精品新高考化学二轮专题非选择题提分训练综合实验设计题及答案.docx
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精品新高考化学二轮专题非选择题提分训练综合实验设计题及答案
综合实验设计题
1.(2013·郑州模拟)某习小组设计下图实验装置(夹持装置略去)制备2,并探究氯气的相关性质。
(1)若A装置中固体药品为O3,则反应中每生成12时转移电子的物质的量为________。
(2)装置B既能除去氯气中的氯氢,还能检测实验过程中装置是否发生堵塞。
若中发生堵塞,则B中将观察到的现象是_______________________________________。
(3)装置的作用是验证氯气是否具有漂白性,Ⅰ处是湿润的有色布条,则Ⅱ、Ⅲ处应加入的物质分别是________、________。
[]
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。
请简述能说明氯、溴、碘非金属性强弱的实验操作及现象:
_____________________________________________。
(5)请用方程式说明装置F的作用:
_______________________________________。
(6)甲同提出,装置F中的试剂可改用足量的N2SO3溶液,乙同认真思考后认为此法不可行。
请用离子方程式解释乙认为不可行的原因:
_______________________。
解析:
(1)A装置中发生反应的方程式为O3+6H(浓)===+32↑+3H2O,由方程式可知,反应中每生成12时转移电子。
(2)当装置中发生堵塞时,将导致B装置的锥形瓶中气体压强增大,从而使B中长颈漏斗中液面上升,形成液柱。
(3)氯气能使湿润的有色布条褪色,故Ⅲ处应加入干燥的有色布条,和Ⅰ处湿润的有色布条作对比,Ⅱ处应加固体干燥剂。
(4)利用卤素单质之间的置换反应比较元素非金属性的强弱。
(5)F为尾气吸收装置,发生反应的方程式为2+2NOH===N+NO+H2O。
(6)若将F中的试剂换为N2SO3溶液,则会产生污染环境的SO2气体。
答案:
(1)
(2)B中长颈漏斗中液面上升,形成液柱 (3)无水氯钙(或硅胶、P2O5) 干燥的有色布条
(4)打开A中分液漏斗的活塞,一段时间后,D中的无色溶液变为橙色(橙红色或黄色),说明氯的非金属性强于溴;打开D中活塞,将D中少量溶液放入装置E中,振荡,下层为紫红色,说明溴的非金属性强于碘
(5)2+2NOH===N+NO+H2O
(6)SO+2+H2O===SO+2-+2H+、SO+2H+===SO2↑+H2O
2.(2013·石家庄模拟)无水F3呈棕红色,极易潮解,100℃左右时升华,工业上常用作有机合成催剂。
实验室可用下列装置(夹持仪器略去)制备并收集无水F3。
请回答:
(1)装置A中反应的离子方程式为__________________________________________。
(2)装置F中所加的试剂为_________________________________________________。
(3)导管b的作用为_____________________________________________________;
装置B的作用为________________________________________________________。
(4)实验时应先点燃A处的酒精灯,反应一会儿后,再点燃D处的酒精灯,原因为________________________________________________________________________。
(5)反应结束后,拆卸装置前,必须进行的操作是_________________________________
________________________________________________________________________。
(6)为检验所得产品中是否含有F2,可进行如下实验:
取E中收集的产物少许,加水溶解,向所得溶液中加入一种试剂,该试剂为________(填序号)。
①F粉 ②SN溶液 ③酸性MO4溶液 ④NOH溶液
解析:
(1)MO2与浓盐酸反应的离子方程式为MO2+4H++2-M2++2↑+2H2O。
(2)F装置用于防止产物水解,所以F中盛放浓硫酸。
(3)导管b的作用是平衡压强,使浓盐酸顺利流下;
装置B的作用是除去2中的H气体,同时判断实验过程中导管是否被产品堵塞。
(4)装置中的空气会影响产品的纯度,所以点燃D处的酒精灯前必须排尽实验装置中的空气。
(5)氯气有毒,在拆卸装置前必须被完全吸收。
