（课标版）高考化学一轮复习 核心突破考案（10）化学实验基础（含解析）新人教版-新人教版高三全册化学试题

化学实验基础(45分钟，100分)第Ⅰ卷(选择题共42分)一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。1．(2020·山西大同一中检测)下列实验装置设计完全正确且能达到目的的是(D)[解析]本题主要考查化学实验设计。从碘的CCl4溶液中分离I2并回收CCl4，可通过蒸馏达到目的，但温度计水银球的位置错误，温度计水银球应置于蒸馏烧瓶的支管口下沿处，A错误，由图可知，NaOH溶液放入了酸式滴定管中，B错误；合成氨的反应要在高温高压下进行，且干燥的氨气不能使干燥的pH试纸变色，C错误，用止水夹夹住右边乳胶管，向长颈漏斗中加水至液面高于烧瓶内液面，一段时间后内外液面高度差不变，说明装置气密性良好，D正确。2．(2020·辽宁沈阳东北育才学校模拟)下列实验方案不能达到实验目的的是(C)A．图甲装置：Cu和浓硝酸制取NOB．图乙装置：实验室制备Cl2C．图丙装置：实验室制取乙酸乙酯D．图丁装置：实验室分离CO和CO2[解析]本题主要考查NO、Cl2、乙酸乙酯的制备及气体的分离装置。Cu和浓硝酸反应生成NO2，NO2和H2O反应生成NO，可制取NO，A可达到目的；浓盐酸和高锰酸钾溶液反应生成氯气，用向上排空气法收集氯气，氯气可与氢氧化钠反应，用NaOH溶液进行尾气吸收，B可达到目的；乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解反应，右侧试管中应选用饱和碳酸钠溶液，C不能达到目的，要将CO和CO2分离，先将混合气体通过足量纯碱溶液吸收CO2，经浓硫酸干燥后可先收集到干燥的CO，而后滴加稀硫酸，再将生成的CO2用浓硫酸干燥，从而收集到纯净的CO2，D可达到目的。3．(2020·湖南邵阳二中月考)利用下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是(B)A．用图1所示装置制取少量纯净的CO2气体B．用图2所示装置验证镁和盐酸反应的热效应C．用图3所示装置制取并收集干燥纯净的NH3D．用图4装置制备Fe(OH)2并可保证能观察到白色沉淀的时间较长[解析]本题主要考查物质的制备与性质的验证。图1所示装置是按照启普发生器原理设计的，纯碱是易溶于水的粉末，不能用于控制反应的发生与停止，且产物中混有HCl杂质，A错误：镁和盐酸反应放热，使具支试管内的气体压强增大，U形管中右边的水柱上升，B正确；NH3的密度比空气小，应采用向下排空气法收集，C错误；酒精与水以任意比例互溶，起不到隔绝空气的作用，应采用苯或者汽油，D错误。4．(2020·河南安阳二模)某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是(D)A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入XC．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在[解析]本题考查Fe(OH)2的制备。稀硝酸会将铁氧化为＋3价的铁离子，故A错误；实验开始时，应先打开止水夹a、b，利用生成的氢气将装置中空气排出，然后关闭a，再向烧瓶中加入X，故B错误：利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子排入锥形瓶中与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2，立即在锥形瓶中观察到白色沉淀，故C错误；反应结束后关闭b及分液漏斗活塞，由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，故Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确。5．(2020·江苏南京、盐城一模)利用废蚀刻液(含FeCl2、CuCl2及FeCl3)制备碱性蚀刻液[Cu(NH3)4Cl2溶液]和FeCl3·6H2O的主要步骤：用H2O2氧化废蚀刻液，制备氨气，制备碱性蚀刻液[CuCl2＋4NH3=Cu(NH3)4Cl2]，固液分离，用盐酸溶解沉淀并制备FeCl3·6H2O。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是(D)A．用装置甲制备NH3B．用装置乙制备Cu(NH3)4Cl2并沉铁C．用装置丙分离Cu(NH3)4Cl2溶液和Fe(OH)3D．用装置丁将FeCl3溶液蒸干制备FeCl3·6H2O[解析]本题考查物质的制备、分离和从溶液中获取结晶水合物的方法。实验室用Ca(OH)2和NH4Cl共热制备氨气，能达到实验目的，故A不符合题意；乙装置制备碱性蚀刻液Cu(NH3)4Cl2，Fe3＋与氨水反应生成Fe(OH)3，乙装置能完成实验目的，故B不符合题意：丙装置为过滤装置，能分离固液混合物，丙装置能够达到实验目的，故C不符合题意；用FeCl3溶液制备FeCl3·6H2O，采用蒸发浓缩、冷却结晶，不能蒸干，丁装置不能完成实验目的，故D符合题意。6．