2023届高考化学人教版一轮复习课时作业-10.3　化学实验方案的设计与评价

课时作业32化学实验方案的设计与评价一、选择题1．下列实验操作能实现符合题中要求的是()A.能证明制取HBr的现象是烧杯中红色褪去B．实验室可用此装置制取氨气C．可以用于实验室制取氧气D．用KMnO4溶液滴定H2C2O42．关于以下实验装置，说法不正确的是()A．用装置A盛装KMnO4粉末来制取氧气，并用排水法收集，导气管有可能堵塞，水槽里的水有可能变红B．装置B既可以防止倒吸，又可以检查实验时装置B后的装置是否发生堵塞C．装置C、F中盛装的试剂都为浓硫酸，装置C用来除去Cl2中的水蒸气，装置F用来防止空气中的水蒸气进入装置ED．装置D中的产物受热易升华，最好用粗短导管连接装置D、E3．实验室利用下图装置制取无水AlCl3(183℃升华，遇潮湿空气即产生大量白雾)。下列说法正确的是()A．①的试管中盛装二氧化锰，用于常温下制备氯气B．②、③、⑥、⑦的试管中依次盛装浓H2SO4、饱和食盐水、浓H2SO4、NaOH溶液C．滴加浓盐酸的同时点燃④的酒精灯D．⑤用于收集AlCl3，⑥、⑦可以用一个装有碱石灰的干燥管代替4．氢化钙是重要的生氢剂，遇水或酸能够引起燃烧。利用下列装置制备CaH2固体(提供的实验仪器不得重复使用)，下列说法正确的是()A．装置①在加入试剂前无需检查气密性B．各个装置仪器接口的连接顺序为a→c→b→f→g→d→eC．加热装置④之前必须检查气体的纯度D．装置③的主要作用是防止空气中的CO2、H2O(g)进入装置④中5．由下列实验及现象推出的相应结论正确的是()实验现象结论A向某溶液中加入NaOH稀溶液，管口放置湿润的红色石蕊试纸试纸不变色原溶液中一定没有NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))B向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀该溶液中有Fe2＋C向盛有2mLFeCl3溶液的试管中滴加几滴浓的维生素C溶液黄色褪为无色维生素C具有氧化性D向4mL0.1mol·L－1Na2S溶液中滴入几滴0.1mol·L－1ZnCl2溶液，再加入CuSO4溶液先产生白色沉淀，后产生黑色沉淀Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)6.下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是()选项试剂试纸或试液现象结论A浓氨水、生石灰红色石蕊试纸变蓝NH3为碱性气体B浓盐酸、浓硫酸pH试纸变红HCl为酸性气体C浓盐酸、二氧化锰淀粉碘化钾试液变蓝Cl2具有氧化性D亚硫酸钠、硫酸品红试液褪色SO2具有还原性7.下表中的实验操作能达到实验目的或能得出相应结论的是()选项实验操作实验目的或结论A室温下，将BaSO4投入饱和Na2CO3溶液中充分反应，向过滤后所得固体中加入足量盐酸，固体部分溶解且有无色无味气体产生验证Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)B将混有Ca(OH)2杂质的Mg(OH)2样品放入水中，搅拌，成浆状后，再加入饱和MgCl2溶液，充分搅拌后过滤，用蒸馏水洗净沉淀除去Mg(OH)2样品中Ca(OH)2杂质C向KNO3和KOH混合溶液中加入铝粉并加热，管口放湿润的红色石蕊试纸，试纸变为蓝色NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))被氧化为NH3D室温下，用pH试纸测得：0.1mol·L－1Na2SO3溶液pH约为10，0.1mol·L－1NaHSO3溶液pH约为5HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))结合H＋的能力比SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的强8.实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。已知NH4HCO3eq\o(=,\s\up7(>60℃))NH3↑＋H2O＋CO2↑，某学生设计了如下方案。下列叙述正确的是()A.操作①可在容量瓶中进行B．操作②可改为加硝酸钡溶液C．操作③的目的是除去BaCl2D．操作④目的是浓缩溶液二、非选择题9．某同学探究Na2SO3溶液是否发生变质，设计如下实验测定1.0mol·L－1Na2SO3溶液的实际浓度。(1)分液漏斗中应加入足量的下列哪种试剂？________(填字母)。a．浓硝酸b．65%硫酸c．浓盐酸(2)实验前后测得C装置增重3.2g，则Na2SO3溶液实际的物质的量浓度为________。(3)该实验装置还存在一个明显的缺陷是____________________________；如何改进？________________________________。10．某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如3NaClO=2NaCl＋NaClO3②AgCl可溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2O⇌[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原[Ag(NH3)2]＋：4[Ag(NH3)2]＋＋N2H4·H2O=4Ag↓＋N2↑＋4NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋4NH3↑＋H2O(1)“氧化”阶段需在80℃条件下进行，适宜的加热方式为________。(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为______________________________________________。HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是______________________________________________________。(3)为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应)，还因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(实验中须使用的试剂有：2mol·L－1水合肼溶液，1mol·L－1H2SO4)。课时作业32化学实验方案的设计与评价1．