（課標版）高考化學一輪復習 核心突破考案（10）化學實驗基礎（含解析）新人教版-新人教版高三全冊化學試題

化學實驗基礎(45分鐘，100分)第Ⅰ卷(選擇題共42分)一、選擇題：本題共7小題，每小題6分，共42分。每小題只有一個選項符合題意。1．(2020·山西大同一中檢測)下列實驗裝置設計完全正確且能達到目的的是(D)[解析]本題主要考查化學實驗設計。從碘的CCl4溶液中分離I2并回收CCl4，可通過蒸餾達到目的，但溫度計水銀球的位置錯誤，溫度計水銀球應置于蒸餾燒瓶的支管口下沿處，A錯誤，由圖可知，NaOH溶液放入了酸式滴定管中，B錯誤；合成氨的反應要在高溫高壓下進行，且干燥的氨氣不能使干燥的pH試紙變色，C錯誤，用止水夾夾住右邊乳膠管，向長頸漏斗中加水至液面高于燒瓶內(nèi)液面，一段時間后內(nèi)外液面高度差不變，說明裝置氣密性良好，D正確。2．(2020·遼寧沈陽東北育才學校模擬)下列實驗方案不能達到實驗目的的是(C)A．圖甲裝置：Cu和濃硝酸制取NOB．圖乙裝置：實驗室制備Cl2C．圖丙裝置：實驗室制取乙酸乙酯D．圖丁裝置：實驗室分離CO和CO2[解析]本題主要考查NO、Cl2、乙酸乙酯的制備及氣體的分離裝置。Cu和濃硝酸反應生成NO2，NO2和H2O反應生成NO，可制取NO，A可達到目的；濃鹽酸和高錳酸鉀溶液反應生成氯氣，用向上排空氣法收集氯氣，氯氣可與氫氧化鈉反應，用NaOH溶液進行尾氣吸收，B可達到目的；乙酸乙酯在NaOH溶液中會發(fā)生水解反應，右側(cè)試管中應選用飽和碳酸鈉溶液，C不能達到目的，要將CO和CO2分離，先將混合氣體通過足量純堿溶液吸收CO2，經(jīng)濃硫酸干燥后可先收集到干燥的CO，而后滴加稀硫酸，再將生成的CO2用濃硫酸干燥，從而收集到純凈的CO2，D可達到目的。3．(2020·湖南邵陽二中月考)利用下列有關(guān)實驗裝置進行的相應實驗，能達到實驗目的的是(B)A．用圖1所示裝置制取少量純凈的CO2氣體B．用圖2所示裝置驗證鎂和鹽酸反應的熱效應C．用圖3所示裝置制取并收集干燥純凈的NH3D．用圖4裝置制備Fe(OH)2并可保證能觀察到白色沉淀的時間較長[解析]本題主要考查物質(zhì)的制備與性質(zhì)的驗證。圖1所示裝置是按照啟普發(fā)生器原理設計的，純堿是易溶于水的粉末，不能用于控制反應的發(fā)生與停止，且產(chǎn)物中混有HCl雜質(zhì)，A錯誤：鎂和鹽酸反應放熱，使具支試管內(nèi)的氣體壓強增大，U形管中右邊的水柱上升，B正確；NH3的密度比空氣小，應采用向下排空氣法收集，C錯誤；酒精與水以任意比例互溶，起不到隔絕空氣的作用，應采用苯或者汽油，D錯誤。4．(2020·河南安陽二模)某同學欲利用如圖裝置制取能較長時間存在的Fe(OH)2，其中實驗所用溶液現(xiàn)配現(xiàn)用且蒸餾水先加熱煮沸。下列分析正確的是(D)A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀鹽酸B．實驗開始時應先關(guān)閉止水夾a、打開b，再向燒瓶中加入XC．反應一段時間后可在燒瓶中觀察到白色沉淀D．反應結(jié)束后若關(guān)閉b及分液漏斗活塞，則Fe(OH)2可較長時間存在[解析]本題考查Fe(OH)2的制備。稀硝酸會將鐵氧化為＋3價的鐵離子，故A錯誤；實驗開始時，應先打開止水夾a、b，利用生成的氫氣將裝置中空氣排出，然后關(guān)閉a，再向燒瓶中加入X，故B錯誤：利用壓強差將燒瓶中生成的亞鐵離子排入錐形瓶中與NaOH溶液反應生成Fe(OH)2，立即在錐形瓶中觀察到白色沉淀，故C錯誤；反應結(jié)束后關(guān)閉b及分液漏斗活塞，由于裝置中的空氣及溶液中氧氣已經(jīng)被除去，故Fe(OH)2可較長時間存在，故D正確。5．(2020·江蘇南京、鹽城一模)利用廢蝕刻液(含F(xiàn)eCl2、CuCl2及FeCl3)制備堿性蝕刻液[Cu(NH3)4Cl2溶液]和FeCl3·6H2O的主要步驟：用H2O2氧化廢蝕刻液，制備氨氣，制備堿性蝕刻液[CuCl2＋4NH3=Cu(NH3)4Cl2]，固液分離，用鹽酸溶解沉淀并制備FeCl3·6H2O。下列實驗原理和裝置不能達到實驗目的的是(D)A．用裝置甲制備NH3B．用裝置乙制備Cu(NH3)4Cl2并沉鐵C．用裝置丙分離Cu(NH3)4Cl2溶液和Fe(OH)3D．用裝置丁將FeCl3溶液蒸干制備FeCl3·6H2O[解析]本題考查物質(zhì)的制備、分離和從溶液中獲取結(jié)晶水合物的方法。