2021届高考化学二轮巧解非选择题之实验专项(五)实验方案设计与评价(DOC 10页).docx

1、2021届高考化学二轮巧解非选择题之实验专项(五）实验方案设计与评价12021届高考化学二轮巧解非选择题之实验专项(五)实验方案的设计与评价1.钴是一种中等活泼金属,化合价为+2价和+3价,其中CoCl2易溶于水。某校同学设计实验制取(CH3COO)2Co(乙酸钴)并验证其分解产物。回答下列问题:1.甲同学用Co2O3与盐酸反应制备OoCl24H2O,其实验装置如下:烧瓶中发生反应的离子方程式为_。由烧瓶中的溶液制取干燥的CoC124H2O,还需经过的操作有蒸发浓缩、_、洗涤、干燥等。2.乙同学利用甲同学制得的CoCl24H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2Co,并利用下列装置检验(C

2、H2COO)2Co在氮气气氛中的分解产物。已知PdCl2溶液能被CO还原为Pd。装置E、F是用于检验CO和CO2的,其中盛放PdCl2溶液的是装置_(填“E”或“F”)装置G的作用是_;E、F、G中的试剂均足量,观察到I中氧化铜变红,J中固体由白色变蓝色,K中石灰水变浑浊,则可得出的结论是_。通入氮气的作用是_。实验结束时,先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,其目的是_。若乙酸钻最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6,且()()226XCOCO()C()Hnnnn=1423(空气中的成分不参与反应),则乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为_。2.氮化锶（）是做荧光粉的原料

3、，工业上采用将金属锶放在镍舟中，与净化过的2N气流在460下反应制得。某兴趣小组设计利用下列装置模拟制备氮化锶。已知：锶位于元素周期表中第五周期第A族。氮化锶遇水极易水解生成氢氧化锶和氨气。实验室用饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备氮气。回答下列问题：（1）装置A中盛放2NaNO溶液的仪器名称为，橡皮管的作用是。（2）装置A中发生反应的化学方程式为。（3）按气流从左至右，实验装置依次连接的顺序为（用字母表示）。（4）工业生产中欲使Sr反应完全，当吸收氮的作用减缓时将温度提高到700750，分析可能的原因是。（5）反应结束后，取ga产品，向其中加入适量的水微热。将产生的气体通过足量的浓硫酸，浓

4、硫酸增重gb，则产品纯度为（用ab、表示）。3.2NaNO有咸味，在工业中应用广泛，常被用于丝绸、亚麻的漂白剂，金属热处理剂等，被称为工业盐。实验室可通过NO与22NaO发生反应制备，某化学课外兴趣小组的同学设计如图装置（夹持装置已略去）制备2NaNO，并通过滴定实验测定其纯度。已知：在酸性条件下，NO和2NO均能被4MnO-氧化为3NO-。回答下列问题：（1）仪器H的名称为_；装置B中盛放的试剂为_。（2）装置D中发生反应的化学方程式为_。（3）装置F的作用为_。（4）2NaNO产品纯度的测定：准确称取4.00g制取的样品溶于蒸馏水配成250mL溶液，取25.0mL所配制的溶液于锥形瓶中，用

5、0.1001molL-g酸性4KMnO溶液进行滴定，滴至溶液显微红色，滴定过程中发现褪色速率先慢后逐渐加快，其可能原因是_。滴定完毕，三次实验记录酸性4KMnO标准溶液的读数如表：滴定次数123消耗4KMnO溶液的体积/mL20.0220.0019.98通过计算，产品中2NaNO的质量分数为_%。滴定前盛装酸性4KMnO标准溶液的滴定管中尖嘴部分有气泡，滴定结束无气泡，则对滴定结果的影响是_（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。4.32CaN是一种重要试剂，极易潮解。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙，实验装置如图所示：回答下列问题：(1)盛装浓氨水的仪器名称是_，试剂R可能是_，D装置中肚容式仪

