第三講物質(zhì)的制備及實驗方案的設(shè)計與評價(時間：45分鐘滿分：100分)考點題號常見氣體的制備2、3、4、5、9實驗方案設(shè)計與評價1、6、7、8、10、11一、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(2013·宜賓模擬)下列實驗方案合理的是()。A用通入酸性高錳酸鉀溶液的方法除去乙烯中混有的二氧化硫B用加入濃溴水的方法分離苯和苯酚的混合物C用灼熱的銅絲網(wǎng)除去N2中混有的少量O2D用燃燒的方法除去CO2中混有的少量CO解析乙烯能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，A項錯誤；濃溴水與苯酚反應(yīng)生成的三溴苯酚難溶于水但易溶于有機溶劑，如苯中，B項錯誤；氧氣能與灼熱的銅反應(yīng)生成氧化銅而除去，氮氣在加熱條件下不能與銅反應(yīng)，C項正確；因CO2中混有少量的CO，此混合氣體不能燃燒，D項錯誤。答案C2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。其中連接順序合理的是()。Aaadde BccddgCbbddg Dddccf解析鹽酸和大理石制得的CO2氣體含有氯化氫和水蒸氣，除氯化氫用飽和碳酸氫鈉溶液，干燥用濃硫酸，二氧化碳比空氣密度大，所以用向上排空氣法。答案B3(2013·鄭州摸底)下圖的實驗裝置用來分離CO2和CO氣體并干燥。圖中a為止水夾，b為分液漏斗的活塞，通過Y形管和止水夾分別接c、d兩球膽，現(xiàn)裝置內(nèi)的空氣已排盡。為使實驗成功，甲、乙、丙中盛放的溶液分別是()。ANaHCO3飽和溶液、12 mol·L1鹽酸、18.4 mol·L1硫酸BNa2CO3飽和溶液、2 mol·L1硫酸、NaOH飽和溶液CNaOH飽和溶液、2 mol·L1硫酸、18.4 mol·L1硫酸D18.4 mol·L1硫酸、NaOH飽和溶液、18.4 mol·L1硫酸解析由圖示可知甲中所盛試劑用于吸收混合氣中的CO2，可排除A、D兩項；丙中所盛試劑用于干燥CO和CO2氣體，排除B項。答案C4(2013·濰坊二調(diào))下列實驗操作正確的是()。解析B項NO不能用排空氣法收集；C項濃硫酸不能在量筒中稀釋；D項易發(fā)生倒吸現(xiàn)象。答案A5(2013·自貢摸底)下列制備和收集氣體的實驗裝置合理的是()。解析用氯化銨和氫氧化鈣固體制氨氣時有水生成，試管口應(yīng)向下傾斜；NO能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO2且和空氣密度相近，應(yīng)用排水法收集；氫氣密度比空氣小，收集氫氣時導(dǎo)管應(yīng)“短進長出”。答案D6某地污水中含有Zn2、Hg2、Fe3和Cu24種陽離子。甲、乙、丙3位同學(xué)設(shè)計的從該污水中回收金屬銅的方案如下。甲：乙：丙：下列判斷正確的是()。A三種實驗方案中都能制得純凈的銅B乙方案中加過量鐵粉可以將4種陽離子全部還原C甲方案中的反應(yīng)涉及置換、分解、化合、復(fù)分解4種反應(yīng)類型D丙方案會產(chǎn)生環(huán)境污染解析甲實驗得到的沉淀中含有Fe(OH)3、Cu(OH)2和Hg(OH)2，加熱后得到Fe2O3、CuO和HgO，HgO進一步分解變?yōu)楣魵?，通H2還原后得到Fe和Cu；乙實驗中加入過量鐵粉，過濾所得的濾渣中含有汞、銅以及過量的鐵粉，最后也不能得到純凈的銅；丙實驗中用鹽酸溶解了濾渣中的鐵，加熱汞變?yōu)檎魵?，最后可以得到純凈的銅。因為鋅比鐵活潑，所以方案乙中加入的鐵不能還原Zn2。甲方案中沒有涉及化合反應(yīng)。丙方案有可能產(chǎn)生汞蒸氣和酸性廢水，從而導(dǎo)致環(huán)境污染。