2020版高考化学一轮复习课时分层提升练三十三104化学实验方案设计与评价(含解析)新人教版

化学实验方案的设计与评论一、选择题1.(2019·长春模拟)以下实验设计能达成或实验结论合理的是( )A.证明一瓶红棕色气体是溴蒸气仍是二氧化氮,可用润湿的碘化钾-淀粉试纸查验,察看试纸颜色的变化B.铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加KSCN溶液,未出现红色,铝热剂中必定不含铁的氧化物C.查验硫酸根离子,加盐酸酸化的氯化钡,生成白色积淀,则有硫酸根离子D.用饱和碳酸氢钠溶液汲取二氧化碳中混有的少许SO2气体【分析】选D。A、因溴能氧化KI,二氧化氮与水反响生成的硝酸也能氧化KI,则证明红棕色气体是溴蒸气仍是二氧化氮,不可以用润湿的碘化钾-淀粉试纸查验,可采纳水,A错误;B、因Fe与盐酸反响生成亚铁离子,遇KSCN溶液不变色,则铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加KSCN溶液,未出现红色,铝热剂中可含铁的氧化物,B错误;C、白色积淀也可能是氯化银,C错误;D、用饱和碳酸氢钠溶液汲取二氧化碳中混有的少许SO2气体,D正确。2.(2019·洛阳模拟)以下有关实验原理、现象、结论等均正确的选项是()A.aB.bC.c

图示装置图示装置图示装置

,滴加乙醇试管中橙色溶液变成绿色,乙醇发生消去反响生成乙酸,右侧试管中产生气泡快速,说明氯化铁的催化成效比二氧化锰好,依据试管中采集到无色气体,考证铜与稀硝酸的反响产物是NOD.d图示装置,试管中先有白色积淀、后有黑色积淀,不可以考证Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)【分析】选D。A项,乙醇拥有复原性,能被重铬酸钾氧化为乙酸,不发生消去反响;B项,双氧水的浓度应同样,浓度影响反响速率,没法比较;C项,因为红棕色的二氧化氮可与水反响生成无色的

NO,故依据排水集气法采集的无色气体不可以证明铜与稀硝酸反响生成

NO;D项,因为硝酸银过度

,故积淀中既有氯化银又有硫化银

,不可以据此比较氯化银、硫化银溶度积的大小。【加固训练】(2019·济南模拟)以下所设计的判定方案或许结论正确的选项是( )A.查验KClO3中的氯元素时,将KClO3溶于水,加入硝酸酸化的硝酸银溶液查验B.向溶液中加入盐酸,有无色气体逸出,此气体能使澄清石灰水变污浊,则该溶液中可能不含有

C

和

HCC.向某溶液中加入少许

NaOH溶液,有白色积淀产生

,若加入过度的

NaOH溶液,积淀消逝

,则原溶液中可能含有AlD.向上图所示烧杯中滴入KSCN溶液,溶液不变红色,说明Fe在电极上失掉电子生成Fe2+而不3+是Fe-,故加入硝酸酸化的AgNO溶液,不会生成AgCl积淀,【分析】选B。选项A,KClO3中不含Cl3故不正确;选项B,加入盐酸后产生的无色气体可使澄清石灰水变污浊,可能是二氧化碳,也可能是二氧化硫。若为二氧化碳

