2020届高三化学一轮复习 专题7 第33讲 化学实验设计练习（含解析）苏教版

第33讲化学实验设计1.(2018·山东莱芜模拟)利用下图装置,使NH3与金属氧化物MxOy反应生成M、N2、H2O,通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。a中试剂是浓氨水。(1)仪器a的名称为,仪器b中装入的试剂可以是。(2)按气流方向正确的装置连接顺序为(填字母,装置可重复使用)。(3)装置C的作用是。(4)实验结束时,首先应(填序号);这样做的主要原因是。Ⅰ.停止从a中滴加液体Ⅱ.熄灭A装置的酒精灯(5)若金属氧化物为CuO,反应的化学方程式为。(6)若实验中准确称取金属氧化物的质量为zg,完全反应后,测得生成水的质量为wg,则M的相对原子质量为(用含x、y、z、w的式子表示)。(7)某同学仔细分析上述装置后认为仍存在缺陷。你认为该如何改进?。2.(2018·湖南、江西联考)化学实验装置的正确连接是实验成功的关键,下图是中学化学中常见的实验装置。(1)用上述装置制备气体。①用A、F、D组合能制取并收集的干燥气体是(填字母)。A.H2B.H2SC.CO2D.NO②要快速制取并得到干燥的NH3,正确的仪器组合是[按气体制备(不包括尾气处理)装置顺序填仪器的字母代号,注意集气装置不可倒置],制气所选用的固体药品是(填名称)。(2)甲同学用A、B组合来验证氯化氢、碳酸、次氯酸的酸性强弱时,盐酸应装入(填仪器名称)中,B装置中发生的有明显现象的反应的离子方程式为。(3)为检查如右图所示简易气体发生装置的气密性,乙同学进行了相关操作和方案设计。乙同学认为,只要向漏斗中加水,便可检查其气密性是否良好。经检验他的方案可行,则乙同学的操作方案、现象和结论是。3.(2018·河南洛阳三模)H2C2O4(草酸)是一种无色晶体,易溶于水,熔点为182℃,150~160℃升华,189.5℃分解。25℃时,Ka1=6×10-2,Ka2=6.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=4.0×10-9。某校甲、乙、丙三个学习小组设计实验探究草酸的化学性质。(1)草酸中所含官能团的名称为;反应Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)CaC2O4(s)+2H+(aq),25℃时的平衡常数K=。(2)甲组同学在Na2CO3溶液中加入草酸溶液产生大量气体,他们查得H2CO3的Ka1=4.47×10-7,Ka2=4.68×10-11,则发生反应的离子方程式为。(3)乙组同学在酸性KMnO4溶液中逐滴加入草酸溶液,溶液紫色逐渐褪去,说明草酸具有性,反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为。(4)丙组同学设计下列装置分解H2C2O4并设计实验装置检验产物中的CO2和CO。①分解H2C2O4装置中最好的是(填字母)。②d中澄清石灰水变浑浊,能否说明有CO2生成?(填“能“或“不能”,下同),理由是;仅依据装置g中澄清石灰水变浑浊,能否说明有CO生成?,理由是。4.(2018·日照5月联考)有资料显示过量的氨气和氯气在常温下可合成岩脑砂(主要成分为NH4Cl),某实验小组对该反应进行探究,并对岩脑砂进行元素测定。回答下列问题:(1)岩脑砂的制备。①利用装置A制取实验所需的氨气,写出反应的化学方程式:。②该实验中用浓盐酸与MnO2反应制取所需氯气,则装置F中的试剂是(填试剂名称)。③为了使氨气和氯气在D中充分混合,请确定上述装置的合理连接顺序:→ef←(用小写字母和箭头表示,箭头方向与气流方向一致)。④证明氨气和氯气反应有岩脑砂生成,需要的检验试剂中,除了蒸馏水、稀硝酸、NaOH溶液外,还需要。(2)岩脑砂中元素的测定:准确称取ag岩脑砂,与足量的氧化铜混合加热(发生的反应为2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O),利用下列装置测定岩脑砂中氮元素和氯元素的质量之比。①设置装置H的目的是。②若装置I增重bg,利用装置K测得气体体积为VL(已知常温常压下气体摩尔体积为24.5L·mol-1),则岩脑砂中m(N)∶m(Cl)=(用含b、V的代数式表示,不必化简)。