1、1课时达标作业 32 化学实验方案的设计与评价基础题1.用下图装置制取、提纯并收集下表中的四种气体(a、b、c 表示相应仪器中加入的试剂)，其中可行的是( )气体 a b cA NO2 浓硝酸 铜片 NaOH 溶液B CO2 稀硫酸 石灰石 饱和 NaHCO3溶液C O2 双氧水 二氧化锰 浓硫酸D NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰解析：NO 2能被 NaOH 溶液吸收：2NO 22NaOH= =NaNO3NaNO 2H 2O，A 项错误；稀H2SO4和 CaCO3反应生成微溶的 CaSO4覆盖在 CaCO3表面，阻止反应进一步进行，B 项错误；在 MnO2催化作用下 H2O2分解产生 O2，C
2、 项正确；NH 3密度小于空气，不能用向上排空气法收集，D 项错误。答案：C2某兴趣小组用下图装置制备气体(酒精灯可以根据需要选择)，对应说法正确的是( )选项 中药品中药品中药品 中药品制备气体中药品及作用A 浓盐酸 MnO2饱和食盐水浓硫酸 Cl2NaOH 溶液，尾气吸收B 稀硝酸 Cu 烧碱溶液 浓硫酸 NONaOH 溶液，尾气吸收2C 浓盐酸 大理石饱和Na2CO3溶液浓硫酸 CO2澄清石灰水，检验D 浓盐酸 Zn 水 浓硫酸 H2 撤去解析：MnO 2和浓盐酸在加热条件下生成 Cl2，用饱和食盐水除去 Cl2中的 HCl，用浓硫酸干燥，用 NaOH 溶液尾气吸收，A 项正确；NO 不
3、能用排空气法收集，B 项错误；CO 2中的HCl 不能用饱和 Na2CO3溶液除去，因为 CO2也能被 Na2CO3溶液吸收，C 项错误；H 2的密度小于空气，收集应“短进长出” ，D 项错误。答案：A3用下列装置制取并收集 NO2气体，其中最合理的是( )解析：铜与浓硝酸反应的产物是 NO2，其密度比空气的大，因此应利用向上排空气法收集 NO2气体，导气管应长进短出，这样才能将装置中的空气排尽，且能防止倒吸，只有C 项符合。答案：C4如图所示的装置常用于制取气体并检验气体的性质。下列有关说法正确的是( )A关闭分液漏斗的活塞，将干燥管末端放入水中，微热烧瓶，有气泡从水中冒出，停止加热后，干燥
4、管内有一段稳定的水柱形成，表明装置不漏气B若装置用于制取氯气并验证其具有漂白性，则 A 中所用试剂为稀盐酸，B 中所用药品为 KMnO4固体，C 中为品红溶液C若装置用于制取 SO2并验证其具有漂白性，则 A 中所用试剂为浓硫酸，B 中所用药品为 Na2SO3固体，C 中为酸性 KMnO4溶液D若实验时 B 中盛放固体 NaOH，A 中为浓氨水，C 中为稀 AgNO3溶液，则实验过程中，3C 试管中看不到明显的实验现象解析：A 项，由于装置的体积较大，可用酒精灯微热烧瓶，加热时干燥管口有气泡冒出，冷却后干燥管口有水柱形成，说明装置的气密性良好，正确；B 项，制氯气时应用浓盐酸，错误；C 项，S
5、O 2使酸性 KMnO4溶液褪色的原因是 SO2能将 KMnO4还原，表现还原性，不表现漂白性，错误；D 项，实验过程中 C 试管中有沉淀出现，若 NH3过量，则可观察到沉淀溶解，错误。答案：A5以下气体发生装置中，不易控制反应产生气体的量的是( )解析：A 项可通过控制加入液体的量来控制产生气体的量；C、D 两项中装置类似于启普发生器，可通过活塞的开关调节反应器的压强，控制反应与否，来控制产生气体的量。答案：B6下列各组中的实验步骤及现象，能达到相应实验目的是( )实验目的 实验步骤及现象A 检验亚硫酸钠试样是否变质 试样 白色沉淀 沉淀 溶 解 硝 酸 钡 溶 液 稀 硝 酸 不溶解B 制
6、取氯气并探究氯气是否具有漂白性 MnO2和浓盐酸 气体 加 热 褪色 通 过 干 燥 有 色 布 条 C 证明酸性条件下 H2O2氧化性比 I2强碘化钠溶液溶液变蓝色 30% H2O2溶 液 稀 硝 酸 及 淀 粉 溶 液 D 探究浓度对化学平衡的影响 FeCl3和 KSCN 混合溶液 红色变 加 入 FeCl3固 体 深解析：A 项，Na 2SO3也能与 Ba(NO3)2反应生成白色沉淀 BaSO3，加稀硝酸，BaSO 3被氧化为 BaSO4，白色沉淀也不溶解，不能检验 Na2SO3试样是否变质，错误；B 项，MnO 2和浓盐酸在加热的条件下生成的氯气中含有水蒸气，氯气与水蒸气反应生成的 H
