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2019年高考化學一輪復習 專題10《化學實驗》第3單元 氣體制備與方案設計、評價課時訓練 蘇教版 測控導航表 考點 易 中 氣體制備與性質 2,5,6,8,9 實驗設計與評價 1,4,10 11,12,14 綜合應用 3,7 13 基礎過關 1.(xx河南高考模擬)銅合金是制造衛(wèi)星及運載火箭的必須材料。火箭的燃燒室內襯材料是銅銀合金,硝酸銅是制備這種合金的重要原料,下列制取硝酸銅的方法中符合“綠色化學”理念的是(　D　) A.CuCu(NO3)2 B.CuCu(NO3)2 C.CuCuCl2Cu(NO3)2 D.CuCuOCu(NO3)2 解析:A項,產生污染空氣的NO2;B項,產生污染空氣的NO;C項Cl2為有毒氣體,且AgNO3作為原料不經濟;D項符合條件。 2.(xx山東諸城質檢)關于下列各實驗裝置的敘述中,不正確的是(　A　) A.裝置①可用于分離C2H5OH和H2O的混合物 B.裝置②可用于收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO2等氣體 C.裝置③中X若為CCl4,可用于吸收NH3或HCl,并防止倒吸 D.裝置④可用于干燥、收集NH3,并吸收多余的NH3 解析:裝置①可用于分離互不相溶的混合物,而C2H5OH和H2O互溶,A項錯誤;裝置②a口進氣可收集H2、NH3等氣體,b口進氣可收集CO2、Cl2、HCl、NO2等氣體,B項正確;NH3或HCl不溶于CCl4,可防止倒吸,C項正確;堿石灰可吸水但不與氨反應,倒扣漏斗可防倒吸,D項正確。 3.(xx廈門雙十中學6月熱身)下列各圖所示裝置,肯定不符合氣密性要求的是(　D　) 解析:A中導管口冒氣泡,B中長頸漏斗液面高于錐形瓶中液面,C中導氣管形成一段水柱均表明裝置氣密性良好,D中上下緩慢移動量氣管兩管液面保持水平,說明不能形成壓強差,氣密性不符合要求。 4.(xx呼和浩特高三質檢)下列生產工藝不能體現“綠色化學”思想的是(　B　) A.海水提鎂:用電解氯化鎂產生的氯氣制取鹽酸 B.工業(yè)制硫酸:提高尾氣排放的煙囪高度 C.工業(yè)制膽礬:使用稀硫酸、雙氧水溶解銅 D.火力發(fā)電:在燃煤中加入適量生石灰 解析:A項,用電解MgCl2產生的氯氣制取鹽酸,實現有毒氣體的利用,減少污染;B項,工業(yè)制硫酸中提高尾氣排放的煙囪高度不能減少尾氣的排放;C項,工業(yè)制膽礬采用稀硫酸、H2O2溶解銅不僅可以減少尾氣排放,而且提高了硫酸的利用率;D項,火力發(fā)電時,在燃煤中加入生石灰,可以減少SO2的排放。 5.(xx太原高三調研)如圖裝置,將溶液A逐滴加入固體B中,下列敘述正確的是(　B　) A.若A為濃鹽酸,B為KMnO4,C中盛紫色石蕊溶液,則C中溶液最終呈紅色 B.實驗儀器D可以起到防止溶液倒吸的作用 C.若A為濃氨水,B為生石灰,C中盛AlCl3溶液,則C中先產生白色沉淀后溶解 D.若A為濃硫酸,B為Cu,C中盛澄清石灰水,則C中溶液變渾濁 解析:A項,KMnO4與濃鹽酸反應產生Cl2,Cl2通入紫色石蕊溶液中先變紅后褪色;B項,儀器D體積較大,進入的一部分溶液在重力作用下回落,能防止生成的氣體溶解而引起倒吸;C項生成的NH3通入AlCl3溶液中生成白色沉淀Al(OH)3,其不溶于弱堿,即使通入過量氨氣也不溶解;D項常溫下Cu與濃硫酸不反應。 6.(xx陜西咸陽高考模擬)實驗是化學研究的基礎。下列關于各實驗裝置的敘述中,正確的是(　C　) A.裝置①常用于分離互不相溶的液體混合物 B.