2019-2020年高考化学二轮复习 专题16 实验设计与探究题型训练题（含解析）.doc

2019-2020年高考化学二轮复习 专题16 实验设计与探究题型训练题（含解析）1、“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，观察下面四个“封管实验”（夹持装置未画出），判断下列说法正确的是A加热时，上部汇聚了固体碘，说明碘的热稳定性较差B加热时，、中的溶液均变红，冷却后又都变为无色C中，浸泡在热水中的容器内气体颜色变深，浸泡在冰水中的容器内气体颜色变浅D四个“封管实验”中都有可逆反应发生【答案】C2、固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想，其中不成立的是AMg(NO3)2、NO2、O2 BMgO、NO2、O2 CMg3N2、O2 DMgO、NO2、N2【答案】D3、下列符合化学实验“绿色化”的有（） 在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水在铜和浓硝酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放A B C D 【答案】D【解析】本题考查“绿色化学”知识。据“绿色化学”知识必须控制污染物产生，因为单质碘比单质溴更易溶于CCl4，铜与浓H2SO4反应中，通过调节铜丝的高度，可发生下列反应：2Cu+O22CuO, CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。酸与碱中和生成中性的盐和水，故均正确。4、能直接鉴别氯化钠和葡萄糖两种未知浓度溶液的方法是（） A.观察颜色 B.增加甜味C.加热灼烧 D.分别闻味【答案】C【解析】根据题中所给出的信息分析，本题考察的是鉴别氯化钠和葡萄糖两种未知浓度的溶液。5、下列实验可行的是（） A.加入适量铜粉除去Cu(NO3)2溶液中的AgNO3杂质B.用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体C.用浓硫酸与蛋白质的颜色反应鉴别部分蛋白质D.用乙醇从碘水中萃取碘【答案】A【解析】本题主要考查考生简单实验的设计能力。CO2、HCl皆与NaOH反应，B不可行；可使蛋白质发生颜色反应的是浓HNO3而不是浓H2SO4，C不可行；选取的萃取剂必须满足两个条件：与原溶剂不相互溶，I2在该物质中的溶解度大于I2在水中的溶解度，显然D不可行；由Cu+2Ag+=Cu2+2Ag，A选项正确。6、下列除杂质的方法不可行的是（） A 用过量氨水除去Al3溶液中的少量Fe3B 将混合气体通过灼热的铜网除去N2中少量O2C 用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水D 用盐酸除去AgCl中少量的Ag2CO3【答案】A【解析】在Al3、Fe3的混合溶液中加入过量氨水，生成Al（OH）3、Fe（OH）3沉淀，不能将Al3、Fe3分离；N2、O2的混合气体通过灼热的铜网，发生反应2CuO2=2CuO，O2被除去；乙醇中含有的少量水不能直接用蒸馏的方法除去，应先加入CaO再蒸馏；在AgCl、Ag2CO3混合物中加入HCl，发生反应Ag2CO32HCl=2AgClH2OCO2，经过滤可得纯净的AgCl。7、下列气体的制备可采用如图装置的是（） A.铜与浓硝酸反应制NO2B.铜与稀硝酸反应制NOC.乙醇与浓硫酸反应制乙烯D.氯化钠与浓硫酸反应制HCl【答案】B 【解析】图示装置可用于液液、液固反应物在加热条件下反应制取气体，并用排水法收集得到的气体。NO2不能用排水法收集；制乙烯时需用温度计控制反应温度；HCl不能用排水法收集。8、下列实验方法中不正确的是（）A用水萃取溴乙烷中的乙醇B通过常压分馏分离煤油和柴油C用目视比色法粗测Na2CO3溶液的浓度D利用烧碱溶液鉴别MgCl2和AlCl3两种溶液【答案】C【解析】由于Na2CO3溶液是无色液体，因此不能用目视比色法测定它的浓度。9、可用来鉴别己烯、甲苯、乙酸乙酯、苯酚溶液的一组试剂是（） A.氯化铁溶液、溴水B.碳酸钠溶液、溴水C.酸性高锰酸钾溶液、溴水D.酸性高锰酸钾溶液、氯化铁溶液【答案】C【解析】根据题中所给出的信息分析，本题考察的是鉴别己烯、甲苯、乙酸乙酯和苯酚溶液。10、下列试剂应保存在棕色试剂瓶中的是()A乙醇 B浓硝酸 C福尔马林 D氨水【答案】B【解析】浓HNO3在光照或受热时会发生分解：4HNO34NO2O22H2O，因此浓HNO3应用棕色试剂瓶进行遮光保存。