第十章第2讲实验方案的设计与评价

1、PAGE PAGE 10第十章 第二讲 实验方案的设计与评价一、选择题1下列除去杂质的实验方法正确的是()A除去K2CO3固体中少量NaHCO3：置于坩埚中加热B除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2：加入稍过量双氧水后放置C除去乙烷中混有的少量乙烯：在一定条件下加入适量氢气充分反应D除去蛋白质溶液中混入的少量氯化钠：加入AgNO3溶液后过滤2选用下图所示仪器组合一套可用来测定过氧化钠与水反应生成氧气体积的装置，其合理的连接顺序是()A123457B123547C6457 D65473下表中实验操作能达到实验目的或得出正确结论的是()选项实验操作实验目的或结论ASO2通入溴水中，溶液褪色检验

2、SO2的漂白性B向2 mL淀粉溶液中加入稀硫酸，加热2 min，加入新制Cu(OH)2再加热，无明显现象淀粉在酸性条件下不水解C将已燃的火柴头浸于水中，片刻后取少量溶液，加AgNO3溶液、稀硝酸，出现白色沉淀检验火柴头中的氯元素D等体积、pH同为3的酸A和B分别与足量的Zn反应，酸A放出的氢气多酸性A比B强4做完铜与浓硝酸反应的实验后，同学们发现圆底烧瓶中溶液呈绿色，而不显示蓝色，甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高导致的，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体，同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确，这些方案中不可行的是()A加热该绿色溶液，观察颜色变化B加水稀释绿色溶液，观

3、察颜色变化C向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化D向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化5大胆、科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的是()A探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成B探究Na与水的反应可能有O2生成C探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质中可能有CuSD探究向滴有酚酞试液的NaOH溶液中通入Cl2，酚酞红色褪去的现象是溶液的酸碱性改变所致，还是HClO的漂白性所致6用铁制备较纯净的三氧化二铁，下列实验方案最好的是()A使铁在潮湿的空气中缓慢氧化B铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH溶液

4、，过滤、洗涤、然后充分加热分解C使铁溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解D使铁与足量稀硝酸反应，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解7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、等浓度的H2O2溶液，向其中一支试管中加入C

5、uSO4溶液探究CuSO4溶液对H2O2分解速率的影响8下列装置所示的实验不能达到目的的是()9某化学兴趣小组设计了下列四个实验装置，试图通过观察实验现象说明CO2与NaOH溶液发生了反应。其中无法达到实验目的的是()10根据下列实验装置及现象，可以得到相应结论的是()实验实验现象结论A图1左烧杯中铁表面有气泡，右烧杯中铜表面有气泡活动性：AlFeCuB图2左边棉球变为橙色，右边棉球变为蓝色氧化性：Cl2Br2I2C图3左边烧杯变浑浊，右边烧杯不变浑浊热稳定性：Na2CO3NaHCO3D图4锥形瓶中有气体产生，烧杯中液体变浑浊非金属性：ClCSi二、非选择题11(12分)某兴趣小组成员发现在超

6、市购买的“旺旺雪饼”袋内有一个小纸袋，上面写着“干燥剂，主要成分是生石灰，请勿食用”。该兴趣小组对干燥剂的有关问题进行相关探究：(1)问题1：为什么生石灰(CaO)可作干燥剂？(用化学方程式表示)_。(2)兴趣小组甲同学又对它作了一系列探究，获得较多收益，其有关实验方案如下：问题与猜想实验步骤实验现象实验结论问题2：小纸袋中的物质能否继续作干燥剂？取足量小纸袋中固体放入烧杯中，加入适量水，触摸杯壁不能继续作干燥剂问题3：甲猜想变质后的物质可能含有碳酸钙，该如何验证甲的猜想？该干燥剂样品中含有碳酸钙(3)问题4：样品中碳酸钙的含量如何？乙同学按如下流程进行实验：用盐酸溶解该干燥剂样品干燥所得气体

7、用NaOH溶液吸收气体根据NaOH溶液的增重计算该样品的含量，实验过程中所取该干燥剂样品的质量为10.0 g。实验装置如图所示：A为溶解该干燥剂样品的装置，若已准备了长颈漏斗、双孔橡胶塞、导气管，为完成溶解至少还需要的实验仪器是_。A中发生反应的化学方程式为_。将插入溶液C中管子的下端改成具有多孔的球泡(如图中的D)，有利于提高实验的准确度，其理由是_。当改进实验装置并进行正确操作后可以准确测定出干燥剂样品的含量(假设生成气体没有损失，并完全吸收)。若此时C装置在实验前后其质量增加了3.6 g，则该干燥剂样品的CaCO3百分含量为_。12(10分) MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2

