新高考化学复习专题十七实验方案的设计和评价拓展练习含答案

专题十七实验方案的设计和评价1.实验室制取乙烯并验证其化学性质,下列装置不正确的是()A.制备乙烯B.除去杂质C.验证性质D.收集乙烯答案D2.利用如图所示装置进行SO2的制备和性质探究实验(夹持装置省略)。下列说法不正确的是()A.固体X可为CuB.若试剂Y为氢硫酸,则试管中可产生淡黄色沉淀C.为证明SO2具有还原性,试剂Y可为酸性KMnO4溶液D.该装置中试管口应塞一团浸有NaOH溶液的棉团答案A3.下列操作能实现相应的实验目的的是()选项实验目的操作步骤及现象A验证淀粉水解生成葡萄糖将淀粉和稀硫酸混合水浴加热一段时间;待溶液冷却后,加入NaOH溶液,调pH至碱性,再加入新制的Cu(OH)2,加热,有砖红色沉淀产生B证明某钠盐为Na2SO3或NaHSO3向某钠盐中滴加浓盐酸,并将产生的气体通入品红溶液中,品红溶液褪色C除去乙醇中混有的少量乙酸向混合液中加入饱和Na2CO3溶液,分液D证明氧化性:H2O2>Fe3+将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液中,再滴入KSCN溶液,溶液变红答案A4.实验探究是化学学习的方法之一。下列实验设计、现象和实验结论都正确的是()实验设计现象实验结论A在坩埚中加入16.4gCaC2O4·2H2O,加热一段时间,在干燥器中冷却称取坩埚中剩余物质质量为12.8g加热后坩埚内固体为CaO和CaC2O4的混合物B向溶液X中先滴加稀硝酸,然后再滴加BaCl2溶液滴加稀硝酸时无明显现象,滴加BaCl2溶液时产生白色沉淀溶液X中含SO42C分别用蒸馏水、1.0mol·L-1AlCl3溶液喷洒甲、乙两张白纸,静置、干燥喷洒AlCl3溶液的纸张老化明显Cl-能促进纸张的老化D在烧瓶中加入木炭颗粒与浓硝酸,然后加热烧瓶中有红棕色气体产生木炭具有还原性,能还原HNO3答案B5.实验是探究物质性质的重要方法,下列实验中,操作及现象与得出的结论相一致的是()选项实验目的操作及现象结论A探究不同催化剂的催化效率两支试管中分别盛相同温度、相同浓度、相同体积的H2O2溶液,分别滴加相同浓度、相同体积的FeCl3溶液与CuSO4溶液,滴加FeCl3溶液的试管中产生气体更快Fe3+对H2O2分解的催化效率更高B验证反应2Fe3++2I-2Fe2++I2是可逆反应向2mL0.1mol·L-1KI溶液中加入1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液,充分反应。取反应后试样,滴加KSCN溶液,溶液变为红色;另取反应后试样,加入K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀反应2Fe3++2I-2Fe2++I2是可逆反应C检验Cu2O固体中是否含有单质Cu取样,加入足量稀盐酸,观察现象若有红色固体剩余,则说明样品中有单质CuD证明苯酚与溴水发生反应向苯酚饱和溶液中滴加少量溴水,充分振荡若出现白色沉淀,说明苯酚与溴发生了反应答案B6.下列有关实验室制取、收集NO2并制备Cu(NO3)2·6H2O的实验原理和装置正确的是()A.用装置甲制取NO2B.用装置丁收集NO2C.用装置丙吸收NO2D.用装置乙蒸干溶液获得Cu(NO3)2·6H2O答案C7.实验室制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76℃,遇水极易反应生成两种酸性气体。下列说法错误的是()A.实验开始时通入N2的目的是排出装置中的O2,防止FeCl2被氧化B.可先给b加热,再用水浴加热的方式给a加热C.装置c、d的作用是冷凝回流SOCl2D.装置f的作用是吸收反应生成的HCl和SO2答案B8.室温下,下列实验探究方案及现象能达到探究目的的是()选项探究方案及现象探究目的A用pH计测量HF溶液、盐酸的pH,比较溶液pH大小HF是弱电解质B向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,出现白色沉淀,再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解Na2SO3不能被空气氧化C向NaBr溶液中滴加过量氯水,溶液变橙色,再加入淀粉KI溶液,溶液变蓝色氧化性:Cl2>Br2>I2D向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化Fe2+具有还原性答案D9.