化学实验的设计与评价练习 鲁科版高中化学一轮复习doc配有PPT课件.docx
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化学实验的设计与评价练习鲁科版高中化学一轮复习doc配有PPT课件
课时4 化学实验方案的设计与评价
（时间：
45分钟 分值：
100分）
一、选择题（本题共7个小题，每题6分，共42分，每个小题只有一个选项符合题意。
）
1．下列相关家庭实验设计能达到预期目的的是
（ ）。
相关实验
预期目的
A
在少量食用碱中滴加食醋
探究食用碱是碳酸钠还是碳酸氢钠
B
在食用盐中滴加少量淀粉液
探究食用盐是否为加碘盐
C
用激光笔照射淀粉液
探究淀粉液是胶体还是溶液
D
将鸡蛋白溶于水后，滴加AgNO3溶液
验证蛋白质中含有氯元素
解析 碳酸钠、碳酸氢钠均能与乙酸反应生成二氧化碳，A不能达到预期目的；食用盐中加入的是化合态的碘，不能用淀粉检验，B不能达到预期目的；蛋白质不是电解质，不能电离出氯离子，D不能达到预期目的。
答案 C
2．某同学通过实验探究硫及其化合物的性质，实验现象正确且能达到目的的是
（ ）。
A．点燃硫黄，产生有刺激性气味气体，该气体可以漂白纸浆
B．将CuSO4·5H2O加入浓硫酸中，蓝色晶体变为白色，说明浓硫酸具有强的脱水性
C．把SO2通入盛有滴加了酚酞试剂的NaOH溶液中，溶液退色，说明SO2具有漂白作用
D．将Cu片加入浓硫酸中，反应剧烈，说明浓硫酸具有强的氧化性
解析 点燃硫黄生成SO2，A正确；选项B说明浓硫酸有吸水性；选项C体现了SO2的酸性氧化物的性质；Cu和浓H2SO4的反应需要加热，且根据反应的剧烈程度不能判断物质的氧化性或还原性的强弱，D错。
答案 A
3．（2014·潍坊模拟）某化学兴趣小组设计了下列四个实验装置，试图通过观察实验现象说明CO2与NaOH溶液发生了反应。
其中无法达到实验目的的是
（ ）。
解析 D中的b容器因为与外界大气不通，不能达到实验目的。
答案 D
4．下列实验方案设计中，可行的是
（ ）。
A．在水中加入氯化铁晶体，加热至沸腾，可得到氢氧化铁胶体
B．氢氧化铁胶体中的H＋、Cl－可用过滤的方法除去
C．用蒸发的方法使NaCl从溶液中析出时，将蒸发皿中NaCl溶液全部加热蒸干
D．鉴别氯化铁溶液与氢氧化铁胶体较简便的方法是用激光束照射
解析 A项实验操作不会制得胶体，会得到沉淀；胶体粒子也能通过滤纸，B项错误；C项，蒸发溶液到溶液快要蒸干时用余热蒸干即可。
答案 D
5．（2014·洛阳市高三期末）下列实验能达到目的的是
（ ）。
选项
A
B
C
D
实验
目的
证明铁生锈过程中空气参与反应
证明非金属性：
Cl>C>Si
制取BaSO3，并吸收尾气
从碘水中分离出碘
解析 铁生锈实验中发生吸氧腐蚀，U形管中的液体左高右低，A项正确；元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱能够比较元素非金属性的强弱，盐酸不是氯元素最高价氧化物对应的水化物，B项错误；二氧化硫通入硝酸钡溶液中，将有硫酸钡和一氧化氮生成，C项错误；从碘水中分离出碘，应用萃取的方法，D项错误。
答案 A
6．（2014·吉林模拟）下列实验设计及描述不正确的是
（ ）。
A．图甲所示的实验，探究氧化性：
KMnO4>Cl2>I2
B．图乙所示的实验，根据小试管中液面的变化判断铁钉发生析氢腐蚀
C．图丙所示的实验，根据温度计读数的变化用稀盐酸和NaOH溶液反应测定中和热
D．图丁所示的实验，根据试管中液体颜色的变化比较Cl2、Fe3＋、I2的氧化性强弱
解析 图甲中浓盐酸与高锰酸钾反应，氧化剂为高锰酸钾，氧化产物为氯气，氯气与KI反应，氯气是氧化剂，I2是氧化产物，故氧化性：
KMnO4>Cl2>I2，A项正确；食盐水浸泡过的铁钉发生的是吸氧腐蚀，B项错；图丁通入氯气时，下层先变为紫红色（I－被氧化为I2），然后上层变为黄色（Fe2＋被氯气氧化为Fe3＋），D项正确。
答案 B
7．（2013·枣庄模拟）下列有关实验原理、方法和结论都正确的是
（ ）。
A．已知Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O，氢气还原氧化铜后所得红色固体能完全溶于稀硝酸，说明还原产物是铜
