2010-2019年高考化学真题分类训练 专题16实验方案的设计与评价(学生版不含答案)
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1、十年高考真题分类汇编十年高考真题分类汇编(2010-2019) 化学化学 专题专题 16 实验方案的设计与评价实验方案的设计与评价 题型一:题型一:制备实验方案的设计与评价制备实验方案的设计与评价. .1 题型二:题型二:化学实验的基本操作化学实验的基本操作.48 题型一:题型一:制备实验方案的设计与评价制备实验方案的设计与评价 1.(2019 全国全国 12)下列实验不能达到目的的是 选项 目的 实验 B 加快氧气的生成速率 在过氧化氢溶液中加入少量MnO2 C 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液 D 制备少量二氧化硫气体 向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸 2.(2019
2、江苏江苏 13)室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少 量KSCN溶液,溶液变为红色 X溶液中一定含有Fe2+ B 向浓度均为0.05 mol L1的NaI、NaCl混合溶液中 滴加少量AgNO3溶液,有黄色沉淀生成 Ksp(AgI)Ksp(AgCl) C 向3 mL KI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加 1mL淀粉溶液,溶液显蓝色 Br2的氧化性比I2的强 D 用pH试纸测得:CH3COONa溶液的pH约为9, NaNO2溶液的pH约为8 HNO2电 离 出 H+的 能 力 比 CH3COOH的强
3、 3.(2019 北京北京 11)探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。(已知:室温下,0.1 mol L1 H2C2O4 的pH=1.3) 实验 装置 试剂a 现象 Ca(OH)2溶液(含酚酞) 溶液褪色,产生白色沉 淀 少量NaHCO3溶液 产生气泡 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 C2H5OH和浓硫酸 加热后产生有香味物 质 由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是 AH2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4CaC2O4+2H2O B酸性:H2C2O4 H2CO3,NaHCO3+ H2C2O4NaHC2O4+CO2+H2O CH2C2O4具有还原性,2 4 MnO
4、+5 2 24 C O +16H+2Mn2+10CO2+ 8H2O DH2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O 4.(2019 天津天津 9)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下: 回答下列问题: 环己烯的制备与提纯 (1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为_,现象为_。 (2)操作 1 的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。 烧瓶 A 中进行的可逆反应化学方程式为_,浓硫酸也可作该反 应的催化剂,选择 32 FeCl6H O而不用浓硫酸的原因为_(填序 号)。 a浓硫酸易使原料炭化并产生 2 SO b 32 FeCl6H
5、O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念 c同等条件下,用 32 FeCl6H O比浓硫酸的平衡转化率高 仪器 B 的作用为_。 (3)操作 2 用到的玻璃仪器是_。 (4)将操作 3(蒸馏)的步骤补齐:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石,_, 弃去前馏分,收集 83的馏分。 环己烯含量的测定 在一定条件下,向ga环己烯样品中加入定量制得的 2 mol Brb,与环己烯充分反应后,剩 余的 2 Br与足量KI作用生成 2 I,用 1 mol Lc 的 223 Na S O标准溶液滴定,终点时消耗 223 Na S O标准溶液mLv(以上数据均已扣除干扰因素)。 测定过程中,发生的反应如下: 2
6、2 Br2KII2KBr 2223246 I2Na S O2NaINa S O (5)滴定所用指示剂为_。样品中环己烯的质量分数为_(用字母表 示)。 (6)下列情况会导致测定结果偏低的是_(填序号)。 a样品中含有苯酚杂质 b在测定过程中部分环己烯挥发 c 223 Na S O标准溶液部分被氧化 5.(2019 江苏江苏 19)实验室以工业废渣(主要含CaSO4 2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原 料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下: (1)室温下, 反应CaSO4(s)+ 2 3 CO (aq)CaCO3(s)+ 2 4 SO (aq)达到平
7、衡, 则溶液中 2 4 2 3 SO CO c c = Ksp(CaSO4)=4.8 105,Ksp(CaCO3)=3 109。 (2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为 ;浸取 废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是 。 (3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在6070 ,搅拌,反应3小时。温度 过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是 ;保持温度、反应时间、反应物和 溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有 。 (4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质 CaCO3所需的 CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣
