高考化学一轮复习 主题28 实验方案的设计与评价8含解析

1、主题28:实验方案的设计与评价李仕才b卷最新模拟·滚动训练1.东汉魏伯阳在周易参同契中对汞有如下描述:“太阳流珠,常欲去人得火则飞,不见埃尘,将欲制之,黄芽为根。”这里的“黄芽”是指()。a.金b.硫黄c.黄铜d.黄铁矿【解析】液态的金属汞受热易变成汞蒸气,汞属于重金属,能使蛋白质变性,属于有毒物质,但常温下能和硫反应生成硫化汞,从而防止其变成汞蒸气。故“黄芽”指呈淡黄色的硫黄。【答案】b2.设na表示阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是()。a.常温下,4.6 g no2和n2o4混合气体中所含原子总数为0.3nab.4.2 g乙烯和丙烯混合气体中含有的极性键数目为0.8nac

2、.常温下,1 l 0.5 mol·l-1 nh4cl溶液与2 l 0.25 mol·l-1 nh4cl溶液所含n的数目相同d.1 mol铁粉在1 mol氯气中充分燃烧,转移的电子数为3na【解析】46 g no2和n2o4混合气体中,由于no2和n2o4的实验式相同,只需求得实验式no2中的原子数即可,含有的原子总数为4.6g46g·mol-1×3na mol-1=0.3na,a项正确;乙烯和丙烯的实验式为ch2,则4.2 g乙烯和丙烯混合气体中含有的极性键数目为4.2g14g·mol-1×2na mol-1=0.6na,b项错误;1

3、 l 0.5 mol·l-1 nh4cl溶液与2 l 0.25 mol·l-1 nh4cl溶液中,铵根离子浓度越小,水解程度越大,所以后者溶液中铵根离子水解程度大,即同一温度下1 l 0.5 mol·l-1 nh4cl溶液所含n的物质的量更大,c项错误;1 mol铁粉在1 mol氯气中充分燃烧生成氯化铁,1 mol铁粉需要1.5 mol氯气,所以氯气不足,根据氯气计算转移的电子数,所以反应转移的电子数为1 mol×2×na mol-1=2na,d项错误。【答案】a3.科学家首次从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质吲哚乙酸,吲哚乙酸的结构如图所

4、示。下列有关吲哚乙酸的说法正确的是()。a.吲哚乙酸不能使酸性高锰酸钾溶液褪色b.吲哚乙酸可以发生取代反应、加成反应、氧化反应,不可以发生还原反应c.1 mol吲哚乙酸与足量氢气发生加成反应时,可以消耗5 mol h2d.吲哚乙酸苯环上的二氯代物共有六种【解析】含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,故a项错误;含有碳碳双键,可与氢气发生加成反应(还原反应),故b项错误;苯环、碳碳双键可与氢气发生加成反应,则1 mol吲哚乙酸与足量氢气发生加成反应时,可以消耗4 mol h2,故c项错误;苯环上有4个h原子可被取代:,可取代位置的组合有1,2;1,3;1,4;2,3;2,4;3,4,共6种结构

5、,故d项正确。【答案】d4.下表为元素周期表中短周期的一部分,其中y元素的原子序数等于m与n元素原子序数之和,下列说法错误的是()。mnxyza.最简单氢化物的稳定性:m>n>zb.最高价含氧酸的酸性:z>m>yc.单质的熔点:x>z>nd.简单离子的半径:z>n>x【解析】由以上分析可知x为al元素,m为c元素,y为si元素,n为o元素,z为s元素,非金属性o>s>c,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,a项错误;非金属性s>c>si,元素的非金属性越强,对应的最高价含氧酸的酸性越强,b项正确;al为金属,熔点在这三

6、者中最高,s常温下为固体,氧气为气体,则单质的熔点x>z>n,c项正确;一般来说,核外电子层数越多,离子半径越大,具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子的半径:z>n>x,d项正确。【答案】a5.一种钌(ru)配合物光敏太阳能电池工作原理及电池中发生的反应如图所示:下列说法正确的是()。a.电极x为电池的正极b.电池工作时,电能转化为光能c.电池工作时,电极y上发生还原反应d.电池的电解质溶液中i-和i3-的浓度不断减少【解析】电子由负极流向正极,则电极x为电池的负极,故a项错误;电池工作时,光能转化为电能,故b项错误;电池工作时,电极y为正极,