B．用蒸馏水、酚酞、BaCl2溶液和已知浓度盐酸标准液作试剂，可测定NaOH固体（杂质仅为Na2CO3）的纯度
C．实验室中的CCl4含有少量溴，加适量的苯，振荡、静置后分液，可除去CCl4中的溴
D．取一定量水垢加盐酸，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明水垢的主要成分为CaCO3、MgCO3
解析 Cu和Cu2O都能溶于稀HNO3，A项错误，应改为稀H2SO4，BaCl2与Na2CO3反应生成BaCO3，反应方程式为：
BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl，过滤后，用标准浓度的盐酸可滴定测出溶液中NaOH的量，B正确；CCl4也能溶于苯，无法用苯萃取CCl4中的Br2。
C错误；D项中结论错误，只能说明水垢中含有CO
，但不能说明一定有MgCO3。
答案 B
二、非选择题（本题共4个小题，共58分）
8．（14分）（2014·聊城统考）某铁矿石样品除含SiO2外，主要成分是铁的氧化物。
某化学兴趣小组对铁矿石进行探究。
（1）探究铁矿石中铁的价态
①某学生将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。
由此得出该铁矿石中铁元素价态为＋3的结论。
你认为此结论________（填“合理”或“不合理”），理由是
_____________________________________。
②请完成下表对铁元素价态的探究实验：
限选试剂：
3mol·L－1H2SO4溶液、3%H2O2溶液、6mol·L－1HNO3溶液、0.01mol·L－1KMnO4溶液、稀NaOH溶液、0.1mol·L－1KI溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。
实验操作步骤
预期现象与结论
步骤1：
用药匙取少许样品于试管中，用滴管滴加适量的3mol·L－1H2SO4溶液，加热，充分反应后得到A溶液
步骤2：
__________________________________________________________
若________，样品中含＋3价的铁元素
步骤3：
__________________________________________________________
若________，样品中含＋2价的铁元素
（2）探究铁矿石中铁的含量
将2.25g铁矿石样品经一系列化学处理，制得铁元素全部为Fe2＋的待测液250mL，利用反应5Fe2＋＋MnO
＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O对铁矿石中铁元素的含量进行测定。
①取25.00mL待测液进行滴定，平均消耗0.02mol·L－1KMnO4溶液的体积为25.00mL，求铁矿石中铁元素的质量分数（写出计算过程，并保留3位有效数字）。
②下列滴定方式中，最合理的是（夹持部分略去）________________。
③在滴定过程中，________（填“需要”或“不需要”）指示剂来确定滴定终点。
解析
（1）①稀HNO3具有强氧化性，能将样品中＋2价的铁元素氧化为＋3价，因此该结论不合理。
②利用Fe3＋遇SCN－变红色，选择KSCN溶液检验Fe3＋；利用Fe2＋的还原性，能使紫色高锰酸钾溶液变为无色，选择KMnO4溶液检验Fe2＋。
（2）②KMnO4溶液盛装在酸式滴定管中，试样盛装在锥形瓶中，选择b。
答案
（1）①不合理 稀HNO3具有强氧化性，能将样品中＋2价的铁元素氧化为＋3价
②
实验操作步骤
预期现象与结论
取2mLA溶液于试管中，用胶头滴管滴加1～2滴20%KSCN溶液，振荡试管
溶液变红色
另取2mLA溶液于试管中，用胶头滴管滴加1～2滴0.01mol·L－1KMnO4溶液，振荡试管
溶液的紫红色褪去
（2）①n（Fe2＋）＝5n（MnO
）＝0.02mol·L－1×25.00×10－3L×5＝0.0025mol，m（Fe2＋）＝0.0025mol×
