精修版高考化學(xué)江西：第十章 課時3 化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價

精品文檔高考化學(xué)課時3 化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價(時間：45分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共7個小題，每題6分，共42分，每個小題只有一個選項符合題意。)1下列相關(guān)家庭實驗設(shè)計能達(dá)到預(yù)期目的的是 ()。相關(guān)實驗預(yù)期目的A在少量食用堿中滴加食醋探究食用堿是碳酸鈉還是碳酸氫鈉B在食用鹽中滴加少量淀粉液探究食用鹽是否為加碘鹽C用激光筆照射淀粉液探究淀粉液是膠體還是溶液D將雞蛋白溶于水后，滴加AgNO3溶液驗證蛋白質(zhì)中含有氯元素解析碳酸鈉、碳酸氫鈉均能與乙酸反應(yīng)生成二氧化碳，A不能達(dá)到預(yù)期目的；食用鹽中加入的是化合態(tài)的碘，不能用淀粉檢驗，B不能達(dá)到預(yù)期目的；蛋白質(zhì)不是電解質(zhì)，不能電離出氯離子，D不能達(dá)到預(yù)期目的。答案C2某同學(xué)通過實驗探究硫及其化合物的性質(zhì)，實驗現(xiàn)象正確且能達(dá)到目的的是()。A點燃硫黃，產(chǎn)生有刺激性氣味氣體，該氣體可以漂白紙漿B將CuSO4·5H2O加入濃硫酸中，藍(lán)色晶體變?yōu)榘咨?，說明濃硫酸具有強的脫水性C把SO2通入盛有滴加了酚酞試劑的NaOH溶液中，溶液褪色，說明SO2具有漂白作用D將Cu片加入濃硫酸中，反應(yīng)劇烈，說明濃硫酸具有強的氧化性解析點燃硫黃生成SO2，A正確；選項B說明濃硫酸有吸水性；選項C體現(xiàn)了SO2的酸性氧化物的性質(zhì)；Cu和濃H2SO4的反應(yīng)需要加熱，且根據(jù)反應(yīng)的劇烈程度不能判斷物質(zhì)的氧化性或還原性的強弱，D錯。答案A3(2012·濰坊模擬)某化學(xué)興趣小組設(shè)計了下列四個實驗裝置，試圖通過觀察實驗現(xiàn)象說明CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)。其中無法達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?)。解析D中的b容器因為與外界大氣不通，不能達(dá)到實驗?zāi)康摹４鸢窪4下列實驗方案設(shè)計中，可行的是 ()。A在水中加入氯化鐵晶體，加熱至沸騰，可得到氫氧化鐵膠體B氫氧化鐵膠體中的H、Cl可用過濾的方法除去C用蒸發(fā)的方法使NaCl從溶液中析出時，將蒸發(fā)皿中NaCl溶液全部加熱 蒸干D鑒別氯化鐵溶液與氫氧化鐵膠體較簡便的方法是用激光束照射解析A項實驗操作不會制得膠體，會得到沉淀；膠體粒子也能通過濾紙，B項錯誤；C項，蒸發(fā)溶液到溶液快要蒸干時用余熱蒸干即可。答案D5(2013·阜陽模擬)下列有關(guān)實驗設(shè)計、實驗現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是()。選項實驗設(shè)計實驗現(xiàn)象解釋或結(jié)論A向過量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反應(yīng)后，滴入KSCN溶液溶液呈紅色稀HNO3將Fe氧化為Fe3B向AgI沉淀中滴入飽和KCl溶液有白色沉淀出現(xiàn)AgCl比AgI更難溶C向某溶液中加入CCl4液體分層，下層CCl4顯紫色原溶液中存在ID用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上試紙變藍(lán)色濃氨水呈堿性解析硝酸和鐵反應(yīng)生成硝酸鐵，鐵過量時，鐵和Fe3反應(yīng)生成亞鐵離子，滴入硫氰化鉀溶液不呈紅色，A項錯。碘化銀的溶解度小于氯化銀，B項錯。原溶液中含有碘單質(zhì)，不是碘離子，C項錯。紅色石蕊試紙遇堿變藍(lán)色，D項正確。答案D6(2013·吉林模擬)下列實驗設(shè)計及描述不正確的是 ()。