1、- 1 -提升训练 22 综合实验方案的设计与评价1.向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液,进行如下操作,结论正确的是( )操作 现象 结论A 滴加 BaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中含有 S2-4B 滴加氯水和 CCl4,振荡、静置 下层溶液显紫色 原溶液中含有 I-C 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应 火焰呈黄色 原溶液中含有 Na+,无 K+D 滴加稀 NaOH 溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无 N+42.如下图所示,利用海洋可提取很多重要的化工原料。下列有关说法正确的是( )A.第步中除去粗盐中的 S 、Ca 2+、Mg 2+、Fe 3+等杂质,加入的药
2、品顺序为 Na2CO3溶液2-4NaOH 溶液BaCl 2溶液过滤后加稀盐酸B.第步中工业上可采用石墨为阴极,铁为阳极,采用阳离子交换膜的电解装置C.第步中结晶出的 MgCl26H2O 可在空气中受热分解制无水 MgCl2D.在第步中溴元素被氧化,第步中既有溴元素被氧化也有溴元素被还原3.下列实验设计能完成或实验结论合理的是( )A.证明一瓶红棕色气体是溴蒸气还是二氧化氮,可用湿润的淀粉 KI 试纸检验,观察试纸颜色的变化B.铝热剂溶于足量稀盐酸,再滴加 KSCN 溶液,未出现血红色,铝热剂中一定不含氧化铁C.测氯水的 pH,可用玻璃棒蘸取氯水点在 pH 试纸上,待其变色后和标准比色卡比较-
3、2 -D.用银镜反应来检验淀粉水解产物中有无葡萄糖,应先向水解液中加入氢氧化钠溶液4.某研究小组通过实验探究 Cu 及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是( )A.将铜丝插入浓硫酸加热,反应后把水加入反应器中,观察硫酸铜溶液的颜色B.常温下,将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观察 CuCl2的生成C.金属钠放入硫酸铜溶液中可以置换出金属铜D.将表面有铜绿Cu 2(OH)2CO3的铜器放入稀盐酸中浸泡,除去铜绿5.下列实验装置正确的是( )6.下列实验操作能达到实验目的的是( )A.用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的 NOC.配制氯化铁溶液时,将氯化
4、铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释D.将 Cl2与 HCl 混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的 Cl27.分析硫铁矿中 FeS2的含量(不考虑杂质的反应,所加试剂均足量),某研究性小组设计了如下四种实验方案,不正确的是( )A.FeS2 溶液 沉淀 称重B.FeS2 溶液 沉淀 称重C.FeS2 溶液 沉淀 称重D.FeS2 溶液 溶液 用标准 KMnO4溶液滴定8.下列装置或操作能达到实验目的的是( )A. B. C. D.- 3 -9.下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论正确的是( )编号 实验操作 实验目的或结论A 在有镀层的铁片上,用刀刻一槽,在槽上滴入少量 0.1 molL-1盐酸,