,则原溶液中可能有

C

,也可能有

HC

,若为二氧化硫,则原溶液中可能有S,也可能有HS,应选项B正确;加少许氢氧化钠产生3+为负极,Fe被保护不被氧化,D项错误。

Zn二、非选择题3.四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。某校化学课外活动小组准备利用如图装置制备四氯化钛(部分夹持仪器已略去)。资料表示:室温下,四氯化钛为无色液体,熔点:-25℃,沸点:136.4℃。在空气中发烟生成二氧化钛固体。在650～850℃下,将氯气经过二氧化钛和炭粉的混淆物可获得四氯化钛和一种有毒气体。回答以下问题:(1)检查该装置气密性的方法是_______________________。实验中B装置的作用是_______________________。写出D装置中物质制备的化学方程式:__________________________;写出四氯化钛在空气中发烟的化学方程式:__________________________。(4)E处球形冷凝管的冷却水应从________(填“c”或“d”)口通入。(5)F装置中盛装的物质是________。该实验设计略出缺点,请指出其不足之处:_____________。【分析】(1)检查装置气密性的方法是整个装置要形成密闭系统,经过液柱的起落来判断装置的气密性;检查该装置气密性的方法是在B装置中加入蒸馏水至淹没玻璃导管a的下端,封闭活塞b,微热A装置中的烧瓶,若导管a中的液面上涨必定的高度,则气密性优秀(或在B装置中加入蒸馏水至淹没玻璃导管a的下端,F装置处连结导气管并将尾端放到水槽中,微热A装置中的烧瓶,水槽中导气管的尾端有气泡冒出,停止加热,倒吸一段水柱,则气密性优秀等合理即可)。氯气中含有氯化氢杂质气体,能够用饱和食盐水除掉氯化氢,同时,一旦气体发生拥塞,还能起到安全瓶的作用。(3)D装置中,氯气经过二氧化钛和炭粉的混淆物可获得四氯化钛和有毒气体一氧化碳;反响的化学方程式:TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO;依据信息可知,四氯化钛在空气中和水蒸气反响生成二氧化钛固体和氯化氢,看到发烟现象;化学方程式:TiCl+2HOTiO2+4HCl↑。42(4)为保证冷凝成效,采纳逆流原理,冷凝成效好;E处球形冷凝管的冷却水应从c口通入。(5)TiCl4与水易发生水解,反响节余的氯气不可以直接排放到空气中,污染环境;所以F装置中盛装的物质既能吸水,又能汲取氯气,所以该试剂为碱石灰。在制备TiCl4过程中,会产生有毒气体CO,不可以被碱石灰汲取,直接排放到空气中,污染空气。答案:(1)在B装置中加入蒸馏水至淹没玻璃导管a的下端,封闭活塞b,微热A装置中的烧瓶,若导管a中的液面上涨必定的高度,则气密性优秀(或在B装置中加入蒸馏水至淹没玻璃导管a的下端,F装置处连结导气管并将尾端放到水槽中,微热A装置中的烧瓶,水槽中导气管的尾端有气泡冒出,停止加热,倒吸一段水柱,则气密性优秀等合理即可)(2)洗去Cl2中的HCl气体;用作安全瓶(或用作均衡气压的安全装置,或用作防拥塞的安全装置)(3)TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2COTiCl4+2H2OTiO2+4HCl↑(4)c(5)碱石灰(6)没有对CO进行尾气办理4.(新题展望)我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献,他以饱和食盐水、NH3、CO2为原料先制得NaHCO3,从而生产出纯碱。回答以下问题:某研究活动小组依据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计方案实验。一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置以下图(图中夹持、固定用的仪器未画出)。装置甲顶用稀盐酸与CaCO3反响制备CO2,发现CaCO3与试管内的稀盐酸不可以接触,在加稀盐酸时,发现试剂瓶中的稀盐酸已用完,为使反响能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是________。A.硫酸溶液B.CCl4C.苯D.稀硝酸(2)乙装置中的试剂是________________________;丁装置中稀硫酸的作用是________________________。另一位同学用图中戊装置(其余装置未画出)进行实验。实验时,须先从________管通入________气体。(4)有同学建议在戊装置的b管下端连结己装置,原由是________________________________________________________________________。(5)下表中所列出的是有关物质在不一样温度下的溶解度数据(g/100g水):0℃10℃20℃30℃40℃50℃NaCl35.735.836.036.336.637.036.98.19.611.112.714.5NaHCONH4Cl29.433.337.241.445.850.4参照表中数据

