一、選擇題
1.(2014·北京高考)用下圖裝置(夾持、加熱裝置已略)進行實驗,由②中現象,不能證實①中反應發生的是 ( )
【解析】選a。a選項,肥皂水冒泡無法證明生成氫氣,現象應為生成大量氣泡並上浮,點燃有爆鳴聲,錯誤;b選項,加熱氯化銨和氫氧化鈣的混合物,酚酞溶液變紅色,說明有鹼性氣體產生,說明①中反應發生;c選項,碳酸氫鈉受熱分解,產生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁,產生了二氧化碳,說明①中反應發生;d選項,石蠟油主要是18個碳原子以上的烷烴,不能使br2的ccl4溶液褪色,加熱之後,br2的ccl4溶液褪色,說明有含有不飽和鍵的新物質生成,說明①中發生反應。
【誤區提醒】
(1)本題a項中很多同學看到肥皂水冒泡就誤認為產生了h2,而實際上即使不反應,水蒸氣加熱也會使肥皂水冒泡。
(2)本題d項中很多同學搞不清楚石蠟的成分,誤以為石蠟含有低沸點的烯烴,石蠟油受熱汽化進入②也能使br2的ccl4溶液褪色,實際上石蠟油主要是18個碳原子以上的烷烴,不含有不飽和鍵。
2.(2014·四川高考)下列實驗方案中,不能達到實驗目的的是 ( )
【解題指南】解答本題時應注意以下兩點:
(1)鹵代烴中的鹵素原子不能與硝酸銀溶液反應生成鹵化銀沉澱;
(2)二價鐵離子有還原性,當遇到強氧化性的物質,如硝酸,會被氧化成三價鐵離子。
【解析】選b。a項,溴乙烷在氫氧化鈉溶液中加熱水解生成乙醇和溴化鈉,酸性條件下溴化鈉與硝酸銀溶液反應生成淡黃色的溴化銀沉澱,能達到實驗目的;b項,在酸性條件下,硝酸根離子有氧化性,能夠將二價鐵離子氧化成三價鐵離子,三價鐵離子與kscn溶液反應,使溶液變紅,因此不能達到實驗目的;c項,溴單質與碘離子發生氧化還原反應生成碘單質,生成的碘單質溶解在四氯化碳溶液中,顯紫色,故c能達到實驗目的;d項,此過程中發生了沉澱的轉化,由難溶物生成了更難溶的物質,因此d能達到實驗目的。
【誤區提醒】檢驗鹵代烴中的鹵素原子時,容易出現兩種錯誤,一是混淆鹵素離子和鹵素原子的區別直接加硝酸銀溶液,二是將鹵代烴在鹼性條件下水解了之後未經酸化,直接加硝酸銀溶液。
二、非選擇題
3.(2014·北京高考)碳、硫的含量影響鋼鐵效能,碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中的碳、硫轉化為氣體,再用測碳、測硫裝置進行測定。
(1)採用裝置a,在高溫下x克鋼樣中碳、硫轉化為co2、so2。
①氣體a的成分是 。
②若鋼樣中硫以fes形式存在,a中反應:
3fes+5o21 +3 。
(2)將氣體a通入測硫裝置中(如下圖),採用滴定法測定硫的含量。
①h2o2氧化so2的化學方程式
②用naoh溶液滴定生成的h2so4,消耗zml naoh溶液,若消耗1 ml naoh溶液相當於硫的質量為y克,則該鋼樣中硫的質量分數: 。
(3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖),採用重量法測定碳的含量。
①氣體a通過b和c的目的是
②計算鋼樣中碳的質量分數,應測量的資料是 。
【解析】(1)①鋼樣中的碳、硫在裝置a中被氧化為co2、so2,故a的成分為co2、so2以及未反應的o2;②fes中的-2價的硫被氧化為so2,+2價的fe被氧化為+3價的鐵,結合所給化學計量數,可知產物應為fe3o4和so2,故方程式為3fes+5o2fe3o4+3so2。
(2)①h2o2具有氧化性,可氧化so2使s的化合價公升高為+6價,在溶液中反應產物應為硫酸,故反應方程式為h2o2+so2h2so4;②1 ml naoh相當於yg s,故zml naoh相當於zyg s,則該樣品中硫的質量分數為zy/x。
(3)①測定碳的含量需將氣體a中的so2除去,故裝置b和c的作用是除去so2;②計算碳的質量分數需利用co2的質量進行分析,故需測量co2吸收瓶在吸收co2氣體前後的質量。
答案:(1)①o2、co2和so2 ②fe3o4 so2
(2)①h2o2+so2h2so4 ②zy/x
(3)①除掉so2對co2測定的干擾
②吸收瓶在吸收co2氣體前後的質量
4.(2014·四川高考)硫代硫酸鈉是一種重要的化工產品。某興趣小組擬製備硫代硫酸鈉晶體(na2s2o3·5h2o)。
ⅰ.[查閱資料]
(1)na2s2o3·5h2o是無色透明晶體,易溶於水,其稀溶液與bacl2溶液混合無沉澱生成。
(2)向na2co3和na2s混合溶液中通入so2可製得na2s2o3,所得產品常含有少量na2so3和na2so4。
