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主题28:实验方案的设计与评价李仕才B卷最新模拟滚动训练1.东汉魏伯阳在周易参同契中对汞有如下描述:“太阳流珠,常欲去人得火则飞,不见埃尘,将欲制之,黄芽为根。”这里的“黄芽”是指()。A.金B.硫黄C.黄铜D.黄铁矿【解析】液态的金属汞受热易变成汞蒸气,汞属于重金属,能使蛋白质变性,属于有毒物质,但常温下能和硫反应生成硫化汞,从而防止其变成汞蒸气。故“黄芽”指呈淡黄色的硫黄。【答案】B2.设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是()。A.常温下,4.6 g NO2和N2O4混合气体中所含原子总数为0.3NAB.4.2 g乙烯和丙烯混合气体中含有的极性键数目为0.8NAC.常温下,1 L 0.5 molL-1 NH4Cl溶液与2 L 0.25 molL-1 NH4Cl溶液所含N的数目相同D.1 mol铁粉在1 mol氯气中充分燃烧,转移的电子数为3NA【解析】46 g NO2和N2O4混合气体中,由于NO2和N2O4的实验式相同,只需求得实验式NO2中的原子数即可,含有的原子总数为4.6g46gmol-13NA mol-1=0.3NA,A项正确;乙烯和丙烯的实验式为CH2,则4.2 g乙烯和丙烯混合气体中含有的极性键数目为4.2g14gmol-12NA mol-1=0.6NA,B项错误;1 L 0.5 molL-1 NH4Cl溶液与2 L 0.25 molL-1 NH4Cl溶液中,铵根离子浓度越小,水解程度越大,所以后者溶液中铵根离子水解程度大,即同一温度下1 L 0.5 molL-1 NH4Cl溶液所含N的物质的量更大,C项错误;1 mol铁粉在1 mol氯气中充分燃烧生成氯化铁,1 mol铁粉需要1.5 mol氯气,所以氯气不足,根据氯气计算转移的电子数,所以反应转移的电子数为1 mol2NA mol-1=2NA,D项错误。【答案】A3.科学家首次从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质吲哚乙酸,吲哚乙酸的结构如图所示。下列有关吲哚乙酸的说法正确的是()。A.吲哚乙酸不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.吲哚乙酸可以发生取代反应、加成反应、氧化反应,不可以发生还原反应C.1 mol吲哚乙酸与足量氢气发生加成反应时,可以消耗5 mol H2D.吲哚乙酸苯环上的二氯代物共有六种【解析】含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,故A项错误;含有碳碳双键,可与氢气发生加成反应(还原反应),故B项错误;苯环、碳碳双键可与氢气发生加成反应,则1 mol吲哚乙酸与足量氢气发生加成反应时,可以消耗4 mol H2,故C项错误;苯环上有4个H原子可被取代:,可取代位置的组合有1,2;1,3;1,4;2,3;2,4;3,4,共6种结构,故D项正确。【答案】D4.下表为元素周期表中短周期的一部分,其中Y元素的原子序数等于M与N元素原子序数之和,下列说法错误的是()。MNXYZA.最简单氢化物的稳定性:MNZB.最高价含氧酸的酸性:ZMYC.单质的熔点:XZND.简单离子的半径:ZNX【解析】由以上分析可知X为Al元素,M为C元素,Y为Si元素,N为O元素,Z为S元素,非金属性OSC,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,A项错误;非金属性SCSi,元素的非金属性越强,对应的最高价含氧酸的酸性越强,B项正确;Al为金属,熔点在这三者中最高,S常温下为固体,氧气为气体,则单质的熔点XZN,C项正确;一般来说,核外电子层数越多,离子半径越大,具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子的半径:ZNX,D项正确。【答案】A5.一种钌(Ru)配合物光敏太阳能电池工作原理及电池中发生的反应如图所示:下列说法正确的是()。A.电极X为电池的正极B.电池工作时,电能转化为光能C.电池工作时,电极Y上发生还原反应D.电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不断减少【解析】电子由负极流向正极,则电极X为电池的负极,故A项错误;电池工作时,光能转化为电能,故B项错误;电池工作时,电极Y为正极,发生还原反应,故C项正确;电池工作时,电解质溶液中I-和I3-的浓度不变,故D项错误。【答案】C6.