2017高考化學實驗設計與評價專項練習題及答案
2017高考化學實驗設計與評價專項練習題一、選擇題
①用pH試紙測定Na2CO3溶液的pH ②從氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣的剩余固體中提取KCl
③實驗室用新制的FeSO4溶液和預處理過的NaOH溶液制備Fe(OH)2白色沉淀 ④用已知濃度的鹽酸和未知濃度的氫氧化鈉溶液進行中和滴定實驗 ⑤將適量氯化鐵飽和溶液滴入沸水中制氫氧化鐵膠體 ⑥用適量的蔗糖、濃硫酸和水在小燒杯中進行濃硫酸的脫水性實驗 ⑦探究Ba(OH)2•8H2O晶體和NH4Cl晶體反應過程中的能量變化
A.②③⑦ B.③④⑤ C. ⑤⑥⑦ D.④⑥⑦
解析:①需要使用玻璃棒蘸取待測液;②需使用玻璃棒攪拌以加速固體的溶解,過濾時應使用玻璃棒引流;⑥⑦需使用玻璃棒不斷攪拌混合物。
答案:B
2.某同學想用實驗證明高錳酸鉀溶液的紫紅色是MnO-4的顏色,而不是K+的顏色,他設計的下列實驗步驟中沒有意義的是( )
A.將高錳酸鉀晶體加熱分解,所得固體質量減少
B.觀察氯化鉀溶液沒有顏色,表明溶液中K+無色
C.在氯化鉀溶液中加入適量鋅粉振蕩,靜置后未見明顯變化,表明鋅與K+無反應
D.在高錳酸鉀溶液中加入適量鋅粉振蕩,靜置后見紫紅色退去,表明MnO-4離子為紫紅色
解析:A項中高錳酸鉀晶體加熱分解過程中,固體物質的顏色變化不明顯。
答案:A
3. 進行淀粉水解實驗,同時檢驗水解產物和水解是否完全,除加淀粉和水之外,還需加入相應的試劑及加入順序最好的是( )
A.碘水→NaOH溶液→新制Cu(OH)2懸濁液
B.稀H2SO4溶液→碘水→NaOH溶液→新制Cu(OH)2懸濁液
C.稀H2SO4溶液→NaOH溶液→碘水→新制Cu(OH)2懸濁液
D.稀H2SO4溶液→碘水→新制Cu(OH)2懸濁液
解析:淀粉在酸性環境中水解,故先加稀H2SO4,新制Cu(OH)2懸濁液在堿性條件下反應,故加碘水反應后應加入NaOH溶液調整至堿性。
答案:B
4.進行化學實驗必須注意安全,下列說法不正確的是( )
A.萬一酒精燈碰倒,酒精在桌上燃燒起來,立即用濕抹布蓋滅
B.不慎將濃硫酸沾到皮膚上,應迅速用水沖洗,再涂上稀碳酸氫鈉溶液
C.如果將苯酚溶液沾到皮膚上,應立即用酒精擦洗
D.加熱濃硫酸與酒精的混合物制乙烯時,必須加某些物質如碎瓷片以防暴沸
解析:濃硫酸遇水放出大量熱,會灼傷皮膚,應先用干抹布擦去,再用水沖洗。
答案:B
5.要求設計一個實驗,證明某種鹽的水解是吸熱的,有四位學生分別作出如下回答,其中正確的是( )
A.甲學生:將硝酸銨晶體溶于水若水溫下降,說明鹽類水解是吸熱的
B.乙學生:在鹽酸中加入相同溫度的氨水,若實驗過程中混合液溫度下降,說明鹽類水解是吸熱的
C.丙學生:在醋酸鈉溶液中加入醋酸鈉晶體,若溶液溫度下降,說明鹽類水解是吸熱的
D.丁學生:在醋酸鈉溶液中滴入酚酞試液,加熱后若紅色加深,說明鹽類水解是吸熱的
解析:CH3COONa+H2O CH3COOH+NaOH,加熱酚酞試液紅色加深,說明堿性增強,平衡向右移動,促進了水解,說明鹽類水解是吸熱的。
答案:D
6.判斷物質在不同溶劑中的溶解性時,有一條經驗規則:“極性分子組成的溶劑易于溶解極性分子組成的溶質;非極性分子組成的溶劑易于溶解非極性分子組成的溶質。”下列裝置中,不適宜用做HCl氣體尾氣吸收的是( )
解析:A、D的吸收原理是一樣的,由于HCl氣體不溶于B中四氯化碳,所以吸收安全。
答案:C
7.下列試劑應保存在棕色試劑瓶中的是( )
A.乙醇 B.濃硝酸 C.福爾馬林 D.氨水
解析:濃HNO3在光照或受熱時會發生分解:4HNO3=====△或光照4NO2↑+O2↑+2H2O,因此濃HNO3應用棕色試劑瓶進行遮光保存。
答案:B
