2021高考化学（全国版）一轮复习考点考法精练：专题二十三实验方案的设计与评价 Word版含解析

- 1 - 专题二十三　实验方案的设计与评价 考点实验方案的设计与评价 1.[2020 湖北部分重点中学新起点考试]下列实验、实验现象以及由现象推出的结论均正确的是(　　) 实验 现象 结论 A 向碘水中加入等体积 CCl4,振荡后静置 下层接近无色,上层显紫红色 I2 在 CCl4 中的溶解度大于在水 中的溶解度 B 将 Fe (NO3)2 晶体溶于稀 H2SO4 后,滴加 KSCN 溶液 溶液变红 Fe (NO3)2 晶体已氧化变质 C 将 FeCl3 溶液加入 Mg(OH)2 悬浊液中,振荡 沉淀由白色变为红褐色 Fe(OH)3 的溶解度小于 Mg(OH)2 D 用碎瓷片作催化剂,使石蜡油受热分解,将产生的气体 通过酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液逐渐褪色 石蜡油裂解生成了乙烯 2.[2020 甘肃重点中学第一次联考]由下列实验操作所得出的现象及结论均正确的是(　　) 实验操作 现象及结论 A 将 AlCl3 溶液加热蒸干 得到白色固体,成分为纯净的 AlCl3 B 将少量 Na2SO3 样品溶于水, 滴加足量盐酸酸化的 Ba(NO3)2 溶液 有白色沉淀产生,则 Na2SO3 已变质 C 向 Na2SiO3 溶液中通入 CO2 有白色沉淀产生,则碳酸的酸性比硅酸强 D 向 FeI2 溶液中通入少量 Cl2 溶液变黄,则 Cl2 的氧化性强于 Fe3+ 3.[2020 河北石家庄摸底考试]下列实验操作所对应的实验现象和实验结论都正确,且具有因果关系的是(　　) 实验操作 实验现象 实验结论 A 将一小块 Na 放入 CuSO4 溶 液中 钠浮在水面上四处游动,溶液中有红色沉淀生 成 金属 Na 比 Cu 活泼 B 向淀粉粉末中加入适量浓硫 酸 淀粉变黑 浓硫酸具有吸水性 C 向 AlCl3 溶液中逐滴滴入 NaOH 溶液至过量,然后通入 CO2 气体 先出现白色沉淀,后沉淀消失,最后又出现白色 沉淀 Al(OH)3 是两性氢氧化物,但不能溶解在某 些弱酸中 D 将装满氯水的圆底烧瓶倒置 在装有氯水的水槽中,日光照 射 烧瓶内有气泡向上逸出 日光照射时,溶解的 Cl2 逸出 4.[2020 河北唐山摸底考试]实验室用如图所示装置(图中夹持仪器略去)测定牙膏样品中碳酸钙的质量分数,下 列说法错误的是(　　)- 2 - A.实验过程中持续通入空气可起到搅拌 B、C 中反应物的作用 B.实验过程中滴加盐酸的速率不宜过快 C.依据装置 C 在反应前后的质量差测定的结果会偏高 D.C 中的沉淀经过滤、干燥、称重后可确定牙膏样品中碳酸钙的质量 5.[2020 北京朝阳区期中考试]下列实验及现象不能得出所给结论的是(　　) 选项 A B C D 实验 现象 NaBr 溶液变为橙色,NaI 溶液变为棕黄色 Mg 表面有气泡产生 Na2SiO3 溶液中出现白色沉 淀 钾与水反应比钠与水反应更剧 烈 结论 氧化性:Cl2>Br2>I2 还原性:Mg>Al 非金属性:C>Si 金属性:K>Na 6.[新情境]在实验室中,用如图所示装置(尾气处理装置略去)进行下列实验,将①中液体逐滴滴入②中,则预测 的现象正确的是(　　) 选项 ①中的物质 ②中的物质 预测②中的现象 A 氯水 紫色石蕊溶液 溶液变成红色 B 盐酸 硝酸亚铁溶液 无明显现象 C 浓硝酸 用砂纸打磨过的铝 条 产生红棕色气体 D 氢硫酸 硫酸铜溶液 有黑色沉淀产生 7.[2020 广东惠州第一次调研考试,14 分]某化学兴趣小组用如图所示装置探究苯与液溴的反应原理。 请回答下列问题: (1)仪器 M 的名称为　　　　。 (2)装置Ⅰ中铁丝除作催化剂外,还可控制反应的进行,使反应停止的操作是　　　　。 - 3 - (3)装置Ⅰ中生成溴苯的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)冷凝管的进水口为　　　　(填“a”或“b”);其作用是　　　　。 (5)能验证苯与液溴发生的是取代反应的现象是　　　　。 (6)装置Ⅱ中,若撤去装有苯的小试管,将导管直接插入硝酸银溶液,则对实验目的达成或实验安全会产生什么影 响　　　　　　　　　　　　　　　　　(写一条)。 (7)装置Ⅲ中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 8.[2019 湖北武汉调研测试,14 分]一氧化二氯(Cl2O)是次氯酸的酸酐,用作氯化剂,其部分性质如下: 物理性质 化学性质 常温下是棕黄色有刺激性气味的气体。 熔点:-120.6 ℃。沸点:2.0 ℃ 不稳定,接触一般有机物易 爆炸;易溶于水,同时反应生 成次氯酸 实验室制备原理:2Na2CO3+H2O+2Cl2 2NaCl+2NaHCO3+Cl2O。 现用下列装置设计实验制备少量 Cl2O,并探究相关物质的性质。 　A　　　　B　　　　C　　　　D　　　E　　　F (1)装置 A 中仪器 X 的名称为　　　　。 (2)若气体从左至右流动,装置连接顺序是 A、　　　　(每个装置限用一次)。 (3)装置 F 中盛装试剂的名称为　　　　。 (4)装置 A 中反应的离子方程式为　　　　。 (5) 当 装 置 D 中 收 集 适 量 液 态 物 质 时 停 止 反 应 , 设 计 简 单 实 验 证 明 装 置 B 中 残 留 固 体 中 含 有 NaHCO3:　　　　。 (6)实验完成后,取装置 E 中烧杯内溶液滴加品红溶液,发现溶液褪色。该课题组设计实验探究溶液褪色的原因。 序号 0.1 mol·L-1NaClO 溶液体积/mL 0.1 mol·L-1NaCl 溶 液体积/mL 0.1 mol·L-1NaOH 溶液体 积/mL H2O 的体积/mL 品红 溶液 现象 Ⅰ 5.0 0 0 5.0 3 滴 较快褪色 Ⅱ 0 5.0 a 0 3 滴 不褪色 Ⅲ 5.0 0 5.0 0 3 滴 缓慢褪色 ①a=　　　　。 ②由上述实验得出的结论是　　　　。 9.[2019 河南郑州第一次质量预测,11 分]钴的某些化合物与铁的化合物性质相似,某研究性学习小组为探究钴 的化合物的性质,进行了以下实验: Ⅰ.探究草酸钴的热分解产物 (1)为探究草酸钴的热分解产物,按气体流动方向,各装置的连接顺序为 A→E→　　　　　　　　　　。 A B C- 4 - 　　　　 D E (2)能证明分解产物中有 CO 的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)取 3.66 g CoC2O4·2H2O 于硬质玻璃管中加热至恒重,冷却、称量,剩余固体的质量为 1.5 g,球形干燥管增重 0.88 g。则 A 中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.探究 Co(OH)2 的还原性及 Co(OH)3 的氧化性 取 A 装置所得固体溶解于稀 H2SO4 中得到粉红色溶液,备用。 已知试剂颜色:CoSO4 溶液(粉红色),Co(OH)2(粉红色),Co(OH)3(棕褐色)。 实验记录如表: 实验操作及现象 实验分析 实验 1 取少许粉红色溶液于试管中,滴加 0.1 mol·L-1 NaOH 溶液,生 成粉红色沉淀,并将该沉淀分成两份 实验 2 取一份实验 1 中所得的粉红色沉淀,加入 3%的 H2O2 溶液,粉 红色沉淀立即变为棕褐色 反应的化学方程式为 实验 3 向实验 2 得到的棕褐色沉淀中滴加浓盐酸,固体逐渐溶解,并 有黄绿色气体产生 反应的离子方程式为 实验 4 取另一份实验 1 中所得的粉红色沉淀,滴加浓盐酸,粉红色沉 淀溶解,未见气体生成 酸性条件下,Cl2、Co(OH)2、Co(OH)3 的氧化能力由大到 小的顺序是 一、选择题(每小题 6 分,共 18 分) 1.[原创]下列实验操作对应的现象和结论均正确的是(　　) 选项 实验操作 现象 结论 A 加热条件下,铜片与足量浓硫酸反 应 有气泡生成,溶液变蓝 反应生成了 Cu2+ B 向蔗糖中加入浓硫酸,并将所得气 体通入紫色石蕊试液 紫色石蕊试液先变红后褪色 蔗糖与浓硫酸反应产生了具有漂白性的酸 性气体 C 室温下,向饱和 Na2CO3 溶液中加 少量 BaSO4 粉末,过滤、洗涤,向洗 净的沉淀中加稀盐酸 沉淀部分溶解且有无色无味气体产 生 Ksp(BaCO3)Cl2 D.高铁酸钾是集氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭等特点为一体的优良的水处理剂 3.[2020 北京朝阳区期中考试]将 SO2 分别通入无氧、有氧的浓度均为 0.1 mol·L-1 的 BaCl2 溶液和 Ba(NO3)2 溶液中,探究体系中微粒间的相互作用,实验记录如表所示: 实验记录 pH 变化 溶液中是 否产生沉 淀 BaCl2 溶液(无氧)中无白色沉淀、BaCl2 溶液(有氧)中有白色沉淀 Ba(NO3)2 溶液(无氧)中有白色沉淀、Ba(NO3)2 溶液(有氧)中有白色沉淀 下列说法不正确的是(　　) A.曲线 a 所示溶液 pH 降低的原因:SO2+H2O H2SO3 H++HSO-3 B.曲线 c 所示溶液中发生反应:2Ba2++O2+2SO2+2H2O 2BaSO4↓+4H+ C.与曲线 a、b、c 对比,可知曲线 d 所表示的过程中 NO-3是氧化 SO2 的主要微粒 D.依据该实验预测 0.2 mol·L-1 的 KNO3 溶液(无氧)也可以氧化 SO2 二、非选择题(共 29 分) 4.[2020 辽宁六校第一次考试,15 分]某实验小组用废铁屑(含少量 S 等元素)为原料制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶 体[K3Fe(C2O4)3·3H2O]并测定其组成。 实验一　制备硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 某小组同学设计如图装置(夹持仪器略去),称取一定量废铁屑于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,在通风橱中置于 50~60 ℃热水浴中加热,充分反应。