6、器的作用是_。(2)写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式_。(3)从键能角度分析，与2N和钙直接反应制备32CaN相比，利用3NH和Ca反应制备32CaN的优点是_。实验过程中，先启动A处反应，一段时间后再点燃C处酒精灯，其目的是_。(4)从提高产品纯度的角度考虑，应在C、D装置之间增加_(填字母)装置。(5)从实验安全角度考虑，上述方案的缺陷是_。(6)设计实验证明产品中是否混有钙：_。5.三硫代碳酸钠（23NaCS）在工农业生产上有重要的应用，实验室制备23NaCS的反应原理为2223NaSCSNaCS+=。已知：23NaCS是红色固体，极易溶于水，性质与碳酸钠相近。2CS和2HS均有毒，

7、2CS不溶于水，溶于乙醇，沸点为46，与NaOH作用生成22NaCOS和2HO。.制备23NaCS某实验小组利用上述反应原理设计了如下实验装置（部分装置已略去）。（1）打开1K，装置A中发生反应的离子方程式为_。（2）打开1K、2K，导管a与装置D相连，装置D的作用是检验装置B中2HS的吸收效率，表明2HS吸收效率低的实验现象是D中_；为了使2HS尽可能吸收完全，在不改变A中溶液浓度、体积的条件下，除了及时搅拌B中反应物外，还可采取的合理措施是_（答一条即可）。（3）制备2NaS后，将导管a与装置E相连。_（描述活塞1K、2K、3K、4K的操作方法），水浴加热装置C，使2NaS与2CS充分反应

8、后，停止加热。.探究23NaCS的性质（4）取少量三硫代碳酸钠固体溶于水，向所得溶液中滴加2滴紫色石蕊试液，溶液变_色；向三硫代碳酸钠溶液中滴加稀24HSO，有臭鸡蛋气味气体产生，溶液分层，则发生反应的离子方程式为_。（5）取少量三硫代碳酸钠固体溶于水，向所得溶液中滴加酸性4KMnO溶液，紫色褪去，说明23NaCS具有_性。.测定某23NaCS溶液的浓度按如图所示装置进行实验，将50.0mL23NaCS溶液置于三颈烧瓶中，打开仪器M的活塞，滴入足量2.01molL-g的稀硫酸，关闭活塞。（6）若装置H中生成沉淀的质量为14.4g，则该23NaCS溶液的物质的量浓度是_（保留两位有效数字）。6.

9、某学习小组在实验室制取2CO气体的过程中,不慎用到了浓盐酸,导致制得的2CO气体中混有HCl气体。他们设计了如下除去HCl气体并探究2CO与过氧化钠(22NaO)反应的实验。请回答下列问题:(1)装置A的作用是_。(2)为确定反应后装置B的硬质玻璃管中固体的成分,小组同学取适量反应后的固体于试管中,加入足量蒸馏水溶解形成溶液M,无气泡产生,则该固体中不含_,该小组同学继续进行探究。【提出问题】反应后硬质玻璃管中固体的成分是什么?【进行猜想】猜想一:23NaCO,猜想二:NaOH,猜想三:23NaCO和NaOH。经过讨论,大家一致认为猜想二不合理,理由是_(用化学反应方程式表示)。【实验验证】小

10、组同学取上述形成的溶液M于试管中,向其中加入过量的_溶液,若产生白色沉淀,过滤,向滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红,则证明猜想三成立。【交流反思】小组中有同学认为,将向上述滤液中滴加的酚酞试液换成硝酸铜溶液,根据实验现象也能得出同样的结论,你认为该同学的观点_(填“正确”或“错误”),理由是_(用化学反应方程式表示)。7.高温条件下，24NaSO和焦炭可发生化学反应，某兴趣小组对该反应及其产物进行如下实验探究。回答下列问题：（1）24NaSO和焦炭高温反应的装置如下图：实验时，需先（“加热”或“通入2N”），目的是。仪器b为安全瓶，其作用是。（2）该兴趣小组通过查阅资料得知，24NaSO和焦炭