8.圖中集氣瓶里充滿了溴化氫氣體,若要把集氣瓶中的溴化氫氣體排出到集氣試管里,漏斗里應裝的液體是( )
A.濃H2SO4 B.H2O
C.濃H3PO4 D.濃鹽酸
解析:HBr與HCl類似,極易溶于水,且具有還原性,可被濃H2SO4氧化,故A、B不正確;D項濃鹽酸具有揮發性,可導致試管中氣體不純;濃H3PO4具有難揮發性和吸水性,故應選擇C項。
答案:C
9. 下列操作能實現預期目的的是( )
A.通過加熱、過濾,除去HNO3溶液中的Fe3+
B.用酸式滴定管量取15.25 mL KMnO4溶液
C.在乙酸乙酯和乙酸的混合物中加入乙醇以除去其中的乙酸
D.用濃鹽酸酸化KMnO4溶液以增強其氧化性
解析:A項,Fe3+在酸性環境中,不能轉化為沉淀;C項中乙酸與乙醇之間的反應不能徹底進行;D項,KMnO4可氧化濃鹽酸,故A、C、D三項均不能達到目的。
答案:B
10.下列盛放試劑的方法正確的是( )
A.氫氟酸或濃硝酸存放在帶橡皮塞的棕色玻璃瓶中
B.汽油或煤油存放在帶橡皮塞的棕色玻璃瓶中
C.碳酸鈉溶液或氫氧化鈣溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
D.氯水或硝酸銀溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
解析:A.氫氟酸會與玻璃的成分二氧化硅反應,濃硝酸會腐蝕(氧化)橡皮塞;B.汽油或煤油會使橡皮塞溶解膨脹;C.由于碳酸鈉溶液或氫氧化鈣溶液的堿性,會與磨口玻璃塞的成分二氧化硅反應;D.氯水或硝酸銀溶液存放時,為防止氯水腐蝕(氧化)橡皮塞,用磨口塞,為了避免硝酸銀與氯水見光分解,存放在棕色玻璃瓶中。
答案:D
11.按下述實驗方法制備氣體,合理而又實用的是( )
A.鋅粒與稀硝酸反應制備H2 B.二氧化錳與稀鹽酸反應制備Cl2
C.亞硫酸鈉與濃硫酸反應制備SO2 D.大理石與濃硫酸反應制備CO2
解析:A選項明顯不合理,因硝酸具有強氧化性,與Zn反應不產生H2;B選項用稀鹽酸也不合理;C選項正確;D選項用大理石制CO2,用硫酸也不合理,應當用稀鹽酸。
答案:C
12.下圖為實驗室制氫氣的簡易裝置。若在加稀硫酸時,發現鋅粒與稀硫酸沒有接觸而稀硫酸又不夠了,為使該反應順利進行,則可以從長頸漏斗中加入的試劑是( )
①食鹽水 ②KNO3溶液 ③適量稀硫酸銅溶液 ④Na2CO3溶液
⑤CCl4 ⑥濃氨水
A.①③⑤ B.②⑥
C.③⑤ D.①②④
解析:②加入KNO3溶液后不產生H2,而產生NO;④Na2CO3溶液會與稀H2SO4反應產生CO2,既消耗稀H2SO4又會使產生的氣體不純;⑤CCl4在下層,使稀H2SO4與鋅粒接觸;⑥濃氨水會與稀H2SO4反應。
答案:A
13.某化學小組為測定一定質量的某銅鋁混合物中銅的質量分數,設計了如下實驗方案:
方案Ⅰ:銅鋁混合物――→足量溶液A充分反應測定生成氣體的體積
方案Ⅱ:銅鋁混合物――→足量溶液B充分反應測定剩余固體的質量
下列有關判斷中不正確的是( )
A.溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液
B.若溶液B選用濃硝酸,則測得銅的質量分數偏小
C.溶液A和B均可選用稀硝酸
D.實驗室中方案Ⅱ更便于實施
解析:利用銅與鋁的性質差異,可選擇非氧化性酸、強堿或冷的氧化性酸,讓其中一種金屬參加反應,可達到目的。對于B項,鋁可鈍化,生成少量氧化鋁,測鋁的質量偏大,故銅的質量分數偏小。
答案:C
14.水蒸氣中常含有部分(H2O)2,要確定(H2O)2的存在,可采用的方法是( )
A.1 L水蒸氣冷凝后與足量金屬鈉反應,測產生氫氣的體積
B.1 L水蒸氣通過稀硫酸后,測稀硫酸增重的質量
C.該水蒸氣冷凝后,測水的pH
D.該水蒸氣冷凝后,測氫氧原子比
