2013年高考化學總復(fù)習 第三節(jié) 物質(zhì)的制備 實驗方案的設(shè)計與評價（含解析） 新人教版

【高考總復(fù)習】2013高考化學專題復(fù)習：第三節(jié) 物質(zhì)的制備 實驗方案的設(shè)計與評價（人教版）1在實驗室可利用氧化還原反應(yīng)制取的氣體是()H2NH3O2CO2Cl2NOA BC D解析：考查學生對課本常提到的氣體實驗室制法的熟練程度。是在實驗室可利用氧化還原反應(yīng)制取的氣體，NH3、CO2都是利用復(fù)分解反應(yīng)制取的。答案：D2為了凈化和收集由鹽酸和大理石制得的CO2氣體，從下圖中選擇合適的裝置并連接，合理的是() Aaadde BbbddgCccddg Dddccf解析：由鹽酸和大理石制得的CO2氣體中混有HCl和H2O，HCl可用水或飽和碳酸氫鈉溶液除去，H2O可用濃硫酸吸收。由于CO2氣體能溶于水，因此不能用排水法收集，考慮到CO2氣體的密度比空氣大，故用向上排空氣法收集，綜合以上幾點可得選項C正確。答案：C3在實驗室中可按如圖所示裝置來干燥、收集氣體R，多余氣體R可用水吸收，則R是() AHCl BCl2CCO DNH3解析：干燥劑是固態(tài)的，同時尾氣吸收使用倒置的漏斗，說明該氣體極易溶于水，此外由圖中集氣瓶進、出氣導(dǎo)管的長短分析，該氣體密度應(yīng)小于空氣。一些學生看到倒置的漏斗，誤認為是HCl，事實上HCl的密度大于空氣，不能用這種排氣集氣法。答案：D4下列制備和收集氣體的實驗裝置合理的是() 解析：A中固體混合物加熱時，試管口應(yīng)略向下傾斜且在收集NH3的試管口放一團棉花；B中NO收集應(yīng)用排水法，排空氣法收集到的是NO2；H2密度小于空氣，應(yīng)用向下排空氣法收集。答案：D5某化學小組在常溫下測定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了如下實驗方案：方案：銅鋁混合物測定生成氣體的體積方案：銅鋁混合物測定剩余固體的質(zhì)量下列有關(guān)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溶液A和B均可以選用稀硝酸C若溶液B選用濃硝酸，則測得銅的質(zhì)量分數(shù)偏小D實驗室方案更便于實施解析：因鋁具有兩性，而銅不能與堿、無氧化性酸反應(yīng)，所以A和B是鹽酸或氫氧化鈉時，都與鋁反應(yīng)，故A可行；又因測固體質(zhì)量比測氣體體積易進行，故D正確；若A和B都是稀硝酸時則方案無法實施，故B錯；若B是濃硝酸則鋁鈍化，導(dǎo)致剩余固體質(zhì)量增加，所以測得銅的質(zhì)量分數(shù)偏小，故C正確。答案：B6實驗是化學研究的基礎(chǔ)，關(guān)于下列各實驗裝置圖的敘述中，正確的是()A裝置常用于分離互不相溶液體混合物B裝置可用于吸收HCl氣體，并防止倒吸C以NH4HCO3為原料，裝置可用于實驗室制備少量NH3D裝置b口進氣可收集CO2、NO等氣體解析：本題考查物質(zhì)分離、氣體的制取、收集以及尾氣的吸收等知識。裝置為蒸餾裝置，用于分離沸點不同的液體混合物；裝置中苯在水的上面，起不到防止倒吸的作用(與沒有苯的效果是一樣的)；裝置中堿石灰吸收CO2和H2O，可用于制取NH3；裝置收集CO2時應(yīng)從a口進氣，不管從a口或b口進氣都不能用于收集NO(NO與O2反應(yīng)，因而不能用排空氣法收集)。答案：C7(2012年山東省萊州一中高三第三次質(zhì)檢)某同學對下列四個實驗都設(shè)計了兩種方案，其中兩種方案均合理的是()選項ABCD實驗?zāi)康某ヌ妓徕c中少量的碳酸氫鈉清洗鐵制品表面的鐵銹檢驗苯中含有少量甲苯鑒別二氧化氮和溴蒸汽方案1溶解后加入鹽酸加適量稀鹽酸加入Br2/CCl4加水方案2加熱用水洗滌加入酸性KMnO4加壓答案：D8用試紙檢驗氣體性質(zhì)是一種重要的實驗方法。如下圖所示的實驗中(可加熱)，下列試紙的選用、現(xiàn)象、對應(yīng)結(jié)論都正確的一項是() 選項試劑B濕潤的試紙A現(xiàn)象結(jié)論A碘水淀粉試紙變藍碘具有氧化性B濃氨水，生石灰藍色石蕊試紙變紅氨氣為堿性氣體CNa2SO3，硫酸品紅試紙褪色SO2具有漂白性DCu，濃硝酸KI­淀粉試紙變藍NO2為酸性氣體解析：碘遇淀粉溶液變藍是因碘分子進入到淀粉分子間而顯藍色，這是碘的一個特殊性質(zhì)而不是它的氧化性，A錯誤；氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，B錯誤；二氧化氮能使碘化鉀淀粉試紙變藍，因其具有氧化性，將碘離子氧化為單質(zhì)碘，D錯誤。