专题08 化学实验题突破——高一化学下学期期末专项突破学案(鲁科版2019必修第二册)
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一、选择题
1.(2022·广东省东莞市高一下学期期中)海带中含有碘元素,可通过以下步骤提取:①灼烧海带成灰:②将海带灰转移,加入蒸馏水,搅拌,煮沸;③过滤,向滤液中滴入氯水,振荡;④将氧化后溶液转移,向其中加入CCl4振荡,静置。以上步骤不需要用到的仪器是( )。
A. B. C. D.
【解析】选A。实验过程中没有涉及一定物质的量浓度溶液的配制,不需要用到容量瓶,选项A错误;过滤装置选择玻璃仪器有烧杯,玻璃棒,漏斗,选项B正确;用有机溶剂将碘从水中提取出来是利用碘单质在互不相溶的溶剂中溶解度不同通过萃取分液的方法分离得到,选项C正确;海带晒干灼烧成灰是固体高温灼烧,应在坩埚内灼烧,选项D正确。
2.(2021·福建莆田高一下学期期末)下列实验目的与装置或仪器不一致的是( )。
A.粗盐提纯:选①和②
B.实验室制取蒸馏水:选④
C.用CCl4提取碘水中的碘:选③
D.分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5:选①
【解析】选D。粗盐提纯,应先用过滤方法除去沉淀杂质,后蒸发可得到食盐,选项A正确;实验室制取蒸馏水,选④,且冷凝水下进上出,各仪器使用合理,选项B正确;CCl4和水互不相溶,可用分液的方法分离,可选③,选项C正确;Na2CO3溶液和CH3COOC2H3互不相溶,应用分液的方法分离,选③,选项D错误。
3.(2020~2021学年山东青岛高一上学期期末)下列实验目的可以用如图所示装置达到的是( )。
A.以MnO2、浓盐酸为原料,制备、干燥、收集Cl2
B.以Na2SO3固体、质量分数为70%的浓硫酸为原料,制备、干燥、收集SO2
C.以浓氨水、生石灰为原料,制备、干燥、收集NH3
D.以Cu、稀硝酸为原料,制备、干燥、收集NO
【解析】选B。MnO2和浓盐酸反应制备氯气需要加热,A选项错误;Na2SO3固体与质量分数为70%的浓硫酸反应制SO2,通过浓硫酸干燥,因为SO2的密度比空气的大,使用采用向上排空气法收集,导气管“长进短出”,SO2是有毒有污染的酸性气体,必须有尾气处理装置,B选项正确;氨气是碱性气体,不能用浓硫酸干燥,而且的密度比空气的小,导气管“短进长出”,C选项错误;NO容易被空气中的氧气氧化,不能用排空气法收集,只能用排水法收集,D选项错误。
4.(湖南省长沙市雅礼中学2021~2022学年高一下学期期中联考)下列除杂方法正确的是(括号内为杂质)( )。
A.CH4(C2H4),通入足量溴的CCl4
B.KCl溶液(CaCl2),滴加Na2CO3溶液后过滤
C.SO2(CO2),通过NaOH溶液
D.CO2(SO2),通过饱和Na2CO3溶液
【解析】选A。溴的CCl4与C2H4发生加成反应生成液态二溴乙烷,与CH4气体分离,A正确;Na2CO3溶液与CaCl2反应生成NaCl,引入新杂质,B错误;NaOH溶液与SO2和CO2都能反应,不符合除杂原则,C错误;饱和Na2CO3溶液与SO2和CO2都能反应,不符合除杂原则,D错误。
5.(2020~2021学年山西省大同市高一下学期期末)为提纯下列物质(括号内的物质为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是
选项
A
B
C
D
被提纯物质
酒精(水)
乙醇(乙酸)
乙烷(乙烯)
溴苯(溴)
除杂试剂
生石灰
氢氧化钠溶液
酸性高锰酸钾溶液
KI溶液
分离方法
蒸馏
分液
洗气
分液
【解析】选A。CaO与水反应后,增大与乙醇的沸点差异,然后蒸馏可分离,A正确;乙酸与NaOH反应后,与乙醇互溶,不能分液,应选蒸馏法,B错误;乙烯被高锰酸钾氧化生成二氧化碳,引入新杂质,不能除杂,应选溴水、洗气,C错误;溴与KI反应生成碘,碘易溶于溴苯,不能除杂,应选NaOH溶液、分液,D错误。
6.(2021·江苏盐城高一下学期期末检测)下列装置或操作能达到实验目的的是( )。
A
B
C
D
A.蒸馏石油 B.除去甲烷中少量乙烯
C.验证化学能转变电能 D.制取乙酸乙酯
【解析】选C。蒸馏石油实验中冷凝水的方向是“下进上出”,A错误;乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2,带来新的杂质气体,B错误;该装置为原电池装置,可以实现化学能向电能的转化,C正确;导气管的末端不能深入到饱和碳酸钠溶液中,这样会容易引起倒吸,D错误。
