1、 课时达标作业课时达标作业 3232 化学实验方案的设计与评价化学实验方案的设计与评价 基础题 1.用下图装置制取、提纯并收集下表中的四种气体(a、b、c 表示相应仪器中加入的试 剂)，其中可行的是( ) 气体 a b c A NO2 浓硝酸 铜片 NaOH 溶液 B CO2 稀硫酸 石灰石 饱和 NaHCO3溶液 C O2 双氧水 二氧化锰 浓硫酸 D NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 解析：NO2能被 NaOH 溶液吸收：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O，A 项错误；稀 H2SO4 和 CaCO3反应生成微溶的 CaSO4覆盖在 CaCO3表面，阻止反应进一步进行，B 项错误；
2、在 MnO2 催化作用下 H2O2分解产生 O2，C 项正确；NH3密度小于空气，不能用向上排空气法收集，D 项 错误。 答案：C 2某兴趣小组用下图装置制备气体(酒精灯可以根据需要选择)，对应说法正确的是 ( ) 选项 中药品 中药 品 中药品 中药品 制备气 体 中药品及作 用 A 浓盐酸 MnO2 饱和食盐 水 浓硫酸 Cl2 NaOH 溶液，尾 气吸收 B 稀硝酸 Cu 烧碱溶液 浓硫酸 NO NaOH 溶液，尾 气吸收 C 浓盐酸 大理石 饱和 Na2CO3溶 液 浓硫酸 CO2 澄清石灰水， 检 验 D 浓盐酸 Zn 水 浓硫酸 H2 撤去 解析：MnO2和浓盐酸在加热条件下生成
3、Cl2，用饱和食盐水除去 Cl2中的 HCl，用浓硫酸 干燥，用 NaOH 溶液尾气吸收，A 项正确；NO 不能用排空气法收集，B 项错误；CO2中的 HCl 不能用饱和 Na2CO3溶液除去，因为 CO2也能被 Na2CO3溶液吸收，C 项错误；H2的密度小于空 气，收集应“短进长出”，D 项错误。 答案：A 3用下列装置制取并收集 NO2气体，其中最合理的是( ) 解析：铜与浓硝酸反应的产物是 NO2，其密度比空气的大，因此应利用向上排空气法收 集 NO2气体，导气管应长进短出，这样才能将装置中的空气排尽，且能防止倒吸，只有 C 项 符合。 答案：C 4如图所示的装置常用于制取气体并检验气
4、体的性质。下列有关说法正确的是( ) A关闭分液漏斗的活塞，将干燥管末端放入水中，微热烧瓶，有气泡从水中冒出，停 止加热后，干燥管内有一段稳定的水柱形成，表明装置不漏气 B若装置用于制取氯气并验证其具有漂白性，则 A 中所用试剂为稀盐酸，B 中所用药 品为 KMnO4固体，C 中为品红溶液 C若装置用于制取 SO2并验证其具有漂白性，则 A 中所用试剂为浓硫酸，B 中所用药品 为 Na2SO3固体，C 中为酸性 KMnO4溶液 D若实验时 B 中盛放固体 NaOH，A 中为浓氨水，C 中为稀 AgNO3溶液，则实验过程中， C 试管中看不到明显的实验现象 解析：A 项，由于装置的体积较大，可用
5、酒精灯微热烧瓶，加热时干燥管口有气泡冒出， 冷却后干燥管口有水柱形成，说明装置的气密性良好，正确；B 项，制氯气时应用浓盐酸， 错误；C 项，SO2使酸性 KMnO4溶液褪色的原因是 SO2能将 KMnO4还原，表现还原性，不表现 漂白性，错误；D 项，实验过程中 C 试管中有沉淀出现，若 NH3过量，则可观察到沉淀溶解， 错误。 答案：A 5以下气体发生装置中，不易控制反应产生气体的量的是( ) 解析：A 项可通过控制加入液体的量来控制产生气体的量；C、D 两项中装置类似于启普 发生器，可通过活塞的开关调节反应器的压强，控制反应与否，来控制产生气体的量。 答案：B 6下列各组中的实验步骤及现
6、象，能达到相应实验目的是( ) 实验目的 实验步骤及现象 A 检验亚硫酸钠试样是否变质 试样 溶解 硝酸钡溶液白色沉淀 稀硝酸沉淀不 溶解 B 制取氯气并探究氯气是否具有漂白性 MnO2和浓盐酸 加热 气体 通过干燥有色布条褪 色 C 证明酸性条件下 H2O2氧化性比 I2强 碘化钠溶液 30% H2O2溶液 稀硝酸及淀粉溶液 溶液变蓝色 D 探究浓度对化学平衡的影响 FeCl3和 KSCN 混合溶液 加入FeCl3固体红色变 深 解析：A 项，Na2SO3也能与 Ba(NO3)2反应生成白色沉淀 BaSO3，加稀硝酸，BaSO3被氧化 为 BaSO4，白色沉淀也不溶解，不能检验 Na2SO3
