高考化学总复习10.4化学实验方案的设计与评价课时作业

化学实验方案的设计与评价
一、选择题
1．下列说法不正确的是( )
A．金属汞洒落，必须尽可能收集起来，并将硫黄粉撒在洒落的地方，使金属汞转变成不挥发的硫化汞
B．滴定管、移液管在使用前要用待装液润洗，而容量瓶不用润洗
C．检验红砖中的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为：样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
D．碘单质与食盐的分离常用升华法，而从碘水中提取碘单质则常用萃取法
解析：Fe2O3不溶于水，能溶于盐酸，所以正确的操作步骤为：样品→粉碎→加适量稀盐酸溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液，故C错。

答案：C
2．用下图所示装置进行实验，将少量液体甲逐滴加入到固体乙中，试管中试剂为丙，则下表中现象与结论均正确的是( )
2
Al(OH)3沉淀反应，错误；C选项，CO2不与BaCl2溶液反应，错误；D选项，浓硝酸与铜反应生成NO2，与水反应生成NO，NO遇空气变为红棕色NO2，正确。

答案：D
3．(2014年高考广东卷)下列实验操作、现象和结论均正确的是(双选)( )
23323中滴加氨水，发生反应：Ag ＋
＋NH 3·H 2O===AgOH↓＋NH ＋
4，AgOH ＋2NH 3·H 2O===[Ag(NH 3)2]＋
＋OH －
＋2H 2O ，所以溶液先变浑浊，后变澄清，B 项错误；C 项，3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ，不属于置换反应，C 项错误；D 项，
FeCl 3能氧化KI ：2Fe 3＋
＋2I －
===2Fe 2＋
＋I 2，说明氧化性：Fe 3＋
>I 2，D 项正确。

答案：AD
4．下列实验操作不能达到预期实验目的的是( )
3Fe>Cu 。

答案：B
5．下列各项中“操作或现象”能达到预期“实验目的”的是( )
32343
能证明BaCO3的K sp更小。

D项是SO2与品红生成的无色化合物不稳定，不能证明H2SO3不稳定。

答案：C
6．下列实验不能达到预期目的的是( )
A．利用Ⅰ制取Fe(OH)2
B．利用Ⅱ装置制取C2H4
C．利用Ⅲ装置进行铜与浓硝酸反应的实验
D．利用Ⅳ装置收集NH3
解析：乙醇与浓硫酸共热制取乙烯，需控制反应温度在170 ℃，温度计水银球应该插入反应混合液中，B错。

答案：B
7．(2014年高考新课标全国卷Ⅰ)利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是( )
232sp sp 2A 错误。

浓硫酸滴入蔗糖中，②处试管中观察到白色固体变黑，证明浓硫酸有脱水性；③处试管中溴水褪色，说明有SO 2生成(SO 2＋Br 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HBr)，从而证明浓硫酸有氧化性，B 正确。

SO 2与Ba(NO 3)2溶液反应可生成白色沉淀BaSO 4[3Ba(NO 3)2＋3SO 2＋2H 2O===3BaSO 4↓＋2NO↑＋4HNO 3]，但BaCl 2与SO 2不反应，C 错误。

浓硝酸挥发产生的HNO 3蒸气也可直接与Na 2SiO 3溶液作用生成H 2SiO 3，故不能得出碳酸酸性大于硅酸的结论，D 错误。

答案：B
8．下图的实验装置用来分离CO 2和CO 气体并干燥。

图中a 为止水夹，b 为分液漏斗的活塞，通过Y 形管和止水夹分别接c 、d 两球胆，现装置内的空气已排尽。

为使实验成功，甲、乙、丙中盛放的溶液分别是( )
A ．NaHCO 3饱和溶液、12 mol·L －1
盐酸、18.4 mol·L －1
硫酸 B ．Na 2CO 3饱和溶液、2 mol·L －1硫酸、NaOH 饱和溶液 C ．NaOH 饱和溶液、2 mol·L －1
硫酸、18.4 mol·L －1
硫酸 D ．18.4 mol·L －1
硫酸、NaOH 饱和溶液、18.4 mol·L －1
硫酸
解析：由图示可知甲中所盛试剂用于吸收混合气中的CO 2，可排除A 、D 两项；丙中所盛试剂用于干燥CO 和CO 2气体，排除B 项。