7.(2022·湖北麻城高一下学期期中)以含钴废渣(主要成分CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备Co2O3的一种实验流程如下。下列与流程相关的装置和原理能达到实验目的的是( )。
A.用装置甲制备“酸浸”所需的SO2,“酸浸”时SO2为还原剂
B.用装置乙配制“酸浸”所需的250mL1mol·L-1 H2SO4溶液
C.用装置丙过滤“沉钴”所得悬浊液,为了提高“沉钴”效率可快速滴加碳酸钠溶液
D.用装置丁萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向上,萃取的目的是除去Zn2+
【解析】选D。铜与浓硫酸反应制取二氧化硫需要加热,A错误;定容时胶头滴管不能伸入容量瓶中,B错误;沉钴时应缓慢滴加碳酸钠溶液,防止加入过快而产生Co(OH)2沉淀,C错误;萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向上,由流程图可知,除铝时把铝离子除去了,萃取的目的则是除去Zn2+,D正确。
8.某同学进行乙酸与乙醇的酯化反应实验,操作如下:向试管Ⅰ中依次加入5mL无水乙醇和5ml冰醋酸,滴入3滴浓硫酸,塞紧橡胶塞,大火加热试管Ⅰ5分钟,将试管Ⅰ产生的气体通过导气管通到盛有饱和碳酸钠溶液的试管Ⅱ底部。实验中存在的错误有几处?( )。
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】选C。第1处错误,混合液加热需要加入沸石,防止暴沸;第二处错误,一开始加热进行酯化反应时,由于反应物容易挥发,故开始反应时需要小火均匀加热,后大火蒸出产物;第三处错误是将试管Ⅰ产生的气体通入到饱和碳酸钠溶液上方,防止倒吸。共3处错误。
9.(双选)(2021·江苏南京高一下学期期末)下列实验能达到预期目的的是( )。
A.用溴水检验汽油中是否含有不饱和脂肪烃
B.用乙醇从碘水中萃取碘
C.用盐析方法分离提纯蛋白质
D.用氨水清洗试管壁附着的银镜
【解析】选AC。溴水能够使不饱和脂肪烃褪色,A能够达到预期目的;酒精以任意比和水互溶,加入碘水中,不会发生分层现象,不能用来萃取碘水中的碘,B不能达到预期目的;向蛋白质溶液中加入轻金属盐,蛋白质胶体会发生聚沉,过滤即可分离出蛋白质,C能够达到预期目的;金属银不能溶于氨水,不能用氨水清洗试管壁附着的银镜,应该用稀硝酸,D不能达到预期目的。
10.(2021·黑龙江齐齐哈尔高一上学期期末)用右图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是( )。
选项
①中物质
②中物质
②中预测的现象
A
浓氨水
块状CaO
产生刺激性气味气体
B
浓硝酸
用砂纸打磨过的铝条
产生红棕色气体
C
氯化铝溶液
浓氢氧化钠溶液
产生大量白色沉淀
D
浓盐酸
MnO2粉末
产生黄绿色气体
【解析】选A。氨水和氧化钙反应生成氨气和氢氧化钙,故能产生刺激性气体,故A正确;常温下铝在浓硝酸中钝化,不能产生红棕色气体,故B错误;氯化铝和过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,不产生氢氧化铝沉淀,故C错误;浓盐酸和二氧化锰反应需要在加热条件下,故D错误。
11.实验室中常以废铁屑为原料来制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O],流程如下:
下列说法错误的是( )。
A.操作①可选用的仪器是烧杯、玻璃棒、酒精灯
B.操作②只需蒸发、冷却、结晶三步操作,即可把产品装入试剂瓶
C.硫酸亚铁铵易分解、易被氧化,须低温密闭保存
D.把浓硫酸缓慢地倒入水中,边加边搅拌即可得到稀硫酸
【解析】选B。操作①是铁屑溶于稀硫酸,可以在烧杯中进行,用酒精灯微热,加快反应速率,并且用玻璃棒搅拌,防止液体飞溅,A选项正确;操作②是加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,B选项错误;铵盐受热易分解,亚铁盐具有强还原性,容易被空气中的氧气氧化,所以须低温密闭保存,C选项正确;稀释浓硫酸时的操作要点是:“酸入水,在烧杯,沿玻棒,勤搅拌”,D选项正确。
12.(2022年1月浙江学考化学仿真模拟试卷A)下列实验设计、现象和结论都正确的是( )。
选项
目的
方案设计
现象和结论
A
检验高温下铁与水蒸气反应的产物中是否含有三价铁
取铁与水蒸气反应后的固体,先加入稀盐酸溶解,再加入KSCN溶液
溶液变血红色则有三价铁,若不变血红色则无三价铁
B
检验MnO2和浓盐酸反应之后是否有酸剩余
