2020届一轮复习人教版定性实验设计与评价作业(1)

2020届一轮复习人教版定性实验设计与评价作业(1)

定性实验设计与评价 ‎1．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）。‎ ‎2．某校化学实验兴趣小组为了要探究实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来，同时要证明氯气的某些性质，甲同学设计了如下图所示的实验装置（支撑用的铁架台省略），按要求回答问题。‎ ‎（1）若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2 ，制得的Cl2在标准状况下体积总是 1.12 L（填“大于”或“等于”或“小于”）。‎ ‎ （2）①装置B中盛放的试剂名称为 ，‎ 作用是 。‎ ‎ ②装置D和E中出现的不同现象说明了 ‎ 。‎ ‎③装置F的作用是 。‎ ‎④写出装置G中发生主要反应的离子方程式为 ‎ 。‎ ‎（3）乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在 与 之间（填装置字母序号），装置中应放入 （填写试剂或用品名称）。‎ ‎3．某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1mol·L-1的Ba（NO3）2溶液中，得到了BaSO4沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组突出了如下假设:‎ 假设一：溶液中的NO3- 假设二：溶液中溶解的O2‎ ‎（1）验证假设 该小组涉及实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象 实验步骤 实验现象 结论 实验1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 假设一成立 实验2：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 ‎（2）为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化 实验1‎ 实验2‎ V(SO2)‎ b V1‎ O pH 曲线入下图 实验1中溶液pH变小的原因是____;V1时，实验2中 溶液pH小于实验1的原因是（用离子方程式表示）_________。‎ ‎（3）验证假设二 请设计实验验证假设二，写出实验步骤，预期现象和结论。‎ 实验步骤、预期现象和结论（不要求写具体操作过程）‎ ‎（3）若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别通入足量的O2和KNO3，氧化相同的H2SO3溶液（溶液体积变化忽略不计），充分反应后两溶液的pH前者_______(填大于或小于)后者，理由是___________‎ ‎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．某化学兴趣小组为研究生铁(含碳)与浓硫酸的反应情况及产物性质，设计如下实验。请回答下列问题：‎ ‎(1)按上图所示装置进行实验(夹持装置及尾气处理装置未画出)。仪器b的名称为________；实验过程中，装置B中观察的现象是______________________________；‎ 装置C中有白色沉淀生成，该沉淀是________(填化学式)。‎ ‎(2)装置A中还会产生CO2气体，请写出产生CO2的化学方程式：_________________。‎ ‎(3)某同学通过验证实验后期装置A中产生的气体知道还含有H2，理由是________(用离子方程式表示)。‎ ‎6．某小组同学欲研究SO2的性质。‎ ‎（1）将相关的含硫物质分为如下表所示3组，第2组中物质X的化学式是 。‎ 第1组 第2组 第3组 S（单质）‎ SO2、X、Na2SO3、NaHSO3‎ SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4‎ ‎（2）利用下图所示的装置研究SO2的性质：‎ ‎（熔点：SO2 －76.1℃，SO3 16.8℃；沸点：SO2 －10℃，SO3 45℃）‎ ‎①装置I模拟工业生产中SO2催化氧化的反应，其化学方程式是 。‎ ‎②甲同学按I、II、III、IV的顺序连接装置，装置II的作用是 ；装置III中溶液逐渐褪色，生成Mn2+，则该反应的离子方程式是 。 ‎ ‎③乙同学按I、II、IV的顺序连接装置，若装置IV中有40 mL 2.5 mol•L－1 NaOH溶液，反应后增重4.8 g，则装置IV中发生总反应的化学方程式是 。‎ ‎7．某化学课外活动小组设计实验探究氮的化合物的性质，装置如下图所示(A装置未画出)，其中A为气体发生装置。A中所用试剂，从下列固体物质中选取：①NH4HCO3、②NH4Cl、③Ca(OH)2、④NaOH。‎ 检查装置气密性后，先将C处铂丝网加热至红热，再将A处产生的气体通过B装置片刻后，撤去C处酒精灯，铂丝继续保持红热，F处铜片逐渐溶解。‎ ‎(1)实验室制取A中气体时若只用一种试剂，该试剂是_________________(填代表备选试剂的序号)；此时A中主要的玻璃仪器有__________________________________(填名称)。