2020届一轮复习人教版实验设计与探究作业

2020届一轮复习人教版实验设计与探究作业

实验设计与探究 一、选择题 ‎1．下列相关实验的设计能达到预期目的的是(　　)‎ 相关实验 预期目的 A 在少量食用碱中滴加食醋 探究食用碱是碳酸钠还是碳酸氢钠 B 在食用盐中滴加少量淀粉液 探究食用盐是否为加碘盐 C 用激光笔照射淀粉液 探究淀粉液是胶体还是溶液 D 将鸡蛋清溶于水后，滴加AgNO3溶液 验证蛋白质中含有硫元素 解析：选C。碳酸钠、碳酸氢钠均能与乙酸反应生成二氧化碳，A不能达到预期目的；食用盐中加入的是化合态的碘，不能用淀粉检验，B不能达到预期目的；蛋白质不是电解质，不能电离出硫离子，D不能达到预期目的。‎ ‎2．下列实验装置或操作设计正确，且能达到实验目的的是(　　)‎ A．实验Ⅰ：配制一定物质的量浓度的稀硫酸 B．实验Ⅱ：用二氧化碳做喷泉实验 C．实验Ⅲ：进行中和热的测定 D．实验Ⅳ：验证酸性强弱H2SO4＞H2CO3＞HClO 解析：选B。一定物质的量浓度溶液的配制，应该先在烧杯中稀释，待冷却后再转移到容量瓶内，故A错误；二氧化碳易溶于氢氧化钠溶液，打开弹簧夹，挤压胶头滴管，可以产生喷泉现象，故B正确；进行中和热的测定缺少环形玻璃搅拌棒，故C错误；二氧化碳通入NaClO溶液中会生成HClO，但是该反应没有现象，无法通过该实验看出是否有HClO生成，故D错误。‎ ‎3．某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是(　　)‎ 选项 实验及现象 结论 A 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝 反应中有NH3产生 B 收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色 反应中有H2产生 C 收集气体的同时测得溶液的pH为8.6‎ 弱碱性溶液中Mg也可被氧化 D 将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生 弱碱性溶液中OH－氧化了Mg 解析：选D。A.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体只有NH3。B.由于NH4Cl溶液水解后显酸性，故产生的气体中含有H2。C.pH＝8.6的溶液显碱性，故弱碱性溶液中Mg可被氧化。D.溶液中有气泡产生，生成的气体是H2，是H＋将Mg氧化，而不是OH－将Mg氧化。‎ ‎4．下列实验设计能够成功的是(　　)‎ A．检验亚硫酸钠试样是否变质：‎ 试样溶液白色沉淀沉淀不溶解 B．除去乙酸乙酯中混有的乙酸：‎ 混合液溶液分层得到上层液体 C．证明酸性条件下H2O2氧化性比I2强：‎ NaI溶液溶液变蓝色 D．鉴定盐A的成分是FeBr3：‎ 解析：选B。Na2SO3与Ba(NO3)2反应生成的BaSO3可被HNO3氧化生成BaSO4，A错误；乙酸能与Na2CO3反应，上层液体是乙酸乙酯，B正确；在NaI溶液中加HNO3酸化，HNO3可氧化I－，C错误；若盐A是FeBr2，也会出现同样的现象，D错误。‎ ‎5．某同学为探究SO2与Ba2＋只有在碱性条件下才能形成BaSO3沉淀，设计了如下方案，你认为可行的是(　　)‎ A．将SO2通入Ba(OH)2溶液中观察有白色沉淀生成 B．将SO2通入Ba(NO3)2溶液中观察有白色沉淀生成 C．将SO2分别通入BaCl2溶液、BaCl2与HCl的混合溶液、Ba(OH)2溶液中，观察到只有Ba(OH)2溶液中有白色沉淀生成 D．将SO2通入BaCl2与NH3的混合溶液中有白色沉淀生成 解析：选C。A、D项方案不能说明SO2与Ba2＋在非碱性条件下不能反应生成BaSO3沉淀；B项中SO2溶解后会形成酸性溶液，NO在酸性条件下可将SO氧化成SO，得到的沉淀是BaSO4。‎ ‎6．某课外实验小组设计的下列实验不合理的是(　　)‎ 解析：选C。A项，生成的H2能将体系中的O2排出，能观察到Fe(OH)2白色沉淀；B项，脱脂棉燃烧能说明Na2O2与水反应放热；C项，NO2 与水发生反应，故不能用排水法收集NO2气体；D项，NaOH固体溶于水放热且提供OH－，抑制NH3·H2O的电离，促进NH3的挥发，能用于制备少量NH3。‎ 二、非选择题 ‎7．Ⅰ.某化学兴趣小组利用以下装置模拟合成氨并制备少量氨水。‎ 已知：加热(85 ℃)NH4Cl和NaNO2饱和溶液可以制取N2。‎ ‎(1)B装置中仪器名称是________________。‎ ‎(2)为了完成实验，装置从左到右接口的连接顺序是_______________________。‎ ‎(3)D装置中玻璃纤维的作用是__________________________________________。‎ ‎(4)小组中甲同学认为F装置不太合理，实验中会产生倒吸。乙同学认真分析后认为该装置无需改进，他的理由是____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.实验探究 ‎(5)该小组同学利用制备的氨水再进行银镜反应实验。经查阅资料，配制的银氨溶液主要成分是Ag(NH3)2OH，该小组同学对其组成进行了如下实验探究：‎ ‎①在洁净的小试管中加入2 mL 2%的AgNO3溶液，然后边振荡试管边滴加2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，制得银氨溶液。‎ ‎②在制得的银氨溶液中加入无水乙醇，溶液变浑浊，过滤，用____________洗涤，得到白色固体。‎ ‎③将该白色固体用适量蒸馏水溶解，得到无色溶液，用广范pH试纸检验溶液近似呈中性；向溶液中逐滴加入稀盐酸至不再产生沉淀，静置，取上层清液于另一支放有一小片铜的小试管中并微热，发现铜片的表面有气泡产生，遇到空气变成红棕色；另取少量上层清液加过量的NaOH溶液并加热，得到无色刺激性气体。