A圖甲所示的實驗，探究氧化性：KMnO4>Cl2>I2B圖乙所示的實驗，根據(jù)小試管中液面的變化判斷鐵釘發(fā)生析氫腐蝕C圖丙所示的實驗，根據(jù)溫度計讀數(shù)的變化用稀鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)測定中和熱D圖丁所示的實驗，根據(jù)試管中液體顏色的變化比較Cl2、Fe3、I2的氧化性強弱解析圖甲中濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)，氧化劑為高錳酸鉀，氧化產(chǎn)物為氯氣，氯氣與KI反應(yīng)，氯氣是氧化劑，I2是氧化產(chǎn)物，故氧化性：KMnO4>Cl2>I2，A項正確；食鹽水浸泡過的鐵釘發(fā)生的是吸氧腐蝕，B項錯；圖丁通入氯氣時，下層先變?yōu)樽霞t色(I被氧化為I2)，然后上層變?yōu)辄S色(Fe2被氯氣氧化為Fe3)，D項正確。答案B7(2013·揚州模擬)下列有關(guān)實驗原理、方法和結(jié)論都正確的是 ()。A已知Cu2O2H=Cu2CuH2O，氫氣還原氧化銅后所得紅色固體能完全溶于稀硝酸，說明還原產(chǎn)物是銅B用蒸餾水、酚酞、BaCl2溶液和已知濃度鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液作試劑，可測定NaOH固體(雜質(zhì)僅為Na2CO3)的純度C實驗室中的CCl4含有少量溴，加適量的苯，振蕩、靜置后分液，可除去CCl4中的溴D取一定量水垢加鹽酸，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體，說明水垢的主要成分為CaCO3、MgCO3解析Cu和Cu2O都能溶于稀HNO3，A項錯誤，應(yīng)改為稀H2SO4，BaCl2與Na2CO3反應(yīng)生成BaCO3，反應(yīng)方程式為：BaCl2Na2CO3=BaCO32NaCl，過濾后，用標(biāo)準(zhǔn)濃度的鹽酸可滴定測出溶液中NaOH的量，B正確；CCl4也能溶于苯，無法用苯萃取CCl4中的Br2。C錯誤；D項中結(jié)論錯誤，只能說明水垢中含有CO32，但不能說明一定有MgCO3。答案B二、非選擇題(本題共4個小題，共58分)8(14分)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組擬對一種焰火原料(由兩種短周期的常見金屬單質(zhì)組成的合金粉末)進行探究。請完成下列探究報告。探究目的探究該焰火原料的組成資料檢索Mg2的檢驗方法：取2滴待檢液，加入2滴2 mol·L1的NaOH溶液，再加入1滴鎂試劑(I)染料(對硝基苯偶氮間苯二酚)，若出現(xiàn)沉淀并吸附鎂試劑()染料呈天藍(lán)色，表示待檢液中含有Mg2，Ag、Cu2、Fe3、NH4會妨礙Mg2的檢驗。Mg(OH)2可溶于濃的氯化銨溶液，其他的常見不溶堿難溶于氯化銨。探究思路確定焰火原料所含金屬的種類實驗探究(1)甲同學(xué)進行了初步實驗，實驗步驟和實驗現(xiàn)象如下。請?zhí)顚懴卤恚簩嶒炐蛱枌嶒灢襟E實驗現(xiàn)象結(jié)論取少量該焰火原料加入冷水中無明顯現(xiàn)象取少量該焰火原料加入稀鹽酸中完全溶解，有大量氣體產(chǎn)生，溶液呈無色(2)乙同學(xué)取第組實驗的溶液，加入鎂試劑()染料，得出合金中不含鎂。乙的結(jié)論_(填“正確”或“錯誤”)，你的理由是_ _。(3)丙同學(xué)設(shè)計實驗方案，確定焰火原料中的金屬種類，實驗記錄如下所示：由丙的實驗記錄可知，該焰火原料是由_和_兩種金屬組成的合金；向濾液中加入足量氫氧化鈉溶液后需煮沸，煮沸的理由是_。解析由題意知中把焰火原料加入冷水中無明顯現(xiàn)象，說明該合金中不含與冷水反應(yīng)的金屬，則鋰、鈉等活潑金屬不存在，由可知金屬能與鹽酸反應(yīng)放出氣體，則其可能由短周期金屬元素鈹、鎂、鋁三種金屬中的任意兩種組成。答案(1)不含鋰(Li)、鈉(Na)等活潑金屬可能含鈹(Be)、鎂(Mg)、鋁(Al)三種金屬中的任意兩種(2)錯誤由資料知，檢驗Mg2的反應(yīng)必須在堿性條件下進行(3)鋁(或Al)鎂(或Mg)(順序可互換)將NH4轉(zhuǎn)化為NH3，煮沸促進其逸出，防止NH4干擾Mg2的檢驗9(15分)某鐵礦石樣品除含SiO2外，主要成分是鐵的氧化物。某化學(xué)興趣小組對鐵礦石進行探究。(1)探究鐵礦石中鐵的價態(tài)某學(xué)生將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；取少許溶液，滴加KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。由此得出該鐵礦石中鐵元素價態(tài)為3的結(jié)論。