届高考化学二轮总复习限时训练 第22课时 实验设计与评价 新人教版湖南专用.docx
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届高考化学二轮总复习限时训练第22课时实验设计与评价新人教版湖南专用
第22课时 实验设计与评价
1.某同学想利用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO
的颜色，而不是K＋的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是（ ）
A．将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少
B．观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K＋无色
C．在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K＋无反应
D．在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明MnO
为紫红色
2.用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计得最严密的是（ ）
A．检验试液中的SO
：
试液
无沉淀
白色沉淀
B．检验试液中的SO
：
试液
无沉淀
白色沉淀
C．检验试液中的I－：
试液
棕黄色溶液
蓝色溶液
D．检验试液中的CO
：
试液
白色沉淀
沉淀溶解
3.为了检验某化合物中是否含有NH
、SO
、Fe2＋和结晶水，设计了下列操作步骤：
①取少量晶体加热，发现试管口处有液体，且该液体能使无水硫酸铜变蓝；②另取少量晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSCN溶液，有红色出现；③取少量溶液于试管，加入盐酸，没有现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成；④取少量溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，微热有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时也有白色沉淀产生，该沉淀很快变成灰绿色沉淀。
下列说法一定正确的是（ ）
A．②中的现象说明一定有Fe2＋
B．为了检验SO
，可以将③中的试剂换为HNO3酸化的Ba（NO3）2
C．通过上述实验可确定该化合物的化学式为（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O
D．④中的沉淀长时间放置会变成红褐色沉淀
4.用下图装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差，实验测得m（H）∶m（O）>1∶8。
下列对导致这一结果的原因的分析中，一定错误的是（ ）
A．Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置
B．CuO没有全部被还原
C．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝
D．Ⅲ装置后缺少干燥装置
5.（2012·安徽）仅用下表提供的玻璃仪器（非玻璃仪器任选）就能实现相应实验目的的是（ ）
选项
实验目的
玻璃仪器
A
分离乙醇和乙酸乙酯的混合物
分液漏斗、烧杯
B
用pH＝1的盐酸配制100mL，pH＝2的盐酸
100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
C
用溴水、淀粉－KI溶液比较Br2与I2的氧化性强弱
试管、胶头滴管
D
用NH4Cl和Ca（OH）2固体制备并收集NH3
酒精灯、烧杯、导管、集气瓶
6.（2012·天津）完成下列实验所选择的装置或仪器（夹持装置已略去）正确的是（ ）
A
B
C
D
实验
用CCl4提取溴水中的Br2
除去乙醇中的苯酚
从KI和I2的固体混合物中回收I2
配制100mL
0．1000mol·L－1K2Cr2O7溶液
装置或仪器
7.（2012·北京）用右图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是（ ）
①中的物质
②中的物质
预测①的现象
A
淀粉KI溶液
浓硝酸
无明显变化
B
酚酞溶液
浓盐酸
无明显变化
C
AlCl3溶液
浓氨水
有白色沉淀
D
湿润红纸条
饱和氯水
红纸条褪色
8.（2011·天津）某研究性学习小组为合成1 丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CH3CH===CH2＋CO＋H2
CH3CH2CH2CHO
CH3CH2CH2CH2OH；
CO的制备原理：
HCOOH
CO↑＋H2O，并设计出原料气的制备装置（如图）。
请填写下列空白：
（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2 丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。
写出化学反应方程式：
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是 恒压 ， 防倒吸 。
c和d中盛装的试剂分别是 NaOH溶液 ， 浓H2SO4 。
若用以上装置制备H2，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是 分液漏斗、蒸馏烧瓶 ；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。
（3）制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是 ④⑤①②③（或④⑤①③②） （填序号）。
①饱和Na2SO3溶液②酸性KMnO4溶液
③石灰水④无水CuSO4
⑤品红溶液
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是 b 。
a．低温、高压、催化剂
b．适当的温度、高压、催化剂
c．常温、常压、催化剂
d．适当的温度、常压、催化剂
