2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題九 第4講 物質(zhì)的制備及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 蘇教版一、選擇題1下列裝置中間的試管用來(lái)收集濃硝酸與銅反應(yīng)所生成的氣體，最終可使收到的氣體中空氣的含量最少的是()。解析由于裝置圖采用的是排空氣法，NO2的密度比空氣大，氣體應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出才能使收集到的氣體中空氣含量最少，C正確。答案C2下列氣體制備與收集裝置錯(cuò)誤的是 ()。解析D選項(xiàng)，NO氣體易與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)，且其密度與空氣非常相近，不能用排空氣法收集。答案D3下列實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的是()A將飽和氯水滴到淀粉碘化鉀試紙上出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象，說(shuō)明氯水能將I氧化成I2，還能將I2進(jìn)一步氧化成碘的化合物B將過(guò)量CO2通入Ca(ClO)2溶液中，最后得到澄清溶液，說(shuō)明H2CO3的酸性比HClO弱C向某溶液中加入新制Cu(OH)2，加熱，出現(xiàn)紅色沉淀，說(shuō)明該溶液中一定含醛類物質(zhì)D向苯酚溶液中滴加少量稀溴水，溶液中沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明溶液中二者不能發(fā)生反應(yīng)解析 A實(shí)驗(yàn)中邊緣變藍(lán)色說(shuō)明生成了單質(zhì)碘，中間白色說(shuō)明藍(lán)色物質(zhì)被氯水氧化了。將過(guò)量CO2通入Ca(ClO)2溶液中，先生成CaCO3沉淀，CO2過(guò)量時(shí)CaCO3溶解生成Ca(HCO3)2，所以最后得到澄清溶液，說(shuō)明H2CO3的酸性比HClO強(qiáng)。C實(shí)驗(yàn)中只能證明該溶液中一定有含有醛基的物質(zhì)，如葡萄糖。制備溴苯應(yīng)使用濃溴水與稀苯酚溶液，且生成的三溴苯酚溶于苯酚溶液中，因此溶液中沒(méi)有沉淀生成。答案 A4右圖為實(shí)驗(yàn)室制氫氣的簡(jiǎn)易裝置。若在加稀硫酸時(shí)，發(fā)現(xiàn)鋅粒與稀硫酸沒(méi)有接觸而稀硫酸又不夠了，為使該反應(yīng)順利進(jìn)行，則可以從長(zhǎng)頸漏斗中加入的試劑是() 食鹽水，KNO3溶液，適量稀硫酸銅溶液，Na3CO3溶液，CCl4，濃氨水。ABC D解析 加入KNO3溶液后不再產(chǎn)生H2，會(huì)產(chǎn)生NO氣體。Na2CO3溶液會(huì)與H2SO4反應(yīng)生成CO2，既消耗H2SO4又會(huì)使H2不純凈。CCl4在下層，使稀H2SO4與鋅粒接觸。濃氨水會(huì)與H2SO4反應(yīng)。答案 A5下列實(shí)驗(yàn)方案或操作合理的是 ()。A用過(guò)濾法可以除去Fe(OH)3膠體中的Cl離子B銅與濃硫酸反應(yīng)時(shí)，可用蘸有濃溴水的棉花放在導(dǎo)管口吸收逸出的氣體C實(shí)驗(yàn)室需用某濃度的NaOH溶液450 mL，則配制時(shí)應(yīng)選用450 mL的容量瓶D已知Ksp(CuS)Ksp(FeS)，可通過(guò)加入過(guò)量的難溶電解質(zhì)FeS使工業(yè)廢水中的Cu2轉(zhuǎn)化成硫化物沉淀除去解析除去Fe(OH)3膠體中的Cl離子應(yīng)該用滲析的方法，不能用過(guò)濾的方法，因?yàn)槟z體粒子也能透過(guò)濾紙，故A錯(cuò)；溴本身有毒，不能用該法進(jìn)行尾氣的處理，故B錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有450 mL的容量瓶，只能選用500 mL的，故C錯(cuò)；根據(jù)“溶度積小的沉淀可以轉(zhuǎn)化為溶度積更小的沉淀”規(guī)律可知，反應(yīng)FeS(s)Cu2(aq)=CuS(s)Fe2(aq)可以發(fā)生，故D正確。答案D6某同學(xué)通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)探討Mg及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是 ()。