2013年高中化学高考必修考点专题研究精讲精练—11-3—教师用

第三节实验方案的设计与评价一、选择题(每小题4分，共28分)1．(2010·山东调研)下列实验的设计不可行的是()A．在浓氨水中加入生石灰可以制取少量的NH3B．用水就可以一次性鉴别溴苯、苯、乙酸三种物质C．用如图所示的装置测定黄铜(Cu、Zn合金)中Zn的含量D．除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO2－4，依次加入的物质是H2O、Ba(OH)2、Na2CO3、HCl解析：本题主要考查学生对课本实验的掌握以及对气体体积的测量方法的运用。Cu、Zn都与稀硝酸反应产生气体且集气瓶内应“短进长出”，故C方案错误。答案：C2．(2010·广州模拟)某混合气体可能有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水蒸气中的一种或几种，当依次通过澄清石灰水(无浑浊现象)、氢氧化钡溶液(有浑浊现象)、浓硫酸、灼热的氧化铜(变红)和无水硫酸铜(变蓝)时，则可断定该混合气体中一定有()A．CO2、HCl、H2B．CO、H2、H2OC．CO、NH3、H2D．CO、HCl、H2O解析：结合气体通入各试剂对应的现象：先通入澄清的石灰水，无浑浊，再通入Ba(OH)2溶液出现浑浊，故一定有CO2、HCl，不含有NH3，干燥后的气体通入灼热的CuO(变红)、无水CuSO4(变蓝)，故一定含有H2，CO、水蒸气不能确定是否存在。答案：A3．(2010·江门模拟)为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO2－4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤，②加过量NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量Na2CO3溶液，⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是()A．①④②⑤③B．④①②⑤③C．②⑤①④③D．⑤②④①③解析：除去NaCl中的Ca2＋、Mg2＋、SO2－4时可先除去Mg2＋，也可先除SO2－4，由于加入的每种除杂试剂均过量，应确保过量的除杂剂能除去，故Na2CO3必须在BaCl2之后加入，过滤除去所有难溶物质后再加稀盐酸除去CO2－3。答案：D4．(2010·宿迁调研)某研究性学习小组在整理实验室化学试剂时，发现一盛有无色溶液的试剂瓶，标签破损，如图。某同学根据中学化学知识，对该试剂可能是什么物质的溶液进行了如下猜想和验证，选择你认为错误(包括猜想物质的化学式、检验需要的试剂、操作、现象及结论)的选项()选项猜想物质的化学式检验需要的试剂操作、现象及结论ANa2SO4稀盐酸、氯化钡溶液取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若无明显现象，再滴入氯化钡溶液，如果产生白色沉淀，则原溶液是Na2SO4溶液BNa2CO3稀盐酸、澄清的石灰水取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，如果产生的无色气体能使澄清的石灰水变浑浊，则原溶液一定是Na2CO3溶液CNa2SO3稀盐酸、澄清的石灰水、品红溶液取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，如果产生的无色气体既能使澄清的石灰水变浑浊，还能使品红溶液褪色，则原溶液是Na2SO3溶液DNa2SiO3过量稀盐酸取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，产生白色胶状沉淀，盐酸过量时沉淀不溶解，则原溶液是Na2SiO3溶液解析：B项的猜想和结论不相符，Na2SO3与稀盐酸产生的SO2也可使澄清的石灰水变浑浊。答案：B5．(2010·丽水质检)根据下列实验事实得出的结论正确的是()A．气体――→通入品红溶液品红溶液褪色结论：原气体一定是SO2B．气体――→点燃气体――→通入BaOH2溶液白色沉淀结论：原气体一定是烃C．某溶液――→打开瓶盖冒白雾――→用沾有浓氨水的玻璃棒靠近白烟结论：原溶液一定是浓盐酸D．某有色溶液――→滴加苯酚溶液紫色结论：原溶液中一定含有Fe3＋解析：A项中O3、Cl2、NO2等都能使品红溶液褪色；B项中H2S、CxHy、HCHO、CO都可出现此现象；C项中浓HNO3等也有此现象。答案：Dks5u6．(2010·模拟精选，浙江杭州二模)右图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫酸时，发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了，为使该反应顺利进行，则可以从长颈漏斗中加入的试剂是()①食盐水②KNO3溶液③适量稀硫酸铜溶液④Na2CO3溶液⑤CCl4⑥浓氨水A．①③⑤B．②⑥C．③⑤D．①②④解析：②加入KNO3溶液后不再产生H2，会产生NO气体。④Na2CO3溶液会与H2SO4反应生成CO2，既消耗H2SO4又会使H2不纯净。⑤CCl4在下层，使稀H2SO4与锌粒接触。⑥浓氨水会与H2SO4反应。答案：A7．(2010·试题调研，江苏南通3月)用下图所示实验装置进行的实验中，不能达到相应实验目的的是()解析：乙中酸性高锰酸钾溶液与乙烯和乙炔都反应。答案：B二、非选择题(本题包括7个大题，共72分)8．(10分)(2010·试题调研，广东梅州4月)某化学研究小组，通过网上查找资料发现，Cl2的制取有下列不同方案：a．方案：加热条件下二氧化锰与浓盐酸反应制得Cl2b．方案：浓盐酸与氯酸钾固体反应制得Cl2c．方案：电解饱和食盐水法制得Cl2现实验室有供选择的如下几种仪器来制取Cl2(1)用上述仪器不能实现的方案为________。不考虑固定装置的仪器，可行但缺仪器的方案是________，所缺的仪器是________。