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2019-2020年高考化學(xué) 專題二十四 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)練習(xí) 考點(diǎn)一 制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 1.(xx重慶理綜,4,6分)下列實(shí)驗(yàn)中,所使用的裝置(夾持裝置略)、試劑和操作方法都正確的是(　　) 答案　A 3.(xx江蘇單科,19,15分)實(shí)驗(yàn)室用下圖所示裝置制備KClO溶液,并通過KClO溶液與Fe(NO3)3溶液的反應(yīng)制備高效水處理劑K2FeO4。 已知K2FeO4具有下列性質(zhì):①可溶于水、微溶于濃KOH溶液,②在0 ℃~5 ℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定,③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解,④在酸性至弱堿性條件下,能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2。 (1)裝置A中KMnO4與鹽酸反應(yīng)生成MnCl2和Cl2,其離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　,將制備的Cl2通過裝置B可除去　　　　(填化學(xué)式)。 (2)Cl2與KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下,控制反應(yīng)在0 ℃~5 ℃進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 (3)制備K2FeO4時(shí),KClO飽和溶液與Fe(NO3)3飽和溶液的混合方式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)提純K2FeO4粗產(chǎn)品[含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)]的實(shí)驗(yàn)方案為:將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 molL-1 KOH溶液中, (實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有:飽和KOH溶液,乙醇;除常用儀器外須使用的儀器有:砂芯漏斗,真空干燥箱)。 答案　(15分) (1)2Mn+16H++10Cl- 2Mn2++5Cl2↑+8H2O　HCl (2)緩慢滴加鹽酸　裝置C加冰水浴 (3)在攪拌下,將Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中 (4)用砂芯漏斗過濾,將濾液置于冰水浴中,向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液,攪拌、靜置,再用砂芯漏斗過濾,晶體用適量乙醇洗滌2~3次后,在真空干燥箱中干燥 4.(xx江蘇單科,21B,12分)實(shí)驗(yàn)室以苯甲醛為原料制備間溴苯甲醛(實(shí)驗(yàn)裝置見下圖,相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)見附表)。 　　　　　附表　相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)(101 kPa) 物質(zhì) 沸點(diǎn)/ ℃ 物質(zhì) 沸點(diǎn)/ ℃ 溴 58.8 1,2-二氯乙烷 83.5 苯甲醛 179 間溴苯甲醛 229 其實(shí)驗(yàn)步驟為: 步驟1:將三頸瓶中的一定配比的無水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升溫至60 ℃,緩慢滴加經(jīng)濃H2SO4干燥過的液溴,保溫反應(yīng)一段時(shí)間,冷卻。 步驟2:將反應(yīng)混合物緩慢加入一定量的稀鹽酸中,攪拌、靜置、分液。有機(jī)相用10% NaHCO3溶液洗滌。 步驟3:經(jīng)洗滌的有機(jī)相加入適量無水MgSO4固體,放置一段時(shí)間后過濾。 步驟4:減壓蒸餾有機(jī)相,收集相應(yīng)餾分。 (1)實(shí)驗(yàn)裝置中冷凝管的主要作用是　　　　,錐形瓶中的溶液應(yīng)為　　　　。 (2)步驟1所加入的物質(zhì)中,有一種物質(zhì)是催化劑,其化學(xué)式為　　　　。 (3)步驟2中用10% NaHCO3溶液洗滌有機(jī)相,是為了除去溶于有機(jī)相的　　　 　　　(填化學(xué)式)。 (4)步驟3中加入無水MgSO4固體的作用是　　　　　　　　。 (5)步驟4中采用減壓蒸餾技術(shù),是為了防止　　　　　　　　　。 答案　(1)冷凝回流　NaOH (2)AlCl3 (3)Br2、HCl (4)除去有機(jī)相的水 (5)間溴苯甲醛被氧化 考點(diǎn)二 探究組成、性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 1.(xx課標(biāo)Ⅱ,13,6分)用如圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):將①中溶液滴入②中,預(yù)測(cè)的現(xiàn)象與實(shí)際相符的是(　　) 選項(xiàng) ①中物質(zhì) ②中物質(zhì) 預(yù)測(cè)②中的現(xiàn)象 A. 稀鹽酸 碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液 立即產(chǎn)生氣泡 B. 濃硝酸 用砂紙打磨過的鋁條 產(chǎn)生紅棕 色氣體 C. 氯化鋁溶液 濃氫氧化鈉溶液 產(chǎn)生大量 白色沉淀 D. 草酸溶液 高錳酸鉀酸性溶液 溶液逐漸褪色 答案　D 2.(xx安徽理綜,12,6分)某同學(xué)將光亮的鎂條放入盛有NH4Cl溶液的試管中,有大量氣泡產(chǎn)生。為探究該反應(yīng)原理,該同學(xué)做了以下實(shí)驗(yàn)并觀察到相關(guān)現(xiàn)象,由此得出的結(jié)論不合理的是(　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象 結(jié)論 A 將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,試紙變藍(lán) 反應(yīng)中有NH3產(chǎn)生 B 收集產(chǎn)生的氣體并點(diǎn)燃,火焰呈淡藍(lán)色 反應(yīng)中有H2產(chǎn)生 C 收集氣體的同時(shí)測(cè)得溶液的pH為8.6 弱堿性溶液中Mg也可被氧化 D 將光亮的鎂條放入pH為8.6的NaHCO3溶液中,有氣泡產(chǎn)生 弱堿性溶液中OH-氧化了Mg 答案　D 3.(xx廣東理綜,22,6分)下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是(　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)操作 現(xiàn)象 結(jié)論 A 分別加熱Na2CO3和NaHCO3固體 試管內(nèi)壁均有水珠 兩種物質(zhì)均受熱分解 B 向稀的苯酚水溶液滴加飽和溴水 生成白色沉淀 產(chǎn)物三溴苯酚不溶于水 C 向含I-的無色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液 加入淀粉后溶液變成藍(lán)色 氧化性:Cl2>I2 D 向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液 加入H2O2后溶液變成血紅色 Fe2+既有氧化性又有還原性 答案　BC 4.(xx江蘇單科,13,4分)下列設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) A.制備Al(OH)3懸濁液:向1 molL-1 AlCl3溶液中加過量的6 molL-1 NaOH溶液 B.提純含有少量乙酸的乙酸乙酯:向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入適量飽和Na2CO3溶液,振蕩后靜置分液,并除去有機(jī)相的水 C.檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2+:取少量待檢驗(yàn)溶液,向其中加入少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 D.探究催化劑對(duì)H2O2分解速率的影響:在相同條件下,向一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O,向另一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液,觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 答案　BD 7.(xx四川理綜,9,13分)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受熱易分解。某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物。 【查閱資料】(NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃時(shí)分解產(chǎn)物不同。 【實(shí)驗(yàn)探究】該小組擬選用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持和加熱裝置略)。 實(shí)驗(yàn)1:連接裝置A-B-C-D,檢查氣密性,按圖示加入試劑(裝置B盛0.500 0 mol/L鹽酸70.00 mL)。通入N2排盡空氣后,于260 ℃加熱裝置A一段時(shí)間,停止加熱,冷卻,停止通入N2。品紅溶液不褪色。取下裝置B,加入指示劑,用0.200 0 mol/L NaOH溶液滴定剩余鹽酸,終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH溶液25.00 mL。經(jīng)檢驗(yàn)滴定后的溶液中無S。 (1)儀器X的名稱是　　　　。 (2)滴定前,下列操作的正確順序是　　　　(填字母編號(hào))。 a.盛裝0.200 0 mol/L NaOH溶液 b.用0.200 0 mol/L NaOH溶液潤洗 c.讀數(shù)、記錄 d.查漏、清洗 e.排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面 (3)裝置B內(nèi)溶液吸收氣體的物質(zhì)的量是　　　　mol。 實(shí)驗(yàn)2:連接裝置A-D-B,檢查氣密性,按圖示重新加入試劑。通入N2排盡空氣后,于400 ℃加熱裝置A至(NH4)2SO4完全分解無殘留物,停止加熱,冷卻,停止通入N2。觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗(yàn),該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有S,無S。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),氣體產(chǎn)物中無氮氧化物。 (4)檢驗(yàn)裝置D內(nèi)溶液中有S,無S的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是　 　 。 (5)裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是　　　　。 (6)(NH4)2SO4在400 ℃分解的化學(xué)方程式是　。 答案　(13分)(1)圓底燒瓶　(2)dbaec　(3)0.03 (4)取少量裝置D內(nèi)溶液于試管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀鹽酸后沉淀完全溶解,放出無色刺激性氣體 (5)NH3或氨氣 (6)3(NH4)2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑ 8.(xx福建理綜,25,15分)某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進(jìn)行有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)一　制取氯酸鉀和氯水 利用上圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (1)制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,取出B中試管冷卻結(jié)晶,過濾,洗滌。該實(shí)驗(yàn)操作過程需要的玻璃儀器有　　　　　　　　　　　　。 (2)若對(duì)調(diào)B和C裝置的位置,　　　　(填“能”或“不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。 實(shí)驗(yàn)二　氯酸鉀與碘化鉀反應(yīng)的研究 (3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn)研究反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響,其中系列a實(shí)驗(yàn)的記錄表如下(實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行): 試管編號(hào) 1 2 3 4 0.20 molL-1 KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0 molL-1 H2SO4/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸餾水/mL 9.0 6.0 3.0 0 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①系列a實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰　　　　　　　　　　　　　　　? ②設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是　　　　　　　　　　　　。 ③若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色;假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,則此反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 實(shí)驗(yàn)三　測(cè)定飽和氯水中氯元素的總量 (4)該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為:使用下圖裝置,加熱15.0 mL飽和氯水試樣,測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(不考慮實(shí)驗(yàn)裝置及操作失誤導(dǎo)致不可行的原因) (5)根據(jù)下列資料,為該小組設(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案(不必描述操作過程的細(xì)節(jié)): 　 。 資料:ⅰ.次氯酸會(huì)破壞酸堿指示劑; ⅱ.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2和FeCl2等物質(zhì)還原成Cl-。 答案　(15分)(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可)　(2)能 (3)①研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響?、诹蛩釢舛葹?的對(duì)照實(shí)驗(yàn)?、跜l+6I-+6H+ Cl-+3I2+3H2O (4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案無法測(cè)算試樣含氯總量(或其他合理答案) (5)量取一定量的試樣,加入足量的H2O2溶液,加熱除去過量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,稱量沉淀質(zhì)量(或其他合理答案)