7、试样是否变质，错误；B 项，MnO2和浓盐酸 在加热的条件下生成的氯气中含有水蒸气，氯气与水蒸气反应生成的 HClO 也能使干燥的有 色布条褪色，不能达到检验氯气是否具有漂白性的目的，错误；C 项，稀硝酸也能把碘离子 氧化为 I2，不能证明酸性条件下 H2O2的氧化性比 I2强，错误；D 项，对于化学平衡 FeCl3 33KCl，加入 FeCl3固体增大了反应物的浓度，平衡正向移动，生成更多 的 Fe(SCN)3，溶液红色变深，能够达到探究浓度对化学平衡的影响，正确。 答案：D 7根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( ) 选项 实验操作和现象 实验结论 A 向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、
8、振荡，无白色沉淀 苯酚浓度小 B 向久置的 Na2SO3溶液中加入足量 BaCl2溶液，出现白色沉淀； 再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解 部分 Na2SO3被氧化 C 向 20%蔗糖溶液中加入少量稀 H2SO4， 加热； 再加入银氨溶液， 未出现银镜 蔗糖未水解 D 向某黄色溶液中加入淀粉 KI 溶液，溶液呈蓝色 溶液中含 Br2 解析：A 错：向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀，可能的原因是溴水的 量太少。B 对：向久置的 Na2SO3溶液中加入足量 BaCl2溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀 盐酸，部分沉淀溶解，说明白色沉淀中含有硫酸钡，证明部分 Na2SO3被氧化。C 错：银镜反
9、 应需要在碱性环境中进行。操作中未出现银镜，不能说明蔗糖未水解。D 错：向某黄色溶液 中加入淀粉 KI 溶液，溶液呈蓝色，该溶液中也可能含有 Fe 3，Fe3也能将 I氧化为单质碘。 答案：B 8下列实验操作能达到实验目的的是( ) 实验目的 实验操作 A 制备 Fe(OH)3胶体 将 NaOH 浓溶液滴加到饱和 FeCl3溶液中 B 由 MgCl2溶液制备无水 MgCl2 将 MgCl2溶液加热蒸干 C 除去 Cu 粉中混有的 CuO 加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥 D 比较水与乙醇中氢的活泼性 分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中 解析：A 项，NaOH 浓溶液滴加到饱和 FeCl3溶
10、液中生成 Fe(OH)3沉淀，而 Fe(OH)3胶体的 制备是向沸水中滴入饱和氯化铁溶液，加热至溶液出现红褐色，错误；B 项，氯化镁是强酸 弱碱盐，MgCl2水解产生的 HCl 易挥发，将 MgCl2溶液加热蒸干生成 Mg(OH)2，故由 MgCl2溶 液制备无水 MgCl2要在 HCl 气流中加热蒸干，错误；C 项，铜与稀硝酸反应，应该用稀盐酸 或稀硫酸除去 Cu 粉中混有的 CuO， 错误； D 项， 分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中， 利用反应的现象：反应剧烈的是水，反应平缓的是乙醇，可比较水和乙醇中氢的活泼性，正 确。 答案：D 能力题 9.某研究小组将纯净的 SO2气体通入 0