(3)na2so3易被氧化;baso3難溶於水,可溶於稀hcl。
ⅱ.[製備產品]
實驗裝置如圖所示(省略夾持裝置)
實驗步驟:
(1)檢查裝置氣密性,按圖示加入試劑。儀器a的名稱是
e中的試劑是 (選填下列字母編號)。
a.稀h2so4 溶液 c.飽和nahso3
(2)先向c中燒瓶加入na2s和na2co3混合溶液,再向a中燒瓶滴加濃h2so4。
(3)待na2s和na2co3完全消耗後,結束反應。過濾c中混合物,濾液經 (填寫操作名稱)、結晶、過濾、洗滌、乾燥,得到產品。
ⅲ.[**與反思]
(1)為驗證產品中含有na2so3和na2so4,該小組設計了以下實驗方案,請將方案補充完整。(所需試劑從稀hno3、稀h2so4、稀hcl、蒸餾水中選擇)
取適量產品配成稀溶液,滴加足量bacl2溶液,有白色沉澱生成, ,若沉澱未完全溶解,並有刺激性氣味的氣體產生,則可確定產品中含有na2so3和na2so4。
(2)為減少裝置c中生成na2so4的量,在不改變原有裝置的基礎上對實驗步驟(2)進行了改進,改進後的操作是
(3)na2s2o3·5h2o的溶解度隨溫度公升高顯著增大,所得產品通過方法提純。
【解題指南】解答本題應該注意以下兩點:
(1)檢驗硫酸根離子的方法是加入鹽酸和氯化鋇;
(2)+4價的硫易被氧化成+6價的硫。
【解析】ⅱ.[製備產品]
(1)根據儀器的構造特點可知,儀器a的名稱是分液漏斗。根據裝置可知,a裝置是製備so2的,c裝置是製備na2s2o3的,b、d裝置是防倒吸的,由於so2有毒,需要尾氣處理,因此e裝置是吸收so2的。由於so2是酸性氧化物,可以用氫氧化鈉溶液吸收,即e中的試劑是氫氧化鈉溶液,答案選b。
(3)由於na2s2o3·5h2o是無色透明晶體,易溶於水,因此要從溶液中得到硫代硫酸鈉晶體,需要經過蒸發、結晶、過濾、洗滌、乾燥,得到產品。
ⅲ.[**與反思]
(1)na2s2o3·5h2o的稀溶液與bacl2溶液混合無沉澱生成,而實驗過程中有白色沉澱生成,因此要進一步驗證,則可以向白色沉澱中滴加稀鹽酸,若沉澱未完全溶解,並有刺激性氣味的氣體產生,則可確定產品中含有na2so3和na2so4。
(2)由於亞硫酸鹽易被氧化生成硫酸鹽,而裝置中含有空氣,空氣能氧化亞硫酸鹽,所以為減少裝置c中生成的na2so4的量,改進後的措施是先向a中燒瓶滴加濃硫酸,產生的氣體將裝置中空氣排盡後,再向c中燒瓶加入na2s和na2co3混合溶液。
(3)由於na2s2o3·5h2o的溶解度隨溫度公升高顯著增大,因此所得產品通過重結晶方法提純。
答案:ⅱ.(1)分液漏斗 b (3)蒸發
ⅲ.(1)過濾,用蒸餾水洗滌沉澱,向沉澱中加入足量稀鹽酸
(2)先向a中燒瓶滴加濃硫酸,產生的氣體將裝置中空氣排盡後,再向c中燒瓶加入na2s和na2co3混合溶液
(3)重結晶
5.(2014·安徽高考·28)某研究小組為**弱酸性條件下鐵發生電化學腐蝕型別的影響因素,將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置於錐形瓶底部,塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液,同時測量容器中的壓強變化。
(1) 請完成以下實驗設計表(表中不要留空格):
(2)(2)編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2。t2時,容器中壓強明顯小於起始壓強,其原因是鐵發生了腐蝕,請在圖3中用箭頭標出發生該腐蝕時電子流動方向;此時,碳粉表面發生了 (填「氧化」或「還原」)反應,其電極反應式是
(3)該小組對圖2中0～t1時壓強變大的原因提出了如下假設,請你完成假設二:
假設一:發生析氫腐蝕產生了氣體;
假設二……
(4)為驗證假設一,某同學設計了檢驗收集的氣體中是否含有h2的方案。請你再設計乙個實驗方案驗證假設一,寫出實驗步驟和結論。
【解題指南】解答本題時應注意以下3點:
(1)控制變數的方法。
(2)吸氧腐蝕與析氫腐蝕的區別。
(3)根據物質的性質去設計實驗驗證假設。
【解析】(1)實驗②是**醋酸濃度的影響,因此醋酸濃度不同,其他條件相同,即鐵粉的質量為2.0 g,實驗③是**碳粉的量對反應的影響。
(2)t2時壓強減小,則是發生了吸氧腐蝕,碳是正極,發生還原反應:o2+4e-+2h2o4oh-或4h++o2+4e-2h2o,電子流向是鐵→碳:。
考點13化學實驗方案的設計與評價
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