7、ClO 也能使干燥的有色布条褪色，不能达到检验氯气是否具有漂白性的目的，错误；C 项，稀硝酸也能把碘离子氧化为 I2，不能证明酸性条件下 H2O2的氧化性比 I2强，错误；D 项，对于化学平衡FeCl33KSCNFe(SCN) 33KCl，加入 FeCl3固体增大了反应物的浓度，平衡正向移动，生成更多的 Fe(SCN)3，溶液红色变深，能够达到探究浓度对化学平衡的影响，正确。4答案：D7根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )选项 实验操作和现象 实验结论A 向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀 苯酚浓度小B向久置的 Na2SO3溶液中加入足量 BaCl2溶液，出现白色沉淀；再
8、加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解部分 Na2SO3被氧化C向 20%蔗糖溶液中加入少量稀 H2SO4，加热；再加入银氨溶液，未出现银镜蔗糖未水解D 向某黄色溶液中加入淀粉 KI 溶液，溶液呈蓝色 溶液中含 Br2解析：A 错：向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀，可能的原因是溴水的量太少。B 对：向久置的 Na2SO3溶液中加入足量 BaCl2溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解，说明白色沉淀中含有硫酸钡，证明部分 Na2SO3被氧化。C 错：银镜反应需要在碱性环境中进行。操作中未出现银镜，不能说明蔗糖未水解。D 错：向某黄色溶液中加入淀粉 KI 溶液，溶液呈蓝色，该溶液中也
9、可能含有 Fe3 ，Fe 3 也能将 I 氧化为单质碘。答案：B8下列实验操作能达到实验目的的是( )实验目的 实验操作A 制备 Fe(OH)3胶体 将 NaOH 浓溶液滴加到饱和 FeCl3溶液中B 由 MgCl2溶液制备无水 MgCl2 将 MgCl2溶液加热蒸干C 除去 Cu 粉中混有的 CuO 加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥D 比较水与乙醇中氢的活泼性 分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中解析：A 项，NaOH 浓溶液滴加到饱和 FeCl3溶液中生成 Fe(OH)3沉淀，而 Fe(OH)3胶体的制备是向沸水中滴入饱和氯化铁溶液，加热至溶液出现红褐色，错误；B 项，氯化镁是强酸弱碱盐
10、，MgCl 2水解产生的 HCl 易挥发，将 MgCl2溶液加热蒸干生成 Mg(OH)2，故由MgCl2溶液制备无水 MgCl2要在 HCl 气流中加热蒸干，错误；C 项，铜与稀硝酸反应，应该用稀盐酸或稀硫酸除去 Cu 粉中混有的 CuO，错误；D 项，分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，利用反应的现象：反应剧烈的是水，反应平缓的是乙醇，可比较水和乙醇中氢的活泼性，正确。答案：D能力题9.某研究小组将纯净的 SO2气体通入 0.1 molL1 的 Ba(NO3)2溶液中，得到了 BaSO4沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的 SO2，该小组提出了如下假设：假设一：溶液中的 NO 35