11、在高温条件下发生氧化还原反应，反应后的气体生成物有碳的氧化物和2SO，采用上图1及下列装置可探究这些氧化物的存在。仪器连接的合理顺序是图1DC（仪器可重复使用）。检查装置气密性的方法是。浓4KMnO溶液的作用是（用离子方程式表示），浓NaOH溶液的作用是。实验结束后，装置E中的CuO变为红色，则说明24NaSO和焦炭在高温条件下反应生成的气体有（写化学式）。（3）取上述实验后的固体于试管中，加少量稀硫酸，生成的气体通入到4CuSO溶液中，溶液变黑，静置后，试管底部有少量淡黄色固体，则24NaSO和焦炭在高温条件下反应后的固体可能是（填序号）。a.2NaS和24NaSOb.2NaS和23NaSO

12、c.2NaS和223NSOd.223NSO和24NaSO8.无水氯化铁呈棕红色，易潮解，100左右时升华，冷却后易凝华。如图是两名学生设计的用氯气与铁反应制备无水氯化铁的实验装置图。左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（）和（）所示。试回答：（1）A仪器的名称是_。（2）B中反应的离子方程式为_；其中浓盐酸表现出_性。（3）气体通过装置C的目的是_。（4）D中的反应开始前，需进行的操作是_，应采取的方法是_。（5）D中发生反应的化学方程式：_。（6）装置（）的主要缺点：_。（7）装置（）F中发生反应的化学方程式为_。如果选用（）装置来完成实验，则必须采取的改进措施是_。9.作

13、为食品添加剂时，亚硝酸钠（2NaNO）可以增加肉类的鲜度，抑制微生物，保持肉制品的结构和营养价值；但是过量摄入会导致中毒。某实验小组设计实验制备亚硝酸钠并进行含量测定。实验室以木炭、浓硝酸、22NaO为主要原料按照如图所示装置制备亚硝酸钠（加热装置及部分夹持装置已略去），反应原理为:222NONaO=22NaNO回答下列问题:（1）连接好装置之后，下一步实验操作是。（2）B装置中铜的作用是。（3）E装置用于尾气处理，E中反应的离子方程式为。（4）实验结束阶段，熄灭酒精灯之后继续通入2N直至装置冷却。此时通入2N的目的是.含量的测定查阅资料可知:酸性4KMnO溶液可将-2NO氧化为3NO-，4M

14、nO-还原成2Mn（5）溶液配制:称取装置D中反应后的固体4.000g，用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中溶解，完全溶解后，全部转移至250mL的中，加蒸馏水至.滴定:取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol/L酸性4kMnO溶液进行滴定，实验所得数据如下表所示:滴定次数12344kMnO溶液体积/mL21.9822.0222.0022.60（6）第4组实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是（双项选择）A.锥形瓶洗净后未干燥B.滴定终了仰视读数C.滴定终了俯视读数D.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗（7）根据表中数据，计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数（保留2位小数）答案以及解

15、析1.答案：1.-+2+2322CoO+2Cl+6H=2Co+Cl+3HO冷却结晶、过滤2.F除去CO2;分解产物中还含有一种或多种C、H元素的物质将D中的气态产物带入后续装置(或排除装置中的空气或不使K中水蒸气进入盛无水CuSO4的干燥管中等)防止倒吸323(CHCOO)Co34226CoO4CO2CO3CH+解析：1.Co2O3与盐酸反应生成CoCl2、Cl2和水，离子反应为-+2+2322CoO+2Cl+6H=2Co+Cl+3HO；由烧瓶中的溶液制取干燥的CoCl24H2O，因加热促进水解，且生成盐酸易挥发，需经过的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等；2.装置E、F是用于检验C

16、O和CO2的，CO的氧化产物为二氧化碳，则先检验二氧化碳，其中盛放PdCl2溶液的是装置F；装置G的作用是除去二氧化碳；E、F、G中的试剂均足量，观察到I中氧化铜变红，J中固体由白色变蓝色，K中石灰水变浑浊，则可得出的结论是分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质，通氮气的作用是将D中气态产物排入后续装置；实验结束时，先熄灭D和I处的酒精灯，一段时间后再关闭弹簧夹，其目的是防止倒吸；若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6，且n（X）n（CO）n（CO2）n（C2H6）=1423（空气中的成分不参与反应），由原子守恒可知，乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为323(CHCO

