2013年高考化學總復習 第三節(jié) 物質的制備 實驗方案的設計與評價（含解析） 新人教版

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1、【高考總復習】2013高考化學專題復習：第三節(jié) 物質的制備 實驗方案的設計與評價（人教版） 1．在實驗室可利用氧化還原反應制取的氣體是(　　) ①H2?、贜H3　③O2?、蹸O2?、軨l2?、轓O A．①③④⑥ B．①②⑤⑥ C．①③④⑤ D．①③⑤⑥ 解析：考查學生對課本常提到的氣體實驗室制法的熟練程度。①③⑤⑥是在實驗室可利用氧化還原反應制取的氣體，NH3、CO2都是利用復分解反應制取的。 答案：D 2．為了凈化和收集由鹽酸和大理石制得的CO2氣體，從下圖中選擇合適的裝置并連接，合理的是(　　) A．a(chǎn)－a′→d

2、－d′→e B．b－b′→d－d′→g C．c－c′→d－d′→g D．d－d′→c－c′→f 解析：由鹽酸和大理石制得的CO2氣體中混有HCl和H2O，HCl可用水或飽和碳酸氫鈉溶液除去，H2O可用濃硫酸吸收。由于CO2氣體能溶于水，因此不能用排水法收集，考慮到CO2氣體的密度比空氣大，故用向上排空氣法收集，綜合以上幾點可得選項C正確。 答案：C 3．在實驗室中可按如圖所示裝置來干燥、收集氣體R，多余氣體R可用水吸收，則R是(　　) A．HCl B．Cl2 C．CO D．NH3 解析：

3、干燥劑是固態(tài)的，同時尾氣吸收使用倒置的漏斗，說明該氣體極易溶于水，此外由圖中集氣瓶進、出氣導管的長短分析，該氣體密度應小于空氣。 一些學生看到倒置的漏斗，誤認為是HCl，事實上HCl的密度大于空氣，不能用這種排氣集氣法。 答案：D 4．下列制備和收集氣體的實驗裝置合理的是(　　) 解析：A中固體混合物加熱時，試管口應略向下傾斜且在收集NH3的試管口放一團棉花；B中NO收集應用排水法，排空氣法收集到的是NO2；H2密度小于空氣，應用向下排空氣法收集。 答案：D 5．某化學小組在常溫下測定一定質量的某銅鋁

4、混合物中銅的質量分數(shù)，設計了如下實驗方案： 方案Ⅰ：銅鋁混合物測定生成氣體的體積 方案Ⅱ：銅鋁混合物測定剩余固體的質量 下列有關判斷中不正確的是(　　) A．溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液 B．溶液A和B均可以選用稀硝酸 C．若溶液B選用濃硝酸，則測得銅的質量分數(shù)偏小 D．實驗室方案Ⅱ更便于實施 解析：因鋁具有兩性，而銅不能與堿、無氧化性酸反應，所以A和B是鹽酸或氫氧化鈉時，都與鋁反應，故A可行；又因測固體質量比測氣體體積易進行，故D正確；若A和B都是稀硝酸時則方案Ⅱ無法實施，故B錯；若B是濃硝酸則鋁鈍化，導致剩余固體質量增加，所以測得銅的質量分數(shù)偏小，故C正確。 答案

5、：B 6．實驗是化學研究的基礎，關于下列各實驗裝置圖的敘述中，正確的是(　　) A．裝置①常用于分離互不相溶液體混合物 B．裝置②可用于吸收HCl氣體，并防止倒吸 C．以NH4HCO3為原料，裝置③可用于實驗室制備少量NH3 D．裝置④b口進氣可收集CO2、NO等氣體 解析：本題考查物質分離、氣體的制取、收集以及尾氣的吸收等知識。裝置①為蒸餾裝置，用于分離沸點不同的液體混合物；裝置②中苯在水的上面，起不到防止倒吸的作用(與沒有苯的效果是一樣的)；裝置③中堿石灰吸收CO2和H2O，可用于制取NH3；裝置④收集CO2時應從a口進氣，不管從a口或b口進氣都不能用于收集NO(NO與