解析：浓硫酸具有较强的氧化性，能把Br－氧化为Br2，溴蒸气也能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，A项错误；碱石灰能吸收CO2和H2O，可用此装置制取NH3，B项正确；Na2O2易溶于水，且与水反应剧烈，此装置不能随意控制反应的进行，C项错误；石蕊试液由于颜色变化不明显，不易辨别，在滴定过程中不宜做指示剂，D项错误。答案：B2．解析：装置A的大试管口没有塞一团棉花，故高锰酸钾粉末可能会通过导气管进入水槽中，使水槽中的水变红，并有可能堵塞导气管，A项正确；装置B后的装置发生堵塞时，会导致装置B中压强增大，从而使装置B中水面下降，长直玻璃导管中的水柱上升，因此装置B可以用于检查实验时装置B后的装置是否发生堵塞，装置B还可以用于防止倒吸，B项正确；干燥管中不能盛装浓硫酸，故C项错误；装置D中的产物受热易升华，为了防止气体凝结为固体，堵塞导管，最好用粗短导管连接装置D、E，D项正确。答案：C3．解析：①为氯气的发生装置，MnO2和浓盐酸在加热时才发生反应生成氯气，A项错误；制得的氯气中含有HCl和水蒸气，先通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气，④为无水AlCl3的制备装置，⑥中盛放浓硫酸，以防止空气中的水蒸气进入④中，⑦中盛放NaOH溶液，以除去未充分反应的氯气，B项错误；滴加浓盐酸，产生氯气一段时间，排出装置中的空气后，再点燃④的酒精灯，C项错误；⑤用于收集AlCl3，⑥、⑦用一个装有碱石灰的干燥管代替，既可以起到吸收未充分反应的氯气的作用，也可以防止空气中的水蒸气进入④中，D项正确。答案：D4．解析：装置①为启普发生器，加入试剂之前必须检查装置的气密性，A项错误；装置①中产生的氢气会混有HCl、H2O（g），通过装置③可以除去这两种杂质，所以仪器接口的连接顺序为a→d→e→f→g（或g→f）→b→c，B项错误；为了防止金属钙与空气中的物质发生反应，需要在加热前通入氢气排尽装置④硬质玻璃管中的空气，通过检查氢气的纯度确定是否将空气排尽，C项正确；装置③的作用是除去氢气中混有的HCl、H2O（g），D项错误。答案：C5．解析：铵根离子与浓氢氧化钠溶液共热反应生成氨气，铵根离子与稀氢氧化钠溶液反应，不加热不能产生氨气，故不能说明原溶液中是否含有NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，故A错误；亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故B正确；向盛有2mLFeCl3溶液的试管中滴加几滴浓的维生素C溶液，维生素C具有还原性，将FeCl3还原为FeCl2，FeCl2溶液为浅绿色，故C错误；Na2S溶液过量，反应生成两种沉淀，没有沉淀的转化过程，不能比较溶度积大小，故D错误。答案：B6．解析：A.NH3制备可以采取浓氨水和生石灰制取，可用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝则说明NH3为碱性气体，正确；B.利用浓硫酸的高沸点性，可以制取HCl气体，pH试纸变红，则说明气体为酸性气体，正确；C.浓盐酸与二氧化锰加热可以制取Cl2，Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝，说明KI转化为I2，则说明Cl2有强氧化性，正确；D.SO2使品红溶液褪色体现的是SO2的漂白性，错误。答案：D7．解析：由现象可知，将BaSO4投入饱和Na2CO3溶液中充分反应，向过滤后所得固体中加入足量盐酸，固体部分溶解且有无色无味气体产生，说明固体中含有BaCO3和BaSO4，有BaSO4转化成BaCO3，这是由于COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))浓度大使Qc（BaCO3）>Ksp（BaCO3），所以不能验证Ksp（BaSO4）<Ksp（BaCO3），A项错误；Mg（OH）2比Ca（OH）2更难溶，成浆状后，再加入饱和MgCl2溶液，充分搅拌后Ca（OH）2与MgCl2反应生成Mg（OH）2和溶于水的CaCl2，过滤，用蒸馏水洗净沉淀，可达到除去Mg（OH）2样品中Ca（OH）2杂质的目的，B项正确；试纸变为蓝色，说明生成氨气，可说明NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))被还原为NH3，结论不正确，C项错误；由操作和现象可知，亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度，则HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))结合H＋的能力比SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的弱，D项错误。答案选B。答案：B8．解析：固体加热，碳酸氢铵能受热分解生成氨气、水和二氧化碳，残留物为氯化钠和硫酸钠，残留物加入水溶解，然后除去硫酸根离子即可得到氯化钠，除杂过程中注意不能引入新的杂质。容量瓶是用来配制一定物质的量浓度溶液的仪器，操作①不是配制溶液，不能使用容量瓶，故A错误；操作②改加入硝酸钡，则引入硝酸根离子，是新的杂质，而且后面不能除去，故B错误；前面加入氯化钡是过量的，所以后续加入碳酸钠除去多余的钡离子，故C正确；操作④是为了除去多余的盐酸，故D错误。答案：C9．解析：制备二氧化硫气体选用硫酸。C装置增重3.2g，产生的n（SO2）＝0.05mol，所以n（Na2SO3）＝0.05mol，c（Na2SO3）＝0.05mol÷0.06L≈0.83mol·L－1。该实验装置中一个明显的缺陷是缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置。答案：（1）b（2）0.83mol·L－1（3）缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置（或其他合理答案）在A装置中加引一个带活塞的导气管10．解析：（1）加热温度低于100℃，采用水浴加热，优点是便于控制温度，受热均匀。（2）由题发生反应：Ag＋NaClO＋H2O→AgCl＋NaOH＋O2↑。HNO3也能氧化Ag，但生成NOx会污染环境。（3）滤渣沉淀时表面会附有溶质，因此洗涤液中含有[Ag（NH3）2]＋，将洗涤液并入过滤Ⅱ的滤液中，以提高利用率。（4）若直接在溶液中加入氨水，一是稀释氨水，氨水的利用率低，二是原溶液中有氧化时生成的NaCl（见（2）中反应），Cl－使可逆反应AgCl＋2NH3·H2O⇌[Ag（NH3）2]＋＋Cl－＋2H2O逆向移动，