11、.1 molL 1的 Ba(NO 3)2溶液中，得到了 BaSO4沉 淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的 SO2，该小组提出了如下假设： 假设一：溶液中的 NO 3 假设二：溶液中溶解的 O2 (1)验证假设一 该小组设计实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象。 实验步骤 实验现象 结论 实验 1：在盛有不含 O2的 25 mL 0.1 molL 1BaCl 2溶液的 烧杯中，缓慢通入纯净的 SO2气体 _ 假设一成立 实验 2：在盛有不含 O2的 25 mL 0.1 molL 1 Ba(NO 3)2溶 液的烧杯中，缓慢通入纯净的 SO2气体 _ (2)为深入研究该反应，该小组
12、还测得上述两个实验中溶液 pH 随通入 SO2体积的变化曲 线如图。 实验 1 中溶液 pH 变小的原因是_；V1时，实验 2 中溶液 pH 小于实验 1 的原因是 (用离子方程式表示)_ 。 (3)验证假设二 请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。 (4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的 O2和 KNO3氧化相同的 H2SO3 溶液(溶液体积变化忽略不计)，充分反应后两溶液的 pH 前者_(填“大于”或“小 于”)后者，理由是_。 解析：(1)实验 1 中，在没有 O2的条件下，SO2与 BaCl2溶液不反应，所以无沉淀生成； 实验 2 中 SO2被 NO 3氧
13、化成 SO 2 4，进一步与 Ba 2结合生成 BaSO 4沉淀。 (2)实验 1，SO2溶于水后生成 H2SO3，H2SO3电离出 H (H 2SO3 3H )，使溶液显酸 性，随 SO2的不断通入，pH 值减小；SO2通入 Ba(NO3)2溶液中，发生反应：3SO22NO 3 2H2O=3SO 2 42NO4H 生成强酸，则通 V1体积的 SO2时，实验 2 中溶液 pH 小于实验 1。 (3)通过对比假设一的验证过程，可设计如下实验步骤： (4)2H2SO3O2=4H 2SO2 4；3H2SO32NO 3=2NO4H H 2O3SO 2 4，由此可知氧化 相同的亚硫酸，用 O2氧化比用
14、KNO3氧化产生的 H 浓度大。 答案：(1)无明显现象 有白色沉淀 (2)溶解的 SO2气体与水发生反应生成 H2SO3 3SO22NO 32H2O=3SO 2 42NO4H (或 3H2SO32NO 3=4H 3SO2 42NOH2O) (3) (4)小于 反应的离子方程式表明，足量的 O2和 NO 3分别氧化相同的 H2SO3，生成的 H 的物质的量前者多于后者(本题部分小题属开放性试题，合理即可) 10 四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。 某校化学课外活动小组准备利用 下图装置制备四氯化钛(部分夹持仪器已略去)。 资料表明：室温下，四氯化钛为无色液体，熔点：25 ，沸点：13
15、6.4 。在空气 中发烟生成二氧化钛固体。在 650850 下，将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到 四氯化钛和一种有毒气体。回答下列问题： (1)检查该装置气密性的方法是 _ _。 (2)A处分液漏斗上方的胶皮管的作用是 _ _。 (3) 实 验 中B装 置 中 选 用 的 试 剂 为 _ ， 该 装 置 的 作 用 是 _。 (4)写出D中物质制备的化学方程式 _ _； 写出四氯化钛在空气中发烟的化学方程式 _ _。 (5)E处球形冷凝管的作用是 _ _， 该装置冷却水应从_(填“c”或“d”)口通入。 (6)仪器 F 中盛装的物质是_。 (7)该实验设计略有缺陷，请指出其不足之处 _
16、_。 解析：(1)检查装置气密性时可以在 B 中加入蒸馏水至浸没玻璃导管 a 的下端，关闭活 塞 b，微热 A 装置中的烧瓶，若导管 a 中的液面上升一定的高度，则气密性良好。 (2)A 处分液漏斗上方的胶皮管的作用是平衡气压，有利于液体顺利滴下。 (3)装置 B 中选用的试剂为饱和食盐水，其作用是洗去 Cl2中的 HCl 气体，并用作安全 瓶。 (4)在 D 中制备 TiCl4，反应的化学方程式为 TiO22Cl22C= 高温TiCl 42CO。四氯化钛 在空气中发烟生成二氧化钛，化学方程式为 TiCl42H2O=TiO24HCl。 (5)冷凝管的作用是冷凝回流，冷却水从 c 口通入。 (6