解析:因為水蒸氣中含有(H2O)2,1 L水蒸氣中水的物質的量增加,故A正確。
答案:A
2017高考化學實驗設計與評價專項練習題二、非選擇題
15. 現有一混合物的水溶液,只可能含有以下離子中的若干種:K+、NH+4、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO2-3、SO2-4,現取三份100 mL溶液進行如下實驗:
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀產生;
②第二份加入足量NaOH溶液加熱后,在標準狀況下收集到氣體0.896 L氣體;
③第三份加入足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27 g,經足量鹽酸洗滌、干燥后,沉淀質量為2.33 g。根據上述實驗,回答下列問題:
(1)原溶液中一定存在的離子有______________,一定不存在的離子有____________,可能存在的離子有________________________________________________________。
(2)寫出實驗③發生反應的離子方程式____________________________________。
(3)請你設計實驗,確認可能存在離子的情況____________________________________。
解析:根據①可知原溶液中至少含有Cl-、CO2-3、SO2-4的一種;根據②可知原溶液中含有0.896 L/22.4 L•mol-1=0.04 mol NH+4;根據③可計算出含有0.02 mol CO2-3,0.01 mol SO2-4,故原溶液中不存在Mg2+、Ba2+,可能存在Cl-;根據電荷守恒,陰離子的電荷至少為0.06 mol,而NH+4的電荷為0.04 mol,故原溶液中含有K+。Cl-的檢驗要排除CO2-3和SO2-4的干擾。
答案:(1)CO2-3、SO2-4、NH+4、K+ Mg2+、Ba2+ Cl- (2)Ba2++CO2-3===BaCO3↓,Ba2++SO2-4===BaSO4↓,BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O (3)取一定量的原溶液置于試管中,向其中加入足量的稀HNO3和Ba(NO3)2溶液,靜置,向上層清液中加入AgNO3溶液,如有白色沉淀生成則有Cl-,如無白色沉淀生成則無Cl-
16.課題式課堂教學是研究性學習的一種方式,其基本教學模式為:
提出課題―→確定研究方案―→解決問題―→總結和評價
如圖甲是關于“一氧化碳的化學性質”的課題式課堂教學中解決問題階段,甲同學設計的證明CO具有還原性的實驗裝置。
(1)實驗時應先點燃________處(填“A”或“B”)的酒精燈。
(2)硬質試管中反應的化學方程式為________________。
(3)乙同學認為甲裝置有待優化,如尾氣可先儲存在瓶內,然后再處理。如下圖乙是他設計的貯氣瓶,尾氣應從________(填“a”或“b”)口通入(其他裝置略)。
(4)丙同學質疑:CO能否使澄清石灰水變渾濁?因此,他設計在CO通入CuO之前,應先通入澄清石灰水,以比較排除CO與澄清石灰水反應,試對此作出評價。你認為丙的設計是否有必要________,理由是________________________。
(5)如果開始時通入的是CO和CO2的混合氣體,則應如何設計才能達到實驗目的?________________________________________________________________________。
思路點撥:綜合考慮CO和CO2的性質,根據所給儀器來設計,既要防止CO的污染還要考慮混合物的除雜問題。
