山东专用2020届高考化学二轮复习专题十二化学实验基础练习含解析

山东专用2020届高考化学二轮复习专题十二化学实验基础练习含解析

专题十二　化学实验基础 一、单项选择题 ‎1.(2019山东聊城一模)下列实验室制取乙烯、除杂质、性质检验、收集的装置正确的是(　　)‎ 答案　C　乙醇制取乙烯需控制反应混合液的温度为170 ℃,故温度计的水银球应插入液面下,A项错误;实验室制取乙烯时会产生杂质SO2,乙烯与SO2均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,应用NaOH溶液除SO2杂质,B项错误;乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,可检验乙烯的性质,C项正确;乙烯的密度和空气的相近,不能用排空气法收集,D项错误。‎ ‎2.(2019山东济南期末)某学习小组拟探究CO2和锌粒反应是否生成CO,已知CO能与银氨溶液反应产生黑色固体。实验装置如图所示:‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.实验开始时,先点燃酒精灯,后打开活塞K B.b、c、f中试剂依次为氢氧化钠溶液、浓硫酸、银氨溶液 C.装置e的作用是收集一氧化碳气体 D.用上述装置(另选试剂)可以制备氢气并探究其还原性 答案　D　探究CO2和锌粒反应是否生成CO,a装置是二氧化碳气体发生装置,生成的二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气,通过b中饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,c中浓硫酸除去水蒸气,通过d加热使CO2‎ - 16 -‎ 和锌发生反应,生成的气体通过装置e分离二氧化碳和一氧化碳,一氧化碳进入装置f中使银氨溶液产生黑色固体,验证一氧化碳的存在。实验开始时,装置内含有空气,若先点燃酒精灯,锌与空气中的O2反应生成ZnO,所以应该先打开活塞K,使CO2充满整个装置后再点燃酒精灯,A项错误。根据以上分析可知b中试剂为饱和碳酸氢钠溶液,用来除去杂质氯化氢;c中试剂为浓硫酸,用来干燥CO2气体;f中试剂为银氨溶液,验证一氧化碳的存在,B项错误。装置e的作用是分离二氧化碳与一氧化碳的混合气体,C项错误。在实验室中用稀盐酸与Zn粒反应制取氢气,反应不需要加热,因此可以使用启普发生器制取H2,然后用饱和食盐水或水除HCl杂质,用浓硫酸干燥氢气,再通过盛有CuO的干燥管来验证H2的还原性,e作安全瓶,可以防止倒吸现象的发生,氢气是可燃性气体,排放时要进行尾气处理,D项正确。‎ ‎3.(2019河南开封一模)下列有关实验操作,说法正确的是(　　)‎ A.配制一定物质的量浓度的溶液时,容量瓶中有少量的水会导致溶液浓度偏低 B.用盐酸标准溶液滴定未知浓度的氨水,选用酚酞作指示剂的结果比甲基橙更准确 C.测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,加热后的坩埚应直接放置在石棉网上冷却 D.测定中和热时,应迅速将酸、碱稀溶液在有保温措施的容器内混合、搅拌,记录最高温度 答案　D　配制一定物质的量浓度的溶液时,容量瓶中有少量的水不会干扰实验结果,故A错误;用盐酸标准溶液滴定未知浓度的氨水,滴定终点显酸性,利用酚酞作指示剂误差大,应选甲基橙作指示剂,故B错误;加热后的坩埚须在干燥器中冷却,再称量,故C错误;测定中和热实验的关键是保温工作,应迅速将酸、碱稀溶液在有保温措施的容器内混合、搅拌,记录最高温度,故D正确。‎ ‎4.(2019河南平顶山一模)文献报道,H2能还原FeCl2。某学习小组设计实验探究“文献”的真实性,下列各步实验装置错误的是(　　)‎ 答案　C　氢气还原氯化亚铁生成铁、氯化氢,检验氯化氢是否存在可以确认氢气是否能还原氯化亚铁。A装置用于制备氢气;B装置用于还原氯化亚铁;C装置用于检验氯化氢,因为氯化氢极易溶于水,必须采用防倒吸装置;D装置用于干燥气体。‎ ‎5.