取少量反应后的溶液于试管中,依次加入AgNO3和稀硝酸
若出现白色沉淀,则酸剩余
C
探究淀粉水解过程
在试管中加入2mL淀粉溶液和少量稀硫酸,加热3~5min,冷却后加入少量新制Cu(OH)2加热
若未出现砖红色沉淀,则淀粉未发生水解
D
检验蛋白质的性质
取2mL蛋白质溶液于试管中,加入适量醋酸铅溶液,再加入足量水
若产生沉淀不溶解,则蛋白质变性
【解析】选D。A项,铁与水蒸气反应后的固体中先加入稀盐酸溶解时,若Fe未完全发生反应,过量的Fe与Fe3+反应产生+2价的Fe2+,加入KSCN溶液时溶液不变红色,因此不能说明溶液中不含铁离子,A错误;B项,反应产生的MnCl2也会电离产生Cl-,当加入AgNO3和稀硝酸时,电离产生的Ag+会变为AgCl白色沉淀,不能据此判断盐酸是否过量,B错误;C项,在淀粉水解过程中稀硫酸为催化剂,在检验水解产物时由于未加入碱中和硫酸,因此当加入少量新制Cu(OH)2悬浊液并加热时,不会出现砖红色沉淀,不能据此判断淀粉未发生水解反应,C错误;D项,铅是重金属,向蛋白质溶液中加入醋酸铅溶液,产生白色沉淀,再加入足量水,白色沉淀不溶解,说明蛋白质遇重金属发生变性,产生难溶性固体,D正确。
13.(2021·陕西省榆林市高一下学期期末)下列方案设计、现象和结论都正确的是( )。
选项
目的
方案设计
现象和结论
A
探究NO2能否支持燃烧
取少量浓硝酸加热分解,将产物先通入浓硫酸,后用集气瓶收集气体
将带火星的木条放置瓶内,木条复燃,不能说明NO2支持燃烧
B
鉴别NaCl和NaNO2溶液
分别取少量溶液于试管中,然后滴加酸性的KMnO4
若紫红色退去,则该溶液为NaCl溶液
C
向盛有H2O2溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的硫酸亚铁
溶液变成棕黄色,一段时间后产生气泡,随后生成红褐色沉淀。
Fe2+被H2O2氧化为Fe3+;Fe3+催化H2O2分解为O2,且反应放热,促进了Fe3+的水解
D
探究淀粉在酸性条件下的水解程度
取少量淀粉溶液,加入适量稀硫酸加热5min后,再加NaOH中和硫酸,最后滴加碘水
溶液无明显现象,则淀粉完全水解
【解析】选C。浓硝酸分解的反应为4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,生成的NO2和O2的体积比为4∶1,而空气中N2和O2的体积比为4∶1,故带火星的木条复燃,能说明NO2支持燃烧,故A错误;NaCl和NaNO2溶液在酸性条件下都能被高锰酸钾溶液氧化,故若紫红色褪去,该溶液不一定为NaCl溶液,故B错误;亚铁离子与过氧化氢发生氧化还原反应转变为铁离子故溶液变成棕黄色,且铁离子可催化过氧化氢的分解故产生气泡,一段时间后,产生红褐色沉淀即为铁离子水解平衡移动所得,故C正确;取少量淀粉溶液,加入适量稀硫酸加热5min后,再加NaOH中和硫酸,此时NaOH可能过量,而碘水能与氢氧化钠溶液反应,故溶液无明显现象,则淀粉不一定完全水解,故D错误。
14.(2021·广东省肇庆市高一上学期期末)下列实验目的对应的相关实验设计及相应现象正确的是( )。
选项
实验目的
实验设计及实验现象
A
检验Na2S2O3已氧化变质
加盐酸酸化的BaCl2溶液,产生沉淀
B
检验乙醇的还原性
向乙醇中滴加少量酸性重铬酸钾溶液,溶液褪色
C
除去氢气中的H2S
将混合气体通过装有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
D
研究温度对反应速率的影响
向两支试管中加入等体积等物质的量的稀硫酸酸化的碘化钾溶液,分别置于冷、热水浴中,同时滴加淀粉溶液,热水中溶液先变蓝
【解析】选B。加盐酸与Na2S2O3反应生成沉淀,且变质后亚硫酸根离子、硫酸根离子均与氯化钡反应生成沉淀,由操作和现象不能证明是否变质,故A错误;乙醇可被酸性重铬酸钾氧化,溶液褪色,可知乙醇具有还原性,故B正确;酸性高锰酸钾可除去硫化氢,且引入新杂质,不能除杂,故C错误;应先加淀粉,后改变温度,由操作和现象不能探究温度对反应速率的影响,故D错误。
15.(2021·河北省保定市高一下学期期末)下列实验操作能达到实验目的的是( )。
选项
实验目的
实验操作
A
探究浓度对反应速率的影响
将装有NO2的密闭烧瓶浸泡在冰水中
B
提纯混有氯化氢和水蒸气的氯气
将氯气依次通过浓硫酸和饱和食盐水
C
制备Fe(OH)3胶体
将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中
D
比较乙醇和水中氢的活泼性
分别将少量钠投入盛有无水乙醇和水的烧杯中
