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‎2015高考化学实验方案的设计与评价课堂检测（带解析）‎ ‎1. [2014·济宁模拟]实验室里可按下图所示的装置干燥，储存气体R，多余的气体可用水吸收，则R是(　　)‎ A. NO2　　　B. HCl　　　C. CH4　　　D. NH3‎ 解析：该题考查气体的干燥与收集。根据装置可判断，是用向下排气法收集的，说明气体的密度小于空气，且极易溶于水，所以选项D正确。‎ 答案：D ‎2. [2014·太原模拟]某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋，他们使用的药品和装置如下图所示，其中下列说法不合理的是(　　)‎ A. 能表明I－的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色 B. 装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气 C. 为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀 D. 为了验证A中发生了氧化还原反应，加入KMnO4溶液，紫红色褪去 解析：该题考查化学实验的有关判断。如果B中的蓝色溶液褪色，则说明单质碘被SO2还原，因此I－的还原性弱于SO2，A正确；SO2是大气污染物，需要尾气处理，B正确；氯化铁能把SO2氧化生成硫酸，和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡，C正确；由于SO2也能使高锰酸钾溶液褪色，溶液褪色，不一定是生成的亚铁离子还原的，所以不能确定是否发生了氧化还原反应，D不正确，答案选D。‎ 答案：D ‎3. [2014·湖北重点中学联考二]下列实验装置设计正确、且能达到目的的是(　　)‎ A. 实验Ⅰ：测定一定质量的Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3的质量分数 B. 实验Ⅱ：静置一段时间，小试管内有晶体析出 C. 实验Ⅲ：配制一定物质的量浓度的稀硫酸 D. 实验Ⅳ：分离四氯化碳和甲苯的混合物(两者互溶，沸点分别为‎76.75 ℃‎和‎110.6 ℃‎)‎ 解析：选项A，不能用饱和Na2CO3溶液，无法测定CO2的体积，应该用饱和的NaHCO3溶液，并且用稀硫酸代替稀盐酸；选项C，不能将浓硫酸直接加入盛有蒸馏水的容量瓶中；选项D，该装置中温度计不能插入液面以下，错误。‎ 答案：B ‎4. 某同学用下列实验装置探究硝酸的性质，根据图示判断下列结论不正确的是(　　)‎ A. 试管内壁上的“黄霜”的成分是硫 B. 该实验探究既说明浓硝酸具有氧化性，又说明了浓硝酸具有挥发性 C. 烧杯内的氢氧化钠溶液的作用是除去尾气，防止尾气毒害 D. 试管中浓硝酸可以用浓盐酸代替 解析：试管中浓硝酸挥发，遇到H2S气体，与之反应生成单质S；烧杯中的NaOH与逸出的酸性气体反应，防止这些酸性气体污染环境；浓盐酸无强氧化性，不能代替浓硝酸完成该实验。‎ 答案：D ‎5. [2013·安徽高考]实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是(　　)‎ 选项 a中的物质 b中的物质 c中收集的气体 d中的物质 A 浓氨水 CaO NH3‎ H2O B 浓硫酸 Na2SO3‎ SO2‎ NaOH溶液 C 稀硝酸 Cu NO2‎ H2O D 浓盐酸 MnO2‎ Cl2‎ NaOH溶液 解析：实验室利用CaO和浓氨水制取氨气，在收集NH3时应短进长出，A项错误；制取NO2时选择浓硝酸和Cu反应，C项错误；MnO2氧化浓盐酸制取Cl2需要加热才能发生，D项错误。‎ 答案：B ‎6. [2014·洛阳二练]下图表示从固体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1和方案2指出下列说法合理的是(　　)‎ A. 可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵 B. 方案1中残留物具有的性质是受热易挥发 C. 方案2中加入的试剂能够与除X外的物质发生化学反应 D. 方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3‎ 解析：碳酸氢钠受热分解，A选项错误；除X外的物质均可溶，加入水，过滤均可，C选项错误。‎ 答案：D ‎7. [2013·海南高考]下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是(　　)‎ A. a－b－c－d－e－f－g－h B. a－e－d－c－b－h－i－g C. a－d－e－c－b－h－i－g D. a－c－b－d－e－h－i－f 解析：仪器连接的顺序一般为造气(浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气)→除杂(先用饱和食盐水除去氯气中的HCl气体、然后用浓硫酸除去氯气中的水蒸气)→主题实验(铁与氯气反应)→尾气处理(碱液吸收)，B选项正确。‎ 答案：B ‎8. [2014·黑龙江模拟]化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。‎ Ⅰ. 摩擦剂中氢氧化铝的定性检验。‎ 取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。‎ ‎(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是__________________。‎ ‎(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是____________________________________。‎ Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定。‎ 利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。‎ 依据实验过程回答下列问题：‎ ‎(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有___________________________________。‎ ‎(4)C中反应生成BaCO3的化学方程式是__________________。‎ ‎(5)下列各项措施中，不能提高测定准确度的是________(填标号)。‎ a. 在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体 b. 滴加盐酸不宜过快 c. 在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d. 