人教版 (新课标)选修6 实验化学实验4-5 综合实验设计实践课后复习题

人教版化学高二选修6第四单元

实验4-5综合实验设计实践同步练习

一、选择题

1. 下列实验的设计不可行的是()

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＋、SO42-，依次加入的物质是H2O、Ba(OH)2、Na2CO3、HCl

答案：C

解析：

解答： 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。

分析：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,题目难度不大。

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

解析：

解答：A. 气体从b端进，洋气不能与浓硫酸接触，错误；B.收集气体应该短进长出，错误；C. b端接供氧钢瓶回去流其中的水，错误；D.测量气体体积应该短进长出，正确。

分析：解答本题要从装置的特点等进行分析、判断，从而得出正确的结论，题目难度不大。

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⑤CCl4⑥浓氨水

A．①③⑤B．②⑥

C．③⑤                  D．①②④

答案：A

解析：

解答：①食盐水，将稀硫酸稀释，液面上升   ②KNO3溶液，与稀硫酸混合，相当于HNO3与Zn反应得不到H2 ③适量稀硫酸铜溶液, 将稀硫酸稀释，液面上升,并产生Cu与Zn形成原电池，加快反应速率。④Na2CO3溶液与稀硫酸反应⑤CCl4，密度大于水，使液面上升   ⑥浓氨水与稀硫酸反应。综上所述，答案为A。

分析：本题考查气体的制取发生装置以及试剂的选择，熟练掌握反应物的性质是解题的关键​。

4. 下图所示实验操作中正确的是()

A.A

B.B

C.C

D.D

答案：A

解析：

解答：给试管中的液体加热时，液体的量不能超过试管容积的1/3，故B错；为避免试剂污染，滴管不能伸入容器内部滴加试剂，故C错；为避免失火，不能用燃着的酒精灯去点燃另一个酒精灯，故D错。

分析：本题考查实验室中常见化学实验基本操作正误的判断，熟练掌握化学仪器的使用及基本操作是解题的关键​。

5. 下列技术手段或仪器在化学研究中的应用的说法中不正确的是()

A．用电子天平可直接称出某个分子或原子的质量

B．用pH计测定溶液的pH

C．用移液管量取25.00 mL溶液

D．用量热计测定某些化学反应中的热效应

答案：A

解析：

解答：电子天平虽然很灵敏，但其量程和一个分子或原子的质量不是一个数量级的，用其称不出一个分子或原子的质量，A错。pH计可以很精确地测定溶液的pH，B对。移液管和滴定管均可以精确到小数点后2位，C对。用量热计可以测定某些化学反应的反应热，如中和热的测定，D对。

分析：本题考查常见仪器的使用和化学基本操作的方法，题目难度不大，注意在学习中加强基础知识的积累。

6. 下列是摘取学生实验报告单中的语句，其中说法正确的是()

A．日常生活中不能用粥汤检验碘盐中是否含有KIO3

B．将铁屑、浓溴水、苯混合可制得溴苯

C．用蒸馏方法除去乙醇中的水

D．洗涤沉淀时，应用玻璃棒轻轻搅拌，使得沉淀表面上的杂质溶于水中

答案：A

解析：

解答：粥汤只能检验碘单质的存在，而不能检验KIO3的存在，故A项正确；B  项，制溴苯需要液溴而不是浓溴水；C项，须加入氧化钙后，再进行蒸馏方可除去水，否则会形成乙醇、水二元恒沸体系；洗涤沉淀不能搅拌，否则会捅破滤纸，故D项错误，正确操作是向沉淀中加蒸馏水，使水没过沉淀，等水流完后再重复操作几次。

分析：本题考查化学物质的检验、制备、除杂等，题目难度中等，熟练掌握化学实验基本操作是解题的关键​。

7. 下图装置可用于()

A．加热NaHCO3制CO2

B．用Cu与稀HNO3反应制NO

C．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3

D．用NaCl与浓H2SO4反应制HCl

答案：B

解析：

解答：列举的四个实验都是所熟悉的。从图示装置分析，加热部分试管口朝上，因此绝不可能加热固体。集气采用排水集气法，则不可能收集易溶于水的气体，而CO2、NH3、HCl都是易溶于水的气体。NO极易与O2反应，因此收集NO只能用排水集气法。