【解析】选D。该试验为探究温度对于实验的影响,故A项错误。饱和食盐水中含有水蒸气,故应先通过饱和食盐水再通过浓硫酸除去水分,故B项错误。制备Fe(OH)3胶体需要将饱和的氯化铁溶液加入沸水中,直接使用浓NaOH溶液加入饱和的氯化铁溶液中会得到Fe(OH)3沉淀,故C项错误。将钠单质分别加入盛有无水乙醇和水的烧杯中,水中生成氢气的速率大于无水乙醇,证明水中的氢更活泼,故D项正确。
17.(2021·湖南永州高一下学期期末检测)下列实验操作和现象与结论的关系不相符的是( )。
选项
操作和现象
结论
A
将一小块钠分别投入盛有水和乙醇的小烧杯中,钠与乙醇反应要平缓得多
乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼
B
在催化剂存在的条件下,石蜡油加强热生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色
石蜡油的分解产物中含有烯烃
C
向盛有Na2CO3固体的锥形瓶中滴加稀盐酸,产生无色气体
不能证明氯元素的非金属性强于碳元素
D
向蔗糖溶液中加入稀硫酸,水浴加热一段时间后,再加入新制Cu(OH)2悬浊液,用酒精灯加热,未见砖红色沉淀
蔗糖未水解
【解析】选D。乙醇与Na反应比水与Na反应平稳,则乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼,故A正确;石蜡油加强热生成的气体含乙烯,则气体通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色,可知石蜡油的分解产物中含有烯烃,故B正确;盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳,但盐酸为无氧酸,则不能证明氯元素的非金属性强于碳元素,故C正确;蔗糖水解生成葡萄糖,检验葡萄糖应在碱性条件下,没有加碱至碱性,加入新制Cu(OH)2悬浊液,用酒精灯加热,未见砖红色沉淀,不能说明蔗糖未水解,故D错误。
18.(双选)(2021·河北邯郸高一下期中)下列装置或操作能达到目的的是( )。
序号
装置或操作
目的
A
装置依据单位时间内颜色变化来比较浓度对反应速率的影响
B
装置结合秒表用于测定生成氢气的速率
C
装置依据生成沉淀的快慢来比较温度对反应速率的影响
D
装置依据U形管两边液面的高低判断钠和水反应的热效应
【解析】选BD。反应前两个试管中的高锰酸钾溶液的浓度不同,颜色不同,不能通过比较颜色变化说明浓度对反应速率的影响,A选项错误;题中装置可以测得氢气的体积,再用秒表测定收集一定条件氢气所用的时间即可测定该反应的反应速率,B选项正确;两种溶液中浓度也不同,不能作为比较温度对反应速率影响的前提条件,C选项错误;根据气体受热膨胀的原理,当U形管液面左低右高时,可以说明钠和水反应放热,D选项正确。
19.(2021·江西省九江市高一下学期期末)实验室用如下装置制取乙烯并验证乙烯的某些性质[已知装置a中发生的反应为ClCH2CH2PO(OH)2+4NaOH=NaCl+CH2=CH2↑+Na3PO4+3H2O;b、c中均有明显现象]。
下列说法错误的是( )。
A.打开分液漏斗活塞前先打开K
B.装置a中导管W起平衡气压作用,使乙烯利溶液顺利滴下
C.装置b中溶液橙红色逐渐褪去
D.装置c中溶液紫色褪去并分为上下两层
【解析】选D。打开分液漏斗活塞前先打开K,以保证分液漏斗内液体顺利流下,A选项正确;导管W是一个连通管,可以保证分液漏斗和蒸馏烧瓶内压强相等,使乙烯利溶液顺利滴下,B选项正确;乙烯和溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成无色的1,2-二溴乙烷,使溶液橙红色逐渐褪去,C选项正确;乙烯通入酸性KMnO4溶液后,乙烯被氧化成二氧化碳,溶液不分层,D选项错误。
20.MnSO4•H2O是一种易溶于水的微红色斜方晶体,某同学设计下列装置制备硫酸锰:下列说法错误的是( )。
A.装置I烧瓶中放入的药品X为Na2SO3
B.装置II中用“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率
C.装置Ⅲ烧杯中溶液为饱和NaHSO3
D.用装置II反应后的溶液制备MnSO4•H2O需经历蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥等过程
