2020届一轮复习人教版实验方案的设计与评价作业(1)

2020届一轮复习人教版实验方案的设计与评价作业(1)

实验方案的设计与评价 一、选择题 ‎1．实验室要组装一套利用液体和液体反应制备气体的装置，现设计了如下的五步操作，正确的顺序是(　　)‎ ‎①将圆底烧瓶固定在铁架台上 ‎②将酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好石棉网 ‎③用漏斗向圆底烧瓶中加入一种液体反应物，再向分液漏斗中加入另一种液体反应物，并将导气管放入气体收集装置中 ‎④检查装置的气密性(利用固定装置微热的方法检查气密性)‎ ‎⑤在圆底烧瓶中装好分液漏斗，连接好导气管 A．②①⑤④③ 　　　　　　　 B．④①②⑤③‎ C．①②⑤④③ D．①⑤④②③‎ 解析：选A。实验仪器的安装原则：从下向上，从左向右。首先放置酒精灯，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好石棉网；然后把烧瓶固定在铁架台上，在烧瓶上装好分液漏斗，连好导气管，检查气密性；装置不漏气后，再加液体药品开始反应，制取气体。‎ ‎2．如图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫酸时，发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了，为使该反应顺利进行，则可以从长颈漏斗中加入的试剂是(　　)‎ ‎①食盐水　　　　　　　　 ②KNO3溶液 ‎③Na2SO4溶液 ④Na2CO3溶液 ‎⑤CCl4 ⑥浓氨水 A．①③⑤ B．②⑥‎ C．③⑤ D．①②④‎ 解析：选A。②加入KNO3溶液后不再产生H2，会产生NO气体。④Na2CO3溶液会与H2SO4反应生成CO2，既消耗H2SO4又会使H2不纯净。⑥浓氨水会与H2SO4反应。‎ ‎3．既能用浓H2SO4干燥，又能用CaO干燥的气体有(　　)‎ ‎①H2　 ②O2　 ③N2 　④SO2　 ⑤H2S　 ⑥CH4‎ ‎⑦NH3　⑧CO2‎ A．①②③⑥ B．①②③⑧‎ C．④⑤⑥ D．④⑤‎ 解析：选A。能用浓H2SO4干燥的气体有①②③④⑥⑧，能用CaO干燥的气体有①②③⑥⑦，故选项A正确。‎ ‎4．某校化学探究小组成员讨论下列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种仪器装置在气体制备与性质实验中的用法，其中不合理的是(　　)‎ A．装置Ⅰ：可以用来验证碳的非金属性比硅强 B．装置Ⅱ：橡皮管的作用是使水顺利流下 C．装置Ⅲ：不能检查该装置的气密性 D．装置Ⅳ：先从①口进气收集满CO2气体，再从②口进气，可收集NO气体 解析：选C。装置Ⅰ中可以证明碳酸的酸性大于硅酸，从而证明碳的非金属性比硅强，A项正确；装置Ⅱ中橡皮管维持漏斗和烧瓶中压强相同，从而使水顺利流下，B项正确；装置Ⅲ中通过观察甲、乙液面的高度差是否变化可以检查装置的气密性，C项错；NO的密度比CO2小，可以通过向下排CO2法收集，D项正确。‎ ‎5．用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是(　　)‎ 解析：选C。铜与浓硝酸反应的产物是NO2，其密度比空气的大，因此应利用向上排空气法收集NO2气体，导气管应长进短出，这样才能将装置中的空气排尽，且吸收装置能防止倒吸，只有C项符合。‎ ‎6．用如图所示装置进行如下实验，能达到实验目的的是(　　)‎ A．瓶中盛满水，b口进气，用排水法收集NO2‎ B．瓶中盛适量浓硫酸，a口进气干燥NH3‎ C．b口进气，用排空气法收集CO2‎ D．瓶中盛满水，b口进气，通过排出水的体积测量所制备H2的体积 解析：选D。NO2能与水反应，不能用排水法收集，A项错误；NH3能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸进行干燥，B项错误；CO2的密度比空气的密度大，用向上排空气法收集，应从a口进气，C项错误；H2难溶于水，瓶中盛满水，b口进气，排出水的体积即为H2的体积，D项正确。‎ ‎7．用如图装置进行实验，将液体A逐滴加入到盛有固体B的烧瓶中，下列叙述正确的是(　　)‎ A．若A为盐酸，B为MnO2，C中盛有品红溶液，则C中溶液褪色 B．若A为醋酸，B为贝壳，C中盛有澄清石灰水，则C中溶液出现浑浊 C．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛有AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀溶解 D．