,请剖析丙、戊装置中使用冷却水或许冰水的原由

:___________

。【分析】

(1)CaCO3与硫酸反响生成硫酸钙微溶

,阻挡反响进行

;苯的密度比水小

,不溶于水

,在盐酸溶液的上层

,盐酸仍旧不可以与碳酸钙接触

,起不到作用

;四氯化碳密度比水大

,不溶于水,盐酸在四氯化碳溶液上层,能够与碳酸钙接触;增添了硝酸的量,硝酸也能和碳酸钙反响生成二氧化碳;据以上剖析解答。(2)A中制得的CO2中混有HCl,需要利用B装置除掉CO2中的HCl;硫酸能够汲取剩余的氨气。氨气极易溶解于水,易产生倒吸。多孔球泡的使用,增大气体与溶液接触面积,提升CO2汲取率。温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,易于析出。答案:(1)B、D饱和NaHCO3溶液汲取未反响挥发出的NH3(3)aNH3增大气体与溶液接触面积,提升CO2汲取率温度越低碳酸氢钠的溶解度越小,便于析出一、选择题1.以下实验设计方案中,可行的是( )A.用加入适当铜粉的方法除掉Cu(NO3)2溶液中混有的AgNO3B.用洗气瓶中的NaOH溶液除掉CO2中混有的HCl气体C.向某无色未知溶液中仅加入BaCl2溶液,以查验未知溶液中的SD.用加热的方法提纯含有少许碳酸钠的碳酸氢钠【分析】选A。A项,铜比银开朗,可置换出银,能够达到除掉Cu(NO3)2溶液中混有的AgNO3的目的;B项,CO和HCl都能与NaOH反响,应用饱和碳酸氢钠溶液除杂;C项,仅加入BaCl溶液,22-的影响,可能生成AgCl或BaSO、BaSO等积淀;D项,碳酸氢钠加热不可以清除Cl或S34分解生成碳酸钠,则用加热的方法能够提纯含有少许碳酸氢钠的碳酸钠。2.(2019·临沂模拟)四氯化锡(SnCl4)用作媒染剂和有机合成上的氯化催化剂。实验室制备四氯化锡的装置如图(部分夹持装置已略去)。已知:①金属锡熔融时通入干燥氯气反响可生成四氯化锡;②无水四氯化锡熔点:-33℃,沸点:114.1℃;③无水四氯化锡遇水蒸气生成白色烟雾。以下说法不正确的选项是( )A.①、②、⑥、⑦的试管中挨次盛装MnO2、饱和食盐水、浓硫酸、NaOH溶液B.实验时滴加浓盐酸反响一段时间,而后再点燃④处的酒精灯C.⑤装置用于采集SnCl4,浸泡在冷水浴中成效更好D.⑥、⑦两个试管能够用一个装有碱石灰的干燥管来取代【分析】选

A。A项,二氧化锰常温下不与浓盐酸反响

,常温下高锰酸钾可与浓盐酸反响生成氯气,故①、②、⑥、⑦的试管中挨次盛装

KMnO4、饱和食盐水、浓硫酸

NaOH溶液;B

项,实验时滴加浓盐酸反响一段时间使装置④充满氯气

(排出空气

),

而后再点燃④处的酒精灯

;C项,⑤装置用于采集SnCl4,浸泡在冷水浴中使其液化,成效更好;D项,⑥、⑦两个试管能够用一个装有碱石灰的干燥管来取代,起到干燥和除掉剩余的氯气的作用。3.用以下实验装置进行相应实验,装置正确且能达到实验目的的是( )A.用图B.用图C.用图D.用图

a所示装置考证H2在Cl2中焚烧的实验现象b所示装置从饱和食盐水中提取氯化钠c所示装置研究氧化性:KMnO4>Cl2>I2d所示装置分解MgCl2·6H2O获得MgCl2【分析】选