11、为了检验某晶体中是否含有NH4+、SO42、Fe2和结晶水，设计了下列操作步骤：取少量该晶体于试管中，加热，发现试管口处有液体，且该液体能使无水硫酸铜变蓝；取少量该晶体的溶液于试管中，加入KSCN溶液，没有明显的变化，滴加几滴氯水，溶液显红色；取少量该晶体的溶液于试管中，再加入盐酸，没有明显的变化。再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生；取少量该晶体的溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，微热有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时还有白色沉淀产生，该沉淀很快变成灰绿色沉淀最终变为红褐色沉淀。下列说法正确的是（）A实验中发生反应的离子方程式为：Fe2Cl2=Fe32Cl；Fe33SCN=Fe(SCN)3B只做实验，也能达到实验目的C通过上述实验可确定该化合物的化学式为：(NH4)2Fe(SO4)26H2O，是一种浅绿色晶体，商品名为摩尔盐D为了检验SO42，可以将中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2【答案】B【解析】A项离子方程式没有配平，错误；通过上述实验只能确定该晶体中含有NH4+、SO42、Fe2和结晶水，不能确定其化学式，C项错误；D项，若将中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2，则不能排除SO32的干扰，错误。12、用右图所示装置进行如下实验，不能达到实验目的的是（ ）A瓶中盛满水，从B口进气，用排水法收集H2B瓶中盛适量浓硫酸，从A口进气来干燥CO2C从B口进气，用排空气法收集NO2D瓶中装满水，A口连导管并伸入量筒中，从B口进气，用排水法测量生成O2的体积【答案】C13、下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是 （ ）KOH、Na2SO4、AlCl3NaHCO3、Ba(OH)2、H2SO4HCl、NaAlO2、NaHSO4Ca(OH)2、Na2CO3、BaCl2A. B. C. D.【答案】A【解析】中KOH和AlCl3滴加顺序不同现象不同；中可用两两混合法，能与另外两种物质反应分别产生沉淀和气体的是H2SO4，只产生沉淀的是Ba(OH)2。14、下面是四位同学为验证某无色气体为SO2而进行的实验设计，其中能够充分说明该气体是SO2的是()甲同学将气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，再滴入BaCl2溶液，出现白色沉淀；乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体，试纸变红；丙同学将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热后又恢复红色；丁同学将气体通入溴水中，溴水褪色，再滴加酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成ABC D【答案】B【解析】甲、丁同学的实验设计中，SO2被氧化为SO，加入BaCl2溶液后生成白色BaSO4沉淀，和正确；所有的酸性气体都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，错误；SO2使品红褪色，生成不稳定的无色物质，加热时该无色物质分解，SO2逸出，品红恢复本色，正确。15、用坩埚钳夹住一小块刚用酸充分处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释正确的是()A火焰温度太低不能使铝燃烧B铝在空气中能很快形成氧化膜C氧化铝的熔点比铝的熔点低D用酸处理时未能将氧化铝溶解【答案】B【解析】铝很快形成氧化膜，其氧化物的熔点高，相当于将熔化的铝“兜”着而使其不滴落。16、玻璃棒是化学实验中常用的仪器，其作用是用于搅拌、过滤或转移液体时引流。下列有关实验过程中，一般不需要使用玻璃棒进行操作的是()用pH试纸测定Na2CO3溶液的pH从氯酸钾和二氧化锰制取氧气的剩余固体中提取KCl实验室用新制的FeSO4溶液和预处理过的NaOH溶液制备Fe(OH)2白色沉淀用已知浓度的盐酸和未知浓度的氢氧化钠溶液进行中和滴定实验将适量氯化铁饱和溶液滴入沸水中制氢氧化铁胶体用适量的蔗糖、浓硫酸和水在小烧杯中进行浓硫酸的脱水性实验探究Ba(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体反应过程中的能量变化A B C. D【答案】B【解析】需要使用玻璃棒蘸取待测液；需使用玻璃棒搅拌以加速固体的溶解，过滤时应使用玻璃棒引流；需使用玻璃棒不断搅拌混合物。