1、化学实验方案与设计一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)1.以下进行性质比较的实验设计,不合理的是()A.比较Cu、Fe2+的还原性:Cu加入FeCl3溶液中B.比较氯、溴的非金属性:氯气通入溴化钠溶液中C.比较镁、铝的金属性:镁、铝(除氧化膜)分别放入4 molL-1的NaOH溶液中D.比较高锰酸钾、氯气的氧化性:高锰酸钾中加入浓盐酸2.(2013广安二诊)下列实验方案不合理的是()A.制硫酸和氢氧化钠:可用如图所示装置B.除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、S;依次加入的物质是H2O、Ba(OH)2、Na2CO3、HClC.乙醛的氧化:在试管里加入10%的NaOH溶液2 mL,滴入
2、2%的CuSO4溶液46滴,振荡后加入乙醛溶液0.5 mL,加热至沸腾D.检验Na2SO3试样是否变质:取少量试样加水溶解,用稀硝酸酸化后,滴加BaCl2溶液3.某实验探究小组的四位同学分别用下列方法来制备胶体,制备结束用聚光灯照射所得的物质,能够看到丁达尔效应的是()A.甲同学将等体积、等物质的量浓度的BaCl2溶液和硫酸相混合并振荡B.乙同学把1 mL饱和FeCl3溶液逐滴加入到20 mL温水中,边加边振荡,并加热到沸腾C.丙同学把1 mL饱和FeCl3溶液一次性加入到20 mL沸水中,并加以搅拌D.丁同学把1 mL饱和FeCl3溶液逐滴加入到20 mL沸水中,边加边振荡Z。xx。k.Co
3、m4.下述实验设计能够达到目的的是()编号实验目的实验设计A除去CO2中少量的SO2将混合气体通过饱和Na2CO3溶液B除去铜粉中混有的CuO向混合物中滴加适量稀硝酸C检验溶液中是否含有Fe2+向溶液中滴入氯水后,再滴加KSCN溶液D证明H2CO3酸性比H2SiO3强将CO2通入Na2SiO3溶液中5.(2013海南高考)下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是()A. abcdefghB.aedcbhigC.adecbhigD.acbdehif6.(2013南充调研)对下列各装置进行相关操作(夹紧、中的弹簧夹),有关现象能说明装置漏气的是()A.对装置,手移去后,
4、导管中水面与烧杯水面相平B.对装置,长导管内形成一段水柱C.对装置,长颈漏斗内液面高度保持不变D.对装置,上移a管后,a、b两端液面形成了一段稳定的高度差7.如图表示从固体混合物中分离X的两种方案,请根据方案1和方案2指出下列说法合理的是()方案1方案2A.可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵B.方案1中残留物应该具有的性质是受热易挥发C.方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应D.方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3二、非选择题(本题包括3小题,共58分)8.(23分)(2013延边一模)两个研究性学习小组分别进行探究性的实验:甲组:为了
5、探究Cl2和SO2同时通入H2O中发生的反应,设计了如图所示的实验装置。(1)气体发生装置A中产生的气体化学式为_。(2)装置D中发生反应的化学方程式为;在装置D反应后所得溶液中加入BaCl2溶液,观察到的现象是_。(3)装置C中饱和食盐水的作用是;装置E的作用是。乙组:为了分别研究SO2和Cl2的性质,设计了如图所示的实验装置。(4)若从左端分别通入SO2和Cl2,则装置中观察到的现象是否相同?(填“相同”或“不相同”);当通入SO2时,装置中发生反应的离子方程式为_;该反应中SO2表现出性。(5)若装置中装有5.0 mL 1.010-3molL-1碘水,当通入足量Cl2完全反应后,共转移了
6、5.010-5mol电子,则该反应的化学方程式为_。(6)你认为乙组设计的装置是否有不足之处?(填“有”或“无”)。如果有,请写出改进方法:_(如果无,此空不答)。9.(18分)(2013广元期末)已知FeSO4在不同条件下分解得到的产物不同,可能是FeO和SO3,也可能是Fe2O3、SO3和SO2。某研究小组探究在酒精喷灯加热条件下FeSO4分解的气体产物。已知SO3的熔点是16.8,沸点是44.8。(1)装置的试管中不装任何试剂,其作用是_,试管浸泡在50的水浴中,目的是_。(2)装置和装置的作用是探究本实验气体产物成分。请完成实验设计,填写检验试剂、预期现象与结论。限选试剂:3 molL
