2020届一轮复习人教版定性实验设计与评价作业

2020届一轮复习人教版定性实验设计与评价作业

定性实验设计与评价 ‎1．某研究性学习小组利用下列有关装置对SO2的性质及空气中SO2的含量进行探究（装置的气密性已检查）：‎ ‎ ‎ ‎ （1）装置A中反应的化学方程式是________。‎ ‎ （2）滴加浓硫酸之前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，再关闭弹簧夹。此操作的目的是________。‎ ‎ （3）实验过程中装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B，从中分别取少量溶液于两支洁净试管中，向第1支试管中滴加适量氨水出现白色沉淀________（填化学式）；向第2支试管中滴加适量新制氯水，仍然出现白色沉淀，该反应的离子方程式是________。‎ ‎ （4）装置C中的溶液中出现淡黄色浑浊，该实验证明SO2具有________性。‎ ‎ （5）装置D的作用是________。‎ ‎ （6）实验后，测定装置D中溶液呈碱性。溶液为什么呈碱性呢？‎ 大家有两种不同的假设：①是生成的Na2SO3水解；②是氢氧化钠剩余。请设计实验方案证明哪种假设成立。可任选下列试剂进行实验：Na2SO3溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl2溶液、稀硫酸。‎ 实验步骤 实验操作 预期现象与结论 ‎1‎ 取少量溶液于试管，滴入几滴酚酞 溶液变红 ‎2‎ ‎________‎ ‎________‎ ‎ （7）另一小组利用装置E进行实验：SO2性质实验之后，用注射器对实验室内空气进行取样，并向装置E中注入V mL（已折算为标准状况下体积）的空气，当溶液刚好褪色时，停止实验？请计算该空气中SO2的体积分数（用含V的代数式表示）________。‎ ‎2．某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。‎ 实验操作步骤：‎ ‎ Ⅰ. 打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。‎ Ⅱ. A中看到白色沉淀时，…，关闭活塞a。‎ 请回答：‎ ‎（1）B中反应的离子方程式是________。‎ ‎（2）通过步骤Ⅰ得知盐酸具有的性质是________（填字母）。‎ A．挥发性 B. 还原性 C. 氧化性 D. 酸性 ‎（3）C装置的作用是________，X是________（写化学式）。‎ ‎（4）为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ中未写的操作和现象是________，‎ D中反应的化学方程式是________。‎ ‎（5）碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是________（从原子结构角度加以解释）。‎ ‎3.某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)‎ MgCO3‎ Zn粉 Fe2O3‎ 无水CaCl2‎ 澄清石灰水 足量NaOH溶液 A B C D E F ‎⑴MgCO3的分解产物为 ‎ ‎⑵装置C的作用是 ，‎ 处理尾气的方法为 ‎ ‎⑶将研究小组分为两组，按上图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。‎ 步骤 操作 甲组现象 乙组现象 ‎1‎ 取黑色粉末加入稀盐酸 溶解，无气泡 溶解，有气泡 ‎2‎ 取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液 蓝色沉淀 蓝色沉淀 ‎3‎ 取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液 变红 无现象 ‎4‎ 向步骤3溶液中滴加新制氯水 红色褪去 先变红，后褪色 ‎①乙组得到的黑色粉末是 ‎ ‎②甲组步骤1中反应的离子方程式为 ‎ ‎③乙组步骤4中，溶液变红的原因为 ；溶液褪色可能的原因及其验证方法为 ‎ ‎④从实验安全考虑，上图装置还可采取的改进措施是 ‎ ‎ ‎4．某研究小组用下图装置进行SO2 与FeCl3溶液反应的相关实验（夹持装置已略去）。‎ ‎（1）在配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在 中，再加水稀释，这样操作的目的是 ，操作中不需要的仪器有 （填字母）。‎ a ．药匙 b．烧杯 　 c．石棉网 d．玻璃棒 e．坩埚 ‎（2）通入足量SO2时C中观察到的现象为 ，‎ ‎（3）根据以上现象，该小组同学认为SO2 与 FeCl3溶液发生氧化还原反应。‎ ‎①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式 ；‎ ‎②请设计实验方案检验有Fe2+生成 ；‎ ‎③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO42—。该做法 （填“合理”或“不合理”），理由是 。‎ ‎（4）D装置中倒置漏斗的作用是 。‎ ‎（5）为了验证SO2具有还原性，实验中可以代替FeCl3的试剂有 （填入正确选项前的字母） 。‎ a.浓H2SO4 b.酸性KMnO4溶液 　 c.碘水 d.NaCl溶液 ‎5．草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×102，K2＝5.4×105。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。回答下列问题：‎ ‎（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是_________，由此可知草酸晶体分解的产物中有_______。装置B的主要作用是________。‎ ‎（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。‎ ‎①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、______。装置H反应管中盛有的物质是_______。‎ ‎②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_______。‎ ‎（3）（4分）设计实验证明：‎ ‎①草酸的酸性比碳酸的强______。‎ ‎②草酸为二元酸______。‎ ‎6．某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化．‎ ‎（1）氨催化氧化的化学方程式为___________________．‎ ‎（2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是_________反应（填“吸热”或“放热”）．‎ ‎（3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_________；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是___________________．