6、O2反應，因而不能用排空氣法收集)。 答案：C 7．(2012年山東省萊州一中高三第三次質檢)某同學對下列四個實驗都設計了兩種方案，其中兩種方案均合理的是(　　) 選項 A B C D 實驗 目的 除去碳酸 鈉中少量的碳酸氫鈉 清洗鐵制品 表面的鐵銹 檢驗苯中含 有少量甲苯 鑒別二氧化氮 和溴蒸汽 方案1 溶解后加入鹽酸 加適量稀鹽酸 加入Br2/CCl4 加水 方案2 加熱 用水洗滌 加入酸性KMnO4 加壓 答案：D 8．用試紙檢驗氣體性質是一種重要的實驗方法。如下圖所示的實驗中(可加熱)，下列試紙的選用、現(xiàn)象、對應結論都正確的一項

7、是(　　) 選項 試劑B 濕潤的試紙A 現(xiàn)象 結論 A 碘水 淀粉試紙 變藍 碘具有 氧化性 B 濃氨水，生石灰 藍色石蕊試紙 變紅 氨氣為堿性氣體 C Na2SO3，硫酸 品紅試紙 褪色 SO2具有漂白性 D Cu，濃硝酸 KI-淀粉試紙 變藍 NO2為酸性氣體 　 解析：碘遇淀粉溶液變藍是因碘分子進入到淀粉分子間而顯藍色，這是碘的一個特殊性質而不是它的氧化性，A錯誤；氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，B錯誤；二氧化氮能使碘化鉀淀粉試紙變藍，因其具有氧化性，將碘離子氧化為單質碘，D錯誤。 答案：C 9．(2012上海黃埔嘉定區(qū)質

8、量抽查)用下圖裝置測定水中氫、氧元素的質量比，其方法是分 別測定通氫氣前后玻璃管的質量差和U形管的質量差，實驗測得m(H)∶m(O)>1∶8。下列對導致這一結果的原因的分析中，一定錯誤的是(　　) A．Ⅰ、Ⅱ裝置之間缺少干燥裝置 B．Ⅲ裝置后缺少干燥裝置 C．Ⅱ裝置中玻璃管內(nèi)有水冷凝 D．CuO沒有全部被還原 解析：解決此類題的關鍵是分析透徹此實驗的反應原理：CuO＋H2Cu＋H2O，依據(jù)反應前后玻璃管的質量差可知生成水中氧元素的質量m(O)，U形管的質量差為生成水的質量m(H2O)，所以水中氫元素的質量為m(H)＝m(H2O)－m(O)。A項因為H2中含有水蒸氣，所以m(H2

9、O)的質量偏大，即A可能導致題中結果；B可能吸收空氣中的水蒸氣即m(H2O)的質量偏大，所以B可能導致題中結果；C選項相當于Ⅱ裝置反應后增加了玻璃管內(nèi)冷凝水中的氫的質量，使m(O)減小，可導致題中結果；D對實驗結果無影響。 答案：D 10．(2011年北京理綜)下列實驗方案中，不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質量分數(shù)的是(　　) A．取a克混合物充分加熱，減重b克 B．取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體 C．取a克混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克 D．取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應，過濾、洗滌

10、、烘干，得b克固體 解析：C項沒有干燥氣體，堿石灰會吸收水，導致CO2的質量偏大。 答案：C 11．(2011年大綱全國理綜)請回答下列實驗室中制取氣體的有關問題。 (1)下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應制取適量氯氣的簡易裝置。 裝置B、C、D的作用分別是： B________________________________________________________________________； C________________________________________________________________________； D__________

11、______________________________________________________________。 (2)在實驗室欲制取適量NO氣體。 ①下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是______(填序號)； ②根據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填)： 應加入的物質 所起的作用 A B C D ③簡單描述應觀察到的實驗現(xiàn)象_____________________________________________ ____________________________________________________

12、____________________。 解析：(1)KMnO4與濃鹽酸發(fā)生反應2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。裝置B采用向上排空氣法收集Cl2，裝置C起安全瓶作用，防止D中的液體倒吸進入B中。Cl2具有毒性，裝置D中NaOH溶液用于吸收多余的Cl2，防止污染環(huán)境。 (2)實驗室制取NO氣體通常用銅與稀硝酸反應：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。由于NO易與空氣中的O2反應生成NO2，不宜用排空氣法收集NO氣體，應用排水法收集NO，故裝置Ⅱ和Ⅳ錯誤。裝置Ⅰ和Ⅲ比較，Ⅰ更簡單，A中Cu與稀硝酸反應生成NO