17、O)Co34226CoO4CO2CO3CH+。2.答案：（1）分液漏斗；平衡气压，使液体顺利流下（2）2422NaNONHClNNaCl2HO+=+（3）ACDB(CB互换不扣分）（4）温度升高，化学反应速率加快；温度升高使化学平衡正向移动（其他合理答案均可）（5）146100%17ba解析：由信息锶位于周期表第五周期第A族，可知锶的化学性质活泼，与氧气、水等均易反应；氮化锶遇水极易水解生成氢氧化锶和氨气，说明制备时必须保持干燥；实验室用饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备氮气，说明了反应的产物是氯化钠、氮气和水。（1）通过橡皮管将分液漏斗与蒸馏烧瓶相连，可起到平衡烧瓶和漏斗内压强，确保液体顺

18、利流下的作用。（3）观察装置，A装置产生氮气，由于含有水蒸气，故必须干燥，然后与锶发生反应，由于锶和氮化锶都易与水蒸气反应，故要加一个干燥装置，防止空气中的水蒸气进入D装置，故答案为ACDB。（4）当吸收氮的作用减缓时将温度提高到700750，可使Sr反应完全，故从速率和平衡的角度分析，可能的原因是温度升高，化学反应速率加快或平衡正向移动。（5）浓硫酸增重的质量就是3NH的质量，根据反应323SrN2NH，可得氮化锶的质量为146g17b，故纯度为146100%17ba。3.答案：（1）长颈漏斗；水（2）222NaO2NO2NaNO+=（3）防倒吸（4）反应生成的2+Mn起到了催化剂的作用（其

19、他合理答案也可）；86.25；偏高解析：（1）仪器H的名称为长颈漏斗，装置B中盛放的试剂为水，其作用是与二氧化氮反应生成一氧化氮，提供制取2NaNO所需要的试剂NO。（2）该反应中NO被氧化为2NO-，反应的化学方程式为222NaO2NO2NaNO+=。（3）装置F的作用为防倒吸。（4）滴定过程中发现褪色速率先慢后逐渐加快，其可能原因是反应生成的2+Mn起到了催化剂的作用。根据表中数据可知，消耗高锰酸钾溶液体积的平均值是0.02L，高锰酸钾的物质的量是10.1molL0.02L0.002mol-=g，根据离子方程式：242326H2MnO5NO2Mn5NO3HO+-+-+=+可知，亚硝酸钠的物

20、质的量是0.002mol52=0.005mol，则原样品中亚硝酸钠的物质的量是250mL0.005mol0.05mol25mL=，其质量为10.05mol69gmol3.45g-=g，因此样品中亚硝酸钠的质量分数为3.45g100%86.25%4.00g=。滴定前盛装酸性高锰酸钾标准溶液的滴定管的尖嘴部分有气泡，滴定结束无气泡，则对滴定结果的影响是偏高。4.答案：（1）分液漏斗；氢氧化钠（或生石灰或碱石灰）；防倒吸（2）33223Ca2NHCaN3H+（3）氮氮三键的键能大于氮氢键的键能，因此3NH与Ca反应比2N与Ca反应容易；排除装置内的空气，避免2O等与钙反应（4）b（5）尾气中含有2H

21、，没有2H的处理装置（6）取少量产品溶于足量蒸馏水，将产生的气体通过足量浓硫酸，收集气体并检验2H，若有2H，则产品中含钙，否则不含钙解析：（1）盛装浓氨水的仪器是分液漏斗；常温下，可用浓氨水与固体氢氧化钠（或生石灰或碱石灰）混合制备氨气；氨气极易溶于水，因此吸收氨气时要防倒吸。（2）钙与氨气反应生成氮化钙和氢气，故硬质玻璃管中发反应的化学方程式为33223Ca2NHCaN3H+。（3）断裂氮氮三键比断裂氮氢键需要的能量高，因此氮气与钙反应比氨气与钙反应难。空气中的2O、2N、2HO等都能与钙反应，所以应先启动A处反应排除装置内的空气，再点燃C处酒精灯。（4）D装置中的水蒸气可挥发到C中，这会

