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1、物质的制备、实验方案的设计与评价(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题包括9个小题,每小题5分,共45分,每小题只有一个选项符合题意)1.设计实验要注意安全、无污染、现象明显。根据启普发生器原理,可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器(如图)。若关闭K,不能使反应停止,可将试管从烧杯中取出(会有部分气体逸散)。下列气体的制取宜使用该装置的是()A.用二氧化锰(粉末)与过氧化氢制氧气B.用锌粒与稀硫酸制氢气C.用亚硫酸钠与盐酸制二氧化硫D.用碳酸钙(块状)与稀硫酸制二氧化碳答案:B解析:A项,粉末会从孔中漏出,提出试管反应也无法停止;C项,亚硫酸钠易溶于水,不能控制反应随时停止;D项,
2、反应生成的微溶性的CaSO4附着在CaCO3的表面,使反应不能继续,制气量有限。2.(2015安徽联考)下列有关实验设计或操作、观察或记录、结论或解释都正确的是()选项实验设计或操作观察或记录结论或解释A将少量浓硝酸分多次加入Cu和稀硫酸的混合液中产生红棕色气体硝酸的还原产物是NO2B某粉末用酒精润湿后,用铂丝蘸取做焰色反应火焰呈黄色该粉末一定不含钾盐C在AlCl3和MgCl2的混合液中加入过量NaOH溶液先生成白色沉淀,后沉淀部分溶解金属性:NaMgAlD将盛水的分液漏斗先静置,再倒置漏斗口和活塞不渗水分液漏斗不漏液导学号95380283答案:C解析:A项,将少量浓硝酸分多次加入Cu和稀硫酸
3、的混合液中,相当于稀硝酸与Cu反应,生成NO,气体为红棕色,是由于NO与O2接触被氧化为NO2;B项,观察钾的焰色需透过蓝色钴玻璃,该粉末可能含钾盐;D项,检验分液漏斗是否漏液,应该检查旋转活塞和漏斗口的塞子是否漏水。3.大胆、科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的是()A.探究SO2与Na2O2反应可能有Na2SO4生成B.探究Na与水的反应可能有O2生成C.探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质中可能有CuSD.探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞红色退去的现象是溶液的酸碱性改变所致,还是HClO的漂白性所致答案:B解析
4、:由水生成O2,是H2O中的O被氧化,而金属钠只能作还原剂,该猜想违背科学道理,无意义。4.下列仪器和装置,用橡胶管经过简单连接,可制备收集多种不同的纯净、干燥的气体(考虑有毒尾气吸收)。关于这些装置的连接,下列说法正确的是()A.制备收集Cl2:连接afedB.制备收集H2:连接bcgC.制备收集CO2:连接bdeD.制备收集NH3:连接bdec答案:A解析:用排水法收集不到干燥的气体,B项不正确;CO2不能用碱石灰来干燥,C项不正确;由于氨气极易与浓硫酸反应,吸收尾气时导管插入液面下易发生倒吸,D项不正确。5.(2015山东烟台模拟)利用实验器材(规格和数量不限)能完成相应实验的一项是()
5、选项实验器材(省略夹持装置)相应实验A三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳用CuSO45H2O制取无水CuSO4粉末B烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶用浓盐酸配制0.1 molL-1的HCl溶液C烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇D烧杯、酸式滴定管、碱式滴定管用H2SO4标准液滴定未知浓度的NaOH溶液导学号95380284答案:C解析:A项中无加热装置,不能完成实验;B项中没有量取浓盐酸的仪器,也不能完成;D项没有锥形瓶,不能进行滴定,也不正确。6.(2015安徽联考)下列实验方案不能达到实验目的的是()A.图A装置用Cu和浓硝酸可制取NOB.图B装置可用
6、于实验室制备Cl2C.图C装置可用于实验室制取乙酸乙酯D.图D装置可用于实验室分离CO和CO2答案:C7.化学实验中常将某些溶液或试剂进行酸化或碱化。下列处理中正确的是()A.检验KClO3中的氯元素,可加入AgNO3和稀硝酸B.为提高KMnO4溶液的氧化能力,用浓盐酸将KMnO4溶液酸化C.检验蔗糖在稀硫酸中水解产生的葡萄糖,应先用NaOH溶液碱化后才能进一步检验D.检验溶液中是否含有S时,先加氯化钡溶液,再加稀盐酸酸化答案:C解析:KClO3中的氯元素以Cl的形式存在,无单个的Cl-,不能用AgNO3检验,A项错误;为提高KMnO4溶液的氧化能力,应用硫酸酸化,B项错误;检验溶液中是否含有