（250mL÷25.00mL）×56g·mol－1＝1.4g，铁矿石中铁元素的质量分数为
×100%＝62.2%。
②b ③不需要
9．（14分）（2013·莱芜模拟，28）某研究性学习小组为探究Cl2的氧化性和I－的还原性强于Fe2＋，设计了图中装置制取Cl2，并进行实验探究。
回答下列问题：
（1）仪器A的名称：
________；用仪器B代替分液漏斗的目的是__________。
（2）制取Cl2的方法有多种：
①用MnO2加热条件下氧化浓盐酸；②用KMnO4常温下氧化浓盐酸；③用O2在450℃、催化剂作用下氧化浓盐酸。
三种氧化剂氧化性由强到弱的顺序为________；只用该装置应选用的方法是________________（用离子方程式表示）。
（3）为比较I－和Fe2＋的还原性强弱，需在甲瓶中滴几滴淀粉试液，目的是________________；在乙瓶中滴几滴KSCN试液，目的是________________；能得出I－还原性强于Fe2＋的实验依据是________________。
（4）该实验设计最大的缺陷是_________________________。
（5）当乙瓶中c（Fe2＋）＝c（Fe3＋）时，瓶内反应的离子方程式为________________；标准状况下乙瓶中通入Cl2体积理论上至少应为________L。
解析
（1）带有支管的烧瓶是蒸馏烧瓶；当反应太剧烈时，烧瓶内产生气体的压强较大，B能平衡气压。
（2）反应条件越简单，则氧化剂的氧化性越强，所以氧化性：
KMnO4>MnO2>O2；因反应装置没有加热仪器，所以应选择KMnO4来制备氯气。
（3）加淀粉是检验有碘单质生成，即验证I－被氧化，KSCN溶液是检验Fe3＋，即验证Fe2＋被氧化，若甲比乙先变色，说明I－的还原性强于Fe2＋。
（4）氯气有毒，最后必须进行尾气吸收。
（5）由还原性强弱可知，此时I－已全部被氧化，离子方程式为5Cl2＋2Fe2＋＋8I－===2Fe3＋＋10Cl－＋4I2；根据离子方程式关系可知需要氯气至少为
×22.4L＝0.28L。
答案
（1）蒸馏烧瓶 保持上下气压相等，使液体顺利滴下
（2）KMnO4>MnO2>O2 2MnO
＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O （3）显示I－被氧化 显示Fe2＋被氧化 甲比乙先出现颜色变化（其他合理答案均可） （4）没有进行尾气处理，Cl2有毒会污染空气
（5）5Cl2＋2Fe2＋＋8I－===2Fe3＋＋10Cl－＋4I2 0.28
10．（15分）将含有水蒸气的氯气通入干燥疏松的碳酸钠中可以得到一种固体物质X，利用如图实验装置可以探究固体物质X的成分。
（1）试剂甲的名称为________，试剂乙的名称为________。
（2）经测定可知固体X中至少含有NaHCO3和一种含氯的盐类物质，装置D中的物质为含氯氧化物。
下面对固体X的成分进行猜想和探究。
①提出合理猜想。
猜想1：
固体X含有两种成分：
NaHCO3和________；
猜想2：
固体X含有三种成分：
NaHCO3和________。
②下面是针对固体X中的成分猜想进行的实验探究。
请填写下表中的空格（可不填满）。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：
取少量固体X样品放入试管中，加入适量蒸馏水，使固体完全溶解为溶液，将溶液分装到两支试管中
步骤2：
步骤3：
限选试剂：
酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀HNO3、蒸馏水、AgNO3溶液、澄清石灰水
（3）上述装置C中，如果标准状况下的2.24L氯气与0.1mol碳酸钠正好完全反应，则湿润的氯气与碳酸钠反应的化学方程式为____________________。
解析
（1）制备氯气用浓盐酸作还原剂，氯气中含有HCl杂质，一般用饱和食盐水除去。
（2）①根据反应物为Cl2、H2O、Na2CO3，而D中物质为含氯氧化物，其中Cl显正价，则C中含氯的盐只有一种，且其中的Cl必显负价，该盐为NaCl。
固体X的成分可能为：