7、发生还原反应,故c项正确;电池工作时,电解质溶液中i-和i3-的浓度不变,故d项错误。【答案】c6.在给定的条件下,下列物质间的转化均能一步实现的是()。a.n2nh3nh4cl(aq)b.agno3ag(nh3)2oh(aq)agc.sio2sicl4sid.mgco3mgcl2(aq)mg【解析】工业上用氢气与氮气在高温、高压和催化剂的条件下反应合成氨,3h2+n22nh3,氨气通入氯化氢溶液中发生反应nh3+hclnh4cl,物质间的转化均能一步实现,a项正确;蔗糖为非还原性糖,与银氨溶液不反应,b项错误;二氧化硅是酸性氧化物,不能与氯化氢反应生成四氯化硅,c项错误;碳酸镁和盐酸反应生成

8、氯化镁、二氧化碳和水,电解氯化镁溶液生成氢氧化镁、氯气和氢气,工业用电解熔融氯化镁的方法制备镁,d项错误。【答案】a7.常温下,向20 ml的某稀h2so4溶液中滴入0.1 mol·l-1氨水,溶液中水电离出的氢离子浓度c(h+/h2o)随滴入氨水体积变化如图所示。下列分析正确的是()。a.稀硫酸的浓度为0.1 mol·l-1b.c点溶液的ph=14-ac.e溶液中存在:c(n)>c(so42-)>c(h+)>c(oh-)d.b到d、d到f所加氨水体积一定相等【解析】根据20 ml的稀h2so4溶液中,水电离出的氢离子浓度是10-13 mol·l

9、-1,结合水的离子积得到硫酸电离出的氢离子浓度是0.1 mol·l-1,稀硫酸的浓度为0.05 mol·l-1,a项错误;c点的溶液中由水电离出的氢离子浓度是10-a mol·l-1,此时的溶液显酸性,是铵根离子水解所致,溶液中的氢离子由水电离得到,则ph=a,b项错误;e溶液显酸性,溶质为硫酸铵和氨水的混合物,得到的溶液中铵根离子的水解程度较强,所以c(n)>c(so42-)>c(h+)>c(oh-),c项正确;b到d的过程中,水的电离程度增大,是硫酸铵生成阶段,铵根离子水解显酸性,促进水的电离,d到f的过程中,加入的氨水抑制水的电离,使水的电

10、离程度逐渐减小,两个阶段铵根离子的水解程度不一样,故所加氨水体积不相等,d项错误。【答案】c8.某同学设计如图所示实验装置,用过量浓硫酸与铜反应制取so2,并探究so2与na2o2反应的产物。.制取so2(1)写出烧瓶中生成so2的化学方程式:。 (2)写出实验现象:细铜丝表面:。 实验过程中,烧瓶内液体始终保持澄清,并。 (3)欲使反应停止,应进行的操作是。烧瓶中液体冷却后,可观察到的现象是。 .探究so2与na2o2反应后的固体产物(4)实验方案如下:取洗涤玻璃棉所得溶液于试管中,。 (5)把na2o2粉末散附在玻璃棉上的目的是。若na2o

11、2未完全反应,对实验结果的影响是(用必要的文字和化学方程式表示)。 .装置改进(6)老师指出该实验装置需做如下改进(只答出一种即可):。 【答案】(1)cu+2h2so4(浓)cuso4+so2+2h2o(2)有气泡产生,细铜丝溶解逐渐变为蓝色(3)先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离,再撤去酒精灯有白色沉淀生成,溶液变为无色(4)滴加足量bacl2溶液,产生白色沉淀;再滴加足量稀盐酸,若白色沉淀不溶解,则产物只有na2so4;若白色沉淀全部溶解,并产生刺激性气味气体,则产物只有na2so3;若白色沉淀部分溶解,并产生刺激性气味气体,则产物中有na2so3和na2so4(5)使

12、na2o2与so2充分接触不能确定so2与na2o2反应是否产生na2so4,na2so3+na2o2+h2ona2so4+2naoh(6)在烧杯和硬质玻璃管之间加安全瓶(其他合理答案也可)9.纳米级cu2o因其具有优良的催化性能而受到关注,下列为制取cu2o的两种方法:方法a:用炭粉在高温条件下还原cuo。方法b:电解法,反应原理为2cu+h2ocu2o+h2。(1)已知:2cu(s)+12o2(g)cu2o(s)h=-169 kj·mol-1c(s)+12o2(g)co(g)h=-110.5 kj·mol-1cu(s)+12o2(g)cuo(s)h=-157 kj