常温下,根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是()选项实验操作和现象实验结论A分别测量浓度均为0.1mol·L-1Na2CO3溶液和Na[Al(OH)4]溶液的pH,后者pH更大[Al(OH)4]-比CO32-B将亚硫酸钠样品溶于水,加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀亚硫酸钠样品已变质C将盐酸滴入Na2CO3溶液产生无色气体,将产生的气体直接通入Na2SiO3溶液非金属性:Cl>C>SiD向BaCl2溶液中通入SO2和气体X,出现白色沉淀气体X一定具有氧化性答案A10.根据下列实验操作和现象得出的结论不正确的是()选项实验操作和现象实验结论A向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X,出现白色沉淀X具有氧化性B向0.1mol·L-1FeCl3溶液中滴加KI淀粉溶液,溶液变蓝氧化性:Fe3+>I2C向NaHCO3溶液中加入等浓度、等体积的NaAlO2溶液,出现白色沉淀AlO2-比COD将溴乙烷、乙醇和烧碱的混合物加热,产生的气体经水洗后,再通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色溴乙烷发生了消去反应答案A11.实验室用a装置制备下列气体时,所选试剂及收集方法均正确的是()选项气体试剂收集ASO2Cu+浓硫酸bBNO2Cu+浓硝酸cCC2H2电石+饱和食盐水dDNH3生石灰+浓氨水d答案C12.利用SO2ZnS2O4Na2S2O4转化制取连二亚硫酸钠(Na2S2O4)的装置如图。已知金属Zn类似于金属Al,具有两性,下列说法不正确的是()A.单向阀可以起到防倒吸的作用B.先打开滴液漏斗旋塞,再通入SO2至溶液中C.NaOH溶液不宜加入过多的原因是防止产品中混有含锌元素的杂质D.该实验适合使用NaOH溶液进行尾气处理答案B13.探究硫及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论中有不正确的是()实验方案现象结论A在过硫化钠(Na2S2)中加入稀盐酸产生淡黄色沉淀和臭鸡蛋气味的气体发生歧化反应:Na2S2+2HCl2NaCl+H2S↑+S↓B已知[Fe(SO2)6]3+呈红棕色,将SO2气体通入FeCl3溶液中溶液先变为红棕色,过一段时间又变成浅绿色Fe3+与SO2络合反应速率比氧化还原反应速率快,但氧化还原反应的平衡常数更大续表实验方案现象结论C燃着的镁条插入盛有SO2的集气瓶中。冷却后,往集气瓶中加入适量稀盐酸,静置,取少量上层清液于试管中,滴加少量CuSO4溶液剧烈燃烧,集气瓶口有淡黄色固体附着,集气瓶底有白色固体生成。试管中没有产生黑色沉淀镁能在SO2中燃烧:2Mg+SO22MgO+SD探究电石与水的反应将电石与饱和食盐水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,观察现象若酸性高锰酸钾溶液褪色,说明电石与水反应生成了乙炔答案D14.三氯化铬为紫色晶体,熔点为1152℃,易潮解,高温下易被氧气氧化。实验室根据反应Cr2O3(s)+3CCl4(g)2CrCl3(s)+3COCl2(g),利用如下装置制备CrCl3粗品(加热及夹持装置略去)。回答下列问题:已知:CCl4沸点为76.8℃;COCl2有毒,沸点为8.2℃,遇水剧烈水解生成有刺激性气味的气体。制备CrCl3时进行操作:(ⅰ)……;(ⅱ)将盛有Cr2O3粉末的瓷舟置于管式炉中;(ⅲ)通入N2,一段时间后接通冷凝装置,加热开始反应,控制温度为750℃左右;(ⅳ)反应结束后,停止热水浴和管式炉加热,继续通入N2,直至装置冷却。(1)操作(ⅰ)为,判断制备反应结束的实验现象是。