答案D7下述實驗設(shè)計能夠達到目的的是()。選項實驗?zāi)康膶嶒炘O(shè)計A除去CO2中少量的SO2將混合氣體通過飽和Na2CO3溶液B除去Cu粉中混有的CuO向混合物中滴加適量稀硝酸C檢驗溶液中是否含有Fe2向溶液中滴入氯水后，再滴加KSCN溶液D證明H2CO3酸性比H2SiO3強將CO2通入Na2SiO3溶液中解析除去CO2中少量的SO2，應(yīng)將混合氣體通過飽和NaHCO3溶液，A錯誤；除去Cu粉中混有的CuO，應(yīng)向混合物中滴加適量非氧化性酸(如稀硫酸、稀鹽酸等)，B錯誤；檢驗溶液中是否含有Fe2，應(yīng)向溶液中先滴加KSCN溶液，若顏色無變化，再滴入氯水溶液變血紅色，C錯誤。答案D二、非選擇題(本題共4個小題，共58分)8(14分)(2013·瀘州模擬)某同學(xué)想利用圖示裝置(夾持裝置已略去)實驗，探究SO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物。測得反應(yīng)前C管的質(zhì)量為m1 g，反應(yīng)后C管的質(zhì)量為m2 g，反應(yīng)后裝置D質(zhì)量增加了n g。請分析：.裝置B的作用_；裝置D的作用_。.如何檢驗反應(yīng)中是否有O2生成_。.對C中固體產(chǎn)物提出如下假設(shè)：假設(shè)1：只有Na2SO3，假設(shè)2：只有Na2SO4假設(shè)3： _。(1)若Na2O2反應(yīng)完全，為確定C中固體產(chǎn)物的成分，甲同學(xué)設(shè)計如下實驗：將C中的固體配成溶液，加Ba(NO3)2溶液，得到白色沉淀，加足量稀硝酸，沉淀不溶解。得出結(jié)論：產(chǎn)物是Na2SO4。該方案是否合理_(填“是”或“否”)，理由是_。(2)若假設(shè)1成立，某同學(xué)以反應(yīng)前后C管的質(zhì)量差(m2m1)g為依據(jù)推斷生成Na2SO3的質(zhì)量為(m2m1)× g。老師提示推算不合理，請你分析其中的緣由，_。(3)若假設(shè)2成立，則參加反應(yīng)的Na2O2的物質(zhì)的量為_mol(列計算式)。解析.過氧化鈉能與水蒸氣反應(yīng)，裝置B的作用就是干燥二氧化硫，裝置D的作用是防止空氣進入C中。.檢驗氧氣的方法是用帶火星的木條，觀察是否復(fù)燃。.假設(shè)3為Na2SO3和Na2SO4兩者的混合物；(1)該方案不合理，因為硝酸有氧化性，即使產(chǎn)物為亞硫酸鈉，生成的亞硫酸鋇也被氧化成硫酸鋇；(2)若假設(shè)1成立，則發(fā)生反應(yīng)2Na2O22SO2=2Na2SO3O2，(m2m1)g不等于參加反應(yīng)的SO2的質(zhì)量，故該推算不合理。(3)若假設(shè)2成立，則發(fā)生反應(yīng)Na2O2SO2=Na2SO4，二氧化硫的質(zhì)量為(m2m1)g，n(Na2O2)mol。答案.干燥SO2氣體，防止水蒸氣與Na2O2反應(yīng)防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入C裝置與Na2O2反應(yīng)；同時吸收過量的SO2，以免污染空氣.用帶火星的木條靠近干燥管口a，觀察其是否復(fù)燃.有Na2SO3和Na2SO4(1)否HNO3有氧化性，可將BaSO3氧化為BaSO4，據(jù)此不能確定產(chǎn)物是Na2SO3還是Na2SO4或二者兼有(2)因為該反應(yīng)中吸收SO2的同時有O2產(chǎn)生，所以(m2m1)g不等于參加反應(yīng)的SO2的質(zhì)量，故該推算不合理(3)9(14分) (2013·德陽模擬)如圖所示是學(xué)生課外活動小組設(shè)計的制取氨氣并進行氨氣溶于水的噴泉實驗等實驗的裝置示意圖。