（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1 丁醇粗品，为纯化1 丁醇，该小组查阅文献得知：
①R—CHO＋NaHSO3（饱和）―→RCH（OH）SO3Na↓；
②沸点：
乙醚34℃，1 丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：
分液
操作3
试剂1为 饱和NaHSO3溶液 ，操作1为 过滤 ，操作2为 萃取 ，操作3为 蒸馏 。
9.（2012·北京）有文献记载：
在强碱条件下，加热银氨溶液可能析出银镜。
某同学进行如下验证和对比实验。
装置
实验
序号
试管中
的药品
现象
实验Ⅰ
2mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液
有气泡产生；一段时间后，溶液逐渐变黑；试管壁附着银镜
实验Ⅱ
2mL银氮溶液和数滴浓氨水
有气泡产生；一段时间后，溶液无明显变化
该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异，查阅资料：
a．Ag（NH3）
＋2H2OAg＋＋2NH3·H2O
b．AgOH不稳定，极易分解为黑色Ag2O
（1）配制银氨溶液所需的药品是 AgNO3溶液和氨水 。
（2）经检验，实验Ⅰ的气体中有NH3，黑色物质中有Ag2O。
①用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，产生的现象是 试纸变蓝 。
②产生Ag2O的原因是OH存在下，加热促进NH3·H2O分解，逸出氨气，促使Ag（NH3）
＋2H2O Ag＋＋2NH3·H2O平衡向正向移动，c（Ag＋）增大，Ag＋与OH－反应立即转化为Ag2O：
2OH－＋2Ag＋＝Ag2O↓＋H2O。
（3）该同学对产生银镜的原因提出假设：
可能是NaOH还原Ag2O。
实验及现象：
向AgNO3溶液中加入 过量NaOH溶液 ，出现黑色沉淀；水浴加热，未出现银镜。
（4）重新假设：
在NaOH存在下，可能是NH3还原Ag2O。
用如图所示装置进行实验，现象：
出现银镜。
（5）该同学认为在（4）的实验中会有Ag（NH3）2OH生成。
由此又提出假设：
在NaOH存在下，可能是Ag（NH3）2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。
进行如下实验：
①有部分Ag2O溶解在氨水中，该反应的化学方程式是 Ag2O＋4NH3·H2O＝2Ag（NH3）2OH＋3H2O 。
②实验结果证实假设成立，依据的现象是 与溶液接触的试管壁上析出银镜 。
（6）用HNO3清洗试管壁上的Ag，该反应的化学方程式是 Ag＋2HNO3（浓）↑＝AgNO3＋NO2↑＋H2O 。
10.（2011·广东）某同学进行实验研究时，欲配制1.0mol·L－1Ba（OH）2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba（OH）2·8H2O试剂（化学式量：
315）。
在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。
为探究其原因，该同学查得Ba（OH）2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解度（g/100gH2O）分别为2.5、3.9和5.6。
（1）烧杯中未溶物可能仅为BaCO3，理由是 由于Ba（OH）2·8H2O与空气中CO2反应，所取试剂大部分已变质为BaCO3，未变质的Ba（OH）2·8H2O在配制溶液时能全部溶解 。
（2）假设试剂由大量Ba（OH）2·8H2O和少量BaCO3组成，设计实验方案，进行成分检验，写出实验步骤、预期现象和结论。
（不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液的pH＝9.6）
限选试剂及仪器：
稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：
取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。
步骤2：
取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。
步骤3：
取适量步骤1中的沉淀于试管中，滴加稀盐酸，连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中。
步骤4：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba（OH）2·8H2O的含量。
实验如下：
①配制250mL约0.1mol·L－1Ba（OH）2溶液：
准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水， 搅拌溶解 ，将溶液转入 250mL容量瓶 中，洗涤，定容，摇匀。
②滴定：
准确量取25.00mL所配Ba（OH）2溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将 0.1980 （填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”）mol·L－1盐酸装入50mL酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。
重复滴定2次，平均消耗盐酸VmL。
③计算Ba（OH）2·8H2O的质量分数＝
×100% （只列出算式，不做运算）。
（4）室温下， 不能 （填“能”或“不能”）配制1.0mol·L－1Ba（OH）2溶液。
11.过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。
某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ.测定过氧化氢的含量
请填写下列空白：
（1）移取10.00mL密度为ρg/mL的过氧化氢溶液至250mL 容量瓶 （填仪器名称）中，加水稀释至刻度，摇匀。
移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。
（2）用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
MnO
