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1、达标作业 33 化学实验方案的设计与评价 基础题 1.实验是化学研究的基础，关于下列各实验装置图的叙述中, 正确的是 （） A?装置可用于石油的分憾 B.装置可用于酒精提取漠水中的B“ C?装置可用于吸收HC1气体，并能防止倒吸 D.装置验证乙烯的生成 解析：是蒸憎装置，可用于石油的分馅，A项正确；因为酒精易溶于 水，与漠水互溶，故不能用酒精提取澳水中的B? B项错误 ; HC1极易溶于 水，导气管的出口在水中，所以会引起倒吸，应将苯换为CC14, C项错误；温 度计测得的是溶液的温度，水银球应该放在液面以下，并且制得的乙烯气体中 可能混有挥发出的乙醇也能使KMnCU酸性溶液褪色，对乙烯的检验
2、造成干 扰，D项错误。 答案：A 2.下列图中所示的实验方法、装置或操作正确的是（） 稀硫酸 1? - 侮稀盐酸 NaCOj Na、SiO； 溶液 A.测量锌与稀硫酸反应 B.证明非金属性： 的速率ClCSi ( D HNaOH *溶液 J 温度计 A 硬纸板 碎纸条 C.进行酸碱中和滴定实验 D.测定中和热 解析：利用测单位时间内生成H2的量来测量锌和稀硫酸反应的速率，A项正 确；一是盐酸酸性比H2CO3强，不能说明非金属性C1C, 二是因为盐酸易挥 发，挥发的HC1进入烧杯发生反应：2HC1 + Na2SiO3=2NaCl + H2SiO3 !,不能说明酸性H2CO3 强于H2SQ3, B
3、 项错误； NaOH是碱，应盛装在碱式滴定管中，图示盛装NaOH溶液 的是酸式滴定 管，C项错误；测定中和热时，大、小烧杯口应相平，以减少热量的损失，D 项错误。 答案：A 用图装置制备Fe（OH）2并能较长时间观察其颜色用图装置探 究温度对平衡移动的影响用图装置验证铁发生析氢腐蚀 用图装置测定反应速率 解析：用图装置制备Fe（OH）2时应将Fe作电解池的阳极，A 项错误；根据2NO2（红棕色）N2CU（无色），用图装置根据气体 颜 色变化可探究温度对平衡移动的影响，B项正确；用饱和食盐水浸泡过的铁钉 发生的是吸氧腐蚀，C项错误；图装置中的长颈漏斗应改为分液漏斗， 才能测定 反应速率，D项错误
4、。 答案：B 4.用下列装置制取并收集NO?气体，其中最合理的是（） 3. 下列实验能达到实验目的的是（） A. B. C? D? 解析：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， 且能防止倒吸，只有C项符合。 答案：C 5.如图所示的装置常用于制取气体并检验气体的性质。下列有关说法正确 的是（） A.关闭分液漏斗的活塞，将干燥管末端放入水中，微热烧瓶，有气泡从水 中冒出，停止加热后，干燥管内有一段稳定的水柱形成，表明装置不漏气 B.若装置用于制取氯气并验证其具有漂白性，则A中所用试剂为稀盐酸， B中所
5、用药品为KMnO4固体，C中为品红溶液 C.若装置用于制取S02并验证其具有漂白性，则A中所用试剂为浓硫酸， B中所用药品为Na2SO3固体，C中为酸性KMnO4溶液 D.若实验吋B中盛放固体NaOH,A中为浓氨水 ,C中为稀AgNO3 溶液，则 实验过程中，C试管中看不到明显的实验现象 解析：A项，由于装置的体积较大，可用酒精灯微热烧瓶，加热时干燥管口 有气泡冒出，冷却后干燥管口有水柱形成，说明装置的气密性良好，正确；B项， 制氯气时应用浓盐酸，错误；C项，SO?使酸性KMnO 4溶液褪色的原因是SO2 能将KMnO4还原，表现还原性 , 不表现漂白性，错误；D项，实验过程中C试管 中有沉淀