22、影响产品纯度，因此应在C、D装置之间增加一个吸收水蒸气的装置。a装置不能防倒吸，c、d装置不能吸收水蒸气，故选b。（5）尾气中含有2H，2H是易燃气体，排放到空气中易发生危险，因此该方案中缺少2H的处理装置。（6）钙与水反应生成2H，氮化钙与水反应不能生成2H，所以通过检验产品与水反应的产物中是否含有2H可以确定产品中是否含有钙。5.答案：I.（1）22FeS2HFeHS+=+（2）很快出现黑色沉淀；控制稀硫酸的滴速（或适当升高装置B中反应温度）（3）关闭1K、2K、4K，打开3K.（4）蓝；2322CS2HCSHS-+=+（5）还原.（6）3.01molL-g解析：I.装置A用于制取2HS，

23、装置B用于制取2NaS；制得2NaS后，再让2NaS与2CS反应，生成23NaCS，同时要用装置E吸收尾气，防止污染空气。（2）若2HS吸收效率低，会有一部分2HS逸出，与装置D中的4CuSO溶液反应，生成黑色的CuS沉淀。除了题述方法外，提高2HS吸收效率的方法还有控制装置A中稀硫酸的滴加速率、适当升高装置B中反应温度等。（3）关闭1K、2K、4K，打开3K，水浴加热装置C，使2CS进入装置B，2NaS与2CS充分反应生成23NaCS。.（4）根据已知信息中23NaCS“性质与碳酸钠相近”可知，23NaCS水解使溶液呈碱性，滴加紫色石蕊试液后，溶液变蓝色。向三硫代碳酸钠溶液中滴加稀24HSO

24、，有臭鸡蛋气味气体产生，说明产物中有2HS，溶液分层，说明有不溶于水的2CS生成，又类比2322CO2HCOHO-+=+，可知三硫代碳酸钠与稀24HSO反应的离子方程式为2322CS2HCSHS-+=+。（5）溶液紫色褪去，说明4KMnO发生反应，其中的锰元素的化合价降低，说明23NaCS具有还原性。.（6）装置H中生成的沉淀为CuS，根据关系式：232CSHSCuS-，(CuS)0.15moln=，可知23NaCS溶液的物质的量浓度是10.15mol(0.05L)3.0molL-=g。6.答案：(1)除去HCl气体;(2)22NaO;【进行猜想】2222322CO+2NaO=2NaCO+O、

25、2232CO+2NaOH=NaCO+HO【实验验证】2BaCl、32Ba(NO)、2CaCl或32Ca(NO)【交流反思】正确;3223Cu(NO)+2NaOH=Cu(OH)+2NaNO解析：(1)装置A中的3NaHCO溶液可除去杂质HCl。(2)若装置B中含有22NaO，则与水反应生成2O，既然加水无气泡生成，则该固体中不含22NaO。检验23NaCO可用钡盐或钙盐，使之生成3BaCO或3CaCO白色沉淀，NaOH可用酚酞或铜盐检验。7.答案：（1）通入2N；除尽装置中的空气（或2O），防止C与2O反应防倒吸（2）（D）ABAFEAG关闭止水夹，用酒精灯微热图1中玻璃管，观察最后一个试管内液

26、体中是否有气泡产生（或缓缓通入少量2N，观察现象）2-+242+425SO2O=25SOMnO42HMnH-+；除去2COCO（3）be解析：（1）2N为惰性气体，通入2N，可除尽装置中的2O，防止其与C反应生成碳的氧化物，干扰对生成物的分析。装置b为安全瓶，防止液体倒吸入玻璃管中。（2）检验气体生成物的顺序是2SO2COCO，故仪器连接顺序为图1DC（D）ABAFEAG。检查该装置气密性的方法可采用微热法或通入2N的方法。利用4KMnO的氧化性除去2SO，故其离子方程式为2-+242+425SO2O=25SOMnO42HMnH-+。NaOH溶液与2CO反应，达到除去2CO的目的。装置E中的C