(2)图示装置存在的缺陷是。实验过程中通入氮气的目的是,锥形瓶用来收集(填化学式)。

(3)装置E中发生反应的离子方程式为。

答案(1)检查装置的气密性当pH传感器读数保持不变时(2)D、E之间缺少防倒吸装置开始时把装置中的空气排出,结束时将装置中的COCl2气体排入装置E进行处理CCl4(3)COCl2+4OH-CO32-+2Cl-+2H15.K4[Fe(C2O4)3]·xH2O(三草酸合亚铁酸钾)是一种橙色固体,能溶于水,难溶于乙醇,在分析化学中用作吸氧剂。可通过如下实验装置(夹持装置省略),先制得难溶于水的FeC2O4,再制取三草酸合亚铁酸钾。回答下列问题:(1)将铁屑放入a中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置,进行的操作为①打开K1、K3和K4,关闭K2;②……;③……;④关闭K1、K2。操作②是,目的是;经操作③,B装置中生成FeC2O4,此时活塞K2、K3的状态是。

(2)向生成FeC2O4的B装置中重新加入H2C2O4-K2C2O4混合溶液,充分反应后加入乙醇,作用是,从而获得K4[Fe(C2O4)3]·xH2O沉淀。对所得产品洗涤干净后进行如下分析:取mg产品进行含铁量的测定,平均分成三份加入锥形瓶中,加入稀H2SO4溶解后,用cmol·L-1的KMnO4溶液滴定,三次实验消耗KMnO4溶液的平均体积为VmL。产品中铁元素的质量分数表达式为%;若产品加入锥形瓶后放置时间过长,则测定的质量分数将(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(3)K4[Fe(C2O4)3]·xH2O加热时易分解。现利用如下装置检验其受热分解所得产物是否含有H2O、CO、CO2:各装置接口的连接顺序为a→hi→(填标号);实验开始时,先通一段时间的N2。若气体产物中含有CO,则装置中的现象是

。

答案(1)在尾部检验H2纯度证明装置内空气已排尽(防止产品被氧化)打开K2,关闭K3(2)降低三草酸合亚铁酸钾的溶解度,便于析出12cV(3)fg→bc(或cb)→dB中黑色固体变红,E中澄清石灰水不变浑浊,且C中澄清石灰水变浑浊16.硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂,受热、遇酸易分解。学习小组用如图装置模拟古法制硫酸,同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。已知:①2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O;②SO3的沸点为44.8℃;③Na2S2O3中S元素的化合价分别为-2价和+6价。回答下列问题:(1)检查装置气密性,加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制,目的是,D装置中试剂为。

(2)实验过程操作:①打开活塞K1、K2,关闭活塞K3,通入一段时间N2;②关闭活塞K1、K2,打开活塞K3,加热绿矾;③C处溶液pH约为8时停止加热;④在m处连接盛有NaOH溶液的容器……⑤从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体。使用pH传感器始终监测混合溶液pH的原因是;补充完善操作④:。

(3)步骤⑤中需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止,使用水浴加热的原因是。

(4)学习小组探究Na2S2O3的性质:取Na2S2O3晶体,溶解配成0.2mol/L的溶液;取4mL溶液,向其中加入1mL饱和氯水(pH=2.4),溶液立即出现浑浊。对溶液变浑浊的原因提出假设:假设1:氯水氧化了-2价硫元素;假设2:酸性条件下Na2S2O3分解产生S。实验验证:a、b试管均盛有4mL0.2mol/LNa2S2O3溶液。①用胶头滴管向试管b中加入的试剂为。