NaHCO3、NaCl或NaHCO3、NaCl、Na2CO3。
②由于可以确定固体X中含有NaHCO3，对固体X的成分的探究实质是检验NaCl、Na2CO3的存在，即可以通过检验Cl－、CO
来探究固体X的组成。
检验CO
选择BaCl2溶液，需要注意的是不能选择Ba（OH）2溶液或澄清石灰水，否则NaHCO3会有干扰；检验Cl－选择稀HNO3和AgNO3溶液。
（3）设含氯氧化物为Cl2Ox，则该反应为：
aCl2＋aNa2CO3＋H2O===aNaHCO3＋aNaCl＋
Cl2Ox，根据原子守恒，则a＝2，x＝1，故该反应为2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O。
答案
（1）浓盐酸 饱和食盐水
（2）①NaCl ②NaCl、Na2CO3
实验步骤
预期现象和结论
步骤2：
向A试管中滴加足量BaCl2溶液
若无明显现象，则固体X中不含Na2CO3；若溶液变浑浊，则固体X中含Na2CO3
步骤3：
向B试管中滴加足量稀硝酸，再加适量AgNO3溶液
若无明显现象，则固体X中不含NaCl；若溶液变浑浊，则固体X中含NaCl
（3）2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O
11．（15分）（2013·云南统一检测，29）碱式碳酸盐A可用作胃药，其组成可表示为Al2Mg6（OH）x（CO3）y·zH2O。
某校化学兴趣小组欲测定其化学式，实验设计如下。
实验Ⅰ：
称取一定质量的A，加热分解至恒重。
实验Ⅱ：
称取一定质量的A，与足量的酸反应，测量生成CO2气体的质量。
可供选择的仪器和药品如下图所示（酸溶液限选6mol·L－1盐酸和6mol·L－1H2SO4，其他试剂任选）：
回答下问题：
（1）仪器乙的名称为________。
（2）请选择必要的装置完成实验Ⅱ，正确的连接顺序为________（按气流方向，用接口字母表示）；选用的酸溶液是________。
（3）有人提出不采用实验Ⅰ，可在实验Ⅱ结束后，在A完全反应后所得溶液中滴加足量的氨水，用无灰滤纸过滤，用蒸馏水洗涤反应容器2～3次，将洗涤液过滤，洗涤沉淀2～3次，将附着沉淀的滤纸放在坩埚中加热分解至恒重。
判断沉淀已洗涤干净的方法是______，实际上未采用该方案的原因是不符合实验设计的______原则（填字母编号）。
A．科学性B．安全性C．可行性D．简约性
（4）x与y的关系式是________（用等式表示）。
（5）通过实验Ⅰ的相关数据，经计算可得A的摩尔质量为602.0g·mol－1。
实验Ⅱ中称得样品A的质量为9.030g，与足量酸完全反应后，CO2吸收装置增重0.660g，则A的化学式为________________。
解析
（1）仪器乙为圆底烧瓶。
（2）进行实验Ⅱ时选择6mol·L－1H2SO4，因为盐酸具有挥发性，要测定生成CO2气体的质量，首先要排出装置内原有的CO2，然后需要将生成的气体通过浓硫酸干燥，再通过碱石灰吸收，同时要防止空气中的CO2被碱石灰吸收，故仪器的连接顺序为a→e，f→g（或h），h（或g）→i。
（3）检验沉淀是否已洗涤干净可以检查洗涤液中是否含有SO
。
该实验方案比较复杂，不符合实验设计的简约性原则。
（4）根据化学式中正负化合价代数和为零知，3×2＋2×6－x－2y＝0，即x＋2y＝18。
（5）样品A的物质的量为n（A）＝
＝0.015mol，根据CO2吸收装置增加的质量可以确定样品中n（CO
）＝
＝0.015mol，则1molA中含有1molCO
，即y＝1，代入x＋2y＝18，得x＝16，再由A的摩尔质量可计算出z＝4，故A的化学式为Al2Mg6（OH）16CO3·4H2O。
答案
（1）圆底烧瓶
（2）a→e，f→g（或h），h（或g）→i 6mol·L－1H2SO4
（3）取少量末次沉淀洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液后无浑浊，说明沉淀已洗涤干净（合理即可） D
（4）x＋2y＝18
（5）Al2Mg6（OH）16CO3·4H2O
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