2022年高考化學(xué)易錯(cuò)練兵：專題18化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

1、PAGE27專題18化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1硝基苯是重要的精細(xì)化工原料，是醫(yī)藥和染料的中間體，還可作有機(jī)溶劑。制備硝基苯的過(guò)程如下：組裝如下圖反應(yīng)裝置。配制混酸，取100mL燒杯，用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混酸，加入漏斗中，把18mL苯加入三頸燒瓶中。向室溫下的苯中逐滴加入混酸，邊滴邊攪拌，混合均勻。在5060下發(fā)生反應(yīng)，直至反應(yīng)結(jié)束。除去混酸后，粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和10%Na2CO3溶液洗滌，最后再用蒸餾水洗滌得到粗產(chǎn)品。已知1HNO3濃H2OHNO3濃2可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下物質(zhì)熔點(diǎn)/沸點(diǎn)/密度20/eqblcrcavs4alco1gcm3溶解性苯80微溶于水硝基苯難溶于水

2、1，3二硝基苯89301微溶于水濃硝酸83易溶于水濃硫酸338易溶于水請(qǐng)回答下列問(wèn)題：1配制混酸應(yīng)在燒杯中先加入_。2恒壓滴液漏斗的優(yōu)點(diǎn)是_。3實(shí)驗(yàn)裝置中長(zhǎng)玻璃管可用_代替填儀器名稱。4反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)品在液體的_層填“上”或者“下”，分離混酸和產(chǎn)品的操作方法為_。5用10%Na2CO3溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌時(shí)，怎樣驗(yàn)證液體已洗凈_。6為了得到更純凈的硝基苯，還需先向液體中加入_除去水，然后蒸餾。答案1濃硝酸2可以保持漏斗內(nèi)壓強(qiáng)與發(fā)生器內(nèi)壓強(qiáng)相等，使漏斗內(nèi)液體能順利流下3冷凝管球形冷凝管或直行冷凝管均可4上分液5取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣，若無(wú)沉淀生成，說(shuō)明已洗凈6氯化鈣2三草酸合鐵

3、酸鉀晶體K3FeC2O433H2O可用于攝影和藍(lán)色印刷，它受熱易分解，為了驗(yàn)證其氣態(tài)產(chǎn)物，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置：1若實(shí)驗(yàn)中，觀察到B、E中的溶液均變渾濁，則D中的現(xiàn)象是_；說(shuō)明其氣態(tài)產(chǎn)物是_、_；為驗(yàn)證另一種氣態(tài)產(chǎn)物，應(yīng)在A、B之間增加的裝置為_。2為了使實(shí)驗(yàn)更安全、更嚴(yán)密，你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要如何改進(jìn)_；_。3固體產(chǎn)物中鐵元素不可能以3價(jià)形式存在，理由是_?，F(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究固體產(chǎn)物中鐵元素的存在形式。提出合理假設(shè)。假設(shè)1：_；假設(shè)2：_；假設(shè)3：_。某學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究上述假設(shè)，除3%H2O2、蒸餾水外，還需要下列試劑中的_。限選試劑：濃硫酸、L1HNO3、L1鹽酸、L1NaOH溶液、L1

4、KI溶液、L1CuSO4溶液、20%KSCN溶液。答案1溶液褪色或變淺CO2CO盛有無(wú)水CuSO4的干燥管2在B裝置之前加一個(gè)防倒吸裝置在C裝置后增加一個(gè)檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡的裝置或盛有澄清石灰水的試管3有還原性氣體CO生成，能將三價(jià)鐵還原，故不可能有三價(jià)鐵存在鐵元素的存在形式為Fe單質(zhì)鐵元素的存在形式為FeO鐵元素的存在形式為Fe與FeO的混合物L(fēng)1鹽酸、20%KSCN溶液、L1CuSO4溶液3某化學(xué)興趣小組為研究生鐵含碳與濃硫酸的反應(yīng)情況及產(chǎn)物性質(zhì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：1按上圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)夾持裝置及尾氣處理裝置未畫出。儀器b的名稱為_；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，裝置B中觀察的現(xiàn)象是_。2裝