‎ ‎(2)下面关于A中所用试剂的说法正确的是___________________。‎ ‎ A.施用该物质会大大提高粮食产量而对环境无影响 ‎ B.向该物质的溶液中加入足量氢氧化钡溶液发生反应的离子方程式为：NH4+ + OH– = NH3•H2O ‎ C.可通过加热方法区别该试剂和(NH4)2SO4‎ ‎ D.工业上用NH3等合成该物质的过程可称为氮的固定 ‎(3)装置C中发生催化氧化反应的化学方程式为____________________________________，装置E发生反应的化学方程式为_________________________________________________。‎ ‎(4)假设A、B中的药品充足，则装置F中可以观察到的现象有________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(5)指导老师从安全与环保角度考虑，指出该装置有两处明显的缺陷，请你提出修改建议：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎8．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）设计实验证明：‎ ‎①草酸的酸性比碳酸的强______。‎ ‎②草酸为二元酸______。‎ ‎【答案与解析】‎ ‎1.（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。‎ ‎2.（1）小于 ‎（2）① 无水硫酸铜 证明有水蒸气产生 ‎②氯气无漂白性，次氯酸有漂白性 ‎③吸收氯气 ‎④Ag－ + Cl－ = AgCl↓‎ ‎（3） F G 湿润的淀粉KI试纸（或湿润的有色布条）‎ ‎3.（1）无现象、有白色沉淀生成 ‎（2）SO2溶于水后生成H2SO3，亚硫酸显酸性，故pH值减小；SO2 +H2OH2SO3 ；‎ ‎ 3Ba2++ 3SO2＋2NO3－＋2H2O=3 Ba SO4↓＋2NO↑＋4H＋；‎ ‎（3）‎ 实验步骤 实验现象 结论 实验1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 无现象 假设二成立 实验2：在盛有富含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 有白色沉淀生成 ‎（4）小于，根据：2 H2SO3＋O2=4H＋＋2SO42－‎ ‎3 H2SO3＋2NO3－=3SO42－＋2NO↑＋4H＋＋H2O；‎ 等物质的量的H2SO3分别被O2和KNO3氧化时产生氢离子的物质的量为3：2。‎ ‎【解析】本题基于氧化还原原理考查实验方案设计。‎ ‎（1）二氧化硫不与氯化钡反应，所以无现象。硝酸根离子氧化二氧化硫，生成硫酸根离子，与钡离子形成沉淀。‎ ‎（2）二氧化硫溶于水形成亚硫酸，亚硫酸是弱酸溶液呈酸性；硝酸根离子氧化亚硫酸，生成硫酸，硫酸是强酸，PH值比实验1小。‎ ‎（3）同样进行不含氧气和通入氧气的对比实验，判断是否氧气参加反应。‎ ‎（4）等物质的量的H2SO3分别被O2和KNO3氧化时产生氢离子的物质的量为3：2。‎ ‎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)分液漏斗　湿润的品红试纸褪色，湿润的蓝色石蕊试纸变红　BaSO4‎ ‎(2)C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑‎ ‎【解析】(1)由装置图可知，仪器b为分液漏斗，生铁(含碳)与浓硫酸反应生成二氧化硫气体，可使湿润的品红试纸褪色，湿润的蓝色石蕊试纸变红；把二氧化硫通入硝酸钡溶液发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀。(2)C与浓硫酸反应的化学方程式为：‎ C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(3)某同学通过验证实验后期装置A中产生的气体知道还含有H2的理由是随着反应的进行浓硫酸逐渐变为稀硫酸，稀硫酸与铁单质反应生成氢气，其反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 ‎ ‎6.（1）H2SO3‎ ‎（2）①2SO2 + O2 2SO3 ②使SO3凝结成固体与SO2分离 ‎5SO2 + 2H2O + 2MnO4－ 5SO42－ + 2Mn2+ + 4H+‎ ‎③3SO2 + 4NaOH Na2SO3 + 2NaHSO3 + H2O ‎ ‎【解析】第二组中S元素的化合价均为+4价，故X为H2SO3。‎ ‎7. (1) NH4HCO3 试管、酒精灯 (2) C ‎(3) 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4‎ ‎(4)水中产生气泡，溶液逐渐变为蓝色，气体在广口瓶上方变为红棕色 ‎(5)在装置E、F之间增加一个防倒吸装置，在装置F后面增加一个尾气吸收装置 ‎8．(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。‎