解析:(1)CO為可燃性有毒氣體,由于先通CO排空氣,故應先點燃B處的酒精燈。
(2)CO能還原CuO生成CO2。
(3)貯氣瓶應從a口進氣,水從b口排出。
(4)由于整個設計過程中CO開始通過了澄清石灰水,故沒必要排除CO的干擾。
(5)應先除去CO2再進入裝置。
答案:(1)B (2)CuO+CO=====△Cu+CO2
(3)a (4)不必要 在酒精燈A點燃前,CO已通過了澄清石灰水 (5)先通過堿石灰除去CO2后再通入裝置
規律方法:對實驗方案的合理與否,嚴密與否作出評判要從“合理選擇,排除干擾,操作準確”等方面入手。
①“合理選擇”是指儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇又包括發生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質的試劑與順序)、反應裝置、尾氣處理裝置等;藥品的選擇包括藥品的種類、濃度、狀態等;連接方式指儀器的先后順序,導管接口的連接等。
②“排除干擾”是指反應條件的控制、防止空氣成分介入、副反應盡量避免、雜質的清除以及防止物質的揮發性、溶解性、顏色等對實驗的干擾。
③“操作準確”則要求熟悉主要儀器的性能、用途和典型的實驗操作規則。
17. 乙二酸(HOOC—COOH)俗稱草酸。某研究小組為探究乙二酸的部分化學性質,進行了下述實驗:
(1)向盛有少量乙二酸的飽和溶液的試管內滴入用稀硫酸酸化的KMnO4溶液,振蕩,觀察到的現象為溶液紫紅色退去,說明乙二酸具有________(填“氧化性”、“還原性”或“酸性”)。
(2)向圖甲的A試管中加入一定量的乙二醇、濃硫酸和乙二酸,用酒精燈小火均勻加熱該試管3~5 min,在B試管中有油狀液體產生,若反應中生成了六元環狀化合物,該反應的化學方程式為_________________________________________________________
________________________________________________________________________,
其中B試管中的導管不伸入液面下的原因是_____________________________
________________________________________________________________________,
飽和碳酸鈉溶液的作用是_______________________________________________。
(3)已知:草酸在約157℃時升華,在175℃時受熱分解可生成H2O、CO2和CO;草酸鈣是難溶于水的白色固體。該研究小組設計了一套驗證草酸受熱分解并檢驗產物中有CO2的實驗裝置,如圖乙所示。請回答:
①從環境保護的角度看,應增加尾氣處理裝置,你如何進行尾氣處理________________________________________________________________________。
②依據題給數據,請分析根據D試管中澄清石灰水變渾濁的現象,能否確定草酸分解產物中有CO2________(填“能確定”或“不能確定”),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:本題是關于乙二酸的結構、性質的綜合題。綜合了化學實驗、有機化學、元素化合物性質等板塊知識。
(1)酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,還原性物質能使酸性高錳酸鉀溶液退色,所以乙二酸使酸性高錳酸鉀溶液退色應是表現了還原性。
