高考化学知识点总结《探究性实验的设计与评价》高频试题预测(2017年最新版)(三)

时间:2017-07-27 10:24:03

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1、选择题  研究有机物一般经过以下几个基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式,以下用于研究有机物的方法错误的是
[? ]
A.蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物
B.燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法
C.核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量
D.对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团


参考答案:C


本题解析:


本题难度:简单



2、实验题  苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸,反应原理:

实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。

已知:苯甲酸分子量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 g;纯净固体有机物都有固定熔点。
(1)操作Ⅰ为?,操作Ⅱ为?
(2)无色液体A是?,定性检验A的试剂是?,现象是?
?
(3)测定白色固体B的熔点,发现其在115℃开始熔化,达到130℃时仍有少量不熔,该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确。请在答题卡上完成表中内容。

序号
实验方案
实验现象
结论
?
将白色固体B加入水中,加热溶
解,?
得到白色晶体和无色溶液
-----------------

取少量滤液于试管中,?
生成白色沉淀
滤液含Cl—

干燥白色晶体,?
?
白色晶体是苯甲酸
(4)纯度测定:称取1.220g产品,配成100ml甲醇溶液,移取25.00ml溶液,滴定,消耗KOH的物质的量为2.40×10—3mol,产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为?,计算结果为?(保留二位有效数字)。


参考答案:(1)分液,蒸馏?(2)甲苯,酸性KMnO4溶液,紫色溶液褪色。
(3)
序号
实验方案
实验现象
结论

将白色固体B加入水中,加热,溶解,?冷却、过滤?
得到白色晶体和无色溶液
----------?

取少量滤液于试管中,滴入适量的硝酸酸化的AgNO3溶液
生成白色沉淀
滤液含有Cl-

干燥白色晶体,?加热使其融化,测其熔点;
熔点为122.4℃
白色晶体是苯甲酸
?
(4) [(2.40×10-3×122×4)/1.22]×100%;? 96%


本题解析:整个流程大致过程为:反应后的苯甲酸钾和未反应的甲苯通过分液,分为有机相和水相,有机相成分主要是甲苯,水相主要是苯甲酸钾;有机相通过无水硫酸钠部分水后,再用蒸馏的办法,蒸出甲苯,而有机相苯甲酸钾通过盐酸酸化变为苯甲酸,通过蒸发浓缩,多余浓盐酸挥发,冷却过滤,苯甲酸钾即为题目白色固体物质,因此(1)为分液、蒸馏;(2)有侧链的苯环能使高锰酸钾褪色,所以检验甲苯可以用酸性KMnO4溶液,在此题中若看到酸性KMnO4溶液褪色,即证明有甲苯(3)检验KCl的存在检验Cl-离子就好,用硝酸盐溶液;根据表格提示,苯甲酸的存在检测熔点,有机物一般熔点较低(4)苯甲酸与KOH按一比一反应,因此25ml苯甲酸的物质量为2.40×10—3mol,100ml为2.40×10—3×4(mol),总的苯甲酸质量为2.40×10—3×4×122(g),因此质量分数为[(2.40×10-3×122×4)/1.22]×100% = 96%。
【考点定位】有机实验设计与探究


本题难度:一般



3、实验题  化学兴趣小组同学运用类比学习的思想,探究过氧化钠与二氧化硫的反应。小组同学改进了右图所示的装置进行实验(已知制取SO2的反应为H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O)。充分反应,B中固体由淡黄色变为白色(Na2O2完全反应),将带火星的木条插入试管C中,木条复燃。试回答下列问题:

(1)请你完成装置改进的措施和理由:
①措施:在A、B之间加一个干燥管,
理由_____________________________;
②措施:_________________________________,
理由______________________________________。
(2)某同学推断该白色固体为Na2SO3,则其所类比的化学反应是_____________________(用化学方程式表示)。任何的推论都要经过检验,请完成对白色固体的探究:
限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、药匙、滴管、酒精灯、试管夹;3 mol·L-1HCl、6 mol·L-1HNO3、NaOH稀溶液、蒸馏水、1 mol·L-1 BaCl2溶液。
①?提出合理假设:
假设1:    ?   ;假设2:    ?   
假设3:    ?   
②?设计实验方案证明你的假设,并按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。

实验操作
预期现象与结论
步骤1:
?
步骤2:
?

?


