课时作业36化学实验方案的设计和评价

课时作业36化学实验方案的设计和评价时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共50分)1．按下述实验方法制备气体，合理而实用的是()A．锌粒与稀HNO3反应制备H2B．向饱和NaCl溶液中滴加稀H2SO4制备HClC．固体Na2SO3与浓H2SO4反应制备SO2D．大理石与浓H2SO4反应制备CO2答案：C2．“绿色化学”是将反应物全部转化为期望产物，以使原子利用率达到100%，而尽量减少有害物质生成的化学工艺理念。下列符合“绿色化学”要求的工艺原理是()A．燃烧硫铁矿：4FeS2＋11O2=====高温2Fe2O3＋8SO2B．湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋CuC．制烧碱：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOHD．制环氧乙烷：2C2H4＋O2=====催化剂△2C2H4O答案：D3．(2011·辽宁沈阳检测)“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。观察下列四个“封管试验”(夹持装置未画出)，判断下列说法正确的是()A．加热时，a上部聚集了固体NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性比较好B．加热时，发现b中I2变为紫色蒸气，在上部又聚集为紫黑色的固体C．加热时，c中溶液红色变深，冷却后又变浅D．d内气体颜色变浅，e内气体颜色加深解析：A项说明NH4Cl稳定性不好；C项加热时NH3逸出，红色变浅；D项热水中平衡向生成NO2的方向移动，气体颜色变深。答案：BD4．(2011·海淀区模拟)下列关于实验的叙述正确的是()A．向过量稀硫酸中加入除去油污的废铁屑，是制备硫酸亚铁的可行方案B．向碳酸钠粉末中加入少量乙二酸溶液，生成大量气泡，说明乙二酸的酸性比碳酸强C．向铝屑与硫酸反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液反应，是制备氢氧化铝的最佳方案D．向硫酸亚铁铵溶液中，依次加入氯水和硫氰化钾溶液，溶液变红，说明溶液中含有Fe2＋解析：A中因为硫酸过量，所以铁没有剩余，生成的Fe2＋容易被氧化成Fe3＋，制备的硫酸亚铁不纯，A不正确；B中生成的气体是二氧化碳，可以说明乙二酸的酸性比碳酸强，B正确；C中因为过量的NaOH会和氢氧化铝反应，所以不是最佳方案，C不正确；D中如果原溶液中含有Fe3＋不含Fe2＋，依次加入氯水和硫氰化钾溶液，溶液也变红，不能说明溶液中含有Fe2＋。答案：B5．(2011·湖北八校联考)下列实验设计、操作或分析合理的是()①完成中和热测定的实验时，如果没有环形玻璃搅拌棒，可用环形铜质搅拌棒代替②实验室制肥皂时，将适量植物油、乙醇和NaOH溶液混合，并不断搅拌、加热，直到混合物变稠，即可得到肥皂③在测定硫酸铜晶体的结晶水含量时，加热过程中不慎有晶体飞溅出来，将会造成测定结果偏高④用食醋和澄清石灰水验证蛋壳中含有碳酸盐⑤用酸化的硝酸钡溶液鉴别硫酸根离子与亚硫酸根离子A．②③④B．①③⑤C．①②④D．②③⑤解析：①中金属铜传热快，易造成热量损失，故不可用环形铜质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒；⑤中若用Ba(NO3)2作鉴别试剂，酸化的Ba(NO3)2相当于存在HNO3，会氧化BaSO3生成BaSO4。答案：A6．为了检验某化合物中是否含有NH4＋、SO42－、Fe2＋和结晶水，设计了下列操作步骤：①取少量晶体加热，发现试管口处有液体，且该液体能使无水硫酸铜变蓝；②另取少量晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSCN溶液，有红色出现；③取少量溶液于试管，加入盐酸，没有现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成；④取少量溶液于试管中，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，同时也有白色沉淀产生，该沉淀很快变成灰绿色。下列说法一定正确的是()A．②中的现象说明一定有Fe2＋B．为了检验SO42－，可以将③中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2C．通过上述实验可确定该化合物的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2OD．④中的沉淀长时间放置会变成红褐色解析：②中晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSCN溶液，有红色出现，无法确定原溶液是否含有Fe2＋，若原溶液含有Fe3＋也会出现同样现象，A说法错误。③中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2，若溶液中含有SO32－或HSO3－则会被硝酸氧化为SO42－，B说法错误。根据题中实验过程不能定量判断离子和结晶水的物质的量，因此无法推断出物质的化学式，C说法错误。④中生成的沉淀为Fe(OH)2，久置空气中会被氧化变为红褐色的Fe(OH)3沉淀。答案：D7．根据下列实验现象，所得结论正确的是()实验实验现象结论A左烧杯中铁表面有气泡，右边烧杯中铜表面有气泡活动性：AlFeCuB左边棉球变为橙色，右边棉球变为蓝色氧化性：Cl2Br2I2C白色固体先变为淡黄色，后变为黑色溶解性：AgClAgBrAg2SD锥形瓶中有气体产生，烧杯中液体变浑浊非金属性：ClCSi解析：B项，不能说明氧化性Br2I2，过量的Cl2也可以把I－氧化成I2；D项，不能说明非金属性强弱，因为盐酸(HCl)不是最高价氧化物对应的水化物。答案：AC8．用下列装置不能达到有关实验目的的是()A．用甲图装置电解精炼铝B．用乙图装置制备Fe(OH)2C．用丙图装置制取金属锰D．用丁图制取并收集乙炔解析：A项，Al3＋得电子能力小于水电离的H＋，阴极放出氢气，不能得到金属铝；B项，煤油起到隔绝空气的作用，可以看到有Fe(OH)2生成；C项，铝热反应可以冶炼熔点高、比铝活动性差的金属；D项，乙炔密度小于空气，收集方法是错误的。答案：AD9．(2011·江苏金陵中学)如图所示，将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来，将乙针筒内的物质压到甲针筒内，进行下表所列的不同实验(气体在同温同压下测定)。