答案：C9(2012上海黃埔嘉定區(qū)質(zhì)量抽查)用下圖裝置測定水中氫、氧元素的質(zhì)量比，其方法是分別測定通氫氣前后玻璃管的質(zhì)量差和U形管的質(zhì)量差，實驗測得m(H)m(O)>18。下列對導(dǎo)致這一結(jié)果的原因的分析中，一定錯誤的是()A、裝置之間缺少干燥裝置B裝置后缺少干燥裝置C裝置中玻璃管內(nèi)有水冷凝DCuO沒有全部被還原解析：解決此類題的關(guān)鍵是分析透徹此實驗的反應(yīng)原理：CuOH2CuH2O，依據(jù)反應(yīng)前后玻璃管的質(zhì)量差可知生成水中氧元素的質(zhì)量m(O)，U形管的質(zhì)量差為生成水的質(zhì)量m(H2O)，所以水中氫元素的質(zhì)量為m(H)m(H2O)m(O)。A項因為H2中含有水蒸氣，所以m(H2O)的質(zhì)量偏大，即A可能導(dǎo)致題中結(jié)果；B可能吸收空氣中的水蒸氣即m(H2O)的質(zhì)量偏大，所以B可能導(dǎo)致題中結(jié)果；C選項相當于裝置反應(yīng)后增加了玻璃管內(nèi)冷凝水中的氫的質(zhì)量，使m(O)減小，可導(dǎo)致題中結(jié)果；D對實驗結(jié)果無影響。答案：D10(2011年北京理綜)下列實驗方案中，不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的是()A取a克混合物充分加熱，減重b克B取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體C取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克D取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、烘干，得b克固體解析：C項沒有干燥氣體，堿石灰會吸收水，導(dǎo)致CO2的質(zhì)量偏大。答案：C11(2011年大綱全國理綜)請回答下列實驗室中制取氣體的有關(guān)問題。(1)下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡易裝置。裝置B、C、D的作用分別是：B_；C_；D_。(2)在實驗室欲制取適量NO氣體。下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是_(填序號)；根據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填)：應(yīng)加入的物質(zhì)所起的作用ABCD簡單描述應(yīng)觀察到的實驗現(xiàn)象_。解析：(1)KMnO4與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。裝置B采用向上排空氣法收集Cl2，裝置C起安全瓶作用，防止D中的液體倒吸進入B中。Cl2具有毒性，裝置D中NaOH溶液用于吸收多余的Cl2，防止污染環(huán)境。(2)實驗室制取NO氣體通常用銅與稀硝酸反應(yīng)：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。由于NO易與空氣中的O2反應(yīng)生成NO2，不宜用排空氣法收集NO氣體，應(yīng)用排水法收集NO，故裝置和錯誤。裝置和比較，更簡單，A中Cu與稀硝酸反應(yīng)生成NO氣體，B中盛滿水，用排水法收集NO。答案：(1)向上排氣收集氯氣安全瓶作用，防止D中的液體倒吸進入集氣管B中吸收尾氣，防止氯氣擴散到空氣中污染環(huán)境(2)應(yīng)加入的物質(zhì)所起的作用A銅屑和稀硝酸制取NO氣體B水排水收集NO氣體C主要是接收B中排出的水D反應(yīng)開始時，A中銅表面出現(xiàn)無色小氣泡，反應(yīng)速率逐漸加快；A管上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反應(yīng)的進行又逐漸變?yōu)闊o色；A中的液體由無色變?yōu)闇\藍色；B中的水面逐漸下降，B管中的水逐漸流入燒杯C中12(2011年新課標全國理綜)氫化鈣固體是登山運動員常用的能源提供劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。