2021年高考化学非选择题突破训练——综合实验设计与评价（1） （有答案）

2021年高考化学非选择题突破训练——综合实验设计与评价（1）

一、填空题

1.某兴趣小组用如图所示装置制备并验证的还原性。

（1）仪器A的名称为____________________，装置d的作用为________________________

（2）装置b中发生反应的化学方程式为________________________。

（3）从装置b所得溶液中得到粗产品的操作是________________________。

（4）若试剂B为溶液，则装置c中发生的现象为__________________，原因是______________________________。

（5）兴趣小组同学拟继续研究硫酸锰晶体髙温分解的固体产物，经查资料可知：硫酸锰晶体高温下的分解产物为、及水蒸气。为了确定的化学式，采用下列装置进行测定（已知：的熔点为16.8℃，沸点为44.8℃）。

①装置正确的连接顺序为→gh→__________________________。

②实验自始至终均需通入，其目的是______________________。

③若起始时，在装置中加入166.2 g ，充分反应后，测得的质量为12.8 g，则的化学式为____________________________。

2.是常用的分析试剂，也可用作纸浆漂白时的脱氯剂。某实验小组用硫化碱法（反应原理为，该反应放热）制取并对其含量进行了测定。硫化碱法制备流程如下。

Ⅰ.制备

（1）①甲中反应的化学方程式为___________________________。

②实验过程中，乙中的溶液可能会产生淡黄色沉淀，该反应的化学方程式为_______________________，后沉淀消失生成大量的。若通入过量的，乙中会再次出现少量浑浊，结合离子方程式解释此时必须立刻停止通入的原因：_________________________________。

③丙中NaOH溶液吸收的气体可能有_____________________________。

（2）实际工业生产中制得的溶液中常混有少量，结合溶解度曲线（右图），获得的方法是____________________________。

Ⅱ.测定样品的纯度

将结晶得到的晶体样品用标准溶液测定样品的纯度。

步骤如下：称取1.5000 g样品，用蒸馏水溶解，配成100 mL溶液。取0.0100的标准溶液20.00 mL，用硫酸酸化后加入过量KI，然后用样品溶液滴定至淡黄绿色，加入试剂X作指示剂，继续滴定，恰好完全反应时消耗样品溶液的体积为20.00 mL。实验过程中发生的反应如下：

。

（3）①试剂X是__________________________。

②样品的质量分数为______________________________。

3.保险粉的主要成分为（连二亚硫酸钠），常用于漂白织物，它具有强还原性，不溶于甲醇。常温下，用亚硫酸钠粉末与70%的浓硫酸反应制备，向亚硫酸钠粉末中滴加70%的浓硫酸会产生酸雾，酸雾含少量；焦性没食子酸溶液能定量吸收微量。

某小组设计实验制备保险粉并探究其性质。

实验（一）制备产品

（1）B装置中盐酸的作用是____________________________。

（2）若拆去C装置，可能的后果是__________________________。

（3）D中制备产品时放出一种常见体，写出D中发生反应的化学方程式______________________；甲醇的作用是_________________________。

（4）分离D中产品固体和溶液，采用_______________________、乙醇洗涤、真空干燥。

实验（二）探究保险粉的性质

（5）为了验证的氧化产物，设计如下实验：关闭K一段盐桥时间，观察到左烧杯中溶液颜色变浅，取右烧杯中的溶液于试管中，滴加溶液产生自色沉淀。石墨（1）的名称__________________________；石墨（2）极的电极反应式为________________________。

4.磺酰氯（Q）常用作氟化剂和氯磺化剂，在染料、药品、除草剂和农用杀虫剂的生产过程中有重要的作用。现拟用干燥的和在活性炭催化下制取磺酰氯。反应的化学方程式为：；实验装置如图所示（部分夹持装置未画出）。

有关物质信息如下：

 请回答下列问题：

（1）甲装置中仪器c的名称为________________________；装置丙中球形冷凝管中的冷却水应该从__________________________（填“a”或“b”）口进入。