【解析】选C。A项,Cu与浓硫酸反应制取SO2需要加热,装置图中无加热装置,所以X不可能为Cu;亚硫酸钠,与浓硫酸发生复分解反应生成硫酸钠、水、二氧化硫,所以装置I烧瓶中放入的药品X为Na2SO3,A正确;B项,装置Ⅱ中用“多孔球泡”,增大接触面积,可增大SO2的吸收速率,B正确;C项,SO2是有毒气体,不能随意排入大气,可根据SO2是酸性氧化物,能够与碱反应的性质除去,所以Ⅲ中NaOH溶液可吸收尾气,而饱和NaHSO3溶液不可吸收尾气,C错误;D项,用装置Ⅱ反应后的溶液为MnSO4,制备MnSO4•H2O,通过蒸发结晶、过滤、洗涤及干燥可得到,D正确。
21.(2021·桂林高一下学期期末检测)下列设计的各实验能达到证明对应的反应的热效应的是( )。
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
【解析】选D。①滴几滴水,棉花会燃烧,说明反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑放热;②加入NaOH溶液后饱和石灰水变浑浊,说明酸碱中和反应放热;③搅拌使NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O充分混合反应,烧杯与玻璃片会因为水结冰而粘连在一起,说明NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应吸热;④O2、NH3在Pt丝表面反应,使Pt丝保持红热,说明NH3的催化氧化放热。
22.(陕西省咸阳市2020~2021学年高一上学期期末)实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,反应原理为:NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,下列说法错误的是( )。
A.通过活塞K可控制CO2的流速
B.装置b、d依次盛装饱和Na2CO3溶液、稀硫酸
C.装置c中含氨的饱和食盐水提高了CO2吸收效率
D.反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却,过滤得到NaHCO3晶体
【解析】选B。关闭活塞K时,气体可将球形容器内的液体压入漏斗内,从而使碳酸钙脱离液面,反应停止,所以通过调节活塞K可控制CO2的流速,A正确;装置b的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢,故装置b内应盛装饱和NaHCO3溶液,B错误;装置c中含氨的饱和食盐水呈碱性,CO2的溶解度增大,C正确;反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水,NaHCO3降温结晶,过滤得NaHCO3晶体,D正确。
23.(2021·安徽宣城八校高一上学期期末检测)为确定HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,某同学设计了如图所示的装置,下列有关叙述正确的是( )。
A.HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性依次增强
B.A中锥形瓶中生成CO2气体
C.B中装饱和Na2CO3溶液,用于除去A中挥发出的HCl气体
D.C中装Na2SiO3溶液,预期现象是先出现白色沉淀后又逐渐溶解
【解析】选B。盐酸是强酸,元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水合物酸性越强,非金属性C>Si,则酸性:H2CO3>H2SiO3,所以HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性依次减弱,故A错误;要确定HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,采用强酸制取弱酸原理,用稀盐酸和碳酸钙反应制取二氧化碳,用二氧化碳和硅酸钠溶液制取硅酸,所以锥形瓶中用于制取二氧化碳,故B正确;Na2CO3和HCl、二氧化碳都反应,所以B中应该用饱和的NaHCO3溶液除去A中挥发出的HCl气体,故C错误;硅酸不溶于水,所以其预期现象应该是出现白色沉淀,故D错误。
24.为探究Cu2+对H2O2分解是否有催化作用,分别取10mL30% H2O2(约10mol·L-1)于四支试管中,控制其它条件相同,进行实验获得如下表数据(氧气为标准状况下的体积):
实验
编号
所加药品
控制
温度/℃
生成氧气平均速率(mL·min-1)
第1个3min
第2个3min
第3个3min
①
1mL1.0mol·L-1
CuSO4
20
2.4
2.7
2.8
②
30
9
10
10
③
40
90
63
28
④