在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 ‎ ‎(6)实验中准确称取‎8.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为‎3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为________。‎ ‎(7)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，就可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是_______________。‎ 解析：该题考查化学实验。(1)氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。‎ ‎(2)向(1)中滤液中通过量的CO2气体有Al(OH)3白色沉淀生成，加入过量盐酸沉淀又溶解。‎ ‎(3)通入空气还可以把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收。‎ ‎(4)C中的反应方程式为Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O。‎ ‎(5)在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2‎ 气体可以提高测定的准确度，a不选；B装置中有酸碱指示剂，说明反应中盐酸的加入量是有限的，为保证准确，滴加过程要慢，b不选；B中装有溶液，因此气体通入前没有必要干燥，c选；在B、C之间连接盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶会造成Ba(OH)2溶液还可能吸收由挥发出的氯化氢与NaHCO3反应生成的CO2气体，干扰试验，d选。‎ ‎(6)根据碳元素守恒得：BaCO3－CO2－CaCO3，m(CaCO3)＝＝‎2.00 g，CaCO3的质量分数为×100%＝25%。‎ ‎(7)B中的水蒸气、氯化氢等气体进入装置C中，质量差要大于实际产生CO2气体的质量。‎ 答案：(1)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O(或 Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－)‎ ‎(2)通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解 ‎(3)把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收 ‎(4)Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O ‎(5)cd　(6)25%‎ ‎(7)B中的水蒸气、HCl气体等进入装置C中(或其他合理答案)‎ ‎9. [2012·天津高考]信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为 _______________；‎ 得到滤渣1的主要成分为 _____________________。‎ ‎(2)第②步加H2O2的作用是 _________________________；‎ 使用H2O2的优点是 _______________________；‎ 调溶液pH的目的是使 ________生成沉淀。‎ ‎(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是_____。‎ ‎(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：‎ 上述三种方案中，________方案不可行，原因是__________；‎ 从原子利用率角度考虑， ________方案更合理。‎ ‎(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量，取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol·L－1 EDTA(H2Y2－)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋‎ 写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝ ________；‎ 下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是______。‎ a. 未干燥锥形瓶 b. 滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡 c. 未除净可与EDTA反应的干扰离子 解析：(1)加热条件下铜、铝、铁均与混合酸反应，而铂和金都不与混酸反应，因此滤渣是铂与金。‎ ‎ (2)固体物质加酸溶液后得到的溶液中铁元素的化合价可能为＋2价也可能为＋3价，二价铁离子只有在pH为7.6～9.6的时候才会沉淀，二价铜离子只有在pH为5.2～6.4的时候才会沉淀，三价铁离子只有在pH为2.7～3.7的时候才会沉淀。‎ 如果不先把二价铁离子氧化为三价铁离子，直接加入碱，则会造成二价铁离子与二价铜离子一起沉淀，因此要将铜离子与二价铁离子分离必须先将二价铁离子氧化成三价铁离子。‎ ‎(3)由硫酸铜晶体制取硫酸铜只需要将晶体加热脱水就可以。‎ ‎(4)滤渣2中含有氢氧化铁和氢氧化铝，制备硫酸铝晶体必须将铁元素分离出来，甲操作没有分离铁元素，所得的固体中一定含有硫酸铁，乙操作比丙操作少用了氢氧化钠试剂，同时还增加了产品的量。‎ ‎(5)所有有关滴定的计算以及误差分析都可以用关系式法，从公式出发去分析。‎ 答案： (1)Cu＋4H＋＋2NOCu2＋＋2NO2↑＋2H2O(或3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O)‎ ‎ Au、Pt ‎(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋‎ 不引入杂质，对环境无污染 ‎ Fe3＋、Al3＋‎ ‎(3)加热脱水 ‎(4)甲　所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质　乙 ‎(5)×100%　c ‎10. [2014·黄冈一调]化学是一门以实验为基础的自然科学，并且在实验过程中经常会出现意想不到的结果。某同学在以下探究碳酸氢钠的部分性质时，在实验过程中发现了一些异常现象，请你帮助他完成相关内容。‎ 探究1：碳酸氢钠溶液的酸碱度 实验用品：碳酸氢钠溶液、玻璃棒、广范pH试纸、玻璃片等。‎ 实验操作方法：_____________；‎ 实验结果：该碳酸氢钠溶液的pH在7～8之间。‎ 结论：___________________；‎ 合理的解释：_____________；‎ 能解释此现象的离子方程式：_____________。