A將水加入濃硫酸中得稀硫酸，置鎂片于其中探討Mg的活潑性B將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中，觀察Mg(OH)2沉淀的生成C將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過(guò)濾，洗滌并收集沉淀D將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無(wú)水MgCl2固體解析濃硫酸稀釋時(shí)，應(yīng)將濃硫酸沿玻璃棒緩慢加入水中并用玻璃棒不斷攪拌以防止液滴飛濺，A項(xiàng)錯(cuò)誤；將NaOH溶液與MgSO4溶液混合即可得到Mg(OH)2沉淀，B項(xiàng)正確；過(guò)濾時(shí)，應(yīng)使用玻璃棒引流，C項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)MgCl2溶液直接加熱，Mg2易水解，不能得到MgCl2固體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B7下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)結(jié)論一致的是 ()。選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論A將FeCl3溶液分別滴入NaBr、NaI溶液中，再分別滴加CCl4，振蕩，靜置氧化性：Fe3Br2I2B除銹的鐵釘在濃硝酸中浸泡后，用蒸餾水洗凈，再放入CuSO4溶液中無(wú)現(xiàn)象鐵釘表面形成了一層致密穩(wěn)定的氧化膜C向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀，加稀鹽酸沉淀不消失該溶液中有SOD甲苯中滴入少量濃溴水，振蕩，靜置，溴水層褪色甲苯與溴發(fā)生了取代反應(yīng)解析選項(xiàng)A中的結(jié)論應(yīng)該是氧化性：Br2Fe3I2；選項(xiàng)C不能確定是SO，因?yàn)镾O或SiO也可能出現(xiàn)題述現(xiàn)象；選項(xiàng)D中是因?yàn)榘l(fā)生了萃取而未發(fā)生取代反應(yīng)。答案B二、非選擇題8化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組擬通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究“新制的還原性鐵粉和過(guò)量鹽酸反應(yīng)生成FeCl2還是FeCl3”。請(qǐng)你參與探究并回答有關(guān)問(wèn)題：(1)一位同學(xué)用向反應(yīng)后的溶液中滴加NaOH溶液的方法來(lái)驗(yàn)證溶液中是否含有Fe2?？捎^察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_，反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(2)另一位同學(xué)向反應(yīng)后的溶液中先滴加KSCN溶液，再向其中滴加新制氯水，溶液呈現(xiàn)紅色，但當(dāng)?shù)渭舆^(guò)量新制氯水時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)紅色褪去。為了弄清溶液紅色褪去的原因，同學(xué)們查到如下資料：.鐵有一種化合物稱為鐵酸鹽(含有FeO)。.SCN的電子式為.氯水具有很強(qiáng)的氧化性。于是同學(xué)們提出兩種假設(shè)：第一種假設(shè)是：Cl2可將Fe3氧化為FeO，請(qǐng)寫出該離子反應(yīng)方程式_。第二種假設(shè)是：_，提出該假設(shè)的理論依據(jù)是_。解析 (1)向含有Fe2的溶液中滴加NaOH溶液，先生成白色的Fe(OH)2沉淀，后迅速變灰綠色，最終變成紅褐色的Fe(OH)3沉淀。(2)紅色褪去的原因可能是氯水的加入氧化了Fe3或SCN。根據(jù)得失電子守恒、質(zhì)量守恒和電荷守恒配平該離子方程式。第二種假設(shè)可能是SCN被Cl2氧化。答案 (1)產(chǎn)生白色沉淀，沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色FeCl22NaOH=Fe(OH)22NaCl、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16HSCN被Cl2氧化從電子式分析，SCN中S為2價(jià)，N為3價(jià)，均為最低價(jià)，有被氧化的可能9二氧化氯(ClO2)作為一種高效強(qiáng)氧化劑已被聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織(WHO)列為A1級(jí)消毒劑。常溫下二氧化氯為黃綠色或橘黃色氣體，性質(zhì)非常不穩(wěn)定，溫度過(guò)高、二氧化氯的水溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于30%等均有可能引起爆炸。某研究小組設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置制備ClO2。(1)如圖所示，在燒瓶中先放入12.25 g KClO3和9.00 g草酸(H2C2O4)，然后加入足量的稀硫酸，水浴加熱。反應(yīng)后產(chǎn)物中有ClO2、CO2和一種酸式鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_。