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汕头市名校新高一下学期化学精选实验题汇总含解析

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【解析】 【详解】

(1)连接好装置,装药品之前,必须进行的操作是检查装置的气密性; (2)二氧化锰与浓盐酸加热产生氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)

MnCl2+Cl2↑+2H2O;大

试管内发生反应是氯气与氢氧化钠溶液的反应,反应方程式为Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O;

(3)在制取氯气的反应中浓盐酸易挥发,用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体;温度较高时,能够发生副反应3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O,因此冰水的作用是防止溶液温度升高而发生副反应;

(4)根据反应2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O可知,不需要加热,所以图2中AD装置都可以。 【点睛】

本题借助制备消毒液考查了氯气的实验室制法、氯气的化学性质,充分考查了学生综合运用知识解决问题的能力,能训练学生的审题能力、思维能力和规范答题的能力,本题难度不大,注意题干已知信息的提取和灵活应用。

4. 分液漏斗 圆底烧瓶 4HCl(浓)+MnO2

MnCl2+Cl2↑+2H2O 2Fe+3Cl2

2FeCl3 浓硫酸 A

B 饱和食盐水 除去过量氯气,防止其污染空气 改为一个盛有碱石灰的干燥管(或在装置C和D之间增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶) 硫氰化钾溶液(或苯酚溶液) 溶液变为红色(或溶液变为紫色) 【解析】 【分析】

装置A是制备氯气的发生装置,生成的氯气中含氯化氢和水蒸气,通过装置B中浓硫酸干燥氯气,通过装置C反应生成无水氯化铁,剩余气体通过氢氧化钠溶液吸收,据此判断。 【详解】

(1)由仪器的构造可知a为分液漏斗,b为圆底烧瓶;

(2)A装置制取的是氯气,实验室常用浓盐酸与二氧化锰加热制取,化学反应方程式为4HCl(浓)+MnO2

MnCl2+Cl2↑+2H2O;C为氯气与铁制备氯化铁,反应方程式为2Fe+3Cl2

2FeCl3;

(3)为制备无水氯化铁,B装置应为盛有浓硫酸的干燥氯气的装置,即装置B中加入的试剂是浓硫酸; (4)制备的氯气中混有氯化氢气体,所以需在干燥之前除氯化氢,故在A与B间添加饱和食盐水的装置; (5)氯气有毒,会污染空气,D装置用氢氧化钠除未反应完的氯气,防止其污染空气;为制备无水氯化铁,防止D中水蒸气进入C装置,可选用碱石灰的干燥管,既能吸收氯气,又能吸水,或在装置C和D之间增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶;

(6)检验铁离子用硫氰化钾或者苯酚,若有铁离子,硫氰化钾溶液变红色,苯酚溶液变紫色。 【点睛】

本题以氯化铁制取为载体,考查的是实验室中氯气的制取方法、常见尾气的处理方法以及铁离子的检验等,题目难度中等,注意气体的除杂以及尾气的处理方法,另外还要注意题干已知信息的提取和灵活应用。

5.+Br2+HBr HBr 放热 a 漏斗 c

【解析】 【分析】

苯和液溴在溴化铁作催化剂的作用下,发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,生成的溴化氢极易溶于水,用NaOH溶液吸收HBr,并防止倒吸。该反应为放热反应,而苯和液溴都易挥发,所以用冷凝管将挥发的原料进行冷凝,回流至反应器。 【详解】

(1) 苯和液溴在溴化铁作催化剂的作用下,发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,化学方程式为

+Br2

+HBr;HBr极易溶于水,在烧瓶内与空气中的水结合形成白雾;

(2)利用冷凝管,将受热挥发的原料重新冷凝成液体,回流至三口烧瓶中,该反应为放热反应;冷凝时,冷凝管中应该充满水,为了充分冷凝,所以应该下口进水,进水口应是a; (3)①过滤操作需要用的玻璃仪器包括烧杯、玻璃棒、漏斗;

②粗的溴苯中含有少量的苯,根据表中的信息,两者的沸点相差较大,可以利用蒸馏进行分离提纯。答案为c。

6.漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁 坩埚 除去HCl 装有碱石灰的干燥管 收集氯化铝产品

2Al(OH)3+Mg(OH)2【解析】 【分析】

高温MgAl2O4+4H2O

(1)用过滤操作的“两低三靠”来分析;

(2)高温焙烧通常选用坩埚来盛放固体,注意坩埚有多种材质。

(3)除去氯气中的氯化氢气体,首选饱和食盐水;从F和G的作用上考虑替代试剂;从题给的流程上判断高温焙烧时的反应物和生成物并进行配平。 【详解】

(1)漏斗下方尖端应当贴紧烧杯壁,以形成液体流,加快过滤速度; (2)坩埚通常可用于固体的高温焙烧;