＋H2O2＋H＋===Mn2＋＋H2O＋
（3）滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入 酸式 （填“酸式”或“碱式”）滴定管中。
滴定到达终点的现象是 滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色 。
（4）重复滴定三次，平均耗用cmol/LKMnO4标准溶液VmL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为 。
（5）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果 偏高 （填“偏高”或“偏低”或“不变”）。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验，分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。
（实验条件：
试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液，实验仪器及用品可自选）
请将他们的实验方法和实验现象填入下表：
实验内容
实验方法
实验现象
验证氧
化性
验证不
稳定性
12.为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。
回答相关问题：
（1）定性分析：
如图甲可通过观察 反应产生气泡快慢 ，定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，其理由是 消除阴离子不同对实验的干扰 。
（2）定量分析：
如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。
图中仪器A的名称为 分液漏斗 ，检查该装置气密性的方法是 关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位 ，实验中需要测量的数据是 产生40mL气体所需的时间 。
（3）加入0.10molMnO2粉末于50mLH2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
①写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式 2H2O2＝2H2O＋O2↑ 。
②实验时放出气体的总体积是 60 mL。
③放出
气体所需时间为 1 min。
④反应放出
气体所需时间约为 2.5 min。
⑤A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为 D ＞ C ＞ B ＞ A 。
⑥解释反应速率变化的原因 随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢 。
⑦计算H2O2的初始物质的量浓度 0.11mol·L－1 （请保留两位有效数字）。
第22课时 实验设计与评价
1．A 2.C 3.D 4.B
5．C 解析：
本题主要考查常见实验中仪器的选择，同时考查考生对简单实验的设计能力。
A项，在分液漏斗中加入混合物，然后加水振荡，分液即可得到乙酸乙酯和乙醇的水溶液，而要从乙醇水溶液中再分离出乙醇，需进行蒸馏操作，需用到蒸馏烧瓶、冷凝管等玻璃仪器；B项，还需用到酸式滴定管等玻璃仪器；C项用试管、胶头滴管即可实现实验目的；D项，制备、收集NH3用到的玻璃仪器有大试管、酒精灯、导管、集气瓶。
故C项正确。
6．A 解析：
该题考查实验基本操作和物质分离提纯的主要方法。
A.用CCl4提取溴水中的溴，用萃取和分液的方法，主要仪器用分液漏斗，选项正确。
B.苯酚易溶于乙醇等有机溶剂，不能用过滤的方法，应用氢氧化钠溶液与苯酚反应成盐，再蒸馏出乙醇即可。
C.碘升华，但在蒸发皿中加热时碘挥发到空气中，达不到回收的目的，应该在烧瓶中加热即可。
D.配制一定物质的量浓度的溶液时，用到的主要仪器是容量瓶，选项错误。
7．A 解析：
浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸溶于淀粉KI溶液，会将KI氧化为I2，I2遇淀粉会变蓝色，A错误。
8．
（1）Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ CH3CHOHCH3
CH3CH===CH2↑＋H2O
（2）恒压 防倒吸 NaOH溶液 浓H2SO4 分液漏斗、蒸馏烧瓶
（3）④⑤①②③（或④⑤①③②） （4）b
（5）饱和NaHSO3溶液 过滤 萃取 蒸馏
解析：
（1）氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备，氧化性酸如硝酸和浓硫酸与锌反应不能产生氢气，方程式为Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑；2 丙醇通过消去反应即得到丙烯，方程式为：
CH3CHOHCH3
CH3CH===CH2↑＋H2O。
（2）甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO，由于甲酸易挥发，产生的CO中必然会混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸。
又因为甲酸易溶于水，所以必须防止液体倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通过浓硫酸干燥CO。
为了使产生的气体能顺利地从发生装置中排出，就必须保持压强一致，因此a的作用是保持恒压；若用以上装置制备氢气，就不再需要加热，所以此时发生装置中的玻璃仪器名称是分液漏斗和蒸馏烧瓶；氢气密度小于空气，因此要收集干燥的氢气，就只能用向下排空气法，而不能用排水法收集。
（3）检验丙烯可以用酸性KMnO4溶液，检验SO2可以用酸性KMnO4溶液、品红溶液或石灰水，检验CO2可以用石灰水，检验水蒸气可以用无水CuSO4，所以在检验这四种气体时必须考虑试剂的选择和顺序。
只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此先检验水蒸气，然后检验SO2，并在检验之后除去SO2，除SO2可以用饱和Na2SO3溶液，最后检验CO2和丙烯，因此顺序为④⑤①②③（或④⑤①③②）。