6、出现，若N C项，稀硝酸也能把碘离子氧化为J 不能 证明酸性条件下H2O2的 氧化性比b强，错误；D项，对于化学平衡FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl,加入FeCl3固体增大了反应物的浓度，平衡正向移 动，生成更多的Fe(SCNk 溶液红色变深，能够达到探究浓度对化学平衡的影 响，正确。 答案：D 8.下列图中的实验方案，能达到实验目的的是() A I B 解析：A项，右边试管中除加FeCh溶液外，还在加热，反应速 率快，不能证明FeCh的催化作用，因为加热也能加快反应速率；B 项，Fe作 阳极，发生反应：Fe-2e _ + 2OH_=Fe(OH) 2,石墨作阴极 ,
7、发生反应： 2H2O+2e _=H 2 t +2OH“,生成的 出 可以保持溶液中无氧状态，煤油也可隔绝 空气，可以达到实验目的；C项，CO?也可 以被Na2CO3溶液吸收： Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3,无法达到实验目的，应选用饱和NaHCCh溶 液；D项，因为浓盐酸易挥发，会有部分HC1挥发到Na2SiO3溶液中，烧杯 中有沉淀生成的无法证明是与CO?反应生成的他可能是与挥发的HC1反应)， 无法达到实验目的。 答案：B 9.(1)实验室常见的几种气体发生装置如下图A、B、C所示: _ 实验室可以用B和C装置制取氨气，如果用C装置， 通常使 用的药品是 _ o检查C装置气密
8、性是否良好的操作方法是 若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可能是下 列气体中 的_ O 实验 方案 Fc c ? 1 ? ? ? ? ? X . ? ? ? ? ? ? , ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? re ? ? ? ? a 实验 目的 验证FeCl3对H2O2分解反应有 催化作用 制备Fe(OH)2并能较长时间观 察其颜色 实验 方案 实验 目的 除去C02气体中混有的S02 比较HCk H2CO3 和H2SiO3的 酸性强弱 2滴汐溶液 2mL5% HQ：溶液 He MQH溶液 煤油 Na2CO3固体 a? C02 b? NO c? Cl
9、2 d? H? （2）取花学式为MZ的黄色粉末状化合物进行如下实验。将MZ 和足量 的碳粉充分混合，平铺在反应管a中，在b瓶中盛有足量澄清石灰水。 按图连接仪器。实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间后，加热反应管a, 观察到管内发生剧烈反应， 并有熔融物生成，同时，b瓶 中的溶液出现口色浑浊。 待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却，此时，管中的熔融 物凝固成银白色金属。根据以上叙述回答： 元素Z是 _ ； 停止加热前是否需要先断开a和b的连接处？为什么？ _ 本实 验的尾气是否需处理？如需处理，请回答如何处理； 如不 需处理，请说明理由。 _ 解析：（1）利用装置C来制取氨气，不
10、需要加热，则可选用浓氨水、 CaO固体（NaOH固体或碱石灰）；装置C气密性的检查方法为：把导管与另 一导管通过橡胶管连接，并将其末端放入水中，关闭分液漏斗活塞，用手（或热 毛巾）捂住烧瓶，若导管末端有气泡产生，移开手（或热毛巾），若导管末端产 生一段水柱，且一段时间内保持不变，则装置的气密性良好；收集气体时，要 依据气体的密度的大小（如出、Cl?）、是否溶解于水（如H2、HC1）、是否 与氧气反应（如NO）等来 选择收集方法；利用装置A制取的气体需要加热， 利用装置D收集的气体是密度比空气大的且不与浓H2SO4和02反应的气体， 则依 据这些条件，只有c符合。 （2）反应管中存在C,生成能使