8、的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：(1)第步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的_(写化学式)转化为可溶性物质。(2)第步反应的离子方程式是Mn2ClOeq oal(,3)_=MnO2Cl2_。(3)第步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、_、_、_，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还含有_(写化学式)。(4)若粗MnO2样品的质量为12.69 g，第步反应后，经过滤得到8.7 g MnO2，并收集到0.224 L CO2(标准状况下)，则在第步反应中至少需要_mol Na

9、ClO3 。13(14分)用下图装置可以完成一系列实验(图中夹持装置已略去)。请回答下列问题：.(1)仪器p的名称是_。若装置A选用浓硫酸和亚硫酸钠固体制取SO2气体(根据需要可以加热)，并通过装置B完成表中设计实验，请填写表中空白：B中棉花的位置所蘸试剂石蕊试液品红溶液淀粉和碘水混合液氢硫酸现象褪色浅黄色体现SO2的性质水溶液显酸性漂白性氧化性(2)写出处反应的离子方程式：_。.若用装置A选用浓硫酸和浓盐酸混合来制取HCl气体，装置B中的四处棉花依次做了如下处理：处包有某固体物质、蘸有KI溶液、蘸有紫色石蕊试液、蘸有浓NaOH溶液。回答下列问题：(1)p中盛装试剂的化学式为_。(2)反应开始

10、后，观察到处有棕黄色物质产生，写出处发生反应的离子方程式：_。处包有的某固体物质可能是_。aMnO2 bKMnO4cKCl dCu(3)在实验过程中，在处能观察到_。(4)反应较长时间后，处棕黄色褪去，生成无色的IOeq oal(,3)，反应的离子方程式：_。14(14分)某校化学研究性学习小组，在学习金属的冶炼以后，对一氧化碳还原金属氧化物的实验非常感兴趣，他们查阅有关资料后分析：(1)学生对相关装置进行分析和比较发现这些装置既有各自的优点，同时也发现各个装置中均存在一些不足，具体看下表：人教版、广东版、山东版上海科学技术出版社2011化学教学杂志现象明显、有环保意识现象明显、有环保意识且尾

11、气得以利用现象明显、有环保意识不足之处：反应结束滞留在装置中的一氧化碳无法处理；进入硬质试管中的气体所含杂质没有处理；经实验发现尾气点燃时有时燃烧有时不能燃烧，而且安全性差(2)根据高三拓展教材中一氧化碳还原氧化铁的实验要求，在上述实验的基础上学生设计了相对更为合理的实验，重点避免了上述三个不足。其中一氧化碳的制备是利用甲酸和浓硫酸共热到6080可发生脱水反应：HCOOHeq o(,sup7(浓硫酸),sdo5(6080)COH2O请根据以下各图进行选择形成一套相对较为合理的实验装置图(某些装置可重复使用)回答以下问题：合理实验装置的连接顺序是(写小写字母)_。在反应时强调先产生一氧化碳气体，

12、一会再点燃加热氧化铁的酒精灯，原因是()A因为一般反应从左到右进行B排除体系内的空气，使反应过程更安全C甲酸与浓硫酸反应可以产生大量的CO气体D此反应加热时间长有利于产生CO请说出你所选择的第一个石灰水洗气瓶的作用是_。在观察到硬质玻璃管中由_色完全变为_色时停止加热，然后继续_，原因是防止铁被氧化。硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是_。该实验的一个优点是把实验过程中的尾气利用排水法收集起来，收集的气体前后有几瓶，若分别先后编号，点燃各个瓶中的气体，中间编号的集气瓶中气体_，前后编号的集体瓶中气体_，原因是_。详解答案一、选择题1解析：NaHCO3受热分解生成Na2CO3，使原固体中混有Na2

13、CO3，A项错误；有机反应不能完全进行，C项错误；AgNO3NaCl=AgClNaNO3，溶液中会引入NaNO3、AgNO3杂质，且Ag使蛋白质变性，所以应采用渗析的方法提纯胶体，D项错误。答案：B2解析：测量生成的O2的体积，可以直接把水排入量筒中，不需要连接储氮气的气囊。答案：D3解析：A项证明SO2的还原性，结论错误；B项操作错误，应在加入新制Cu(OH)2前先加入碱中和催化剂H2SO4至溶液呈碱性，实验才能成功；D项结论错误，酸A放出的氢气多说明酸A是弱酸，存在电离平衡；C项出现白色沉淀说明溶液中含有Cl，从而证明火柴头中含有氯元素。答案：C4解析：加水稀释时，溶液中的溶质和所溶气体的