(2019山东泰安一模)某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种实验装置的有关用法,其中正确的是(　　)‎ - 16 -‎ A.甲装置:可用来除去CO气体中的CO2气体 B.乙装置:可用来验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性 C.丙装置:可用于实验室制备乙酸乙酯 D.丁装置:可用来比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱 答案　C　洗气时应长进短出,A项错误;小试管中应装NaHCO3,外面大试管装Na2CO3,NaHCO3易分解而Na2CO3不易分解,说明Na2CO3稳定性强,B项错误;可以用丙装置制备乙酸乙酯,C项正确;生成的CO2中有HCl气体,最终烧杯中生成的H2SiO3沉淀也可能是盐酸与Na2SiO3反应而得,不能比较碳酸与硅酸的酸性强弱,D项错误。‎ 二、不定项选择题 ‎6.用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入固体B中,下列叙述正确的是(　　)‎ A.若A为浓盐酸,B为KMnO4晶体,C中盛有紫色石蕊溶液,则C中溶液最终呈无色 B.实验仪器D可以起到防止液体倒吸的作用 C.若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛有AlCl3溶液,则C中溶液先产生白色沉淀,然后沉淀又溶解 D.若A为浓H2SO4,B为Cu,C中盛有澄清石灰水,则C中溶液变浑浊 - 16 -‎ 答案　AB　若A为浓盐酸,B为KMnO4晶体,二者反应生成氯气,把氯气通入紫色石蕊溶液中,氯气与水反应生成HCl和HClO,HCl使紫色石蕊溶液变红,HClO具有漂白性,使溶液褪色,C中溶液最终呈无色,A正确;球形干燥管D的中间部分较粗,盛放液体的量较多,倒吸的液体靠自身重力回落,因此可以防止液体倒吸,B正确;若A为浓氨水,B为生石灰,滴入后产生氨气,氨气溶于AlCl3溶液中反应生成氢氧化铝沉淀,但氢氧化铝不溶于弱碱,所以C中产生的白色沉淀不溶解,C错误;若A为浓H2SO4,B为Cu,反应需要加热才能发生,如果不加热,则没有二氧化硫气体产生,C中溶液无变化,D错误。‎ ‎7.用如图装置制取并收集气体,对应的装置和试剂均正确的是(　　)‎ Ⅲ中收集的气体 Ⅰ中试剂a、b Ⅱ中试剂c Ⅳ中试剂d A SO2‎ 稀硫酸与铜片 浓硫酸 NaOH溶液 B Cl2(忽略水蒸气)‎ 浓盐酸与二氧化锰 饱和氯化钠溶液 NaOH溶液 C HBr 浓硫酸与溴化钠 浓硫酸 水 D CO 甲酸与浓硫酸 浓硫酸 酸性KMnO4溶液 答案　B　Cu与稀硫酸不反应,不能制备二氧化硫,故A错误;在加热条件下,浓盐酸与二氧化锰反应可生成氯气,氯气的密度比空气的大,氯气能与NaOH溶液反应,图中装置可制备、收集氯气,且用饱和氯化钠溶液可除去浓盐酸挥发出的HCl,用NaOH溶液可吸收尾气,故B正确;浓硫酸与生成的HBr发生氧化还原反应生成Br2,不能制备HBr,故C错误;甲酸在浓硫酸的作用下反应生成CO、H2O,CO不能与酸性高锰酸钾溶液反应,且CO不能选用向上排空气法收集,故D错误。‎ ‎8.由下列实验及现象不能推出相应结论的是(　　)‎ 选项 实验 现象 结论 A 向添有KIO3‎ 溶液变蓝色 氧化性:IO‎3‎‎-‎>I2‎ - 16 -‎ 的食盐中加入淀粉溶液、稀盐酸及KI B 淀粉溶液在硫酸存在下加热一段时间后,再与新制的Cu(OH)2悬浊液混合,加热煮沸 无红色沉淀生成 淀粉没有水解 C 常温下,向等体积、等浓度的NaHCO3和CH3COONa溶液中分别滴加2滴酚酞 两份溶液均变红,NaHCO3溶液红色更深 常温下的水解平衡常数:Kh(CH3COO-)<‎ Kh(HCO‎3‎‎-‎)‎ D 常温时,用两支试管各取5 mL 0.1 mol/L酸性KMnO4溶液,分别加入0.1 mol/L和0.2 mol/L H2C2O4溶液各2 mL 两试管溶液均褪色,且加0.2 mol/L H2C2O4溶液的试管中褪色更快 