高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 專題二十三 化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價模擬創(chuàng)新題1

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化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價 根據(jù)高考命題大數(shù)據(jù)軟件分析，重點關(guān)注第1、2、4、7、8及創(chuàng)新導(dǎo)向題。 模擬精選題 1．(2016山東淄博期末，5)下面表格中的實驗操作、實驗現(xiàn)象和結(jié)論均正確且相符的是(　　) 選項 實驗操作 實驗現(xiàn)象 結(jié)論 A 將濃硫酸加到蔗糖中攪拌 固體變黑膨脹 濃硫酸有吸水性 B 將稀鹽酸緩緩滴入Na2CO3溶液中 無氣泡產(chǎn)生 二者不反應(yīng) C 向某溶液中加入濃NaOH溶液并加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗 試紙變藍(lán) 原溶液中含有NH D 向氫氧化鐵膠體中滴加氯化銨飽和溶液 產(chǎn)生沉淀 沉淀為FeCl3 解析　A、將濃硫酸加到蔗糖中攪拌，變黑是因為濃硫酸的脫水性，膨脹是因為C與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氣體，即體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性、強氧化性，A錯誤；B、鹽酸滴入Na2CO3溶液中，由于鹽酸的酸性大于碳酸，先生成HCO，再生成二氧化碳?xì)怏w，無氣泡產(chǎn)生時不是不反應(yīng)，B錯誤；C、濕潤的紅色石蕊紙變藍(lán)，證明氣體是氨氣，則原溶液中含有NH，C正確；D、向氫氧化鐵膠體中滴加氯化銨飽和溶液，膠體發(fā)生聚沉，生成氫氧化鐵沉淀，D錯誤。 答案　A 2．(2016岳陽質(zhì)檢)下列圖中的實驗方案，能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?　　) A B 實驗 方案 實驗 目的 驗證FeCl3對H2O2分解反應(yīng)有催化作用 制備Fe(OH)2并能較長時間觀察其顏色 C D 實驗 方案 實驗 目的 除去CO2氣體中混有的SO2 比較HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性強弱 解析　A項，右邊試管中除加FeCl3溶液外，還在加熱，反應(yīng)速率快，不能證明FeCl3的催化作用，因為加熱也能加快反應(yīng)速率；B項，F(xiàn)e作陽極，發(fā)生反應(yīng)：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2，石墨作陰極，發(fā)生反應(yīng)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成的H2可以保持溶液中無氧狀態(tài)，煤油也可隔絕空氣，可以達(dá)到實驗?zāi)康模籆項，CO2也可以被Na2CO3溶液吸收：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，無法達(dá)到實驗?zāi)康?，?yīng)選用飽和NaHCO3溶液；D項，因為濃鹽酸易揮發(fā)，會有部分HCl揮發(fā)到Na2SiO3溶液中，燒杯中有沉淀生成無法證明是與CO2反應(yīng)生成的(也可能是與揮發(fā)的HCl反應(yīng))，無法達(dá)到實驗?zāi)康摹? 答案　B 3．(2016湖北宜昌模擬)下列選項中，有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是(　　) 選項 實驗操作 現(xiàn)象 結(jié)論 A 將過量的CO2通入CaCl2溶液中 無白色沉淀出現(xiàn) 生成的Ca(HCO3)2 可溶于水 B 常溫下將Al片插入濃硫酸中 無明顯現(xiàn)象 Al片和濃硫酸不反應(yīng) C 用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上 試紙變藍(lán)色 濃氨水呈堿性 D 將SO2通入溴水中 溶液褪色 SO2具有漂白性 解析　CO2不能與CaCl2反應(yīng)，A項錯誤；Al遇常溫下的濃H2SO4會發(fā)生鈍化，B項錯誤；SO2使溴水褪色是因為發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，與SO2的漂白性無關(guān)，D項錯誤。 答案　C 4．(2016江西南昌一模)下列有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象及結(jié)論解釋都沒有科學(xué)性錯誤的是(　　) 操作 現(xiàn)象 結(jié)論解釋 A 過量鐵粉加稀硝酸充分反應(yīng)，滴入KSCN溶液 產(chǎn)生紅色溶液 稀HNO3將鐵氧化成Fe3＋ B 某實驗小組從資料上獲得信息：Fe3＋可以氧化銀單質(zhì)。他們用這種方法清洗一批作了銀鏡反應(yīng)的試管，配制了Fe3＋濃度相同的FeCl3溶液和Fe2(SO4)3溶液，分別用于清洗實驗。 