5、2 h 后滴入 KSCN 溶液,无红色出现 可能是镀锡的马口铁片B 用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色 该溶液中一定含有 Na+,无 K+C 将 CH3CH2Br 与 NaOH 溶液混合加热,再滴加 AgNO3溶液,未产生浅黄色沉淀 CH3CH2Br 未发生水解D 将打磨过的铝片投到一定浓度的 CuCl2溶液中,出现气泡并有固体生成 Al 与 CuCl2溶液反应,生成了 H2和 Cu(OH)210.用 4 种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”不符的是( )选项 操作及现象 溶液A 通入 SO2,溶液不变浑浊,再加氯水变浑浊 BaCl2溶液B 通入 CO2,溶液变浑浊,再加
6、入品红溶液,红色褪去 Ca(ClO)2溶液C 通入 SO2,溶液变浑浊,继续通 SO2至过量,浑浊消失,再加入足量 NaOH溶液,又变浑浊 Ca(OH)2溶液D 通入 NH4HCO3受热分解产生的气体,变浑浊,继续通入,浑浊消失 Ca(OH)2溶液11.下列装置所示的实验不能达到目的的是( )12.(2018暨阳联考)硫酸锰可用于饲料营养强氧化剂和媒染剂。其生产原材料软锰矿(MnO 2)、菱锰矿(MnCO 3)中常混有硫酸亚铁和硫酸镁等杂质,硫酸锰的生产工艺如下图所示:- 4 -已知:(1)硫酸锰晶体和硫酸镁晶体的溶解度曲线如下图。(2)离子完全沉淀时对应的 pH:Fe3+为 3.5,Fe2+
7、为 9.5,Mn2+为 10.8,Mg2+为 11.6。下列判断正确的是( )A.试剂 A 应该选择 H2O2溶液,目的是将 Fe2+氧化为 Fe3+B.蒸发结晶时,温度应该略高于 60 C.操作包括蒸发、冷却、结晶、趁热过滤、洗涤等步骤,洗涤时可用稀硫酸作洗液D.试剂 A 应该选择氨水,目的是调节溶液的 pH13.氢氧化铜是一种常用试剂。例如,利用新制氢氧化铜验证醛类物质的还原性。.实验室制取氢氧化铜悬浊液的操作方法:在试管里加入 10%的氢氧化钠溶液 2 mL,滴入 2%的硫酸铜溶液 46 滴,振荡即成。这样操作的目的是 。 .下面是三个研究性学习小组分别从不同层面开展的研究性学习活动:(
8、1)研究性学习小组甲:对教材实验结论“乙醛与新制氢氧化铜反应生成的砖红色沉淀是Cu2O”提出质疑,他们认为砖红色沉淀不一定是氧化亚铜。为了确定砖红色沉淀的成分,开展了如下研究:提出猜想: ; 查阅资料:氧化亚铜属于碱性氧化物;+1 价的铜离子在酸性条件下易发生自身氧化还原反应;在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜。设计方案:方案 1:取该砖红色沉淀溶于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色变化方案 2:取该砖红色沉淀溶于足量的稀硫酸中,观察是否有残渣方案 3:称取砖红色沉淀 a g,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器里冷却,再称重,反复多次至固体恒重,称得质量为 b g,比较 a 与 b 的关系方案 4:
9、取砖红色沉淀装入试管里,加入酸化的硝酸银溶液,观察是否有银白色的银析出。你认为合理的方案是 ; (2)研究性学习小组乙针对小组甲的质疑,设计新的探究方案,装置如图所示。你认为要测定上述砖红色沉淀成分必须测定下列哪些物理量(只填序号): ; 通入氢气的体积;反应前,砖红色沉淀+硬质玻璃管的总质量;完全反应后砖红色固体+硬质玻璃管的总质量;实验前,干燥管的质量;硬质玻璃管的质量;锌粒的质量;稀硫酸中含溶质的量;实验后,干燥管的质量(3)研究性学习小组丙上网查阅新闻得知,“2005 年诺贝尔化学奖授予了三位研究绿色化学的科学家”。绿色化学强调对环境友好,实现零排放。“变废为宝”符合绿色化学要求。他们
