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第4课时化学实验方案的设计一、选择题（包括8小题。1~6小题只有一个选项符合题意，7~8小题有两个选项符合题意。）1.下列实验方案的设计合理的是（）A.用过量的氨水除去Al3+溶液中的少量Fe3+B.用稀硫酸清洗长期存放氯化铁溶液的试剂瓶内壁所附着的不溶物C.用加热法分离I2和NH4Cl的混合物D.为了更快得到氢气，可以用纯锌代替粗锌与稀硫酸反应2.（2009年沈阳模拟）如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开夹子，可发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能是下列的（）A.氢氧化钠溶液、二氧化碳B.水、氨气C.氢氧化钠溶液、一氧化氮D.水、二氧化氮3.利用下列各组中的物质制备并收集少量相应的气体，能采用如图所示装置的是（）①浓氨水和固体NaOH制NH3②大理石和稀盐酸制CO2③过氧化氢溶液和二氧化锰制O2④稀硝酸和铜片制NO⑤浓盐酸和二氧化锰制Cl2⑥电石和水制乙炔⑦锌粒和稀H2SO4制H2⑧乙醇和浓H2SO4制乙稀A.②③B.①⑥⑦C.②⑤⑧D.①④⑥4.某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂FeCl3，最合理的生产途径是（）A.Cl2废铁、高温FeCl3水FeCl3溶液B.Cl2、点燃2HHCl水盐酸废铁FeCl2溶液2ClFeCl3溶液C.Cl222ClHFeClHCl溶液盐酸废铁水、光照FeCl3D.Cl2盐酸水、光照HClH2HCl盐酸FeCl3溶液废铁高温煅烧Fe2O35.（2009年广东五校模拟）在下列实验中，不能达到目的的是（）A.Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与S反应生成FeS，确定非金属性：Cl＞SB.用石墨作电极，电解Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合溶液，确定铜的镁的金属活动性强弱C.进行H2O和H2S的热分解实验，确定硫和氧两种元素的非金属性强弱D.测定NaCl和NaF溶液的pH，确定F、Cl两元素非金属性的强弱6.（2009年泰安模拟）用如下图装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差，实验测得m(H)∶m(O)＞1∶8。下列对导致这一结果的原因的分析中，一定错误的是（）A.Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置B.Ⅲ装置后缺少干燥装置C.Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝D.CuO没有全部被还原7.（2010年海南中学）关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（）A.装置①中，d为阳极、c为阴极B.装置②可用于收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO等气体C.装置③中X若为CCl4，可用于吸收NH3或HCl，（NH3和HCl不溶于CCl4）并可防止倒吸D.装置④可用于干燥、收集NH3，并吸收多余的NH38.用下列实验装置完成对应的实验，能达到实验目的的是（）二、非选择题9.某校化学课外小组组织了对农家小化工厂的科技创新活动。（1）在分析实验室里：①需取用12.50mL稀H2SO4溶液，学生选用三种量具：A量筒B移液管C酸式滴定管，仪器选用正确的是____________（填选项号）。②读取实验①中读数时，视线与凹液面相切，出现了三种情形。A.俯视B.平视C.仰视若测定该硫酸溶液浓度且中和滴定的其他操作正确，则导致结果偏高的原因是____________（填选序号）。③用标准碱液测定硫酸溶液浓度，学生选用的指示剂有下列三种：A.石蕊B.甲基橙C.酚酞其中使用效果最好的是____________。（2）在试剂车间，技术员提出了制备氢氧化铝的三种工艺过程：ⅰ.Al硫酸Al3+溶液NaOHAl(OH)3ⅱ.AlNaOH溶液NaOHAlO2-硫酸Al(OH)3ⅲ.Al硫酸Al3+混合Al(OH)3Al溶液NaOHAlO2-试从成本、环保达标等方面评价，第____________种工艺最优。（3）根据市场的需求，厂长请学生设计开发胆矾产品的方案。学生们设计了以下三种方案：方案甲：废铜屑浓硫酸CuSO4溶液结晶CuSO4·5H2O方案乙：废铜屑稀硫酸CuSO4溶液结晶CuSO4·5H2O方案丙：废铜屑空气CuO稀硫酸CuSO4溶液结晶CuSO4·5H2O则合理可行的方案为____________。10.（2009年安徽卷）某厂废水中含5.00×10-3mol·L-1的Cr2O72-，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程：H2O·24FeSO.1加〖FK）〗45.15.09.2.3FeOFeCrPHNaOHrj焙烧滤渣滤液，过滤为至溶液加（1）第①步反应的离子方程式是____________。（2）第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是：____________。（3）第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外，还有____________。（4）欲使1L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4，理论上需要加入____________gFeSO4·7H2O。含Cr2O72-的酸性废水含Cr3+、Fe2+、Fe3+的溶液11.（2009年宁夏卷）碱式碳酸铜可表示为：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。（1）现采用氢气还原法，请回答下列问题：①写出xCuCO3·yCu(OH)2y·zH2O与氢气反应的化学方程式____________；②实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是（填入仪器接口字母编号）：（a）→（）（）→（）（）→（）（）→（）（）→（）（）→（l）③称取23.9g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7g残留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水。该样品的结晶水质量为____________g，化学式为____________；（2）某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认识是否可行？