學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第十一章第三講物質的制備及實驗方案的設計與評價(時間：45分鐘滿分:100分)考點題號常見氣體的制備2、3、4、5、10實驗方案設計與評價1、6、7、8、9、11、12一、單項選擇題(本題共6個小題,每題4分,共24分.每個小題只有一個選項符合題意）1．下列實驗方案合理的是(）。A．用通入酸性高錳酸鉀溶液的方法除去乙烯中混有的二氧化硫B．用加入濃溴水的方法分離苯和苯酚的混合物C．用灼熱的銅絲網除去N2中混有的少量O2D．用燃燒的方法除去CO2中混有的少量CO解析乙烯能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,A項錯誤；濃溴水與苯酚反應生成的三溴苯酚難溶于水但易溶于有機溶劑，如苯中，B項錯誤；氧氣能與灼熱的銅反應生成氧化銅而除去,氮氣在加熱條件下不能與銅反應,C項正確；因CO2中混有少量的CO，此混合氣體不能燃燒，D項錯誤.答案C2．為了凈化和收集由鹽酸和大理石制得的CO2氣體，從下圖中選擇合適的裝置并連接。其中連接順序合理的是（).A．a-a′→d′—d→e B．c—c′→d—d′→gC．b-b′→d—d′→g D．d-d′→c-c′→f解析鹽酸和大理石制得的CO2氣體含有氯化氫和水蒸氣，除氯化氫用飽和碳酸氫鈉溶液，干燥用濃硫酸，二氧化碳比空氣密度大，所以用向上排空氣法。答案B3．（2013·鄭州摸底）下圖的實驗裝置用來分離CO2和CO氣體并干燥。圖中a為止水夾,b為分液漏斗的活塞，通過Y形管和止水夾分別接c、d兩球膽，現裝置內的空氣已排盡。為使實驗成功,甲、乙、丙中盛放的溶液分別是（).A．NaHCO3飽和溶液、12mol·L－1鹽酸、18。4mol·L－1硫酸B．Na2CO3飽和溶液、2mol·L－1硫酸、NaOH飽和溶液C．NaOH飽和溶液、2mol·L－1硫酸、18.4mol·L－1硫酸D．18.4mol·L－1硫酸、NaOH飽和溶液、18。4mol·L－1硫酸解析由圖示可知甲中所盛試劑用于吸收混合氣中的CO2，可排除A、D兩項;丙中所盛試劑用于干燥CO和CO2氣體，排除B項.答案C4．（2013·濰坊二調)下列實驗操作正確的是(）。解析B項NO不能用排空氣法收集；C項濃硫酸不能在量筒中稀釋;D項易發(fā)生倒吸現象。答案A5．(2013·廣州調研)下列制備和收集氣體的實驗裝置合理的是()。解析用氯化銨和氫氧化鈣固體制氨氣時有水生成,試管口應向下傾斜；NO能與空氣中的氧氣反應生成NO2且和空氣密度相近，應用排水法收集；氫氣密度比空氣小，收集氫氣時導管應“短進長出”。答案D6．某地污水中含有Zn2＋、Hg2＋、Fe3＋和Cu2＋4種陽離子。甲、乙、丙3位同學設計的從該污水中回收金屬銅的方案如下。甲：eq\x（污水)eq\o（→,\s\up13（＋過量NaOH溶液，過濾),\s\do13(①))eq\x（沉淀）eq\o(→,\s\up13（△),\s\do13(②)）eq\x(CuO）eq\o(→，\s\up13（＋H2，△),\s\do13（③）)eq\x(Cu）乙：eq\x(污水)eq\o（→,\s\up13(＋過量鐵粉,過濾)，\s\do13(①))eq\x（濾渣)eq\o（→,\s\up13(△),\s\do13（②)）eq\x(CuO)eq\o(→，\s\up13(＋H2，△）,\s\do13（③）)eq\x(Cu)丙：eq\x(污水)eq\o（→，\s\up13（＋過量鐵粉,過濾),\s\do13（①）)eq\x(濾渣）eq\o(→,\s\up13（＋稀鹽酸，過濾)，\s\do13（②）)eq\x(濾渣)eq\o（→,\s\up13(△）,\s\do13(③）)eq\x（CuO）eq\o(→，\s\up13(＋H2，△)，\s\do13（④））eq\x（Cu)下列判斷正確的是()。A．三種實驗方案中都能制得純凈的銅B．乙方案中加過量鐵粉可以將4種陽離子全部還原C．甲方案中的反應涉及置換、分解、化合、復分解4種反應類型D．丙方案會產生環(huán)境污染解析甲實驗得到的沉淀中含有Fe(OH）3、Cu（OH）2和Hg(OH)2，加熱后得到Fe2O3、CuO和HgO，HgO進一步分解變?yōu)楣魵?，通H2還原后得到Fe和Cu；乙實驗中加入過量鐵粉,過濾所得的濾渣中含有汞、銅以及過量的鐵粉,最后也不能得到純凈的銅；丙實驗中用鹽酸溶解了濾渣中的鐵，加熱汞變?yōu)檎魵?，最后可以得到純凈的銅。因為鋅比鐵活潑,所以方案乙中加入的鐵不能還原Zn2＋.甲方案中沒有涉及化合反應。丙方案有可能產生汞蒸氣和酸性廢水，從而導致環(huán)境污染。答案D二、雙項選擇題(本題共2個小題，每題6分，共12分。每小題有兩個選項符合題意）7．（2013·深圳預測)下述實驗設計能夠達到目的的是(）。選項實驗目的實驗設計A除去CO2中少量的SO2將混合氣體通過飽和Na2CO3溶液B除去Cu粉中混有的CuO向混合物中滴加適量稀硝酸C檢驗溶液中是否含有Fe2＋向溶液中滴入氯水后，再滴加KSCN溶液D證明H2CO3酸性比H2SiO3強將CO2通入Na2SiO3溶液中解析除去CO2中少量的SO2，應將混合氣體通過飽和NaHCO3溶液,A正確；除去Cu粉中混有的CuO，應向混合物中滴加適量非氧化性酸（如稀硫酸、稀鹽酸等)，B錯誤;檢驗溶液中是否含有Fe2＋，應向溶液中先滴加KSCN溶液，若顏色無變化,再滴入氯水溶液變血紅色，C錯誤。