7、S时,先加稀盐酸酸化,排除银离子、碳酸根离子等的干扰,再加氯化钡溶液,D项错误。8.(2015广州联考)下列实验能达到实验目的的是()A.检验N时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体B.向做完蔗糖水解后的溶液中直接加入新制的Cu(OH)2并加热,以检验蔗糖是否水解C.将混有HCl的CO2通入饱和Na2CO3溶液中除去HClD.将Al2(SO4)2溶液蒸干制备Al2(SO4)3固体答案:D解析:A项,用湿润的红色石蕊试纸检验氨气,氨气的检验不合理;B项,蔗糖水解后显酸性,检验葡萄糖应在碱性溶液中,则水解后先加碱至碱性再加入新制的Cu(OH)2并加热,以检验蔗糖是否
8、水解;C项,二者均与碳酸钠反应,不能除杂,应选饱和碳酸氢钠溶液;D项,水解生成硫酸不挥发,则将Al2(SO4)3溶液蒸干制备Al2(SO4)3固体。9.下列制取二氧化碳的装置中,不能做到“随时控制反应的发生与停止”的是()答案:A解析:A项装置当关闭止水夹时,继续反应生成的气体不能将盐酸完全排到漏斗中,反应物之间不能分离,反应不会停止,故不是“随时控制反应的发生与停止”的制气装置。二、非选择题(本题包括4个小题,共55分)10.(2015山东日照模拟)(12分)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO,某研究小组设计了如图所示的装置制取NO。(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为。(
9、2)补充完成实验步骤:检查装置的气密性,方法是。打开活塞A,从U形管长管一端注入稀硝酸,一直注到为止。关闭活塞A,用酒精灯在U形管短管一侧加热,当观察到铜丝上有气泡产生时,停止加热。(3)记录观察到的实验现象:可在U形管短管上方观察到色气体产生。若铜丝和稀硝酸均未完全反应,在时反应也可自行停止。反应自行停止后,如果慢慢打开活塞A,可立即观察到。答案:(1)3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O(2)关闭玻璃管活塞A,向U形管长管一端加水至液面高于短管,静置一段时间后,若液面相对位置不变,则不漏气U形管短管一端没有气体(3)无NO将稀硝酸排入长管,使稀硝酸与铜脱离接触U形管短管一端液面上升
10、,干燥管的球形容器中有红棕色气体生成(其他合理答案也可)解析:(2)检查装置的气密性,应该先形成密闭体系,再通过观察液面的变化来判断是否漏气。(3)U形管上方产生的是一氧化氮气体,颜色为无色。NO将稀硝酸排入长管,使稀硝酸与铜脱离接触时,反应可自行停止。11.(15分)拟用下图装置制取表中的四种干燥纯净的气体(图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置已略去,必要时可以加热;a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。气体abcdH2稀硝酸锌粒NaOH溶液浓硫酸Cl2浓盐酸MnO2NaOH溶液浓硫酸NH3饱和NH4Cl溶液消石灰H2O固体NaOHNO稀硝酸铜屑H2OP2O5(1)上述方法中可以得到干燥
11、、纯净的气体是。(2)指出不能用上述方法制取的气体,并说明理由(可以不填满)。气体,理由是。气体,理由是。气体,理由是。气体,理由是。答案:(1)NO(2)H2稀硝酸与锌粒反应得不到H2Cl2反应生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了NH3反应生成的NH3被c中的H2O吸收了解析:实验室制H2时不能用稀硝酸;氯气不能用NaOH溶液作为除杂试剂,因为Cl2和NaOH能够反应;由于氨气极易溶于水,不能用水作氨气的除杂试剂;稀硝酸和铜屑反应可生成NO,通过水可除去可能生成的NO2,可用P2O5作吸水剂干燥NO。12.(2015全国)(16分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.410-2