(2)若按b方案制Cl2，发生反应的化学方程式为________________________，要制取并收集纯净的Cl2(允许含有少量水蒸气或空气)，须使用到上述仪器中的(按气流从左到右的流向顺序列出)__________________。(3)若要设计联合实验探究氯气的漂白原理，从制备装置中产生氯气后应连接的装置是(画出装置图并注明所使用的试剂或用品)________________________________________。解析：(1)c方案中需要电解装置。a方案中需要酒精灯加热。(2)利用排饱和食盐水法。(3)Cl2本身无漂白性，与水反应生成的HClO才有漂白性，所以先用浓硫酸干燥Cl2，然后证明干燥Cl2无漂白性，最后再证明湿润的Cl2有漂白性，最后用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气。答案：(1)ca酒精灯和石棉网(2)6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3Cl2↑＋3H2OE→D(3)9．(10分)(2009·全国理综Ⅰ，32)已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。(1)实验步骤：①________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验结果预测及结论：整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是____________________。由此可得出的结论是________________________________________________________。(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O2释放的速率最快的是________________________________________________________________________，原因是__________________________________________________________________。解析：(1)酶的高效性是指与无机催化剂相比而言，所以该实验应分为三步：第一步，取三支试管，各加入等量的过氧化氢溶液，置于37℃恒温水浴中。第二步，向三支试管中分别加入3.5%的FeCl3溶液、等量的0.01%的过氧化氢酶溶液、等量的蒸馏水，最后观察气泡的释放速率。(2)三支试管中氧气的释放速率由快到慢依次为加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管，所以酶的催化效率最高。(3)若将37℃的恒温水浴改为80℃后，过氧化氢酶因高温变性失去生理活性，而FeCl3催化活性受热增强，所以加FeCl3溶液的试管内氧气释放速率最快。答案：(1)①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液③观察各试管中释放气泡的快慢(2)加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作用和高效性(3)加FeCl3溶液的试管在此温度下，FeCl3催化作用增强，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性10．(10分)(2010·梅县东山中学)某化学兴趣小组用含铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体(CuSO4·5H2O)，以探索工业废料的再利用。其实验方案如下图：试回答下列问题：(1)滤渣B的成分有________________。(2)与胆矾晶体的应用无关的是________(填字母)。a．游泳池水的消毒剂b．饮用水的净化剂c．糖尿的检验试剂(3)写出滤液A转化为沉淀D的离子方程式_____________________________________。(4)由滤液A制AlCl3溶液的途径有Ⅰ和Ⅱ两条，合理的途径及理由是________(填字母)。a．Ⅱ；按途径Ⅰ得到的AlCl3溶液中含有大量的氯化钠杂质b．Ⅰ；按途径Ⅱ过程复杂，浪费原料且难以实现(5)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是(不考虑E中的溶质被氧化这一因素)：________________________________________________________________________。(6)H2O2是一种绿色氧化剂，应用十分广泛，在滤渣F中加入稀硫酸和H2O2来制备胆矾晶体是一种绿色工艺，该反应的总反应方程式为________________________________。解析：(2)CuSO4中Cu2＋可使蛋白质变性而使细菌死亡，所以a正确，但Cu2＋有毒不能用于饮用水消毒，b错误。检验糖尿病的试剂是Cu(OH)2悬浊液，可用CuSO4溶液制取。答案：(1)铁、铜(2)b(3)AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3(4)a(5)蒸发浓缩、冷却结晶(6)Cu＋H2SO4＋3H2O＋H2O2===CuSO4·5H2O或Cu＋H2SO4＋H2O2===CuSO4＋2H2O11．(10分)(2010·佛山一中)某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，进行如下实验：(一)制取氧化铜①称取2gCuSO4·5H2O研细后倒入烧杯，加10mL蒸馏水溶解；②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液，直到不再产生沉淀，然后将所得混合物转移到蒸发皿，加热至沉淀全部变为黑色；③将步骤②所得混合物过滤、洗涤，晾干后研细备用。回答下列问题：(1)上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是________(填实验序号)。(2)步骤③中洗涤沉淀的操作是_____________________