27、uO由黑色变为红色，说明24NaSO和焦炭在高温下反应生成的有还原性的气体，该气体为CO。（3）4CuSO溶液变黑，说明生成的有2HS气体；有淡黄色固体生成，说明生成S，故符合条件的选项为be。8.答案：（1）分液漏斗（2）2222MnO4H2ClMnCl2HO+-+=+酸性和还原（3）吸收水蒸气，干燥氯气（4）排出装置中的空气B中的反应进行一段时间后，黄绿色气体充满整个装置时，再开始加热D（5）232Fe3Cl2FeCl+=（6）氯化铁升华后遇冷凝华，导管易被堵塞，且尾气排人空气，会造成环境污染（7）222NaOHClNaClNaClOHO+=+在E、F装置之间连接干燥装置解析：（1）A仪器

28、的名称为分液漏斗。（2）实验室用氯气和铁反应制取氯化铁，所以首先必须制取氯气，实验室常用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，B中发生的反应是2222MnO4H2ClMnCl2HO+-+=+，浓盐酸在此反应中表现出酸性和还原性。（3）为达到实验目的，需制备干燥氯气，则浓硫酸的作用是吸收氯气中的水蒸气。（4）D中的反应开始前，需排出装置中的空气，防止氧气和铁反应生成铁的氧化物而产生杂质。（5）D中干燥的氯气与铁粉反应生成无水氯化铁，反应的化学方程式为232Fe3Cl2FeCl+=。（6）（）中导气管管口较小，氯化铁升华后遇冷凝华，易堵塞导管；氯气是有毒气体，不能直接排到空气中，否则会污染环境，所以F后面

29、应该接有一个尾气处理装置。（7）装置（）中有尾气处理装置，尾气处理装置中发生的化学反应为222NaOHClNaClNaClOHO+=+，但F中是水溶液，会有水蒸气进入E中，所以为防止氯化铁潮解，在E和F之间应连接装有干燥剂的装置。9.答案：（1）检查装置气密性（2）Cu可以和2NO与2HO反应生成的3HNO反应，提高NO产率（3）45NO3MnO4H-+=2325NO3Mn2HO-（4）将装置中的NO全部排入E装置吸收，并防止倒吸（5）容量瓶刻度线（6）BD（7）94.88解析:（1）装置中有气体参与，故连接好装置之后，应检查装置气密性；（2）根据题意由NO和22NaO制备2NaNO，A装置得

30、到2NO，故B装置的作用是将2NO转化为NO气体，Cu可以和2NO与2HO反应生成的3HNO反应，提高NO产率；（3）E装置用酸性高锰酸钾吸收未反应完的NO气体，离子反应为:45NO3MnO4H-+=2325NO3Mn2HO-；（4）NO污染空气，实验结束阶段，熄灭酒精灯之后继续通入2N直至装置冷却。此时通入2N的目的是将装置中的NO全部排入E装置吸收，并防止倒吸；（5）溶液配制需要容量瓶，故称取装置D中反应后的固体4.000g，用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中溶解，完全溶解后，全部转移至250mL的容量瓶中，再定容，加蒸馏水至刻度线；（6）第4组标准液体积偏高，A.锥形瓶洗净后未干燥，不影响，故A错误；B.滴定终了仰视读数，读数偏大，故B正确；C.滴定终了俯视读数，读数偏小，故C错误；D.酸式滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗，标准液被稀释，消耗体积增大，故D正确；（7）消耗4KMnO溶液体积为22.00mL，滴定反应-+422MnO+5NO+6H=2322Mn5NO3HO+-+，则()245nNaNOKMnO2n（）=，则所得固体中亚硝酸钠的质量分数为:15250ml0.022L0.100mol69gmol225.00ml100%94.88%4.000g-=