用FeCl3溶液清洗比Fe2(SO4)3溶液清洗得干凈 他們認(rèn)為Fe3＋氧化銀單質(zhì)的過程可能是一個可逆過程：Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋ C 苯酚鈉溶液中通入少量CO2氣體 溶液變渾濁 碳酸酸性強于苯酚，溶液中還有Na2CO3生成 D 向飽和碳酸鈉溶液通過量CO2氣體 產(chǎn)生沉淀 因為析出Na2CO3 解析　A項，過量鐵粉，反應(yīng)生成亞鐵離子，加入KSCN溶液、溶液不顯紅色，錯誤； B項，氯化銀的溶解度比硫酸銀的小，F(xiàn)e3＋＋AgFe2＋＋Ag＋，F(xiàn)eCl3溶液中的氯離子能使平衡向右移動，正確；C項，反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸鈉堿性較強，能與苯酚反應(yīng)，錯誤；D項，碳酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉的小，析出碳酸氫鈉，錯誤。 答案　B 5．(2015哈爾濱期末，13)化學(xué)中常借助于圖像這一表現(xiàn)手段以清晰地突出實驗裝置的要點，形象地闡述化學(xué)過程的原理。下列有關(guān)化學(xué)圖像表現(xiàn)的內(nèi)容正確的是(　　) 解析　A項，通過測量一段時間內(nèi)生成的H2的體積，來測定一定時間內(nèi)生成H2的反應(yīng)速率，正確；B項，分液漏斗下端應(yīng)緊貼燒杯內(nèi)壁，錯誤；C項，火柴端的導(dǎo)管應(yīng)為長管并插入液面以下，抽氣管端的導(dǎo)管應(yīng)為短管，錯誤；D項，比較非金屬性時，應(yīng)使用該元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物，故不應(yīng)該用稀鹽酸，錯誤。 答案　A 6．(2014郴州質(zhì)檢)下列各組中的實驗步驟及現(xiàn)象，能達(dá)到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖?　　) 實驗?zāi)康? 實驗步驟及現(xiàn)象 A 檢驗亞硫酸鈉試樣是否變質(zhì) 試樣白色沉淀沉淀不溶解 B 制取氯氣并探究氯氣是否具有漂白性 MnO2和濃鹽酸氣體褪色 C 證明酸性條件下H2O2氧化性比I2強 碘化鈉溶液溶液變藍(lán)色 D 探究濃度對化學(xué)平衡的影響 FeCl3和KSCN混合溶液紅色變深 解析　A項，Na2SO3也能與Ba(NO3)2反應(yīng)生成白色沉淀BaSO3，加稀硝酸，BaSO3被氧化為BaSO4，白色沉淀也不溶解，不能檢驗Na2SO3試樣是否變質(zhì)，錯誤；B項，MnO2和濃鹽酸在加熱的條件下生成的氯氣中含有水蒸氣，氯氣與水蒸氣反應(yīng)生成的HClO也能使干燥的有色布條褪色，不能達(dá)到檢驗氯氣是否具有漂白性的目的，錯誤；C項，稀硝酸也能把碘離子氧化為I2，不能證明酸性條件下H2O2的氧化性比I2強，錯誤；D項，對于化學(xué)平衡FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，加入FeCl3固體增大了反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動，生成更多的Fe(SCN)3，溶液紅色變深，能夠達(dá)到探究濃度對化學(xué)平衡的影響，正確。 答案　D 7．(2016江西宜春聯(lián)考期末，28)CoCl26H2O是一種飼料營養(yǎng)強化劑。一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3、Co(OH)3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl26H2O的工藝流程如下： 已知：①浸出液中含有的陽離子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋等； ②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：(金屬離子濃度為：0.01 mol/L) 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 開始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 ③CoCl26H2O熔點為86 ℃，加熱至110～120 ℃時，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷。 (1)寫出浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______________________ ___________________________________________________________。 (2)寫出NaClO3發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式__________________________； 若不慎向“浸出液”中加過量NaClO3時，可能會生成有毒氣體，寫出生成該有毒氣體的離子方程式_________________________________________ __________________________________________________________。 (3)“加Na2CO3調(diào)pH至a”，過濾所得到的兩種沉淀的化學(xué)式為________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (4)制得的CoCl26H2O在烘干時需減壓烘干的原因是 ________________________________________________________________。 (5)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖。向“濾液”中加入萃取劑的目的是_________________________________________________________； 其使用的最佳pH范圍是________。 A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C．4.0～4.5 D．5.0～5.5 (6)為測定粗產(chǎn)品中CoCl26H2O含量，稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水，加入足量AgNO3溶液，過濾、洗滌，將沉淀烘干后稱其質(zhì)量。通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%，其原因可能是_____________________ __________________________________________________。(答一條即可) 解析　(1)向水鈷礦[主要成分為Co2O3、Co(OH)3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]加入鹽酸和亞硫酸鈉，浸出液含有的陽離子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋等，所以Co2O3和亞硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)電荷守恒和得失電子守恒，反應(yīng)為：Co2O3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋2H2O。 (2)加入NaClO3，會使FeCl2中鐵元素的化合價＋2→＋3，并將氯離子氧化成氯氣，發(fā)生的反應(yīng)為：ClO＋6Fe2＋＋6H＋===Cl－＋6Fe3＋＋3H2O，ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O。 (3)加Na2CO3調(diào)pH至a，鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)生成氫氧化鋁和二氧化碳，水解的離子方程式為：2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑；鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)生成氫氧化鐵和二氧化碳，水解的離子方程式為：2Fe3＋＋3CO＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑，所以沉淀為Fe(OH)3、Al(OH)3。 (4)根據(jù)題意知，CoCl26H2O常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110～120 ℃時，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷，為防止其分解，制得的CoCl26H2O需減壓烘干。 (5)根據(jù)流程圖可知，此時溶液中存在Mn2＋、Co2＋金屬離子，由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知調(diào)節(jié)溶液pH在3.0～3.5之間，可使Mn2＋完全沉淀，并防止Co2＋轉(zhuǎn)化為Co(OH)2沉淀。 (6)根據(jù)CoCl26H2O的組成分析，造成產(chǎn)品中CoCl26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%的原因可能是：1、含有雜質(zhì)，導(dǎo)致氯離子含量大，2、結(jié)晶水化物失去部分水，導(dǎo)致相同質(zhì)量的固體中氯離子含量變大。 答案　(1)Co2O3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋2H2O (2)ClO＋6Fe2＋＋6H＋===Cl－＋6Fe3＋＋3H2O　ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O (3)Fe(OH)3、Al(OH)3　(4)降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解 (5)除去溶液中的Mn2＋　B (6)粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水 8．(2016江西南昌一模)碳酸鋰(相對分子質(zhì)量74)廣泛應(yīng)用于化工、冶金、陶瓷、醫(yī)藥、制冷、焊接、鋰合金等行業(yè)。制備流程如下： 已知：碳酸鋰的溶解度為(g/L) 溫度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100 Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72 (1)鋰輝石(Li2Al2Si4Ox)可以用氧化物的形式表示其組成形式為____________。 (2)硫酸化焙燒工業(yè)反應(yīng)溫度控制在250～300 ℃，主要原因是____________；同時，硫酸用量為理論耗酸量的115%左右，硫酸如果加入過多則________(填入選項代號)。 A．增加酸耗量 B．增加后續(xù)雜質(zhì)的處理量 C．增加后續(xù)中和酸的負(fù)擔(dān) (3)水浸時，需要在攪拌下加入石灰石粉末的主要作用是______________ __________________________________________________。 (4)“沉鋰”的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________________________________。 (5)“沉鋰”需要在95 ℃以上進(jìn)行，主要原因是____________________。過濾碳酸鋰所得母液中主要含有硫酸鈉，還可能含有____________和____________。 解析　鋰輝石加硫酸，浸取焙燒，氧化鋁、氧化鋰溶解，二氧化硅不反應(yīng)，水浸時加入碳酸鈣，除去未反應(yīng)的硫酸，同時調(diào)節(jié)溶液pH值，可以將Al3＋轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，過濾除去不溶物，濾液再進(jìn)行深度凈化后主要為Li2SO4、Na2SO4，最后加入Na2CO3，轉(zhuǎn)化為溶解度更小的Li2CO3析出。 (1)鋰輝石(Li2Al2Si4Ox)可以用氧化物的形式表示，其組成形式為：Li2OAl2O34SiO2。 (2)溫度低于250℃，反應(yīng)速率較慢，溫度高于300℃，硫酸揮發(fā)較多，反應(yīng)溫度控制在250～300℃，反應(yīng)速率較快，避免硫酸揮發(fā)；硫酸如果加入過多，消耗的酸多，后續(xù)中還需要除去過量的硫酸，增加后續(xù)雜質(zhì)的處理量、增加后續(xù)中和酸的負(fù)擔(dān)。 (3)加入碳酸鈣除去未反應(yīng)的硫酸，同時調(diào)節(jié)溶液pH值，除去大部分雜質(zhì)。 (4)“沉鋰”過程是碳酸鈉與Li2SO4反應(yīng)生成Li2CO3，反應(yīng)方程式為：Na2CO3＋Li2SO4===Li2CO3↓＋Na2SO4。 (5)溫度越高，碳酸鋰溶解度降低，減少碳酸鋰溶解，可以增加產(chǎn)率；溶液中硫酸鈉不反應(yīng)，使用的碳酸鈉要過量，少量碳酸鋰溶解在溶液中，過濾碳酸鋰所得母液中主要含有硫酸鈉，還可能含有碳酸鈉、碳酸鋰。 答案　(1)Li2OAl2O34SiO2 (2)溫度低于250 ℃，反應(yīng)速率較慢，溫度高于300 ℃，硫酸揮發(fā)較多　ABC (3)除去多余的硫酸，同時調(diào)整pH，除去大部分雜質(zhì) (4)Na2CO3＋Li2SO4===Li2CO3↓＋Na2SO4 (5)溫度越高，碳酸鋰溶解度降低，可以增加產(chǎn)率　碳酸鈉　碳酸鋰 9．(2015河南豫東、豫北十所名校聯(lián)考)硝基苯是重要的精細(xì)化工原料，是醫(yī)藥和染料的中間體，還可作有機溶劑。制備硝基苯的過程如下： ①組裝如下圖反應(yīng)裝置。配制混酸，取100 mL燒杯，用20 mL濃硫酸與18 mL濃硝酸配制混酸，加入漏斗中，把18 mL苯加入三頸燒瓶中。 ②向室溫下的苯中逐滴加入混酸，邊滴邊攪拌，混合均勻。 ③在50～60 ℃下發(fā)生反應(yīng)，直至反應(yīng)結(jié)束。 ④除去混酸后，粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和10% Na2CO3溶液洗滌，最后再用蒸餾水洗滌得到粗產(chǎn)品。 (2)可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下 物質(zhì) 熔點/℃ 沸點/℃ 密度(20 ℃)/ 溶解性 苯 5.5 80 0.88 微溶于水 硝基苯 5.7 210.9 1.205 難溶于水 1，3二硝基苯 89 301 1.57 微溶于水 濃硝酸 — 83 1.4 易溶于水 濃硫酸 — 338 1.84 易溶于水 請回答下列問題： (1)配制混酸應(yīng)在燒杯中先加入________。 (2)恒壓滴液漏斗的優(yōu)點是______________________________________。 (3)實驗裝置中長玻璃管可用________代替(填儀器名稱)。 (4)反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)品在液體的________層(填“上”或者“下”)，分離混酸和產(chǎn)品的操作方法為___________________________________。 (5)用10%Na2CO3溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌時，怎樣驗證液體已洗凈？______________________________________________________________。 (6)為了得到更純凈的硝基苯，還需先向液體中加入________除去水，然后蒸餾。 解析　(1)由于濃硫酸的密度比濃HNO3的大，故配制濃硫酸和濃硝酸混酸時應(yīng)先在燒杯中加入濃硝酸，然后沿?zé)瓋?nèi)壁加入濃硫酸，邊加邊攪拌。(2)恒壓滴液漏斗內(nèi)壓強與發(fā)生器內(nèi)壓強相等，使漏斗內(nèi)液體能順利流下。