(3)①浓盐酸易挥发,用饱和食盐水可除去浓盐酸挥发出的HCl气体,并降低氯气的溶解损耗; ②F装置的作用是吸收水分,防止水分进入收集瓶,G装置的作用是吸收尾气中的氯气,防止污染环境。用装有碱石灰的球形干燥管可以同时实现上述两个功能;

③图中已标注E是收集瓶,其作用是收集D装置中生成的氯化铝;

④从整个流程图可以看出,用氨水从溶液中沉淀出Al(OH)3和Mg(OH)2,再通过高温焙烧来制取目标产物

MgAl2O4,所以反应物为Al(OH)3和Mg(OH)2,生成物为MgAl2O4,该反应的化学方程式为:

2Al(OH)3+Mg(OH)2。

高温MgAl2O4+4H2O

7.b→c→a→c→d吸收产生的多余NH3防止空气中H2O进入C中影响结果黑色的CuO全部转变成红色的固体

18m(CuO)?16A、CA、C

m(H2O)【解析】

b装置产生的NH3气中混有的水蒸气应先用C(1)①仪器连接的关键处是:(碱石灰)除去,通过a(CuO)后产生的水蒸气和过量的NH3气应先通过C(碱石灰)吸收水,然后再通过d吸收多余的氨气,故正确的连接顺序应为:b→c→a→c→d。d中浓硫酸的作用是吸收多余的NH3气,并防止空气中的水分进入c中影响测定结果。实验结束后a中黑色的CuO全部转变成红色的Cu。②根据方程式可知 H2+CuO

Cu+H2O

x+16 18 m(CuO) m(H2O)

18m(CuO)?16 Cu的相对原子质量x=

m(H2O)③A、如CuO未被全部还原成Cu,则上式中

18m(CuO)比值比实际大,结果偏大,A正确;B、如CuO受

m(H2O)潮,则m(CuO)偏大,m(H2O)也偏大,还是变小,B错误;C、

18m(CuO)如CuO中混有Cu,则m(CuO)偏大,m(H2O)不变,则偏大,结果偏大,C正确;(2)如

m(H2O)m仍采用上述仪器装置,其它方案可选用测定的物理量必须有CuO或Cu,故只能选择A、(Cu)和m(CuO)或C、m(Cu)和m(H2O),答案选AC。

8.分液漏斗活塞 微热圆底烧瓶 有气泡产生,冷却至室温有一段液柱 气密性良好 HNO3 Na2CO3 Na2SiO3 白色浑浊 挥发出的硝酸可能和硅酸钠反应 D

2-2--+-2+

SiO3+CO2+H2O═H2SiO3↓+CO3 2MnO4+16H+10Cl=2Mn+5Cl2↑+8H2O 橙黄色 NaCl和KCl 不

合理 有多余的氯气,不能验证Br2和I2的氧化性强弱 【解析】 【分析】

根据元素周期律中元素的非金属性递变规律及氧化还原反应的规律进行分析。第I部分根据元素的最高价含氧酸的酸性设计实验;第II部分是根据单质的氧化性设计实验。 【详解】

Ⅰ.甲同学设计了一次性完成元素氮、碳、硅非金属性强弱的比较实验,则可以根据其最高价氧化物的水化物的酸性进行设计,即酸性HNO3>H2SiO3>H2CO3。

(1)在连接好仪器后,加入药品之前要检查装置气密性。首先关闭分液漏斗活塞,将导管伸入烧杯液面以下,再微热圆底烧瓶,如果C中有气泡产生,冷却至室温有一段液柱,则说明气密性良好。 (2)要证明氮、碳、硅非金属性强弱,在A中加HNO3溶液,B中加碳酸盐,可以是Na2CO3溶液,C中加可溶性的硅酸盐溶液,可以是Na2SiO3溶液,将观察到C中出现白色浑浊的现象,但该现象不足以证明三者非金属性强弱,因为硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸可能和硅酸钠反应。

(3)为避免上述问题,应在B、C之间增加一个洗气装置,即盛有足量饱和NaHCO3溶液的洗气装置。 A.浓盐酸也有挥发性,也会干扰实验; B.浓NaOH溶液会吸收CO2; C.饱和Na2CO3溶液也会吸收CO2 ;

D.饱和NaHCO3溶液能吸收挥发出的硝酸,且能生成CO2,故只能选D。 改进后C中发生反应的离子方程式是SiO32-+CO2+H2O═H2SiO3↓+CO32- 。

Ⅱ.丙同学设计了验证卤族元素性质的递变规律根据图中信息,可以判断是通过比较其单质的氧化性而设计了实验。首先用浓盐酸与高锰酸钾反应制备Cl2,然后Cl2分别与A、B、C三处的沾有NaBr溶液的棉花、湿润淀粉KI试纸、湿润红纸反应。