7、-1H2SO4、6 molL-1NaOH、0.5 molL-1BaCl2、0.5 molL-1Ba(NO3)2、0.01 molL-1酸性KMnO4溶液、0.01 molL-1溴水。检验试剂预期现象与结论装置的试管中加入_产生大量白色沉淀,证明气体产物中含有SO3装置的试管中加入_ (3)装置的作用是防止尾气污染环境,烧杯中应加入的试剂是。10.(17分)(2013宜宾质检)研究性学习小组进行溴乙烷制备的相关探究实验。探究一:实验室制取少量溴乙烷的装置如图。(1)圆底烧瓶中的反应物是溴化钠、和11的硫酸。配制体积比11的硫酸所用的定量仪器为_。a.天平b.量筒c.容量瓶d.滴定管(2)烧瓶中发
8、生的主要化学反应为_。(3)将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中,冰水混合物的作用是_。试管A中的物质分为三层(如图所示),产物在第层。(4)用浓硫酸进行实验,若A中获得的有机物呈棕黄色,除杂的正确方法是。a.蒸馏b.氢氧化钠溶液洗涤c.用四氯化碳萃取d.用亚硫酸钠溶液洗涤探究二:探究试管B中使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质。假设1,该物质为乙烯。假设2,该物质为。设计实验验证你的两种假设。所用试剂及操作方法实验现象及结论12答案解析1.【解析】选C。若溶液变蓝,说明氯化铁能腐蚀单质铜,则Cu是还原剂、Fe3+是氧化剂、Fe2+是还原产物,由于反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,因此能比较C
9、u、Fe2+的还原性,故A合理;若无色溶液变为淡黄色,说明氯气能从盐中置换出单质溴,则氯气是氧化剂、溴离子是还原剂、单质溴是氧化产物,由于反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则单质氯的氧化性大于单质溴,所以氯元素的非金属性比溴强,故B合理;元素金属性强弱可以根据其单质与酸反应置换出氢的难易程度来判断,因此可将镁、铝(除氧化膜)分别放入稀盐酸或稀硫酸中,根据置换出氢的难易程度可以比较镁、铝金属性,故C不合理;若产生黄绿色气体,说明高锰酸钾能氧化HCl,则高锰酸钾是氧化剂、HCl是还原剂、氯气是氧化产物,因此能比较高锰酸钾、氯气的氧化性,故D合理。2.【解析】选D。亚硫酸根离子可被稀硝酸氧化
10、生成硫酸根离子,该实验方案不合理。3.【解析】选D。甲同学制备的是BaSO4沉淀;乙、丙同学制得的是Fe(OH)3沉淀;只有丁同学制备的是Fe(OH)3胶体。4.【解析】选D。A中除去CO2中少量的SO2,可将混合气体通过饱和的NaHCO3溶液,A错误;B中除去铜粉中混有的CuO,可向混合物中滴加适量稀盐酸,而不能用稀硝酸,因为Cu也能与稀硝酸反应,B错误;C中检验溶液中是否含有Fe2+,应先向溶液中滴加KSCN溶液,若无明显现象,再向溶液中滴入氯水,若溶液变为红色则说明溶液中含有Fe2+,C错误;D中实验设计能够达到目的,D正确。5.【解析】选B。根据实验目的和所给仪器药品应首先制得氯气,然
11、后再将氯气与铁粉反应,制取FeCl3,最后用NaOH溶液吸收多余的氯气防止污染环境。由于制得的氯气中含有HCl、H2O等杂质,所以与铁反应之前应先用饱和NaCl溶液吸收挥发出的HCl,然后用浓硫酸干燥。连接仪器时应注意长管进气,短管出气。6.【解析】选A。对装置,双手移去后,导管中水面与烧杯水面相平说明该装置漏气。7.【解析】选D。碳酸氢钠加热也分解,A错误;加热后留下的残留物一定是难分解固体或难挥发的液体,B错误;加入的试剂可以是水且不一定发生化学反应,C错误;二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的硅酸钠,进而分离出氧化铁,D正确。8.【解析】(1)气体发生装置产生的气体B经过饱和食盐水,