待锥形瓶中溶液冷却后加入氨水,搅拌使其反应完全,制得浅绿色悬浊液。 (1)实验室保存浓氨水的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)烧杯中高锰酸钾溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)写出锥形瓶中发生中和反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)要确保获得浅绿色悬浊液,实验过程中应注意的是　　　(填序号)。 a.保持铁屑过量　b.控制溶液呈强酸性　c.持续升高温度 实验二　制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体 实验小组用实验一锥形瓶中的悬浊液设计以下实验流程制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。 已知:25 ℃时,[Fe(C2O4)3]3-(aq)+SCN-(aq) [Fe(SCN)]2+(aq)+3C2O2-4 (aq)　K=10-16.2。- 6 - (5)写出步骤Ⅰ生成黄色沉淀(FeC2O4·2H2O)的化学方程式:　。 (6)步骤Ⅱ水浴加热需控制 40 ℃的理由是　。 (7)小组同学欲检验晶体中含有 Fe (Ⅲ),取少量晶体加入试管中,用蒸馏水充分溶解,向试管中滴入几滴 0.1 mol·L-1 KSCN 溶液。请判断上述实验方案是否可行并说明理由:　。 实验三　测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体中 C2O2-4 的含量 小组同学准确称取 m g 晶体配制成 250 mL 溶液,取 25 mL 该溶液于锥形瓶中,加入 3 mol·L-1 硫酸 10 mL,滴 入二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,用 c mol·L-1 K2Cr2O7 标准液滴定至紫红色,平行实验三次,平均消耗标准液 V mL。已知:Cr2O2-7 在酸性介质中被还原为 Cr3+。 (8)晶体中 C2O2-4 质量分数的表达式为　。 5.[2020 安徽高中示范名校联考,14 分]锰的化合物在工业、医疗等领域有重要应用。某兴趣小组模拟制备 KMnO4 及探究锰(Ⅱ)盐能否被氧化为高锰(Ⅶ)酸盐。 Ⅰ.KMnO4 的制备: MnO2 K2MnO4 KMnO4 反应原理 步骤一:3MnO2+6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3H2O 步骤二:3K2MnO4+2CO2 2KMnO4+MnO2+2K2CO3 实验操作 步骤一:将一定比例的 MnO2、KOH 和 KClO3 固体混合加热,得到墨绿色的固体,冷却后加水溶解得到碱性 K2MnO4 溶液,加入烧杯 C 中。 步骤二:连接装置,检查气密性后装药品。打开分液漏斗活塞,当 C 中溶液完全变为紫红色时,关闭活塞停止反应, 分离、提纯获取 KMnO4 晶体。 实验装置如图所示: (1)检查装置 A 的气密性:关闭分液漏斗活塞,在 B 中加入蒸馏水至液面超过长导管口,用热毛巾捂住圆底烧瓶, 若　　　　　　　　　　　　　　　　　,则说明装置气密性良好。 (2)装置 B 中盛装的试剂是　　　　。 (3)反应结束后,若未及时分离 KMnO4 晶体,则会发现 C 中紫红色溶液变浅,其原因可能是　　　　　　　　　。 Ⅱ.该小组继续探究 Mn2+能否被氧化为 MnO-4,进行了下列实验: 装置图 试剂 X 实验现象 ①1 mL 2 mol·L-1 NaOH 溶 液和 1 mL 1.5 mol·L-1 H2O2 溶液的混合液 生成 a g 棕黑色沉淀 ②2 mL 0.1 mol·L-1 HNO3 溶液 无明显现象 ③2 mL 0.1 mol·L-1 HNO3 溶液和少量 PbO2 滴加 HNO3 溶液后试管内无明显现象,加入 PbO2 立即变为紫红色,稍后紫红色 消失,生成棕黑色沉淀 已知:MnO2 为棕黑色固体,难溶于水;KMnO4 在酸性环境下缓慢分解产生 MnO2。- 7 - (4)实验①中生成棕黑色沉淀的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,a=　　　　。 (5)对比实验②和③,实验②的作用是　。 (6)甲同学认为实验③中紫红色消失的原因是在酸性环境下溶液中的 Mn2+将 MnO-4还原,请设计实验方案证明 此 推 测 成 立 : 　。 探究结果:酸性条件下,某些强氧化剂可以将 Mn2+氧化为 MnO-4。 一、选择题(每小题 6 分,共 18 分) 1.[2020 江西南昌摸底测试]根据下列实验操作和现象能得出相应结论的是(　　) 实验操作 现象 结论 A 将过量 SO2 缓慢通入滴有酚酞的 NaOH 溶液中 溶液红色褪去 SO2 具有漂白性 B 向 1 mL 2 mol·L-1 NaOH 溶液中先滴加 2 滴 0.1 mol·L-1 MgCl2 溶液,再滴加 2 滴 0.1 mol·L-1 FeCl3 溶液 先生成白色沉淀,后 生成红褐色沉淀 Ksp[Fe(OH)3]Fe2+知,被氧化的为碘离子,无法比较氯气与铁离子的氧化性强弱,D 项错误。 