14、量没有改变，浓度均减小，故不能判断。答案：B5解析：因为H2O中O若变成O2，则氧元素价态升高，水是还原剂，但单质钠只能作还原剂。答案：B6解析：A项，最终生成铁锈(氧化铁水合物)；B项，Feeq o(,sup7(Cl2)FeCl3eq o(,sup7(NaOH)Fe(OH)3eq o(,sup7()Fe2O3，方案合理；C项，Feeq o(,sup7(H2SO4)FeSO4eq o(,sup7(NaOH)Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中加热时部分氧化为Fe(OH)3，分解产物中既有FeO，又有Fe2O3等；D项，Fe与HNO3反应产生大气污染物NO。答案：B7解析：C项，蔗糖中加入稀H

15、2SO4，水浴加热后应加入NaOH中和过量的稀H2SO4，再加新制的Cu(OH)2悬浊液并加热。答案：C8解析：A项使用长颈漏斗无法收集到气体；B项可通过U形管中红墨水液面的变化来说明试管内气体压强的变化，进而证明Na与H2O反应的热效应；C项在小试管内看到浑浊(有S生成)即可证明氧化性：KMnO4、Cl2、S依次减弱；D项操作因NH4Cl受热易分解成HCl与NH3，HCl与NH3在烧瓶上又会重新化合生成NH4Cl，从而达到分离SiO2与NH4Cl的目的。答案：A9解析：D项中a瓶中的导气管应长进短出。答案：D10解析：图1中左烧杯中铁表面产生气泡说明铁为正极、铝为负极、右烧杯中铜表面产生气泡

16、，说明铜为正极、铁为负极，因此三者的金属性为AlFeCu，故A正确；图2可能是过量的氯气将KI氧化，该项不能证明氧化性：Br2I2，B错误；图3中Na2CO3应放在大试管中，NaHCO3应放在小试管中，C错误；图4所用稀盐酸不是氯元素的最高价氧化物的水化物，故D错误。答案：A二、非选择题11解析：作干燥剂要能吸收其中的水蒸气，故反应为CaOH2O=Ca(OH)2；因为CaO溶于水会放出大量的热，根据结论不能再作干燥剂，所以现象为杯壁不发烫；如果是CaCO3，则可以加盐酸看是否有气泡产生即可。从所给的仪器看缺少盛放样品的容器，可选用锥形瓶等，A中的反应为CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O

17、，多孔的球泡有利于CO2的吸收，C装置增重是吸收了CO2，即CO2为0.0818 mol，相当于CaCO3为8.18 g，百分含量为81.8 %。答案：(1)CaOH2O=Ca(OH)2(2)问题2实验现象为：不发烫问题3实验步骤为：取该固体，滴加稀盐酸实验现象为：有气泡产生(3)锥形瓶或广口瓶CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O增大气体和溶液的接触面积，有利于二氧化碳的吸收81.8%12解析：本题主要考查工艺流程，意在考查考生结合流程分析元素化合物的转化关系以及化学实验的基本操作。(1)结合流程知，混合物中除MnO2外的物质均能溶于酸；(2)结合反应ClOeq oal(,3)转化成Cl

18、2，Cl元素化合价下降，故另一反应物为Mn2，被氧化成MnO2，结合氧化还原反应方程式的配平原则配平氧化剂和还原剂，再根据电荷守恒关系和质量守恒关系完成缺项配平；(3)由氧化还原反应规律知，Cl2与NaOH反应除生成NaClO3外，还有NaCl；(4)结合MnCO3H2SO4=MnSO4H2OCO2，n(MnCO3)n(CO2)0.01 mol，m(MnCO3)1.15 g，m(MnO)12.69 g1.15 g8.7 g2.84 g(即0.04 mol)，结合(2)知，至少加入n(ClOeq oal(,3)(0.01 mol0.04 mol)eq f(2,5)0.02 mol。答案：(1)MnO、MnCO3(2)524H2O518H(3)酒精灯蒸发皿玻璃棒NaCl(4)0.0213解析：.SO2使石蕊试液变红，使品红溶液褪色，将I2还原为I而使淀粉和碘水混合液褪色。.制取HCl应向浓盐酸中滴加浓硫酸，浓盐酸与KMnO4反应(不需加热)可产生Cl2，处生成棕黄色物质应是I2，Cl2使石蕊试液先变红后褪色，处NaOH溶液可吸收Cl2。过量的Cl2可与I2反应生成IOeq oal(,3)，而Cl2的还原产物一定是Cl。答案：.(1)分液漏斗B中棉花位置所蘸试剂现象变红褪色体现SO2的性质还原性(2)I2SO22H2O=4HSOeq oal(2