在给定的条件下,下列物质间的转化均能一步实现的是()。A.N2NH3NH4Cl(aq)B.AgNO3Ag(NH3)2OH(aq)AgC.SiO2SiCl4SiD.MgCO3MgCl2(aq)Mg【解析】工业上用氢气与氮气在高温、高压和催化剂的条件下反应合成氨,3H2+N22NH3,氨气通入氯化氢溶液中发生反应NH3+HClNH4Cl,物质间的转化均能一步实现,A项正确;蔗糖为非还原性糖,与银氨溶液不反应,B项错误;二氧化硅是酸性氧化物,不能与氯化氢反应生成四氯化硅,C项错误;碳酸镁和盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水,电解氯化镁溶液生成氢氧化镁、氯气和氢气,工业用电解熔融氯化镁的方法制备镁,D项错误。【答案】A7.常温下,向20 mL的某稀H2SO4溶液中滴入0.1 molL-1氨水,溶液中水电离出的氢离子浓度c(H+/H2O)随滴入氨水体积变化如图所示。下列分析正确的是()。A.稀硫酸的浓度为0.1 molL-1B.C点溶液的pH=14-aC.E溶液中存在:c(N)c(SO42-)c(H+)c(OH-)D.B到D、D到F所加氨水体积一定相等【解析】根据20 mL的稀H2SO4溶液中,水电离出的氢离子浓度是10-13 molL-1,结合水的离子积得到硫酸电离出的氢离子浓度是0.1 molL-1,稀硫酸的浓度为0.05 molL-1,A项错误;C点的溶液中由水电离出的氢离子浓度是10-a molL-1,此时的溶液显酸性,是铵根离子水解所致,溶液中的氢离子由水电离得到,则pH=a,B项错误;E溶液显酸性,溶质为硫酸铵和氨水的混合物,得到的溶液中铵根离子的水解程度较强,所以c(N)c(SO42-)c(H+)c(OH-),C项正确;B到D的过程中,水的电离程度增大,是硫酸铵生成阶段,铵根离子水解显酸性,促进水的电离,D到F的过程中,加入的氨水抑制水的电离,使水的电离程度逐渐减小,两个阶段铵根离子的水解程度不一样,故所加氨水体积不相等,D项错误。【答案】C8.某同学设计如图所示实验装置,用过量浓硫酸与铜反应制取SO2,并探究SO2与Na2O2反应的产物。.制取SO2(1)写出烧瓶中生成SO2的化学方程式:。(2)写出实验现象:细铜丝表面:。实验过程中,烧瓶内液体始终保持澄清,并。(3)欲使反应停止,应进行的操作是。烧瓶中液体冷却后,可观察到的现象是。.探究SO2与Na2O2反应后的固体产物(4)实验方案如下:取洗涤玻璃棉所得溶液于试管中,。(5)把Na2O2粉末散附在玻璃棉上的目的是。若Na2O2未完全反应,对实验结果的影响是(用必要的文字和化学方程式表示)。.装置改进(6)老师指出该实验装置需做如下改进(只答出一种即可):。【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O(2)有气泡产生,细铜丝溶解逐渐变为蓝色(3)先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离,再撤去酒精灯有白色沉淀生成,溶液变为无色(4)滴加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀;再滴加足量稀盐酸,若白色沉淀不溶解,则产物只有Na2SO4;若白色沉淀全部溶解,并产生刺激性气味气体,则产物只有Na2SO3;若白色沉淀部分溶解,并产生刺激性气味气体,则产物中有Na2SO3和Na2SO4(5)使Na2O2与SO2充分接触不能确定SO2与Na2O2反应是否产生Na2SO4,Na2SO3+Na2O2+H2ONa2SO4+2NaOH(6)在烧杯和硬质玻璃管之间加安全瓶(其他合理答案也可)9.纳米级Cu2O因其具有优良的催化性能而受到关注,下列为制取Cu2O的两种方法:方法a:用炭粉在高温条件下还原CuO。方法b:电解法,反应原理为2Cu+H2OCu2O+H2。(1)已知:2Cu(s)+12O2(g)Cu2O(s)H=-169 kJmol-1C(s)+12O2(g)CO(g)H=-110.5 kJmol-1Cu(s)+12O2(g)CuO(s)H=-157 kJmol-1则方法a中反应的热化学方程式是。(2)方法b是用肼燃料电池为电源,通过离子交换膜电解法控制电解液中OH-的浓度来制备纳米Cu2O,装置如图所示: 上述装置中B电极应连(填“C”或“D”)电极。该离子交换膜为(填“阴”或“阳”)离子交换膜,该电解池的阳极反应式为。原电池中负极反应式为。