你認(rèn)為此結(jié)論_(填“合理”或“不合理”)，理由是_ _。請完成下表對鐵元素價態(tài)的探究實驗：限選試劑：3 mol·L1H2SO4溶液、3%H2O2溶液、6 mol·L1HNO3溶液、0.01 mol·L1KMnO4溶液、稀NaOH溶液、0.1 mol·L1KI溶液、20%KSCN溶液、蒸餾水。實驗操作步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1：用藥匙取少許樣品于試管中，用滴管滴加適量的3 mol·L1H2SO4溶液，加熱，充分反應(yīng)后得到A溶液步驟2：_ _若_，樣品中含3價的鐵元素步驟3：_ _若_，樣品中含2價的鐵元素(2)探究鐵礦石中鐵的含量將2.25 g鐵礦石樣品經(jīng)一系列化學(xué)處理，制得鐵元素全部為Fe2的待測液250 mL，利用反應(yīng)5Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2O對鐵礦石中鐵元素的含量進行測定。取25.00 mL待測液進行滴定，平均消耗0.02 mol·L1 KMnO4溶液的體積為25.00 mL，求鐵礦石中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計算過程，并保留3位有效數(shù)字)。下列滴定方式中，最合理的是(夾持部分略去)_。在滴定過程中，_(填“需要”或“不需要”)指示劑來確定滴定終點。解析(1)稀HNO3具有強氧化性，能將樣品中2價的鐵元素氧化為3價，因此該結(jié)論不合理。利用Fe3遇SCN變紅色，選擇KSCN溶液檢驗Fe3；利用Fe2的還原性，能使紫色高錳酸鉀溶液變?yōu)闊o色，選擇KMnO4溶液檢驗Fe2。(2)KMnO4溶液盛裝在酸式滴定管中，試樣盛裝在錐形瓶中，選擇b。答案(1)不合理稀HNO3具有強氧化性，能將樣品中2價的鐵元素氧化為3價實驗操作步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論取2 mL A溶液于試管中，用膠頭滴管滴加12滴20%KSCN溶液，振蕩試管溶液變紅色另取2 mL A溶液于試管中，用膠頭滴管滴加12滴0.01 mol·L1KMnO4溶液，振蕩試管溶液的紫紅色褪去(2)n(Fe2)5n(MnO4)0.02 mol·L1×25.00×103L×50.002 5 mol，m(Fe2)0.002 5 mol×(250 mL÷25.00 mL)×56 g·mol11.4 g，鐵礦石中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%62.2%。b不需要10(14分)將含有水蒸氣的氯氣通入干燥疏松的碳酸鈉中可以得到一種固體物質(zhì)X，利用如圖實驗裝置可以探究固體物質(zhì)X的成分。(1)試劑甲的名稱為_，試劑乙的名稱為_。(2)經(jīng)測定可知固體X中至少含有NaHCO3和一種含氯的鹽類物質(zhì)，裝置D中的物質(zhì)為含氯氧化物。下面對固體X的成分進行猜想和探究。提出合理猜想。猜想1：固體X含有兩種成分：NaHCO3和_；猜想2：固體X含有三種成分：NaHCO3和_。下面是針對固體X中的成分猜想進行的實驗探究。請?zhí)顚懴卤碇械目崭?可不填滿)。實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取少量固體X樣品放入試管中，加入適量蒸餾水，使固體完全溶解為溶液，將溶液分裝到兩支試管中步驟2：步驟3：限選試劑：酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀HNO3、蒸餾水、AgNO3溶液、澄清石灰水(3)上述裝置C中，如果標(biāo)準(zhǔn)狀況下的2.24 L氯氣與0.1 mol碳酸鈉正好完全反應(yīng)，則濕潤的氯氣與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ _。解析(1)制備氯氣用濃鹽酸作還原劑，氯氣中含有HCl雜質(zhì)，一般用飽和食鹽水除去。(2)根據(jù)反應(yīng)物為Cl2、H2O、Na2CO3，而D中物質(zhì)為含氯氧化物，其中Cl顯正價，則C中含氯的鹽只有一種，且其中的Cl必顯負(fù)價，該鹽為NaCl。固體X的成分可能為：NaHCO3、NaCl或NaHCO3、NaCl、Na2CO3。由于可以確定固體X中含有NaHCO3，對固體X的成分的探究實質(zhì)是檢驗NaCl、Na2CO3的存在，即可以通過檢驗Cl、CO32來探究固體X的組成。