参考答案:(1)①产生二氧化硫没有干燥,水蒸气会与Na2O2反应;②在B、C之间加一个装有NaOH溶液的洗气瓶?除去SO2气体
(2) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
①提出合理假设
假设1:白色固体为Na2SO3?假设2:白色固体为Na2SO3与Na2SO4的混合物
假设3:白色固体为Na2SO4

实验操作
预期现象与结论
步骤1:取少量白色固体于试管,加入足量的稀盐酸
若闻到刺激性气味,说明白色固体含有Na2SO3.
步骤2:在步骤1的溶液加入足量的氯化钡溶液
若有白色沉淀生成,则说明白色固体含Na2SO4.
若步骤1现象明显,而步骤2没明显现象,则说明白色固体为Na2SO3;若步骤1现象不明显,步骤2现象明显,则说明白色固体为Na2SO4;若上述两个实验现象均有,则说明白色固体既含有Na2SO3,又含有Na2SO4。


本题解析:
本题考查过氧化钠与二氧化硫反应的探究实验。(1)干燥二氧化硫,防止水蒸气与过氧化钠,B和C直接还需要一个尾气吸收装置,除去多余的二氧化硫;(2)将SO2与CO2作比较,因为存在反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,类推得到方程式为:2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2。但是考虑到SO2与CO2在性质上的不同,SO2中的硫元素不是最高价,能够被过氧化钠氧化,进而发生反应Na2O2+SO2=Na2SO4。综合考虑该白色而固体应该有三种可能,即白色固体为Na2SO3、白色固体为Na2SO3与Na2SO4的混合物、白色固体为Na2SO4。关于产物的验证实际上为SO42-和SO32-的检验。


本题难度:一般



4、实验题  (10分)某校化学课外小组的学生为了验证乙醇的分子结构,设计如下实验程序:乙醇的精制、乙醇组成元素的测定、分子式的测定、分子结构的测定。
(1)若所用乙醇中含少量水,采用直接蒸馏的方法不能有效除去水,通常向其中加入?,然后蒸馏。证明乙醇不再含水,可用一种试剂检验,这种试剂是?
(2)用燃烧乙醇分析产物的方法确定含有C、H、O三种元素。
a.证明含有H元素的操作是?
b.证明含有O元素时,需取得的实验数据是:CO2的质量,H2O的质量及??。
(3)为确定乙醇的分子式,在通过(2)获取乙醇的实验式之后,是否必须再测定乙醇的相对分子质量才能确定其分子式??(答“是”或“否”),理由是?
(4)测定乙醇的分子结构
a.若采用红外光谱仪测定,则通过所得红外光谱中有?键的振动吸收峰,即可确定乙醇的结构是CH3CH2OH而不是CH3OCH3。(填“C—H”,“C—C”,“C—O”,“O—H”)
b.若采用核磁共振仪测定,则所得乙醇的核磁共振氢谱上应有?个吸收峰。


参考答案:(1)新制生石灰(2分);无水CuSO4(1分)4
(2)a 将一干燥的冷的小烧杯倒置于乙醇燃烧火焰的上方,烧杯内壁有水珠产生
(其它答案合理也给分)(2分)
b 氧气的质量(1分)
(3)否(1分);
乙醇的实验式C2H6O中H原子已经饱和,所以实验式就是其分子式(1分)
(4)a 、O—H;(1分)
b、? 3(1分)


本题解析:(1)乙醇与水可形成共沸物,直接蒸馏并不能得到无水乙醇,一般是加入生石灰,再蒸馏出乙醇;
检验水的存在一般是采用无水硫酸铜
(2)a.由于乙醇含有氢元素,燃烧产物中包括水,可用无水硫酸铜检验或将一干燥的冷的小烧杯倒置于乙醇燃烧火焰的上方,烧杯内壁有水珠产生
b.通过比较CO2与H2O中氧元素的质量之和大于氧气的质量,则乙醇中含有氧元素
(3)乙醇的实验式C2H6O中H原子已经饱和,所以实验式就是其分子式,故没有必要测定其相对分子质量
(4)符合C2H6O的结构简单有两种:CH3CH2OH、CH3OCH3
a.前者中含有O—H键,而后者没有,故可通过有无O—H键来确定其结构简式
b.前者分子中有三种氢,而后者只有一种氢


本题难度:简单



5、实验题  (8分)某化学小组设计实验验证温度对化学反应速率的影响。
【实验用品】溶液、、烧杯、冷水、热水、秒表等
【实验步骤】
I.取两支试管各加入
II. 另取两支试管各加入
III. ……
IV. 一段时间后,分别混合并搅拌。
V. 记录实验现象及数据。
(1)步骤III的操作为?
(2)该实验需要记录的实验数据是?
(3)反应的化学方程式为?
(4)能说明温度升高反应速率增大的现象是?


参考答案:(8分)(每空2分)
(1)将四支试管分成两组(各有一支盛有的试管),一组放入冷水中,另一组放入热水中。(一定要答出先分组浸泡,表述合理即可得分。若答为先混合,再分组浸泡不得分)
(2)出现浑浊的时间
(3)
(4)放入热水中的一组先出现浑浊


本题解析:(1)要验证温度对反应速率的影响,则需要进行对比实验,因此步骤Ⅲ是将四支试管分成两组(各有一支盛有的试管),一组放入冷水中,另一组放入热水中。
(2)由于反应中会产生单质硫沉淀,所以需要记录的实验数据是溶液出现混浊的时间。
(3)在酸性溶液中,发生自身的氧化还原反应生成单质硫、SO2和水,方程式为
(4)温度高反应速率就快,所以出现混浊的时间就少。


本题难度:一般




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