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1、专题定时精练(十六)专题十六综合实验方案的设计与评价(时间：40分钟)1已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到金属铜，用图161中的装置可以实现该反应。图161回答下列问题：(1)如果A中加入的物质是纯净物，则其可能为_。发生反应的化学方程式是_；(2)B中加入的物质是_，其作用是_；(3)实验时在C中观察到的现象是_；(4)实验时在D中观察到的现象是_；(5)E中收集到的气体经测定在标况下的密度为1.25g/L，则该气体是_，C中反应的化学方程式为_。2乙二酸通常以二水合物的形式存在，俗称草酸晶体。已知草酸晶体在101时熔化并开始升华，157时大量升华，继续升温会分解生成CO、CO2和H2O。 (
2、1)下列关于乙二酸的叙述正确的是_(填序号)。能和乙二醇发生酯化反应能使酸性高锰酸钾溶液褪色其溶液能使蓝色石蕊试纸变红能和碳酸氢钠溶液反应生成气体欲验证上述性质，除用到胶头滴管、试管和玻璃导管外，还必需要使用的玻璃仪器有_。(2)乙二酸的工业生产方法之一是以乙二醇为原料，在一定条件下用空气氧化得到。写出该反应的化学方程式_。(3)欲检验草酸晶体受热分解的产物中是否有CO2，甲、乙两位同学分别设计了装置、装置(见图162)来完成实验(部分夹持装置已略去)。图162()简述检验装置气密性的操作方法_。()B和E两个装置中更合理的是_，理由为_。()请从AF中选择合适的仪器，组装一套可更好达到实验目
3、的的装置，按照气流由左到右的顺序依次为(用字母表示)：_。3某化学学习小组对铝与酸和碱的反应进行探究，过程如下。实验：(1)取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、pH相同的盐酸、稀硫酸反应，随反应进行，盐酸中生成气体的速率明显比硫酸中生成气体的速率快，对此原因，你认为合理的猜测是下列的_(填写相应的字母)；a盐酸的物质的量浓度大于硫酸的物质的量浓度bCl能促进此反应的进行cSO能抑制此反应的进行d硫酸使铝发生钝化(2)为了探究反应速率不同的原因，请你根据所提供的药品，填写实验方案中的空白部分。药品：氯化钠固体、硫酸钠固体、硫酸铜固体、氯化铜固体、6mol/L盐酸、3mol/L硫酸、18.4m
4、ol/L硫酸、5mol/L硝酸。方案：取两支试管，分别加入形状、大小均相同的铝丝和等体积的_(填写相应的试剂，下同)，再向其中的一支试管中加入适量的_固体并振荡使固体溶解，观察实验现象。实验探究：略。实验：取足量的形状、质量均相同的铝丝分别与等体积的6mol/L的盐酸、6mol/L氢氧化钠溶液反应，待反应停止后取出剩余的铝丝洗净、干燥、称量，剩余铝丝的质量关系是前者_后者(填“大于”或“小于”或“等于”)；观察反应后的液体，发现铝与盐酸反应后所得的液体是黑色浑浊的，试管底部有少量黑色沉淀，对此现象，同学们进行了如下探究：(1)提出猜想同学们查找资料后获得如下信息：工业上用电解法冶炼铝所用的原料
5、氧化铝是从铝土矿中提取的，所以得到的氧化铝中可能还含有微量的氧化铁和二氧化硅两种杂质，据此，同学们提出如下猜想：猜想1：此黑色固体是铁单质，可能是电解得到的铝与杂质反应生成的，相应的化学反应方程式为_ ；猜想2：此黑色固体是硅单质，是电解得到的铝与二氧化硅反应生成的；猜想3：此黑色固体是铝单质，是铝与盐酸反应时因反应过快而变成粉末分散到溶液中；猜想4：此黑色固体可能是上述若干种单质组成的混合物。(2)设计实验方案并完成相关实验：将反应后所得的液体进行过滤、洗涤，分别取少量固体置于两支试管中，完成下列实验：向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸，观察固体是否溶解。实验时发现固体完全溶解，证明猜想_一
6、定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”)；向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液，观察固体是否溶解。实验时发现固体完全溶解，证明猜想_一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”)。(3)得出结论综合实验的现象，可推知猜想_(填“1”、“2”、“3”、“4”)是正确的，固体溶解在氢氧化钠溶液中的离子方程式为_。4某化学探究小组拟用铜片制取Cu(NO3)2，并探究其化学性质。(一)他们先把铜粉放在空气中灼烧，再与稀HNO3反应制取硝酸铜。(1)如果直接用铜屑与稀HNO3反应来制取硝酸铜，可能导致的两个不利因素是_、_。(2)实验中铜粉应该放在_(填“蒸发皿”、“坩埚”或“烧杯”)中灼烧。欲从反应