裝置②可用于吸收HCl氣體,并防止倒吸 C.以NH4HCO3為原料,裝置③可用于實驗室制備少量NH3 D.裝置④b口進氣可收集CO2、NO等氣體 解析:A項,裝置①為蒸餾裝置,主要用于分離不同沸點的互溶液體混合物;B項,HCl極易溶于水,會發(fā)生倒吸;C項,堿石灰吸收產生的CO2和H2O,可制得純凈的氨氣;D項由于CO2密度比空氣大,導管中氣體應長進短出,而NO與空氣中的氧氣反應生成NO2。 7.(xx東北三省三校高三聯合模擬)下列實驗操作能達到實驗目的的是(　B　) A.可用圖甲所示裝置收集SO2 B.可用圖乙所示裝置比較KMnO4、Cl2、S的氧化性強弱 C.可用圖丙所示裝置除去CH4中混有的少量C2H4 D.可用圖丁所示裝置防止鐵釘生銹 解析:A項,二氧化硫的密度比空氣大,應選用向上排空氣法收集;B項,燒瓶內KMnO4將HCl氧化成Cl2,氧化性KMnO4>Cl2,在試管中Cl2置換出S,則氧化性Cl2>S;C項酸性高錳酸鉀將乙烯氧化成CO2,從而引入新的雜質;D項,鐵釘作陽極,為活性電極,鐵釘失電子被腐蝕。 8.(xx漳州高三質檢)利用下列各組中的物質制備并收集少量相應的氣體,能采用如圖所示裝置的是(　A　) A.濃硫酸和亞硫酸鈉制取SO2 B.濃鹽酸和二氧化錳制取Cl2 C.氯化銨和熟石灰制取NH3 D.濃氨水和固體NaOH制取NH3 解析:由所給裝置可知,該裝置制備氣體時不需要加熱,所制備的氣體能用向上排空氣法收集,故A正確。B項應加熱,C、D項應用向下排空氣法。 9.(xx惠州調研)圖Ⅰ是實驗室中常用于制備和干燥氣體的裝置: (1)甲同學用圖Ⅰ裝置、銅和濃硝酸制備并收集干燥的NO2氣體: ①B中銅和濃硝酸反應的化學方程式: 　。 ②收集NO2氣體的方法是　　　　 。 ③將收集滿NO2的燒瓶密封浸入冰水中,燒瓶中氣體顏色變淺,則下列反應: 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH　　　　0(填“>”或“<”)。 (2)乙同學用圖Ⅰ裝置制取NH3和O2的混合氣體,用圖Ⅱ裝置驗證氨的某些性質: 往A中加入濃氨水,B中加入Na2O2固體,C中加入堿石灰,D內放置催化劑(鉑石棉),按氣流方向a→b→c→h連接各儀器: ①實驗中D內有紅棕色氣體生成,證明氨氣具有　　　　(填“氧化性”或“還原性”)。 ②D中反應的化學方程式為 　、 　。 解析:(1)Cu與濃HNO3反應可以制得NO2;NO2與水能發(fā)生反應,不能用排水法收集,且密度比空氣大,故可用向上排空氣法收集;NO2與N2O4之間存在一個平衡:2NO2(g)N2O4(g),浸入冷水中溫度降低,顏色變淺,則平衡正向移動,故該反應的正向為放熱反應,ΔH<0。(2)從圖Ⅰ裝置中,可以制得NH3和O2,NH3和O2在圖Ⅱ的裝置中發(fā)生氨的催化氧化,NO易被氧化:2NO+O22NO2,故D中的紅棕色的氣體是NO2,氨氣表現出的是還原性。 答案:(1)①Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ②向上排空氣法　③< (2)①還原性?、?NH3+5O24NO+6H2O　2NO+O22NO2 10.(xx福建八閩一中協作校模擬)為探究某鐵碳合金與濃硫酸在加熱條件下的反應的部分產物并測定鐵碳合金中鐵元素的質量分數,某化學活動小組設計了如圖所示的實驗裝置,并完成以下實驗探究。 (1)往圓底燒瓶中加入m g鐵碳合金,并滴入過量濃硫酸,未點燃酒精燈前,A、B均無明顯現象,其原因是:①常溫下,Fe在濃硫酸中鈍化;②　　　　　　　　。 (2)反應一段時間后,從A中逸出氣體的速率仍然較快,除因反應溫度較高外,還可能的原因是　 。 (3)裝置B的作用是　 。 (4)甲同學觀察到裝置C中有白色沉淀生成,他得出了使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳。裝置A中能產生二氧化碳的化學方程式為　 。 (5)乙同學認為甲同學的結論是錯誤的,他認為為了確認二氧化碳的存在,需在裝置B-C之間添加裝置M。 裝置E、F中盛放的試劑分別是　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。重新實驗后觀察到裝置F中的現象是 　。 (6)有些同學認為合金中鐵元素的質量分數可用KMnO4溶液來測定(5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O)。 測定鐵元素質量分數的實驗步驟如下: Ⅰ.往燒瓶A中加入過量的還原劑使溶液中的Fe3+完全轉化為Fe2+,過濾,得到濾液B; Ⅱ.將濾液B稀釋為250 mL; Ⅲ.取稀釋液25.00 mL,用濃度為c molL-1的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定實驗所需KMnO4溶液體積的平均值為V mL。 ①步驟Ⅱ中,將濾液B稀釋為250 mL需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外,還必須要用到的是　　　　。 ②丙同學設計了下列滴定方式(夾持儀器省略),最合理的是　　　　(填字母序號)。 ③滴定過程中　　　(填“需要”或“不需要”)加入指示劑。 ④鐵碳合金中鐵元素的質量分數為　 。 解析:(1)合金中碳的性質不活潑,在常溫下與濃硫酸不發(fā)生反應;(2)反應一段時間后,濃硫酸變成稀硫酸,鐵、碳和稀硫酸發(fā)生原電池反應;(3)裝置B中品紅溶液用于檢驗反應產物SO2;(4)碳與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應,化學方程式為C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O;(5)因為SO2也能使澄清石灰水變渾濁,所以甲同學結論錯誤,為了確認二氧化碳的存在,必須排除SO2的干擾,E中盛放酸性高錳酸鉀溶液或溴水,F中盛放品紅溶液,品紅溶液紅色不褪色,證明SO2已不存在;(6)①稀釋或配制一定體積溶液必須使用相應規(guī)格的容量瓶,②酸性 KMnO4溶液和酸性稀釋液應使用酸式滴定管,a、c均不正確,③酸性KMnO4溶液本身為紫紅色,當滴入最后一滴半分鐘不褪色,即為滴定終點,因此不需另用指示劑,④由滴定原理n(Fe2+)=5n(Mn),合金中鐵元素的質量分數為 w(Fe)=100%=100%。 答案:(1)常溫下碳與濃硫酸不反應 (2)鐵、碳在酸溶液中形成原電池 (3)檢驗SO2的存在 (4)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O (5)酸性KMnO4溶液或溴水(或其他合理答案)　品紅溶液　品紅溶液不褪色或無明顯現象 (6)①250 mL容量瓶　②b　 ③不需要?、?00% 能力提升 11.(xx山西太原調研)某化學小組在常溫下測定一定質量的某銅鋁混合物中銅的質量分數,設計了如下實驗方案: 方案Ⅰ:銅鋁混合物測定生成氣體的體積 方案Ⅱ:銅鋁混合物測定剩余固體的質量 下列有關判斷中不正確的是(　D　) A.溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液 B.