（2）装置乙和丁除了干燥气体外，另一个作用是______________________________。

（3）丙装置中反应采用冰水浴的原因是____________________________。

（4）若用184的浓硫酸配制250 mL70%的硫酸（密度为1.6），需要浓硫酸的体积为_____________________________。

（5）在生成的中加水，出现“发烟”现象，该过程中的化学反应方程式为_____________________；若要检验反应后溶液中产生的，方法是_______________________________。

（6）若反应中消耗的体积为896 mL（标准状况下），最后经过分离提纯得到4.05 g纯净的磺酰氯，则磺酰氯的产率为_________________________。

5.亚硫酸亚铜铵（）是白色粉末，在空气中遇潮湿空气易变质难溶于酒精。某学习小组设计实验制备并探究其性质测定产品纯度。

实验（一）制备

取适量试剂，装置及药品如图1所示。

实验操作：

（a）实验前通入排尽装置内空气。

（b）取一定量溶液于三颈瓶中，打开，向三颈瓶中滴加浓氨水至产生的蓝色沉淀刚好消失，关闭。

（c）打开，向三颈瓶中通入气体至不再产生白色沉淀为止，停止A中反应。

（1）仪器a的名称是___________________。停止A中反应的操作为______________________。

（2）实验完毕后，从B中分离粗产品的操作方法是过滤、用酒精洗涤、干燥。相对于水洗，用酒精洗涤产品，其主要优点有：减少产品溶解量和_________________。

（3）写出B中生成的化学方程式______________________。

实验（二）探究的性质

取切产品按图2所示装置进行实验。打开止水夹，通过安全漏斗加入足量稀硫酸，观察到D烧瓶中溶液变蓝色；D中产生红色固体。

（4）安全漏斗中“安全”的含义是__________________；F中的作用是_____________________。

（5）实验时，观察到E中______________________（填实验现象），证明D中产生了。写出D中反应的离子方程式：____________________________。

实验（三）测定产品纯度

（6）实验（二）完毕后，取装置D中反应后的溶液于锥形瓶，加入足量KI，充分反应；滴几滴淀粉溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液体积为。该产品纯度为________________________%（用含、和的代数式表示）。（已知滴定反应，）

6.高锰酸钾是生活中常见的化学用品，广泛用作氧化剂，医药中用作防腐剂、消毒剂等。已知溶液呈绿色，在强碱性溶液中可稳定存在。实验室用如图所示装置制备高锰酸钾晶体（夹持装置略）。

已知、KCl在水中的溶解度如表：

请回答下列问题：

（1）仪器A的名称为_____________________________。

（2）B中试剂为_______________________，若无装置B，对实验可能造成的影响是________________________________。

（3）反应结束将C中混合物过滤得到紫色溶液和黑色固体，则C中发生反应的离子方程式有____________________________，向C中通入不宜过量原因是__________________________。

（4）由C中过滤所得紫色溶液制得晶体的具体操作为__________________________、过滤、洗涤、干燥。

7.亚硝酸钠易溶于水，微溶于乙醇，可作为肉类食品的护色剂，并可以防止肉毒杆菌在肉类食品中生长，保持肉制品的结构和营养价值；但是过量摄入会导致中毒。某化学兴趣小组对亚硝酸钠进行多角度探究：

Ⅰ.亚硝酸钠的制备

（1）实验中用恒压滴液漏斗，相比普通分液漏斗，其显著优点是___________________。

（2）D中澄清石灰水变浑浊则C中制备的离子方程式为________________________。

Ⅱ.探究亚硝酸钠与硫酸反应生成的气体产物

已知：①

②气体液化的温度：

（3）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，其目的是________________________。

（4）为了检验装置A中生成的气体产物，装置的连接顺序（从左→右连接）：A、C、_______、_________、_________。

（5）关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。

①确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是________________________。

②装置E的作用是______________________。

③通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式为____________________。

Ⅲ.设计实验证明酸性条件下具有氧化性

（6）供选用的试剂：溶液、溶液、溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液。根据提供的试剂，设计酸性条件下具有氧化性的实验方案_______________________________________。