5、置C中有白色沉淀生成，該反應(yīng)化學(xué)方程式為_。3裝置A中還會(huì)產(chǎn)生CO2氣體，請(qǐng)寫出產(chǎn)生CO2的化學(xué)方程式：_。4為了驗(yàn)證裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有CO2，應(yīng)先從下列中選出必要的裝置連接A裝置中c處管口，從左到右的順序?yàn)開填序號(hào)；然后再進(jìn)行的操作是從a處多次鼓入N2，其目的是_。5某同學(xué)通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)后期裝置A中產(chǎn)生的氣體中還含有H2，反應(yīng)的離子方程式是_。答案1分液漏斗品紅試紙褪色，石蕊試紙變紅2BaNO323SO22H2O=BaSO42NO2H2SO4書寫2個(gè)方程式也可3C2H2SO4濃eqo=,sugL1計(jì)。化學(xué)興趣小組測(cè)定某水樣的化學(xué)需氧量COD過(guò)程如下：取amL水樣置于錐形瓶中，加入的K2C

6、r2O7溶液。加指示劑，用cmolL1的硫酸亞鐵銨NH42FeSO42溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗bmL此步驟的目的是用Fe2把多余的Cr2Oeqoal2,7轉(zhuǎn)化為Cr3。中量取K2Cr2O7溶液的儀器是_。計(jì)算該水樣的化學(xué)需氧量時(shí)需用到下列關(guān)系：要除去1molCr2Oeqoal2,7需消耗_molFe2，1molCr2Oeqoal2,7相當(dāng)于_molO2。答案17NaNO22向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，待液體流下，重復(fù)操作23次D32Cr2O3eqo=,su16.8 g，裝置E中產(chǎn)生白色沉淀的質(zhì)量為ng，則此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是_用含字母的代數(shù)式表示，不用化簡(jiǎn)。3某興趣小組欲在綠色環(huán)保的條件下探

7、究SO2的性質(zhì)，設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置。B、C、D分別用于檢驗(yàn)SO2的漂白性、還原性和氧化性，則B中所盛試劑為_；C中反應(yīng)的離子方程式為_；D中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_；E裝置的作用是_。答案：1S、Fe2打開分液漏斗上的活塞，旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加使殘留在裝置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收eqffm,80,fm,80fn,233100%3品紅溶液SO2I22H2O=SOeqoal2,42I4H試管中有淡黃色沉淀生成吸收尾氣，防止倒吸6某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進(jìn)行了以下化學(xué)實(shí)驗(yàn)：將金屬鈣置于空氣中燃燒，然后向所得固體產(chǎn)物中加入一定量蒸餾水，此過(guò)程中反應(yīng)放出大量的熱，并且放出有臭味的氣體。1甲同學(xué)提出：

8、運(yùn)用類比學(xué)習(xí)的思想，Ca與Mg是同一主族元素，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性，根據(jù)甲同學(xué)的觀點(diǎn)寫出Ca在空氣中燃燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。2乙同學(xué)提出：Ca的性質(zhì)比Na活潑，在空氣中燃燒還應(yīng)有CaO2生成，CaO2與Na2O2性質(zhì)相似，綜合甲、乙同學(xué)的觀點(diǎn)寫出Ca燃燒后的固體產(chǎn)物與水反應(yīng)放出氣體的化學(xué)方程式：_。3丙同學(xué)提出用實(shí)驗(yàn)的方法探究放出的有臭味氣體的成分：【查閱資料】CaO2遇水反應(yīng)生成H2O2，H2O2會(huì)分解產(chǎn)生一定量的O3。碘量法是最常用的臭氧測(cè)定方法，其原理為O32KIH2O=O2I22KOH?！咎岢黾僭O(shè)】假設(shè)1：該有臭味氣體只含NH3；假設(shè)2：該有臭味氣體只含_；假設(shè)3：該有臭味

9、氣體含有_。【設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究】限選實(shí)驗(yàn)試劑：紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙、23.0 gL的溶液；C取步驟B的溶液，滴加足量BaCl2溶液，將生成的白色沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥，稱量得固體質(zhì)量為1.97 g。步驟C中不溶物干燥前必須經(jīng)過(guò)洗滌，如何檢驗(yàn)該沉淀是否洗滌干凈_。該探究得出鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。答案：1C關(guān)閉彈簧夾，向長(zhǎng)頸漏斗中加水，一段時(shí)間后靜置液面保持不變，說(shuō)明氣密性良好2B3裝置5中出現(xiàn)大量渾濁；排盡裝置中的空氣4取最后一次洗滌液加入稀H2SO4，不出現(xiàn)渾濁說(shuō)明沉淀洗滌干凈6Na4CO2eqo=,su1.97 g197 gol110，mNa2CO3106 gmol110