上述实验中仪器D可以用长玻璃导管代替 解析：选B。本装置为固＋液不加热装置。A项不发生反应；B项生成CO2气体，使澄清石灰水变浑浊；C项产生NH3，溶于水生成NH3·H2O，与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3沉淀不与NH3·H2O反应；D项仪器D起防倒吸的作用，不能换作长玻璃导管。‎ ‎8.某学生想利用如图装置(烧瓶位置不能移动)收集下列气体：①H2　②Cl2　③CH4　④HCl　⑤NH3　⑥NO　⑦NO2　⑧SO2，下列操作正确的是(　　)‎ A．烧瓶是干燥的，由A进气收集①③⑤‎ B．烧瓶是干燥的，由B进气收集②④⑥⑦⑧‎ C．在烧瓶中盛满水，由A进气收集①③⑤⑦‎ D．在烧瓶中盛满水，由B进气收集⑥‎ 解析：选A。由A进气，应该收集密度比空气小且不和空气反应的气体，①③⑤可以用此方法收集，A项正确；由B进气，应该收集密度比空气大且不和空气反应的气体，②④⑦⑧可以用此方法收集，B项错误；用排水法收集的气体在水中的溶解度要小，不与水反应，且应该由A进气，因此C、D两项错误。‎ ‎9．下列装置及实验设计中合理的是(　　)‎ A．① B．②③‎ C．①②③ D．②③④‎ 解析：选B。①忽略了CO2与C的反应是气体体积增大的反应，整个装置为密闭体系，造成CO气体不能通入，实验不能顺利进行，该实验设计不合理；②、③可以达到实验目的；④中气体应从左边通入。‎ 二、非选择题 ‎10．利用反应I2(s)＋Cl2(g)===2ICl(l)，实验室可用如图所示装置(加热、夹持仪器已略去)制取少量ICl。‎ 已知：①ICl的熔点为13.9 ℃，沸点为97.4 ℃，易水解，且能发生反应ICl(l)＋Cl2(g)===‎ ICl3(l)。‎ ‎②ICl3的熔点为33 ℃，沸点为77 ℃。‎ ‎(1)装置A中发生反应的化学方程式是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)装置B的作用是_________________________________________________。‎ 不能用装置F代替装置E，理由是___________________________________________。‎ ‎(3)所制得的ICl中溶有少量ICl3杂质，提纯的方法是________(填字母编号)。‎ A．过滤 B．蒸发结晶 ‎ C．蒸馏 D．分液 解析：(1)装置A用于制Cl2，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。(2)浓盐酸具有挥发性，制得的Cl2中含有HCl、H2O杂质气体，应在与碘反应前将杂质除去。(3)根据二者沸点的差异，可以用蒸馏的方法除去ICl中溶有的少量ICl3‎ 杂质。‎ 答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ‎(2)除去氯气中的氯化氢杂质　装置F中的水蒸气会进入装置D中，使ICl水解(其他合理答案也可)　(3)C ‎11．Ⅰ.如图1所示是实验室中制取气体的一种简易装置。‎ ‎(1)请简述检验图1装置气密性的方法：________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)利用如图1所示装置制取气体时，可适用的反应条件和反应物状态为_____________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.某同学设计如图2所示装置，用粗铁粒与16.9%的稀硝酸反应制取NO气体并探究产物中铁的价态。请回答有关问题。‎ ‎(3)已知16.9%稀硝酸的密度为1.10 g·cm－3，则其物质的量浓度为________(计算结果保留两位小数)。若用63%的硝酸配制16.9%的稀硝酸500 mL，所需的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、________________________________________________________________。‎ ‎(4)实验开始时，先打开止水夹a、关闭止水夹b，A装置的干燥管中观察到的现象是___________________________________________________________________________。