實驗室方案Ⅱ更便于實施 C.若溶液B選用濃硝酸,則測得銅的質量分數偏小 D.溶液A和B均可以選用稀硝酸 解析:鹽酸或NaOH溶液都只能溶解鋁且能生成H2,A正確;實驗室中測定固體的質量要比測定氣體的體積更容易操作,B正確。若B為濃硝酸,銅溶解,鋁會鈍化,表面生成一層致密的氧化膜,導致剩余固體的質量偏大,故測得銅的質量分數偏小,C項正確;D項銅鋁混合物能全部溶于稀硝酸得不到固體剩余,錯誤。 12.關于下列圖示的說法正確的是(　C　) A.圖①所示實驗不能比較硫、碳、硅三種元素的非金屬性強弱 B.圖②a處有紅色物質生成,b處變藍,則X氣體一定是H2 C.圖③所示實驗裝置中CuSO4溶液可用于除去雜質 D.圖④所示實驗可觀察到鋁箔失去光澤,鋁熔化并滴落 解析:①由H2SO4制CO2,由CO2制H2SiO3根據最高價氧化物的水化物的酸性強弱,可說明硫、碳、硅非金屬性逐漸減弱,A項錯誤;②中只能說明有H2O生成,X中含氫元素,B項錯誤;因H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4故可用CuSO4 溶液除去乙炔中混有的H2S氣體,C項正確;鋁的熔點比氧化鋁低,鋁箔外部是氧化鋁,故加熱鋁箔時觀察到鋁箔熔化而不滴落,D項錯誤。 13.(xx湖南永州一模)氮化鋁(AlN)陶瓷是一種類似金剛石的新型無機非金屬材料。超細氮化鋁粉末被廣泛應用于生產領域。其制取原理為:Al2O3+3C+N22AlN+3CO。某化學研究性學習小組成員根據氮化鋁的制取原理,進行了如下探究。 【問題1】 在制取氮化鋁時由于反應不完全,氮化鋁產品中所含雜質除了碳以外還可能存在　 (填化學式)。 【問題2】 為測定該產品中有關成分的含量,甲同學設計了以下實驗: 甲同學:稱取10.00 g樣品,將其加入過量的氫氧化鈉溶液中共熱蒸干,AlN跟氫氧化鈉溶液反應生成NaAlO2,并放出氨氣3.36 L(標準狀況)。則該樣品中AlN的質量分數為　　　　。 【問題3】 乙同學受到甲同學的啟發(fā),提出利用圖Ⅰ的裝置,通過測量AlN與過量濃NaOH溶液反應所生成氨氣的體積來測定樣品中氮化鋁的質量分數(實驗中導管體積忽略不計)。實驗結束后,可由錐形瓶中殘余固體測定雜質碳的質量分數。 (1)廣口瓶中的試劑X可以選用　　　　。 A.苯 B.酒精 C.植物油 D.CCl4 (2)廣口瓶的液體沒有裝滿(上方留有少量空間),實驗測得NH3的體積將　　　　(填“偏高”“偏低”或“不變”)。 【問題4】 丙同學認為:乙同學的實驗方法可能因氣體體積測量不準導致誤差,建議改用圖Ⅱ裝置進行同樣實驗,通過測定燒杯中硫酸的增重來確定樣品中AlN的質量分數。你認為測定的結果會　　　　(填“偏高”或“偏低”),理由是 　。 解析:【問題1】 根據題目反應方程式可以發(fā)現N2、CO為氣體,不能留在AlN固體中,只能是碳和Al2O3。【問題2】 由反應關系式AlN～NH3得n(AlN)=n(NH3)==0.15 mol,m(AlN)=6.15 g,樣品中AlN的質量分數為100%=61.5%。【問題3】 (1)廣口瓶中的試劑X的作用是防止NH3與水接觸反應,只要不與氨氣、水作用,同時密度比水小的液體都行,苯、植物油能滿足題意。(2)廣口瓶的液體不管是否裝滿,實驗產生的氣體體積都等于排開的液體體積?！締栴}4】 丙同學的方案理論可行,但實際上錐形瓶中產生的NH3首先會將錐形瓶中空氣趕出,最后錐形瓶中會留有NH3而無法被硫酸吸收,硫酸增重的量小于NH3的質量,計算的結果會偏低。 