(3)長玻璃管的作用是冷凝回流苯和濃硝酸，故可用冷凝管代替。(4)硝基苯難溶于水且密度比濃硝酸、濃硫酸的小，在反應(yīng)后的液體中，硝基苯在上層，可用分液的方法分離混酸和產(chǎn)品。(5)驗證液體已洗凈，只需檢驗液體中不存在CO即可，故可加入CaCl2或BaCl2溶液檢驗。(6)為了得到更純凈的硝基苯，還需向液體中加入無水氯化鈣除去水，然后蒸餾。 答案　(1)濃硝酸 (2)可以保持漏斗內(nèi)壓強與發(fā)生器內(nèi)壓強相等，使漏斗內(nèi)液體能順利流下 (3)冷凝管(球形冷凝管或直行冷凝管均可) (4)上　分液 (5)取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣，若無沉淀生成，說明已洗凈 (6)氯化鈣 10．(2014山東濰坊聯(lián)考，18)工業(yè)上常用含少量SiO2、Al2O3的鉻鐵礦(FeOCr2O3)冶煉鉻，簡要流程如下： (1)完成下列化學(xué)方程式(在橫線上填寫物質(zhì)的化學(xué)式及系數(shù))： 2FeOCr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO34Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋________。 (2) 操作①包括過濾與洗滌，在實驗中進(jìn)行洗滌沉淀的操作是________________________________________________________________ _______________________________________________________________； 操作②可選用的裝置(部分夾持裝置略去)是________(填序號)。 (3)寫出能夠完成操作③的相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________ ____________________________________________________________。 (4)化學(xué)需氧量(COD)可度量水遭受有機物污染的程度。在強酸并加熱的條件下，用K2Cr2O7作強氧化劑處理水樣，并測定消耗的K2Cr2O7的量，然后換算成相當(dāng)于O2的含量稱為化學(xué)需氧量(以mgL－1計)?；瘜W(xué)興趣小組測定某水樣的化學(xué)需氧量(COD)過程如下： Ⅰ.取a mL水樣置于錐形瓶中，加入10.00 mL 0.250 0 molL－1的K2Cr2O7溶液。 Ⅱ.…… Ⅲ.加指示劑，用c mol L－1的硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定，終點時消耗b mL(此步驟的目的是用Fe2＋把多余的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋)。 ①Ⅰ中量取K2Cr2O7溶液的儀器是_________________________________。 ②計算該水樣的化學(xué)需氧量時需用到下列關(guān)系：要除去1 mol Cr2O需消耗________ mol Fe2＋，1 mol Cr2O相當(dāng)于________ mol O2。 解析　(1)根據(jù)化學(xué)方程式中的元素守恒和原子個數(shù)守恒可知需要補充“7NaNO2”。 (2)向漏斗中的沉淀上加蒸餾水，至浸沒沉淀，待液體流下，重復(fù)該操作2～3次即可。操作②是加熱煅燒，故選用裝置D。 (3)操作③前后的物質(zhì)分別為Cr2O3和Cr，可以采用鋁熱反應(yīng)，使Cr2O3還原為Cr，也可以采用電解的方法。 (4)①K2Cr2O7具有強氧化性，故選用酸式滴定管或移液管。②Fe2＋與Cr2O發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3＋和Cr3＋，根據(jù)得失電子守恒可知，1 mol Cr2O需消耗6 mol Fe2＋；根據(jù)Cr2O～2Cr3＋轉(zhuǎn)移6e－，O2～2H2O轉(zhuǎn)移4e－可知，1 mol Cr2O相當(dāng)于1.5 mol O2。 答案　(1)7NaNO2 (2)向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，待液體流下，重復(fù)操作2～3次　D (3)2Cr2O34Cr＋3O2↑或2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3 (4)①酸式滴定管或移液管?、?　1.5 創(chuàng)新導(dǎo)向題 考向一　氣體制備實驗方案的設(shè)計與評價 角度1　常見氣體的制備與收集 角度2　氣體的凈化與尾氣處理 角度3　氣體性質(zhì)的檢驗 1．實驗室制取氣體的裝置如圖所示，其中發(fā)生裝置相同，干燥和集氣裝置有兩套，分別用圖1和圖2表示。下列選項正確的是(　　) 發(fā)生裝置中的藥品 干燥和集氣裝置 A 過氧化鈉和水 圖2 B 大理石和稀鹽酸 圖1 C 銅和稀硝酸 圖2 D 氯化銨和消石灰 圖1 解析　A項，過氧化鈉和水反應(yīng)生成O2，可用向上排空氣法收集，正確；B項，產(chǎn)生的CO2不能用堿石灰干燥，也不能用向下排空氣法收集；C項，生成的NO不能用排空氣法收集；D項，氯化銨和消石灰在不加熱的條件下不能發(fā)生反應(yīng)生成NH3。 