11、假设二：溶液中溶解的 O2(1)验证假设一该小组设计实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象。实验步骤 实验现象 结论实验 1：在盛有不含 O2的 25 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的 SO2气体 _实验 2：在盛有不含 O2的 25 mL 0.1 molL1 Ba(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的 SO2气体 _假设一成立(2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液 pH 随通入 SO2体积的变化曲线如图。实验 1 中溶液 pH 变小的原因是_； V1时，实验 2 中溶液 pH 小于实验 1 的原因是(用离子方程式表示)_ 。(3)验
12、证假设二请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。(4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的 O2和 KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计)，充分反应后两溶液的 pH 前者_(填“大于”或“小于”)后者，理由是_。解析：(1)实验 1 中，在没有 O2的条件下，SO 2与 BaCl2溶液不反应，所以无沉淀生成；实验 2 中 SO2被 NO 氧化成 SO ，进一步与 Ba2 结合生成 BaSO4沉淀。 3 24(2)实验 1，SO 2溶于水后生成 H2SO3，H 2SO3电离出 H (H2SO3HSO H )，使溶液 3显酸性，随 SO2的不断通入，pH
13、值减小；SO 2通入 Ba(NO3)2溶液中，发生反应：3SO 22NO2H 2O=3SO 2NO4H 生成强酸，则通 V1体积的 SO2时，实验 2 中溶液 pH 小于实 3 24验 1。(3)通过对比假设一的验证过程，可设计如下实验步骤：6(4)2H2SO3O 2=4H 2SO ；3H 2SO32NO =2NO4H H 2O3SO ，由此可24 3 24知氧化相同的亚硫酸，用 O2氧化比用 KNO3氧化产生的 H 浓度大。答案：(1)无明显现象 有白色沉淀(2)溶解的 SO2气体与水发生反应生成 H2SO3 3SO22NO 2H 2O=3SO 2NO4H (或 3H2SO32NO =4H
14、3SO 2NOH 2O) 3 24 3 24(3)(4)小于 反应的离子方程式表明，足量的 O2和 NO 分别氧化相同的 H2SO3，生成的 3H 的物质的量前者多于后者(本题部分小题属开放性试题，合理即可)10四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。某校化学课外活动小组准备利用下图装置制备四氯化钛(部分夹持仪器已略去)。资料表明：室温下，四氯化钛为无色液体，熔点：25 ，沸点：136.4 。在空气中发烟生成二氧化钛固体。在 650850 下，将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体。回答下列问题：(1)检查该装置气密性的方法是_7_。(2)A 处分液漏斗上方的胶皮管的
15、作用是_。(3)实验中 B 装置中选用的试剂为_，该装置的作用是_。(4)写出 D 中物质制备的化学方程式_；写出四氯化钛在空气中发烟的化学方程式_。(5)E 处球形冷凝管的作用是_，该装置冷却水应从_(填“c”或“d”)口通入。(6)仪器 F 中盛装的物质是_。(7)该实验设计略有缺陷，请指出其不足之处_。解析：(1)检查装置气密性时可以在 B 中加入蒸馏水至浸没玻璃导管 a 的下端，关闭活塞 b，微热 A 装置中的烧瓶，若导管 a 中的液面上升一定的高度，则气密性良好。(2)A 处分液漏斗上方的胶皮管的作用是平衡气压，有利于液体顺利滴下。(3)装置 B 中选用的试剂为饱和食盐水，其作用是洗