C。A项,氯气的密度大于空气密度

,盛有氯气的集气瓶应当正放

;B

项,蒸发氯化钠溶液应当用蒸发皿而不是坩埚;C项,高锰酸钾氧化氯离子变成氯气,氯气氧化碘离子变成碘单质;D项,MgCl2·6H2O受热发生疏解。4.以下说法中,正确的选项是( )A.向溴乙烷中加入NaOH溶液,加热,充分反响,再加入AgNO3溶液,产生淡黄色积淀,证明溴乙烷中含有溴元素B.实验室制备乙烯时,温度计水银球应当插入浓硫酸和无水乙醇的混淆液液面以下C.溴乙烷和NaOH醇溶液共热,产生的气体通入酸性KMnO4溶液,发现溶液退色,证明溴乙烷发生了消去反响D.制备新制Cu(OH)2悬浊液时,将4～6滴2%的NaOH溶液滴入2mL2%的CuSO4溶液中,边滴边振荡【分析】选B。A项,溴乙烷与NaOH溶液混淆共热,发生水解反响生成溴离子,查验溴离子先加硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,生成浅黄色积淀可证明;B项,实验室制备乙烯时,温度计水银球应当插入浓硫酸和无水乙醇的混淆液液面以下,以测定反响物的温度,快速加热至170℃;C项,乙醇易挥发,乙醇与乙烯均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,则不可以证明溴乙烷发生了消去反响生成乙烯;D项,制备新制Cu(OH)2悬浊液时,将4～6滴2%的NaOH溶液滴入2mL2%的CuSO4溶液中,氢氧化钠不足,得不到氢氧化铜悬浊液。二、非选择题5.(新题展望)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。Ⅰ.[查阅资料](1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混淆无积淀生成。(2)向Na2CO3和Na2S混淆溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少许Na2SO3和Na2SO4。(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀盐酸。Ⅱ.[制备产品]实验装置以下图(省略夹持装置):实验步骤:检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是________;E中的试剂是________(选填以下字母编号)。A.稀硫酸

B.NaOH溶液

C.饱和

NaHSO3溶液先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混淆溶液,再向A中烧瓶滴加浓硫酸。(3)待Na2S和Na2CO3完好耗费后,结束反响。过滤C中混淆物,滤液经________(填写操作名称)、结晶、过滤、清洗、干燥,获得产品。Ⅲ.[研究与反省](1)为考证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案增补完好。(所需试剂从稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、蒸馏水中选择)取适当产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色积淀生成

,________________________________,

若积淀未完好溶解

,并有刺激性气味的气体产生

,则可确立产品中含有

Na2SO3

和

Na2SO4。(2)为减少装置

C中生成

Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤

(2)进行了改良

,改良后的操作是

_________________________________________。(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度高升明显增大

,所得产品经过

________方法提纯。【分析】Ⅱ.(1)

仪器

a有活塞

,故

a为分液漏斗

;在

A装置中产生污染环境的气体

SO2,故

E装置用于办理未反响的

SO2,

在给定的三种溶液中

,只有

NaOH溶液能汲取

SO2。从溶液中获得晶体的操作包含蒸发、结晶、过滤、清洗、干燥这五步。Ⅲ.(1)依据Ⅰ中(3)可知BaSO3可溶于盐酸,而BaSO4难溶于盐酸,则在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液后,将生成的积淀过滤、清洗后,向积淀中加入盐酸,积淀未完好溶解,说明溶液中含有

S

,积淀溶解的部分生成了刺激性气味的气体为

SO2,则积淀中含有

BaSO3,故原溶液中含有

S

。(2)由Ⅰ(3)