由此确定通过上述方法制备的白色固体的主要成分是______________________。‎ ‎(6)请根据以上探究，设计实验来制备少量纯净的Ag(NH3)2OH溶液：取2 mL 2%的AgNO3溶液于洁净的小试管中，__________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 即得到纯净的Ag(NH3)2OH溶液。‎ 解析：本实验分两部分，Ⅰ是物质的制备，反应原理为N2＋3H22NH3，NH3＋H2ONH3·H2O，该实验可分解为“常见仪器的使用”“装置的连接”“实验安全(防倒吸)”三个小实验；Ⅱ是探究物质的成分，依据元素化合物的性质即可作答。‎ ‎(2)根据实验原理N2＋3H22NH3，A装置产生N2(含水蒸气)，B装置产生H2(含HCl和水蒸气)，H2通过E装置除去HCl后与N2一同通入C装置(干燥、混合、调节两气体比例)，得到N2和H2的混合气体，然后进入D装置，与铁触媒接触发生反应，生成的NH3中混有未反应的N2、H2，该混合气体通入F装置中制得氨水，尾气中的H2用G装置处理，因此装置接口的连接顺序是 (或gf)kjl。‎ ‎(4)弄清产生倒吸的原理本问就不难回答。产生倒吸的原理是大量气体迅速溶于水，导致导管内气体压强迅速减小，液体被外界气压压入导管内从而产生倒吸现象。本题中反应产生的NH3中含有大量的未反应的N2和H2，这两种气体均难溶于水，不会使导管内压强迅速减小，因而也就不会产生倒吸现象。‎ ‎(5)在银氨溶液中加入无水乙醇， 溶液变浑浊，说明得到的沉淀物难溶于乙醇，因此可用无水乙醇洗涤该沉淀。由实验现象可知，该白色固体中含有Ag(NH3)和NO，因此其成分是 Ag(NH3)2NO3。‎ ‎(6)实验探究①中制备银氨溶液的反应原理为AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓‎ ‎＋NH4NO3，AgOH＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH＋2H2O，按此反应原理分析，实验方案就不难设计了。‎ 答案：(1)启普发生器 ‎(2)bih　fg(或gf)kjl ‎(3)增大气体与催化剂铁触媒的接触面积 ‎(4)该反应为可逆反应，反应物的转化率低，NH3中混有较多难溶于水的气体，F装置中不会产生倒吸 ‎(5)无水乙醇　Ag(NH3)2NO3‎ ‎(6)逐滴加入稀NaOH溶液至不再有沉淀生成，过滤，用适量蒸馏水洗涤，再将固体转移至小试管中，逐滴加入2%的稀氨水至沉淀恰好溶解(其他合理答案均可)‎ ‎8．某校研究性学习小组选择使用下列仪器和药品，验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含有NO(实验中使用的N2和O2的用量可自由控制)。‎ 已知：①NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O；‎ ‎②气体液化温度：NO2：21 ℃、NO：－152 ℃。‎ ‎(1)现有甲、乙、丙三位同学分别设计了以下三个实验方案(用仪器的连接顺序表示)。‎ 甲：A→C→F→D→B；乙：A→B→C→E；丙：A→F→D→B。‎ 甲、乙、丙三位同学提出的实验方案是否能验证Cu与适量浓硝酸反应产生的气体中含有NO？甲：________；乙：________；丙：________。(填“能”或“不能”)‎ 具体说明不能验证的主要原因(能验证的方案，不必回答原因)：‎ 甲方案：_______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 乙方案：________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 丙方案：________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验开始时首先通入足量的N2，其目的是__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)确认气体中含NO的现象是__________________________________________。‎ ‎(4)如果O2过量，则B装置中发生反应的离子方程式是__________________________。‎ 解析：(1)甲方案：从A装置中出来的气体经浓硫酸干燥和冰水浴冷却除去NO2，若在D装置中出现红棕色，可证明Cu与适量浓硝酸反应产生的气体中含有NO，最后尾气用B装置吸收。乙方案：混合气体在通过B装置时，因发生反应：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O使NO消耗，后续实验无法验证产生的气体中是否有NO，且无尾气吸收装置。丙方案：混合气体通过F装置时，NO2与水蒸气发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，使部分NO2转化为NO，产生干扰，从而不能确认Cu和适量浓硝酸反应是否有NO生成。‎ ‎(2)装置内的空气中含有氧气，会使生成的NO被氧化为NO2，而检验不到NO的存在，通入氮气可排尽整个装置中的空气，保证NO不损失。‎ ‎(3)NO遇氧气生成红棕色NO2。‎ ‎(4)如果氧气过量，则进入B装置中的气体为NO2和O2，在碱性条件下，氮的氧化物最终会被氧化为硝酸盐，离子方程式是4NO2＋O2＋4OH－===4NO＋2H2O。