17、氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品（样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应）中 AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。已知：AlN+NaOH+H2ONaAlO2+NH3【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。（1）上图C装置中球形干燥管的作用是 。（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先 ，再加入实验药品。接下来的实验操作是 ，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是 。（3）若去掉装置B，则导致测定结果 （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见 。【方案2】按以下步骤测定样品中A1N的纯度：（4）步骤生成沉淀的离子方程式为_。（5）步骤的操作是 。A1N的纯度是 （用m1、m2表示）。【答案】（1）防止倒吸（2）检查装置的气密性；关闭K1，打开K2； 把装置中残留的氨气全部赶入C装置（3）偏高； C装置出口处连接一个干燥装置（其他解释合理即可）（4）CO2AlO22H2OHCO3Al(OH)3（5）过滤、洗涤 【解析】（1）分析装置和仪器作用分析，氨气是与浓硫酸能发生反应的气体，易发生倒吸，图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸的作用。组装好实验装置，原理可知气体制备需要先检查装置气密性，加入实验药品接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化通入氮气的目的是，反应生成氨气后卫把装置中的气体全部赶入装置C被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重计算。（3）装置存在缺陷是空气中的水蒸气和二氧化碳也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管，故答案为：C装置出口处连接一个干燥装置；（4）步骤中偏铝酸钠溶液通入过量二氧化碳生成沉淀的离子方程式为CO2AlO22H2OHCO3Al(OH)3（5）步骤的操作是过滤、洗涤。氧化铝的质量为m2g，则氮化铝的质量为41m2/51g,根据样品的质量为m1gA1N的纯度是41m2/51m1100%。18、为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下（用于沉淀的试剂稍过量）：(1)判断BaCl2已过量的方法是_。(2)第步中，相关的离子方程式是_。(3)若先用盐酸调pH值再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是_。(4)为检验精盐纯度，需配制150 mL 0.2 mol/L NaCl(精盐)溶液，下图是该同学转移溶液的示意图。图中的错误是_。 【答案】（1）取第步后的上层清液12滴于点滴板上，再滴入12滴BaCl2溶液，若溶液未变浑浊，则表明BaCl2已过量 （2）Ca2+CO32-=CaCO3 Ba2+CO32-=BaCO3（3）在此酸度条件下，会有部分沉淀溶解，从而影响制得精盐的纯度（4）未用玻璃棒引流；未采用150 mL容量瓶【解析】加入BaCl2、NaOH、Na2CO3等沉淀剂后，产生BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀，还有过量Na2CO3，需加入HCl使Na2CO3转变成NaCl。但如先加HCl再过滤，Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3都可能溶解，造成产品纯度不高。19、右图所示是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是() A大理石和稀硫酸制取二氧化碳B锌粒和稀硫酸制氢气C浓盐酸和二氧化锰制取氯气D电石和水制取乙炔【答案】B【解析】A项不能用H2SO4与CaCO3反应制CO2，应用HCl，因CaSO4微溶于水。C项MnO2与浓HCl反应制Cl2需加热。D项电石与水的反应过于剧烈，且反应放热。20、用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是()【答案】C【解析】铜和浓硝酸反应的产物是二氧化氮，其密度比空气大，因此利用排空气法用封闭装置收集二氧化氮气体时，导气管应该长进短出，这样有利于把试管中的空气排尽。