根據酸性強弱的規(guī)律可知D正確.答案AD8．（2013·東莞模擬）某同學通過系列實驗探討Mg及其化合物的性質,操作正確且能達到目的的是（).A．將水加入濃硫酸中得稀硫酸,置鎂片于其中探討Mg的活潑性B．將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中,觀察Mg（OH）2沉淀的生成C．將Mg(OH）2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀D．將Mg（OH)2沉淀轉入表面皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無水MgCl2固體解析A項中濃硫酸的稀釋操作錯誤.C項中過濾時應將濁液沿玻璃棒注入漏斗中過濾，C正確。D項溶液蒸發(fā)應在蒸發(fā)皿中進行，并且MgCl2溶液蒸發(fā)時要設法抑制Mg2＋的水解，D錯。答案為BC。答案BC三、非選擇題（本題共4個小題，共64分）9．(17分）某同學想利用圖示裝置（夾持裝置已略去）實驗,探究SO2與Na2O2反應的產物。測得反應前C管的質量為m1g，反應后C管的質量為m2g,反應后裝置D質量增加了Ⅰ.裝置B的作用_______________________________________________________________；裝置D的作用_______________________________________________________________。Ⅱ.如何檢驗反應中是否有O2生成______________________________________________________________.Ⅲ.對C中固體產物提出如下假設：假設1：只有Na2SO3，假設2：只有Na2SO4假設3:________________________________________________________。(1）若Na2O2反應完全，為確定C中固體產物的成分，甲同學設計如下實驗：將C中的固體配成溶液，加Ba（NO3)2溶液,得到白色沉淀，加足量稀硝酸,沉淀不溶解.得出結論：產物是Na2SO4。該方案是否合理________(填“是”或“否"）,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2）若假設1成立，某同學以反應前后C管的質量差（m2－m1）g為依據推斷生成Na2SO3的質量為(m2－m1）×eq\f(126,64）g。老師提示推算不合理，請你分析其中的緣由，________。（3)若假設2成立，則參加反應的Na2O2的物質的量為________mol（列計算式)。解析Ⅰ.過氧化鈉能與水蒸氣反應，裝置B的作用就是干燥二氧化硫,裝置D的作用是防止空氣進入C中.Ⅱ。檢驗氧氣的方法是用帶火星的木條,觀察是否復燃。Ⅲ。假設3為Na2SO3和Na2SO4兩者的混合物；(1）該方案不合理，因為硝酸有氧化性，即使產物為亞硫酸鈉，生成的亞硫酸鋇也被氧化成硫酸鋇；（2）若假設1成立，則發(fā)生反應2Na2O2＋2SO2=2Na2SO3＋O2，(m2－m1)g不等于參加反應的SO2的質量,故該推算不合理。(3）若假設2成立，則發(fā)生反應Na2O2＋SO2=Na2SO4，二氧化硫的質量為（m2－m1)g，n（Na2O2)＝eq\f(m2－m1，64）mol.答案Ⅰ。干燥SO2氣體，防止水蒸氣與Na2O2反應防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入C裝置與Na2O2反應；同時吸收過量的SO2，以免污染空氣Ⅱ.用帶火星的木條靠近干燥管口a，觀察其是否復燃Ⅲ。有Na2SO3和Na2SO4(1)否HNO3有氧化性，可將BaSO3氧化為BaSO4，據此不能確定產物是Na2SO3還是Na2SO4或二者兼有(2)因為該反應中吸收SO2的同時有O2產生，所以(m2－m1）g不等于參加反應的SO2的質量,故該推算不合理(3）eq\f（m2－m1，64)10．(17分）（2013·茂名模擬)如圖所示是學生課外活動小組設計的制取氨氣并進行氨氣溶于水的噴泉實驗等實驗的裝置示意圖.請回答下列問題：(1)學生甲用圖A所示裝置制備氨氣，寫出該法制取氨氣的化學方程式________________________________________________________________________；制出的氨氣應使用________法來收集，要得到干燥的氨氣可選用________做干燥劑。（2）學生乙用圖B所示裝置也制出了氨氣，他選用的制取試劑可能是________和________。(3）學生丙用圖C所示裝置進行噴泉實驗，燒瓶內已充滿干燥的氨氣，引發(fā)水向上噴的操作是________________________________________________________________________。（4）學生丁將裝置C誤認為裝置D，但經同學討論后,認為也可引發(fā)噴泉。請說明用該裝置引發(fā)噴泉的方法________________________________________________________________________。