7、后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤按顺序分别是_、_、过滤。(二)为了探究Cu(NO3)2的热稳定性，探究小组按图163中的装置进行实验。(图中铁架台、铁夹和加热设备均略去)图163往左试管中放入研细的无水Cu(NO3)2晶体并加热，观察到左试管中有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末；用U形管除去红棕色气体，在右试管中收集到无色气体。(1)红棕色气体是_。(2)当导管口不再有气泡冒出时，停止反应，这时在操作上应注意_。(3)探究小组判断Cu(NO3)2的分解属于氧化还原反应，产物除了红棕色气体和黑色固体外，进一步分析、推断，分解产物中一定还含有_。(三)为了探究Cu(NO3)2在酸性条件下跟
8、铁单质的反应。他们取一支试管，加入Cu(NO3)2溶液，滴入适量稀硫酸酸化，再加入一定量铁粉，实验后没有固体残留物质。(1)反应中最先起氧化作用的是_。(2)该探究小组对反应后溶液中铁元素的价态进行探究，他们设计了实验方案，并进行实验。请按下表格式补充写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作步骤预期现象与结论步骤1：观察样品溶液呈蓝绿色，_(填“能”或“不能”)确定产物中铁元素的价态步骤2：取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液步骤3：_若溶液变为红色，说明产物中含3价的铁元素；若溶液颜色无明显变化，则说明产物中不含3价的铁元素5.以下是有关SO2、Cl2的性质实验。(1)某小组设计如图164所
9、示的装置图(图中夹持和加热装置略去)，分别研究SO2和Cl2的性质。图164若从左端分别通入SO2和Cl2，装置A中所发生反应的实质_(填“相同”或“不相同”)；若D中盛铜粉，通入足量的Cl2，D中的现象是_；若装置D中装的是五氧化二钒(催化剂)，通入SO2时，打开K通入适量O2的化学反应方程式为_。SO2通入B中，碘水褪色，则该反应的离子方程式为_。(2)某同学将足量的SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，若向该试管中加入足量(填字母)_，则可以看到白色沉淀产生。A氨水B稀盐酸C稀硝酸D氯化钙溶液(3)若由元素S和O组成2价酸根离子X，X中S和O的质量比为43；当Cl2与含X的溶
10、液完全反应后，可得澄清溶液。取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式_；向含X的水溶液中加入稀硫酸时的现象是_。专题定时精练(十六)1(1)碳酸氢铵或碳酸铵(其他答案合理也可)NH4HCO3=NH3CO2H2O或(NH4)2CO3=2NH3CO2H2O(2)碱石灰或生石灰除去二氧化碳和水蒸气(3)黑色粉末逐渐变红(4)出现无色液体，石蕊试纸变蓝(5)N22NH33CuON23Cu3H2O【解析】本题考查化学实验和有关化学方程式，注意化学实验现象的描述和试剂的选择。根据反应原理，反应物为氨气和氧化铜，可以判断试管A为制取氨气的装置，A中加入的物
11、质是纯净物，则为创新的制法，其最可能为碳酸铵或碳酸氢铵(其他答案合理也可)，不可能是氯化铵，因为它有类似“升华”现象，根本放不出氨气，氨气中的二氧化碳和水蒸气，要使用碱石灰除掉。加热后，黑色氧化铜变为红色的铜，生成的水和未反应的氨气生成氨水留在了D中，E中收集到的气体经测定在标况下的密度为1.25g/L，相对分子分质量为28，证明该气体是氮气，通过排水法进行收集。2(1)酒精灯、玻璃棒(或：玻璃棒、酒精灯)(2)2O22H2O(3)()如图连接好装置，将导管b末端没入水中，微热(或手捂)试管a，看到导管口处有气泡冒出，撤火(或松手)后，观察到导管b末端有一段水柱上升，则说明该装置的气密性良好(
12、)EB中的导管过长，过细，冷凝后的乙二酸晶体可能会堵塞导管而存在安全隐患；E中采用U形管，与冰水的接触面积更大，更有利于乙二酸蒸气的冷凝，防止了乙二酸蒸气干扰CO2的检验()A、E、F3实验：(1)bc(2)3mol/L硫酸氯化钠(或6mol/L盐酸、硫酸钠)实验：大于(1)2AlFe2O32FeAl2O3(2)21(3)32Al2OH2H2O=2AlO3H2【解析】实验：(1)两实验现象的差异原因应从反应物组成的不同点去寻找，此题中其他条件均相同，不同的是盐酸中含有Cl而硫酸中含有SO，所以从这个方面思考即可得答案；(2)根据控制变量法和对比实验法，在控制其他条件相同时，只让两实验中有一个变