(6)可用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子。
答案:
(1)MO2+4H++2-M2++2↑+2H2O
(2)浓硫酸或浓H2SO4 (3)平衡压强(或使浓盐酸顺利流下) 除去2中的H气体,判断实验过程中导管是否被产品堵塞 (4)排尽实验装置中的空气
(5)打开活塞,通入空气,排出装置内残留的2,保证吸收更彻底(其他合答案均可) (6)③
3.(2013·荆州质检)实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。
(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的最佳物质的量之比为________;为了吸收该反应中产生的尾气,可选择的最佳装置是________(填序号)。
(2)为符合绿色的要求,某研究性习小组进行如下设计。
方案1:
以空气为氧剂。
将铜粉在仪器N中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧铜,再使氧铜与稀硫酸反应。
方案2:
将空气或氧气直接通入到铜粉与烯硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。
向反应液中加少量FSO4,再通入空气或氧气,即发生反应,生成硫酸铜。
反应完全后,加入物质甲调节pH,铁元素全部转为F(OH)3沉淀(一般当铁离子的浓度下降到10-5·L-1时,就认为沉淀完全),然后过滤、浓缩、结晶。
(已知:
常温下,p[(OH)2]=10-22,p[F(OH)3]=10-38)
请回答下列问题:
①方案1中仪器N的名称是________。
②方案2中为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为________。
③方案2中甲物质可选用________(填序号)。
A.O B.NOH
.O3D.2(OH)2O3
E.F2(SO4)3
④方案2反应中加入少量FSO4可加速铜的氧,用离子方程式解释其原因:
________________________________________________________________________。
解析:
(1)3+3H2SO4+2HNO3===3SO4+2NO↑+4H2O,因此硫酸和硝酸的最佳物质的量之比为3∶2。
NO与氢氧钠溶液不反应,必须先使其与氧气反应生成NO2才
能被氢氧钠溶液吸收,故A错误,、D的吸收效果不佳,最佳装置为B。
(2)②c3(OH-)===10-33,解得c(OH-)=10-11(·L-1),故pH=30。
③根据F3++3H2OF(OH)3+3H+,可加入O3、2(OH)2O3等促使平衡正向移动,从而生成氢氧铁沉淀而除去F3+,并且不引入新杂质。
答案:
(1)3∶2 B
(2)①坩埚 ②30 ③D
④4F2++O2+4H+===4F3++2H2O、2F3++
===2F2++2+
4.(2013·唐山一模)正三价铁元素有一定的氧性,F3溶液吸收一定量SO2后溶液颜色发生变。
(1)反应的离子方程式为_________________________________________________。
(2)除H+,OH-,H2O外,溶液中一定含有的微粒有________。
A.F2+ B.F3+ .- D.SO E.H2SO3
(3)对还不能确定的微粒存在情况提出合的假设:
假设1:
只存在F3+;
假设2:
只存在______________________________________________________;
假设3:
_____________________________________________________________。
(4)设计实验方案,进行实验。
写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂:
3·L-1H2SO4,1·L-1NOH,001·L-1MO4,
20%SN,3%H2O2,淀粉I溶液、紫色石蕊试液、品红溶液。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
步骤2:
解析:
氧剂(F3+)与还原剂(SO2)反应,得到的氧产物为SO,还原产物为F
2+,而原溶液中的-未参加反应。
当氧剂和还原剂恰好完全反应时,则没有F3+和H2SO3;若氧剂过量,则无H2SO3,而含有F3+;若还原剂过量,则没有F3+,而含有H2SO3。
通常用SN溶液检验F3+,用品红溶液检验H2SO3。
答案:
(1)2F3++SO2+2H2O===2F2++4H++SO
(2)AD
(3)H2SO3 既不存在F3+,也不存在H2SO3
(4)