21、近年来特大地震灾害频繁发生，地震过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。工业上制漂白粉有以下工序：（1）海水晒盐。（2）粗盐提纯：粗盐中主要含有MgCl2、Na2SO4和FeCl3杂质，设计如下方案：试剂1试剂3依次为： 。沉淀C含有BaSO4、Mg(OH)2还有 （用化学式表示）。（3）电解法制氯气：观察下图，回答：通电后， (填a或b)侧产生氢气。此电解反应的化学方程式为 。（4）制取漂白粉：将氯气通入消石灰（Ca(OH)2）中反应，化学方程式为： 。（5）实验室加热MnO2和浓盐酸混合物来制取氯气。 若有8.7克的MnO2被还原，则有 molHCl被氧化。在下列各装置中，选用必要的装置，制备纯净干燥的Cl2，并按从左到右的顺序连接仪器，用接口字母按顺序连接为： 。（顺序错误不得分）【答案】(2) BaCl2、 NaOH 、 Na2CO3。（合理顺序即可） Fe(OH)3，BaCO3（用化学式表示）。( 2分)a2NaCl2H2O电解NaOHH2Cl22Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O0.2fbcdeihg【解析】 BaCl2、 NaOH 、 Na2CO3或NaOH BaCl2 Na2CO3（合理顺序即可）BaCl2除去SO42,NaOH除去Mg2 ,Fe3，Na2CO3除去过量的Ba2 ，沉淀C含有BaSO4、Mg(OH)2还有Fe(OH)3，BaCO3；通电后，a为阳极， a侧产生氢气，此电解反应的化学方程式为2NaCl2H2O电解NaOHH2Cl2制取漂白粉2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2OMnO24HClMnCl2Cl22H2O,每有1molMnO2反应，就有4molHCl反应，但只有2molHCl被氧化，若有8.7克的MnO2被还原，则有0.2molHCl被氧化f（制Cl2）bc（除HCl）de（干燥）ih（收集）g处理尾气。22、某校化学小组的同学开展了一系列的化学实验活动。请你参与实验并完成下列问题:(1)甲同学用图1所示装置,测量锌与硫酸反应速率:把2 g 锌粒放入锥形瓶内,通过分液漏斗加入1 molL-1稀硫酸40 mL,收集10 mL气体,通过记录得到反应速率为x mol(Lmin)-1。实验开始时检查该装置气密性的方法是。 (2)乙同学用图2装置测定Na2CO3和NaCl的固体混合物中Na2CO3的质量分数:甲、乙两试管各有两根导管,用橡胶管连接对应接口后,倒置盛稀硫酸的试管,发生反应,放出气体,则固体混合物和稀硫酸应分别置于、仪器中(填仪器编号); G管可以用化学实验室里的一种常用仪器来替代,这种仪器是; 仪器甲、乙接口的连接方式如下:A连接,B连接,C连接(填写各接口的编号); 为提高测量的准确性,收集完气体后,丙装置读数前应进行的操作是。 (3)丙同学与甲同学实验目的相同:用图3装置测定生成的CO2的质量,但该装置存在明显缺陷,从而导致实验误差,请你分析其中使测定结果可能偏大的主要原因。 【答案】(1)反应时间关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,若活塞能回到原位,证明不漏气,否则漏气(2)甲乙碱式滴定管DEF上下移动滴定管,使左右两边液面相平偏大(3)CO2气体中混有水蒸气或空气中的CO2和水蒸气进入干燥管中【解析】(2)为了顺利把稀硫酸倒入另一试管,首先应保持两试管中气压平衡,甲有两个气体进出口,而乙只有一个,所以甲是气体的发生装置23、醋酸是重要的一元酸，在有机和无机反应中都有应用。（1）在酯化反应的实验中，乙酸、乙醇的用量和平衡时乙酸乙酯的生成量如下表反应乙醇/kmol乙酸/kmol乙酸乙酯/kmol1221.332321.57342X4521.76该酯化反应的平衡常数K的表达式为：K 由表中数据推测，数值X的范围是 推断的依据为 假设乙醇的价格为500元/k mol，乙酸乙酯的价格为1600 元/kmol，同反应2相比，反应3的经济效益 （填：增加或减少）（2）10 mL 0.10 molL1的稀醋酸中存在着平衡：CH3COOHCH3COOH。向稀醋酸中不断加水向稀醋酸中慢慢滴加0.10 molL1的稀氢氧化钠溶液。中醋酸电离度的变化图线已画出，请你在下图中画出过程中醋酸电离度的变化图线（在答题卷画）【答案】（1）K-（2分）；（2）1.57X1.76-（2分），在乙酸的物质的量相同条件下，增加乙醇的物质的量平衡向右移动，乙酸乙酯的物质的量增加，减少乙醇的物质的量平衡向左移动，乙酸乙酯的物质的量减少-（3分）；（3）减少-（1分） （2）-24、某中学化学教材上有如下介绍：“在氢氧化钠浓溶液中加入氧化钙，加热，制得白色固体就是碱石灰，它是水和二氧化碳的吸收剂”。