請回答下列問題：(1)請選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為_(填儀器接口的字母編號)。(2)根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗，實驗步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；打開分液漏斗活塞；_(請按正確的順序填入下列步驟的標號)。A加熱反應(yīng)一段時間 B收集氣體并檢驗其純度C關(guān)閉分液漏斗活塞 D停止加熱，充分冷卻(3)實驗結(jié)束后，某同學取少量產(chǎn)物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，溶液中加入酚酞后顯紅色。該同學據(jù)此判斷，上述實驗確有CaH2生成。寫出CaH2與水反應(yīng)的化學方程式_；該同學的判斷不準確，原因是_。(4)請你設(shè)計一個實驗，用化學方法區(qū)分鈣與氫化鈣，寫出實驗簡要步驟及觀察到的現(xiàn)象_。(5)登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點是_。解析：從題給裝置圖分析制備氫化鈣的原料是氫氣和金屬鈣，制備出的氫氣需要先凈化HCl氣體用NaOH溶液吸收，再干燥選擇濃硫酸，盛有CaCl2的干燥管連接在裝有鈣的大試管上，防止外界的水蒸氣干擾實驗。(1)按氣流方向連接順序為ie，fd，cj，ka。(2)氫氣易燃燒，反應(yīng)開始后應(yīng)先檢驗其純度，再加熱鈣進行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束時應(yīng)先停止加熱，此時要保證繼續(xù)通氫氣，防止倒吸入空氣，影響氫化鈣的純度，充分冷卻后再關(guān)閉活塞停止通氫氣。所以順序為BADC。(3)氫化鈣中氫元素為1價，發(fā)生氧化還原反應(yīng)：CaH22H2O=Ca(OH)22H2?；顫娊饘貱a與水反應(yīng)也生成氫氣和氫氧化鈣，產(chǎn)生類似現(xiàn)象。(4)兩者的不同之處在于氫化鈣中含有氫元素，區(qū)分它們需在干燥環(huán)境中，取適量氫化鈣與氧氣在加熱條件下反應(yīng)，將生成的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管中，觀察到固體由白色變?yōu)樗{色；取適量的鈣做類似實驗，無明顯現(xiàn)象。(5)氫化鈣為固體，攜帶方便。答案：(1)ie，fd，cj，k(或k，j)a(2)BADC(3)CaH22H2O=Ca(OH)22H2金屬鈣與水反應(yīng)也有類似現(xiàn)象(4)取適量氫化鈣，在加熱條件下與干燥氧氣反應(yīng)，將反應(yīng)氣體產(chǎn)物通過裝有無水硫酸銅的干燥管，觀察到固體由白色變?yōu)樗{色；取鈣做類似實驗，觀察不到固體由白色變?yōu)樗{色(5)氫化鈣是固體，便于攜帶13(2010年山東理綜)聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學式為Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO4·7H2O)過程如下：(1)驗證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO2的方法是_。(2)實驗室制備、收集干燥的SO2，所需儀器如下。裝置A產(chǎn)生SO2，按氣流方向連接各儀器接口，順序為a_f。裝置D的作用是_，裝置E中NaOH溶液的作用是_。(3)制備綠礬時，向溶液X中加入過量_，充分反應(yīng)后，經(jīng)_操作得到溶液Y，再經(jīng)濃縮、結(jié)晶等步驟得到綠礬。(4)溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)，用pH試紙測定溶液pH的操作方法為_。