2018届高考化学大一轮复习课时提升作业 四十 第十章 化学实验基础10.4 Word版含解析.doc

由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 温馨提示：‎ ‎ 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。‎ 课时提升作业 四十　‎ 化学实验方案的设计与评价(B)‎ ‎(45分钟　100分)‎ 一、选择题(本题包括5小题，每题7分，共35分)‎ ‎1.(2017·潍坊模拟)下列实验符合“绿色环保”思想的是(　　)‎ ‎【解析】选B。氯气有毒，用烧杯制取氯水会导致逸出的氯气污染空气，应有尾气吸收装置，A错误；浓硫酸与铜在加热的条件下生成二氧化硫气体，二氧化硫有毒，不能直接排放到空气中，该实验用浸有碱液的棉花达到尾气吸收的目的，故B正确；HCl有强烈刺激性，不能排放到空气中，C错误；CO有毒，不能排放到空气中，D错误。‎ ‎2.(2017·‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 济南模拟)从下列实验操作、现象得出的相应结论不正确的是(　　)‎ 选项 实验操作、现象 结论 A 某溶液中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 不能确定该溶液中存在C B 氯水中存在多种分子和离子，向新制氯水中加入有色布条，片刻后有色布条褪色 说明氯水中有HClO存在 C 将淀粉与KCl混合液装于半透膜内，浸泡在盛蒸馏水的烧杯中，5min后取烧杯中液体，加碘水变蓝色 证明半透膜有破损 D 将气体通入盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶 可用于除去CO2中的HCl ‎【解析】选D。加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，可能是C或者HC，故A正确；新制氯水中使有色布条褪色的是生成的HClO，故B正确；淀粉胶体本来是不能透过半透膜的，但是烧杯中液体加碘水变蓝色，说明烧杯中的液体含有了淀粉，即可证明半透膜有破损，故C正确；CO2也可以与碳酸钠溶液反应，故D错误。‎ ‎3.下列仪器和装置，用橡胶管经过简单连接，可制备收集多种不同的气体(暂不考虑尾气吸收)。关于这些装置的连接，下列说法正确的是(　　)‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 A.制备收集O2：连接b→c→e B.制备收集NO2：连接a→c→f C.制备收集Cl2：连接a→c→f D.制备收集NH3：连接b→c→e ‎【解析】选A。实验室可用双氧水和MnO2制备O2，可选择b装置，O2可用浓硫酸干燥，用向上排空气法收集，A正确；实验室制备NO2，利用铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应无需加热，所以不能选择a装置，二氧化氮和水反应生成一氧化氮和硝酸，所以二氧化氮不能用排水法收集，B错误；实验室可用MnO2与浓盐酸加热反应制备Cl2，氯气可用浓硫酸干燥，但Cl2不能用排水法收集，并且气体干燥后不能用排水法收集，C错误；实验室制备NH3，可用浓氨水和CaO或NaOH固体混合得到，可选择b装置，制得的氨气中含有水蒸气，不能用浓硫酸干燥，D错误。‎ ‎【规律总结】运用固液不加热装置制取的气体 气体的发生装置，需根据试剂的状态和反应条件确定。很多气体可用固液不加热装置制取。‎ Cl2：浓盐酸与KMnO4固体、KClO3固体或漂白粉等；‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 CO2：石灰石和稀盐酸；‎ H2：锌粒和稀硫酸；‎ O2：双氧水和MnO2，或Na2O2与水；‎ SO2：Na2SO3固体和浓硫酸；‎ NO2：Cu与浓硝酸；‎ NH3：浓氨水与生石灰或NaOH固体或碱石灰；‎ HCl：浓盐酸与浓硫酸混合。‎ ‎4.(2017·福州模拟)下列装置用于实验室制取NH3，并用AlCl3溶液吸收多余氨气制氢氧化铝，最后回收氯化铵的实验，能达到实验目的的是　‎ 世纪金榜导学号30682436(　　)‎ A.用装置乙吸收NH3制取Al(OH)3‎ B.用装置丙在不断搅拌下分离Al(OH)3和NH4Cl溶液 C.用装置甲制取NH3‎ D.用装置丁蒸干NH4Cl溶液并灼烧制NH4Cl ‎【解析】选C。装置乙氨气极易溶于水，导管在液面下，图中装置可发生倒吸，A错误；装置丙过滤时不能搅拌，易捣破滤纸，B错误；装置甲中CaO与水反应增大了OH-浓度，且放热，可使氨气逸出，则图中固液反应装置可制备氨气，C正确；蒸干NH4‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 Cl溶液，氯化铵分解，应用加热蒸发、浓缩结晶的方法制备NH4Cl，D错误。‎ ‎5.