(2)乙酸可以與醇發生酯化反應,乙二酸也可以與醇發生酯化反應,乙二酸與乙二醇的酯化反應可由乙酸與乙醇的酯化反應遷移過來,包括實驗裝置的特點、飽和碳酸鈉溶液的作用等都可以遷移過來。
(3)草酸分解的產物中有H2O、CO2、CO,由此可知,尾氣處理要除去CO,可以采用一個點燃的酒精燈。由題意可知草酸鈣是白色沉淀,若草酸受熱揮發進入澄清石灰水中,草酸能與氫氧化鈣反應生成草酸鈣,也會產生渾濁,因此,D試管中石灰水變渾濁不能確定草酸分解產物中有CO2。
答案:
(1)還原性
(2)
防止加熱不均勻而使碳酸鈉溶液倒吸入加熱的A試管中 除去酯中混有的乙二酸和乙二醇,同時減小酯在水中的溶解度,便于分層析出
(3)①在裝置的尾端放一個點燃的酒精燈(其他合理答案均可)
②不能確定 草酸升華后可能有部分草酸進入D試管,與澄清石灰水反應生成草酸鈣沉淀,從而對CO2的檢驗造成干擾
18.有A、B、C、D四種強電解質,它們在水中電離時可產生下列離子(每種物質只含一種陰離子且互不重復)
陽離子 Na+、Ba2+、NH+4
陰離子 CH3COO-、Cl-、OH-、SO2-4
已知:①A、C溶液的pH均大于7,A、B兩溶液中水的電離程度相同;
②C溶液和D溶液相遇時只生成白色沉淀,B溶液和C溶液相遇時只生成刺激性氣味的氣體,A溶液和D溶液混合時無明顯現象。
(1)A是__________,B是__________,C是________,D是________;
(2)將等體積、等物質的量濃度的B溶液和C溶液混合,反應后溶液中各種離子濃度由大到小的順序為:____________。
解析:由A、C兩溶液的pH>7,結合離子共存可推知,A、C為Ba(OH)2、CH3COONa中的一種,又由A、B溶液中水的電離程度相同,知A、B水解程度相近,即水解形成的弱酸或弱堿的電離程度相近,進而推知A、B為CH3COONa、NH4Cl中的一種,再結合C溶液和D溶液相遇時只產生白色沉淀,B溶液和C溶液相遇時只產生刺激性氣味的氣體,A溶液和D溶液混合時無明顯現象,推出A為CH3COONa,B為NH4Cl,C為Ba(OH)2,D為Na2SO4。當B、C混合時,發生反應NH+4+OH-===NH3↑+H2O,故等體積等物質的量濃度的NH4Cl與Ba(OH)2混合時,各離子濃度由大到小的順序為:c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)。
答案:(1)CH3COONa NH4Cl Ba(OH)2 Na2SO4 (2)c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)
19.實驗室需要制備純凈的氯化鉀。現有含少量KBr和K2SO4的氯化鉀樣品,按照如圖所示的實驗方案進行提純。
請回答下列問題:
(1)操作Ⅰ的名稱為__________,操作Ⅱ所需要的玻璃儀器有______________。
(2)若用硝酸鋇來代替氯化鋇,是否可行?請說明理由
________________________________________________________________________。
(3)某同學對該實驗方案提出質疑,他認為加適量氯化鋇溶液不容易控制,應該加入過量氯化鋇溶液,請你按照他的思路,用上述實驗流程圖表示出他后面的實驗過程,要注明所用試劑和所得產物的化學式以及相應操作的名稱。
溶液――→過量BaCl2過濾
解析:本題制備純凈的氯化鉀,事實上是物質的分離、提純,在設計實驗流程時,應注意不能引入不易除去的雜質離子,在(2)中不能用Ba(NO3)2替代BaCl2。
(3)中設計的關鍵在于除去過量的Ba2+、其他雜質離子。
答案:(1)過濾 玻璃棒、酒精燈
(2)否,會引入KNO3雜質
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