(2019·江西师大附中、临川一中联考)下列实验现象预测、实验设计、仪器使用能达到目的的是(C)[解析]A项，实验设计和仪器使用都是正确的，但检验产物(NH3)时使用的试纸不正确，应使用湿润的红色石蕊试纸，A项错误；B项，SO2的密度比空气大，集气瓶上的导气管应“长进短出”，B项错误；C项的实验原理为：2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，Cl2＋Na2S=S↓＋2NaCl，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性KMnO4>Cl2>S，浸有NaOH溶液的棉花用于吸收多余的Cl2，防止污染空气，所以C项实验的设计、仪器使用及现象预测均能达到目的；D项，用食盐水浸泡过的铁钉在空气中发生的是吸氧腐蚀，不是析氢腐蚀，故D项错误。7．(2020·山东东营检测)下列有关图示装置的叙述不正确的是(C)A．装置①可用于吸收实验中多余的SO2B．装置②可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等C．装置③中X为苯，可用于吸收氨气或氯化氢D．装置④可用于收集NH3，并吸收多余的NH3[解析]SO2和NaOH溶液会发生反应，故用NaOH溶液吸收SO2可以防止污染，A选项正确。装置②中如果气体从长导管通入，只能收集密度比空气大且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集Cl2、NO2等；如果气体从短导管通入，只能收集密度比空气小且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集H2、NH3等，B选项正确。装置③中如果X为苯，因为苯的密度比水的小，故苯应该在上层，C选项错误。装置④中先用盛有碱石灰的干燥管除去氨气中的水蒸气，然后用排空气法收集NH3，最后用防倒吸的装置吸收多余的NH3，故D选项正确。第Ⅱ卷(非选择题共58分)二、非选择题：本题包括4小题，共58分8．(14分)(2020·湖北孝感检测)某同学设计如下实验方案，以分离KCl和BaCl2两种固体混合物，试回答下列问题：供选试剂：Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸(1)操作①的名称是溶解，操作②的名称是过滤。(2)试剂a是K2CO3，试剂b是HCl，固体B是BaCl2。(填化学式)(3)加入试剂a所发生反应的化学方程式为K2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2KCl加入试剂b所发生反应的化学方程式为BaCO3＋2HCl=BaCl2＋CO2↑＋H2O。(4)该方案能否达到实验目的：不能(填“能”或“不能”)。若不能，应如何改进(若能，此问不用回答)？应在操作②的滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶。(5)若要测定原混合物中BaCl2的质量分数，除了要准确称量混合物的质量外，至少还要获得的数据是沉淀A1或固体B的质量。[解析]分离KCl和BaCl2两种固体混合物，可用K2CO3将BaCl2转化为BaCO3沉淀，过滤即可分离，BaCO3溶于盐酸，蒸发结晶制得BaCl2固体；滤液的成分为KCl和过量的K2CO3，需用盐酸除去过量的K2CO3，再蒸发结晶才能制得KCl固体，故本题设计的方案不能达到实验目的。固体B(BaCl2)中的所有钡离子全部来源于原混合物，因此只要测得固体B或沉淀A的质量，根据“钡量”守恒可确定BaCl2的质量分数。9．(13分)(2020·昆明模拟)某化学兴趣小组在实验室从海带灰中提取碘并制备KI晶体。Ⅰ.碘单质的提取，实验过程如图：请回答下列问题：(1)操作b的名称是分液。(2)试剂a可以选用的是ABD。(填序号)A．苯 B．CCl4C．甘油 D．直馏汽油E．己烯Ⅱ.KI晶体的制备，实验装置如图：实验步骤如下ⅰ.配制0.5mol·L－1的KOH溶液。ⅱ.在三颈瓶中加入12.7g研细的单质I2和250mL0.5mol·L－1的KOH溶液，搅拌至碘完全溶解。ⅲ.通过滴液漏斗向反应后的溶液中滴加适量甲酸，充分反应后，HCOOH被氧化为CO2，再用KOH溶液调pH至9～10，将所得溶液蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。得KI产品14.5g。请回答下列问题：(3)配制0.5mol·L－1KOH溶液时，下列操作导致所配溶液浓度偏高的是BD(填序号)。A．托盘上分别放置质量相等的纸片后称量KOH固体B．称量好的固体放入烧杯中溶解，未经冷却直接转移入容量瓶C．未洗涤烧杯及玻璃棒，直接向容量瓶中加水定容D．定容时俯视刻度线E．定容后摇匀，液面下降，再加水至刻度线(4)步骤ⅱ中I2与KOH溶液反应生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1﹕5，请写出氧化产物的化学式：KIO3。(5)步骤ⅲ中向溶液中滴加适量甲酸时，需打开活塞b(选填“a”“b”或“a和b”)(6)实验中，加入HCOOH发生氧化还原反应的离子方程式为3HCOOH＋IOeq\o\al(－,3)=I－＋3CO2↑＋3H2O。(7)实验中KI的产率为87.3%(结果保留一位小数)。[解析]Ⅰ.分析实验流程可知，海带灰加水溶解后过滤，可将浊液分离为固体和溶液，则溶液Ⅰ含有提取的碘离子，将溶液Ⅰ酸化再加入H2O2，将I－氧化为I2，加入萃取剂萃取碘，经操作a得到碘的有机溶液，操作a应为分液。向有机层中加入40%的NaOH溶液，碘和浓氢氧化钠溶液发生歧化反应，溶液分层，因而(1)操作b也是分液，溶液Ⅲ经硫酸酸化发生归中反应，又生成碘单质，经过滤分离出碘。