2012届高考化学二轮专题复习定时精练(十六)综合实验方案的设计与评价

第页专题定时精练(十六)[专题十六综合实验方案的设计与评价](时间：40分钟)1．已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到金属铜，用图16－1中的装置可以实现该反应。图16－1回答下列问题：(1)如果A中加入的物质是纯净物，则其可能为__________________________。发生反应的化学方程式是_________________________________________；(2)B中加入的物质是____________，其作用是____________________；(3)实验时在C中观察到的现象是_______________________________________；(4)实验时在D中观察到的现象是______________________________________________________________；(5)E中收集到的气体经测定在标况下的密度为1.25g/L，则该气体是________，2．乙二酸通常以二水合物的形式存在，俗称草酸晶体。已知草酸晶体在101℃时熔化并开始升华，157℃时大量升华，继续升温会分解生成CO、CO2(1)下列关于乙二酸的叙述正确的是________________________(填序号)。①能和乙二醇发生酯化反应②能使酸性高锰酸钾溶液褪色③其溶液能使蓝色石蕊试纸变红④能和碳酸氢钠溶液反应生成气体欲验证上述性质，除用到胶头滴管、试管和玻璃导管外，还必需要使用的玻璃仪器有________。(2)乙二酸的工业生产方法之一是以乙二醇为原料，在一定条件下用空气氧化得到。写出该反应的化学方程式__________________________________。(3)欲检验草酸晶体受热分解的产物中是否有CO2，甲、乙两位同学分别设计了装置Ⅰ、装置Ⅱ(见图16－2)来完成实验(部分夹持装置已略去)。图16－2(Ⅰ)简述检验装置Ⅰ气密性的操作方法________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(Ⅱ)B和E两个装置中更合理的是______，理由为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(Ⅲ)请从A～F中选择合适的仪器，组装一套可更好达到实验目的的装置，按照气流由左到右的顺序依次为(用字母表示)：__________。3．某化学学习小组对铝与酸和碱的反应进行探究，过程如下。实验Ⅰ：(1)取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、pH相同的盐酸、稀硫酸反应，随反应进行，盐酸中生成气体的速率明显比硫酸中生成气体的速率快，对此原因，你认为合理的猜测是下列的________(填写相应的字母)；a．盐酸的物质的量浓度大于硫酸的物质的量浓度b．Cl－能促进此反应的进行c．SOeq\o\al(2－,4)能抑制此反应的进行d．硫酸使铝发生钝化(2)为了探究反应速率不同的原因，请你根据所提供的药品，填写实验方案中的空白部分。药品：氯化钠固体、硫酸钠固体、硫酸铜固体、氯化铜固体、6mol/L盐酸、3mol/L硫酸、18.4mol/L硫酸、5mol/L硝酸。方案：取两支试管，分别加入形状、大小均相同的铝丝和等体积的__________(填写相应的试剂，下同)，再向其中的一支试管中加入适量的____________固体并振荡使固体溶解，观察实验现象。实验探究：略。实验Ⅱ：取足量的形状、质量均相同的铝丝分别与等体积的6mol/L的盐酸、6mol/L氢氧化钠溶液反应，待反应停止后取出剩余的铝丝洗净、干燥、称量，剩余铝丝的质量关系是前者________后者(填“大于”或“小于”或“等于”)；观察反应后的液体，发现铝与盐酸反应后所得的液体是黑色浑浊的，试管底部有少量黑色沉淀，对此现象，同学们进行了如下探究：(1)提出猜想同学们查找资料后获得如下信息：工业上用电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的，所以得到的氧化铝中可能还含有微量的氧化铁和二氧化硅两种杂质，据此，同学们提出如下猜想：猜想1：此黑色固体是铁单质，可能是电解得到的铝与杂质反应生成的，相应的化学反应方程式为____________________________________；猜想2：此黑色固体是硅单质，是电解得到的铝与二氧化硅反应生成的；猜想3：此黑色固体是铝单质，是铝与盐酸反应时因反应过快而变成粉末分散到溶液中；猜想4：此黑色固体可能是上述若干种单质组成的混合物。(2)设计实验方案并完成相关实验：将反应后所得的液体进行过滤、洗涤，分别取少量固体置于两支试管中，完成下列实验：①向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸，观察固体是否溶解。实验时发现固体完全溶解，证明猜想________一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”)；②向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液，观察固体是否溶解。