(2)在反應(yīng)開始之前將燒杯中的水加熱到80 ，然后停止加熱，并使其保持在6080 之間?？刂茰囟鹊哪康氖莀，圖示裝置中缺少的一種必需的玻璃儀器是_。(3)A裝置用于吸收產(chǎn)生的二氧化氯，其中最好盛放_(tái)(填序號(hào)，下同)，B裝置中盛放_(tái)。50 mL 60 的溫水 50 mL冰水50 mL飽和食鹽水 50 mL NaOH溶液(4)將二氧化氯溶液加入到硫化氫溶液中，加入少量的稀鹽酸酸化過(guò)的氯化鋇溶液，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成。請(qǐng)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_。(5)從所制得的二氧化氯水溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的角度看，是否存在安全隱患，并簡(jiǎn)述原因：_(用數(shù)據(jù)說(shuō)明)。解析(1)根據(jù)提供信息，草酸被氧化，因此酸式鹽為KHSO4，根據(jù)C由34，Cl由54，因此氧化產(chǎn)物(CO2)與還原產(chǎn)物(ClO2)的物質(zhì)的量之比為11。(2)控制溫度是為了防止生成的ClO2爆炸，由于要控制溫度，因此缺少溫度計(jì)。(3)溫度過(guò)高ClO2會(huì)爆炸，應(yīng)選擇冰水吸收ClO2，B裝置用于吸收CO2，選擇NaOH溶液。(4)根據(jù)提供信息，該沉淀為BaSO4，因此ClO2與H2S反應(yīng)生成H2SO4和HCl。(5)通過(guò)計(jì)算可知草酸過(guò)量，生成的m(ClO2) mol67.5 gmol16.75 g，則溶液中二氧化氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%11.9%，因此不存在安全隱患。答案(1)2KClO3H2C2O42H2SO42CO22ClO22KHSO42H2O11 (2)使反應(yīng)正常進(jìn)行，并防止溫度過(guò)高引起爆炸溫度計(jì)(3) (4)8ClO25H2S4H2O5Ba2=5BaSO48Cl18H(5)答案見解析10某化學(xué)興趣小組為了測(cè)定鐵碳合金(鐵和碳兩種單質(zhì)的混合物)中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并探究濃硫酸的某些性質(zhì)，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(夾持儀器已省略)和實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。.測(cè)定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(1)檢查上述裝置氣密性的一種方法是關(guān)閉分液漏斗和通入N2的活塞，在裝置E后面連上一根導(dǎo)管，然后_，則證明裝置的氣密性良好。(2)裝置C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(3)實(shí)驗(yàn)開始前稱量裝置E的質(zhì)量，將a g鐵碳合金樣品放入裝置A中，再加入足量的濃硫酸，待裝置A中不再有氣體放出時(shí)，停止加熱，通入N2一段時(shí)間后拆下裝置E并稱量質(zhì)量，裝置E的質(zhì)量增加b g。則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(用含a、b的代數(shù)式表示)。(4)甲同學(xué)認(rèn)為依據(jù)此實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能會(huì)偏低，原因是空氣中的CO2、H2O進(jìn)入裝置E中，使b增大。你認(rèn)為改進(jìn)的方法是_。.探究濃硫酸的某些性質(zhì)(5)向裝置A的燒瓶中滴加足量的濃硫酸，未點(diǎn)燃酒精燈前，裝置A、B中均無(wú)明顯現(xiàn)象，其原因是_。(6)裝置A中鐵與濃硫酸共熱發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。解析(2)裝置C中酸性高錳酸鉀溶液能夠氧化二氧化硫：5SO22MnO2H2O=5SO2Mn24H。(3)裝置E增加的質(zhì)量是二氧化碳的質(zhì)量，由此可以求鐵碳合金中碳的質(zhì)量，從而求得鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1。(4)防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置E，需要再加一個(gè)吸收裝置。(5)鐵在常溫下遇濃硫酸會(huì)發(fā)生鈍化，碳和濃硫酸在加熱條件下才可以反應(yīng)。(6)鐵被氧化成三價(jià)鐵。