若测量体积时气体温度高于常温(其他操作均正确),则m(N)比正常值(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。5.(2018·广东潮州二模)某化学兴趣小组欲探究含硫物质的性质及制备。【探究一】选用下面的装置和药品探究亚硫酸、次氯酸、碳酸的酸性强弱。(1)装置A中盛液体的玻璃仪器名称是,装置A中反应的化学方程式为。(2)装置连接顺序为A、C、、、D、F,其中装置C的作用是,通过现象,即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。【探究二】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,广泛用于纺织工业的还原性染色、清洗、印花、脱色以及织物的漂白等。制取保险粉通常需要二氧化硫。(3)制取Na2S2O4常用甲酸钠法。控制温度7080℃,在甲醇溶液(溶剂)中溶解甲酸钠(HCOONa),再滴加Na2CO3溶液同时通SO2维持溶液酸性,即可生成Na2S2O4,该反应的离子方程式为。(4)测定保险粉纯度。Na2S2O4属于强还原剂,暴露于空气中易被氧气氧化。Na2S2O4遇KMnO4酸性溶液发生反应:5Na2S2O4+6KMnO4+4H2SO45Na2SO4+3K2SO4+6MnSO4+4H2O。称取5.0gNa2S2O4样品溶于冷水中,配成100mL溶液,取出10.00mL该溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1KMnO4溶液滴定。重复上述操作2次,平均消耗KMnO4溶液21.00mL。则该样品中Na2S2O4的质量分数为(杂质不参与反应)。6.(2018·广东茂名二模)ICl(氯化碘)为红棕色液体,熔点13.9℃,沸点97.4℃,易水解,接触空气时能形成五氧化二碘,能与许多单质发生作用,溶于乙醇、乙醚等。某校研究性学习小组的同学拟用下列仪器制备氯化碘。回答下列问题:(1)检查A装置气密性的方法为。(2)上述装置,按气流方向连接的顺序为(装置可重复使用),A中发生反应的离子方程式为。(3)C装置的作用是。(4)E装置的烧瓶反应时需放在水中,控制温度大约40℃,其目的是。(5)按上述连接好的装置进行实验,实验步骤如下:①检查装置气密性后,装入药品②打开分液漏斗活塞③关闭分液漏斗活塞④停止加热E,充分冷却⑤水浴加热E请按正确的顺序填入上述步骤的序号:。(6)在A装置后可连接如下图的装置,当反应结束关闭分液漏斗活塞后,关闭K,该装置的作用是。(7)ICl和水反应的化学方程式为。7.(2018·湖南衡阳模拟)草酸晶体的组成可表示为H2C2O4·xH2O,某研究性学习小组用下图装置进行“草酸晶体受热分解的部分产物的验证”的实验。【资料查阅】①草酸晶体在101℃时开始熔化,150℃时开始升华,175℃时开始分解。②草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。(1)按照上图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物,装置B中可观察到有气泡冒出且澄清石灰水变浑浊,由此甲同学判断草酸晶体分解的产物中有CO2。但立即遭到乙同学反对,其反对的理由可能是。(2)丙同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,X应选用(填化学式)浓溶液,D装置的作用是。(3)实验过程中涉及如下操作:①点燃A处的酒精灯;②熄灭A处的酒精灯;③点燃E处的酒精灯;④熄灭E处的酒精灯。这4步操作由先到后的顺序为(填序号)。点燃E处酒精灯前必须要进行的操作是。(4)实验过程中发现E中黑色粉末变红色,F中有黑色固体生成,经检测F中的固体为金属单质,则F中反应的化学方程式为。(5)丁同学用滴定法测定草酸晶体中结晶水的含量,进行下列操作。步骤一:用分析天平称取3.15g纯净的该草酸晶体,配制成250mL溶液。步骤二:用移液管移取25.00mL待测草酸溶液于锥形瓶中,并加入适量硫酸酸化。步骤三:取0.100mol·L-1标准酸性KMnO4溶液,进行滴定,三次结果如下表。第一次第二次第三次待测溶液体积/mL25.0025.0025.00标准溶液体积/mL9.9910.0110.00已知:滴定反应的离子方程式为Mn4-+H2C2O4+H+——Mn2++CO2↑+H2O(未配平)。