有两个实验小组决定通过实验来探究碱石灰的组成。（1）第一小组设计的实验方案如下：下列关于溶液中n(OH-)、n(Ca2+)、n(Na+)之间的关系式正确的是_A. n(Na+)+ 2n(Ca2+)= n(OH-) B. 2n(Na+) + 2n(Ca2+)= n(OH-) C. n(Na+)+ n(Ca2+)= 2n(OH-)现有4.0g碱石灰,设其中n(Na+)= xmol, n(Ca2+)= ymol,请填写下列空格:碱石灰的可能组成NaOH,CaONaOH, CaO, Ca(OH)2NaOH,Ca(OH)2NaOH, Ca(OH)2 H2Ox,y之间关系式(等式或不等式)A40x+56y4.040x+74y B C把表中A、C的关系式填在下面空格上：A：_C：_ 。（2）第二小组查得如下资料：氢氧化钙在250时不分解，高于250时才分解；氢氧化钠在580时不分解。他们设计了如下方案并得出相应相关数据：取市售碱石灰4.0g，在250时加热至恒重，测得固体质量减少了0.6g,剩余固体在580时继续加热至恒重，测得固体质量又减少了0.7g.请通过计算确定该碱石灰各成分的质量分数?（要计算过程）【答案】（1）(3分)A A：40x+56y=4.0 C：40x+74y4.0（2） (5分)NaOH=13 Ca(OH)2=72 H2O=15【解析】本题考查Na、Ca及其化合物。溶液中n(OH-)、n(Ca2+)、n(Na+)之间关系满足电荷守恒关系。根据质量守恒确定A和C质量关系。碱石灰250时加热至恒重，各物质不分解，固体质量减少了0.6g为水的质量，质量分数为15%；580时继续加热减少0.7g，氢氧化钙分解，Ca（OH）2质量为0.7/1874=2.88g，质量分数为72%，NaOH质量分数为1-15%-72%=13%。25、.如图所示，在大试管里放入一段光亮无锈的弯成螺旋状 的铁丝，把试管倒插入水中，把这个装置这样放置约一周后，观察 到铁丝发生的变化是_，原因是_试管里的水面会上升，最终上升高度约为_，原因是_.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸 (1)A中反应的离子方程式为_ (2)B中Sn电极的电极反应式为_， Sn电极附近溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”) (3)C中被腐蚀的金属是_，总反应式为_比较 A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是_【答案】.铁丝表面生成一层红棕色的铁锈铁发生吸氧腐蚀空气中氧气的体积分数约为1/5，经过足够长的时间后，氧气与铁反应完.(1)Fe2H=Fe2H2(2)2H2e=H2增大(3)ZnZn2H=Zn2H2BAC【解析】该装置中铁丝发生吸氧腐蚀生成铁锈(Fe2O3nH2O)，经过足够长的时间后，试管内空气中的氧气完全被吸收，导致压强减小，液面上升，上升高度与空气中所含氧气的体积分数相同，约占.()A中Fe失电子，氢离子得到电子被还原为氢气；B中形成原电池，Sn为正极，为电子流入的一极，氢离子得电子被还原产生氢气，由于消耗了溶液中的氢离子，所以pH增大；C中锌作负极被氧化，Zn2e=Zn2，正极：2H2e=H2，总反应为Zn2H=Zn2H2，C中Fe被保护，B中能加快腐蚀26、某同学欲用98%的浓H2SO4(1.84 g/cm3)配制500 mL 0.5 molL1的稀H2SO4(1)填写下列操作步骤：所需浓H2SO4的体积为 。如果实验室有10 mL、 20 mL、50 mL量筒，应选用 mL量筒量取。将量取的浓H2SO4沿内壁慢慢注入盛有约100 mL水的烧杯里，并不断搅拌，目的是 。立即将上述溶液沿玻璃棒注入 中，并用50 mL蒸馏水洗涤烧杯23次，并将洗涤液注入其中，并不时轻轻振荡。加水至距刻度线 处，改用 加水，使溶液的凹液面最低点正好跟刻度线相平。盖上瓶塞，上下颠倒数次，摇匀。(2)请指出上述操作中一处明显错误： 。(3)误差分析：请分析以下错误操作对所配制的溶液浓度的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。若进行操作定容时，眼睛俯视，则所配制溶液的浓度将 。问题(2)的错误操作将导致所配制溶液的浓度 。【答案】(1)13.6mL20使大量的热及时排出，防止液体飞溅500 mL的容量瓶1 cm2 cm胶头滴管(2)第步没有将稀释后的浓硫酸冷却到室温(3)偏高偏高【解析】