②依据现象,S产生的主要原因是(用离子方程式表示)。

答案(1)除去水中溶解的氧气NaOH溶液(2)防止SO2过量使溶液呈酸性,造成Na2S2O3分解关闭活塞K3,打开活塞K1、K2,通入一段时间N2(3)控制温度,防止温度过高Na2S2O3分解(4)①1mLpH=2.4的盐酸②Cl2+S2O32-+H2OSO42-+S17.己二酸在有机合成工业等方面有着重要作用,以环己醇(,Mr=100,ρ=0.95g/mL)为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH,Mr=146],已知己二酸和己二酸钾[KOOC(CH2)4COOK]的溶解度均随温度升高而增大。实验步骤:①向250mL三颈烧瓶中加入搅拌磁子、50mL1.0%的KOH溶液和9.0g高锰酸钾,按如图所示安装装置,控制滴速并维持温度在45℃左右,共滴加环己醇2.0mL,滴加结束时需启动加热装置加热一段时间,趁热过滤,洗涤滤渣MnO2。②将滤液和洗涤液倒入100mL烧杯中,加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液,再用约4mL浓HCl溶液,使溶液呈酸性,加热浓缩使溶液体积减少至10mL,经过冷却结晶、过滤、洗涤,烘干得到粗产品ag。③准确称取bg己二酸产品于锥形瓶中,加入少量水溶解,滴入酚酞试剂,用0.1mol/L的NaOH溶液滴定。重复上述操作三次,平均消耗NaOH溶液VmL。(1)装环己醇的仪器名称,冷凝水的进水口为(填“a”或“b”)。

(2)三颈烧瓶内发生反应的化学方程式为。

(3)步骤①中趁热过滤的优点是。

(4)下列关于实验操作的相关说法,错误的有。

A.步骤①中洗涤时可采用少量热水洗涤滤渣三次B.步骤①如果滴速过快,会导致溶液温度升高,反应过于剧烈C.步骤②中饱和亚硫酸氢钾溶液的目的是除去多余的KMnO4D.步骤②中过滤时,可用玻璃棒搅拌待过滤液,加快过滤速率(5)如不加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液,后续会产生一种有毒气体。在产生该有毒气体的化学反应中,氧化剂和氧化产物的物质的量之比为。

(6)如何判断滴定达到终点:。

(7)己二酸的实际产率是(用含a、b、V的化简后的式子表示)。

答案(1)恒压滴液漏斗b(2)3+8KMnO48MnO2↓+3KOOC(CH2)4COOK+2KOH+5H2O(3)滤去MnO2的同时可以避免溶液冷却导致己二酸钾析出,提高产率(4)D(5)2∶5(6)当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液由无色刚好变为粉红色,且半分钟内不褪色(7)aV38018.实验小组制备NaNO2并探究其性质。Ⅰ.制备NaNO2(1)仪器a的名称是;气体b的化学式为。用漏斗代替导管的目的是(答2条)。

(2)为检验B中制得NaNO2,甲进行以下实验:序号试管操作现象①2mLB中溶液加2mL0.1mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液不变蓝②2mLB中溶液滴加几滴H2SO4溶液至pH=5,加2mL0.1mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液变蓝③2mLH2O滴加几滴H2SO4溶液至pH=5,加2mL0.1mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液不变蓝乙认为上述3组实验无法证明B中一定含NaNO2,还需补充实验,理由是。

Ⅱ.探究NaNO2的性质装置操作现象取10mL1mol/LNaNO2溶液于试剂瓶中,加入几滴H2SO4溶液酸化,再加入10mL1mol/LFeSO4溶液,迅速塞上橡胶塞,缓缓通入足量O2ⅰ.溶液迅速变为棕色ⅱ.溶液逐渐变浅,有无色气泡产生,溶液上方为浅红棕色ⅲ.最终形成棕褐色溶液资料:①[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。②HNO2在溶液中不稳定,易分解产生NO和NO2气体。(3)溶液迅速变为棕色的原因是。已知棕色溶液变浅是由于生成了Fe3+,反应的离子方程式是。

