《（新课标）2012年高考化学 考点汇总 考点20 化学实验方案的设计与评价》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（新课标）2012年高考化学 考点汇总 考点20 化学实验方案的设计与评价（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -考点 20 化学实验方案的设计与评价一、非选择题1.(2012江苏高考16)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含 NO、NO 2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的 Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:(1)一定条件下,NO 与 NO2存在下列反应:NO(g)+NO 2(g) N2O3(g),其平衡常数表达式为 K= 。(2)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目是 ;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是(填化学式)。(3)该工艺需控制 NO 和 NO2物质的量之比接近 11。若 n(NO)n(NO 2)11,则会导致;若n(NO)n(NO 2
2、)11 时 Zn(OH)2能溶于 NaOH 溶液生成Zn(OH) 42-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 molL-1计算)。开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pHFe3+ 1.1 3.2Fe2+ 5.8 8.8Zn2+ 5.9 8.9实验中可选用的试剂:30%H 2O2、1.0 molL-1HNO3、1.0 molL-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为:; ;过滤;过滤、洗涤、干燥;900 煅烧。【解题指南】可按以下思路解答本题:- 3 -【解析】(1)结合第(1)问要求将铜帽溶解可知其目的是将铜溶解;双氧水受热易分解;
3、(2)淀粉遇碘显蓝色;若双氧水没除尽,铜离子与双氧水均能氧化碘离子产生碘,碘与硫代硫酸钠反应,导致硫代硫酸钠用量增大,所测铜离子含量将会偏高;(3)结合给出离子沉淀的 pH和实验步骤,应先用双氧水将 Fe2+氧化为 Fe3+,使 Fe3+完全转化为沉淀,过滤除去后,继续调节 pH使 Zn2+转化为氢氧化锌,再过滤、洗涤、干燥、煅烧得氧化锌。答案:(1)Cu+H 2O2+H2SO4 CuSO4+2H2O加热(至沸)(2)淀粉溶液蓝色褪去偏高(3)向滤液中加入适量 30% H2O2,使其充分反应滴加 1.0 molL-1 NaOH,调节溶液 pH约为 5(或 3.2pHKsp,谁先析出沉淀;另外,
4、对于混合分离、提纯的实验原理及所用到的仪器要做到心中有数,如蒸发操作要用到蒸发皿,灼烧要用到坩埚和坩埚钳。同时要注意题目信息的运用,如 AlCl3遇潮湿的空气易发生反应,注意制备它的过程中必须与水隔绝的问题。【解析】(1)为保证同时产生两种沉淀,保证足够大的 OH-的浓度,同时满足 QcKsp,故应先向沉淀反应器中加入氨水,即 B。(2)漏斗下端应紧贴烧杯内壁。(3)除了生成沉淀 Mg(OH)2、Al(OH) 3外,还生成了可溶性的 NH4Cl,故检验沉淀是否洗涤干净时,可检验可溶性的氯离子即可,所用的试剂为硝酸和 AgNO3溶液。高温焙烧时所用盛放的仪器为坩埚。(4)从制取的氯化铝易与水反应
5、来看,制取氯化铝的装置一定不与水接触,故 F中试剂的作用是防止 G中水蒸气进入 E中,导致氯化铝与水发生反应。装置 B的作用为吸收氯气中的 HCl。所填试剂必须满足两个功能,一是吸水,防止空气中的水进入装置 E,二是进行尾气处理,因氯气与碱反应,因此选用试剂碱石灰。答案:(1)B(2)漏斗下端没有紧贴烧杯内壁(3)硝酸酸化的 AgNO3溶液坩埚(4)除去 HCl吸收水蒸气碱石灰6.(2012广东高考33)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某同学尝试用甲苯的氧化反应- 8 -制备苯甲酸。反应原理: +2KMnO4 +KOH+2MnO2+H 2O+HCl +KCl实验方法:一定量的甲苯和 KMnO4
6、溶液在 100 反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。已知:苯甲酸分子量 122,熔点 122.4 ,在 25 和 95 时溶解度分别为 0.3 g和 6.9 g;纯净固体有机物一般都有固定熔点。(1)操作为,操作为 。(2)无色液体 A是,定性检验 A的试剂是 ,现象是 。(3)测定白色固体 B的熔点,发现其在 115 开始熔化,达到 130 时仍有少量不熔。该同学推测白色固体 B是苯甲酸与 KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确,请在答题卡上完成表中内容。序号 实验方案 实验现象 结论将白色固体 B加入水中,加热溶解, 得到白色晶体和
7、无色滤液取少量滤液于试管中,生成白色沉淀 滤液含 Cl- 干燥白色晶体, 白色晶体是苯甲酸(4)纯度测定:称取 1.220 g产品,配成 100 mL甲醇溶液,移取 25.00 mL溶液,滴定,消耗 KOH的物质的量为 2.4010-3 mol,产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为,计算结果为 (保留二位有效数字)。【解题指南】解答本题时应从有机综合实验和滴定实验考虑。【解析】由流程中可知要分离有机相和无机相采用分液的操作方法,要从混合物中得到有机物 A,通过蒸馏,由反应原理和流程可知无色液体 A是甲苯,检验甲苯是利用甲苯可以使酸性高- 9 -锰酸钾溶液褪色原理进行。因苯甲酸的熔点是 122.4