答案：C
9．某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案。

下列有关判断中不正确的是( )
方案Ⅰ：铜铝混合物――→足量溶液A
充分反应
测定生成气体的体积
方案Ⅱ：铜铝混合物――→足量溶液B
充分反应测定剩余固体的质量
A ．溶液A 和
B 均可以是盐酸或NaOH 溶液 B ．溶液A 和B 不可以均选用稀硝酸
C ．若溶液B 选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏大
D ．实验室方案Ⅱ更便于实施
解析：B 选项，稀硝酸与铜、铝均反应，正确；C 选项，浓硝酸与铜反应，铜完全反应，与铝发生钝化，但最终无法判断测得铜的质量分数是偏大还是偏小，错误；D 选项，测量固体的质量比测量气体的体积更方便，正确。

答案：C 二、非选择题
10．亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。

现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及生成气体产物的成分。

已知：
①NO＋NO 2＋2OH －
===2NO －
2＋H 2O
②气体液化的温度：NO 2 21 ℃、NO －152 ℃
(1)为了检验装置A 中生成的气体产物，仪器的连接顺序为(从左向右连接)：A→C→________→________→________；组装好仪器后，接下来进行的操作是________________________________________________________________________。

(2)关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A 中产生红棕色气体。

①确认A 中产生气体含有NO ，依据的现象是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②装置E 的作用是
________________________________________________________________________。

(3)如果向D中通入过量O2，则装置B中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

如果没有装置C，对实验结论造成的影响是________________________________________________________________________。

(4)通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

解析：(1)根据题中所给仪器及所用药品可知，A为反应发生装置，B为除杂装置(尾气处理装置)，C为干燥装置，D为检验NO装置，E为分离NO和NO2装置，所以连接顺序为A→C→E→D→B，装置连好后再检验装置气密性。

(2)关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体，说明生成了NO2气体。

①在D装置中通O2，若气体变为红棕色，说明有NO生成。

②装置E的作用是冷凝，使NO2完全液化。

(3)如果向D中通入过量O2，发生反应的化学方程式为4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O。

如不干燥，水会与NO2反应产生NO，影响NO的确定。

(4)A中发生反应的化学方程式为2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O。

答案：(1)E D B 检验装置的气密性
(2)①D中出现红棕色气体②冷凝，使NO2完全液化
(3)4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O 水会与NO2反应产生NO，影响NO的确定
(4)2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O
11．某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。

光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O2－7转化为Cr3＋。

某课题组研究发现，少量铁明矾[Al
2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。

为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
(1)在25 ℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

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(2)上述反应后草酸被氧化为________(填化学式)。

(3)实验①和②的结果表明________；实验①中0～t1时间段反应速率v(Cr3＋)＝________mol·L－1·min－1(用代数式表示)。

(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Fe2＋起催化作用；
假设二：
________________________________________________________________________；
假设三：
________________________________________________________________________；
……
(5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。

[除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。

溶液中Cr2O2－7的浓度可用仪器测定]
实验方案(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论
探究一定浓度草酸溶液用量对反应速率的影响，则实验②、③中试剂总用量应相同。

(2)草酸中C为＋3价，则其被氧化为CO2。

(3)实验①和②表明pH越小，则Cr2O2－7转化为Cr3＋的
反应速率越快；v(Cr3＋)＝2v(Cr2O2－7)＝c0－c1
t1
×2＝
2c0－c1
t1
(mol·L－1·min－1)。

(4)根据
铁明矾的组成可知，起催化作用的还可能为Al3＋、SO2－4。

(5)进行对比实验，加入K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替铁明矾，验证起催化作用的是否为Fe2＋。

答案：(1)20 20 (2)CO2
(3)溶液pH对该反应的速率有影响2c0－c 1
t1
(4)Al3＋起催化作用SO2－4起催化作用
(5)
实验方案(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论
用等物质的量
K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验。

反应进行相同时间后，若溶液中
c(Cr2O2－7)大于实验①中的c(Cr2O2－7)，则假设一成立；若两溶液中的c(Cr2O2－7)相同，则假设一不成立。