請回答下列問題：(1)學(xué)生甲用圖A所示裝置制備氨氣，寫出該法制取氨氣的化學(xué)方程式_；制出的氨氣應(yīng)使用_法來收集，要得到干燥的氨氣可選用_做干燥劑。(2)學(xué)生乙用圖B所示裝置也制出了氨氣，他選用的制取試劑可能是_和_。(3)學(xué)生丙用圖C所示裝置進行噴泉實驗，燒瓶內(nèi)已充滿干燥的氨氣，引發(fā)水向上噴的操作是_。(4)學(xué)生丁將裝置C誤認(rèn)為裝置D，但經(jīng)同學(xué)討論后，認(rèn)為也可引發(fā)噴泉。請說明用該裝置引發(fā)噴泉的方法_。(5)學(xué)生戊用裝置E吸收一段時間氨后，再通入空氣，同時將經(jīng)過加熱的鉑絲插入E裝置的錐形瓶內(nèi)，看到了具有催化作用的鉑絲保持紅熱，同時瓶內(nèi)生成了紅棕色的氣體。寫出在此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。解析(1)A裝置是固體和固體混合加熱制備氨氣的裝置，應(yīng)選用的試劑是NH4Cl和Ca(OH)2固體。氨氣極易溶于水，比空氣密度小，要用向下排空氣法收集。干燥氨氣用堿石灰等堿性干燥劑。(2)B裝置是固體和液體在不加熱時反應(yīng)制氨氣的裝置，可選用濃氨水和生石灰(或固體NaOH)混合反應(yīng)。(3)氨氣極易溶于水，用C裝置進行噴泉實驗時，先要打開止水夾，然后擠壓膠頭滴管，使少量水進入燒瓶，氨氣溶于水導(dǎo)致燒瓶內(nèi)壓強急劇減小，外界大氣壓將燒杯內(nèi)的水壓入燒瓶即可形成噴泉。(4)對于裝置D，可以設(shè)法使燒瓶受熱，瓶內(nèi)氣體膨脹，排出玻璃導(dǎo)管中的空氣，瓶內(nèi)氨氣與水接觸即產(chǎn)生噴泉。(5)本實驗的原理：氨在受熱時被催化氧化為NO，NO與O2反應(yīng)變成紅棕色的NO2。答案(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O向下排空氣堿石灰(或氫氧化鈉固體、氧化鈣固體等)(2)氧化鈣或固體氫氧化鈉濃氨水(3)打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水(4)打開止水夾，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管中的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉(5)4NH35O24NO6H2O,2NOO2=2NO210(15分)(2013·濟南聯(lián)考)實驗室有NH4HCO3和NaHSO3的干燥粉狀混合物，某興趣小組為測定其中NH4HCO3的含量，設(shè)計了在混合物中加酸的實驗方法來測定其質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；卮鹨韵聠栴}：(1)化學(xué)小組主要選用了下列藥品和儀器進行實驗(圖中每種儀器或裝置只用一次，鐵架臺等固定用到的儀器未畫出)。請按氣流由左向右的方向，儀器連接順序是(填儀器的接口字母a、b)a_fg_。(2)實驗開始，混合物加酸前，A裝置需要鼓入空氣，作用是_；加酸反應(yīng)后A裝置再次鼓入空氣的作用是_。(3)E裝置的作用是_。(4)實驗中，若C瓶中溶液褪色，則測定結(jié)果可能會偏_(填“高”或“低”)。(5)若混合物樣品質(zhì)量為13.1 g，充分作用后堿石灰增重4.4 g，則混合物中NH4HCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。(6)從定量測定的準(zhǔn)確性考慮，該套裝置還應(yīng)作進一步的改進是_。