8、 ,而氯化钾的熔点远远高于苯甲酸的熔点,所以接下来是根据已知条件先分离苯甲酸和氯化钾,然后再确定白色晶体就只是苯甲酸。对于第(4)问中的计算要注意移取的量是总量的四分之一。答案:(1)分液蒸馏(2)甲苯酸性 KMnO4溶液溶液褪色(3)冷却、过滤滴入 2滴3 滴 AgNO3溶液加热使其熔化,测其熔点熔点为 122.4 (4)(2.4010-31224)/1.2296%7.(2012北京高考27)有文献记载:在强碱性条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。装置 实验序号 试管中的药品 现象实验 2 mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液 有气泡产生;一段时间后,溶液逐渐变黑;
9、试管壁附着有银镜实验 2 mL银氨溶液和数滴浓氨水有气泡产生;一段时间后,溶液无明显变化该同学欲分析实验和实验的差异,查阅资料:a.Ag(NH3)2+2H2O Ag+2NH3H2Ob.AgOH不稳定,极易分解为黑色的 Ag2O(1)配制银氨溶液所需的药品是。(2)经检验,实验的气体中有 NH3,黑色物质中有 Ag2O。用湿润的红色石蕊试纸检验 NH3,产生的现象是 。产生 Ag2O的原因是 。(3)该同学对产生银镜的原因提出假设:可能是 NaOH还原 Ag2O。实验及现象:向 AgNO3溶液中加入,出现黑色沉淀;水浴加热,未出现银镜。(4)重新假设:在 NaOH存在下,可能是 NH3还原 Ag
10、2O。用如图所示装置进行实验。现象:出现银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取 NH3的装置简图(夹持仪器略)。(5)该同学认为在(4)的实验中会有 Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假设:在 NaOH存在下,可能- 10 -是 Ag(NH3)2OH 也参与了 NH3还原 Ag2O的反应。进行如下实验:有部分 Ag2O溶解在氨水中,该反应的化学方程式是 。实验结果证实假设成立,依据的现象是 。(6)用 HNO3清洗试管壁上的 Ag,该反应的化学方程式是 。【解题指南】解答本题时应注意以下三个方面:(1)氨水中 c(OH-)越大,温度越高,氨水越易逸出 NH3。(2)能根据反应物的状态和反应
11、条件选择气体发生装置。(3)结合题目的信息要推测出所需的物质或生成的物质。【解析】(2)当银氨溶液中加入强碱并加热时,Ag(NH 3)2+2H2O Ag+2NH3H2O,氨水逸出 NH3,平衡右移,Ag +与 OH-反应并立即转化成 Ag2O。(5)由于假设可能是 Ag(NH3)2OH也参与了 NH3还原Ag2O的反应,因此 Ag2O溶解在氨水中肯定有 Ag(NH3)2OH生成。答案:(1)AgNO 3溶液和氨水(2)试纸变蓝在 NaOH存在下,加热促进 NH3H2O分解,逸出 NH3,促使 Ag(NH3)2+2H2O Ag+2NH3H2O平衡正向移动,c(Ag +)增大,Ag +与 OH-反
12、应立即转化为 Ag2O:2OH-+2Ag+ Ag2O+H 2O(3)过量 NaOH溶液(4) (5)Ag 2O+4NH3H2O 2Ag(NH3)2OH+3H2O与溶液接触的试管壁上析出银镜(6)Ag+2HNO3(浓) AgNO3+NO2+H 2O8.(2012福建高考25)- 11 -实验室常用 MnO2与浓盐酸反应制备 Cl2(发生装置如图所示)。(1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是(填序号)。A.往烧瓶中加入 MnO2粉末B.加热C.往烧瓶中加入浓盐酸(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出下列实验方案:甲方案:与足量 Ag
13、NO3溶液反应,称量生成的 AgCl质量。乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。丙方案:与已知量 CaCO3(过量)反应,称量剩余的 CaCO3质量。丁方案:与足量 Zn反应,测量生成的 H2体积。继而进行下列判断和实验:判定甲方案不可行,理由是 。进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。a.量取试样 20.00 mL,用 0.100 0 molL-1 NaOH标准溶液滴定 ,消耗 22.00 mL,该次滴定测得试样中盐酸浓度为 molL -1;b.平行滴定后获得实验结果。判断丙方案的实验结果(填“偏大” 、 “偏小”或“准确”)。已知: Ksp(CaCO3)=2.810-9、 Ks
14、p(MnCO3)=2.310-11- 12 -进行丁方案实验:装置如图所示(夹持器具已略去)。()使 Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将转移到 中。()反应完毕,每间隔 1分钟读取气体体积,气体体积逐次减小,直至不变。气体体积逐次减小的原因是 (排除仪器和实验操作的影响因素)。【解题指南】解答本题时应明确以下几点:(1)实验操作的先后顺序。(2)分析定量实验误差时应该先找到定量计算关系式,再分析。(3)对于阴阳离子比相同的难溶化合物, Ksp越小,溶解度越小,溶解度大的沉淀能够转化为溶解度小的沉淀。(4)量气操作时:先恢复至室温,再调节量气管液面高低使液面相平,以保证气体压强等于外界大
15、气压,最后平视读数。【解析】(1)实验操作的先后顺序:检查气密性加固体药品加液体药品加热反应。(2)反应后的残液中含有 HCl和 MnCl2,n(Cl-)n(H+),甲方案加入 AgNO3溶液,能够测出残液中的 c(Cl-),无法准确测出盐酸的浓度。恰好中和时,n(HCl)=n(NaOH),c(HCl)20.00 mL=0.100 0 molL-122.00 mL,所以 c(HCl)=0.110 0 molL-1。因为 Ksp(CaCO3)Ksp(MnCO3),所以向 HCl和 MnCl2的混合液中加入 CaCO3,CaCO3除了和盐酸反应外,还有一部分转化为更难溶的 MnCO3,而且 MnCO3的质量比 CaCO3的大,使测得剩余的 CaCO3质量偏大,则反应的 CaCO3质量偏小,测出盐酸的浓度也偏小。(i)将固体和液体混合,