13、量不同。如：都用稀硫酸，但其中一份加入Cl而另一份不加Cl，即可得出结论(类似方法亦可)。实验：由化学方程式可知，等物质的量的HCl与NaOH相比，NaOH消耗的铝更多，所以留下的铝就少，故“前者大于后者”；(1)根据信息和有关物质的性质，可以看出黑色固体可能是铝、铁、硅三种单质中的一种或几种，从而提出猜想。猜想1中铁的生成是由于电解法时生成的铝能与氧化铁发生铝热反应，由此可写出相应的化学反应方程式；猜想2的化学反应方程式根据题意就可直接写出；(2)在盐酸中固体完全溶解，证明一定不含硅，所以猜想2一定不正确；在氢氧化钠溶液中固体完全溶解，证明一定不含铁，所以猜想1一定不正确；(3)综合(1)(
14、2)中相应的结论，可知此固体只含有铝，故猜想3正确，猜想4不正确，固体是铝，铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。【命题说明】本题取自于课堂实验和学生实验中观察到的现象，是学生经常询问老师的问题，对此司空见惯的现象进行研究很有必要。实验主要考查学生在探究实验中分析和提出问题的能力，并学会用控制变量法和对比实验法设计简单的探究方案。实验考查了化学方程式的简单计算、获取和运用信息的能力、提出问题和解决问题的能力、书写化学方程式的能力、综合分析的能力等。本题以实验探究为主，新课程特征明显，但实质是实验方案的设计与评价。4(一)(1)生成等物质的量的硝酸铜，
15、消耗硝酸原料多产生污染物NO(2)坩埚蒸发浓缩冷却结晶(二)(1)NO2(2)先把导气管移出水面，然后熄灭酒精灯火焰(3)O2(三)(1)HNO3(或H和NO)(2)不能若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅，则说明产物中含2价铁元素；若KMnO4溶液不褪色或不变浅，则说明产物中不含2价铁元素另取少量溶液，滴加KSCN溶液【解析】 (一)(1)由反应3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O与3CuO6HNO3(稀)=3Cu(NO3)23H2O相比，生成等物质的量的Cu(NO3)2前者消耗HNO3多，而且生成的NO污染空气。(2)固体的灼烧应放在坩埚中进行；从溶液中得到硝酸铜晶体应先
16、蒸发浓缩再冷却结晶，最后过滤。(二)(1)Cu(NO3)2晶体加热产生的红棕色气体为NO2。(2)当导管口不再有气泡冒出时，为了防止倒吸应先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯。(3)Cu(NO3)2分解生成NO2、CuO，根据电子得失守恒和质量守恒知，分解产物中还应该有O2。(三)(1)Cu(NO3)2溶液中加入稀硫酸，溶液中有H、NO，相当于有HNO3，能氧化铁粉。(2)步骤1：Fe2在溶液中为浅绿色，Fe3在溶液中为棕黄色，而该溶液呈蓝绿色，因此不能确定产物中铁元素的价态；步骤2：酸性KMnO4溶液具有氧化性，能够氧化Fe2，因此若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅说明产物中含2价的铁元素，
17、否则不含；步骤3：为检验溶液中是否含有3价的铁元素，现象为溶液变为红色，因此用的试剂是KSCN溶液。5(1)不相同Cu粉红热，并产生棕黄色烟2SO2O22SO3SO2I22H2O=4H2ISO(2)AC(3)4Cl2S2O5H2O=2SO8Cl10H有黄色沉淀和刺激性气味的气体产生【解析】 (1)SO2使品红溶液褪色是因为发生了化合反应，生成不稳定的无色物质，加热后又会分解生成品红，溶液又会变为红色；Cl2使品红褪色是因为发生了氧化反应，品红被氧化后加热不会再变为红色；氯气与铜粉反应，产生棕黄色烟。SO2有较强的还原性，能被氧气、碘水氧化，反应方程式见答案。(2)SO2与氯化钡溶液不起反应，加
18、入氨水后先生成亚硫酸铵，再生成亚硫酸钡沉淀；加入稀硝酸后，SO2会被氧化为硫酸，进而生成硫酸钡沉淀。(3)因为n(S)n(O)23，可知X为S2O，它与氯气反应被氧化为硫酸，加入氯化钡后有硫酸钡沉淀生成；S2O与稀硫酸反应的离子方程式为S2O2H=SSO2H2O，所以观察到的现象是有黄色沉淀和刺激性气味的气体产生。内容总结（1）专题定时精练(十六)专题十六综合实验方案的设计与评价(时间：40分钟)1已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到金属铜，用图161中的装置可以实现该反应（2）实验时发现固体完全溶解，证明猜想_一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”)（3）(2)实验中铜粉应该放在_(填“蒸发皿”、“坩埚”或“烧杯”)中灼烧
高考化学二轮专题复习十六综合实验方案的设计与评价定时精练