3.C　将一小块金属钠放入 CuSO 4 溶液中,发生反应:2Na+2H 2O 2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO 4 Cu(OH)2↓+Na2SO4,溶液中产生蓝色沉淀而不是红色沉淀,且不能说明 Na 比 Cu 活泼,A 项错误。向淀粉粉末 中加入适量浓硫酸,浓硫酸按照水分子的组成脱去淀粉中的 H、O 元素,体现了浓硫酸的脱水性,B 项错误。向 AlCl3 溶液中逐滴滴入 NaOH 溶液,发生反应:Al3++3OH- Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH- AlO-2+2H2O,故先出现 白色沉淀,后沉淀溶解,然后通入 CO2 气体,发生反应:2AlO-2+CO2+3H2O 2Al(OH)3↓+CO2-3 、CO2-3 +CO2+H2O 2HCO-3,故又产生白色沉淀,说明氢氧化铝为两性氢氧化物,但不能溶于碳酸等弱酸中,C 项正确。将装满氯 水的圆底烧瓶倒置在装有氯水的水槽中,发生反应 2HClO 2HCl+O2↑,烧瓶中产生的气泡为 O2,D 项错误。 4.D　实验过程中持续通入空气,可将产生的 CO2 气体全部赶入 Ba(OH)2 溶液中,使其被完全吸收以减小实验 误差,还可以起到搅拌 B、C 中反应物的作用,A 项正确;实验过程中滴加盐酸的速率过快会使产生 CO2 气体的 速率过快,从而使 CO2 气体不能完全被 Ba(OH)2 溶液吸收,最终使测得的质量分数偏低,所以滴加盐酸的速率 不宜过快,B 项正确;由于 B 中产生的 CO2 气体中混有 H2O 和 HCl,故直接测定 C 装置在反应前后的质量差,会 使测定结果偏高,C 项正确;C 装置中的沉淀应经过滤、洗涤、干燥、称量后才可确定牙膏样品中碳酸钙的质量 和质量分数,若没有洗涤沉淀,则沉淀表面附着的杂质会使最终测得的碳酸钙的质量和质量分数偏高,D 项错误。 【原理探究】　碳酸钙和盐酸反应生成 CO2 气体,将产生的 CO2 气体通入 Ba(OH)2 溶液中,产生沉淀,通过称 量沉淀的质量以确定牙膏样品中碳酸钙的质量分数。 5.B　氯水滴入溴化钠溶液中,NaBr 溶液变为橙色,说明氧化性 Cl2>Br2;溴水滴入 NaI 溶液中,NaI 溶液变为棕 黄色,说明氧化性 Br2>I2,所以氧化性 Cl2>Br2>I2,A 项正确。Mg 表面有气泡产生,说明镁是正极,不能得出还原性- 11 - Mg>Al 的结论,B 项错误。把二氧化碳通入硅酸钠溶液中,有白色沉淀硅酸生成,证明碳酸的酸性强于硅酸,最高 价含氧酸的酸性越强,其对应元素的非金属性越强,所以非金属性 C>Si,C 项正确。金属性越强,金属单质越易与 水反应,钾与水反应比钠与水反应更剧烈,证明金属性 K>Na,D 项正确。 6.D　由于氯水中含有 HCl 和 HClO,故将氯水滴入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色,A 项错误。NO-3在酸性 条件下具有强氧化性,能与 Fe2+发生反应:3Fe2++NO-3+4H+ 3Fe3++NO↑+2H2O,溶液颜色由浅绿色变为黄色, 同时有气泡产生,B 项错误。常温下铝遇到浓硝酸会发生钝化,不会产生红棕色气体,C 项错误。氢硫酸与硫酸铜 溶液发生反应:H2S+CuSO4 CuS↓+H2SO4,生成黑色不溶于水的 CuS 沉淀,D 项正确。 7.(1)分液漏斗(1 分)　(2)将铁丝拔出液面(1 分)　(3) +Br 2 (2 分)　(4)a(2 分)　冷凝 回流苯和液溴,减少原料损失(2 分)　(5)AgNO3 溶液中有淡黄色沉淀生成(2 分)　(6)没有苯,溴蒸气进入溶液也 会出现淡黄色沉淀,无法确认 HBr 存在(2 分)　(7)H++ OH- H2O(2 分) 【解析】　(1)由题图知,仪器 M 是分液漏斗。(2)装置Ⅰ中,要使反应停止,让 Fe 和苯与液溴的混合溶液分离即可, 故需将铁丝拔出液面。(3)苯和液溴在 Fe 作催化剂的条件下发生取代反应: +Br2 。(4) 冷凝管中冷凝水的流向是自下而上,故冷凝管的进水口为 a;苯和液溴都是易挥发物质,用冷凝管冷凝回流苯和 液溴,可减少原料损失。(5)要证明苯与液溴发生了取代反应,只需证明反应生成了 HBr 即可,HBr 气体不溶于苯, 能与硝酸银溶液反应生成 AgBr 沉淀,因此能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是装置Ⅱ中 AgNO3 溶液内出 现淡黄色沉淀。(6)若将导管直接插入 AgNO3 溶液,则挥发出来的 Br2 也会进入溶液和 AgNO3 发生反应生成淡 黄色沉淀 AgBr,无法确认 HBr 存在,使用装有苯的小试管的目的就是吸收挥发出的 Br2,排除实验干扰。(7)装置 Ⅲ为尾气处理装置,主要作用是吸收装置Ⅱ中未被完全吸收的 HBr,故 HBr 和 NaOH 反应的离子方程式为 H++OH- H2O。 