请说明理由。____________。12.（2009年启东模拟）铁是日常生活中最常见的金属，某班同学在学习铁的知识时，有下列问题：问题1：铁为何称为黑色金属？问题2：CuO在高温下可分解为Cu2O和O2，Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗？（1）对于问题1，同学们上网查找，有两种解释：A.因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属B.因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属①你认为正确的说法是____________。②若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是Fe3O4粉末：____________。③若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，如何证明其中有Fe3O4（只要求简述实验方法）：____________。（2）对于问题2，同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：A.将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化B.将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化①实验中应将Fe2O3放在____________（填仪器名称）中灼烧。②方法A中，如果高温灼烧后颜色由____________变为____________，说明Fe2O3确实发生了变化。能说明生成的一定为FeO吗？____________（填“能”或“不能”）。理由是____________。③方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为____________，但是，实验结果是固体灼烧前后质量比为30∶29，则高温灼烧后生成物是____________。④比较两种方法，你认为较好的方法是____________。参考答案：1.解析：过量氨水与Al3+和Fe3+反应生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀；加热时I2升华，NH4Cl分解成NH3和HCl，遇冷又生成NH4Cl，故不能分离；粗锌可以形成原电池加快反应。答案：B2.解析：如果气体B在液体A中能溶解或反应，使试管②中气体的物质的量减少，整个装置压强减小，就可使水的沸点降低，即在96℃可沸腾。答案：C3.解析：该装置的特点是固体与液体不需要加热生成密度比空气大的气体。②、③均满足。①、⑦生成的气体均比空气轻，应向下排空气，⑤、⑧反应均需加热，④、⑥生成的气体均不能用排空气法收集。答案：A4.解析：H2和Cl2混合光照发生爆炸；工业采用H2在Cl2中燃烧制取HCl。答案：B5.解析：B选项中，先析出的金属阳离子氧化性强（Cu2+)，对应单质的活动性弱；D选项中，只能判定HCl和HF的酸性强弱。答案：D6.解析：m（H)∶m(O)=玻璃管质量差玻璃管质量差别形管质量差-U。若Ⅰ、Ⅱ装置间缺少干燥装置，则U形管质量差增大，m（H)∶m（O)增大，即大于1∶8；Ⅲ装置后缺少干燥装置也导致U形管质量差增大，使m(H)∶m(O)＞1∶8，而Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝，则玻璃管质量差减小，m(H)∶m(O)增大，即大于1∶8，实验结果与CuO是否全部被还原无关。答案：D7.解析：①根据电流方向即可得出，电源正极连电解池阳极，A错。②收集比空气轻的气体从a进，比空气重的从b进，NO不能用排空气法。③可以防止倒吸。答案：AB8.解析：A项，C2H2密度与空气相近，应用排水集气法收集；B项，直接被加热的不能产生使石灰水变浑浊的气体，间接加热的NaHCO3能产生使石灰水变浑的气体，B正确。C项，NH3不溶于CCl4，从CCl4层逸出后再被H2SO42-吸收，不会引起倒吸；D项，用饱和Na2CO3溶液收集乙酸乙酯，且导管不能伸入液面以下。答案：BC9.解析：（1)①由已知12.50mL可知题目要求精确至0.01mL，只有滴定管符合要求。选C。②c(H2SO42-)=)2V(H2SO42--)c(OH-)V(OH，c(H2SO42-)偏高必然是V（H2SO42-)偏低所致，选A。③从变色明显角度来看，用碱滴定酸，最好选用酚酞作指示剂。（2)制取同样多的Al(OH)3，第ⅲ种方法最节约试剂。（3)方案甲中，铜与浓H2SO42-反应会生成SO2污染环境，方案乙中，铜与稀H2SO42-不反应。答案：（1)①C②A③C（2)ⅲ（3)丙10.解析：（1)Cr2O2-7有较强氧化性，FeSO42-·7H2O中Fe2+有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，Cr2O72-转化为Cr3+，Fe2+转化为Fe3+。Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O（2)应将试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸中部，再与标准比色卡对照得出pH。（3)由题给框图之二可得：Fe2+过量，加NaOH时，产生Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2三种沉淀物。（4)1L废水中含n(Cr2O72-)=5.00×10-3mol。由题意得：Cr2O72-~4Cr0.5Fe1.5FeO42-~10FeSO42-·7H2O,所以理论上n(FeSO42-·7H2O)=10n(Cr2O72-)=0.05mol。m(FeSO42-·7H2O)=0.05mol×278g·mol-1=13.9g。答案：（1)Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O（2)将一小片pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照（3)Fe(OH)3、Fe(OH)2（4)13.911.解析：（1)①与H2反应的化学方程式，利用氧化还原反应原理，把金属Cu还原出来，碳元素变成CO2，氢元素变成水。②仪器连接时，洗气瓶要“长进短出”，其中水是观察H2生成速率的。③残留固体一定是Cu，则n(Cu)=12.7/63.5=0.2(mol)，根据题意，n(CO2)=n(CuCO3)=4.4/44=0.1(mol)，所以,m(CuCO3)=123.5×n(CuCO3)=12.35(g),m［C