‎ 探究2：温度对碳酸氢钠溶液pH的影响 实验操作过程：该同学取少许上述碳酸氢钠溶液于试管中，对试管进行加热，并用广范pH试纸测定不同温度时溶液的pH。‎ 实验结果：下表为该同学记录的实验数据，并根据此实验数据绘制出碳酸氢钠溶液的pH与溶液温度的关系曲线如图所示。‎ 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 温度(℃)‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎95‎ pH ‎7.5‎ ‎7.7‎ ‎8.0‎ ‎9.7‎ ‎10.0‎ 结论：_______________________；‎ 为了使实验结果更加可靠，最好采用________加热(填加热方法)，该同学在实验数据记录中存在的错误是_____________；‎ 发现问题：根据实验数据和图象，可发现的问题是_________；‎ 提出假设：___________________________________；‎ 设计实验：___________________________________；‎ 实验现象：____________________________________；‎ 实验结论：____________________________________。‎ 解析： 探究1：测定溶液酸碱度的主要方法有pH计法和pH试纸法，根据题中给出的实验用品，只能用广范pH试纸测定，测得碳酸氢钠溶液的pH在7～8之间，则碳酸氢钠溶液呈碱性，说明HCO的水解程度大于其电离程度。‎ 探究2：根据温度升高，盐类水解的程度增大，该溶液的碱性应该是逐渐增强，溶液的pH逐渐增大，但从图象中发现溶液的pH在60～80 ℃‎ 有一个突变过程，说明此过程溶液pH的改变并非水解导致的，此时应考虑碳酸氢钠的其他性质，如不稳定性。根据图象中的温度变化，设计实验时温度变化不宜过快，也不能太高，故应选择水浴加热，加热过程较平稳。广范pH试纸是只能通过颜色变化粗略测定溶液的pH，测定结果一般在一定范围内，表中记录的数据显然是不科学的。按照探究的一般方法解决下面的问题：首先是发现问题，即在60～80 ℃之间，碳酸氢钠溶液的pH发生了较大的变化，假设在该温度范围内，碳酸氢钠已分解为碳酸钠，为了证明假设正确，需要设计实验来证明此时溶液中的溶质是碳酸钠而非碳酸氢钠，最好的方法是取少许上述‎80 ℃‎时的溶液于试管中，逐滴滴入稀盐酸，若开始无气泡，过一会才有气泡产生，说明是碳酸钠溶液。‎ 答案：探究1：先把一小块广范pH试纸放在洁净、干燥的玻璃片上，然后用玻璃棒蘸取少量溶液滴在广范pH试纸上，观察稳定后的颜色，与标准比色卡比较 碳酸氢钠溶液呈碱性 碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度 HCO＋H2OH2CO3＋OH－‎ 探究2：温度升高，碳酸氢钠的水解程度增大(或碳酸氢钠溶液的pH增大) 水浴 用广范pH试纸只能测定溶液pH的大致范围，而不能测定溶液pH的精确值 在60～80 ℃之间，碳酸氢钠溶液的pH发生了较大变化　在‎60 ℃‎时，碳酸氢钠分解生成碳酸钠 取少许上述‎80 ℃‎时的溶液于试管中，逐滴加入稀盐酸 开始无气泡，一段时间后产生气泡 假设正确(其他合理的实验设计、现象、结论均可)‎ ‎11. [2014·课标全国卷Ⅰ]乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：‎ 实验步骤：‎ 在A中加入‎4.4 g异戊醇、‎6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140～143 ℃馏分，得乙酸异戊酯‎3.9 g。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)仪器B的名称是________。‎ ‎(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是___________，第二次水洗的主要目的是__________________________。‎ ‎(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后________(填标号)。‎ a. 直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出 b. 直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出 c. 先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出 d. 先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出 ‎(4)本实验中加入过量乙酸的目的是_______________。‎ ‎(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是________。‎ ‎(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是________ (填标号)。‎ ‎(7)本实验的产率是________(填标号)。‎ a. 30%　　　　　　　　　　　 b. 40%‎ c. 60% d. 90%‎ ‎(8)在进行蒸馏操作时，若从‎130 ℃‎便开始收集馏分，会使实验的产率偏________(填“高”或“低”)，其原因是__________。‎ 解析：(2)反应后A中液体是乙酸异戊酯、乙酸、硫酸、异戊醇、水的混合物，第一次水洗的目的是除去大部分乙酸、硫酸，用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是除去残留的少量CH3COOH、H2SO4，第二次水洗的目的是除去残留的少量NaHCO3。(3)静置分层后，乙酸异戊酯在上层，应先将水层从分液漏斗下口放出后，再从上口倒出乙酸异戊酯。(4)加入过量乙酸，可提高异戊醇(价格较高)的转化率。(5)加入无水MgSO4，可除去乙酸异戊酯中残留的少量水(MgSO4＋7H2O===MgSO4·7H2O)。(6)蒸馏时，温度计水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处，通常球形冷凝管用于反应装置中冷凝反应物蒸气，直形冷凝管用于蒸馏装置中冷凝馏分，故选择b装置。(7)乙酸过量，应用异戊醇的量计算乙酸异戊酯的理论产量。n(异戊醇)＝＝0.05 mol，故乙酸异戊酯的理论产量为0.05 mol×‎130 g/mol＝‎6.5 g，本实验的产率为×100%＝60%。(8)若从‎130 ℃‎便开始收集馏分，则产品中会混入异戊醇，导致实验产率偏高。‎ 答案：(1)球形冷凝管 ‎(2)洗掉大部分硫酸和醋酸 洗掉碳酸氢钠 ‎(3)d (4)提高醇的转化率 (5)干燥 (6)b (7)c ‎(8)高 会收集少量未反应的异戊醇