若溶液Z的pH偏小，將導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)偏_。解析：(1)檢驗SO2氣體一般情況下是將混合氣體通入品紅溶液中。(2)裝置B為收集裝置，C為干燥裝置，D為防倒吸裝置，E為尾氣吸收裝置。(3)加過量鐵屑，使溶液中的Fe3全部轉(zhuǎn)化為Fe2，把剩余的鐵屑過濾除去。(4)pH減小，聚鐵分子式中Fe2(OH)n(SO4)30.5nm的SO就增多，OH就減少，利用極限法，F(xiàn)e(OH)3和Fe2(SO4)3質(zhì)量相同時，F(xiàn)e(OH)3中鐵元素質(zhì)量分數(shù)大，所以pH減小，聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)偏小。答案：(1)將氣體通入少量品紅溶液中，溶液褪色，加熱恢復(fù)原色(2)decb防止倒吸吸收多余的SO2(3)鐵屑過濾(4)將試紙放在點滴板(或表面皿)上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取少許待測液，點在pH試紙的中部，待變色后與標準比色卡對比，讀出讀數(shù)低或小14(2012年福建卷)實驗室常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2(發(fā)生裝置如圖所示)。(1)制備實驗開始時，先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是_(填序號)。A往燒瓶中加入MnO2粉末B加熱C往燒瓶中加入濃鹽酸(2)制備反應(yīng)會因鹽酸濃度下降而停止。為測定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學提出下列實驗方案：甲方案：與足量AgNO3溶液反應(yīng)，稱量生成的AgCl質(zhì)量。乙方案：采用酸堿中和滴定法測定。丙方案：與已知量CaCO3(過量)反應(yīng)，稱量剩余的CaCO3質(zhì)量。丁方案：與足量Zn反應(yīng)，測量生成的H2體積。繼而進行下列判斷和實驗：判定甲方案不可行，理由是_。進行乙方案實驗：準確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣。a量取試樣20.00 mL，用0.1000 mol·L1NaOH標準溶液滴定，消耗22.00 mL，該次滴定測得試樣中鹽酸濃度為_mol·L1；b平行滴定后獲得實驗結(jié)果。判斷丙方案的實驗結(jié)果_(填“偏大”、“偏小”或“準確”)。已知：Ksp(CaCO3)2.8×109、Ksp(MnCO3)2.3×1011進行丁方案實驗：裝置如右圖所示(夾持器具已略去)。()使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是將_轉(zhuǎn)移到_中。()反應(yīng)完畢，每間隔1分鐘讀取氣體體積，氣體體積逐次減小，直至不變。氣體體積逐次減小的原因是_(排除儀器和實驗操作的影響因素)。解析：(1)MnO2與濃鹽酸加熱時生成Cl2，根據(jù)實驗安全，先檢查裝置氣密性，再加入藥品，應(yīng)先加入MnO2粉末，再加入濃鹽酸，最后加熱。故順序為ACB。(2)MnO2與濃鹽酸反應(yīng)后，溶液中存在MnCl2和HCl，Cl來源于MnCl2和HCl。HClNaOH=NaClH2Oc(HCl)0.1100 mol·L1。加入CaCO3除與HCl反應(yīng)外，Ksp(CaCO3)Ksp(MnCO3)，CaCO3轉(zhuǎn)化為MnCO3，使剩余固體的質(zhì)量偏大，即相當于反應(yīng)掉的CaCO3質(zhì)量偏小，測得c(HCl)偏小。為使殘余清液與足量Zn粒完全反應(yīng)，應(yīng)將Zn粒轉(zhuǎn)移到殘余清液中。Zn和鹽酸反應(yīng)放熱，使生成H2體積變大，故反應(yīng)完畢后，每隔1分鐘讀氣體體積，因氣體溫度降低，氣體體積逐次減小。答案：(1)ACB(按序?qū)懗鋈?(2)殘余清液中，n(Cl)n(H)(或其他合理答案)0.1100偏小()Zn粒殘余清液(按序?qū)懗鰞身?()裝置內(nèi)氣體尚未冷至室溫