1mL H2O
40
1.0
1.2
1.3
下列有关说法不正确的是( )。
A.Cu2+对H2O2分解有催化作用
B.Cu2+对H2O2分解催化效率可能随温度升高而提高
C.实验③第1个3min H2O2的平均反应速率约为2.4mol·L-1·min-1
D.为得到更可靠的结论,实验①②③还需排除SO42-
【解析】选C。A选项,实验③④说明Cu2+对H2O2分解有催化作用。B选项,温度每升高10℃,速率提高2~4倍,实验②③说明,随着温度升高,Cu2+对H2O2分解的催化效果明显提高。D选项,加CuSO4,可能是Cu2+造成影响,也可能是SO42-造成的影响。
25.(广东深圳2020~2021学年度高一下学期期末)氯乙酸(CH2ClCOOH)是重要的分析试剂和有机合成中间体。一种制备氯乙酸的方法为CH3COOH+Cl2CH2ClCOOH+HCl,已知:PCl3易水解。学习小组用如图所示装置进行探究,下列说法正确的是( )。
A.试剂X、Y依次选用浓盐酸、MnO2
B.②的作用为除去Cl2中的HCl
C.③中反应后的液体经蒸馏可得氯乙酸
D.④中出现白色沉淀说明有HCl生成
【解析】选C。在①中若用浓盐酸与MnO2混合制取Cl2需要加热条件,而用浓盐酸与KMnO4反应制取氯气不需要加热,装置图没有加热装置,所以试剂X是浓盐酸,试剂Y是KMnO4,A错误;用浓盐酸与KMnO4反应制取的Cl2中含有水蒸气,由于PCl3易水解,所以Cl2在进入反应制取CH2ClCOOH之前需要干燥处理,则②中试剂为干燥剂浓硫酸,B错误;乙酸与Cl2在PCl3催化下加热95℃制取得到氯乙酸,同时还有副产物二氯乙酸、三氯乙酸,它们是沸点不同的液体化合物,因此③中反应后的液体经蒸馏可得氯乙酸,C正确;未反应的Cl2及反应产生的HCl气体在④中都能与AgNO3溶液反应产生AgCl白色沉淀,因此不能根据④中出现白色沉淀判断有HCl生成,D错误。
二、综合题
26.(2021·河北邯郸高一下期中)为了探究碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应是吸热反应还是放热反应。某化学兴趣小组同学进行了下列实验(每项实验各做三次平行实验,取平均值)。
(1)NaHCO3固体溶于水是________(填“吸热”“放热”)过程;NaHCO3溶液与盐酸反应是________(填“吸热”“放热”)反应。
(2)Na2CO3固体溶于水是________(填“吸热”“放热”)过程;Na2CO3溶液与盐酸反应是________(填“吸热”“放热”)反应。
(3)设计a、b组实验的目的是________________。
(4)判断CO32-(aq)+H+(aq)=HCO3-(aq)是________(填“吸热”“放热”) 反应。
【答案】(1)吸热;吸热(2)放热;放热
(3)a、b为对照组,排除物质溶解而造成的热量变化(4)放热
【解析】(1)由表中数据,碳酸氢钠溶解后温度为18.5℃,小于开始时的20℃,可知碳酸氢钠溶于水的过程中吸收热量;碳酸氢钠溶液与盐酸混合后温度为16.2℃,小于开始时的20℃,可知NaHCO3溶液与盐酸反应是吸热反应;(2)根据表中数据碳酸钠溶解后温度为24.3℃,大于开始时的20℃,可知碳酸钠溶于水的过程中放出热量;碳酸钠溶液与盐酸混合后温度为25.1℃,大于开始时的20℃,可知Na2CO3溶液与盐酸反应是放热反应。(3)碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸混合后有两个过程:溶解和反应,因为溶解过程中可能放热或吸热,所以必须引入a、b对照实验,排除物质溶解而造成的热量变化。(4)Na2CO3溶液与盐酸反应分两步进行:CO32-(aq)+H+(aq)=HCO3-(aq)、HCO3-(aq)+H+(aq)=CO2(g)+H2O(l),第二步反应为吸热反应,总反应为放热反应,则第一步反应为放热反应。
27.(2021·河南天一大联考高一期中)作为一种绿色消毒剂,H2O2在公共卫生事业中发挥了重要作用,用3%的医用H2O2溶液对传染病房喷洒消毒时,水泥地板上有气泡快速冒出。
(1)向3%的双氧水中加入少许块状水泥颗粒,有气泡快速逸出,该气体为________,反应中水泥起_________作用。
(2)为了精准测定在水泥颗粒作用下3%的双氧水的分解速率,A、B两个小组分别利用下图装置I、II进行实验:
①除了上述仪器,还需要的仪器是_________。
②检验装置II的气密性的方法是__________________________。
③用装置I进行实验时,经过52s收集到15mL气体,则装置I中双氧水的分解速率可用气体表示为_________mL·s-1(结果保留2位小数)。