10、收集上述砖红色沉淀制备化学试剂蓝矾。请你帮助他们设计一个简单且符合绿色化学要求的实验方案: 。 - 5 -14.氯化铜晶体(CuCl 2xH2O)是重要的化工原料,可用作反应的催化剂、消毒剂等。用孔雀石主要含 Cu2(OH)2CO3,还含少量 Fe、Si 的化合物制备氯化铜晶体,方案如下:已知:.Cu(OH) 2、CuO 开始分解的温度分别为 80 和 900 。.有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的 pH 如下表所示:金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pHFe3+ 2.7 3.7Cu2+ 5.2 6.4Fe2+ 7.6 9.6(1)若溶液 A 中含有的金属离子有 Cu2+、Fe 2
11、+、Fe 3+,则试剂最好为 (填字母)。 a.(NH4)2S 溶液 b.H2O2溶液c.NaClO 溶液 d.Cl2(2)加试剂的目的是 , 由溶液 C 获得 CuCl2xH2O,需要经过加热浓缩、 、过滤等操作。 (3)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl 2xH2O)中的 x 值,有如下两种实验方案:方案一:称取 a g 晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水 CuCl2的质量为 b g。方案二:称取 a g 晶体,加入足量氢氧化钠溶液,过滤、洗涤、加热沉淀(控制温度约为 120 )至质量不再减轻为止,称量所得固体的质量为 b g。则上述两种实验方案中,不合理的是 ,原因是 。 依
12、据合理方案计算得 x= (用含 a、 b 的代数式表示)。 15.草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其 K1=5.410-2,K2=5.410-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H 2C2O42H2O)无色,熔点为 101 ,易溶于水,受热脱水、升华,170 以上分解。回答下列问题:(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置 C 中可观察到的现象是 ,由此可知草酸晶体分解的产物中有 。装置 B 的主要作用是 。 (2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有 CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置 A、B 和下图所示的部分装置(可以重复选用)进
13、行实验。- 6 -乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为 A、B、 。装置 H 反应管中盛有的物质是 。 能证明草酸晶体分解产物中有 CO 的现象是 。 (3)设计实验证明:草酸的酸性比碳酸的强: 。 草酸为二元酸: 。 参考答案提升训练 22 综合实验方案的设计与评价1.B A 项,滴加 BaCl2溶液生成白色沉淀,原溶液中可能含有S 、 C 、S 、Ag +,错误;B 项,加氯水能产生 I2,则原溶液中一定含有 I-,正确;C2-4 2-3 2-3项,焰色反应呈黄色,只能说明原溶液中含有 Na+,无法说明有没有 K+,错误,D 项,由于氨气极易溶于水,滴加稀 NaOH 溶液,产生的少量
14、氨气溶于水,没有 NH3逸出,但不代表无 N ,错误。+42.D A 项,未考虑到过量 Ba2+的处理;B 项,铁作阳极,在电解时铁会放电,最终得不到氯气和 NaOH;C 项,MgCl 26H2O 受热水解产生 Mg(OH)2和 HCl,HCl 易挥发,无法得到无水 MgCl2固体。3.D A 项,溴蒸气和二氧化氮都能使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝,错误;B 项,若铝热剂中含有少量氧化铁和大量铝粉,在加入足量稀盐酸时,生成的 Fe3+被铝粉还原为 Fe2+,滴加 KSCN 溶液也不出现血红色,错误;C 项,氯水可将 pH 试纸漂白,错误;D 项,先加入氢氧化钠溶液的目的是中和作催化剂的稀硫酸,且