8、为原料, 制取 CaCl2溶液的实验方案: 已知 pH=5 时 Fe(OH)3和 Al(OH)3沉淀完全; pH=8.5 时 Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和 Ca(OH)2。 6.(2019 江苏江苏 21B)丙炔酸甲酯()是一种重要的有机化工原料,沸点为 103105 。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为 实验步骤如下: 步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌, 加热回流一段时间。 步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见下图)。 步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。 步骤4:有机相经无水N
9、a2SO4干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。 (1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是 。 (2)步骤2中,上图所示的装置中仪器A的名称是 ;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是 。 (3)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是 ;分离出有机相的操作名称 为 。 (4)步骤 4 中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是 。 7.(2018 全国全国 I 26)醋酸亚铬(CH3COO)2Cr H2O为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在 气体分析中用作氧气吸收剂。 一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂, 将三价 铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示,回答
10、 下列问题: (1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是_,仪器 a 的名称是_。 (2)将过量锌粒和氯化铬固体置于 c 中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置,打开 K1、K2, 关闭 K3。 c 中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为_。 同时 c 中有气体产生,该气体的作用是_。 (3)打开 K3,关闭 K1 和 K2。c 中亮蓝色溶液流入 d,其原因是_;d 中析出砖红色沉 淀,为使沉淀充分析出并分离, 需采用的操作是_、_、 洗涤、干燥。 (4)指出装置 d 可能存在的缺点_。 8.(2018 北京北京 28)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 资料:K
11、2FeO4为紫色固体,微溶于 KOH 溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产 生 O2,在碱性溶液中较稳定。 (1)制备 K2FeO4(夹持装置略) A 为氯气发生装置。A 中反应方程式是_(锰被还原为 Mn2+)。 将除杂装置 B 补充完整并标明所用试剂。_ C 中得到紫色固体和溶液。C 中 Cl2发生的反应有 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有_。 (2)探究 K2FeO4的性质 取 C 中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液 a,经检验气体中含有 Cl2。 证明是否 K2FeO4氧化了 Cl 而产生 Cl 2,设计以下方案:
12、方案 取少量 a,滴加 KSCN 溶液至过量,溶液呈红色。 方案 用 KOH 溶液充分洗涤 C 中所得固体,再用 KOH 溶液将 K2FeO4溶出,得到 紫色溶液 b。取少量 b,滴加盐酸,有 Cl2产生。 i由方案中溶液变红可知 a 中含有_离子,但该离子的产生不能判断一定是 K2FeO4 将 Cl 氧化,还可能由_产生(用方程式表示)。 ii方案可证明 K2FeO4氧化了 Cl 。用 KOH 溶液洗涤的目的是_。 根据 K2FeO4的制备实验得出:氧化性 Cl2_ 2 4 FeO (填或),而方案实验 表明,Cl2和 2 4 FeO 的氧化性强弱关系相反,原因是_。 资料表明,酸性溶液中的
13、氧化性 2 4 FeO 4 MnO,验证实验如下:将溶液 b 滴入 MnSO4 和足量 H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性 2 4 FeO 4 MnO。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。 理由或方案:_。 9.(2018 江苏江苏 21B)3,4亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体,微溶于水, 实验室可用 KMnO4氧化 3,4亚甲二氧基苯甲醛制备,其反应方程式为 实验步骤如下: 步骤 1: 向反应瓶中加入 3, 4亚甲二氧基苯甲醛和水, 快速搅拌, 于 7080 滴加 KMnO4 溶液。反应结束后,加入 KOH 溶液至碱性。科 网 步骤 2
14、:趁热过滤,洗涤滤饼,合并滤液和洗涤液。 步骤 3:对合并后的溶液进行处理。 步骤 4:抽滤,洗涤,干燥,得 3,4亚甲二氧基苯甲酸固体。 (1)步骤 1 中, 反应结束后, 若观察到反应液呈紫红色, 需向溶液中滴加 NaHSO3溶液, 转化为_(填化学式);加入 KOH 溶液至碱性的目的是_。 (2)步骤 2 中,趁热过滤除去的物质是_(填化学式)。 (3)步骤 3 中,处理合并后溶液的实验操作为_。 (4)步骤 4 中,抽滤所用的装置包括_、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。 10.(2017 江苏江苏 21B)1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,沸点为 71,密度为 1.36 g cm3。实验室