(2017·沧州模拟)下列实验设计能够成功的是　世纪金榜导学号30682437(　　)‎ A.检验亚硫酸钠试样是否变质：‎ 试样白色沉淀沉淀不溶解→说明试样已变质 B.除去粗盐中含有的硫酸钙杂质 粗盐精盐 C.检验某溶液中是否含有Fe2+‎ 试样溶液颜色无变化溶液变红色→溶液中含有Fe2+‎ D.证明酸性条件H2O2的氧化性比I2强：‎ NaI溶液溶液变蓝色→氧化性：H2O2>I2‎ ‎【解析】选C。A项S会被硝酸氧化生成S，故该项不正确；B项没有除去过量的钡离子，故该项不正确；D项中I-有可能是被硝酸氧化的，故该项不正确。‎ ‎【易错提醒】本题D选项证明酸性条件H2O2的氧化性比I2强，酸化时，不能加入氧化性酸HNO3，否则无法区别是HNO3氧化了I―还是H2O2氧化了I―。‎ 二、非选择题(本题包括3小题，共65分)‎ ‎6.(21分)为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2，某小组用如图1所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检查)。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 实验过程：‎ Ⅰ.打开弹簧夹K1～K4，从两侧通入一段时间N2，再将T形导管插入B中，继续通入N2，然后关闭K1、K3、K4。‎ Ⅱ.打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。‎ Ⅲ.当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K2。‎ Ⅳ.打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。‎ Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K3。‎ Ⅵ.更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。　世纪金榜导学号30682438‎ ‎(1) A中发生反应的离子方程式为__________________________________。‎ ‎(2)用70%的硫酸制取SO2，反应速率比用98%的硫酸快，原因是_____________。‎ ‎(3)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是______________(填“甲”“乙”或“丙”)。‎ 过程ⅣB溶液中 过程ⅥB溶液中 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 含有的离子 含有的离子 甲 有Fe3+无Fe2+‎ 有S 乙 既有Fe3+又有Fe2+‎ 有S 丙 有Fe3+无Fe2+‎ 有Fe2+‎ ‎(4)进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。‎ 查阅资料：Fe2+(aq)+S(aq)FeSO3(s)(墨绿色)‎ 提出假设：FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3，溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色。某同学设计如图2实验，证实该假设成立：‎ ‎①溶液E和F分别为________、________。‎ ‎②请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因_______‎ ‎__________________________________。‎ ‎【解析】(1)A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应，生成氯化锰、氯气、水，该反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。‎ ‎(2)98%的硫酸中，水的含量很少，硫酸主要以分子形式存在。因氢离子浓度越大，反应速率越快，则70%的硫酸中的氢离子浓度比98%的硫酸中的氢离子浓度大，所以反应速率快。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(3)溶液显酸性，检验S应选择氯化钡溶液；乙中第一次，说明氯气不足，氯气氧化性大于Fe3+；第二次有S，说明发生SO2与Fe3+的反应，则氧化性Fe3+大于SO2；丙中第一次有Fe3+无Fe2+，则氯气的氧化性大于铁离子，第二次有Fe2+，说明发生二氧化硫与铁离子的反应，则氧化性Fe3+大于SO2。‎ ‎(4)①根据已知条件：FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3，溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色，所以可以借助氯化铁和亚硫酸钠溶液来确定假设是否成立。