(4)最终棕褐色溶液中溶质的成分是Fe(OH)x(SO4)y,测得装置中混合溶液体积为20mL,设计如下实验测定其组成。资料:充分反应后,Fe2+全部转化为Fe(OH)x(SO4)y。加掩蔽剂KF的原理和目的是(掩蔽Fe3+的颜色除外)。由上述数据可知Fe(OH)x(SO4)y中x=(用含V1、V2的代数式表示)。

答案(1)圆底烧瓶O2防止倒吸、增大接触面积使其充分反应(2)NO2可能与NaOH反应生成NaNO3,酸性条件下NO3-也会氧化(3)酸性条件下,HNO2分解产生的NO与溶液中的Fe2+以配位键结合形成[Fe(NO)]2+4[Fe(NO)]2++O2+4H+4Fe3++4NO+2H2O(4)F-能与Fe3+形成稳定的无色配合离子[FeF6]3-,可避免Fe3+与氢氧化钠反应造成实验干扰V19.利用电极反应可探究物质氧化性、还原性的变化规律。已知:酸性介质中,1mol/L不同电对的电极电势见下表。电极电势越高,其氧化型物质的氧化性越强;电极电势越低,其还原型物质的还原性越强。电对(氧化型/还原型)Fe3+/Fe2+H2O2/H2OO2/H2O2MnO2/Mn2+I2/I-电极电势φ/V0.7711.7760.6951.2240.536回答下列问题:Ⅰ.探究H2O2的分解反应Fe3+催化H2O2分解反应过程包括ⅰ、ⅱ两步:反应ⅰ:Fe3++H2O2Fe2++H++(未配平)

反应ⅱ:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O(1)反应ⅰ的离子方程式为。

(2)验证Fe2+生成:反应过程中,加入溶液,产生蓝色沉淀,证明有Fe2+生成。

(3)酸性条件下MnO2也可催化H2O2分解。结合表中数据判断,上述条件下H2O2、O2、MnO2的氧化性由强到弱的顺序为。

Ⅱ.探究物质氧化性变化对电化学反应方向的影响用可逆反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计电池,按图a装置进行实验,测得电压E(E=φ正极-φ负极)随时间t的变化如图b所示:(4)电池初始工作时,正极的电极反应式为。

(5)某小组从还原型物质浓度、氧化性变化的角度分析图b,提出以下猜想:猜想1:c(Fe2+)增大,Fe3+的氧化性减弱,正极的电极电势降低。猜想2:c(I-)减小,I2的氧化性增强,负极的电极电势升高。①t1时间后,按图a装置探究,验证上述猜想的合理性,完成表中填空。实验实验操作电压E/V结论ⅰ往烧杯A中加入适量FeE0

猜想1成立ⅱ往烧杯B中加入适量

E<0猜想2成立②有同学认为,上述实验不足以证明猜想1成立。利用上述反应,从化学平衡移动的角度解释猜想1不足以成立的理由:。

③为进一步验证猜想1,进行实验ⅲ,完成表中填空。实验实验操作电压E/V结论ⅲ往烧杯A中加入适量

E<0猜想1成立结论:可逆氧化还原反应中,浓度的变化引起电对氧化性变化,从而改变电池反应方向。答案(1)2Fe3++H2O22Fe2++2H++O2↑(2)K3[Fe(CN)6](3)H2O2>MnO2>O2(4)Fe3++e-Fe2+(5)①<AgNO3固体②加入铁粉后,同时使c(Fe2+)增大、c(Fe3+)减小,出现两个变量,c(Fe2+)增大和c(Fe3+)减小均能使平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2逆向移动,使E<0,不足以证明猜想1成立③FeCl2固体20.Ⅰ.配制100mL0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液。(1)该实验需要用到的玻璃仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒、、。

(2)为了防止Fe2(SO4)3水解,在配制过程中可以加入少量。

Ⅱ.探究Fe2(SO4)3与Cu的反应。原理预测:(3)请写出Fe2(SO4)3与Cu反应的离