13、氣體，B中盛滿水，用排水法收集NO。 答案：(1)向上排氣收集氯氣　安全瓶作用，防止D中的液體倒吸進入集氣管B中　吸收尾氣，防止氯氣擴散到空氣中污染環(huán)境　(2)①Ⅰ ② 應加入的物質 所起的作用 A 銅屑和稀硝酸 制取NO氣體 B 水 排水收集NO氣體 C 主要是接收B中排出的水 D ③反應開始時，A中銅表面出現(xiàn)無色小氣泡，反應速率逐漸加快；A管上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反應的進行又逐漸變?yōu)闊o色；A中的液體由無色變?yōu)闇\藍色；B中的水面逐漸下降，B管中的水逐漸流入燒杯C中 12．(2011年新課標全國理綜)氫化鈣固體是登山運動員常用的能源提

14、供劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。 請回答下列問題： (1)請選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為______(填儀器接口的字母編號)。 (2)根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗，實驗步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；打開分液漏斗活塞；______(請按正確的順序填入下列步驟的標號)。 A．加熱反應一段時間 B．收集氣體并檢驗其純度 C．關閉分液漏斗活塞 D．停止加熱，充分冷卻 (3)實驗結束后，某同學取少量產(chǎn)物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，溶液中加入酚酞后顯紅色。該同學據(jù)此判斷，上述實驗確有CaH2生成。 ①寫出CaH2與水反應的化學方程式___

15、__________________________________； ②該同學的判斷不準確，原因是________________________________________。 (4)請你設計一個實驗，用化學方法區(qū)分鈣與氫化鈣，寫出實驗簡要步驟及觀察到的現(xiàn)象______。 (5)登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點是________________________________________________________________________。 解析：從題給裝置圖分析制備氫化鈣的原料是氫氣和金屬鈣，制備出的氫氣需要先凈化——HCl氣體用NaOH溶

16、液吸收，再干燥——選擇濃硫酸，盛有CaCl2的干燥管連接在裝有鈣的大試管上，防止外界的水蒸氣干擾實驗。(1)按氣流方向連接順序為i→e，f→d，c→j，k→a。(2)氫氣易燃燒，反應開始后應先檢驗其純度，再加熱鈣進行反應。反應結束時應先停止加熱，此時要保證繼續(xù)通氫氣，防止倒吸入空氣，影響氫化鈣的純度，充分冷卻后再關閉活塞停止通氫氣。所以順序為BADC。(3)①氫化鈣中氫元素為－1價，發(fā)生氧化還原反應：CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑。②活潑金屬Ca與水反應也生成氫氣和氫氧化鈣，產(chǎn)生類似現(xiàn)象。(4)兩者的不同之處在于氫化鈣中含有氫元素，區(qū)分它們需在干燥環(huán)境中，取適量氫化鈣與氧氣在

17、加熱條件下反應，將生成的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管中，觀察到固體由白色變?yōu)樗{色；取適量的鈣做類似實驗，無明顯現(xiàn)象。(5)氫化鈣為固體，攜帶方便。 答案：(1)i→e，f→d，c→j，k(或k，j)→a　(2)BADC (3)①CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑?、诮饘兮}與水反應也有類似現(xiàn)象　(4)取適量氫化鈣，在加熱條件下與干燥氧氣反應，將反應氣體產(chǎn)物通過裝有無水硫酸銅的干燥管，觀察到固體由白色變?yōu)樗{色；取鈣做類似實驗，觀察不到固體由白色變?yōu)樗{色　(5)氫化鈣是固體，便于攜帶 13．(2010年山東理綜)聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學式為[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5

18、n]m，廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO4·7H2O)過程如下： (1)驗證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO2的方法是 ________________________________________________________________________。 (2)實驗室制備、收集干燥的SO2，所需儀器如下。裝置A產(chǎn)生SO2，按氣流方向連接各儀器接口，順序為a→______→______→______→______→f。裝置D的作用是______，裝置E中NaOH溶液的作用是______。 (3