實驗室用Ca(OH)2和NH4Cl共熱制備氨氣，能達到實驗目的，故A不符合題意；乙裝置制備堿性蝕刻液Cu(NH3)4Cl2，F(xiàn)e3＋與氨水反應生成Fe(OH)3，乙裝置能完成實驗目的，故B不符合題意：丙裝置為過濾裝置，能分離固液混合物，丙裝置能夠達到實驗目的，故C不符合題意；用FeCl3溶液制備FeCl3·6H2O，采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，不能蒸干，丁裝置不能完成實驗目的，故D符合題意。6．(2019·江西師大附中、臨川一中聯(lián)考)下列實驗現(xiàn)象預測、實驗設計、儀器使用能達到目的的是(C)[解析]A項，實驗設計和儀器使用都是正確的，但檢驗產(chǎn)物(NH3)時使用的試紙不正確，應使用濕潤的紅色石蕊試紙，A項錯誤；B項，SO2的密度比空氣大，集氣瓶上的導氣管應“長進短出”，B項錯誤；C項的實驗原理為：2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，Cl2＋Na2S=S↓＋2NaCl，根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性可知，氧化性KMnO4>Cl2>S，浸有NaOH溶液的棉花用于吸收多余的Cl2，防止污染空氣，所以C項實驗的設計、儀器使用及現(xiàn)象預測均能達到目的；D項，用食鹽水浸泡過的鐵釘在空氣中發(fā)生的是吸氧腐蝕，不是析氫腐蝕，故D項錯誤。7．(2020·山東東營檢測)下列有關(guān)圖示裝置的敘述不正確的是(C)A．裝置①可用于吸收實驗中多余的SO2B．裝置②可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等C．裝置③中X為苯，可用于吸收氨氣或氯化氫D．裝置④可用于收集NH3，并吸收多余的NH3[解析]SO2和NaOH溶液會發(fā)生反應，故用NaOH溶液吸收SO2可以防止污染，A選項正確。裝置②中如果氣體從長導管通入，只能收集密度比空氣大且不能與空氣中的成分發(fā)生反應的氣體，此時可以收集Cl2、NO2等；如果氣體從短導管通入，只能收集密度比空氣小且不能與空氣中的成分發(fā)生反應的氣體，此時可以收集H2、NH3等，B選項正確。裝置③中如果X為苯，因為苯的密度比水的小，故苯應該在上層，C選項錯誤。裝置④中先用盛有堿石灰的干燥管除去氨氣中的水蒸氣，然后用排空氣法收集NH3，最后用防倒吸的裝置吸收多余的NH3，故D選項正確。第Ⅱ卷(非選擇題共58分)二、非選擇題：本題包括4小題，共58分8．(14分)(2020·湖北孝感檢測)某同學設計如下實驗方案，以分離KCl和BaCl2兩種固體混合物，試回答下列問題：供選試劑：Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、鹽酸(1)操作①的名稱是溶解，操作②的名稱是過濾。(2)試劑a是K2CO3，試劑b是HCl，固體B是BaCl2。(填化學式)(3)加入試劑a所發(fā)生反應的化學方程式為K2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2KCl加入試劑b所發(fā)生反應的化學方程式為BaCO3＋2HCl=BaCl2＋CO2↑＋H2O。(4)該方案能否達到實驗目的：不能(填“能”或“不能”)。若不能，應如何改進(若能，此問不用回答)？應在操作②的濾液中加入過量鹽酸后再蒸發(fā)結(jié)晶。(5)若要測定原混合物中BaCl2的質(zhì)量分數(shù)，除了要準確稱量混合物的質(zhì)量外，至少還要獲得的數(shù)據(jù)是沉淀A1或固體B的質(zhì)量。[解析]分離KCl和BaCl2兩種固體混合物，可用K2CO3將BaCl2轉(zhuǎn)化為BaCO3沉淀，過濾即可分離，BaCO3溶于鹽酸，蒸發(fā)結(jié)晶制得BaCl2固體；濾液的成分為KCl和過量的K2CO3，需用鹽酸除去過量的K2CO3，再蒸發(fā)結(jié)晶才能制得KCl固體，故本題設計的方案不能達到實驗目的。固體B(BaCl2)中的所有鋇離子全部來源于原混合物，因此只要測得固體B或沉淀A的質(zhì)量，根據(jù)“鋇量”守恒可確定BaCl2的質(zhì)量分數(shù)。9．