分析：本题考查化学实验装置的评价，熟练掌握常见气体的制备方法是解题的关键​。

8. 下列实验能达到实验目的且符合安全要求的是()

A.A

B.B

C.C

D.D

答案：B

解析：

解答：向新制的硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液时会生成氢氧化亚铁沉淀，在溶液表面生成的氢氧化亚铁与空气接触，由白色沉淀变成灰绿色沉淀，最终变成红褐色沉淀，这个过程变化很快，无法观察到白色沉淀的生成，不能达到实验目的。正确的操作是将装有氢氧化钠溶液的滴管插入新制硫酸亚铁溶液下部，滴出氢氧化钠溶液，A选项错误。氧气不易溶于水，可以用排水法收集，B选项正确。开始排出的氢气中混有空气，点燃后会发生爆炸，不符合实验安全要求。正确操作是先检验氢气的纯度，后点燃，C选项错误。浓硫酸的密度大于水的密度，混合后放出大量的热，将水注入浓硫酸中，会造成液滴飞溅，不符合实验安全要求，正确操作是将浓硫酸沿烧杯壁注入水中，D选项错误。

分析：本题考查氢氧化亚铁的制备、气体的制取和收集、浓硫酸的稀释等基本操作，题目难度不大。

9. 下列装置或操作能达到实验目的的是()

A.A

B.B

C.C

D.D

答案：C

解析：

解答：A中由于氨气的密度小于空气的密度，所以用向下排空气法收集是正确的，但集气瓶口不能密封(塞橡皮塞)，可塞一团疏松的棉花，目的是防止气体对流，以便收集到较纯的氨气。B中左边烧杯中电解质溶液硫酸铜将与Zn电极直接反应，无法形成原电池；要构成铜锌原电池，在两个烧杯中电解质溶液不变的情况下应将两个电极交换。装置C中，通过观察长颈漏斗中液面是否下降，可以检验装置的气密性。D中收集比空气重的二氧化碳气体应该为长管进，短管出。

分析：本题考查气体的制取和收集，熟练掌握气体的性质和反应原理是解题的关键​。

10. 某同学仿照“喷泉”实验的原理，在实验室中做了一个“喷烟”实验，如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体，在胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO七种气体中的两种，则下列判断中，正确的是()

A．X是NH3，Y是HCl

B．X是Cl2，Y是CH4

C．X是SO2，Y是O2

D．X是NO，Y是O2

答案：A

解析：

解答：X必须是一种易溶于NaOH溶液的气体，才能使甲内气压减小导致乙中的气体进入甲，可排除D；乙中的气体进入甲后反应产生白烟，可排除B、C，因Cl2与CH4光照能反应但无白烟现象，SO2与O2在通常情况下不反应。

分析：本题考查气体的性质，明确气体的性质、发生的化学反应及反应生成物的颜色、状态即可解答，题目难度不大．

11 下列各组物质的分离、提纯或除杂，可采用相同的原理和操作方法的是()

A．除去苏打中混有的小苏打杂质；分离氯化钠固体中混有的碘单质

B．除去粗食盐中的泥沙；除去氯化钾中的二氧化锰

C．分离硝酸钾与氯化钠；除去氢氧化铁胶体中混有的氯化钠

D．除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫；除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳

答案：B

解析：

解答：除去苏打中混有的小苏打杂质是利用小苏打易分解为苏打的性质；分离氯化钠固体中混有的碘单质是利用碘易升华的性质，A项不正确。分离硝酸钾与氯化钠用重结晶法；除去氢氧化铁胶体中混有的氯化钠用渗析法，C项不正确。除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫，是将混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液；除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，则是将混合气体通过灼热的氧化铜，D项不正确。

分析：本题考查混合物的分离和提纯操作，熟练掌握混合物的组成成分的性质是解题的关键​。

12. 如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b不可能是  (    )

A．a为HCl，b为H2O

B．a为CO2，b为浓NaOH溶液

C．a为Cl2，b为饱和NaCl溶液

D．a为NH3，b为浓NH4Cl溶液

答案：C

解析：

解答：若能形成喷泉实验，则气体在烧杯中的液体中的溶解度应该很大，可以形成压强差值。只有C.中的Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小，不能形成喷泉现象。因此选项是C。

分析：喷泉”形成的根本原因是烧瓶内外产生一定的压强差，也就是说能使烧瓶内的气体大量地减少就能使烧瓶内外产生一定的压强差．如：①盛有NH3、HCl、SO2、NO2等气体的烧瓶内挤入少量的水，②盛有CO2、SO2、H2S等酸性气体的烧瓶内挤入少量的NaOH溶液。