‎ ‎（4）为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置_________（填装置代号）；化合物X为_________（只写一种），Na2O2的作用是___________________。‎ ‎【答案与解析】‎ ‎1. （1）Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O ‎ （2）排除装置中氧气对实验的干扰 ‎ （3）BaSO3 Ba2++SO2+Cl2+2H2O==BaSO4↓+4H++2Cl ‎ （4）氧化 ‎ （5）吸收SO2尾气，防止污染空气 ‎ （6）‎ 实验步骤 实验操作 预期现象与结论 ‎2‎ 然后加入足量的BaCl2溶液 溶液中产生白色沉淀，最后若红色褪去，则说明①正确；若红色不能褪去，则说明②正确 ‎ （7）2.8／V ‎【解析】（2）由于在水溶液中O2易把SO2及H2S氧化，因此，制备SO2之前先通一段时间N2把装置中的空气赶走，防止空气中的O2对实验产生干扰。‎ ‎（3）SO2与BaCl2不反应，当加入氨水后，发生下列反应：‎ SO2+2NH3•H2O ==(NH4)2SO3+H2O，(NH4)2SO3+BaCl2==BaSO4↓+2NH4Cl，产生白色沉淀；若加入新制氯水，则发生反应：SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl，H2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2HCl，也产生白色沉淀。‎ ‎（4）SO2与H2S溶液发生反应SO2+2H2S==3S↓+2H2O而产生淡黄色浑浊，反应中SO2表现了氧化性。‎ ‎（5）SO2是有毒气体，在装置的最后应用NaOH溶液进行尾气吸收。‎ ‎（6）Na2SO3水解或氢氧化钠剩余都能使溶液呈碱性，但Na2SO3的水解是一个可逆反应，可通过使Na2SO3的水解平衡左移减小其溶液的碱性来达到验证的目的，如加入BaCl2溶液等。‎ ‎（7）据5SO2～2KMnO4，n (SO2)=2.5n (KMnO4)=1.25×10－4 mol，V (SO2)=2.8×10－3 L=2.8 mL，φ (SO2)=2.8／V。 ‎ ‎2.（1） CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑+ H2O ‎（2） A D ‎（3）除HCl气体 、 NaHCO3‎ ‎（4）关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，当D中出现白色胶状沉淀后 Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3（胶体）+ Na2CO3‎ ‎（5）碳和硅位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力减弱，非金属性减弱。‎ ‎3．⑴MgO、CO2‎ ‎⑵除CO2、点燃 ‎⑶①Fe ‎②Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O ‎③Fe2＋被氧化成Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色；假设SCN－被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立(其它合理答案均可给分)‎ ‎(4)装置BC之间添加装置E防倒吸(其它合理答案均可给分) ‎ ‎4．（1）浓盐酸、抑制氯化铁水解、c、e ‎ ‎（2）溶液由棕黄色变为浅绿色 ‎ ‎（3）①2Fe3+ + SO2 +2H2O=SO42-+4H++2Fe2+ ‎ ‎②取C中反应后的溶液，向其中滴入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红（2分） ③不合理硝酸可以将溶解的SO2氧化为 H2SO4，干扰试验 ‎ ‎ （4）使气体充分吸收；防止溶液倒吸 ‎ ‎ （5）b、c ‎ ‎5. (1)有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊；CO2；冷凝（水蒸气、草酸等），避免草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验。‎ ‎(2)①F、D、G、H、D、I； CuO（氧化铜）；‎ ‎②H中的粉末有黑色变为红色，其后的D中的石灰水变浑浊；‎ ‎(3)①向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液，有气泡产生。‎ ‎②用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液，消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍。‎ ‎【解析】本题是以草酸为题材来考查学生的实验基本知识，难度中偏易。首先通读这道题，合理猜测H2C2O4·2H2O的分解产物为CO2、CO、H2O三种，然后用氧化还原反应的有关知识（化合价升降）来验证。‎ ‎(1)问考常规，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2产生，考虑到还有CO，我觉得有必要强调一下“气泡”；装置B的主要作用是冷凝分解产物中的水，同时草酸也可能升华，所以该装置还有一个作用就是除去草酸蒸气，避免其进入装置C中。‎ ‎(2)问考查物质性质和实验原理的综合应用能力。由装置A、B出来的气体含有CO2、CO，容易想到用灼热氧化铜来氧化CO，进而检验其产物CO2，但要注意到原产物中有CO2，故要设计除去CO2和验证CO2除尽的环节。最终确认连接顺序F（除CO2）、D（验证CO2被除尽）、G（干燥）、H（氧化CO）、D（通过验证CO2来证明CO的存在）、I（尾气处理）；H中要装CuO（氧化铜）。‎ ‎(3)问考查实验设计能力，利用强酸制取弱酸的原理，向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液，若有气泡产生，则证明“草酸的酸性比碳酸强”。‎ 证明“草酸是二元酸”这个难一点，考虑到题中给出了Ka值，所以还可以设计了一个NaHC2O4溶液呈酸性的实验，也可以直接取NaHC2O4溶液测其pH，呈酸性则说明草酸是二元酸。若用中和滴定当然是更准确的方法了。‎ ‎6.（1）4NH3+5O24NO+6H2O （2）放热 ‎（3）浓H2SO4；生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3‎ 反应生成了NH4NO3‎ ‎（4）1 ， NH4Cl，与HCl反应生成氧气（合理答案均给分）‎ ‎【解析】本题考查氨的催化氧化。（1）和氧化生成。（2）该反应为放热，故不加热后仍能保持红热状态。（3）产物中有NＯ和NH3，NＯ会被氧化生成，在于空气中的水蒸气反应生成HNO3,而HNO3与NH3会产生白烟。（4）装置5与1均产生NH3。NH4Cl加热分解可得NH3和HCl,而HCl与可生成。‎