‎ B装置烧杯中液体的作用是______________。当A装置中气体几乎为无色时，打开止水夹b，关闭止水夹a，可用C装置收集NO气体。‎ ‎(5)现有下列仪器和药品：试管和胶头滴管，0.1 mol·L－1KSCN溶液、0.2 mol·L－1酸性KMnO4溶液、0.1 mol·L－1KI溶液、氯水等。请你设计一个简单实验，探究A装置烧杯中完全反应后铁元素可能的价态，填写下列实验报告：‎ 实验步骤 操作 现象与结论 第一步 取少量A装置烧杯中液体于试管，向试管中滴入几滴KSCN溶液 第二步 若溶液紫色褪去，则说明含有Fe2＋‎ ‎；若无明显变化，则说明不含Fe2＋‎ 答案：(1)关闭止水夹，从左管口加水，使U形管两侧形成液面差，一段时间后，液面差没有变化，说明气密性良好(没有关闭止水夹不正确)　(2)不需要加热；不溶于水的块状固体和液体反应　(3)2.95 mol·L－1　500 mL容量瓶、胶头滴管　(4)粗铁粒逐渐溶解，有气泡产生，干燥管上方出现红棕色气体　吸收二氧化氮　(5)若溶液呈红色，则说明含有Fe3＋；若无明显变化，则说明不含Fe3＋　取少量A装置烧杯中液体于试管，向试管中滴入几滴酸性KMnO4溶液 ‎12．在梨、香蕉等水果中存在着乙酸正丁酯。实验室制备乙酸正丁酯的反应、有关数据和装置示意图(夹持装置略)如下：‎ CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O 水中溶解性 密度(g·cm－3)‎ 沸点(℃)‎ 相对分子质量 乙酸 溶于水 ‎1.049 2‎ ‎118‎ ‎60‎ 正丁醇 微溶于水 ‎0.809 8‎ ‎117.7‎ ‎74‎ 乙酸正丁酯 微溶于水 ‎0.882 4‎ ‎126.5‎ ‎116‎ 实验步骤：‎ Ⅰ.乙酸正丁酯的制备 在A中加入7.4 g正丁醇、6.0 g乙酸，再加入数滴浓硫酸，摇匀，放入1～2颗沸石。按图安装带分水器的回流反应装置，并在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口，通入冷凝水，缓慢加热A。在反应过程中，通过分水器下部的旋塞分出生成的水，保持分水器中水层液面的高度不变，使油层尽量回到圆底烧瓶中。反应达到终点后，停止加热，记录分出水的体积。‎ Ⅱ.产品的精制 把分水器中的酯层和A中反应液倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸钠溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置后过滤，将产物常压蒸馏，收集124～126 ℃的馏分，得到5.8 g产品。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)冷水应从冷凝管的________(填“a”或“b”)口通入。‎ ‎(2)产品的精制过程中，第一次水洗的目的是____________________，第二次水洗的目的是______________________，洗涤完成后将有机层从分液漏斗的________(填“上口”或“下口”)转移到锥形瓶中。‎ ‎(3)本实验提高产品产率的方法是___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)判断反应终点的依据是_____________________________________________。‎ ‎(5)该实验过程中，生成乙酸正丁酯的产率是____________________________________。‎ 解析：(1)冷凝管从下管口进水，上管口出水，使水充满冷凝管，提高冷凝效果。(2)由于反应可逆，浓硫酸作催化剂，产品中有乙酸、硫酸残留，第一次水洗除去大部分乙酸、硫酸；第二次水洗除去未反应的Na2CO3和生成的钠盐；酯的密度小于水，在水的上层，从分液漏斗的上口倒出乙酸正丁酯。(3)根据化学平衡移动原理，分离出生成物能促进平衡正向移动，提高产率。(4)乙酸和正丁醇发生酯化反应生成乙酸正丁酯和水，分水器中的水层会不断上升，当分水器中的水面高度保持不变时，表明该酯化反应已经完成。(5)理论上生成乙酸正丁酯11.6 g，则产率为×100%＝50%。‎ 答案：(1)a ‎(2)除去大部分乙酸和硫酸　除去残留的钠盐　上口 ‎(3)使用分水器分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动 ‎(4)分水器中的水层不再增加 ‎(5)50%‎