④相比装置II,装置I具有的优点有__________________、_________(写2条即可)。
【答案】(1)氧气或O2;催化剂
(2)①计时器或秒表②连接好装置,关闭分液漏斗活塞,向外拉针筒活塞,然后放手,若活塞又回到原来的位置,则气密性良好。
③0.29④有利于双氧水顺利滴入 测定的气体体积较准确
【解析】本题以双氧水分解为情境,考查双氧水的性质及实验知识,意在考查学生的实验设计、评价及探究能力,科学探究与创新意识的核心素养。(1)根据过氧化氢易分解成水和氧气的性质,可以推断出产生的气体为氧气;有气泡快速逸出,说明块状水泥颗粒能够加快双氧水的分解速率,则可以说明反应中水泥起催化作用。(2)①测定分解速率还需要测定反应的时间,故还需要计时仪器,如计时器、秒表;②可以用密闭法检查装置的气密性:连接好装置,关闭分液漏斗活塞,向外拉针筒活塞,然后放手,若活塞又回到原来的位置,则气密性良好。③反应速率等于单位时间内气体体积的变化v(O2)===0.29mL·s-1;④装置I中的分液漏斗为恒压分液漏斗,可以平衡气压,有利于漏斗内液体顺利流下,同时还可以避免双氧水的体积带来的误差,所以更准确;装置I还可以通过拉伸使水泥颗粒脱离或接触双氧水,控制反应的发生和停止。
28.(2021·银川高一下学期期末检测))某探究小组用测量HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。限选试剂:1.00mol·L-1HNO3、2.00mol·L-1HNO3,细颗粒大理石、粗颗粒大理石,35℃水浴。
(1)他们能完成哪些因素对速率影响的探究?_____________________。
(2)请根据能进行的探究内容,填写以下实验设计表,完成探究实验:
实验编号
T/℃
大理石规格
HNO3浓度/mol·L-1
①
常温
2.00
②
1.00
③
2.00
④
2.00
(3)整个实验中应控制的不变量是硝酸溶液体积和__________________。
(4)该实验小组用如图实验装置进行实验。
①除电子天平、干燥管、锥形瓶、药匙、胶塞等仪器外,必需的实验仪器还有_______。
②干燥管中应放置的试剂是_______。
A.碱石灰 B.无水CaCl2 C.P2O5固体 D.浓硫酸
③若撤除干燥管装置,所测速率_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)硝酸浓度、温度、大理石表面积(2)
实验编号
T/℃
大理石规格
①
粗颗粒
②
常温
粗颗粒
③
35℃水浴
粗颗粒
④
常温
细颗粒
(3)大理石的质量(4)①秒表、量筒②BC③偏大
【解析】(1)由实验目的结合限选试剂可知:探究浓度、接触面积、温度对化学反应速率的影响,通过选用1.00mol•L-1HNO3、2.00mol•L-1HNO3,可研究同体积下HNO3浓度对该反应剧烈程度的影响,通过对比实验①和②,实验②大理石规格为粗颗粒,通过选用常温、35℃水浴,可研究探究温度对该反应剧烈程度的影响,通过对比实验①和③,实验③温度为35℃水浴,通过选用细颗粒大理石、粗颗粒大理石不同规格的大理石,可研究大理石规格对反应剧烈程度的影响,通过对比实验①和④,实验④大理石规格为细颗粒大理石,温度为常温;(2)根据(1)的分析可知:通过对比实验①和②,实验②大理石规格为粗颗粒,通过对比实验①和③,实验③温度为35℃水浴,通过对比实验①和④,实验④大理石规格为细颗粒大理石,温度为常温;④细颗粒大理石、常温;(3)根据实验方案:需要根据质量变化判断反应速率快慢,所以使用的大理石的总质量必须相等;(4))①量取浓硝酸时必须使用量筒,所以必需的玻璃仪器为量筒,测量时间需要秒表;②为了避免二氧化碳逸出过程中带走部分水分,影响锥形瓶中的质量变化,所以使用干燥剂干燥二氧化碳,使用的干燥剂必须为酸性干燥剂,且为固体干燥剂,所以只能使用:无水CaCl2固体、P2O5固体;③若撤除干燥管装置,会导致二氧化碳逸出过程中带走部分水分,使锥形瓶中质量变化偏大,所测速率反应速率偏大。
29.工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如下:
某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去):
(1)实验开始时,A装置中不通热空气,先通入a气体的目的是(用离子方程式表示)_______________。
(2)A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通热空气。通入热空气的目的是__________________。