8.(1) 分 液 漏 斗 (1 分 ) 　 (2)F 、 B 、 C 、 D 、 E(2 分 ) 　 (3) 饱 和 食 盐 水 (2 分 ) 　 (4)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O(2 分)　(5)取装置 B 中残留固体少许于试管中,加蒸馏水溶解,滴加过量 BaCl 2 溶液,振荡静 置,取上层清液于另一试管中,再滴加 Ba(OH) 2 溶液,若有白色沉淀生成,则证明装置 B 中残留固体中含有 NaHCO3(合理即可)(3 分)　(6)①5.0(2 分)　②其他条件相同,碱性越强,次氯酸钠溶液的漂白能力越弱(或次氯 酸钠溶液中起漂白作用的是 HClO)(2 分) 【解析】　(1)仪器 X 的名称为分液漏斗。(2)根据题图分析可知装置的连接顺序为 A、F、B、C、D、E。(3) 装置 F 中盛装饱和食盐水,其作用是除去氯气中的 HCl 气体。(4)装置 A 中浓盐酸与 MnO2 在加热条件下反应 生成氯气,其离子方程式为 MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。(5)装置 B 中氯气与潮湿的碳酸钠在加热条 件下反应生成氯化钠、碳酸氢钠和一氧化二氯,为证明残留固体中含有碳酸氢钠,需先将装置 B 中残留固体溶于 蒸馏水,滴加过量的 BaCl2 溶液,排除碳酸钠的干扰,然后取上层清液再滴加 Ba(OH)2 溶液,观察是否有白色沉淀 生成,若有白色沉淀生成,则证明装置 B 中残留固体中含有碳酸氢钠。(6)①实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液的总体积应相同, 均为 10.0mL,故 a 为 5.0。②由表中数据分析知,在其他条件相同时,溶液的碱性越强,次氯酸钠溶液的漂白能力 越弱。 9.Ⅰ.(1)C→D→B(2 分 ) 　 (2)D 装 置 中 黑 色 固 体 变 为 红 色 (1 分 ) 　 (3)CoC2O4·2H2O CoO+CO↑+CO2↑+2H2O↑(2 分) Ⅱ.2Co(OH)2+H2O2 2Co(OH)3(2 分)　2Co(OH)3+6H++2Cl- Cl2↑+2Co2++6H2O(2 分)　Co(OH)3、Cl2、 Co(OH)2[或 Co(OH)3>Cl2>Co(OH)2](2 分) 【解析】　Ⅰ.(1)本实验的目的是探究草酸钴的热分解产物,由于 CO 可与氧化铜在加热的条件下发生氧化还原 反应生成铜和 CO2,故可将产生的气体通过灼热的氧化铜来判断 CO 是否存在,可通过碱石灰的质量变化来分 析 CO2 是否存在,由于 CO 与氧化铜反应也生成了 CO2,故应先检验 CO2 是否存在,再检验 CO 是否存在,故装 置的连接顺序为 A→E→C→D→B。(2)如果分解产物中有 CO 气体,则 D 装置中发生反应 CuO+CO Cu+CO2, 黑色 CuO 变为红色的铜。(3)3.66gCoC2O4·2H2O 为 0.02mol,根据钴元素守恒,可知剩余的 1.5g 固体为 0.02molCoO,球形干燥管增加的质量即为 CO2 质量,即 CO2 的物质的量为 0.02mol,根据碳元素守恒,还应生成- 12 - 0.02molCO, 由 各 物 质 的 量 的 关 系 可 得 出 A 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 CoC2O4·2H2O CoO+CO↑+CO2↑+2H2O↑。 Ⅱ.A 装置中所得固体为 CoO,与稀硫酸反应生成粉红色 CoSO4 溶液;CoSO4 溶液与 NaOH 溶液反应生成粉红 色的 Co(OH)2 沉淀;由实验 2 知 Co(OH)2 与 H2O2 反应生成棕褐色的 Co(OH)3,化学方程式为 2Co(OH)2+H2O2 2Co(OH)3 。 由 实 验 3 知 ,Co(OH)3 可 将 浓 盐 酸 中 的 Cl- 氧 化 为 黄 绿 色 的 氯 气 , 离 子 方 程 式 为 2Co(OH)3+6H++2Cl- Cl2↑+2Co2++6H2O。由实验 4 知 Co(OH)2 与浓盐酸不能发生氧化还原反应;根据实验 3 和实验 4 可知,酸性条件下,Cl2、Co(OH)2、Co(OH)3 的氧化能力由大到小的顺序为 Co(OH)3>Cl2>Co(OH)2。 1.D　加热条件下,铜片与足量浓硫酸反应,有气泡生成,实验结束后,混合物中硫酸的浓度依然较大,硫酸铜以白 色沉淀的形式存在,无法看到溶液变为蓝色,选项 A 错误;向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖被炭化,生成的 C 与浓硫酸 反应产生的酸性气体为 SO2 和 CO2,SO2 具有漂白性但不能使红色石蕊试液褪色,选项 B 错误;向饱和 Na2CO3 溶液中加少量 BaSO4 粉末,溶液中 c(CO2-3 )>c(SO2-4 ),当 c(CO2-3 )·c(Ba2+)>Ksp(BaCO3),就会有 BaCO3 沉 淀产生,但不能根据 BaCO3 的生成判断出 Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3),选项 C 错误;取少量酸催化后的淀粉水解 液于试管中,先加入过量 NaOH 溶液中和酸,再加少量碘水,因为碘可以与过量的 NaOH 溶液反应,若碘反应后 没有剩余,即使有淀粉存在,溶液也不会变蓝,故不能判断淀粉是否完全水解,选项 D 正确。 