‎ ‎②根据化学平衡：Fe2+(aq)+S(aq)FeSO3(s)(墨绿色)，步骤③中，Fe3+消耗S，c(S)减小，平衡逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色。‎ 答案：(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O ‎(2)70%的硫酸中的氢离子浓度比98%的硫酸中的氢离子浓度大 ‎(3)乙、丙　(4)①Na2SO3　FeCl3‎ ‎②Fe3+消耗S，c(S)减小，平衡Fe2+(aq)+S(aq)FeSO3(s)(墨绿色)逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色 ‎【加固训练】‎ ‎(2017·广州模拟)资料显示不同浓度的硫酸与锌反应时，硫酸可以被还原为SO2，也可被还原为氢气。为了验证这一事实，某同学拟用下图装置进行实验(实验时压强为101 kPa，温度为‎0℃‎)。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(1)若在烧瓶中放入‎1.30 g锌粒，与cmol·L-1H2SO4反应，为保证实验结论的可靠，量气管的适宜规格是________(填“‎200”‎“‎400”‎或“‎500”‎)mL。‎ ‎(2)若‎1.30 g锌粒完全溶解，氢氧化钠洗气瓶增重‎1.28 g，则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为_________________________________________。‎ ‎(3)若烧瓶中投入ag锌且完全反应，氢氧化钠洗气瓶增重bg。量气瓶中收集到VmL气体，则有：ag/‎65 g·mol-1=bg/‎64 g·mol-1+VmL/22 400 mL·mol-1，依据的原理是______________________________________________。‎ ‎(4)若在烧瓶中投入dg锌，加入一定量的cmol·L-1浓硫酸VL，充分反应后锌有剩余，测得氢氧化钠洗气瓶增重mg，则整个实验过程产生的气体中，=________(用含字母的代数式表示)，若撤走盛有无水氯化钙的U形管，的数值将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。‎ ‎(5)反应结束后，为了准确地测量气体体积，量气管在读数时应注意：‎ ‎①_____________________________________________、‎ ‎②_____________________________________________、‎ ‎③_____________________________________________。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎【解析】(1)锌与硫酸反应，无论生成SO2，还是生成H2，1 mol锌反应均生成 ‎1 mol气体。量气管的规格应该与最大体积相匹配，恰好或略大。根据方程式：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑可知，n(H2)=n(Zn)==0.02 mol，V(H2)=0.02 mol×22 400 mL·mol-1=448 mL，所以应该选用500 mL的量气管。‎ ‎(2)氢氧化钠洗气瓶增重为生成SO2的质量，反应中生成n(SO2)==‎ ‎0.02 mol，则n(Zn)∶n(SO2)=1∶1，故发生反应的方程式为Zn+2H2SO4(浓)‎ ZnSO4+SO2↑+2H2O。‎ ‎(3)根据氧化还原反应中得失电子数相等列出式子：‎ Zn～Zn2+～2e-‎ mol mol H2SO4～SO2　　～　　2e-‎ ‎ mol mol ‎2H+～H2　　～　　2e-‎ ‎ mol mol 所以有：=+，即=+‎ ‎(4)n(H2SO4)=cmol·L-1×VL=cVmol，洗气瓶增重的质量即为生成SO2的质量，m(SO2)=mg，n(SO2)==mol，根据方程式：Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 SO2↑+2H2O，反应的H2SO4的物质的量是生成SO2的物质的量的两倍，其物质的量为mol。根据方程式Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑，生成的H2的物质的量与反应的H2SO4的物质的量相等，n(H2)=cVmol-mol=mol。所以=。若撤走盛有无水氯化钙的U形管，混合气体中的水蒸气进入氢氧化钠溶液，导致洗气瓶增重量增大，所以计算时二氧化硫的物质的量增大，氢气与二氧化硫的物质的量之比偏小。‎ ‎(5)因为该反应是放热反应，随着反应的进行，溶液的温度逐渐升高，生成的气体温度高于标准状况下温度，温度对气体体积有影响，所以要待冷却至室温才开始读数；在读数时，如果俯视或仰视都会造成误差，所以读数时眼睛视线应与凹液面最低处相平。