10、.6 g。所以固體中含有Na2O，nNa2O23 g10.6 g62 gmol1，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，反應(yīng)中CO2中C化合價(jià)下降為2價(jià)的CO，故反應(yīng)方程式為6Na4CO2eqo=,suLLKIO3溶液/mLH2O/mL反應(yīng)溫度/溶液變藍(lán)的時(shí)間t/s1015a10t11030010t210b020t3表中a_，b_。3改變反應(yīng)溫度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到溫度T與溶液變藍(lán)所需時(shí)間t的關(guān)系如圖所示“”表示超過(guò)50 后溶液不會(huì)再變藍(lán)。在30 下，若溶液變藍(lán)時(shí)，I2的物質(zhì)的量為nmol，則從反應(yīng)開始至溶液變藍(lán)，IO3的平均反應(yīng)速率為_molL1s1寫出表達(dá)式即可，不要化簡(jiǎn)根據(jù)圖像，請(qǐng)你分析溫度低于50 時(shí)，溶

11、液變藍(lán)所需時(shí)間與反應(yīng)溫度的關(guān)系：_4將NaHSO3溶液與KIO3溶液混合預(yù)先加入可溶性淀粉為指示劑，用速率檢測(cè)儀檢測(cè)出起始階段反應(yīng)速率逐漸增大，一段時(shí)間后反應(yīng)速率又逐漸減假設(shè)一：反應(yīng)生成的SOeqoal2,4對(duì)反應(yīng)起催化作用，SOeqoal2,4濃度越大反應(yīng)速率越快；假設(shè)二：_；假設(shè)三：_；5請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容反應(yīng)速率可用測(cè)速儀測(cè)定。實(shí)驗(yàn)方案不要求寫出具體操作過(guò)程預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論答案：12IOeqoal,35HSOeqoal,3=5SOeqoal2,4I23HH2O215303eqf2n,4010365溫度低于30 時(shí)，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時(shí)間越短；溫度高于30 時(shí)

12、，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時(shí)間越長(zhǎng)本小題具有開放性，答案合理即可4反應(yīng)生成的H對(duì)反應(yīng)起催化作用，H濃度越大反應(yīng)速率越快反應(yīng)生成的I2對(duì)反應(yīng)起催化作用，I2濃度越大反應(yīng)速率越快或該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快本小題具有開放性，答案合理即可5實(shí)驗(yàn)方案不要求寫出具體操作過(guò)程預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論在燒杯甲中將NaHSO3溶液與過(guò)量KIO3溶液混合，用測(cè)速儀測(cè)定其起始時(shí)的反應(yīng)速率v甲；在燒杯乙中進(jìn)行同一反應(yīng)不同的是乙燒杯中預(yù)先加入少量Na2SO4或K2SO4粉末，其他反應(yīng)條件均完全相同，測(cè)定其起始階段的相同時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率v乙若v甲v乙，則假設(shè)一不成立；若v甲v乙，則假設(shè)一成立本小題具有開放性，答

13、案合理即可率，另一燒杯中先加入硫酸鹽，如Na2SO4或K2SO4等，再加入NaHSO3與過(guò)量KIO3溶液測(cè)其反應(yīng)速率，判斷cSOeqoal2,4是否對(duì)該反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。9某小組以CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X。為確定其組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。氨的測(cè)定：精確稱取wgX，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1molL1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2molL1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl，到終點(diǎn)時(shí)消耗V2mLNaOH溶液。氨的測(cè)定裝置已

