2011届高三化学一轮复习精品练习 第4课时 化学实验方案的设计 （含答案）

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2011届高三化学一轮复习精品练习
第4课时 化学实验方案的设计 课时作业
一、选择题（包括8小题。1~6小题只有一个选项符合题意，7~8小题有两个选项符合题意。）1.下列实验方案的设计合理的是（ ）
A.用过量的氨水除去Al3+溶液中的少量Fe3+
B.用稀硫酸清洗长期存放氯化铁溶液的试剂瓶内壁所附着的不溶物
C.用加热法分离I2和NH4Cl的混合物
D.为了更快得到氢气，可以用纯锌代替粗锌与稀硫酸反应
2.（2009年沈阳模拟）如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开夹子，可发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能
是下列的（ ）
A.氢氧化钠溶液、二氧化碳
B.水、氨气
C.氢氧化钠溶液、一氧化氮
D.水、二氧化氮
3.利用下列各组中的物质制备并收集少量相应的气体，能采用如图所示装置的是（ ）
①浓氨水和固体NaOH制NH3
②大理石和稀盐酸制CO2
③过氧化氢溶液和二氧化锰制O2
④稀硝酸和铜片制NO
⑤浓盐酸和二氧化锰制Cl2
⑥电石和水制乙炔
⑦锌粒和稀H2SO4制H2
⑧乙醇和浓H2SO4制乙稀
A.②③
B.①⑥⑦
C.②⑤⑧
D.①④⑥
4.某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂FeCl3，最合理的生产途径是（ ）
A.Cl2FeCl3FeCl3溶液
B.Cl2HCl盐酸FeCl2溶液FeCl3溶液
C.Cl2FeCl3
D.Cl2HCl盐酸
FeCl3溶液
废铁 Fe2O3
5.（2009年广东五校模拟）在下列实验中，不能达到目的的是（ ）
A.Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与S反应生成FeS，确定非金属性：Cl＞S
B.用石墨作电极，电解Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合溶液，确定铜的镁的金属活动性强弱
C.进行H2O和H2S的热分解实验，确定硫和氧两种元素的非金属性强弱
D.测定NaCl和NaF溶液的pH，确定F、Cl两元素非金属性的强弱
6.（2009年泰安模拟）用如下图装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差，实验测得?m(H)∶m(O)＞1∶8。下列对导致这一结果的原因的分析中，一定错误的是（ ）
A.Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置
B.Ⅲ装置后缺少干燥装置
C.Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝
D.CuO没有全部被还原
7.（2010年海南中学）关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（ ）
A.装置①中，d为阳极、c为阴极
B.装置②可用于收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO等气体
C.装置③中X若为CCl4，可用于吸收NH3或HCl，（NH3和HCl不溶于CCl4）并可防止倒吸
D.装置④可用于干燥、收集NH3，并吸收多余的NH3
8.用下列实验装置完成对应的实验，能达到实验目的的是（ ）
二、非选择题
9.某校化学课外小组组织了对农家小化工厂的科技创新活动。
（1）在分析实验室里：①需取用12.50 mL稀H2SO4溶液，学生选用三种量具：A量筒 B移液管 C酸式滴定管，仪器选用正确的是____________（填选项号）。
②读取实验①中读数时，视线与凹液面相切，出现了三种情形。
A.俯视 B.平视 C.仰视
若测定该硫酸溶液浓度且中和滴定的其他操作正确，则导致结果偏高的原因是____________（填选序号）。
③用标准碱液测定硫酸溶液浓度，学生选用的指示剂有下列三种：
A.石蕊
B.甲基橙
C.酚酞
其中使用效果最好的是____________。
（2）在试剂车间，技术员提出了制备氢氧化铝的三种工艺过程：
ⅰ.AlAl3+Al(OH)3
ⅱ.AlNaOHAlO2-Al(OH)3
ⅲ.AlAl3+
Al(OH)3
Al AlO2-
试从成本、环保达标等方面评价，第____________种工艺最优。
（3）根据市场的需求，厂长请学生设计开发胆矾产品的方案。学生们设计了以下三种方案：方案甲：废铜屑 CuSO4溶液CuSO4·5H2O
方案乙：废铜屑CuSO4溶液CuSO4·5H2O
方案丙：废铜屑CuOCuSO4溶液CuSO4·5H2O
则合理可行的方案为____________。
10.（2009年安徽卷）某厂废水中含5.00×10-3mol·L-1的Cr2O72-，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程：
〖FK）〗
（1）第①步反应的离子方程式是____________ 。
（2）第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是：____________ 。
（3）第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外，还有____________。
（4）欲使1 L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4，理论上需要加入____________g FeSO4·7H2O。
11.（2009年宁夏卷）碱式碳酸铜可表示为：
xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。
（1）现采用氢气还原法，请回答下列问题：
①写出xCuCO3·yCu(OH)2y·zH2O与氢气反应的化学方程式____________ ；
②实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是（填入仪器接口字母编号）：
（a）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（l）
③称取23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7 g残留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。该样品的结晶水质量为____________g，化学式为____________；
（2）某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认识是否可行？请说明理由。____________ 。
12.（2009年启东模拟）铁是日常生活中最常见的金属，某班同学在学习铁的知识时，有下列问题：
问题1：铁为何称为黑色金属？
问题2：CuO在高温下可分解为Cu2O和O2，Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗？
（1）对于问题1，同学们上网查找，有两种解释：
A.因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属
B.因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属
①你认为正确的说法是____________。
②若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是Fe3O4粉末：