2.C　盐酸易挥发,制得的氯气中含有氯化氢气体,B 瓶应盛放饱和食盐水除去混有的 HCl,选项 A 正确;高铁酸 钾在碱性溶液中较稳定,故 KOH 过量有利于其生成,选项 B 正确;根据题给信息可知,加盐酸产生的气体也可能 是氧气,选项 C 不正确;高铁酸钾是集氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭等特点为一体的优 良的水处理剂,选项 D 正确。 3.C　曲线 a 表示在无氧环境下,氯化钡溶液 pH 变化较小,说明二氧化硫转化为亚硫酸,溶液 pH 降低的原因是 SO2+H2O H2SO3 H++HSO-3,A 项正确;曲线 c 表示在有氧环境下,氯化钡溶液 pH 变化较大,则说明二氧化硫被氧气氧化为硫酸,反 应的离子方程式是 2Ba2++O2+2SO2+2H2O 2BaSO4↓+4H+,B 项正确;氯化钡溶液和硝酸钡溶液在有氧环境 下,pH 变化几乎相同,所以不能说明曲线 d 所表示的过程中 NO-3是氧化 SO2 的主要微粒,C 项错误;0.1 mol·L-1 的 Ba(NO3)2 溶液在无氧环境下可以氧化二氧化硫,依据该实验预测 0.2 mol·L-1 的 KNO3 溶液(无氧环境)也可 以氧化 SO2,D 项正确。 4.(除标明外,每空 2 分)(1)密封保存在棕色或深色试剂瓶中,置于冷暗处(1 分)　(2)吸收 H 2S 等尾气,防止污染 空 气 　 (3)NH3·H2O+H+ NH+4 +H2O 　 (4)ab 　 (5)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O+H2C2O4 FeC2O4·2H2O↓+(NH4)2SO4+H2SO4+4H2O　(6)温度太高,H 2O2 会分解,温度太低,三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的生成 速率会减慢　(7)否,25 ℃时,[Fe(C2O4)3]3-转化为[Fe(SCN)]2+反应的平衡常数小于 10-5,观察不到明显现象,所 以无法检验　(8) 264푐푉 푚 % 【解析】　(1)由于浓氨水具有不稳定性和挥发性,故实验室保存浓氨水的方法为密封保存在棕色或深色试剂 瓶中,置于冷暗处。(2)由于废铁屑中含有含 S 元素的物质,加入稀硫酸,会产生硫化氢等有毒气体,故高锰酸钾溶 液的作用是吸收 H2S 等尾气,防止污染空气。(3)锥形瓶中发生的中和反应是冷却后的溶液中的 H2SO4 与氨水 的反应,离子方程式为 NH3·H2O+H+ NH+4 +H2O。(4)由于 Fe2+有较强的还原性,实验过程中要防止二价铁离 子被氧气氧化,应保持铁屑过量;又二价铁离子在溶液中易水解:Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,加入稀硫酸可以 增大氢离子浓度,抑制二价铁离子的水解,而升高温度会促进 Fe2+的水解与氧化,因此要确保获得浅绿色悬浊液, 实验过程中应保持铁屑过量,并使溶液呈强酸性。(5)步骤Ⅰ中硫酸亚铁铵与饱和草酸溶液反应生成黄色沉淀 (FeC2O4·2H2O), 化 学 方 程 式 为 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O+H2C2O4 FeC2O4·2H2O↓+(NH4)2SO4+H2SO4+4H2O。(6)温度太高,H2O2 分解;温度太低,Fe2+氧化速度太慢,故水浴加热 控制在 40℃。(7)因为 25℃时,[Fe(C2O4)3]3-(aq)+SCN-(aq) [Fe(SCN)]2+(aq)+3C2O2-4 (aq)　K=10-16.2,平衡常 数小于 10-5,[Fe(SCN)]2+浓度太小,观察不到明显现象,所以无法检验。(8)根据已知信息可写出滴定反应 3C2O2-4- 13 - +14H++Cr2O2-7 2Cr3++6CO2↑+7H2O, 则 25mL 该 溶 液 中 n(C2O2-4 )=3n(Cr2O2-7 )=3cV×10-3mol,m(C2O2-4 )=264cV×10-3g, 故 mg 晶 体 中 含 有 的 C2O2-4 的 质 量 为 264cV×10-2g,C2O2-4 质量分数的表达式为 264푐푉 푚 %。 5.