①配制草酸溶液的操作步骤依次是:将晶体置于烧杯中,加水溶解,将溶液转移入,洗涤,定容,摇匀。②通过计算确定x=。8.(2018·安徽滁州模拟)为测定某溶液中Ca2+的含量,某同学设计了如下实验:量取100mL该溶液于烧杯中,加入足量的(NH4)2C2O4溶液使Ca2+转化为CaC2O4沉淀(假设其他离子均不生成沉淀),过滤、洗涤后,往沉淀中加入足量稀硫酸,然后用0.1000mol·L-1KMnO4标准溶液滴定。(1)写出KMnO4氧化H2C2O4的化学方程式:。(2)下图所示的仪器中,配制0.1000mol·L-1KMnO4标准溶液时肯定不需要的是(填字母),除此之外还需用到的玻璃仪器是(填仪器名称)。(3)在实验中其他操作均正确,若定容时仰视刻度线,则所得溶液浓度(填“”“”或“=”,下同)0.1000mol·L-1;若KMnO4标准溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,则所得溶液浓度0.1000mol·L-1。(4)若滴定过程中消耗KMnO4标准溶液20.00mL,则原溶液中Ca2+的质量浓度为g·L-1。(5)下图为草酸钙固体在受热分解过程中所得固体产物的质量随温度变化的曲线,图中A、B、C分别代表三种固体,写出固体A到B的化学方程式:。第33讲化学实验设计1.(1)分液漏斗NaOH(或生石灰或碱石灰)(2)BDADC(3)尾气处理,吸收未反应的NH3;防止空气中的水蒸气进入(4)Ⅱ使反应产生的水蒸气全部被碱石灰吸收(5)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O(6)18-16(7)在尾气吸收装置前加安全瓶防倒吸解析(2)该实验在B中产生氨气,通过D干燥氨气,在A中NH3与MxOy反应,生成的水在D中被吸收,残留的氨气用C吸收,所以按气流方向正确的装置连接顺序为BDADC。(4)实验结束时,首先应熄灭A装置的酒精灯,再停止从a中滴加液体,这样做的主要原因是使产生的NH3将水蒸气赶入D中,使反应产生的水蒸气全部被碱石灰吸收。(6)MxOy~yH2O,设M的相对原子质量为a,根据题意得16=18,解得a=18-16。2.(1)①A②AFE(或AFD)氢氧化钠(或生石灰或碱石灰)(2)分液漏斗Ca2++2ClO-+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO(3)关闭止水夹,通过长颈漏斗向试管中加水至一定量后,发现漏斗导管中的液面高于试管中的液面,停止加水,一段时间后,液面差保持不变,说明装置气密性良好解析(1)①用A、F、D组合能制取并收集的干燥气体是氢气,H2S和CO2不能用碱石灰干燥,NO不能用排空气法收集。②要快速制取并得到干燥的NH3,由于没有加热装置,可以用浓氨水和生石灰(或氢氧化钠或碱石灰)作用来制备,用碱石灰干燥,正确的仪器组合是AFE(或AFD)。(2)甲同学用A、B组合来验证氯化氢、碳酸、次氯酸的酸性强弱时,盐酸应装入分液漏斗中,A瓶中放碳酸钙或碳酸钠等碳酸盐,B装置中放漂白粉溶液,B中有白色沉淀生成。3.(1)羧基9.6×102(2)H2C2O4+C-CO2↑+C24-+H2O(3)还原5∶1(4)①c②不能H2C2O4随产物进入装置d会产生CaC2O4沉淀不能无法证明从装置d逸出的气体中是否混有CO2解析(1)平衡常数K=()()·(4)=()·(4-)·()·(4-)()·(4-)·(4-)·(4)=1·(4)=610-6.410-54.010-9=9.6×102。(2)H2C2O4的Ka2大于H2CO3的Ka1,所以Na2CO3溶液中加入草酸溶液生成Na2C2O4和CO2。(3)KMnO4溶液具有强氧化性,高锰酸钾溶液褪色说明高锰酸钾被还原,所以草酸具有还原性;高锰酸钾溶液与草酸反应的离子方程式是2Mn4-+6H++5H2C2O42Mn2++10CO2↑+8H2O,CO2是氧化产物,Mn2+是还原产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶1。(4)①2C2O4的熔点低于H2C2O4分解的温度,且分解产物中有水蒸气,所以分解H2C2O4装置中最好的是c。②草酸易升华,H2C2O4随产物进入