答案　A 考向二　探究物質(zhì)組成、性質(zhì)的實驗方案的設(shè)計與評價 角度1　探究物質(zhì)性質(zhì)的實驗方案設(shè)計與評價 角度2　探究物質(zhì)組成的實驗方案設(shè)計與評價 角度3　定量型綜合實驗 2．某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)學(xué)習(xí)完氮的有關(guān)性質(zhì)之后，對氮元素的氫化物和氧化物的性質(zhì)進(jìn)行了更深入的研究。 Ⅰ.NH3的性質(zhì)探究 (1)實驗室制取氨氣的化學(xué)方程式為_______________________________ _________________________________________________________。 (2)某同學(xué)模仿排飽和食鹽水收集氯氣的方法，想用排飽和氯化銨溶液的方法收集氨氣。你認(rèn)為他能否達(dá)到目的？________(填“能”或“否”)，理由是_______________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)該小組的同學(xué)設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)，探究氨氣的還原性。 ①該裝置在設(shè)計上有一定缺陷，為保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，對該裝置的改進(jìn)措施是_______________________________________________________ ______________________________________________________________。 ②利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實驗，觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO4變藍(lán)色，同時生成一種無污染的氣體。則氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________ _______________________________________________________________。 ③有同學(xué)認(rèn)為：NH3與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一種堿性氧化物，在酸性溶液中，Cu＋―→Cu＋Cu2＋。請設(shè)計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O：__________________________ _______________________________________________________________。 Ⅱ.NO2的性質(zhì)探究 該小組的同學(xué)還設(shè)計了如圖所示裝置，用以制取NO2并驗證NO2能否支持木條燃燒(忽略N2O4的存在，圖中鐵架臺等夾持儀器均已略去)。已知：2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑。 (4)當(dāng)集氣瓶中充滿紅棕色氣體時，木條復(fù)燃了。有的同學(xué)得出“NO2能支持木條的燃燒”的結(jié)論。你認(rèn)為這一結(jié)論是否正確？________(填“正確”或“不正確”)，理由是_________________________________________ _________________________________________________________。 (5)NH3與NO2在一定條件下可以反應(yīng)生成無污染性氣體，體現(xiàn)了NH3的還原性，化學(xué)方程式為_______________________________________________ _________________________________________________________。 解析　(1)實驗室制取氨氣使用固體消石灰和NH4Cl，故化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)氯氣在水中的溶解度是1∶2，在飽和食鹽水中的溶解度更小；氨氣極易溶于水、氯化銨對氨氣在水中的溶解度影響不大，故不可用排飽和氯化銨溶液的方法收集氨氣。 (3)①A裝置中會有水蒸氣生成，故應(yīng)該在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管除去水蒸氣，以免干擾后續(xù)實驗中水蒸氣的檢驗。②無水CuSO4變藍(lán)色，說明反應(yīng)有水蒸氣生成；CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)應(yīng)該是Cu，根據(jù)氧化還原反應(yīng)，無毒的氣體應(yīng)該是N2，所以氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O。③檢驗Cu中是否有Cu2O，根據(jù)Cu不與稀硫酸反應(yīng)，而Cu2O在酸性環(huán)境中生成Cu2＋使溶液呈藍(lán)色，故可以取少許樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍(lán)色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O，反之則沒有。 (4)在集氣瓶中收集到的是4NO2和O2，此時混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)與空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)相當(dāng)；空氣中帶火星的木條不復(fù)燃，而在NO2和O2混合氣體中木條復(fù)燃，所以NO2能支持燃燒。 (5)NH3與NO2在一定條件下可以反應(yīng)生成無污染性氣體，體現(xiàn)了NH3的還原性，故生成的氣體是氮氣，反應(yīng)方程式是8NH3＋6NO27N2＋12H2O。 答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O (2)否　氨氣極易溶于水，氯化銨對氨氣在水中的溶解度影響不大 (3)①在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管?、?CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2?、廴∩僭S樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍(lán)色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O，反之則沒有 (4)正確　硝酸銅分解產(chǎn)生的混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)與空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)相當(dāng)；空氣中帶火星的木條不復(fù)燃，而在NO2和O2混合氣體中木條復(fù)燃，所以NO2能支持燃燒 (5)8NH3＋6NO27N2＋12H2O 3．某化學(xué)興趣小組為研究生鐵(含碳)與濃硫酸的反應(yīng)情況及產(chǎn)物性質(zhì)，設(shè)計如下實驗。請回答下列問題： (1)按上圖所示裝置進(jìn)行實驗(加熱裝置、夾持裝置及尾氣處理裝置未畫出)。儀器b的名稱為________；實驗過程中，裝置B中觀察的現(xiàn)象是___________________。 (2)裝置C中有白色沉淀生成，該反應(yīng)化學(xué)方程式為_____________________ _____________________________________________。 (3)裝置A中還會產(chǎn)生CO2氣體，請寫出產(chǎn)生CO2的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________。 (4)為了驗證裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有CO2，應(yīng)先從下列①～④中選出必要的裝置連接A裝置中c處管口，從左到右的順序為________(填序號)；然后再進(jìn)行的操作是從a處多次鼓入N2，其目的是__________________。 (5)某同學(xué)通過驗證實驗后期裝置A中產(chǎn)生的氣體中還含有H2，反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________________________。 解析　該實驗的原理為 ，利用CO2和SO2的性質(zhì)進(jìn)行檢驗，(1)根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)特點，b的名稱為分液漏斗；結(jié)合SO2的化學(xué)性質(zhì)，裝置B中濕潤的品紅試紙褪色，濕潤的藍(lán)色石蕊試紙變紅；(2)裝置C中有白色沉淀的原因是SO2與水反應(yīng)生成H2SO3，遇到Ba(NO3)2溶液被NO氧化為SO，SO＋Ba2＋===BaSO4↓，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ba(NO3)2＋3SO2＋2H2O===BaSO4↓＋2NO＋2H2SO4；(3)生鐵中的碳與濃硫酸反應(yīng)會產(chǎn)生CO2，其化學(xué)方程式為C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；(4)檢驗CO2通常用澄清的石灰水，檢驗前要排除SO2的干擾，并保證除凈，要用到KMnO4溶液和品紅溶液，從左到右的順序為③②④；由于裝置中有空氣，而空氣中的CO2對實驗有影響，應(yīng)從a處多次鼓入N2，趕盡裝置中的空氣；(5)反應(yīng)后期濃硫酸會變稀，F(xiàn)e與稀H2SO4反應(yīng)會產(chǎn)生H2，反應(yīng)的離子方程式是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 答案　(1)分液漏斗　品紅試紙褪色，石蕊試紙變紅 (2)Ba(NO3)2＋3SO2＋2H2O===BaSO4↓＋2NO＋2H2SO4(書寫2個方程式也可) (3)C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O (4)③②④　趕盡裝置中的空氣，防止空氣的CO2影響實驗 (5)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