(13分)(2020·昆明模擬)某化學興趣小組在實驗室從海帶灰中提取碘并制備KI晶體。Ⅰ.碘單質(zhì)的提取，實驗過程如圖：請回答下列問題：(1)操作b的名稱是分液。(2)試劑a可以選用的是ABD。(填序號)A．苯 B．CCl4C．甘油 D．直餾汽油E．己烯Ⅱ.KI晶體的制備，實驗裝置如圖：實驗步驟如下ⅰ.配制0.5mol·L－1的KOH溶液。ⅱ.在三頸瓶中加入12.7g研細的單質(zhì)I2和250mL0.5mol·L－1的KOH溶液，攪拌至碘完全溶解。ⅲ.通過滴液漏斗向反應后的溶液中滴加適量甲酸，充分反應后，HCOOH被氧化為CO2，再用KOH溶液調(diào)pH至9～10，將所得溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。得KI產(chǎn)品14.5g。請回答下列問題：(3)配制0.5mol·L－1KOH溶液時，下列操作導致所配溶液濃度偏高的是BD(填序號)。A．托盤上分別放置質(zhì)量相等的紙片后稱量KOH固體B．稱量好的固體放入燒杯中溶解，未經(jīng)冷卻直接轉(zhuǎn)移入容量瓶C．未洗滌燒杯及玻璃棒，直接向容量瓶中加水定容D．定容時俯視刻度線E．定容后搖勻，液面下降，再加水至刻度線(4)步驟ⅱ中I2與KOH溶液反應生成的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1﹕5，請寫出氧化產(chǎn)物的化學式：KIO3。(5)步驟ⅲ中向溶液中滴加適量甲酸時，需打開活塞b(選填“a”“b”或“a和b”)(6)實驗中，加入HCOOH發(fā)生氧化還原反應的離子方程式為3HCOOH＋IOeq\o\al(－,3)=I－＋3CO2↑＋3H2O。(7)實驗中KI的產(chǎn)率為87.3%(結(jié)果保留一位小數(shù))。[解析]Ⅰ.分析實驗流程可知，海帶灰加水溶解后過濾，可將濁液分離為固體和溶液，則溶液Ⅰ含有提取的碘離子，將溶液Ⅰ酸化再加入H2O2，將I－氧化為I2，加入萃取劑萃取碘，經(jīng)操作a得到碘的有機溶液，操作a應為分液。向有機層中加入40%的NaOH溶液，碘和濃氫氧化鈉溶液發(fā)生歧化反應，溶液分層，因而(1)操作b也是分液，溶液Ⅲ經(jīng)硫酸酸化發(fā)生歸中反應，又生成碘單質(zhì)，經(jīng)過濾分離出碘。(2)試劑a是萃取碘水中碘的試劑，根據(jù)萃取劑的選擇要求，可以選用的是苯或CCl4或直餾汽油，應選A、B、D。Ⅱ.分析KI晶體的制備原理，I2與KOH溶液反應生成KIO3和KI，再用甲酸還原KIO3，將所得溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得KI產(chǎn)品。(3)A.KOH固體具有吸水性，能與空氣中的二氧化碳反應，在紙片上稱量KOH固體，會使所稱量的KOH質(zhì)量偏小，導致配得的溶液濃度偏低，故不選A；B.溶液未經(jīng)冷卻立即注入容量瓶，冷卻后溶液體積縮小，導致濃度偏大，故選B；C.未洗滌燒杯及玻璃棒直接向容量瓶中加水定容，導致溶質(zhì)的物質(zhì)的量偏小，配制的溶液濃度偏低，故C不選；D．定容時俯視刻度線，導致溶液的體積偏小，所以配制溶液的濃度偏高，故選D；E定容后搖勻，液面下降，再加水至刻度線，使溶液的體積增大，所配溶液濃度偏低，故E不選；綜合以上分析，應選B、D。(4)I2與KOH溶液反應，I2既被氧化又被還原，容易判斷還原產(chǎn)物為KI，若生成的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1﹕5，根據(jù)得失電子守恒，可判斷出氧化產(chǎn)物中碘元素化合價為＋5價，因此可推出氧化產(chǎn)物為KIO3。(5)步驟ⅲ中向溶液中滴加適量甲酸時，使用的是恒壓滴液漏斗，起到了平衡壓強的作用，因此只需打開活塞b，即可使甲酸順利滴下。(6)由信息可知，加入甲酸的作用是還原碘酸鉀，HCOOH被氧化為CO2，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒寫出HCOOH發(fā)生氧化還原反應的離子方程式為3HCOOH＋IOeq\o\al(－,3)=I－＋3CO2↑＋3H2O。