实验时发现固体完全溶解，证明猜想________一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”)。良好(Ⅱ)EB中的导管过长，过细，冷凝后的乙二酸晶体可能会堵塞导管而存在安全隐患；E中采用U形管，与冰水的接触面积更大，更有利于乙二酸蒸气的冷凝，防止了乙二酸蒸气干扰CO2的检验(Ⅲ)A、E、F3．实验Ⅰ：(1)bc(2)3mol/L硫酸氯化钠(或6mol/L盐酸、硫酸钠)实验Ⅱ：大于(1)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3(2)①2②1(3)32Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑【解析】实验Ⅰ：(1)两实验现象的差异原因应从反应物组成的不同点去寻找，此题中其他条件均相同，不同的是盐酸中含有Cl－而硫酸中含有SOeq\o\al(2－,4)，所以从这个方面思考即可得答案；(2)根据控制变量法和对比实验法，在控制其他条件相同时，只让两实验中有一个变量不同。如：都用稀硫酸，但其中一份加入Cl－而另一份不加Cl－，即可得出结论(类似方法亦可)。实验Ⅱ：由化学方程式可知，等物质的量的HCl与NaOH相比，NaOH消耗的铝更多，所以留下的铝就少，故“前者大于后者”；(1)根据信息和有关物质的性质，可以看出黑色固体可能是铝、铁、硅三种单质中的一种或几种，从而提出猜想。猜想1中铁的生成是由于电解法时生成的铝能与氧化铁发生铝热反应，由此可写出相应的化学反应方程式；猜想2的化学反应方程式根据题意就可直接写出；(2)①在盐酸中固体完全溶解，证明一定不含硅，所以猜想2一定不正确；②在氢氧化钠溶液中固体完全溶解，证明一定不含铁，所以猜想1一定不正确；(3)综合(1)(2)中相应的结论，可知此固体只含有铝，故猜想3正确，猜想4不正确，固体是铝，铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。【命题说明】本题取自于课堂实验和学生实验中观察到的现象，是学生经常询问老师的问题，对此司空见惯的现象进行研究很有必要。实验Ⅰ主要考查学生在探究实验中分析和提出问题的能力，并学会用控制变量法和对比实验法设计简单的探究方案。实验Ⅱ考查了化学方程式的简单计算、获取和运用信息的能力、提出问题和解决问题的能力、书写化学方程式的能力、综合分析的能力等。本题以实验探究为主，新课程特征明显，但实质是实验方案的设计与评价。4．(一)(1)生成等物质的量的硝酸铜，消耗硝酸原料多产生污染物NO(2)坩埚蒸发浓缩冷却结晶(二)(1)NO2(2)先把导气管移出水面，然后熄灭酒精灯火焰(3)O2(三)(1)HNO3(或H＋和NOeq\o\al(－,3))(2)不能若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅，则说明产物中含＋2价铁元素；若KMnO4溶液不褪色或不变浅，则说明产物中不含＋2价铁元素另取少量溶液，滴加KSCN溶液【解析】(一)(1)由反应3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O与3CuO＋6HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋3H2O相比，生成等物质的量的Cu(NO3)2前者消耗HNO3多，而且生成的NO污染空气。(2)固体的灼烧应放在坩埚中进行；从溶液中得到硝酸铜晶体应先蒸发浓缩再冷却结晶，最后过滤。(二)(1)Cu(NO3)2晶体加热产生的红棕色气体为NO2。(2)当导管口不再有气泡冒出时，为了防止倒吸应先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯。(3)Cu(NO3)2分解生成NO2、CuO，根据电子得失守恒和质量守恒知，分解产物中还应该有O2。(三)(1)Cu(NO3)2溶液中加入稀硫酸，溶液中有H＋、NOeq\o\al(－,3)，相当于有HNO3，能氧化铁粉。(2)步骤1：Fe2＋在溶液中为浅绿色，Fe3＋在溶液中为棕黄色，而该溶液呈蓝绿色，因此不能确定产物中铁元素的价态；步骤2：酸性KMnO4溶液具有氧化性，能够氧化Fe2＋，因此若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅说明产物中含＋2价的铁元素，否则不含；步骤3：为检验溶液中是否含有＋3价的铁元素，现象为溶液变为红色，因此用的试剂是KSCN溶液。5．(1)①不相同Cu粉红热，并产生棕黄色烟2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3②SO2＋I2＋2H2O=4H＋＋2I－＋SOeq\o\al(2－,4)(2)AC(3)4Cl2＋S2Oeq\o\al(2－,3)＋5H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋有黄色沉淀和刺激性气味的气体产生【解析】(1)①SO2使品红溶液褪色是因为发生了化合反应，生成不稳定的无色物质，加热后又会分解生成品红，溶液又会变为红色；Cl2使品红褪色是因为发生了氧化反应，品红被氧化后加热不会再变为红色；氯气与铜粉反应，产生棕黄色烟。SO2有较强的还原性，能被氧气、碘水氧化，反应方程式见答案。(2)SO2与氯化钡溶液不起反应，加入氨水