(3)反应过程中,B装置中Br2与SO2反应的化学方程式____________________。
(4)C装置的作用是___________________。
(5)该小组同学向反应后B装置的溶液中通入氯气,充分反应得到混合液。①一位同学根据溴的沸点是59℃,提出采用___________方法从该混合液中分离出溴单质。②另一位同学向该混合液中加入四氯化碳,充分振荡、静置后放出下层液体,这种方法是_____________。
(6)某同学提出证明反应后B装置的溶液中含有溴离子的实验方案是:取出少量溶液,先加入过量新制氯水,再加入KI淀粉溶液,观察溶液是否变蓝色。该方案是否合理并简述理由:____________________。
【答案】(1)Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
(2)将溴从蒸馏烧瓶A中吹出
(3)SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr
(4)吸收未反应完的Cl2、Br2、SO2等有毒气体,防止污染空气
(5)蒸馏;萃取分液
(6)不合理过量氯水也能氧化碘化钾
【解析】(1)要想使溴离子变成溴单质,则加入的a能和溴离子发生反应生成溴单质,氯气能和溴离子发生置换反应生成溴单质,离子反应方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;(2)溴易挥发,升高温度促进其挥发,所以通入热空气的目的是吹出Br2;(3)使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的,可知气体b为SO2,发生的反应为Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4;(4)氯气不可能完全反应,氯气和溴离子反应生成溴单质,未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒,不能直接排空,且这几种物质都能和碱反应,所以C装置是尾气处理装置,可知C的作用为吸收未反应的Cl2、Br2和SO2;(5)①根据溴的沸点是59℃,水溶液的沸点相差较大,可以采用蒸馏方法从该混合液中分离出溴单质;②溴易溶于四氯化碳,向混合液中加入四氯化碳,充分振荡、静置后放出下层液体,这种方法叫萃取和分液;(6)过量的氯水也能够将碘化钾氧化生成碘单质,导致溶液变蓝,不能证明溶液中含有溴离子。
30.(2021·山西长治高一下学期期末检测)溴苯是一种无色油状液体,具有苯的气味,不溶于水,溶于甲醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂,工业上主要用于充当溶剂、分析试剂和用于有机合成等。实验室用如图所示装置制质的部分物理性质如下表所示,回答下列相关问题。
物质
熔点/℃
沸点/℃
苯
5.51
80.1
溴苯
-30.7
156
(1)裝苯和溴的仪器名称是________,烧杯中倒扣的漏斗的作用是________。
(2)烧瓶中加入铁粉的目的是和液溴反应生成催化剂FeBr3,写出生成FeBr3的化学方程式:________________,烧杯中能观察到的实验现象是__________。
(3)写出苯和溴反应的化学方程式:____________________________,该反应的反应类型是________________。
(4)根据题中信息,分离苯和溴苯的实验操作是________。
【答案】(1)分液漏斗;防倒吸
(2)2Fe+3Br22FeBr3;产生淡黄色沉淀
(3)+Br2Br+HBr;取代反应
(4)蒸馏
【解析】(1)装苯和溴的仪器名称为分液漏斗;烧杯中倒置的漏斗可以起到防止倒吸的作用;(2)Br2具有氧化性,能将Fe氧化成FeBr3,该反应的化学方程式为:2Fe+3Br22FeBr3;产生的FeBr3对苯与液溴的反应起到催化作用,苯与液溴发生取代反应生成HBr,HBr进入烧杯中,与AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀,因此可观察到有淡黄色沉淀产生;(3)苯与液溴发生反应生成溴苯和HBr,该反应的化学方程式为:+Br2Br+HBr;该反应属于取代反应;(4)苯和溴苯为两种可互溶的有机物液体,且由表格数据可知,二者的沸点不同,因此分离苯和溴苯,应采用蒸馏方法。
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