(7)由反應原理可知，理論上參加反應的I2都生成了KI,12.7g單質(zhì)I2的物質(zhì)的量為eq\f(12.7g,254g·mol－1)＝0.05mol，則理論上全部生成的KI為0.05mol×2＝0.1mol，KI的理論產(chǎn)量為0.1mol×166g·mol－1＝16.6g，則產(chǎn)率＝eq\f(14.5g,16.6g)×100%＝87.3%。10．(15分)(2020·湖北武漢調(diào)研節(jié)選)某研究小組通過以下實驗測定硼氫化鈉(可溶于NaOH溶液)樣品的純度。(1)準確稱取干燥的硼氫化鈉樣品0.50g，用NaOH溶液溶解后配制成100mL溶液；(2)取10.00mL樣品溶液于錐形瓶中，加入25.00mL0.10mol/LKIO3溶液，然后加入足量KI，滴入幾滴淀粉溶液，無明顯現(xiàn)象(3NaBH4＋4KIO3=3NaBO2＋4KI＋6H2O)；(3)加入足量稀硫酸酸化，溶液變成深藍色(KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O)；(4)用0.50mol/LNa2S2O3標準溶液滴定，至終點時，消耗該標準溶液12.00mL(I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6)。則樣品中NaBH4的質(zhì)量分數(shù)為85.5%。[解析]結(jié)合反應KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O和I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6，可得關(guān)系式KIO3～3I2～6Na2S2O3，則與KI反應的KIO3的物質(zhì)的量為n1(KIO3)＝eq\f(1,6)n(Na2S2O3)＝eq\f(1,6)×0.50mol/L×12×10－3L＝0.0010mol；則與10.00mL樣品溶液反應的KIO3的物質(zhì)的量為n2(KIO3)＝0.10mol/L×25×10－3L－0.0010mol＝0.0015mol；由反應3NaBH4＋4KIO3=3NaBO2＋4KI＋6H2O，可得關(guān)系式3NaBH4～4KIO3，則n(NaBH4)＝eq\f(3,4)n2(KIO3)，所以0.50g樣品中m(NaBH4)＝eq\f(3,4)×0.0015mol×38g/mol×eq\f(100mL,10mL)＝0.4275g，則樣品中NaBH4的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(0.4275g,0.50g)×100%＝85.5%。11．(16分)(2020·天津高三檢測)綠色粉末摩爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]在定量分析中常用作標定高錳酸鉀等溶液的標準物質(zhì)，還用作化學試劑、醫(yī)藥以及用于冶金、電鍍等?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗摩爾鹽晶體加強熱時的分解產(chǎn)物。裝置A中可觀察到的現(xiàn)象是綠色粉末變?yōu)榧t色，由此可知摩爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中有Fe2O3。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是溶液變紅，由此可知摩爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中有NH3。裝置B的主要作用是吸收分解產(chǎn)生的酸性氣體。裝置C中進氣管口接一廣口儀器，原因是防止倒吸。(2)乙組同學認為摩爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中還含有SO3(g)、SO2(g)及N2。為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A和下圖所示的部分裝置進行實驗。①乙組同學的實驗中，檢驗SO3選用的裝置是F，現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀，有關(guān)反應的化學方程式為SO3＋H2O＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl。檢驗SO2選用的裝置是