2022年高三化学寒假课时作业：13综合实验设计（含答案）

这是一份2022年高三化学寒假课时作业：13综合实验设计（含答案），共8页。试卷主要包含了下列实验的设计不可行的是，下图为实验室制氢气的简易装置等内容，欢迎下载使用。

A．在浓氨水中加入生石灰可以制取少量的NH3
B．用水就能一次性鉴别溴苯、苯、乙酸三种物质
C．用如图所示的装置测定黄铜(Cu、Zn合金)中Zn的含量
D．除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)，依次加入的物质是H2O、Ba(OH)2、Na2CO3、HCl
【解析】 本题主要考查学生对课本实验的掌握以及气体体积的测量方法。C项，不能用稀硝酸，应该用盐酸，装置中集气瓶应该短管进气，长管出水。
【答案】 C
2．如图所示装置有洗气、除气等多种功能。下列关于该装置的用途的说法中正确的是( )
A．除去O2中混有的水蒸气，瓶内装浓硫酸(瓶的容积的一半)，气体从b端进
B．用排水法收集氮气，将瓶内装满水，气体从a端进
C．用于病人输氧，瓶内装水(瓶的容积的一半)，b端接供氧钢瓶
D．测量不溶于水的气体的体积，将瓶内装满水，气体从b端进，a端接量筒
【答案】 D
3．下图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫酸时，发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了，为使该反应顺利进行，则可以从长颈漏斗中加入的试剂是( )
①食盐水 ②KNO3溶液 ③适量稀硫酸铜溶液
④Na2CO3溶液 ⑤CCl4 ⑥浓氨水
A．①③⑤ B．②⑥
C．③⑤ D．①②④
【答案】 A
4．某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应，设计了图1、图2所示装置进行实验。
(1)比较两实验装置，图2所示装置的优点是：
①能更好地吸收有毒气体SO2，防止其污染环境；
②___________________________________________。
(2)能说明有SO2气体产生的实验现象是_________________________________________________。
(3)反应一段时间后，用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样，试样中所含金属离子的成分有以下三种可能：
Ⅰ：只含有Fe3＋；Ⅱ：只含有Fe2＋；Ⅲ：既有Fe3＋又有Fe2＋。
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性，选用如下试剂，填写下列空白：
A．稀盐酸溶液 B．稀硫酸溶液
C．KSCN溶液 D．KMnO4溶液
E．NaOH溶液 F．淀粉KI溶液
G．H2O2溶液
验证Ⅱ：取试样，先滴加少量的________(填试剂序号，下同)，振荡，再滴加少量的________，根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。
验证Ⅲ：步骤1.取试样，滴加少量的________(填试剂序号)，溶液的颜色变________色则试样中含有Fe3＋，发生反应的离子方程式为_______________________________。
步骤2.再取适量的试样滴加到少量的________(填试剂序号)，溶液的颜色变为________色，则试样中含有Fe2＋。
【解析】 (1)比较两个装置的不同点，发现发生装置设计不同，可抽动的铁丝可以随时控制反应的发生与停止，而铁片却不具有这样的优势。(3)检验溶液中仅含Fe2＋需事先确定溶液中是否含Fe3＋(用KSCN溶液)，再利用氧化剂(不要有很深的颜色，以免影响血红色的观察)把Fe2＋氧化成Fe3＋，观察有无血红色现象出现；检验溶液中既有Fe2＋又有Fe3＋，首先可用KSCN溶液检验Fe3＋的存在，因为Fe3＋的存在必然会影响Fe2＋的检验，故只能选择KMnO4溶液与Fe2＋反应，观察KMnO4溶液颜色的变化情况。
【答案】 (1)便于控制反应的发生和停止
(2)品红溶液褪色
(3)验证Ⅱ：C G
验证Ⅲ：步骤1：C(或F) 红(或蓝)
Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(或2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2)
步骤2：D 浅红或变浅
5．硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫的含量，采用以下方案：
甲方案：如图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO2的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A。
(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高实验的准确度，其理由是：_________________________。