可知

Na2SO3

易被氧化

,故装置中的氧气能将

Na2SO3氧化,为了减少

Na2SO4的生成量

,应先将装置中的空气排尽,可先用A装置中生成的SO2将装置中的空气排尽。因为硫代硫酸钠的溶解度随温度高升而明显增大,故可采纳重结晶法将其提纯。答案:Ⅱ.(1)分液漏斗B蒸发Ⅲ.(1)用蒸馏水清洗积淀,向积淀中加入足量稀盐酸(2)先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混淆溶液重结晶【加固训练】已知某气态化石燃料X中只含有碳、氢两种元素,为研究该气体中碳和氢两种元素的质量比,某同学设计了焚烧法丈量的实验方案,经过丈量装置C和D的增重即可求得碳和氢两种元素的质量比。实验装置以下图(已知CuO能够作为碳氢化合物焚烧的催化剂):(1)若A装置中所盛放的药品是浓NaOH溶液,装置A的作用有:________________________________________________________________________________________________________________(2)C

装置中所盛放的药品是无水

CaCl2或

P2O5,

作用是

________________。(3)D

装置中所盛放的药品是浓

NaOH溶液,作用是

________________________________________。(4)E

装置中所盛放的药品是

________,作用是

____________________。(5)上述装置中有一处错误

,请按要求填写下表

(不考虑酒精灯和加热方法可能存在的错误

;若增添仪器和药品

,请指明仪器、药品名称和地点

):错误原__________________________因________________更正方__________________________法________________若实验装置经过更正后,获得的实验数据以下:质量

实验前

实验后药品+U形管的质量

/g

101.1

102.9药品+广口瓶

D的质量/g

312.0

314.2则该气体中碳和氢两种元素的质量比为________。【分析】(1)因为空气中含有CO2,会扰乱焚烧产物CO2的汲取,所以一定利用氢氧化钠除掉空气中的CO2。其次还能够利用A中气泡产生的快慢来判断X和空气的通入速率,以保证O2过量;(2)依据焚烧产物水和CO2可知,第一应当先汲取水,而后再汲取CO2,因为C是汲取水蒸气的,而C是U形管,所以盛放的试剂是无水CaCl2或P2O5;(3)D是汲取CO2的,所以盛放的试剂是浓NaOH溶液;(4)因为空气中也含有水蒸气和CO2,所以E装置是汲取空气中的水和CO2的,所以试剂是碱石灰或固体NaOH;(5)因为从A中出来的气体中必定含有水蒸气,会对后续的实验产生影响,所以需要在A和B之间加一个盛浓硫酸的洗气瓶或盛无水CaCl2(或P2O5、碱石灰、固体NaOH等)的干燥管;(6)药品+U形管的质量增添1.8g为生成水的质量,广口瓶D质量增添2.2g为焚烧生成二氧化碳气体的质量,物质的量分别是0.1mol水和0.05mol二氧化碳,计算获得碳和氢元素的质量之比。答案:(1)①除掉空气中的CO2气体②调理X和空气的通入速率,保证O2过度(2)汲取混淆气体中的水蒸气(3)汲取焚烧生成的二氧化碳气体(4)碱石灰或固体NaOH防备空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D,对结果产生影响(5)加热前没有除掉对本实验有影响的水蒸气在A、B之间加一个盛浓硫酸的洗气瓶或盛无水CaCl2(或P2O5、碱石灰、固体NaOH等)的干燥管(6)3∶12.(2019·重庆模拟)无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。已知:①AlCl

3、FeCl3分别在

183℃、315

℃时升华;②无水

AlCl

3遇湿润空气变质。Ⅰ.实验室可用以下装置制备无水

AlCl

3。组装好仪器后,第一应____________________,详细操作为______________。装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是__________________________________。装置C中盛放的试剂是________。装置F中试剂的作用是________________________。若用一件仪器装填适合试剂后也可起到F和G的作用,所装填的试剂为________。将所制得的无水AlCl3配制溶液时需加入盐酸的目的是________。Ⅱ.工业上可由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备,流程以下:(1)氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反响的化学方程式为__________。(2)700

℃时

,升华器中物质充分反响后降温实现FeCl3和

AlCl

3

的分别。温度范围应为______a.低于b.介于c.高于

183℃183℃和315℃

315℃之间(3)样品(