檢驗CO32選擇BaCl2溶液，需要注意的是不能選擇Ba(OH)2溶液或澄清石灰水，否則NaHCO3會有干擾；檢驗Cl選擇稀HNO3和AgNO3溶液。(3)設(shè)含氯氧化物為Cl2Ox，則該反應(yīng)為：aCl2aNa2CO3H2O=aNaHCO3aNaClCl2Ox，根據(jù)原子守恒，則a2，x1，故該反應(yīng)為2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O。答案(1)濃鹽酸飽和食鹽水(2)NaClNaCl、Na2CO3實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟2：向A試管中滴加足量BaCl2溶液若無明顯現(xiàn)象，則固體X中不含Na2CO3；若溶液變渾濁，則固體X中含Na2CO3步驟3：向B試管中滴加足量稀硝酸，再加適量AgNO3溶液若無明顯現(xiàn)象，則固體X中不含NaCl；若溶液變渾濁，則固體X中含NaCl(3)2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O11(15分)(2013·福建三明質(zhì)檢)保護環(huán)境是全球關(guān)注的問題。.某環(huán)保部門處理含CN電鍍廢水的方法如圖(CN和CNO中N的化合價均為3價)：某學(xué)習(xí)小組依據(jù)上述方法，用下圖實驗裝置進行該電鍍廢水處理的研究。操作步驟：.先關(guān)閉裝置甲的開關(guān)，再將含CN廢水與過量NaClO溶液混合，取200 mL混合液其中c(CN)為0.200 mol·L1加入裝置甲中，塞上橡皮塞。.待裝置甲中充分反應(yīng)后，打開開關(guān)，使溶液全部流入裝置乙中，關(guān)閉開關(guān)。.測定干燥管增加的質(zhì)量。(1)寫出裝置乙中反應(yīng)的離子方程式：_。(2)裝置丙中的試劑是_，裝置丁的作用是_。(3)假定上述實驗中的氣體都被充分吸收。若干燥管增重1.408 g。則CN被處理的百分率為_。(4)你認(rèn)為用此裝置進行實驗，與(3)對比，CN被處理的百分率將_(填“偏高”、“偏低”、“無法確定”或“無影響”)，簡述你的理由：_。.防治空氣污染，燃煤脫硫很重要。目前，科學(xué)家對Fe3溶液脫硫技術(shù)的研究已取得新成果。(5)某學(xué)習(xí)小組為了探究“SO2與Fe3反應(yīng)的產(chǎn)物”，將過量的SO2通入FeCl3溶液中后，各取10 mL反應(yīng)液分別加入編號為A、B、C的試管中，并設(shè)計以下3種實驗方案：方案：A中加入少量KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去。方案：B中加入KSCN溶液，溶液不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。方案：C中加入稀鹽酸酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。上述實驗方案中不合理的是_。解析(1)根據(jù)圖示，乙中CNO和ClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，最終CNO被氧化為N2，ClO被還原為Cl2，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平離子方程式。(2)裝置丙的作用是吸收混合氣中的H2O，試劑選擇濃硫酸，裝置丁的作用是吸收混合氣中的Cl2。(3)干燥管增加的質(zhì)量為反應(yīng)產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量，根據(jù)CNCO2，則被處理的n(CN) mol0.032 mol，CN被處理的百分率為×100%80.0%。(4)若Cl2在丁中沒有被完全吸收，則結(jié)果偏高，若CO2殘留在裝置中，則結(jié)果偏低。(5)方案不合理，因為SO2、Fe2均具有還原性，均能與KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使溶液褪色。答案(1)2CNO6ClO8H=N22CO23Cl24H2O(2)濃硫酸吸收混合氣中的Cl2(3)80.0%(4)偏高部分Cl2在裝置丁中沒有被吸收而在干燥管中被吸收或偏低部分CO2殘留在裝置內(nèi)沒有在干燥管中被吸收或無法確定部分Cl2在干燥管中被吸收，部分CO2沒有在干燥管中被吸收(5)方案