（4）由于反应是一个体积减小的可逆反应，所以采用高压，有利于增大反应速率和提高原料气的转化率；正向反应是放热反应，虽然低温有利于提高原料气的转化率，但不利于增大反应速率，因此要采用适当的温度；催化剂不能提高原料气的转化率，但有利于增大反应速率，缩短达到平衡所需要的时间，故正确选项是b。
（5）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和NaHSO3溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；由于饱和NaHSO3溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1 丁醇。
因为1 丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开。
9．
（1）AgNO3溶液和氨水
（2）①试纸变蓝 ②在NaOH存在下，加热促进NH3·H2O分解，逸出氨气，促使Ag（NH3）
＋2H2OAg＋＋2NH3·H2O平衡向正向移动，c（Ag＋）增大，Ag＋与OH－反应立即转化为Ag2O：
2OH－＋2Ag＋===Ag2O↓＋H2O （3）过量NaOH溶液
（5）①Ag2O＋4NH3·H2O===2Ag（NH3）2OH＋3H2O ②与溶液接触的试管壁上析出银镜 （6）Ag＋2HNO3（浓）↑===AgNO3＋NO2↑＋H2O
解析：
（1）实验室用AgNO3溶液和氨水配制银氨溶液。
（2）氨气遇湿润的红色石蕊试纸会变蓝色；由于银氨溶液中存在如下平衡：
Ag（NH3）
＋2H2OAg＋＋2NH3·H2O，加热会促使NH3·H2O分解，生成物浓度减小，平衡向右移动，Ag＋与氢氧化钠反应生成不稳定的AgOH，AgOH分解为黑色Ag2O。
（3）既然假设NaOH还原Ag2O，那么溶液中必然要存在NaOH，所以向AgNO3溶液中加入应该过量的NaOH溶液，才可能验证假设是否成立。
（5）依据题意Ag2O溶解在氨水中应该形成Ag（NH3）2OH；假设成立必然会在试管上形成银镜。
10．
（1）由于Ba（OH）2·8H2O与空气中CO2反应，所取试剂大部分已变质为BaCO3，未变质的Ba（OH）2·8H2O在配制溶液时能全部溶解
（2）滴加稀盐酸，连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中 （3）搅拌溶解 250mL容量瓶 0.1980
×100% （4）不能
解析：
（1）空气中存在的CO2能与Ba（OH）2反应生成BaCO3。
（2）进行BaCO3和Ba（OH）2·8H2O成分检验，可首先通过加入硫酸，与BaCO3反应生成沉淀和气体进行检验，确定后再将混合物配成饱和溶液，结合BaCO3饱和溶液pH为9.6加以确认。
（3）①配制250mL溶液应使用250mL容量瓶，溶解固体后应恢复至室温方可转移溶液至容量瓶；②取样品溶液25mL，浓度大约是0.1mol·L－1，即c（OH－）约为0.2mol·L－1，据中和滴定关系，可确定盐酸浓度为0.1980mol·L－1较为合适；③结合Ba（OH）2＋2HCl===BaCl2＋2H2O即可计算。
（4）由上述可知，Ba（OH）2固体易与空气中水和CO2结合出现杂质，同时依据Ba（OH）2·8H2O的溶解度关系，不能配制出1.0mol·L－1的该溶液。
11．Ⅰ.
（1）容量瓶
（2）2 5 6 2 8 5 O2↑ （3）酸式 滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色 （4）
（5）偏高 Ⅱ.取适量饱和硫化氢溶液于试管中，滴入过氧化氢溶液 （取适量碘化钾淀粉溶液于试管中，加入过氧化氢溶液） 产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊（溶液变蓝色） 取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用带火星的木条检验 （取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中） 产生气泡，木条复燃（溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生）
解析：
Ⅰ.
（1）仪器的选用根据题意应该选用容量瓶。
（2）残缺方程式配平首先确定缺什么，分析可知缺的是O2，根据电子转移守恒，配平化学方程式。
（3）由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性，所以只能使用酸式滴定管。
滴定到达终点的现象是：
滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色。
（4）根据配平的化学方程式计算出过氧化氢的量，最后计算出原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为
。
（5）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，有一部分溶液占据了气泡的体积，并没有滴入锥形瓶，则测定结果偏高。
Ⅱ.
（1）验证氧化性，选用具有还原性的饱和硫化氢溶液，产生淡黄色沉淀硫或溶液变浑浊；或者选用有还原性的碘化钾淀粉溶液，有碘单质生成，溶液变蓝色。
（2）验证不稳定性，取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用带火星的木条检验有氧气生成；或者取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中，溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生。
12．
（1）反应产生气泡快慢 消除阴离子不同对实验的干扰
（2）分液漏斗 关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位 产生40mL气体所需的时间 （3）①2H2O2
2H2O＋O2↑ ②60 ③1 ④2.5 ⑤D C B A ⑥随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢 ⑦0.11mol·L－1
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