二、实验题

8.某学习小组通过下列装置探究与是否反应产生。已知固体易升华，其蒸气为黄色。

实验操作和现象：

(1)该实验装置从安全角度分析，存在的问题是______________________。

(2)在进行上述实验前还必需进行的操作为_____________________。

(3)装置A中产生黄色气体能不能说明一定产生？原因为______________________。
(4)除了生成的氯气可使B中溶液变蓝外，推测还有两种可能。
①推测一：装置A中产生的另一种黄色气体也可使B中溶液变蓝。为排除这种黄色气体应作如何改进？__________________________。
②推测二：在酸性条件下，装置中的空气可使B中溶液变蓝。

发生反应的离子方程式为____________________；为排除这种情况应如何操作？_____________________。
(5)按照上述改进措施进行实验，观察到装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝，则A中发生反应的化学方程式为_____________________。

参考答案

1.答案：（1）三颈烧瓶；吸收尾气并防止倒吸

（2）

（3）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤

（4）溶液颜色变浅；装置c中存在，将还原使平衡正向移动，故溶液颜色变浅

（5）①cd→ef→ab

②排出装置中的空气，并将生成的气体全部赶至后面装置吸收

③

解析：（1）仪器A的名称为三颈烧瓶，装置d中为NaOH溶液可吸收，倒置漏斗可防止倒吸。

（2）装置b中发生反应的化学方程式为。

（3）由溶液中获得晶体一般采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作步骤。

（5）①由题意可知，晶体受热分解生成的气体中含有二氧化硫、三氧化硫和水蒸气，三氧化硫能溶于浓硫酸，二氧化硫不溶于浓硫酸，混合气体经过浓硫酸，浓硫酸吸收了三氧化硫和水蒸气，则氢氧化钠溶液吸收的气体为二氧化硫，故答案为：→gh→cd→ef→ab。

②实验开始时，通入氮气的目的是排出装置中的空气，实验中通入氮气的目的是将晶体受热分解生成的气体全部赶至后面装置吸收，防止影响实验结果。

③166.2 g 的物质的量为，12.8 g二氧化硫的物质的量为，设中锰元素的化合价为，由得失电子数目守恒可得，解得，则为。

2.答案：（1）①

②；过量的使溶液酸性增强，

③

（2）将溶液蒸发浓缩、趁热过滤、降温结晶、过滤

（3）①淀粉溶液

②99.2%

解析： （1）①通过分析可知甲装置中生成了，因此反应的化学方程式为。

②结合题目中提供的制备硫代硫酸钠的方程式分析，制备过程中乙中的溶液先变浑浊，是因为生成了S单质，S单质继续与亚硫酸钠反应生成，因此溶液又变澄清；若继续通入，由于会生成，所以溶液的酸性会增强，溶液再次出现浑浊，说明S单质再次生成，在亚硫酸作用下发生分解，产生了S单质，相关的离子方程式为。

③通过分析可知，乙装置中出来的气体可能含有、和，因此NaOH溶液吸收的气体可能有、和。

（2）通过分析可知，从含有亚硫酸钠杂质的硫代硫酸钠溶液中获得，需要先将溶液蒸发浓缩，在较高温度时，趁热过滤掉析出的杂质，再对滤液降温，使结晶析出，再进行过滤即可。