14、省略加熱和夾持裝置氯的測(cè)定：準(zhǔn)確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)淡紅色沉淀不再消失為終點(diǎn)Ag2CrO4為磚紅色?；卮鹣铝袉?wèn)題：1裝置中安全管的作用原理是_。2用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl時(shí)，應(yīng)使用_式滴定管，可使用的指示劑為_。3樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為_。4測(cè)定氨前應(yīng)該對(duì)裝置進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)，若氣密性不好測(cè)定結(jié)果將_填“偏高”或“偏低”。5測(cè)定氯的過(guò)程中，使用棕色滴定管的原因是_；滴定終點(diǎn)時(shí)，若溶液中cAg105molL1，cCrOeqoal2,4為_molL1。已知：KsolL1，可求出cCrOeqoal2,4eqfKsolL1103m

15、olL1。6樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為163，可寫出化學(xué)式為CoNH36Cl3，由化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算，NH3整體為0價(jià)，氯為1價(jià)，故Co為3價(jià)；從而推出制備X的化學(xué)方程式為2CoCl22NH4Cl10NH3H2O2=2CoNH36Cl32H2O。由于溫度過(guò)高時(shí)H2O2易分解，NH3易揮發(fā)，故制備過(guò)程中溫度不能過(guò)高，否則H2O2分解，NH3揮發(fā)。10磷酸鐵FeL濾液中的Fe2，消耗amolL1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液bmL，則濾液中cFe2_molL1。為使濾液中的Fe2完全被H2O2氧化，下列實(shí)驗(yàn)條件控制正確的是_填序號(hào)。A加入適當(dāng)過(guò)量的H2O2溶液B緩慢滴加H2O2溶液并

16、攪拌C加熱，使反應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行D用氨水調(diào)節(jié)溶液15 gL蒸餾水。另取5 g研細(xì)的硫粉，用3mL乙醇潤(rùn)濕，加入上述溶液中。安裝實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，部分夾持裝置略去，水浴加熱，微沸60分鐘。趁熱過(guò)濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出Na2S2O35H2O，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品?；卮饐?wèn)題：1硫粉在反應(yīng)前用乙醇潤(rùn)濕的目的是_。2儀器a的名稱是_，其作用是_。3產(chǎn)品中除了有未反應(yīng)的Na2SO3外，最可能存在的無(wú)機(jī)雜質(zhì)是_。檢驗(yàn)是否存在該雜質(zhì)的方法是_。4該實(shí)驗(yàn)一般控制在堿性環(huán)境下進(jìn)行，否則產(chǎn)品發(fā)黃，用離子反應(yīng)方程式表示其原因：_。測(cè)定產(chǎn)品純度準(zhǔn)確稱取Wg產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用L

17、1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。反應(yīng)原理為：2S2Oeqoal2,3I2=S4Oeqoal2,62I5滴定至終點(diǎn)時(shí)，溶液顏色的變化：_。6測(cè)定起始和終點(diǎn)的液面位置如圖，則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為_mL。產(chǎn)品的純度為設(shè)Na2S2O35H2O相對(duì)分子質(zhì)量為M_。Na2S2O3的應(yīng)用7Na2S2O3還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl2氧化成SOeqoal2,4，常用作脫氯劑，該反應(yīng)的離子方程式為_。答案：1使硫粉易于分散到溶液中2冷凝管冷凝回流3Na2SO4取少量產(chǎn)品溶于過(guò)量稀鹽酸，過(guò)濾，向?yàn)V液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，則產(chǎn)品中含有Na2SO44S2Oeqoal2,32H=SSO2H2O5由無(wú)色變藍(lán)色6eqf1

18、03M,W100%7S2Oeqoal2,34Cl25H2O=2SOeqoal2,48Cl10H12某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸H2C2O4能將其中的Cr2Oeqoal2,7轉(zhuǎn)化為Cr3。某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬Al2FeSO4424H2O即可對(duì)該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響，探究如下：1在25 L草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL46010305601030560測(cè)得實(shí)驗(yàn)和溶液中的Cr2Oeqoal2,7濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。2上述反應(yīng)后草酸被氧化為_填化學(xué)式。3實(shí)驗(yàn)和的結(jié)果表明_；實(shí)驗(yàn)中0t1時(shí)間段反應(yīng)速率vCr3_molL1min1用代數(shù)式表示。4該課題組對(duì)鐵明礬Al2FeSO4424H2O中起催化作用的成分提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三：假設(shè)一：Fe2起催化作用；假設(shè)二：_；假設(shè)三：_；5請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，完成下表中