13. 下图是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是()

A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳

B．锌粒和稀硫酸制氢气

C．浓硫酸和亚硫酸钠制取二氧化硫

D．电石和水制取乙炔

答案：B

解析：

解答：该装置的使用条件是：块状固体和液体反应且不需加热，生成的气体不溶于水．
A大理石和稀硫酸反应生成的硫酸钙附着在大理石表面阻止了进一步的反应，故A错误．
B、锌粒和稀硫酸制氢气，符合该装置的使用条件，故B正确．
C、二氧化锰和浓盐酸制氯气，需要加热，故C错误．
D、碳化钙在反应时粉末化，该装置无法控制：另外，生成的氢氧化钙堵塞了小孔，使该装置失效，且反应大量放热，易燃易爆，故D错误。

分析：该题考查了制取气体的反应装置，气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关，该装置的使用条件是：块状固体和液体反应且不需加热，生成的气体不溶于水，生成物不能阻塞多孔塑料板；是高考的热点，多在实验题中出现。

14. 用下列装置不能达到有关实验目的的是（）

A．用甲图装置证明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)

B．用乙图装置制备Fe(OH)2      

C．用丙图装置制取金属锰

D．用丁图装置比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性

答案：D

解析：

解答：A．由图可知，钠在水与煤油液面中间，则可知钠的密度比水的小，比煤油的大，故A正确；B．由图可知，制备氢氧化亚铁应防止被氧化，而煤油能隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故B正确；C．由图可知，Al与二氧化锰发生铝热反应生成Mn，故C正确；D．因碳酸氢钠不稳定，碳酸钠稳定，比较稳定性应将碳酸氢钠放在小试管中，故D错误；故选D。

分析：本题考查实验方案的评价，熟练掌握实验方案的设计和评价方法是解题的关键​。

15. 下列实验不能达到预期目的的是()

A.A

B.B

C.C

D.D

答案：C

解析：

解答：含氧酸的稳定性与其盐溶液pH间不存在关系，不能通过测盐的pH来比较不同盐对应含氧酸的稳定性强弱。

分析：本题考查实验内容与实验目的的一致性，熟练掌握金属活泼性比较、废金属氧化性比较等是解题的关键​。

二．非选择题

16. 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___________________________________________。

答案：便于控制反应的发生和停止

(2)能说明有SO2气体产生的实验现象是?

答案：品红溶液褪色

 (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＋。

答案： C|G| C(或F)|红(或蓝)|Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(或2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2)|D|浅红或变浅

解析：

解答：(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。

分析：本题主要考查了实验方案的设计，依据铁与浓硫酸反应的原理是解答的关键，题目较难．

22. 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：_________________________。

答案：增大气体与溶液的接触面积，有利于SO2与碘水充分反应

 (2)洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代，请你举出一种？

答案：酸性高锰酸钾溶液(或其他合理答案)

 (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”)。

答案：偏低

乙方案：实验步骤如下面流程图所示：

(4)写出步骤②中反应的化学方程式____________________________________________。

答案：H2SO4＋Ba(OH)2=BaSO4↓＋2H2O

 (5)步骤③中洗涤沉淀的方法是___________________________________。

答案：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)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。

答案：或%

 (7)你认为丙方案是否合理，说明理由： ________________________________________。

答案：不合理；部分亚硫酸钡可被(空气中的氧气)氧化为硫酸钡

解析：

解答：(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＋H2O2=H2SO4，H2SO4＋Ba(OH)2=BaSO4↓＋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×22.4 L，故尾气中二氧化硫的含量为×100%＝%。(7)丙方案利用的原理是SO2＋Ba(OH)2=BaSO3↓＋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。

分析：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、实验方案设计、元素化合物性质、化学计算等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．

17. 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＋、SO42-)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__________________________。

答案：H2O、H＋、SO42-中的某一种粒子能够使CuO溶解

 (2)通过实验Ⅰ可以证明__________________________。

答案：水不能使氧化铜溶解，而是H＋、SO42-两种粒子中的一种使CuO溶解

 (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。

答案：Na2SO4(或K2SO4等)|稀盐酸

 (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________。

答案：氧化铜固体溶于稀H2SO4，是稀硫酸中H＋在起作用，而H2O、SO42-两种粒子都不能使CuO溶解|稀硝酸(或稀盐酸等)