15、银镜反应需在碱性条件下发生,正确。4.D 铜丝与浓硫酸加热可生成硫酸铜,再把反应后的混合物加入水中形成硫酸铜溶液,而不能把水加入反应混合物中,防止剩余的浓硫酸稀释时溅出而易发生安全事故,故 A 错误;常温下,铜与氯气不反应,因此观察不到现象,故 B 错误;将 Na 放入硫酸铜溶液中,Na 先和水反应生成 NaOH,生成的 NaOH 再和硫酸铜发生复分解反应生成 Na2SO4和 Cu(OH)2沉淀,所以钠不能置换出 Cu,故 C 错误;Cu 2(OH)2CO3能溶于稀盐酸,Cu 和稀盐酸不反应,所以能用稀盐酸除去铜绿,故 D 正确。5.B A 项,二氧化氮能够与水反应,不能采用排水集气法收集二氧
16、化氮,错误;B 项,氯化铵和氢氧化钙混合加热生成氨气,氨气的密度比空气的小,可以采用向下排空气法收集氨气,正确;C 项,浓硫酸与乙醇加热时会产生二氧化硫等气体,二氧化硫也能使溴水褪色,错误;D 项,收集乙酸乙酯的导气管不能插入饱和 Na2CO3溶液中,容易产生倒吸现象,错误;故选 A。- 7 -6.C 乙酸与乙醇反应的产物为乙酸乙酯,与乙酸、乙醇混溶,A 项错误;NO 易与空气中的O2反应且密度与空气接近,不能用排空气法收集,B 项错误;将 Cl2与 HCl 混合气体通过饱和食盐水可除去 HCl 气体,但又混入水蒸气,D 项错误。7.D D 项中因加入了还原剂铁粉,且铁粉在过量的酸性环境中也能
17、溶解,故最后滴定时无法确定铁的来源。8.B 碘易升华,不能用蒸发的方法从碘水中得到碘单质,应用萃取法,错;NO 与空气中的氧气反应,故不能用排空气法收集 NO,错;通过观察红墨水液面高低来验证空气参与反应,可行;通过观察甲、乙两管液面高度差是否变化来检验装置气密性,可行。9.D 选项 A 中,铁与盐酸反应生成二价铁,故不论镀锌还是镀锡,遇硫氰化钾都无现象;焰色反应显黄色,说明一定含有钠元素,可能含有钾元素,选项 B 错误;选项 C 中水解后应加酸中和,错误;氯化铜溶液水解显酸性,铝和酸反应,放出氢气,促进水解,生成氢氧化铜沉淀,选项 D 正确。10.D A 项,BaCl 2溶液中通入 SO2不
18、发生反应,但再加入氯水时,溶液中的 H2SO3被氧化成H2SO4,S 与 Ba2+反应生成白色沉淀;B 项,Ca(ClO) 2溶液中通入 CO2生成 CaCO3沉淀和 HClO,溶2-4液变浑浊,再加品红溶液,品红被 HClO 氧化而褪色;C 项,Ca(OH) 2溶液中通入 SO2溶液变浑浊,继续通 SO2至过量,CaSO 3转化成可溶的 Ca(HSO3)2,浑浊消失,再加入足量 NaOH 溶液时又生成CaSO3沉淀,又变浑浊;D 项,NH 4HCO3受热分解产生 CO2、H 2O、NH 3,其物质的量之比为 111,将混合气体通入 Ca(OH)2溶液中产生浑浊,当通入过量混合气体时,浑浊不消
19、失。11.A A 选项,长颈漏斗尖端应该插入液面以下,错误;B 选项,Na 与水反应放出热量,使大试管中的气体膨胀,红墨水左低右高,正确;C 选项,高锰酸钾与浓盐酸反应生成 Cl2,Cl2通入Na2S 溶液后生成硫单质,溶液变浑浊,正确;D 选项,NH 4Cl 分解生成 NH3和 HCl,遇冷发生反应:NH3+HCl NH4Cl,NH4Cl 附着在烧瓶上 ,正确。12.B 二氧化锰具有强氧化性,可以将 Fe2+氧化为 Fe3+,试剂 A 应起到调节 pH 的作用,使铁离子水解生成沉淀而除去,因二氧化锰具有强氧化性,无需加入过氧化氢,故 A 错误;温度高于 60,晶体溶解度减小,故蒸发结晶时,温