（5)學生戊用裝置E吸收一段時間氨后，再通入空氣，同時將經過加熱的鉑絲插入E裝置的錐形瓶內，看到了具有催化作用的鉑絲保持紅熱，同時瓶內生成了紅棕色的氣體。寫出在此過程中可能發(fā)生反應的化學方程式________________________________________________________________________。解析(1)A裝置是固體和固體混合加熱制備氨氣的裝置,應選用的試劑是NH4Cl和Ca(OH）2固體。氨氣極易溶于水,比空氣密度小，要用向下排空氣法收集。干燥氨氣用堿石灰等堿性干燥劑。(2）B裝置是固體和液體在不加熱時反應制氨氣的裝置，可選用濃氨水和生石灰(或固體NaOH）混合反應.(3)氨氣極易溶于水,用C裝置進行噴泉實驗時，先要打開止水夾,然后擠壓膠頭滴管,使少量水進入燒瓶，氨氣溶于水導致燒瓶內壓強急劇減小,外界大氣壓將燒杯內的水壓入燒瓶即可形成噴泉。（4)對于裝置D，可以設法使燒瓶受熱，瓶內氣體膨脹,排出玻璃導管中的空氣,瓶內氨氣與水接觸即產生噴泉。（5）本實驗的原理：氨在受熱時被催化氧化為NO，NO與O2反應變成紅棕色的NO2。答案(1）2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up13(△）)CaCl2＋2NH3↑＋2H2O向下排空氣堿石灰（或氫氧化鈉固體、氧化鈣固體等）（2）氧化鈣或固體氫氧化鈉濃氨水(3)打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水(4)打開止水夾，用手（或熱毛巾等)將燒瓶捂熱,氨氣受熱膨脹,趕出玻璃導管中的空氣,氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉(5)4NH3＋5O2eq\o（=，\s\up13(催化劑)，\s\do13（△）)4NO＋6H2O，2NO＋O2=2NO211．（15分）(2013·濟南聯考）實驗室有NH4HCO3和NaHSO3的干燥粉狀混合物，某興趣小組為測定其中NH4HCO3的含量，設計了在混合物中加酸的實驗方法來測定其質量分數?；卮鹨韵聠栴}：(1)化學小組主要選用了下列藥品和儀器進行實驗(圖中每種儀器或裝置只用一次,鐵架臺等固定用到的儀器未畫出）。請按氣流由左向右的方向，儀器連接順序是（填儀器的接口字母a、b……）a→________→________→________→________→f→g→________→________.（2）實驗開始，混合物加酸前，A裝置需要鼓入空氣,作用是________________________________________________________________________；加酸反應后A裝置再次鼓入空氣的作用是_______________________________________________________________.（3）E裝置的作用是_______________________________________________________________。(4)實驗中，若C瓶中溶液褪色，則測定結果可能會偏________（填“高”或“低”).(5)若混合物樣品質量為13.1g,充分作用后堿石灰增重4.4g，則混合物中NH4HCO3的質量分數為_______________________________________________________________。（6）從定量測定的準確性考慮,該套裝置還應作進一步的改進是_______________________________________________________________.答案(1)ihdebc(2）排出裝置中原有空氣將生成的氣體全部送入后續(xù)裝置(3）除去SO2,以防止SO2對測定結果的影響(4)高（5）60。3％(6)在B之后再接一個阻止空氣中水和二氧化碳進入B的裝置12．(15分)(2013·金華三模）Fe、Cu都是人類最早使用的金屬。某?；瘜W研究性學習小組的同學運用實驗手段研究Fe、Cu的相關性質，請你參與研究并完成下列各題：(1)甲同學取一束細銅絲用砂紙打磨后放在酒精燈上加熱至紅熱,然后迅速伸入盛Cl2的集氣瓶中。你認為甲同學在實驗中應該觀察到的現象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2）乙同學為探究Fe在冷濃硝酸和熱濃硝酸中的反應情況，設計了如圖所示的實驗裝置:①乙同學發(fā)現裝置1中Fe未溶解，其原因是________________________________________________________________________；②裝置2生成的氣體（假定為NO2和NO混合氣體)全部通入100mL4mol·L－1NaOH溶液，恰好被完全吸收，反應為：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O若生成NaNO3和NaNO2物質的量之比為1∶3，則混合氣體中NO2和NO的體積比為________。（3）丙同學在Fe和濃硝酸反應后的溶液中加入一塊Cu片，Cu片先逐漸溶解，反應一段時間后不再溶解。①丙同學依據反應現象得出Cu片溶解的原因是和HNO3發(fā)生反應。他依據的反應現象是________________________________