(1)浓盐酸与高锰酸钾反应的离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 。

(2)A中发生置换反应生成Br2,棉花颜色变为橙黄色,则说明非金属性Cl>Br;向NaBr和KI的混合溶液中,通入足量的Cl2充分反应后,发生置换反应生成Br2、I2、NaCl和KCl,将所得溶液蒸干并灼烧,Br2挥发为溴蒸气跑掉,I2升华碘蒸气跑掉,最后得到的物质是难挥发的NaCl和KCl。

(3)丙同学利用此实验证明卤素单质氧化性:Cl2>Br2>I2,这是不合理的,原因是有多余的氯气,不能证明Br2与KI发生了反应,因此不能验证Br2和I2的氧化性强弱。 【点睛】

实验设计要根据科学性、安全性、可行性和简约性进行,这也是评价实验方案的的依据。要注意实验的干扰因素,并且设计实验措施排除这些干扰因素,保障实验效果达到预期、实验结论合理。例如,本题的第II部分实验设计就不能得到预期的结论,即使最后的红纸不褪色,也不能比较Br2和I2的氧化性强弱。 9.过滤 萃取、分液 2I-+Cl2==I2+2Cl- B 分液漏斗,普通漏斗 没有石棉网、温度计插入液面以下、冷凝管进、出水方向颠倒 萃取剂沸点较低,I2易升华 烧瓶 【解析】 【分析】

根据框图分析:海藻晒干灼烧,变成海藻灰,浸泡得悬浊液,分液后滤液中含有I-,I-具有还原性,加氧化剂氯气,得到I2,通过萃取、分液和蒸馏即可得到晶体碘。结合各部反应进行解答。 【详解】

(1)将悬浊液分离为残渣和含碘离子溶液应选择过滤的方法,将碘水中的碘提取出来得方法萃取、分液; 操作②发生反应的离子方程式:2I-+Cl2=I2+2Cl-;因此,本题答案是:过滤;萃取、分液; 2I-+Cl2=I2+2Cl-;(2) A、酒精和水互溶,所以不能作萃取剂,故错误;

B、四氯化碳、苯符合萃取剂条件,所以能作萃取剂,故B正确; C、汽油能作萃取剂,乙酸和水互溶,所以乙酸不能作萃取剂,故错误; D、汽油能作萃取剂、甘油和水互溶,所以甘油不能作萃取剂,故错误; 所以本题答案为:B;

(3) 为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,根据实验装置原理,基本操作有过滤、萃取、分液、使用的仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗、分液漏斗等,尚缺少的玻璃仪器是(普通)漏斗和分液漏斗; 因此,本题正确答案是:分液漏斗、普通漏斗;

烧杯加热应垫石棉网,温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,冷凝管冷凝水下进上出; 因此,本题正确答案是:①缺石棉网;②温度计插到液体中;③冷凝管进出水方向颠倒;

(5)水浴加热的温度是使试管内或烧杯内试剂受热温度均匀,具有长时间加热温度保持恒定的特点,四氯化碳沸点为76.8℃,碘单质沸点为184℃,故最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集。 因此,本题正确答案是:使蒸馏烧瓶受热均匀,控制加热温度不会过高;蒸馏烧瓶。 10. NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O c MnO2+4H+2Cl

Cl2↑+Mn+2H2O

2+

KMnO4(或 KClO3) 饱和食盐水 d Cl2+2Br-=Br2+2Cl- 分液漏斗 Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O 【解析】分析:装置a是制备固液不加热反应的装置,例如锌粒与稀硫酸反应制备氢气;装置b是制备固固加热反应的装置,例如实验室制备氧气和氨气;装置c是制备固固加热反应的装置,例如实验室制备氯气。

(1)由上述分析可知装置b是用于制备固固加热反应,实验室制备氨气则是用这套装置,反应方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O;采用浓盐酸和二氧化锰制备氯气必须加热,所以应选用装置c,

Cl2↑+Mn2++2H2O;(2)①上图为制备氯气并验证氯气性质的

离子反应方程式为:MnO2+4H++2Cl-

装置,其中制备气体装置没有加热,因此选用的固体应为KMnO4(或 KClO3);利用此反应制备氯气中混有HCl气体,可采用饱和食盐水除去混有的HCl气体;②装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,I处为湿润布条,验证氯气可使湿润的布条褪色,II再经过干燥剂干燥氯气,III验证干燥的氯气能否使干燥布条褪色。D中发生置换反应Cl2+2Br=Br2+2Cl,溴单质经分液漏斗流到锥形瓶中,与碘化钾发生置换反应生成碘单质。为了分离紫红色溶液,还需用到分液漏斗,此操作过程为萃取。④盐酸和次氯酸钠生成有毒气体氯气,反应方程式为Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O。

点睛:本题重点考察氯气的制备及性质验证。实验室制备氯气使用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应,也可采用KMnO4(或 KClO3)与浓盐酸不加热条件下反应。实验中产生的氯气中混有氯化氢和水蒸气,采用饱和食盐水除去氯化氢气体,采用无水氯化钙等干燥剂除去水蒸气。氯气可以漂白湿润的有色布条,是因

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