20、度应该略高于 60,有利于蒸发结晶,故 B 正确;操作用于分离硫酸锰和硫酸镁,包括蒸发、冷却、结晶、趁热过滤、洗涤等步骤,因硫酸锰晶体易溶于水,不能用稀硫酸洗涤,故 C 错误;A 不能是氨水,否则金属离子都生成沉淀,故 D 错误;故选 B。13.答案: .确保氢氧化钠过量,氢氧化铜呈悬浊状.(1)砖红色沉淀可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物(或砖红色固体中可能含有铜) 方案 3(2)(3)在空气中充分灼烧该砖红色固体至全部转化成氧化铜,加入足量稀硫酸溶解,蒸发、结晶、过滤、洗涤,用滤纸吸干或通入惰性气体带走水分解析: (1)实验室配制新制氢氧化铜时要保证溶液呈碱性,所以氢氧化钠应过量。至于乙醛与新
21、制氢氧化铜反应生成的砖红色沉淀,可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物,只要含有铜即可。方案 1 中稀硝酸有较强的氧化性,都可以溶解产生 Cu2+,方案 2 中加稀硫酸,沉淀是铜,不溶解,有固体,如果是铜和 Cu2O 也一样会有固体残渣,即使全部是 Cu2O 也会产生 Cu,所以一定有残渣。只有方案 3,根据固体增重测定,方案合理可行。(3)蓝矾的制备过程中要注意原料的充分利用,所以先要在空气中充分氧化,再和稀硫酸反应,原料利用率达到最大。14.答案: (1)bd (2)调节溶液的 pH 在 3.75.2,使 Fe3+全部转化为 Fe(OH)3沉淀 冷却结晶- 8 -(3)方案一 晶体加热时会部分水解
22、 80-13518解析: 根据已知信息提供的金属离子沉淀时的溶液 pH,要将 Cu2+从溶液 A 中分离出来,需要将 Fe2+氧化成 Fe3+,并控制溶液的 pH 在 3.75.2。(1)试剂为将 Fe2+氧化成 Fe3+的试剂,可以选择 H2O2、Cl 2,因为二者的还原产物分别为 H2O、Cl -,均不会引入杂质。(2)试剂的目的是调节溶液的 pH,使 Fe3+沉淀出来,从而得到 CuCl2溶液。由 CuCl2溶液获得 CuCl2xH2O,需要经过加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作。(3)方案一不合理,因为 CuCl2晶体加热时会部分水解,得到的不是纯净的 CuCl2。根据方案二的原理, ag
23、CuCl2xH2O 经过系列反应最终得到bgCuO,则 CuCl2的物质的量为 mol,H2O 的物质的量为 mol,则 1 x=80 - 8013518,解得 x= 。80- 8013518 80-1351815.答案: (1)有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊 CO 2 冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置 C 反应生成沉淀,干扰 CO2的检验(2)F、D、G、H、D、I CuO(氧化铜)前面澄清石灰水无现象,H 中黑色粉末变红色,其后的 D 中澄清石灰水变浑浊(3)向盛有少量 NaHCO3的试管里滴加草酸溶液,有气泡产生 用 NaOH 标准溶液滴定草酸,消耗 NaOH 的物质的量为草酸的
24、2 倍解析: (1)装置 C 中澄清石灰水的作用是检验是否有 CO2气体生成,若有 CO2气体生成,澄清石灰水变浑浊。装置 B 中冰水的作用是降低温度,使生成的水和草酸(题给信息:受热脱水、升华)冷凝。若草酸进入装置 C,会生成草酸钙沉淀,干扰 CO2的检验。(2)检验 CO 可通过检验 CO还原黑色的 CuO 生成的 CO2进行。因为分解产物中有 CO2,所以先要除去 CO2,可用浓 NaOH 溶液吸收 CO2,并用澄清石灰水检验 CO2是否除尽,再用无水氯化钙干燥 CO,然后通过加热的 CuO,再用澄清石灰水检验生成的 CO2气体,没有反应掉的 CO 可用排水法收集。若前面澄清石灰水无现象,H 中黑色的 CuO 变红色,后面的澄清石灰水变浑浊,说明草酸晶体分解产物中有 CO。(3)证明草酸的酸性比碳酸的强,可以利用溶液中较强酸制较弱酸的原理,将草酸与 NaHCO3溶液混合,看是否有气体产生。证明草酸是二元酸,可以利用酸碱中和滴定原理,若消耗 NaOH 的物质的量是草酸的 2 倍,即可证明草酸是二元酸。