下列说法正确的是()实验序号甲针筒内物质乙针筒内物质110mLHCl10mLNH3230mLNO2(主要)10mLH2O(液)320mLHBr10mLCl2410mLCCl410mLNH3A.上述4个实验均发生了氧化还原反应B．实验2，甲中剩余的无色气体是NOC．实验3，甲中充满黄绿色气体D．实验4，甲中活塞将向外移动解析：A项，错误，实验1、4均没有发生氧化还原反应；B项，正确，发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应；C项，错误，HBr和Cl2反应生成红棕色的Br2蒸气；D项，NH3是极性分子，不溶于非极性分子的溶剂CCl4，故甲中活塞将向外移动。答案：BD10．(2011·江苏新海中学2月)某同学想用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO4－离子的颜色，而不是K＋离子的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是()A．将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少B．观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K＋无色C．在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K＋无反应D．在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明MnO4－离子为紫红色解析：A项，加热分解质量的变化不能确定二者的颜色；B项，由K＋无色能说明MnO4－离子的颜色是紫红色；C、D要联合起来分析都是有意义的。答案：A二、填空题(共50分)11．(16分)(2011·东城区模拟)某校学生小组为探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱并证明乙酸为弱酸，进行下述实验。Ⅰ.探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱关系该校学生设计了如上图所示的实验装置(夹持仪器已略去)。(1)实验前如何检查装置A的气密性？_______________________________________；大理石与乙酸溶液反应的化学方程式为____________________________________。(2)装置A中反应产生的气体通入苯酚钠溶液中，实验现象为____________，反应的离子方程式为____________________________________________________。(3)有学生认为(2)中的实验现象不足以证明碳酸的酸性比苯酚强，理由是________________________________________________________________________，改进该装置的方法是___________________________________________________。Ⅱ.证明乙酸为弱酸现有pH＝3的乙酸溶液、蒸馏水、石蕊试液及pH试纸，用最简便的实验方法证明乙酸为弱酸：________________________________________________________________________。答案：Ⅰ.(1)打开止水夹，用手捂住A，如果在B中有气泡冒出，则说明装置气密性良好CaCO3＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O(2)试管内溶液出现浑浊(3)乙酸有挥发性，挥发出的乙酸也可以和苯酚钠溶液反应，生成苯酚装置A和B之间连接一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶Ⅱ.取一定体积的乙酸溶液，加蒸馏水稀释100倍，用pH试纸测其pH，pH5，则证明乙酸是弱酸12．(16分)Ⅰ.实验室中打开盛有浓盐酸的试剂瓶，瓶口立即产生大量的白雾；把盛有浓氨水的试剂瓶打开，在瓶口却看不到白雾。对此，甲、乙、丙三位同学分别提出如下假设：甲：NH3与水蒸气的结合能力不如HCl强，瓶口附近形成的氨水小液滴少，达不到肉眼可见的程度。乙：浓氨水的挥发性不如浓盐酸强，瓶口附近空气中的NH3少，形成的氨水小液滴少，产生的白雾达不到能被肉眼观察的程度。丙：NH3的相对分子质量比HCl小，NH3的扩散速率比HCl快，由于挥发出的NH3快速地向四周扩散，形成的氨水小液滴不易集中，所以看不到白雾。为了验证假设的正确性，三位同学在老师的指导下进行了下列实验：如下图所示，取一根长50cm直径约2cm的玻璃管，水平放置，在其两端分别同时塞入蘸有浓盐酸与浓氨水的棉球，立即用橡皮塞塞紧两端。数分钟后，玻璃管中在距离浓盐酸一端约18cm处开始产生白烟。(1)在进行上述实验之前，甲同学就发现自己假设错误，确定甲假设错误的理由是：________________________________________________________________________。(2)上述实验中白烟产生在离浓盐酸一端约18cm处的事实说明________。所以，关于浓氨水试剂瓶口看不到白雾的原因________的假设是正确的。Ⅱ.氯化铵除了用作肥料以外，也用在金属的焊接上，以除去金属表面的氧化物薄层。最近，我国又有学者将氯化铵用于制备无水氯化镁，其流程为：氯化铵的这两项用途也与上述实验中所观察到的现象密切相关。试回答下列问题：(3)氯化铵的电子式为：________________________________________________。(4)在加热条件下氯化铵能除去金属表面氧化物的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)在制备无水氯化镁的过程中如果不添加一定量的氯化铵，可能造成的结果：________________________________________________________________________。解析：(1)氨气更易溶于水，可从氢键理论分析这一事实。(2)相对分子质量越小扩散速度快；丙的解释是较准确的。(4)可从除去金属表面的氧化物的是酸性气体HCl，而氨气扩散速度快来回答。(5)从MgCl2水解和HCl抑制其水解来思考回答。答案：(1)NH3能与水分子形成氢键，而HCl不能(2)NH3扩散速度比HCl快丙(4)氯化铵受热时发生分解反应生成NH3和HCl，由于NH3扩散速度比HCl快，在NH3扩散的同时，HCl能与金属表面的氧化物发生反应生成金属的氯化物