(2)硬质试管中反应的化学方程式为________________。

(3)乙同学认为甲装置有待优化,如尾气可先储存在瓶内,然后再处理。如下图乙是他设计的贮气瓶,尾气应从________(填“a”或“b”)口通入(其他装置略)。

(4)丙同学质疑:CO能否使澄清石灰水变浑浊?因此,他设计在CO通入CuO之前,应先通入澄清石灰水,以比较排除CO与澄清石灰水反应,试对此作出评价。你认为丙的设计是否有必要________,理由是________________________。

(5)如果开始时通入的是CO和CO2的混合气体,则应如何设计才能达到实验目的?________________________________________________________________________。

思路点拨:综合考虑CO和CO2的性质,根据所给仪器来设计,既要防止CO的污染还要考虑混合物的除杂问题。

解析:(1)CO为可燃性有毒气体,由于先通CO排空气,故应先点燃B处的酒精灯。

(2)CO能还原CuO生成CO2。

(3)贮气瓶应从a口进气,水从b口排出。

(4)由于整个设计过程中CO开始通过了澄清石灰水,故没必要排除CO的干扰。

(5)应先除去CO2再进入装置。

答案:(1)B (2)CuO+CO=====△Cu+CO2

(3)a (4)不必要 在酒精灯A点燃前,CO已通过了澄清石灰水 (5)先通过碱石灰除去CO2后再通入装置

规律方法:对实验方案的合理与否,严密与否作出评判要从“合理选择,排除干扰,操作准确”等方面入手。

①“合理选择”是指仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择又包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂与顺序)、反应装置、尾气处理装置等;药品的选择包括药品的种类、浓度、状态等;连接方式指仪器的先后顺序,导管接口的连接等。

②“排除干扰”是指反应条件的控制、防止空气成分介入、副反应尽量避免、杂质的清除以及防止物质的挥发性、溶解性、颜色等对实验的干扰。

③“操作准确”则要求熟悉主要仪器的性能、用途和典型的实验操作规则。

17. 乙二酸(HOOC—COOH)俗称草酸。某研究小组为探究乙二酸的部分化学性质,进行了下述实验:

(1)向盛有少量乙二酸的饱和溶液的试管内滴入用稀硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,观察到的现象为溶液紫红色退去,说明乙二酸具有________(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”)。

(2)向图甲的A试管中加入一定量的乙二醇、浓硫酸和乙二酸,用酒精灯小火均匀加热该试管3~5 min,在B试管中有油状液体产生,若反应中生成了六元环状化合物,该反应的化学方程式为_________________________________________________________

________________________________________________________________________,

其中B试管中的导管不伸入液面下的原因是_____________________________

________________________________________________________________________,

饱和碳酸钠溶液的作用是_______________________________________________。

(3)已知:草酸在约157℃时升华,在175℃时受热分解可生成H2O、CO2和CO;草酸钙是难溶于水的白色固体。该研究小组设计了一套验证草酸受热分解并检验产物中有CO2的实验装置,如图乙所示。请回答:

①从环境保护的角度看,应增加尾气处理装置,你如何进行尾气处理________________________________________________________________________。

②依据题给数据,请分析根据D试管中澄清石灰水变浑浊的现象,能否确定草酸分解产物中有CO2________(填“能确定”或“不能确定”),理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析:本题是关于乙二酸的结构、性质的综合题。综合了化学实验、有机化学、元素化合物性质等板块知识。

(1)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,还原性物质能使酸性高锰酸钾溶液退色,所以乙二酸使酸性高锰酸钾溶液退色应是表现了还原性。

(2)乙酸可以与醇发生酯化反应,乙二酸也可以与醇发生酯化反应,乙二酸与乙二醇的酯化反应可由乙酸与乙醇的酯化反应迁移过来,包括实验装置的特点、饱和碳酸钠溶液的作用等都可以迁移过来。

(3)草酸分解的产物中有H2O、CO2、CO,由此可知,尾气处理要除去CO,可以采用一个点燃的酒精灯。由题意可知草酸钙是白色沉淀,若草酸受热挥发进入澄清石灰水中,草酸能与氢氧化钙反应生成草酸钙,也会产生浑浊,因此,D试管中石灰水变浑浊不能确定草酸分解产物中有CO2。

答案:(1)还原性

(2)

防止加热不均匀而使碳酸钠溶液倒吸入加热的A试管中 除去酯中混有的乙二酸和乙二醇,同时减小酯在水中的溶解度,便于分层析出

(3)①在装置的尾端放一个点燃的酒精灯(其他合理答案均可)

②不能确定 草酸升华后可能有部分草酸进入D试管,与澄清石灰水反应生成草酸钙沉淀,从而对CO2的检验造成干扰

18.有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离时可产生下列离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)

阳离子 Na+、Ba2+、NH+4

阴离子 CH3COO-、Cl-、OH-、SO2-4

已知:①A、C溶液的pH均大于7,A、B两溶液中水的电离程度相同;

②C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀,B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体,A溶液和D溶液混合时无明显现象。

(1)A是__________,B是__________,C是________,D是________;

(2)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:____________。

解析:由A、C两溶液的pH>7,结合离子共存可推知,A、C为Ba(OH)2、CH3COONa中的一种,又由A、B溶液中水的电离程度相同,知A、B水解程度相近,即水解形成的弱酸或弱碱的电离程度相近,进而推知A、B为CH3COONa、NH4Cl中的一种,再结合C溶液和D溶液相遇时只产生白色沉淀,B溶液和C溶液相遇时只产生刺激性气味的气体,A溶液和D溶液混合时无明显现象,推出A为CH3COONa,B为NH4Cl,C为Ba(OH)2,D为Na2SO4。当B、C混合时,发生反应NH+4+OH-===NH3↑+H2O,故等体积等物质的量浓度的NH4Cl与Ba(OH)2混合时,各离子浓度由大到小的顺序为:c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)。

答案:(1)CH3COONa NH4Cl Ba(OH)2 Na2SO4 (2)c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)

19.实验室需要制备纯净的氯化钾。现有含少量KBr和K2SO4的氯化钾样品,按照如图所示的实验方案进行提纯。

请回答下列问题:

(1)操作Ⅰ的名称为__________,操作Ⅱ所需要的玻璃仪器有______________。

(2)若用硝酸钡来代替氯化钡,是否可行?请说明理由

________________________________________________________________________。

(3)某同学对该实验方案提出质疑,他认为加适量氯化钡溶液不容易控制,应该加入过量氯化钡溶液,请你按照他的思路,用上述实验流程图表示出他后面的实验过程,要注明所用试剂和所得产物的化学式以及相应操作的名称。

溶液――→过量BaCl2过滤

解析:本题制备纯净的氯化钾,事实上是物质的分离、提纯,在设计实验流程时,应注意不能引入不易除去的杂质离子,在(2)中不能用Ba(NO3)2替代BaCl2。

(3)中设计的关键在于除去过量的Ba2+、其他杂质离子。

答案:(1)过滤 玻璃棒、酒精灯

(2)否,会引入KNO3杂质

精品小编为大家提供的高考化学实验设计与评价专题演练,大家仔细阅读了吗?最后祝同学们学习进步。

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