‎ 答案：(1)500‎ ‎(2)Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O ‎(3)得失电子守恒 ‎(4)　偏小 ‎(5)①待冷却至室温才开始读数 ‎②读数前使量气管左右液面相平 ‎③眼睛视线与凹液面最低处相平 ‎7.(22分)(2017·中山模拟)兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，被广泛用作有机物氢化反应的催化剂。以红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO2等)为原料制备兰尼镍的工艺流程如下图所示：‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 世纪金榜导学号30682439‎ ‎(1)在形成Ni(CO)4的过程中，碳元素的化合价没有变化，则Ni(CO)4中Ni的化合价为__________________________________________。‎ ‎(2)已知红土镍矿煅烧后生成Ni2O3，而加压酸浸后浸出液A中含有Ni2+，写出有关镍元素的加压酸浸的化学反应方程式_________________________________。‎ ‎(3)向浸出液A中通入H2S气体，发生的氧化还原反应离子方程式是_________。‎ ‎(4)“高温熔融”时能否将通入氩气换为CO并说明原因___________________。‎ ‎(5)“碱浸”的目的是使镍铝合金产生多孔结构，从而增强对氢气的强吸附性，此过程中发生反应的离子方程式为____________________________________。‎ 浸出反应所用的NaOH溶液的浓度要大，若NaOH溶液较稀时，则会产生少量的Al(OH)3沉淀而阻止浸出反应的持续进行，请用化学反应原理加以解释：______‎ ‎__________________________________________________。‎ ‎(6)浸出液B可以回收，‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 重新生成铝以便循环利用。请设计简单的回收流程：‎ 浸出液B→_______________________________________________________。‎ ‎(示例：CuOCu2+)‎ ‎【解析】(1)在形成Ni(CO)4的过程中，碳元素的化合价没有变化是+2价，则Ni(CO)4中Ni的化合价为0。‎ ‎(2)已知红土镍矿煅烧后生成Ni2O3，而加压酸浸后浸出液A中含有Ni2+，镍元素化合价降低，所以只能是氧元素化合价升高，镍元素加压酸浸的化学反应方程式为2Ni2O3+4H2SO44NiSO4+O2↑+4H2O。‎ ‎(3)浸出液A中含有Fe3+，通入H2S气体，反应的离子方程式是H2S+2Fe3+2Fe2++2H++S↓。‎ ‎(4)“高温熔融”时若将通入氩气换为CO，冷却时，CO能与Ni反应生成Ni(CO)4，所以不能将通入氩气换为CO。‎ ‎(5)“碱浸”过程中铝与氢氧化钠溶液发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑。浸出反应所用的NaOH溶液的浓度要大，若NaOH溶液较稀时，因为Al溶于碱液生成Al时在水中存在下列平衡：Al+2H2OAl(OH)3+OH-，OH-浓度过小，对Al水解的抑制作用小，所以，产生的Al(OH)3就会沉积下来进而阻止浸出反应的持续进行。‎ ‎(6)浸出液B可以回收，重新生成铝以便循环利用。回收流程：浸出液BAl(OH)3Al2O3Al。‎ 答案：(1)0‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(2)2Ni2O3+4H2SO44NiSO4+O2↑+4H2O ‎(3)H2S+2Fe3+2Fe2++2H++S↓‎ ‎(4)不能，因为冷却时，CO能与Ni反应生成Ni(CO)4‎ ‎(5)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑‎ 因为Al溶于碱液生成Al时在水中存在下列平衡：Al+2H2OAl(OH)3+OH-，OH-浓度过小，对Al水解的抑制作用小，所以，产生的Al(OH)3就会沉积下来进而阻止浸出反应的持续进行 ‎(6)Al(OH)3Al2O3Al ‎8.(22分)(能力挑战题)(2017·洛阳模拟)环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下：‎ 环己醇和环己酮的部分物理性质见下表：‎ 物质 相对分子质量 沸点 ‎(℃)‎ 密度 ‎(g·mL-1，‎20℃‎)‎ 溶解性 环 己醇 ‎100‎ ‎161.1‎ ‎0.9624‎ 能溶于 水和醚 环 己酮 ‎98‎ ‎155.6‎ ‎0.9478‎ 微溶于水，‎ 能溶于醚 现以20mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的粗产品，然后进行分离提纯。