其他条件不变,H2C2O4溶液的浓度越大,化学反应速率越大 答案　B　化学反应为IO‎3‎‎-‎+5I-+6H+ 3I2+3H2O,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性:IO‎3‎‎-‎>I2,A不符合题意;淀粉溶液在硫酸存在下加热一段时间后,应该加入碱中和过量硫酸并调pH至碱性,再与新制的Cu(OH)2悬浊液混合,加热煮沸,B符合题意;NaHCO3和CH3COONa溶液中存在HCO‎3‎‎-‎+H2O H2CO3+OH-,CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,分别滴加2滴酚酞,NaHCO3溶液红色更深,说明HCO‎3‎‎-‎水解能力更强,根据“越弱越水解”原理可知,常温下的水解平衡常数:Kh(CH3COO-)HClO>HCO‎3‎‎-‎,氯水中存在Cl2+H2O HCl+HClO,过量的碳酸钠溶液中通入少量的氯气,Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3,‎ HClO+Na2CO3 NaHCO3+NaClO,总离子方程式为Cl2+2CO‎3‎‎2-‎+H2O 2HCO‎3‎‎-‎+Cl-+ClO-;②根据①的分析,过量的碳酸钙与氯水反应,产物是Ca(HCO3)2、CaCl2,根据B操作,滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强,该滤液中含有HClO,第一份滤液与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀,则说明滤液中含有Ca(HCO3)2;③仪器A为圆底烧瓶;④准确读出仪器B中气体体积的实验操作步骤依次是a.待烧瓶冷却至室温,b.上下移动仪器B至仪器B中液面与水槽中的液面相平,c.平视与刻度线相切的液面读数;⑤涉及的反应:Cl2+H2O HCl+HClO、2HCl+2CaCO3 Ca(HCO3)2+CaCl2、Ca(HCO3)2CaCO3+CO2↑+H2O,则n(HClO)=n(HCl)=‎ - 16 -‎ ‎2n(CO2)=2×168×1‎0‎‎-‎‎3‎ L/22.4 L·mol-1=0.015 mol,c(HClO)=0.015 mol/0.150 L=0.1 mol·L-1。‎ ‎12.(2019湖北七市一模)氮化铝(AlN)是一种新型非金属材料,室温下能缓慢水解,可由铝粉在氮气氛围中于1 700 ℃合成,产物为白色到灰蓝色粉末。某探究小组在实验室制备AlN并测定产品纯度,设计实验如下。请回答下列问题:‎ ‎(一)制备AlN ‎(1)按气流由左向右的方向,上述装置的正确连接顺序为j→　　　　　　　　　　→i(填仪器接口字母编号)。 ‎ ‎(2)以空气为原料制备AlN,装置A中还原铁粉的作用为　　　　　　,装置B中试剂X为　　　　　　。 ‎ ‎(二)测定产品纯度 取m g产品,用以下装置测定产品纯度(夹持装置已略去)。‎ 已知:AlN+NaOH+H2O NaAlO2 +NH3↑‎ ‎(3)实验步骤如下:组装好实验装置,　　　　　　　　　　,加入实验药品,关闭　　　　,打开　　　　,打开分液漏斗活塞加入NaOH浓溶液至不再产生气体,然后打开　　　　　,通入氮气一段时间,测得装置Ⅲ增重n g。 ‎ ‎(4)根据以上数据计算,该产品的纯度为　　　　%(用含m、n的代数式表示)。 ‎ ‎(5)上述实验的设计仍然存在缺陷,你认为可能的缺陷会导致测定结果　　　　(填“偏高”或“偏低”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)fedcab(或ba)gh(或hg)‎ - 16 -‎ ‎(2)吸收O2　浓硫酸 ‎(3)检查装置的气密性　K1　K2　K1‎ ‎(4)‎‎4 100n‎17m ‎(5)偏高　浓硫酸吸收空气中的水蒸气,导致测定结果偏高(其他合理答案均可)‎ 解析　(1)以空气为原料制备AlN,高温下,铝和空气中的氧气、水蒸气和二氧化碳都能反应,应先用氢氧化钠溶液除去二氧化碳,再用浓硫酸除去水蒸气,然后用还原铁粉除去氧气,氮气和铝在高温下反应生成AlN,AlN能缓慢水解,最后连接盛有碱石灰的干燥管以防空气进入装置D中,导致产品变质。