12、可分析得知,气体B为Cl2,则气体A为SO2气体。(2)装置D中发生反应的化学方程式为Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4;反应后所得溶液中加入BaCl2溶液则有BaSO4白色沉淀生成。(3)装置C中饱和食盐水的作用是:除去HCl气体,减少Cl2的溶解。装置E的作用是:防止倒吸,吸收多余的SO2或Cl2。(4)SO2和Cl2通入品红溶液中,均能使品红溶液褪色,所以现象相同;当通入SO2时,装置中发生反应的离子方程式为2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+S+4H+;该反应中SO2表现出还原性。(5)I2的物质的量为5.0 mL/1000 mLL-11.010-3molL-1=510-6m
13、ol,碘的化合价:=+5,则生成HIO3,反应方程式为I2+5Cl2+6H2O10HCl+2HIO3。(6)乙组设计的装置为密闭体系,不安全。应去掉胶塞或将广口瓶的塞子换成双孔塞,另一孔插入一根直导管。答案:(1)SO2(2)Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4生成白色沉淀(3)除去氯化氢气体,减少Cl2的溶解防止倒吸,吸收多余的SO2或Cl2(4)相同2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+S+4H+还原(5)I2+5Cl2+6H2O10HCl+2HIO3(6)有装置去掉胶塞或将广口瓶的塞子换成双孔塞,另一孔插入一根直导管9.【解析】该题是与实验装置相结合的实验探究题,实验以FeSO4的
14、分解为素材,考查基本仪器的使用和常见气体的检验。(1)由图可知,装置是FeSO4在高温下的分解装置,分解所得的气体产物可能是SO3或SO3和SO2的混合气体,由于SO3的沸点是44.8,若温度低于44.8,则会转变为液态,为防止SO3液化,所以把试管浸泡在50的水浴中;由于SO3和SO2均易与水反应,在通入溶液前连接一个空载装置的目的是为了防止发生倒吸现象。(2)依据试题所提供的试剂,探究气体产物中含有SO3可选用0.5 molL-1BaCl2溶液,为防止在酸性条件下N氧化SO2,影响SO3的检验,不得选用0.5 molL-1Ba(NO3)2溶液;探究产物中是否含有SO2可选用0.01 mol
15、L-1酸性KMnO4溶液或0.01 molL-1溴水,依据溶液颜色的变化确定是否含有SO2。(3)由于反应产生的酸性气体会污染环境,所以必须用碱性试剂吸收尾气。答案:(1)防止溶液倒吸入装置防止SO3液化或凝固(2)检验试剂预期现象与结论0.5 molL-1BaCl2溶液0.01 molL-1酸性KMnO4溶液若溶液紫色褪去,证明气体产物中含有SO2;若溶液颜色无明显变化,证明气体产物中不含SO2(3)6 molL-1NaOH溶液【解题技巧】实验的设计与探究注意的问题(1)对实验方案的探究,首先要明确实验目的和要求,然后结合问题,运用有关化学知识和实验技能,对实验的仪器、步骤、方法进行逐步的分
16、析。其中,有关方案的设计要特别明确:原理要有科学性,不能凭空捏造,不能脱离实际,所选方案应是在现实条件下能够完成的。实验装置要简便易行,操作必须安全可靠,效果要明显。(2)要善于对实验所得出的事实证据通过比较、归纳、概括、总结等方式进行处理,从而得出科学的结论,并由此解释化学现象,说明问题。10.【解析】探究一:(1)溴化钠和11的硫酸相当于溴化氢,溴化氢与乙醇发生取代反应可生成溴乙烷。11的硫酸是指浓硫酸与水按11的体积比混合而成,可用量筒各量取等体积的水和硫酸混合即可。(2)烧瓶中主要发生两步反应:NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4、HBr+CH3CH2OHCH3CH2Br+H2O。
17、(3)冰水混合物可冷却溴乙烷,并作液封防止溴乙烷挥发。A试管中的三层物质分别是1层为冰,2层为水,3层为溴乙烷。(4)用浓硫酸进行实验,溴化氢可被氧化为单质溴,混在溴乙烷中呈棕黄色,为了不引入杂质和发生其他反应,可用亚硫酸钠洗涤的方法除去单质溴。探究二:乙醇与浓度较高的硫酸反应时也可能生成SO2。可选用适当的试剂证实两种假设,溴的四氯化碳溶液只与乙烯反应不与SO2反应,而品红溶液只与SO2反应不与乙烯反应。答案:探究一:(1)乙醇b(2)NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4、HBr+CH3CH2OHCH3CH2Br+H2O(3)冷却、液封溴乙烷3(4)d探究二:SO2所用试剂及操作方法实验现象及结论1将A中逸出的气体通入溴的CCl4溶液若溶液褪色,则逸出的气体含乙烯2将A中逸出的气体通入品红溶液若溶液褪色,则逸出的气体含SO2关闭Word文档返回原板块