13、83;mol-1则方法a中反应的热化学方程式是。 (2)方法b是用肼燃料电池为电源,通过离子交换膜电解法控制电解液中oh-的浓度来制备纳米cu2o,装置如图所示: 上述装置中b电极应连(填“c”或“d”)电极。 该离子交换膜为(填“阴”或“阳”)离子交换膜,该电解池的阳极反应式为。 原电池中负极反应式为。 (3)在三个相同容积的恒容密闭容器中,用以上方法制得的两种cu2o分别进行催化分解水的实验:2h2o(g)2h2(g)+o2(g)h>0水蒸气的浓度随时间t的变化如下表所示:序号c/mol·l-1t/min温度/01020304050t

14、10.05000.04920.04860.04820.04800.0480t10.05000.04880.04840.04800.04800.0480t20.10000.09400.09000.09000.09000.0900催化剂的效率:实验(填“>”或“<”)实验。 实验的化学平衡常数k1、k2、k3的大小关系为。 【解析】(1)依据盖斯定律+-2×得:c(s)+2cuo(s)cu2o(s)+co(g)h=+34.5 kj·mol-1。(2)铜失电子发生氧化反应,为电解池的阳极,故b连接电源的正极,而燃料电池通氧气的一极为正极,故b连接d

15、。电解池工作时,oh-向阳极移动,则离子交换膜为阴离子交换膜;在电解池中,当阳极是活泼电极时,该电极本身发生失电子的还原反应,在碱性环境下,金属铜失去电子的电极反应式为2cu-2e-+2oh-cu2o+h2o。原电池的负极发生氧化反应,其电极反应式为 n2h4-4e-+4oh-n2+4h2o。(3)催化剂不会引起化学平衡状态的改变,会使反应速率加快,反应比反应达到平衡所用时间短,平衡状态相同,反应速率快,所以催化剂的效率<。该反应为吸热反应,实验温度越高,达到化学平衡时水蒸气的转化率越大,和相比,转化率高,所以t2>t1;平衡常数只受温度影响,且升高温度平衡正向移动,则实验的化学平

16、衡常数k1、k2、k3的大小关系为k1=k2<k3。【答案】(1)2cuo(s)+c(s)cu2o(s)+co(g)h=+34.5 kj·mol-1(2)d阴2cu-2e-+2oh-cu2o+h2on2h4-4e-+4oh-n2+4h2o(3)<k1=k2<k310.研究物质的合成或制备是有机化学、无机化学的重要任务之一。(1)某实验小组探究实验室制备无水氯化镁的方法,设计了图1所示装置。分液漏斗中的物质a是(填试剂名称)。 利用中学常见的仪器,将空白方框内实验装置补充完整。(可选择的试剂有:a.稀naoh溶液b.无水氯化钙c.稀硫酸d.浓硫酸)假设实验过

17、程中mgcl2·6h2o未水解,不用任何试剂,只用最简单的方法就可检验mgcl2·6h2o是否完全转化为mgcl2。写出该实验方法:。 (2)实验室制备并收集纯净的乙烯。有的同学通过乙醇制备乙烯,写出相关反应的化学方程式:;该实验除乙醇外,所需的试剂或用品(不包括仪器)有。 有的同学探究其他制备乙烯的方法,他设计了图2装置制备乙烯。实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体,且得到很少量的气体。请分析气体产率很低的主要原因:。为增大气体产率,在图2装置的基础上,提出一点改进措施:。 【解析】(1)加热氯化镁晶体失去结晶水得到无水氯化镁,由于氯化镁易

18、水解,应在hcl氛围中加热分解,a中液体为浓硫酸。浓硫酸与圆底烧瓶中浓盐酸混合,产生大量的热,hcl逸出,利用洗气瓶中的浓硫酸干燥hcl气体,利用氢氧化钠溶液吸收尾气中的hcl,防止污染空气,注意防止倒吸,还要防止氢氧化钠溶液中的水蒸气导致氯化镁水解,尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管(或盛放浓硫酸的洗气瓶)。实验过程中mgcl2·6h2o未水解,m g晶体的物质的量为m203 mol,完全分解得到氯化镁的质量为m203g·mol-1×95 g·mol-1=95m203 g,称量所得产物质量,若质量为95m203 g,则mgcl2