(3)在三个相同容积的恒容密闭容器中,用以上方法制得的两种Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H0水蒸气的浓度随时间t的变化如下表所示:序号c/molL-1t/min温度/01020304050T10.05000.04920.04860.04820.04800.0480T10.05000.04880.04840.04800.04800.0480T20.10000.09400.09000.09000.09000.0900催化剂的效率:实验(填“”或“”)实验。实验的化学平衡常数K1、K2、K3的大小关系为。【解析】(1)依据盖斯定律+-2得:C(s)+2CuO(s)Cu2O(s)+CO(g)H=+34.5 kJmol-1。(2)铜失电子发生氧化反应,为电解池的阳极,故B连接电源的正极,而燃料电池通氧气的一极为正极,故B连接D。电解池工作时,OH-向阳极移动,则离子交换膜为阴离子交换膜;在电解池中,当阳极是活泼电极时,该电极本身发生失电子的还原反应,在碱性环境下,金属铜失去电子的电极反应式为2Cu-2e-+2OH-Cu2O+H2O。原电池的负极发生氧化反应,其电极反应式为 N2H4-4e-+4OH-N2+4H2O。(3)催化剂不会引起化学平衡状态的改变,会使反应速率加快,反应比反应达到平衡所用时间短,平衡状态相同,反应速率快,所以催化剂的效率T1;平衡常数只受温度影响,且升高温度平衡正向移动,则实验的化学平衡常数K1、K2、K3的大小关系为K1=K2K3。【答案】(1)2CuO(s)+C(s)Cu2O(s)+CO(g)H=+34.5 kJmol-1(2)D阴2Cu-2e-+2OH-Cu2O+H2ON2H4-4e-+4OH-N2+4H2O(3)K1=K2K310.研究物质的合成或制备是有机化学、无机化学的重要任务之一。(1)某实验小组探究实验室制备无水氯化镁的方法,设计了图1所示装置。分液漏斗中的物质A是(填试剂名称)。利用中学常见的仪器,将空白方框内实验装置补充完整。(可选择的试剂有:A.稀NaOH溶液B.无水氯化钙C.稀硫酸D.浓硫酸)假设实验过程中MgCl26H2O未水解,不用任何试剂,只用最简单的方法就可检验MgCl26H2O是否完全转化为MgCl2。写出该实验方法:。(2)实验室制备并收集纯净的乙烯。有的同学通过乙醇制备乙烯,写出相关反应的化学方程式:;该实验除乙醇外,所需的试剂或用品(不包括仪器)有。有的同学探究其他制备乙烯的方法,他设计了图2装置制备乙烯。实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体,且得到很少量的气体。请分析气体产率很低的主要原因:。为增大气体产率,在图2装置的基础上,提出一点改进措施:。【解析】(1)加热氯化镁晶体失去结晶水得到无水氯化镁,由于氯化镁易水解,应在HCl氛围中加热分解,A中液体为浓硫酸。浓硫酸与圆底烧瓶中浓盐酸混合,产生大量的热,HCl逸出,利用洗气瓶中的浓硫酸干燥HCl气体,利用氢氧化钠溶液吸收尾气中的HCl,防止污染空气,注意防止倒吸,还要防止氢氧化钠溶液中的水蒸气导致氯化镁水解,尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管(或盛放浓硫酸的洗气瓶)。实验过程中MgCl26H2O未水解,m g晶体的物质的量为m203 mol,完全分解得到氯化镁的质量为m203gmol-195 gmol-1=95m203 g,称量所得产物质量,若质量为95m203 g,则MgCl26H2O完全转化为MgCl2,否则未完全。(2)乙醇在浓硫酸作用下发生消去反应生成乙烯,反应的化学方程式为CH3CH2OHCH2CH2+H2O;反应中会发生副反应,有二氧化碳、二氧化硫生成,用氢氧化钠溶液吸收除去二氧化碳、二氧化硫,液体加热需要防止暴沸,还需要加入沸石,除乙醇外,所需的试剂或用品(不包括仪器)有浓硫酸、氢氧化钠溶液、沸石。方案中利用溴乙烷发生消去反应生成乙烯,利用图中装置制备乙烯,实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体,且得到很少量的气体,说明生成乙烯很少,大量的溴乙烷挥发。气体产率很低的原因主要是加热温度过高,溴乙烷大量挥发,也可能是溴乙烷发生副反应等。为增大气体产率,可以增加冷凝回流装置,有利于溴乙烷冷凝回流,可以利用水浴加热,便于控制温度等,减少溴乙烷挥发。【答案】(1)浓硫酸称量所得的产物,若质量为95m203 g,则说明MgCl26H2O完全转化为MgCl2,否则未完全(2)CH3CH2OHCH2CH2+H2O浓硫酸、沸石、氢氧化钠溶液加热温度过高,溴乙烷大量挥发(或溴乙烷发生了副反应)增加冷凝回流装置
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