(2)试剂a是萃取碘水中碘的试剂，根据萃取剂的选择要求，可以选用的是苯或CCl4或直馏汽油，应选A、B、D。Ⅱ.分析KI晶体的制备原理，I2与KOH溶液反应生成KIO3和KI，再用甲酸还原KIO3，将所得溶液蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得KI产品。(3)A.KOH固体具有吸水性，能与空气中的二氧化碳反应，在纸片上称量KOH固体，会使所称量的KOH质量偏小，导致配得的溶液浓度偏低，故不选A；B.溶液未经冷却立即注入容量瓶，冷却后溶液体积缩小，导致浓度偏大，故选B；C.未洗涤烧杯及玻璃棒直接向容量瓶中加水定容，导致溶质的物质的量偏小，配制的溶液浓度偏低，故C不选；D．定容时俯视刻度线，导致溶液的体积偏小，所以配制溶液的浓度偏高，故选D；E定容后摇匀，液面下降，再加水至刻度线，使溶液的体积增大，所配溶液浓度偏低，故E不选；综合以上分析，应选B、D。(4)I2与KOH溶液反应，I2既被氧化又被还原，容易判断还原产物为KI，若生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1﹕5，根据得失电子守恒，可判断出氧化产物中碘元素化合价为＋5价，因此可推出氧化产物为KIO3。(5)步骤ⅲ中向溶液中滴加适量甲酸时，使用的是恒压滴液漏斗，起到了平衡压强的作用，因此只需打开活塞b，即可使甲酸顺利滴下。(6)由信息可知，加入甲酸的作用是还原碘酸钾，HCOOH被氧化为CO2，根据得失电子守恒和电荷守恒写出HCOOH发生氧化还原反应的离子方程式为3HCOOH＋IOeq\o\al(－,3)=I－＋3CO2↑＋3H2O。(7)由反应原理可知，理论上参加反应的I2都生成了KI,12.7g单质I2的物质的量为eq\f(12.7g,254g·mol－1)＝0.05mol，则理论上全部生成的KI为0.05mol×2＝0.1mol，KI的理论产量为0.1mol×166g·mol－1＝16.6g，则产率＝eq\f(14.5g,16.6g)×100%＝87.3%。10．(15分)(2020·湖北武汉调研节选)某研究小组通过以下实验测定硼氢化钠(可溶于NaOH溶液)样品的纯度。(1)准确称取干燥的硼氢化钠样品0.50g，用NaOH溶液溶解后配制成100mL溶液；(2)取10.00mL样品溶液于锥形瓶中，加入25.00mL0.10mol/LKIO3溶液，然后加入足量KI，滴入几滴淀粉溶液，无明显现象(3NaBH4＋4KIO3=3NaBO2＋4KI＋6H2O)；(3)加入足量稀硫酸酸化，溶液变成深蓝色(KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O)；(4)用0.50mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，至终点时，消耗该标准溶液12.00mL(I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6)。则样品中NaBH4的质量分数为85.5%。[解析]结合反应KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O和I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6，可得关系式KIO3～3I2～6Na2S2O3，则与KI反应的KIO3的物质的量为n1(KIO3)＝eq\f(1,6)n(Na2S2O3)＝eq\f(1,6)×0.50mol/L×12×10－3L＝0.0010mol；则与10.00mL样品溶液反应的KIO3的物质的量为n2(KIO3)＝0.10mol/L×25×10－3L－0.0010mol＝0.0015mol；由反应3NaBH4＋4KIO3=3NaBO2＋4KI＋6H2O，可得关系式3NaBH4～4KIO3，则n(NaBH4)＝eq\f(3,4)n2(KIO3)，所以0.50g样品中m(NaBH4)＝eq\f(3,4)×0.0015mol×38g/mol×eq\f(100mL,10mL)＝0.4275g，则样品中NaBH4的质量分数为eq\f(0.4275g,0.50g)×100%＝85.5%。11．(16分)(2020·天津高三检测)绿色粉末摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]在定量分析中常用作标定高锰酸钾等溶液的标准物质，还用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。回答下列问题：(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验摩尔盐晶体加强热时的分解产物。装置A中可观察到的现象是绿色粉末变为红色，由此可知摩尔盐晶体分解的产物中有Fe2O3。装置C中可观察到的现象是溶液变红，由此可知摩尔盐晶体分解的产物中有NH3。装置B的主要作用是吸收分解产生的酸性气体。装置C中进气管口接一广口仪器，原因是防止倒吸。(2)乙组同学认为摩尔盐晶体分解的产物中还含有SO3(g)、SO2(g)及N2。为进行验证，选用甲组实验中的装置A和下图所示的部分装置进行实验。①乙组同学的实验中，检验SO3选用的装置是F，现象是产生白色沉淀，有关反应的化学方程式为SO3＋H2O＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl。检验SO2选用的装置是