解析：

解答：(2)水与CuO不反应，则与CuO反应的只能是H＋、SO42-中的一种；(3)要验证是H＋还是SO42-能与CuO反应，在选择试剂时，最好一种含SO42-而不含H＋，另一种含H＋而不含SO42-；(4)结果显然应该是H＋使CuO溶解，而不是H2O或SO42-。利用所学知识可以判断稀盐酸、稀硝酸等可以使CuO溶解。

分析：主要考查了酸溶液和氧化铜反应的本质，是溶液中的氢离子和氧化铜反应的结果，培养学生分析问题、解决问题的能力。

18. 某化学兴趣小组的同学在分析甲酸的组成和结构后，对甲酸的性质提出如下猜想并设计了相关实验加以验证：

猜想Ⅰ：甲酸具有酸性

实验Ⅰ：在甲酸溶液中滴加紫色石蕊试液

猜想Ⅱ：甲酸能发生酯化反应

实验Ⅱ：[装置如图(1)所示]

猜想Ⅲ：甲酸能发生银镜反应

实验Ⅲ：[步骤如图(2)所示]

（1）问题Ⅰ：请你进一步设计实验证明甲酸是强酸还是弱酸？

答案：测定HCOONa溶液的pH(或将等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀释相同倍数测其pH的变化或比较等浓度甲酸和盐酸的导电性等)

（2）问题Ⅱ：实验Ⅱ能验证猜想Ⅱ吗？________；如能，请说明你的理由；如不能，请指出实验Ⅱ中的错误__________________________________________________。

答案：不能|反应混合液中没有浓硫酸；吸收装置中导管伸到饱和碳酸钠溶液液面以下

（3）问题Ⅲ：分析甲酸的结构，实验Ⅲ中没有出现任何现象的可能原因是_______________________________。

答案：由于羟基对醛基的影响，导致甲酸中的醛基不具有典型醛基的性质

（4）问题Ⅳ：请你在仔细分析甲酸的组成和结构的基础上，再提出一个关于甲酸性质的猜想并设计实验方案验证你的猜想：

①你提出的猜想是______________________。

②你设计的实验方案是__________________________。

答案：甲酸在浓硫酸的作用下脱水生成CO和H2O |

解析：

解答：问题Ⅰ的证明方法很多，相当于验证HCOOH是强电解质还是弱电解质。图(1)是酯化反应的实验，很显然有两个不当之处，一是没有使用催化剂浓硫酸致使酯化反应很难发生，二是导管不能插入饱和碳酸钠溶液的下方，易引起倒吸。不能盲目回答问题Ⅲ，从图(2)的实验操作过程上分析应该没有问题，题目提示要从甲酸结构上分析，甲酸可看成醛基连接一个羟基；因此实验Ⅲ中没有出现任何现象的可能原因是羟基的影响。

分析：本题主要是根据甲酸的结构特点，既含有羧基，又含有醛基，考查了由物质结构推断物质性质的能力以及设计实验探究物质性质的能力。

19. 如图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物，填写下列空白。

(1)如图将装置中①②③三部分仪器的连接顺序转变为②①③，则可以检出的物质是________；不能检出的物质是________。

答案：SO2、CO2|H2O

 (2)如果将仪器的连接顺序变为①③②，则可以检出的物质是________，不能检出的物质是________。

答案：H2O|SO2、CO2

 (3)如果将仪器的连接顺序变为②③①，则可以检出的物质是________，不能检出的物质是________。

答案：SO2|CO2H2O

解析：

解答：首先要明确木炭和浓硫酸反应产生的气体产物为H2O(g)、CO2、SO2，然后弄清装置中各部分仪器的作用，装置①用来检验H2O，装置②用来检验SO2，装置③用来检验CO2。当连接顺序为②①③时，无法检验产物H2O，因气体通过②时会带入水蒸气；当连接顺序为①③②时，无法检出SO2和CO2，因通过足量石灰水时SO2、CO2都被吸收；当连接顺序变为②③①时，则不能检出H2O，因为产物通过②、③装置时带出H2O。

分析：本题考查学生浓硫酸的性质中的和碳单质的反应，注意产物检验所用的试剂以及检验的先后顺序知识，综合性较强，难度大。