17、)F 的作用是避免空气中的水蒸气进入反应装置，所盛装的物质是碱石灰。 (7)该实验设计的不足之处为没有对 CO 进行尾气处理。 答案：(1)在 B 中加入蒸馏水至浸没玻璃导管 a 的下端，关闭活塞 b，微热 A 装置中的 烧瓶，若导管 a 中的液面上升一定的高度，则气密性良好(或在 B 中加入蒸馏水至浸没玻璃 导管 a 的下端，F 处连接导气管并将尾端放在水槽中，微热 A 装置中的烧瓶，水槽中导气管 的尾端有气泡冒出，停止加热，倒吸一段水柱，则气密性良好) (2)平衡气压，有利于液体顺利滴下 (3)饱和食盐水 洗去 Cl2中的 HCl 气体，并用作安全瓶(或用作平衡气压的安全装置， 或用作防堵
18、塞的安全装置) (4)TiO22Cl22C= 高温TiCl 42CO TiCl42H2O=TiO24HCl (5)冷凝回流 c (6)碱石灰 (7)没有对 CO 进行尾气处理 11保护环境是全球关注的问题。 .某环保部门处理含 CN 电镀废水的方法如图(CN和 CNO中 N 的化合价均为3 价)： 某学习小组依据上述方法，用下图实验装置进行该电镀废水处理的研究。 操作步骤： .先关闭装置甲的开关， 再将含 CN 废水与过量 NaClO 溶液混合， 取 200 mL 混合液其 中c(CN )为 0.200 molL1加入装置甲中，塞上橡皮塞。 .待装置甲中充分反应后，打开开关，使溶液全部流入装置
19、乙中，关闭开关。 (1)写出装置乙中反应的离子方程式： _ _。 (2)装置丙中的试剂是_，装置丁的作用是 _ _。 (3)假定上述实验中的气体都被充分吸收。若干燥管增重 1.408 g。则 CN 被处理的百 分率为_。 (4)你认为用此装置进行实验， 与(3)对比， CN 被处理的百分率将_(填“偏高”、 “偏低”、“无法确定”或“无影响”)，简述你的理由：_。 .防治空气污染，燃煤脱硫很重要。目前，科学家对 Fe 3溶液脱硫技术的研究已取得 新成果。 (5)某学习小组为了探究“SO2与 Fe 3反应的产物”，将过量的 SO 2通入 FeCl3溶液中后， 各取 10 mL 反应液分别加入编号
20、为 A、B、C 的试管中，并设计以下 3 种实验方案： 方案：A 中加入少量 KMnO4溶液，溶液紫红色褪去。 方案：B 中加入 KSCN 溶液，溶液不变血红色，再加入新制的氯水，溶液变血红。 方案：C 中加入稀盐酸酸化的 BaCl2溶液，产生白色沉淀。上述实验方案中不合理的 是_。 解析：(1)根据图示，乙中 CNO 和 ClO在酸性条件下发生氧化还原反应，最终 CNO被 氧化为 N2，ClO 被还原为 Cl 2，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式。 (2)装置丙的作用是吸收混合气中的 H2O， 应选择浓硫酸， 装置丁的作用是吸收混合气中 的 Cl2。 (3)干燥管增加的质量
21、为反应产生的 CO2的质量，根据 CN CO 2，则被处理的n(CN ) 1.408 g 44 gmol 10.032 mol，CN 被处理的百分率为 0.032 mol 0.200 molL 10.2 L100%80.0%。 (4)若 Cl2在丁中没有被完全吸收，则结果偏高，若 CO2残留在装置中，则结果偏低。 (5)方案不合理，因为 SO2、Fe 2均具有还原性，均能与 KMnO 4发生氧化还原反应而使 溶液褪色。 答案：(1)2CNO 6ClO8H=N 22CO23Cl24H2O (2)浓硫酸 吸收混合气中的 Cl2 (3)80.0% (4)偏高 部分 Cl2在装置丁中没有被吸收而在干燥管中被吸收(或偏低 部分 CO2残 留在装置内没有在干燥管中被完全吸收 或无法确定 部分 Cl2在干燥管中被吸收，部 分 CO2没有在干燥管中被吸收) (5)方案