（3）②，根据方程式可得出关系式：，反应的的物质的量，原1.5000 g样品中含的物质的量， ，。

3.答案：（1）抑制与反应

（2）产品被氧化，纯度降低

（3）；甲醇作溶剂，降低产品溶解度，有利于产品析出

（4）过滤

（5）正极；

解析：（1）B装置用于除去中的，盐酸可抑制与水反应。

（2）C装置用于除去装置内的，避免产品被氧化。如果拆去C装置，产品纯度会降低。

（3）D中产生的气体是，甲酸钠被氧化，被还原成连二亚硫酸钠，化学方程式为。甲醇作溶剂降低产品溶解度，有利于产品析出。

（4）产品从混合物中析出，分离固体和液体混合物，采用“过滤”方法。

（5）依题意，高锰酸钾被还原，石墨（1）为正极。石墨（2）极发生氧化反应，电极反应式为。

4.答案：（1）恒压分液漏斗；a

（2）观察乙、丁导管口产生气泡的速率，控制两种反应物体积相等

（3）正反应放热，低温有利于生成；低温同时利于与、的分离

（4）155.3

（5）；取少量反应后的溶液于试管中，滴加稀盐酸，无现象，再加入溶液，若出现白色沉淀，说明溶液中含有

（6）75%

解析：（1）甲装置中的c为恒压分液漏斗；装置丙中的球形冷/管中，为了增强冷凝效果，冷却水应该从下口进入，即a口进入。

（2）装置乙和丁中的浓硫酸除了干燥和外，另一个作用是通过观察导管口产生气泡的速率，便于控制两种气体的量使其恰好反应。

（3）正反应为放热反应，低温有利于的生成同时在低温下，为液态便于与反应的、分离。

（4）250 mL70%中含硫酸的质量，解得：。

（5）磺酰氯与反应生成HCl和，化学方程式为。

（6）根据反应：，，，故磺酰氯的产率。

5.答案：（1）分液漏斗；关闭

（2）缩短洗涤时间，避免产品被氧化（合理即可）

（3）

（4）起液封作用，避免气体从漏斗中逸出；避免直接溶于碱液引起倒吸等（答案合理即可）

（5）红色变无色；

（6）

解析：（1）控制A中滴加硫酸，可以控制反应的发生与停止。

（2）依题意，在空气中易变质，洗涤时尽量省时间，从乙醇性质角度分析。（3）依题意，铜元素化合价降低，部分作还原剂，另一部分化合价不变，产物还有。

（4）安全漏斗起液封作用，避免气体从漏斗中逸出。直接通入氢氧化钠溶液中可能引起倒吸，不溶于四氯化碳，从四氯化碳层中逸出的会被氢氧化钠溶液吸收，可以防止倒吸。

（5）品红溶液可以检验。依题意，D中产物有Cu、、等。

（6）根据题述反应知，，。。

6.答案：（1）启普发生器

（2）饱和溶液；中混有HCl气体，通入C中可与生成的反应，从而降低产率，甚至无法得到

（3）；；过量会生成，其溶解度比小，不易与分离

（4）蒸发浓缩、冷却结晶

解析：（1）仪器A为启普发生器。

（2）中混有HCl气体，通入C中可与生成的反应，降低产率，甚至无法得到，所以要除去中的HCl，应用饱和 溶液洗气除去。

（3）据题给信息在强碱性溶液中可稳定存在，通入气体，消耗，，溶液pH减小， 与反应生成紫色的和黑色不溶物。过量会生成，其溶解度比小，不易与分离。

7.答案：（1）平衡滴液漏斗与烧瓶内的气压，便于硝酸顺利流下

（2）

（3）排尽整个装置内空气，防止生成的NO被氧化生成

（4）E   D   B

（5）①D装置中通入后气体由无色变为红棕色

②冷凝，使完全液化

③

（6）取碘化钾溶液并滴加稀硫酸酸化，滴加淀粉溶液，无明显现象，滴加少许溶液，溶液变蓝，证明具有氧化性（或者取硫酸亚铁溶液并滴加稀硫酸酸化，滴加几滴KSCN溶液，溶液仍为浅绿色，滴加少许溶液，此时溶液由浅绿色变为血红色，证明具有氧化性）

解析：

8.答案：(1)易升华,遇冷会凝华而易堵塞导管使装置炸裂

(2)检验装置气密性

(3)不能,升华后产生的气体也为黄色,也能使装置B中溶液变蓝

(4)①在装置A、B间添加冷凝装置

②

③在开始加热A装置前通入一段时间排尽装置内空气

(5)