《2020届全国高考化学：第十单元 主题28 实验方案的设计与评价学案 含答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届全国高考化学：第十单元 主题28 实验方案的设计与评价学案 含答案（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、主题28:实验方案的设计与评价命题一物质制备实验方案的设计与评价1.(2016年全国卷,13)下列实验操作能达到实验目的的是()。选项实验目的实验操作A制备Fe(OH)3胶体将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中B由MgCl2溶液制备无水MgCl2将MgCl2溶液加热蒸干C除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥D比较水与乙醇中氢的活泼性分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中【解析】应向沸水中滴入饱和氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体,A项错误;氯化镁是强酸弱碱盐,MgCl2溶液水解产生的HCl易挥发,所以由MgCl2溶液制备无水MgCl2要在HCl气流中加热蒸干,B项错误;铜与稀
2、硝酸反应,应该用稀盐酸,C项错误;分别将少量钠投入盛有水和乙醇的烧杯中,反应剧烈的是水,反应平缓的是乙醇,利用此反应现象可以比较水和乙醇中氢的活泼性,D项正确。【答案】D2.(2017年全国卷,10)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气),下列说法正确的是()。A.、中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液B.管式炉加热前,用试管在处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气【解析】Zn粒中往往含有硫等杂质,因此生成
3、的氢气中可能混有H2S,所以用KMnO4溶液除去H2S,另外装置中含有空气,高温下能与W反应,焦性没食子酸溶液吸收氧气,最后通过浓硫酸干燥氢气,A项错误;氢气是可燃性气体,通过爆鸣法验纯,B项正确;为了防止生成的W被氧化,反应结束后应该先停止加热,待管式炉冷却后再关闭活塞K,C项错误;二氧化锰与浓盐酸制备氯气的反应需要加热,而启普发生器不能加热,所以不能用于该反应,D项错误。【答案】B3.(2018年北京理综,28节选)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。制备K2Fe
4、O4(夹持装置略)(1)A为氯气发生装置。A中反应的化学方程式是(锰被还原为Mn2+)。(2)将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。(3)C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有。【解析】(2)应在装置B中装入饱和食盐水,以除去混在Cl2中的HCl。洗气时,气体应长管进、短管出。 (3)过量的KOH还能与Cl2发生歧化反应,化学方程式为Cl2+2KOHKCl+KClO+H2O。【答案】(1)2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O(2)(3)Cl2+2KOHKCl+KClO+H
5、2O(或Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O)4.(2017年江苏,21B)1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,沸点为71 ,密度为1.36 gcm-3。实验室制备少量1-溴丙烷的主要步骤如下:步骤1:在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水,冰水冷却下缓慢加入28 mL浓H2SO4;冷却至室温,搅拌下加入24 g NaBr。步骤2:如下图所示搭建实验装置,缓慢加热,直到无油状物馏出为止。步骤3:将馏出液转入分液漏斗,分出有机相。步骤4:将分出的有机相转入分液漏斗,依次用12 mL H2O、12 mL 5%Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤,分液,得粗产品,进一步提纯得
6、1-溴丙烷。(1)仪器A的名称是;加入搅拌磁子的目的是搅拌和。(2)反应时生成的主要有机副产物有2-溴丙烷和。(3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是。(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行,目的是。(5)步骤4中用5% Na2CO3溶液洗涤有机相的操作:向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液,振荡,静置,分液。【解析】(2)正丙醇在浓硫酸、加热条件下可发生分子内消去反应生成丙烯,也可以发生分子间脱水反应(取代反应)生成正丙醚,故反应时生成的副产物还有丙烯和正丙醚。(3)1-溴丙烷的沸点为71 ,加热时易挥发。步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水
7、浴中,其目的是减少1-溴丙烷的挥发。(5)洗涤时加入洗涤剂需振荡,在振荡的过程中可能会产生气体,故需要将产生的气体排出,其操作是将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体。【答案】(1)蒸馏烧瓶防止暴沸(2)丙烯、正丙醚(3)减少1-溴丙烷的挥发(4)减少HBr挥发(5)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体5.(2018年全国卷,26)醋酸亚铬(CH3COO)2Cr2H2O为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题:(1)实验中所