(1)导管口有气泡产生,移开热毛巾后,在导管口形成一段水柱且一段时间内不回落(2 分)　(2)饱和 NaHCO 3 溶液(2 分)　(3)Cl -将生成的 MnO-4还原(2 分)　(4)Mn 2++H2O2+2OH- MnO2↓+2H2O(2 分)　0.043 5(2 分)　 (5)排除 HNO3 将 Mn2+氧化的可能性(2 分)　(6)取 5 mL 0.1 mol·L -1MnSO4 溶液于试管中,加入 2 mL 0.1 mol·L-1HNO3 溶液,无明显现象,再滴加几滴 KMnO4 溶液,若立即生成棕黑色沉淀,则证明此推测成立(2 分) 【解析】　(1)检查装置 A 的气密性时,关闭分液漏斗活塞,在 B 中加入蒸馏水至液面超过长导管口,用热毛巾 捂住圆底烧瓶,若导管口有气泡产生, 移开热毛巾后,在导管口形成一段液柱且一段时间内不回落,则说明装置气密性良好。(2)装置 B 中盛装的试剂 的作用是吸收二氧化碳气体中的氯化氢气体,所以应盛装饱和 NaHCO3 溶液。(3)反应结束后,若未及时分离 KMnO4 晶体,则 C 中碱性 K2MnO4 溶液中残留的 Cl-将生成的 MnO-4还原,使溶液紫红色变浅。(4)实验①中生成 棕 黑 色 沉 淀 是 因 为 碱 性 条 件 下 Mn2+ 被 H2O2 氧 化 成 了 MnO2, 其 离 子 方 程 式 为 Mn2++H2O2+2OH- MnO2↓+2H2O;根据表中数据及离子方程式可知加入的 MnSO4 的量最少,所以生成的 MnO2 的物质的量为 0.0005mol,质量为 0.0005mol×87g·mol-1=0.0435g。(5)对比实验②和③知,实验②的作用是排除 HNO3 将 Mn2+ 氧化的可能性。(6)根据酸性环境下,Mn2+能将 MnO-4还原设计方案:取 5mL0.1mol·L-1MnSO4 溶液于试管中,加 入 2mL0.1mol·L-1 稀 HNO3,无明显现象,再滴加几滴 KMnO4 溶液,若立即生成棕黑色沉淀,则证明此推测成立。 1.C　将 SO2 通入滴有酚酞的 NaOH 溶液中,SO2 与 NaOH 溶液反应,导致溶液红色褪去,与 SO2 的漂白性无 关,A 项错误;向 1 mL 2 mol·L-1 的 NaOH 溶液中滴加 2 滴 0.1 mol·L-1 MgCl2 溶液,生成 Mg(OH)2 沉淀,过量的 NaOH 溶液可与后滴入的 FeCl3 溶液直接反应生成 Fe(OH)3 沉淀,故不能根据该实验比较 Ksp[Mg(OH)2]和 Ksp[Fe(OH)3]的大小,B 项错误;FeSO4 溶于稀硫酸后,滴加 KSCN 溶液,出现红色,说明溶液中含有 Fe3+,即样品 已经部分或全部变质,C 项正确;产生的气体 Y 中可能含有乙醇,而乙醇也能使酸性 KMnO4 溶液褪色,D 项错误。 2.D　A 项,在加热液体的时候,常加入碎瓷片防止液体暴沸,正确;B 项,根据相似相溶原理,可知 SnI 4 易溶于 CCl4 中,正确;C 项,装置Ⅰ为球形冷凝管,下端为进水口,上端为出水口,则 a 口为进水口,正确;D 项,根据题意可 知,SnI4 易水解,装置Ⅱ的主要作用是防止空气中的水蒸气进入,错误。 3.D　往 H2C2O4·2H2O 固体中滴入适量的 K2Cr2O7 酸性溶液,生成了 Cr2(SO4)3 蓝紫色溶液,①中发生反应的 化学方程式为 2K2Cr2O7+6H2C2O4+8H2SO4 2K2SO4+2Cr2(SO4)3+12CO2↑+14H2O,K2Cr2O7 中 Cr 的化合 价由+6 变为+3,化合价降低,作氧化剂,表现为氧化性,A 项正确、D 项错误;向蓝紫色 Cr 2(SO4)3 溶液中,加入 NaOH 溶液至析出灰绿色沉淀,此时,溶液中存在平衡 Cr 3+(蓝紫色)+3OH - Cr(OH)3(灰绿色) CrO-2(绿 色)+H++H2O,加入稀硫酸,会增大 c(H+),平衡向逆反应方向移动,溶液显蓝紫色,B 项正确;①溶液中含有 Cr3+,③ 溶 液 中 含 有 CrO-2,Cr3+ 与 CrO-2发 生 相 互 促 进 的 水 解 反 应 , 反 应 的 离 子 方 程 式 为 Cr3++3CrO-2+6H2O 4Cr(OH)3↓,会产生灰绿色浑浊,C 项正确。 4.(除标明外,每空 2 分)(1)MnO 2+2Cl-+4H+ Mn2++Cl2↑+2H2O　(2)2S 2Cl2+2H2O 3S↓+SO2↑+4HCl↑　 (3)除去氯气中的 HCl(1 分)　(4)a(1 分)　赶走装置内部的氧气和水蒸气,避免 S2Cl2 因反应而消耗　(5)2∶1 【 解 析 】 　 (1)A 装 置 为 实 验 室 制 取 Cl2 的 装 置 , 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 MnO2+2Cl-+4H+ Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)S2Cl2 常温下较为稳定,受热易分解,易被氧化,且遇水即歧化,歧化产物中不仅有淡黄色固 体(S),而且还有两种气体(SO2、HCl),用 NaOH 溶液吸收气体可得两种盐 Na2SO3 和 NaCl。S2Cl2 与水反应的 化学方程式为 2S2Cl2+2H2O 3S↓+SO2↑+4HCl↑。(3)B 装置的作用是除去氯气中的 HCl。(4)冷凝管的冷却 水流向都是下进上出。所以 D 装置中冷凝管进水口为 a。