分离提纯过程中涉及的主要步骤有(未排序)：‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 a.蒸馏，除去乙醚后，收集151～‎156℃‎馏分；‎ b.水层用乙醚(乙醚沸点‎34.6℃‎，易燃烧)萃取，萃取液并入有机层；‎ c.过滤；‎ d.往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液；‎ e.加入无水MgSO4固体，除去有机物中的少量水。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)上述分离提纯步骤的正确顺序是________(填字母)。‎ ‎(2)b中水层用乙醚萃取的目的是_____________________________________。‎ ‎(3)以下关于萃取分液操作的叙述中，不正确的是________。‎ A.水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，如图用力振荡 B.振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气 C.经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层 D.分液时，需先将上口玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，再打开旋塞待下层液体全部流尽时，再从上口倒出上层液体 ‎(4)在上述操作d中，加入NaCl固体的作用是___________________________。‎ 蒸馏除乙醚的操作中采用的加热方式为____________________________。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(5)蒸馏操作时，一段时间后发现未通冷凝水，应采取的正确方法是_________。‎ ‎(6)恢复至室温时，分离得到纯产品体积为12mL，则环己酮的产率约是________。‎ ‎【解析】(1)在上述方法中制取的物质环己酮中含有未反应的环己醇。由于环己醇能溶于水和醚，而环己酮微溶于水，能溶于醚，所以提纯步骤的正确步骤首先是往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液。然后水层用乙醚(乙醚沸点‎34.6℃‎，易燃烧)萃取，萃取液并入有机层；再加入无水MgSO4固体，除去有机物中的少量水。接着进行过滤，除去MgSO4晶体。最后蒸馏、除去乙醚后，收集151～‎156℃‎馏分即得到纯净的环己酮。‎ ‎(2)在b中水层用乙醚萃取的目的是使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量。‎ ‎(3)混合振荡：用左手握住分液漏斗活塞，右手压住分液漏斗口部，把分液漏斗倒转过来振荡，使两种液体充分接触，振荡后打开玻璃塞，将漏斗内气体放出。分液时，为了使液体能够顺利流出，需先将上口玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，下层液体从下口流出，上层的液体从上口倒出。‎ ‎(4)在上述操作d中，加入NaCl固体的作用是降低环己酮的溶解度；增加水层的密度，有利于分层。在蒸馏除乙醚的操作中为了减少环己酮的挥发造成的消耗，通常采用的加热方式为水浴加热。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(5)蒸馏操作时，一段时间后若发现未通冷凝水，应采取的正确方法是停止加热，冷却后通冷凝水，否则会导致冷凝管炸裂。‎ ‎(6)实际产量：m(环己酮)=‎0.9478g·mL-1×12mL=‎11.3736g。n(环己酮)=m÷M=‎11.3736g÷‎98g·mol-1≈0.116mol。m(环己醇)=‎0.9624g·mL-1×20mL=‎19.248g。n(环己醇)=‎19.248 g÷‎100 g·mol-1=0.19248mol。理论上生成环己酮的物质的量为n(环己酮)=n(环己醇)=0.19248mol。所以环己酮的产率为(0.116mol÷0.19248mol)×100% =60%(或60.3%)。‎ 答案：(1)dbeca ‎(2)使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量 ‎(3)A、C ‎(4)降低环己酮的溶解度；增加水层的密度，有利于分层　水浴加热 ‎(5)停止加热，冷却后通冷凝水 ‎(6)60%(或60.3%)‎ 关闭Word文档返回原板块 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费