____________ 。
③若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，如何证明其中有Fe3O4（只要求简述实验方法）：____________ 。
（2）对于问题2，同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：
A.将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化
B.将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化
①实验中应将Fe2O3放在____________（填仪器名称）中灼烧。
②方法A中，如果高温灼烧后颜色由____________变为____________ ，
说明Fe2O3确实发生了变化。能说明生成的一定为FeO吗？____________（填“能”或“不能”）。理由是____________。
③方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为____________，但是，实验结果是固体灼烧前后质量比为30∶29，则高温灼烧后生成物是____________。
④比较两种方法，你认为较好的方法是____________。
参考答案：
1.解析：过量氨水与Al3+和Fe3+反应生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀；加热时I2升华，NH4Cl分解成NH3和HCl，遇冷又生成NH4Cl，故不能分离；粗锌可以形成原电池加快反应。
答案：B
2.解析：如果气体B在液体A中能溶解或反应，使试管②中气体的物质的量减少，整个装置压强减小，就可使水的沸点降低，即在96℃可沸腾。
答案：C
3.解析：该装置的特点是固体与液体不需要加热生成密度比空气大的气体。②、③均满足。①、⑦生成的气体均比空气轻，应向下排空气，⑤、⑧反应均需加热，④、⑥生成的气体均不能用排空气法收集。
答案：A
4.解析：H2和Cl2混合光照发生爆炸；工业采用H2在Cl2中燃烧制取HCl。答案：B
5.解析：B选项中，先析出的金属阳离子氧化性强（Cu2+)，对应单质的活动性弱；D选项中，只能判定HCl和HF的酸性强弱。
答案：D
6.解析：?m（H)∶m(O)=。若Ⅰ、Ⅱ装置间缺少干燥装置，则U形管质量差增大，m（H)∶m（O)增大，即大于1∶8；Ⅲ装置后缺少干燥装置也导致U形管质量差增大，使m(H)∶m(O)＞1∶8，而Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝，则玻璃管质量差减小，m(H)∶m(O)增大，即大于1∶8，实验结果与CuO是否全部被还原无关。
答案：D
7.解析：①根据电流方向即可得出，电源正极连电解池阳极，A错。②收集比空气轻的气体从a进，比空气重的从b进，NO不能用排空气法。③可以防止倒吸。
答案：AB
8.解析：A项，C2H2密度与空气相近，应用排水集气法收集；B项，直接被加热的不能产生使石灰水变浑浊的气体，间接加热的NaHCO3能产生使石灰水变浑的气体，B正确。C项，NH3不溶于CCl4，从CCl4层逸出后再被H2SO42-吸收，不会引起倒吸；D项，用饱和Na2CO3溶液收集乙酸乙酯，且导管不能伸入液面以下。答案：BC
9.解析：（1)①由已知12.50 mL可知题目要求精确至0.01 mL，只有滴定管符合要求。选C。
②c(H2SO42-)=，c(H2SO42-)偏高必然是V（H2SO42-)偏低所致，选A。
③从变色明显角度来看，用碱滴定酸，最好选用酚酞作指示剂。
（2)制取同样多的Al(OH)3，第ⅲ种方法最节约试剂。
（3)方案甲中，铜与浓H2SO42-反应会生成SO2污染环境，方案乙中，铜与稀H2SO42-不反应。
答案：（1)①C②A③C（2)ⅲ（3)丙
10.解析：（1)Cr2O2-7有较强氧化性，FeSO42-·7H2O中Fe2+有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，Cr2O72-转化为Cr3+，Fe2+转化为Fe3+。
Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O
（2)应将试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸中部，再与标准比色卡对照得出pH。
（3)由题给框图之二可得：Fe2+过量，加NaOH时，产生Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2三种沉淀物。
（4)1 L废水中含n(Cr2O72-)=5.00×10-3 mol。
由题意得：Cr2O72-~4Cr0.5Fe1.5FeO42-~10FeSO42-·7H2O,所以理论上n(FeSO42-·7H2O)=10n(Cr2O72-)=0.05 mol。
m(FeSO42-·7H2O)=0.05 mol×278 g·mol-1=13.9 g。
答案：（1)Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
（2)将一小片pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照
（3)Fe(OH)3、Fe(OH)2
（4)13.9
11.解析：（1)①与H2反应的化学方程式，利用氧化还原反应原理，把金属Cu还原出来，碳元素变成CO2，氢元素变成水。
②仪器连接时，洗气瓶要“长进短出”，其中水是观察H2生成速率的。
③残留固体一定是Cu，则n(Cu)=12.7/63.5=0.2(mol)，根据题意，n(CO2)=n(CuCO3)=4.4/44=0.1(mol)，所以,m(CuCO3)=123.5×n(CuCO3)=12.35(g),m［Cu(OH)2］=97.5×［n(Cu)-n(CuCO3)］=9.75(g),m(结晶水)=23.9-12.35-9.75=1.8(g)。该碱式碳酸铜化学式为CuCO3·Cu(OH)2·H2O。
（2)根据xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑，依据元素守恒和质量守恒，即可得出答案。
答案：（1)①xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O+（x+y)H2 (x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O
②a→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→l
③1.8CuCO3·Cu(OH)2·H2O
（2)可以
根据反应xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O〖FY)〗(x+y)CuO+4CO2↑+(y+z)H2O↑
依据碱式碳酸铜样品、CuO、CO2和H2O质量（或其中任意三个量)，即可计算出其组成。
12.（1)①A
②取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁，或无气泡产生则原粉末为Fe3O42-（其他合理答案亦可)
③用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测是否有水产生（或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测是否有二氧化碳产生)（其他合理答案亦可)
（2)①坩埚②红棕色黑色不能也可能为Fe3O42-③10/9Fe3O42-④B
含Cr3+、Fe2+、Fe3+的溶液
含Cr2O72-的酸性废水
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