答案:【問題1】 Al2O3　【問題2】 61.5%　【問題3】 (1)AC (2)不變　【問題4】 偏低　反應產生的氨氣有少部分殘留在錐形瓶中未被稀硫酸吸收,因此測得AlN的質量分數將偏低 14.(xx福建莆田一中高三高考模擬)鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產等行業(yè)的重要材料。研究性學習小組的三位同學,為測定已知質量的鋁鎂合金(設不含其他元素)中鎂的質量分數,設計下列三種不同實驗方案(所加試劑均為足量)進行探究。填寫下列空白。 【探究一】 實驗方案:鋁鎂合金測定生成氣體的體積 實驗裝置: 問題討論: (1)某同學提出該實驗裝置不夠完善,應在A、B之間添加一個裝有堿石灰的干燥裝置。你的意見是　　　　(填“需要”或“不需要”)。 (2)為準確測定生成氣體的體積,實驗中應注意的問題是 　(只要求寫出其中一點)。 【探究二】 實驗方案:鋁鎂合金過濾,測定剩余固體質量 問題討論: (1)稱取一定質量的鋁鎂合金粉末樣品,加入過量的NaOH溶液,充分反應。實驗中發(fā)生反應的化學方程式是 　。 (2)過濾、洗滌、干燥、稱量剩余固體。若未洗滌固體,測得鎂的質量分數將　　　　(填“偏高”或“偏低”)。 【探究三】 實驗方案:鋁鎂合金過濾后的濾液過濾,測定沉淀質量 問題討論: (1)甲同學認為該方案不可行,試說明理由: 　。 (2)乙同學認為只要調整所加試劑的順序,就可以達到實驗目的,如果他的看法正確,則所得的沉淀是　　　　　。 (3)丙同學認為也可以通過用足量A物質代替鹽酸來達到實驗目的,則A物質可以是　　　　,請寫出對應反應的化學方程式:　。 解析:【探究一】 (1)雖然反應放熱容易使鹽酸揮發(fā)出HCl氣體混入H2中,但HCl氣體極易溶解于水,不影響H2體積測定,故不需要另加裝有堿石灰的干燥裝置除去HCl等雜質。 (2)為準確測定生成氣體的體積,應等待反應恢復到室溫,調節(jié)量氣管高度使液面與容器中液面相平,視線與凹液面最低處相平。 【探究二】 (1)合金中鋁與NaOH反應:2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑。 (2)若未洗滌固體,Mg表面粘附有Na[Al(OH)4],稱量剩余固體鎂的質量偏大,將使測得鎂的質量分數偏高。 【探究三】 (1)因為Al(OH)3具有兩性,能夠溶解于過量鹽酸中,因此方案中使[Al(OH)4]-Al(OH)3轉化加鹽酸的量不易控制,故該方案不可行。 (2)鎂鋁合金中先加鹽酸形成MgCl2、AlCl3混合溶液,再加過量NaOH溶液則轉化為Mg(OH)2沉淀和Na[Al(OH)4]、NaCl混合液,過濾、洗滌、干燥后測定Mg(OH)2 的質量即可。 (3) 使[Al(OH)4]-Al(OH)3既轉化完全又能防止Al(OH)3溶解的較好方案是通CO2,Na[Al(OH)4]+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3 答案:【探究一】 (1)不需要　 (2)待冷卻至室溫再測量或使裝置B、C的液面保持水平或檢查裝置的氣密性(其他合理答案也可) 【探究二】 (1)2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑　(2)偏高 【探究三】 (1)Al(OH)3是兩性氫氧化物,鹽酸過量時Al(OH)3 沉淀部分溶解,不足時Al(OH)3沉淀不完全 (2)Mg(OH)2 (3)CO2　Na[Al(OH)4]+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3