11、澄清的石灰水变浑浊的气体是CO2o故 Z元素为0。是说停止加热后，反应管中的温度降低，压强减小，但有N2的 不断通入，不会产生倒吸，故不需要断开a和b 的连接处。因为反应过程中可 能产生CO, CO有毒，应该进行尾 气处理，处理的方法可以将其在导管口点燃， 或者用气球收集，或接 一个加热的装有CuO的硬质玻璃管。 答案：浓氨水、CaO固体(NaOH固体或碱石灰 ) 将导管与另一导管 通过橡胶管连接，并将其末端放入水中，关闭分液漏斗活塞, 用手( 或热毛巾 ) 捂住烧瓶，若导管末端有气泡产生，移开手(或热毛 巾) ，若导管末端产生一段 水柱，且一段时间内保持不变，则装置的气密性良好bdc (2)
12、氧 不需要，因为一直通入氮气，b中溶液不会倒吸到a 管中 需 处理，因为可能生成一氧化碳，一氧化碳有毒，应该进行尾气处理，处理的方 法是将其在导管口点燃，或者用气球收集，或接一个加热的装有CuO的硬质 玻璃管 能力题 10.保护环境是全球关注的问题。 I ?某环保部门处理含CM电镀废水的方法如图(CM和CNCT中 N的化合价均为一3价)： 某学习小组依据上述方法，用下图实验装置进行该电镀废水处理 的研究。 操作步骤： i?先关闭装置甲的开关，再将含CM废水与过量NaClO溶液混 合，取 200 mL混合液其中c(CNj为0.200 mol-L -1 加入装置甲中，塞上橡皮 塞。 ii ?待装置
13、甲中充分反应后，打开开关，使溶液全部流入装置乙 中，关闭开关。 (1)写出装置乙中反应的离子方程式： _ (2)装置丙中的试剂是 _ , 装置丁的作用是 (3)假定上述实验中的气体都被充分吸收。若干燥管I增重1.408 g。则CN被处理的百分率为_ o (4)你认为用此装置进行实验，与(3)对比，CN被处理的百分率 将 _ ( 填“偏高”、“偏低”、“无法确定”或“无影响”)， 含 CN - 的废水 含 CN() 一 NaCK) 的废水 H2SO/ NaCK) N2、C()2 、 简述你的理由： _ _ O II?防治空气污染，燃煤脱硫很重要。目前，科学家对Fe?+溶液 脱硫技术 的研究已取得
14、新成果。 (5)某学习小组为了探究“SO?与Fe?+反应的产物”，将过量的SO?通入 FeCh溶液中后， 各取10 mL反应液分别加入编号为A、B、C的试管中，并设 计以下3种实验方案： 方案：A中加入少量KMnO 4溶液，溶液紫红色褪去。 方案：B中加入KSCN溶液，溶液不变血红色，再加入新制的氯水，溶 液变血红。 方案：C中加入稀盐酸酸化的BaCb溶液，产生白色沉淀。上述实验方 案中不合理的是 _ o 解析：根据图示，乙中CNO -和 CIO一在酸性条件下发生氧化还原反 应，最终CNO“被氧化为N2, C1CT被还原为C12,根据得失电 子守恒、电荷守 恒、原子守恒配平离子方程式。(2)装
15、置丙的作用是吸收混合气中的H2O,应选 择浓硫酸，装置丁的作用是吸收混合气中的Cb。干燥管I增加的质量为反应 产生的CO?的质量，根据CN? 1 408 g CO2,则被处理的/1(CN)=44 a .=0,032 mol, CN_被处理的百分率为 0 200 mobLX0 2LX 100% = 8a0% (4)若CI2 在丁中没有被完全吸收，则结果偏高，若 CO2残留在装置中，则结果偏低。(5)方案不合理，因为SO2、F+均具有 还原性，均能与KMnO4发生氧 化还原反应而使溶液褪色。 答案：(1)2CNO“ + 6C1O“ + 8H + =N 2 t + 2CO2 t + 3C12 t + 4H2O (2)浓硫酸吸收混合气中的Cl? (3)80.0% (4)偏高 部分Ch在装置丁中没有被吸收而在干燥管I中被吸收 (或偏低部 分CO2残留在装置内没有在干燥管I中被完全吸收或无法确定部分Cb在干燥 管I中被吸收，部分CO?没有在干燥管I 中被吸收 ) (5)方案