答案(1)將導(dǎo)管插入水中，微熱燒瓶，導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡，停止加熱后在導(dǎo)管末端形成一段穩(wěn)定的水柱(2)5SO22MnO2H2O=5SO2Mn24H (3)1(4)在裝置E的后面再連接一個(gè)與E相同的裝置(5)常溫下，F(xiàn)e被濃硫酸鈍化，碳與濃H2SO4不反應(yīng)(6)2Fe6H2SO4(濃)Fe2(SO4)33SO26H2O11過(guò)氧化鈉是中學(xué)化學(xué)中常用的強(qiáng)氧化劑，一氧化碳和氫氣是常用的還原劑。某學(xué)習(xí)小組探究過(guò)氧化鈉與一氧化碳、氫氣反應(yīng)的產(chǎn)物。查閱資料：熾熱的焦炭能與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，同時(shí)CO和水蒸氣在高溫下能反應(yīng)生成少量的二氧化碳。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(假設(shè)裝置中的藥品均足量)。主要實(shí)驗(yàn)步驟：連接裝置并檢查裝置的氣密性；先點(diǎn)燃A處的酒精燈，再緩慢通入水蒸氣，將裝置內(nèi)的空氣排盡后，最后點(diǎn)燃C處的酒精燈；當(dāng)?shù)S色的過(guò)氧化鈉完全變?yōu)榘咨螅鏑處的酒精燈；繼續(xù)通入水蒸氣至C處的玻璃管冷卻，停止通入水蒸氣并熄滅A處的酒精燈。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，無(wú)水硫酸銅沒(méi)有變藍(lán)，澄清石灰水沒(méi)有變渾濁。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)上述方案有不足之處，請(qǐng)?zhí)岢鲂薷慕ㄗh：_。B裝置的作用是_。(2)確認(rèn)步驟“裝置內(nèi)的空氣排盡”的操作是_。(3)預(yù)測(cè)C處的玻璃管中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式：_(只寫一個(gè))。(4)實(shí)驗(yàn)室提供如下藥品：酚酞試液、氯化鋇溶液、澄清石灰水、鹽酸、硝酸銀溶液、硫酸鐵溶液、硫酸銅溶液。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方案確認(rèn)C處的玻璃管中白色固體M的成分并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告(根據(jù)需要，不必填滿，不夠也可以補(bǔ)充)： 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論步驟一步驟二步驟三(5)拓展實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)確認(rèn)白色固體M中是否含有少量的過(guò)氧化鈉：_。解析由于氣體參與反應(yīng)時(shí)不可能反應(yīng)完全，因此最后的尾氣要進(jìn)行處理，防止污染環(huán)境。若整個(gè)裝置充滿一氧化碳和氫氣，可通過(guò)收集氣體來(lái)驗(yàn)證。若過(guò)氧化鈉與氫氣反應(yīng)則生成氫氧化鈉，與一氧化碳反應(yīng)則生成碳酸鈉。驗(yàn)證二者的存在應(yīng)從碳酸根離子和氫氧根離子入手，前者采用沉淀法，不能采用氣體法(氫氧根離子會(huì)被消耗)，后者采用指示劑法。根據(jù)過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)時(shí)有氣體放出的性質(zhì)，或者過(guò)氧化鈉具有強(qiáng)氧化性的性質(zhì)，任選一種性質(zhì)就可以證明其存在。答案(1)在E裝置后的導(dǎo)管處接一個(gè)氣球或放一個(gè)點(diǎn)燃的酒精燈干燥CO和H2并除去CO2(2)在E處收集一試管氣體并點(diǎn)燃，若氣體能安靜燃燒或有輕微的爆鳴聲，證明裝置內(nèi)的空氣已排盡(3)Na2O2H22NaOH(或Na2O2CONa2CO3)(4)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論步驟一取少量白色固體M溶于水，加入足量的氯化鋇溶液若產(chǎn)生白色沉淀，則說(shuō)明白色固體M中含有碳酸鈉，無(wú)法確定是否含有氫氧化鈉；若無(wú)現(xiàn)象，則說(shuō)明白色固體中不含碳酸鈉，含有氫氧化鈉步驟二若步驟一產(chǎn)生白色沉淀，再向步驟一的上層清液中滴加酚酞試液若溶液變紅色，則說(shuō)明白色固體M中含有氫氧化鈉；否則不含氫氧化鈉(5)取少量白色固體M，溶于水，若無(wú)氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明M中不含過(guò)氧化鈉；若有氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明M中含過(guò)氧化鈉(或向溶液中滴加酚酞試液，若紅色不褪去，則說(shuō)明M中不含有過(guò)氧化鈉，否則M中含有過(guò)氧化鈉)