‎ 答案：(1)能　不能　不能 乙方案：混合气体在通过B装置时，因发生反应：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O使NO消耗，后续实验无法验证产生的气体中是否有NO，且无尾气吸收装置 丙方案：混合气体通过F装置时，NO2与水蒸气发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，使部分NO2转化为NO，产生干扰，从而不能确认Cu和适量浓硝酸反应是否有NO生成 ‎(2)排尽整个装置中的空气，防止产生的NO被氧气氧化生成NO2‎ ‎(3)D装置中通入O2后有红棕色气体产生 ‎(4)4NO2＋O2＋4OH－===4NO ＋2H2O ‎9．某化学小组设计以下实验方案，测定部分变质的小苏打样品中Na2CO3 的质量分数。‎ ‎[方案一]称取一定质量样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。‎ ‎(1)坩埚中发生反应的化学方程式为__________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验中，需加热至恒重的目的是___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验中确定加热至恒重的方法是________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)若加热过程中坩埚内有晶体迸溅出来，则测得的结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。‎ ‎[方案二]称取一定质量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解；向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液，过滤，洗涤、干燥沉淀，称量固体质量，计算。(已知：Ba2＋＋OH－＋HCO===BaCO3↓＋H2O)‎ ‎(1)过滤操作中，除了烧杯、漏斗外，还要用到的玻璃仪器为________。‎ ‎(2)实验中判断沉淀是否完全的方法是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验中洗涤沉淀的操作是________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)实验中判断沉淀是否洗涤干净的方法是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[方案三]按下图所示装置进行实验：‎ ‎(1)B装置内所盛试剂是__________；D装置的作用是 ‎________________________________________________________________________。‎ 分液漏斗中________(填“能”或“不能”)用稀盐酸代替稀硫酸进行实验。‎ ‎(2)实验前称取17.90 g样品，实验后测得C装置增重 8.80 g，则样品中Na2CO3的质量分数为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)根据此实验测得的数据，测定结果有误差，因为实验装置还存在一个明显缺陷，该缺陷是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：本题考查了小苏打样品中Na2CO3质量分数的三种测定方法。方案一中，加热小苏打样品，发生反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，根据样品的质量变化即可求出样品中Na2CO3的质量分数。为了减小误差，在实验过程中一定要注意将药品加热到质量恒定。方案二中，过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。判断沉淀是否完全，实质是检验溶液中的CO和HCO是否完全沉淀。方案三中，利用C装置的质量变化来测定，因此不仅要设置B装置对气体进行干燥，同时要防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入C装置，所以D装置的作用是防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入C装置。由C装置的质量变化，得出Na2CO3和NaHCO3共计0.2 mol，其总质量为17.90 g，‎ 不难得出两成分的质量分数。若根据题目给出的装置进行实验，要注意反应产生的CO2不能全部进入C装置而导致产生误差，因此要设置一个驱赶残留二氧化碳气体的装置。‎ 答案：[方案一](1)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O ‎(2)保证NaHCO3分解完全 ‎(3)两次称量固体的质量相同 ‎(4)偏小 ‎[方案二](1)玻璃棒 ‎(2)静置，向上层清液中滴加少量Ba(OH)2溶液，观察是否有白色沉淀生成 ‎(3)向漏斗里加入蒸馏水，使水面没过沉淀物，等水自然流完后，重复操作2～3次 ‎(4)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加少量Na2SO4溶液，观察是否有白色沉淀生成 ‎[方案三](1)浓H2SO4　防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入C装置　不能　(2)29.6%‎ ‎(3)缺少一套将A、B装置中的CO2气体全部驱赶到C装置中的装置(或其他合理答案)‎