答案(1)ihdebc(2)排出裝置中原有空氣將生成的氣體全部送入后續(xù)裝置(3)除去SO2，以防止SO2對測定結(jié)果的影響(4)高(5)60.3%(6)在B之后再接一個阻止空氣中水和二氧化碳進入B的裝置11(15分)(2013·金華三模)Fe、Cu都是人類最早使用的金屬。某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)運用實驗手段研究Fe、Cu的相關(guān)性質(zhì)，請你參與研究并完成下列各題：(1)甲同學(xué)取一束細銅絲用砂紙打磨后放在酒精燈上加熱至紅熱，然后迅速伸入盛Cl2的集氣瓶中。你認(rèn)為甲同學(xué)在實驗中應(yīng)該觀察到的現(xiàn)象是_。(2)乙同學(xué)為探究Fe在冷濃硝酸和熱濃硝酸中的反應(yīng)情況，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置：乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)裝置1中Fe未溶解，其原因是_；裝置2生成的氣體(假定為NO2和NO混合氣體)全部通入100 mL 4 mol·L1 NaOH溶液，恰好被完全吸收，反應(yīng)為：NONO22NaOH=2NaNO2H2O2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O若生成NaNO3和NaNO2物質(zhì)的量之比為13，則混合氣體中NO2和NO的體積比為_。(3)丙同學(xué)在Fe和濃硝酸反應(yīng)后的溶液中加入一塊Cu片，Cu片先逐漸溶解，反應(yīng)一段時間后不再溶解。丙同學(xué)依據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象得出Cu片溶解的原因是和HNO3發(fā)生反應(yīng)。他依據(jù)的反應(yīng)現(xiàn)象是_。丁同學(xué)認(rèn)為丙同學(xué)的結(jié)論不完全正確，他的理由是_。(4)請你設(shè)計實驗證明(3)反應(yīng)后的溶液中只含F(xiàn)e2而不含F(xiàn)e3。說明具體實驗操作和實驗現(xiàn)象：_。解析(1)Cu在Cl2中燃燒的現(xiàn)象是生成棕色的煙。(2)鐵、鋁在常溫下遇到濃硫酸、濃硝酸會發(fā)生鈍化；從化學(xué)方程式可以看出：2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O211NONO22NaOH=2NaNO2H2O112混合氣體中NO2和NO的體積比為31。(3)若試管內(nèi)出現(xiàn)紅棕色氣體或銅片表面有氣泡生成就可以證明Cu片溶解的原因是和HNO3發(fā)生反應(yīng)；Fe和硝酸反應(yīng)后的溶液中有HNO3，也一定有Fe3，而Fe3也能和Cu反應(yīng)，使Cu片溶解，所以丁同學(xué)認(rèn)為丙同學(xué)的結(jié)論不完全正確。(4)檢驗Fe2、Fe3是常考的知識點。檢驗時可以取少許該溶液滴加幾滴KSCN溶液，不出現(xiàn)血紅色，再滴加適量新制氯水；出現(xiàn)血紅色，證明溶液中只含F(xiàn)e2而不含F(xiàn)e3。答案(1)Cu在Cl2中燃燒生成棕色的煙(2)Fe在冷濃硝酸中發(fā)生鈍化31(3)試管內(nèi)出現(xiàn)紅棕色氣體或銅片表面有氣泡生成Fe和濃硝酸反應(yīng)后的溶液中有HNO3，也一定有Fe3，而Fe3也能和Cu反應(yīng)，使Cu片溶解(4)取少許該溶液滴加幾滴KSCN溶液，不出現(xiàn)血紅色，再滴適量新制氯水，出現(xiàn)血紅色(答案合理即可)9