实验步骤[]
预期现象和结论
步骤1:
取少量溶液于试管A中,滴加2~3滴20%SN溶液
(1)若溶液变血红色,则假设1成立
(2)若溶液不变血红色,则假设2或3成立
步骤2:
另取少量溶液于试管B中,滴加2~3滴品红溶液
(1)若溶液红色褪去,则假设2成立
(2)若溶液呈红色,结合步骤1中
(2),则假设3成立
或
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
取少量溶液于试管A中,滴加2~3滴淀粉I溶液
(1)若溶液变蓝色,则假设1成立
(2)若溶液不变蓝色,则假设2或3成立
步骤2:
另取少量溶液于试管B中,滴加2~3滴品红溶液
(1)若溶液红色褪去,则假设2成立
(2)若溶液呈红色,结合步骤1中
(2),则假设3成立
5.(2013·重庆高考)某研究小组利用如图装置探究温度对O还原F2O3的影响(固定装置略)。
(1)MgO3的分解产物为________。
(2)装置的作用是_____________________________________________________,
处尾气的方法为_______________________________________________________。
(3)将研究小组分为两组,按如图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物)。
两组分别用产物进行以下实验:
(已知:
F2+与3[F(N)6]反应产生蓝色沉淀)。
步骤
操作
甲组现象
乙组现象[]
1
取黑色粉末加入稀盐酸
溶解,无气泡
溶解,有气泡
2
取步骤1中溶液,滴加3[F(N)6]溶液
蓝色沉淀
蓝色沉淀
3
取步骤1中溶液,滴加SN溶液
变红
无现象
4
向步骤3溶液中滴加新制氯水
红色褪去
先变红,后褪色
①乙组得到的黑色粉末是________。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为__________________________________________。
③乙组步骤4中,溶液变红的原因为__________________________
_____________,
溶液褪色可能的原因及其验证方法为______________________________________
________________________________________________________________________。
④从实验安全考虑,题图装置还可采取的改进措施是__________________________
__
______________________________________________________________________。
解析:
本题考查O与氧铁反应的探究实验,意在考查考生对实验的设计与评价能力。
(1)MgO3的分解类似于O3。
(2)粉与O2反应制备O时,O2可能过量,中氢氧钠溶液可将过量的O2除去。
尾气中的O会污染空气,可用点燃的方法除去。
(3)①根据表格中的信息可知,甲、乙两组实验所得黑色固体分别是F3O4、F。
②F3O4可视为FO·F2O3。
FO、F2O3与盐酸反应的方程式分别为FO+2H===F2+H2O、F2O3+6H===2F3+3H2O,叠加得F3O4+8H===F2+2F3+4H2O,改写成离子方程式为F3O4+8H+===2F3++F2++4H2O。
③乙组实验步骤3得到的溶液中含有F2+而无F3+,滴加新制氯水变红是由于F2+被氧为F3+,溶液随后褪色,可能是由于2将SN-氧,欲验证此结论是否正确,可向溶液中重新滴加SN溶液,观察是否重新出现红色。
若出现红色,则假设成立,否则不成立。
④B装置温度较高,若发生倒吸,则会造成玻璃管炸裂,因此可
在装置B之间增加防倒吸装置。
答案:
(1)MgO、O2
(2)除O2 点燃
(3)①F ②F3O4+8H+===2F3++F2++4H2O ③F2+被氧为F3+,F3+遇SN-显红色 假设SN-被2氧,向溶液中加入SN溶液,若出现红色,则假设成立(其他合答案即可) ④在装置B之间添加装置E防倒吸(其他合答案均可)
6.(2013·西城模拟)某小组取一定质量的FSO4固体,利用下图装置进行实验。
实验
实验过程
实现现象
①
通入一段时间N2,加热
A中固体变为红棕色,B中有白色沉淀,D试管中有无色液体
②
用带有火星的木条靠近装置D的导管口
木条复燃
③
充分反应,停止加热,冷却后,取A中固体,加盐酸
固体溶解,溶液呈黄色
④
将③所得溶液滴入D试管中
溶液变为浅绿色
已知:
SO2熔点-72℃,沸点-10℃;SO3熔点168℃,沸点448℃。