12、,K2=5.410-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色,熔点为101 ,易溶于水,受热脱水、升华,170 以上分解。回答下列问题:(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是,由此可知草酸晶体分解的产物中有。装置B的主要作用是。(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、。装置H反应管中盛有的物质是。能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是。(3)设计实验证明:草酸的
13、酸性比碳酸的强。草酸为二元酸。导学号95380285答案:(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊CO2冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验(2)F、D、G、H、D、ICuOH中黑色粉末变为红色,其后的装置D中的石灰水变浑浊(3)向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液,有气泡产生用NaOH标准溶液滴定同浓度的草酸溶液,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍解析:(1)澄清石灰水通常可以用来检验二氧化碳,所以推测产物中有二氧化碳;草酸易升华,加热易变成气体随分解产物进入C装置,影响二氧化碳的检验。(2)要想检验一氧化碳,必须先除净二氧化碳和水蒸气,选F、D、G装
14、置,再利用一氧化碳的还原性检验它的存在,选H、D装置,还要进行一氧化碳的尾气处理,选I装置。若存在一氧化碳,则黑色的氧化铜被还原为红色的铜,一氧化碳被氧化成二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。(3)根据相对强酸制弱酸的原理,用碳酸盐溶液和草酸混合,只要能看到气泡产生即可。利用酸碱中和的原理,证明氢氧化钠的物质的量是草酸的2倍。13.(2015河南洛阳期中)(12分)为探究H2O2、SO2、Br2氧化性强弱,某小组同学设计如下实验(夹持及尾气处理装置已略去,气密性已检验)。实验操作实验现象.打开A中分液漏斗活塞,滴加浓硫酸A中有气泡产生,B中红棕色溴水退色,C中有白色沉淀.取C中沉淀加入盐酸C中白色沉淀
15、不溶解.打开B中分液漏斗活塞,逐滴滴加H2O2溶液开始时颜色无明显变化,继续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色(1)A中发生反应的化学方程式是。(2)甲同学通过C中产生白色沉淀,得出结论,氧化性:H2O2SO2。乙同学认为不能得出此结论,认为在滴加浓硫酸之前应增加一步操作,该操作是。丙同学认为还应该在B和C之间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是。中滴入少量H2O2没有明显变化。提出假设:观点1:H2O2的量少不能氧化Br-观点2:B中有未反应的H2SO3为验证观点2,应进行的实验操作及现象是。(3)通过上述全部实验,得出结论:H2O2、SO2、Br2氧化性由强到弱的顺序是。答案:(
16、1)Na2SO3(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2+H2O(2)打开弹簧夹,通入N2,待排净装置内空气后,关闭弹簧夹CCl4(苯或饱和NaHSO3溶液)取少量滴加H2O2溶液前的B中溶液于试管中,加热,将气体通入品红溶液中,品红溶液退色(3)H2O2Br2SO2解析:(1) A中浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应产生SO2气体,该反应的化学方程式是Na2SO3(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2+H2O。(2)由于在装置中含有空气,空气中的氧气和SO2在溶液中也会发生反应生成S,所以乙同学认为不能得出此结论,认为在滴加浓硫酸之前应增加一步操作,该操作是打开弹簧夹,通入N2,待排净装置内空气后,关闭弹簧夹;由于溴单质有挥发性,溴单质也可以将SO2氧化产生同样的实验现象,所以丙同学认为还应该在B和C之间增加洗气瓶D来除去挥发的溴蒸气,D中盛放的试剂是CCl4或苯或饱和NaHSO3溶液;由于H2SO3不稳定,受热容易分解产生有漂白性的SO2,所以为验证观点2,应进行的实验操作及现象是取少量滴加H2O2溶液前的B中溶液于试管中,加热,将气体通入品红溶液中,品红溶液退色。(3)物质在发生氧化还原反应中有强制弱规律,所以通过实验得出结论:H2O2、SO2、Br2氧化性由强到弱的顺序是H2O2Br2SO2。7