16、去 Cl2中的 HCl 气体，并用作安全瓶。(4)在 D 中制备 TiCl4，反应的化学方程式为TiO22Cl 22C TiCl42CO。四氯化钛在空气中发烟生成二氧化钛，化学= = = = =高 温 方程式为 TiCl42H 2O=TiO24HCl。(5)冷凝管的作用是冷凝回流，冷却水从 c 口通入。(6)F 的作用是避免空气中的水蒸气进入反应装置，所盛装的物质是碱石灰。(7)该实验设计的不足之处为没有对 CO 进行尾气处理。答案：(1)在 B 中加入蒸馏水至浸没玻璃导管 a 的下端，关闭活塞 b，微热 A 装置中的烧瓶，若导管 a 中的液面上升一定的高度，则气密性良好(或在 B 中加入蒸馏
17、水至浸没玻璃导管 a 的下端，F 处连接导气管并将尾端放在水槽中，微热 A 装置中的烧瓶，水槽中导气8管的尾端有气泡冒出，停止加热，倒吸一段水柱，则气密性良好)(2)平衡气压，有利于液体顺利滴下(3)饱和食盐水 洗去 Cl2中的 HCl 气体，并用作安全瓶(或用作平衡气压的安全装置，或用作防堵塞的安全装置)(4)TiO22Cl 22C TiCl42CO TiCl 42H 2O=TiO24HCl= = = = =高 温 (5)冷凝回流 c(6)碱石灰(7)没有对 CO 进行尾气处理11保护环境是全球关注的问题。.某环保部门处理含 CN 电镀废水的方法如图(CN 和 CNO 中 N 的化合价均为3
18、 价)：某学习小组依据上述方法，用下图实验装置进行该电镀废水处理的研究。操作步骤：.先关闭装置甲的开关，再将含 CN 废水与过量 NaClO 溶液混合，取 200 mL 混合液其中 c(CN )为 0.200 molL1 加入装置甲中，塞上橡皮塞。.待装置甲中充分反应后，打开开关，使溶液全部流入装置乙中，关闭开关。(1)写出装置乙中反应的离子方程式：_。(2)装置丙中的试剂是_，装置丁的作用是_。(3)假定上述实验中的气体都被充分吸收。若干燥管增重 1.408 g。则 CN 被处理的百分率为_。(4)你认为用此装置进行实验，与(3)对比，CN 被处理的百分率将_(填“偏高”、 “偏低” 、 “
19、无法确定”或“无影响”)，简述你的理由：_。.防治空气污染，燃煤脱硫很重要。目前，科学家对 Fe3 溶液脱硫技术的研究已取9得新成果。(5)某学习小组为了探究“SO 2与 Fe3 反应的产物” ，将过量的 SO2通入 FeCl3溶液中后，各取 10 mL 反应液分别加入编号为 A、B、C 的试管中，并设计以下 3 种实验方案：方案：A 中加入少量 KMnO4溶液，溶液紫红色褪去。方案：B 中加入 KSCN 溶液，溶液不变血红色，再加入新制的氯水，溶液变血红。方案：C 中加入稀盐酸酸化的 BaCl2溶液，产生白色沉淀。上述实验方案中不合理的是_。解析：(1)根据图示，乙中 CNO 和 ClO 在
20、酸性条件下发生氧化还原反应，最终 CNO被氧化为 N2，ClO 被还原为 Cl2，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式。(2)装置丙的作用是吸收混合气中的 H2O，应选择浓硫酸，装置丁的作用是吸收混合气中的 Cl2。(3)干燥管增加的质量为反应产生的 CO2的质量，根据 CN CO 2，则被处理的 n(CN ) 0.032 mol，CN 被处理的百分率为1.408 g44 gmol 1100%80.0%。0.032 mol0.200 molL 10.2 L(4)若 Cl2在丁中没有被完全吸收，则结果偏高，若 CO2残留在装置中，则结果偏低。(5)方案不合理，因为 SO2、Fe 2 均具有还原性，均能与 KMnO4发生氧化还原反应而使溶液褪色。答案：(1)2CNO 6ClO 8H =N22CO 23Cl 24H 2O(2)浓硫酸 吸收混合气中的 Cl2(3)80.0%(4)偏高 部分 Cl2在装置丁中没有被吸收而在干燥管中被吸收(或偏低 部分 CO2残留在装置内没有在干燥管中被完全吸收 或无法确定 部分 Cl2在干燥管中被吸收，部分 CO2没有在干燥管中被吸收)(5)方案10