15、制备少量 1溴丙烷的主要步骤如下: 步骤 1: 在仪器 A 中加入搅拌磁子、12 g 正丙醇及 20 mL 水,冰水冷却下缓慢加入 28 mL 浓 H2 SO4 ;冷却至室温,搅拌下加入 24 g NaBr。 步骤 2: 如图所示搭建实验装置, 缓慢加热,直到无油状物馏出为止。 步骤 3: 将馏出液转入分液漏斗,分出有机相。 步骤 4: 将分出的有机相转入分液漏斗, 依次用 12 mL H2O、 12 mL 5% Na2CO3溶液和 12 mL H2O 洗涤,分液,得粗产品,进一步提纯得 1-溴丙烷。 (1)仪器 A 的名称是_;加入搅拌磁子的目的是搅拌和_。 (2)反应时生成的主要有机副产物
16、有 2-溴丙烷和_。 (3)步骤 2 中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是_。 (4)步骤 2 中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行,目的是_。 (5)步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作: 向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3 溶液,振荡,_,静置,分液。 误的是 选项 试剂 试纸或试液 现象 结论 A 浓氨水、 生石灰 红色石蕊试纸 变蓝 NH3为碱性气体 B 浓盐酸、浓硫酸 pH 试纸 变红 HCl 为酸性气体 C 浓盐酸、二氧化锰 淀粉碘化钾试液 变蓝 Cl2具有氧化性 D 亚硫酸钠、硫酸 品红试液 褪色 SO2具有还原性 12.(2016 浙江浙江 2
17、9)无水MgBr2可用作催化剂。 实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2, 装置如图 1,主要步骤如下: 步骤 1 三颈瓶中装入 10 g 镁屑和 150 mL 无水乙醚;装置 B 中加入 15 mL 液溴。 步骤 2 缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。 步骤 3 反应完毕后恢复至常温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至 0,析出 晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。 步骤 4 室温下用苯溶解粗品,冷却至 0,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加 热至 160分解得无水 MgBr2产品。 已知:Mg 和 Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。 MgBr2+3C2H
18、5OC2H5MgBr23C2H5OC2H5 请回答: (1)仪器 A 的名称是_。 实验中不能用干燥空气代替干燥 N2,原因是_。 (2)如将装置 B 改为装置 C(图 2),可能会导致的后果是_。 (3)步骤 3 中,第一次过滤除去的物质是_。 (4)有关步骤 4 的说法,正确的是_。 A可用 95%的乙醇代替苯溶解粗品 B洗涤晶体可选用 0的苯 C加热至 160的主要目的是除去苯 D该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴 (5)为测定产品的纯度,可用 EDTA(简写为 Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式: Mg2+Y4-MgY2- 滴定前润洗滴定管的操作方法是_。 测定时,先称取 0.2
19、500g 无水 MgBr2产品,溶解后,用 0.0500 mol L-1的 EDTA 标准溶液 滴定至终点,消耗 EDTA 标准溶液 26.50 mL,则测得无水 MgBr2产品的纯度是_(以 质量分数表示)。 氧化剂,在空气中、受热时均易分解。实验室制备少量 Na2S2O5的方法:在不断搅拌下,控 制反应温度在 40左右,向 Na2CO3过饱和溶液中通入 SO2,实验装置如下图所示。 当溶液 pH 约为 4 时,停止反应,在 20左右静置结晶。生成 Na2S2O5的化学方程式为 2NaHSO3=Na2S2O5+H2O (1)SO2与 Na2CO3溶液反应生成 NaHSO3和 CO2,其离子方
20、程式为_。 (2)装置 Y 的作用是_。 (3)析出固体的反应液经减压抽滤、洗涤、2530干燥,可获得 Na2S2O5固体。 组成减压抽滤装置的主要仪器是布氏漏斗、_和抽气泵。 依次用饱和 SO2水溶液、无水乙醇洗涤 Na2S2O5固体。用饱和 SO2水溶液洗涤的目的是 _。 (4)实验制得的 Na2S2O5固体中含有一定量的 Na2SO3和 Na2SO4,其可能的原因是_。 13.(2016 上海上海 六六)乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用 a 装置来 制备。 完成下列填空: (1)实验时,通常加入过量的乙醇,原因是_。加入数滴浓硫酸即能起催化作用,但 实际用量多于此
21、量,原因是_;浓硫酸用量又不能过多,原因是_。 (2)饱和 Na2CO3溶液的作用是_、_、_。 (3)反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,_、_,然后分液。 (4)若用 b 装置制备乙酸乙酯,其缺点有_、_。由 b 装置制得的乙酸乙酯粗 产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后, 还可能含有的有机杂质是_, 分离乙酸 乙酯与该杂质的方法是_。 14.(2016 四川四川 9)CuCl 广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解 CuCl2 2H2O 制备 CuCl,并进行相关探究。 【资料查阅】 【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。 请回答下列问题:
22、(1)仪器 X 的名称是_。 (2)实验操作的先后顺序是 a_e(填操作的编号)。 a检查装置的气密性后加入药品 b熄灭酒精灯,冷却 c在气体入口处通入干燥 HCl d点燃酒精灯,加热 e停止通入 HCl,然后通入 N2 (3)在实验过程中,观察到 B 中物质由白色变为蓝色,C 中试纸的颜色变化是_。 (4)装置 D 中发生的氧化还原反应的离子方程式是_。 (5)反应结束后,取出 CuCl 产品进行实验,发现其中含有少量的 CuCl2或 CuO 杂质,根据资 料信息分析: 若杂质是 CuCl2,则产生的原因是_。 若杂质是 CuO,则产生的原因是_。 15.(2016 天津天津 9)水中溶氧量
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