因为 S2Cl2 易被氧化,且遇水即歧化,所以实验过程中, 需要先点燃 A 装置处酒精灯,通入氯气一段时间后方可向 D 装置中水槽里加入热水,这样做的目的是赶走装置 内部的氧气和水蒸气,避免 S2Cl2 因反应而消耗。(5)F 装置是用来处理未反应完的氯气的,已知该吸收反应的氧- 14 - 化产物不仅有 NaClO 还有 NaClO3,且 n(NaClO)∶n(NaClO3)=3∶1,发生反应的化学方程式为 6Cl 2+12NaOH 8NaCl+3NaClO+NaClO3+6H2O, 则该反应中被还原的氯原子与被氧化的氯原子的物质的量之比为 8∶(3+1)=2∶1。 5.(1)球形冷凝管(1 分)　冷凝回流(1 分)　(2)防止暴沸(1 分)　停止加热,待溶液冷却后补加碎瓷片(2 分)　 (3)C(2 分)　(4)趁热过滤(2 分)　(5)所用 70%乙醇水溶液挥发出的乙醇蒸气与空气混合后遇明火可发生爆炸 (其他合理答案也可)(2 分)　(6)二苯基羟乙酮的沸点(344 ℃)和二苯基乙 二酮的沸点(348 ℃)差别不大,且得到的二苯基乙二酮为固态物质(其他合理答案也可)(2 分)　(7)85.7(2 分) 【解析】　(1)装置图中仪器 a 是球形冷凝管,其作用是冷凝回流。(2)加入碎瓷片的主要目的是防止溶液暴沸, 若加热后发现未加碎瓷片,应停止加热,待溶液冷却后补加碎瓷片。(3)反应开始时,二苯基羟乙酮的斑点最大,随 着反应的进行,二苯基羟乙酮的斑点逐渐变小,二苯基乙二酮的斑点逐渐变大,当反应进行到 45min 时,二苯基 羟乙酮的斑点消失,可认为反应已经结束。(4)趁热过滤除去了不溶性杂质。(5)用 70%乙醇水溶液进行重结晶 操作时,挥发出的乙醇蒸气与空气混合后遇明火可发生爆炸,所以不能用明火直接加热。(6)根据表中数据可知, 二苯基羟乙酮的沸点(344℃)和二苯基乙二酮的沸点(348℃)差别不大,且得到的二苯基乙二酮为固态物质,所以 不能用蒸馏的方法提纯二苯基乙二酮粗产品。(7)根据反应 二苯基羟乙酮+2FeCl 3 二苯基乙二酮+2FeCl2+2HCl 及加入二苯基羟乙酮的质量为 2.12g 知二苯基乙二酮的理论 产量为 2.12 212×210g=2.10g,所以本实验的产率为 1.80g 2.10g×100%≈85.7%。 6.(除标明外,每空 2 分)(1)2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+　(2)0.1(1 分)　4 mL 0.2 mol·L-1 FeSO4 溶液,向其中滴加 3 滴 0.1 mol·L-1 KSCN 溶 液 　 2Cu2++4SCN- 2CuSCN↓+(SCN)2 　 (3)3Fe2++4H++NO-3 3Fe3++NO↑+2H2O　(4)①慢(1 分)　②取少量反应Ⅰ的溶液于试管中,向其中加入几滴 K 3[Fe(CN)6]溶液,溶液 无明显变化,说明反应Ⅰ是一个不可逆反应　③Fe 2+被硝酸氧化为 Fe3+,溶液中 Fe2+浓度降低,导致平衡 Fe2++NO Fe(NO)2+逆向移动,最终 Fe(NO)2+完全转化为 Fe3+,溶液由棕色变为黄色 【解析】　(1)Fe3+与 Cu 粉发生反应生成 Fe2+和 Cu2+,反应的离子方程式为 2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+。(2)由 反 应 2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+, 可 知 题 图 得 到 的 溶 液 中 Fe2+ 为 0.2mol·L-1,Cu2+ 为 0.1mol·L-1, 分 别 取 0.1mol·L-1 的 硫 酸 铜 溶 液 、 0.2mol·L-1 的 硫 酸 亚 铁 溶 液 , 滴 入 KSCN 溶 液 进 行 对 照 实 验 , 故 步 骤 1: 取 4mL0.1mol·L-1CuSO4 溶液,向其中滴加 3 滴 0.1mol·L-1KSCN 溶液;步骤 2:取 4mL0.2mol·L-1FeSO4 溶液,向其 中滴加 3 滴 0.1mol·L-1KSCN 溶液。由已知信息ⅰ、ⅱ可知,Cu 2+与 SCN-反应生成 CuSCN 沉淀,同时生成 (SCN)2,反应的离子方程式为 2Cu2++4SCN- 2CuSCN↓+(SCN)2。(3)Fe2+具有还原性,酸性条件下 NO-3具有 强氧化性,两者反应生成 Fe3+、NO 与水,反应的离子方程式为 3Fe2++4H++NO-3 3Fe3++NO↑+2H2O。(4)① 溶液先变为棕色,放置一段时间后,棕色消失,溶液变为黄色,反应速率快的反应现象最先表现,故反应Ⅰ的速率比 反应Ⅱ的慢。②若反应Ⅰ是一个可逆反应,则反应Ⅰ结束后溶液中含有 Fe2+,否则没有 Fe2+,具体的实验方案是取少 量反应Ⅰ的溶液于试管中,向其中加入几滴 K3[Fe(CN)6]溶液,溶液无明显变化,说明反应Ⅰ是不可逆反应。③Fe2+被 硝酸氧化为 Fe3+,溶液中 Fe2+浓度降低,导致平衡 Fe2++NO Fe(NO)2+逆向移动,最终 Fe(NO)2+完全转化为 Fe3+,溶液由棕色变为黄色。