(2)洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代，请你举出一种：___________________________________________。
(3)洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO2含量________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
乙方案：实验步骤如下面流程图所示：
eq \x(尾气V L)eq \(────→,\s\up17(过量H2O2溶液),\s\d15(①))eq \x(溶液)eq \(────→,\s\up17(过量Ba（OH）2溶液),\s\d15(②))
eq \(────→,\s\up17(过滤、洗涤、干燥、称重),\s\d15(③))eq \x(\a\al(固体,m g))
(4)写出步骤②中反应的化学方程式____________________________________________。
(5)步骤③中洗涤沉淀的方法是_________________________________________________。
(6)通过的尾气体积为V L(已换算成标准状况)时，该尾气中二氧化硫的含量(体积分数)为________(用含有V、m的代数式表示)。
丙方案：将乙方案中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液中，其余步骤与乙方案相同。
(7)你认为丙方案是否合理，说明理由：____________________________________________。
【解析】 (1)甲方案利用的原理为：SO2＋I2＋2H2OH2SO4＋2HI。洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大SO2与碘水的接触面积，使SO2和碘水充分反应。(2)洗气瓶C中的溶液还可以用酸性高锰酸钾溶液、溴水等代替。(3)洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，则通入尾气的体积增大，因此SO2含量偏低。(4)乙方案利用的原理为：SO2＋H2O2H2SO4，H2SO4＋Ba(OH)2BaSO4↓＋2H2O。(5)步骤③中洗涤沉淀时需要重复洗涤2～3次。(6)根据SO2～BaSO4，则尾气中二氧化硫的体积为eq \f(m,233)×22.4 L，故尾气中二氧化硫的含量为eq \f(\f(22.4m,233),V)×100%＝eq \f(2 240m,233V)%。(7)丙方案利用的原理是SO2＋Ba(OH)2BaSO3↓＋H2O，由于BaSO3容易被空气中的氧气氧化为BaSO4，因此BaSO3的质量m的数值不准确，故该方案不合理。
【答案】 (1)增大气体与溶液的接触面积，有利于SO2与碘水充分反应
(2)酸性高锰酸钾溶液(或其他合理答案)
(3)偏低
(4)H2SO4＋Ba(OH)2BaSO4↓＋2H2O
(5)向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过沉淀物，待水流尽后，重复操作2～3次 (6)eq \f(22.4m,233V)或eq \f(2 240m,233V)%
(7)不合理；部分亚硫酸钡可被(空气中的氧气)氧化为硫酸钡
6．氧化铜是一种黑色固体，可溶于稀硫酸。某同学想知道是稀硫酸中的哪种粒子(H2O、H＋、SOeq \\al(2－,4))能使氧化铜溶解。请你和他一起通过图Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个实验完成这次探究活动。
(1)该同学提出的假设是__________________________。
(2)通过实验Ⅰ可以证明__________________________。
(3)要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜，还需要进行实验Ⅱ和Ⅲ，在Ⅱ中加入稀硫酸后氧化铜溶解，则进一步所做的确认实验为：在Ⅲ中先加入________溶液，再加入________溶液。
(4)探究结果为________。你认为除实验Ⅱ和Ⅲ所用的试剂外，还能溶解氧化铜的一种常见物质是________。
【解析】 (2)水与CuO不反应，则与CuO反应的只能是H＋、SOeq \\al(2－,4)中的一种；(3)要验证是H＋还是SOeq \\al(2－,4)能与CuO反应，在选择试剂时，最好一种含SOeq \\al(2－,4)而不含H＋，另一种含H＋而不含SOeq \\al(2－,4)；(4)结果显然应该是H＋使CuO溶解，而不是H2O或SOeq \\al(2－,4)。利用所学知识可以判断稀盐酸、稀硝酸等可以使CuO溶解。
【答案】 (1)H2O、H＋、SOeq \\al(2－,4)中的某一种粒子能够使CuO溶解 (2)水不能使氧化铜溶解，而是H＋、SOeq \\al(2－,4)两种粒子中的一种使CuO溶解 (3)Na2SO4(或K2SO4等) 稀盐酸 (4)氧化铜固体溶于稀H2SO4，是稀硫酸中H＋在起作用，而H2O、SOeq \\al(2－,4)两种粒子都不能使CuO溶解；稀硝酸(或稀盐酸等)