1、高考资源网（） 您身边的高考专家温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。专题检测卷(十四)化学实验方案与设计(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)1.(2013石家庄质检)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安徽压轴)下列药品和
2、装置合理且能完成相应实验的是()A.喷泉实验B.实验室制取并收集氨气C.制备氢氧化亚铁D.验证苯中是否有碳碳双键3.(2013安徽四校联考)下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是()A.用图1所示装置除去HCl中含有的少量Cl2B.用图2所示装置将硫酸铜溶液蒸干,制备蓝矾C.用图3所示装置可以完成“喷泉”实验D.用图4所示装置制取并收集干燥纯净的NH34.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
3、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长春一模)下列实验设计与结论不相符的是()A.某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,再滴加稀盐酸,出现白色沉淀且不溶解,则原溶液中可能含有SB.某气体使湿润的蓝色试纸变红,则该气体一定是酸性氧化物C.乙醇中混有乙酸,加入氢氧化钠后蒸馏即得纯净的乙醇D.在分液漏斗中加入溴水,然后加入适量CCl4,振荡后静置,溴可萃取到CCl4中7.如图表示从固体混合
4、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.(20分)(2013安徽示范高中一模)为探究足量锌与18.4 molL-1浓硫酸的反应,某研究小组进行如下实验。【实验】反应生成物成分的定性探究取65.0 g锌粒与98%的浓硫酸(=1.84 gmL-1)110 mL充分反应,锌全部溶解,对于制得的气体,有
5、同学认为可能混有杂质。(1)研究小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是(填分子式),产生这种结果的主要原因是(用化学方程式和必要的文字加以说明)。(2)为证实相关分析,该化学小组的同学设计实验,组装了如下装置,对所制的气体进行探究。装置C中加入的试剂是 ;装置D中加入的试剂是 。装置F中加入的试剂是 ;U形管G的作用为 。有同学认为A、B间应增加图中的甲装置,该装置的作用为 。【实验】硫酸浓度与生成气体成分的定量探究为了定量测定浓硫酸具有强氧化性的最低浓度,设计的实验方案为取18.4 molL-1浓硫酸amL与足量的锌于A中反应,将生成的气体通入某溶液并测定生成沉淀的质量。(1)A中产生的
6、气体应通入上图中的(填“乙”或“丙”)装置。(2)有同学认为要减小实验误差,需要增加一个将反应生成的SO2全部排出的操作。但也有同学认为没有必要,其理由是。9.(19分)(2013安徽名校第二次联考)甲、乙两个实验小组分别利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应进行研究外界因素对反应速率的影响。设计实验方案如下:甲组:通过测定生成CO2气体体积的方法来比较化学反应速率的大小。实验装置如图,实验时分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中。A、B的成分见下表(注:实验中所用KMnO4溶液均已加入相同量H2SO4):序号A溶液B溶液2 mL 0.1 molL-1H2C2O4溶液4 mL 0.01 mo
7、lL-1KMnO4溶液2 mL 0.2 molL-1H2C2O4溶液4 mL 0.01 molL-1KMnO4溶液(1)如何检查该装置的气密性: 。(2)写出当锥形瓶中加入A溶液后发生的反应的离子方程式(提示:H2C2O4是弱酸): 。(3)该实验探究的是对化学反应速率的影响。分析所给实验仪器,实现该实验目的还欠缺的仪器:。你将如何比较组化学反应速率的大小?你的操作是 。乙组:通过测定单位时间内KMnO4溶液浓度变化来判定反应速率快慢。25时,40 mL 0.001 molL-1KMnO4与38 mL 0.1 molL-1H2C2O4和2 mL 2.38 molL-1H2SO4混合液共80 m
8、L中KMnO4的浓度及对应时段的平均反应速率数据:时间(min)4812162122232425c(KMnO4)(10-4molL-1)4.584.023.362.250.720.430.230.160.13v(KMnO4)(10-4molL-1min-1)v0.140.170.280.320.290.200.070.03(4)完成上表中v=10-4molL-1min-1。问题讨论:已知该实验过程中溶液温度几乎不变,但是依据实验数据发现开始阶段速率却在增大。你认为引起该反应速率增大的因素是 。请设计实验证明你的观点,写出实验步骤及结论:实验步骤及结论:10.(19分)(2013池州一模)钨是我
9、国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨(+6价)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4);黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐,化学式常写成(Fe,Mn)WO4。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法:其中A、B、C都是钨的化合物。回答:(1)碱熔时,钨酸亚铁转化为氧化铁和钨酸钠,写出相应反应的化学方程式 。(2)操作2的名称是,实验室中证明沉淀B是否洗净的方法是 ;实验室中焙烧需要的主要仪器有 。(3)写出用氢气还原氧化钨制取金属钨的化学方程式: ;为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳
10、而必须用氢气作还原剂,因为 。(4)某种蓝色氧化钨的化学式可以表示为WO2.8,一般认为,蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种价态的钨。则蓝色氧化钨中五价钨与六价钨的原子数目之比为。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Cu、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
11、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。本题考查化学实验基本操作(物质的制备、性质验证等)。NO不溶于水,也不与水反应,故不能用于喷泉实验,A项错误;加热固体混合物时,试管口应向下倾斜,B项错误;Fe(OH)2具有较强的还原性,应将滴管插入液面以下,C项错误;通过溴水或酸性高锰酸钾溶液是
12、否褪色,可以验证苯环中是否有碳碳双键,D项正确。3.【解析】选C。A适合除去氯气中含有的少量氯化氢气体;用图2装置制备蓝矾时,当有大量晶体析出时停止加热,用余热蒸干;D氨气密度比空气小,应用向下排空气法收集。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】
13、选B。根据实验目的和所给仪器药品应首先制得氯气,然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B。酸性条件下,N可以将S氧化为S;使湿润的蓝色试纸变红的气体可以是酸性氧化物,也可以是其他酸性气体,如HCl、HNO3等;乙酸与NaOH生成高沸点的盐;溴在四氯化碳中的溶解度很大,且四氯化碳与水互不相溶,四氯化碳可以作为萃取剂。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
14、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】【实验】(1)随着反应的进行,浓硫酸的浓度会逐渐变小,Zn与稀硫酸反应得到的气体是H2,反应的方程式为H2SO4(稀)+Zn=ZnSO4+H2。(2)B装置放置的品红溶液是为了检验SO2气体,C装置放置的是NaOH(或KMnO4)溶液,目的是吸收混合气体中的SO2,D装置的浓硫酸吸收水蒸气,避免其干扰H2和CuO的反应,否则F中的CuSO4变蓝就不能确定是H2和CuO反应生成的H2O,G的作用是防止空气中的水蒸气进入系统,干扰
15、实验;为防止B装置发生倒吸,在A与B之间加一个防倒吸的装置。【实验】(1)SO2与BaCl2溶液不反应,不能得到沉淀,故选丙装置。(2)随着反应的进行,稀硫酸与Zn反应得到的H2会将反应得到的SO2全部排入到丙装置中,没有必要增加其他装置或反应。答案:【实验】(1)H2随着反应的进行,硫酸溶液浓度变稀,发生反应:H2SO4(稀)+Zn=ZnSO4+H2(2)足量NaOH(或KMnO4)溶液浓硫酸无水CuSO4(或无水硫酸铜)防止空气中的水蒸气进入系统,干扰实验防止倒吸【实验】(1)丙(2)后产生的氢气会将二氧化硫全部排入丙中【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
16、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。9.【解析】本题是实验探究题,考查了化学实验操作、计算、分析问题、解决问题的能力。(1)该装置的气密性检查与常规装置的气密性检查不一样,可采取关闭分液漏斗的旋塞拉注射器活塞,松手后注射器活塞回到原来位置,则气密性
17、良好;(3)本实验是采取控制变量的方法探究浓度对反应速率的影响,可根据相同时间内收集到的气体体积的多少或收集到相同体积的气体所需的时间长短来判断反应速率的快慢,因此缺少秒表;(4)v(KMnO4)=(510-4-4.5810-4)/40.1110-4(molL-1min-1);根据影响反应速率的因素分析:反应物的浓度在下降,而温度几乎不变,因此反应速率增大只能是催化作用,即反应产生的物质对该反应有催化作用,可做对比实验验证:分别向两支试管中加入等体积的上述酸性高锰酸钾溶液,然后向一支试管中加入MnSO4固体,最后同时加入等体积的上述草酸溶液,观察溶液褪色时间的长短,若加MnSO4固体的试管的褪
18、色时间短,则观点正确。答案:(1)关闭分液漏斗活塞,向外拉注射器的内管一段距离后松手,若内管能回到开始位置,证明气密性好,若不能则说明气密性不好(2)2Mn+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O(3)浓度秒表比较在该环境中,相同时间收集到的气体体积,多的反应速率快(或比较在该环境中,收集相同体积气体所用时间,越短速率越快)(4)0.11反应过程中产生了催化剂加快了反应速率(如果答生成的Mn2+对反应有催化作用也可)(或其他合理答案也可)实验步骤及结论:实验步骤:首先,取两支试管分别加入等体积上述酸性KMnO4溶液;接下来,向其中一支试管中加入少许MnSO4固体;最后,同时分别
19、向两支试管中加入等体积的上述H2C2O4溶液,观察两支试管中颜色褪去的时间长短。结论:若加有MnSO4固体的试管褪色时间短,则证明是生成的Mn2+作催化剂。(答案合理即可)10.【解析】本题是工艺流程题,考查了化学实验基本操作、方程式的书写、计算等。(1)根据题意该反应是氧化还原反应,其中氧气为氧化剂,Fe2O3为氧化产物,反应为4FeWO4+8NaOH+O24Na2WO4+2Fe2O3+4H2O。(2)根据流程可知操作2为过滤,取最后一次洗涤液,加硝酸酸化的硝酸银溶液,若未见白色沉淀,则沉淀洗涤干净。焙烧用到的仪器有坩埚、三脚架、泥三角、坩埚钳、酒精灯。(3)用碳作还原剂会引入碳杂质。(4)+6价W的氧化物为WO3,+5价W的氧化物为W2O5,看作WO2.5,根据十字交叉法:,+5价W与+6价W的原子个数比为23。答案:(1)4FeWO4+8NaOH+O24Na2WO4+2Fe2O3+4H2O(2)过滤取最后一次洗涤液,滴加硝酸酸化后再滴入硝酸银溶液酒精灯、坩埚、泥三角、铁架台或三脚架(3)WO3+3H2W+3H2O氢气还原时氢气和生成的水不会成为钨中的杂质,而用碳还原时生成的钨中可能会含有碳杂质(只要答出不引入杂质的含义即可)(4)23关闭Word文档返回原板块- 13 - 版权所有高考资源网