‎ ‎(4)装置Ⅲ增重n g为氨气的质量,根据氮元素守恒计算,AlN的纯度为ng‎17 g/mol‎×41 g/molmg×100%=‎ ‎4 100n‎17m‎%。‎ ‎13.(2018课标Ⅰ,26,14分)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题:‎ ‎(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是　　　　　　　　　。仪器a的名称是　　　　　。 ‎ ‎(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K1、K2,关闭K3。‎ ‎①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②同时c中有气体产生,该气体的作用是　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是　　　　　　　　　　　　　;d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是　　　　　　、　　　　　、洗涤、干燥。 ‎ ‎(4)指出装置d可能存在的缺点　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)去除水中溶解氧　分液(或滴液)漏斗 - 16 -‎ ‎(2)①Zn+2Cr3+ Zn2++2Cr2+‎ ‎②排除c中空气 ‎(3)c中产生H2使压强大于大气压　(冰浴)冷却　过滤 ‎(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触 解析　(1)为防止水中溶解的氧气氧化Cr2+或(CH3COO)2Cr,需将蒸馏水煮沸并迅速冷却,以除去溶解氧。‎ ‎(2)①由溶液颜色变化可知,Zn将Cr3+还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+ Zn2++2Cr2+。‎ ‎②c中产生的气体为氢气,可排除c中空气,防止Cr2+被氧化。‎ ‎(3)打开K3,关闭K1、K2,c中产生的氢气聚集在溶液上方,气体压强增大,将c中液体经长导管压入d中;(CH3COO)2Cr难溶于冷水,可将d置于冰水浴中冷却,(CH3COO)2Cr充分结晶后,经过滤、洗涤、干燥得砖红色晶体。‎ ‎(4)由于装置d为敞开体系,与大气直接接触,故空气中的氧气可能会氧化(CH3COO)2Cr。‎ ‎14.(2019山东德州一模)金属Co、Ni性质相似,在电子工业以及金属材料上应用十分广泛。现以含钴、镍、铝的废渣(含主要成分为CoO、Co2O3、Ni、少量杂质Al2O3)提取钴、镍的工艺如下:‎ ‎(1)酸浸时SO2的作用是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)除铝时加入碳酸钠产生沉淀的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)有机层提取出的Ni2+可用于制备氢镍电池,该电池工作原理:NiOOH+MH Ni(OH)2+M,电池放电时正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)用CoCO3为原料采用微波水热法和常规水热法均可制得H2O2分解的高效催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2价)。如图是用两种不同方法制得的CoxNi(1-x)Fe2O4在10 ℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。‎ - 16 -‎ ‎①H2O2的电子式　　　　　　。 ‎ ‎②由图中信息可知:　　　　　　法制取的催化剂活性更高。 ‎ ‎③Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是　　　　。 ‎ ‎(5)已知煅烧CoCO3时,温度不同,产物不同。在400 ℃充分煅烧CoCO3,得到固体氧化物的质量2.41 g,CO2的体积为0.672 L(标准状况下),则此时所得固体氧化物的化学式为　　　。 ‎ 答案　(1)还原剂(或将Co3+还原为Co2+)‎ ‎(2)2Al3++3CO‎3‎‎2-‎+3H2O 2Al(OH)3↓+3CO2↑‎ ‎(3)NiOOH+e-+H2O Ni(OH)2+OH-‎ ‎(4)①　②微波水热　③Co2+‎ ‎(5)Co3O4‎ 解析　(1)从流程图可知,在酸浸过程中Co2O3转化为Co2+,故SO2为还原剂。‎ ‎(2)Al3+与CO‎3‎‎2-‎会发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2气体:2Al3++3CO‎3‎‎2-‎+3H2O ‎ 2Al(OH)3↓+3CO2↑。‎ ‎(3)从电池的总反应方程式可知,该电池为碱性电池,放电过程中正极NiOOH转化为Ni(OH)2:‎ NiOOH+e-+H2O Ni(OH)2+OH-。‎ ‎(4)②从图像可知,微波水热法制取的催化剂的催化效果更好。③x值越大,Co2+的含量越大,H2O2分解的相对初始速率越大,故Co2+的催化效果更好。‎ ‎(5)根据元素守恒,n(Co)=n(CO2)=0.672 L/22.4 L·mol-1=0.03 mol,m(Co)=0.03 mol×59 g·mol-1=1.77 g;该氧化物中氧原子的质量:m(O)=2.41 g-1.77 g=0.64 g,n(O)=0.64 g/16 g·mol-1=0.04 mol,所以该氧化物的化学式为Co3O4。‎ 命题拓展预测 - 16 -‎ ‎1.下列实验操作对应的现象或结论正确的是(　　)‎ 选项 操作 现象 结论 A 向某滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2‎ 溶液红色褪去 SO2具有漂白性 B 向H2O2溶液中滴加少量硫酸酸化的FeSO4溶液 溶液变为棕黄色后迅速出现大量气泡 Fe2+催化H2O2发生分解反应生成O2‎ C 向相同浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液中滴加酚酞 Na2CO3溶液变红、Na2SO4溶液不变红 S的非金属性大于C D 将相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液稀释a倍、b倍 稀释后溶液pH相等 a>b 答案　C　二氧化硫通入滴有酚酞的NaOH溶液中,使溶液颜色褪去,说明二氧化硫为酸性氧化物,A项错误;过氧化氢与亚铁离子发生氧化还原反应,Fe2+被氧化为Fe3+,生成的Fe3+促进H2O2分解生成O2,是H2O2分解的催化剂,结论不合理,B项错误;碳酸钠溶液呈碱性,说明CO‎3‎‎2-‎发生了水解,硫酸钠溶液呈中性,说明SO‎4‎‎2-‎没有发生水解,所以酸性:碳酸<硫酸,则非金属性:S>C,C项正确;醋酸是弱电解质,部分电离,相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液,加水稀释相同倍数时,醋酸的pH小于盐酸,所以加水稀释使pH仍然相同时,醋酸稀释的倍数大,D项错误。‎ ‎2.根据下列实验内容得出的结论正确的是(　　)‎ 选项 实验内容 结论 A 将某化合物溶于水中,所得水溶液能使红色石蕊试纸变蓝 该化合物肯定属于碱性氧化物 B 将充有NO2的密闭烧瓶放入热水中,烧瓶内气体颜色变深 NO2生成N2O4的反应的ΔH>0‎ C 向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先出现蓝色沉淀 Ksp[Mg(OH)2]

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