19、)制備綠礬時，向溶液X中加入過量______，充分反應后，經(jīng)______操作得到溶液Y，再經(jīng)濃縮、結晶等步驟得到綠礬。 (4)溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質量分數(shù)，用pH試紙測定溶液pH的操作方法為______。若溶液Z的pH偏小，將導致聚鐵中鐵的質量分數(shù)偏______。 解析：(1)檢驗SO2氣體一般情況下是將混合氣體通入品紅溶液中。 (2)裝置B為收集裝置，C為干燥裝置，D為防倒吸裝置，E為尾氣吸收裝置。 (3)加過量鐵屑，使溶液中的Fe3＋全部轉化為Fe2＋，把剩余的鐵屑過濾除去。 (4)pH減小，聚鐵分子式中[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m的SO就增多，OH－就減少

20、，利用極限法，F(xiàn)e(OH)3和Fe2(SO4)3質量相同時，F(xiàn)e(OH)3中鐵元素質量分數(shù)大，所以pH減小，聚鐵中鐵的質量分數(shù)偏小。 答案：(1)將氣體通入少量品紅溶液中，溶液褪色，加熱恢復原色 (2)d　e　c　b　防止倒吸　吸收多余的SO2 (3)鐵屑　過濾　(4)將試紙放在點滴板(或表面皿)上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取少許待測液，點在pH試紙的中部，待變色后與標準比色卡對比，讀出讀數(shù)　低或小 14．(2012年福建卷)實驗室常用MnO2與濃鹽酸反應制備Cl2(發(fā)生裝置如圖所示)。 (1)制備實驗開始時，先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是________(填序號)。 A．往

21、燒瓶中加入MnO2粉末 B．加熱 C．往燒瓶中加入濃鹽酸 (2)制備反應會因鹽酸濃度下降而停止。為測定反應殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學提出下列實驗方案： 甲方案：與足量AgNO3溶液反應，稱量生成的AgCl質量。 乙方案：采用酸堿中和滴定法測定。 丙方案：與已知量CaCO3(過量)反應，稱量剩余的CaCO3質量。 丁方案：與足量Zn反應，測量生成的H2體積。 繼而進行下列判斷和實驗： ①判定甲方案不可行，理由是________________。 ②進行乙方案實驗：準確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣。 a．量取試樣20.00 mL，用0.1000 mol·L－1Na

22、OH標準溶液滴定，消耗22.00 mL，該次滴定測得試樣中鹽酸濃度為________mol·L－1； b．平行滴定后獲得實驗結果。 ③判斷丙方案的實驗結果________(填“偏大”、“偏小”或“準確”)。 [已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9、Ksp(MnCO3)＝2.3×10－11] ④進行丁方案實驗：裝置如右圖所示(夾持器具已略去)。 (ⅰ)使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應的正確操作是將________轉移到________中。 (ⅱ)反應完畢，每間隔1分鐘讀取氣體體積，氣體體積逐次減小，直至不變。氣體體積逐次減小的原因是________(排除儀器和實驗操作的影響

23、因素)。 解析：(1)MnO2與濃鹽酸加熱時生成Cl2，根據(jù)實驗安全，先檢查裝置氣密性，再加入藥品，應先加入MnO2粉末，再加入濃鹽酸，最后加熱。故順序為ACB。 (2)①MnO2與濃鹽酸反應后，溶液中存在MnCl2和HCl，Cl－來源于MnCl2和HCl。 ②HCl＋NaOH===NaCl＋H2O c(HCl)＝＝ ＝0.1100 mol·L－1。 ③加入CaCO3除與HCl反應外，Ksp(CaCO3)＞Ksp(MnCO3)，CaCO3轉化為MnCO3，使剩余固體的質量偏大，即相當于反應掉的CaCO3質量偏小，測得c(HCl)偏小。 ④為使殘余清液與足量Zn粒完全反應，應將Zn粒轉移到殘余清液中。Zn和鹽酸反應放熱，使生成H2體積變大，故反應完畢后，每隔1分鐘讀氣體體積，因氣體溫度降低，氣體體積逐次減小。 答案：(1)ACB(按序寫出三項) (2)①殘余清液中，n(Cl－)＞n(H＋)(或其他合理答案) ②0.1100 ③偏小 ④(ⅰ)Zn?！堄嗲逡?按序寫出兩項) (ⅱ)裝置內(nèi)氣體尚未冷至室溫