(1)实验③反应的离子方程式是_____________________________________________。
(2)分解过程除产生使木条复燃的气体外,仅由A中固体颜色变推测,还一定有________气体,依据是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验④反应的离子方程式是_____________________________________________。
(4)某同依据B中的现象,认为FSO4分解一定有SO3生成。
你认为是否正确,并说明原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用必要的文字和方程式解释)。
解析:
加热FSO4固体,根据实验现
象及氧还原反应知识,FSO4分解生成F2O3和O2外,还有SO2生成。
因为FSO4分解生成的O2和SO2在水溶液中发生反应生成H2SO4,故无论FSO4分解时是否有SO3产生,B中都有白色沉淀;若有SO3产生,中的浓硫酸可吸收SO3。
O2和SO2进入D中,在冰盐水混合物作用下,SO2变为无色液体,将F3溶液滴入D试管中,发生反应:
2F3++SO2+2H2O===2F2++SO+4H+。
答案:
(1)F2O3+6H+===2F3++3H2O
(2)SO2 有F2O3生成,在FSO4中只有+6价S有氧性(能被还原),因此一定有SO2生成
(3)2F3++SO2+2H2O===2F2++SO+4H+
(4)不正确,因为分解反应有O2和SO2生成,水溶液中发生反应:
2SO2+O2+2H2O===2H2SO
4,故无论分解反应是否有SO3生成,都会有此现象
7.(2013·海淀模拟)资料显示:
镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。
某同设计了如下实验方案探究反应原并验证产物。
(1)提出假设
实验Ⅰ:
用砂纸擦去镁条表面氧膜,将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红变红。
该同对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测:
猜测1:
白色不溶物可能为________;
猜测2:
白色不溶物可能为MgO3;[||]
猜测3:
白色不溶物可能是碱式碳酸镁[MgO
3·yMg(OH)2]。
(2)设计定性实验确定产物并验证猜测:
实验序号
实验
实验现象
结论
实验Ⅱ
将实验Ⅰ中收
集到的气体点燃
能安静燃烧、产
生淡蓝色火焰
气体成分为
__①__
实验Ⅲ
取实验Ⅰ中的白[+++++]
色不溶物,洗涤,
加入足量__②__
__③__
白色不溶物可能含有MgO3
实验Ⅳ
取实验Ⅰ中的澄
清液,向其中加入
少量2稀溶液
产生白色沉淀
溶液中存在__④__
(3)为进一步确定实验Ⅰ的产物,设计定量实验方案,如图所示:
称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物226g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。
实验前后装置A增重18g,装置B增重88g,试确定白色不溶物的式为_____________________________________________。
(4)请结合用语和平衡移动原解释Mg和饱和NHO3溶液反应产生大量气泡的原因:
______________________________________________________________
_________
_______________________________________________________________。
解析:
(3)装置A增重18g,吸收的是H2O,装置B增重88g,吸收的是O2,则白色不溶物为碱式碳酸镁,充分加热后得到的固体为MgO。
(H2O)==01,(O2)==02,故(MgO)==03,根据元素守恒,可写出该白色不溶物的式。
答案:
(1)Mg(OH)2
(2)①氢气 ②稀盐酸(合均可) ③产生气泡,沉淀全部溶解 ④O
(3)2MgO3·Mg(OH)2或Mg(OH2)·2MgO3或Mg3(OH)2(O3)2
(4)NHO3溶液中存在平衡:
HOH++O、H2OH++OH-。
Mg和H+反应生成H2和Mg2+,Mg2+跟OH-、O生成难溶物Mg(OH)2·2MgO3,则H+、OH-、O的浓度均降低,促使上述两平衡均向右移动,故Mg和饱和NHO3溶液反应产生大量气体H2
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- 精品 新高 化学 二轮 专题 选择题 训练 综合 实验设计 答案