8、用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是。仪器a的名称是。(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K1、K2,关闭K3。c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为。同时c中有气体产生,该气体的作用是。(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是;d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是、洗涤、干燥。(4)指出装置d可能存在的缺点。【解析】(1)(CH3COO)2Cr2H2O在气体分析中用作O2吸收剂,说明Cr2+具有强还原性,易被O2氧化,故所用蒸馏水需经煮沸除去其中的O2,以免影响(CH3COO)2Cr2H2O的制备。
9、由仪器的结构特点可知,a为分液(或滴液)漏斗。(2)Zn将Cr3+还原为Cr2+,离子方程式为Zn+2Cr3+Zn2+2Cr2+。Zn+2H+Zn2+H2,H2起到排除c中空气的作用,以防Cr2+被氧化。(3)过量的Zn与盐酸反应产生大量的H2,使装置c中压强增大,关闭K1和K2,打开K3时,c中溶液被压入装置d中。由题给信息知,(CH3COO)2Cr2H2O难溶于冷水,因此应用冰浴冷却,以便于(CH3COO)2Cr2H2O析出,再将沉淀过滤、洗涤、干燥即可。【答案】(1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗(2)Zn+2Cr3+Zn2+2Cr2+排除c中空气(3)c中产生H2使压强大于大气压(
10、冰浴)冷却过滤(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触6.(2018年江苏,19)以Cl2 、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4H2O(水合肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下:已知:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O是放热反应。N2H4H2O沸点约118 ,具有强还原性,能与NaClO 剧烈反应生成N2。(1)步骤制备NaClO溶液时,若温度超过40 ,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是。 (2)步骤合成N2H4H2O的装置如图1所示。NaClO 碱性溶液与尿素水溶液在40
11、以下反应一段时间后,再迅速升温至110 继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是;使用冷凝管的目的是。 (3)步骤用步骤得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图2所示,Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为。 请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案:,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。 【解析】(1)Cl2与OH-在加热条件下生成Cl-、ClO3-和H2O,根据电子得失守恒、电荷守恒配平;由于该反应为放热反应,所
12、以缓缓通入Cl2,控制反应速率的同时控制热量的放出,从而控制温度。(2)由于N2H4H2O能与NaClO发生氧化还原反应,为了防止二者反应,NaClO不能过量,需要缓缓滴加;使用冷凝管的目的是防止N2H4H2O挥发。(3)由图可知,pH=4时完全生成NaHSO3;根据图像,pH=10时完全生成Na2SO3,为防止析出Na2SO37H2O,则需要在34 以上趁热过滤。【答案】(1)3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O缓慢通入Cl2(2)NaClO碱性溶液减少水合肼的挥发(3)测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH 约
13、为10时,停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34 条件下趁热过滤命题二物质性质实验方案的设计与评价7.(2018年北京理综,12)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是()。A.对比,可以判定Zn保护了FeB.对比,K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C.验证Zn保护Fe时不能用的方法D.将Zn换成Cu,用的方法可判断Fe比Cu活泼【解析】结合实验现象,对比可知,连接锌片后,溶液中没有Fe2+,A项正确;对比,中铁表面产生蓝色沉淀,故可能是铁被氧化产生了Fe2+
14、,B项正确;由前面分析可知,不能采用的方法验证锌保护铁,C项正确;由前面分析可知,无法判断铁是否先被腐蚀,D项错误。【答案】D8.(2018年江苏,12)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是()。选项实验操作和现象结论A向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,浊液变清苯酚的酸性强于H2CO3的酸性B向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度C向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性D向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成Ksp(AgCl)Ksp(AgI)【解析】苯酚与Na2CO3反应生成苯酚钠和NaHCO3,说明苯酚的酸性强于HCO3-的酸性,A项错误;碘易溶于CCl4,微溶于水,B项正确;Fe与Cu2+反应生成Cu和Fe2+,氧化剂为Cu2+,氧化产物为Fe2+,则Cu2+的氧化性强于Fe2+,C项错误;Cl-和I-的浓度未知,若c(Cl-)=c(I-),则可以得出该结论,D项错误。【答案】B9.(2017年全国卷,10)下列由实验得出的
