高考化学第一轮总复习全程训练课练31化学实验方案的设计与评价.docx
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高考化学第一轮总复习全程训练课练31化学实验方案的设计与评价
课练31 化学实验方案的设计与评价
1．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
2．下列实验方案不能达到实验目的的是（ ）
实验目的
实验方案
A
证明溴乙烷发生消去反应有乙烯生成
向试管中加入适量的溴乙烷和NaOH的乙醇溶液，加热，将反应产生的气体通入溴的四氯化碳溶液
B
证明Mg（OH）2沉淀可以转化为Fe（OH）3沉淀
向2mL1mol/LNaOH溶液中先加入3滴1mol/LMgCl2溶液，再加入3滴1mol/LFeCl3溶液
C
检验蔗糖的水解产物具有还原性
向蔗糖溶液中加入几滴稀硫酸，水浴加热几分钟，然后加入适量稀NaOH溶液，再向其中加入新制的银氨溶液，并水浴加热
D
测定铝箔中氧化铝的含量
取ag铝箔与足量稀盐酸充分反应，逸出的气体通过碱石灰后，测其体积为bL（已转化为标准状况下）
3.下列实验对应的结论不正确的是（ ）
A．①能组成Zn－Cu原电池
B．②能证明非金属性Cl>C>Si
C．③说明反应2NO2（g）N2O4（g），ΔH<0
D．④白色沉淀为BaSO4
4．下列有关实验原理或实验操作的叙述正确的是（ ）
A．测量某溶液的pH时，不能用水将pH试纸润湿，须将pH试纸直接插入溶液中检测
B．用托盘天平在烧杯中快速称取5.85gNaCl，溶解在水中，用100mL容量瓶配制成1mol/L的NaCl溶液
C．实验室用如图甲装置完成NaHCO3的热稳定性实验探究
D．实验室中利用如图乙装置及试剂制备氨气
5．某同学欲配制3.5%的氯化钠溶液，于是用量程为100g的托盘天平称取3.5g食盐，但该同学把砝码与食盐放错了托盘。
该同学发现后，已经把食盐倒入了烧杯，如果该同学还想配制3.5%的氯化钠溶液，应该选取的量筒规格及量取的蒸馏水体积分别为（ ）
A．50mL 96.5mLB．50mL 69mL
C．100mL 69mLD．100mL 96.5mL
6．某课外实验小组设计的下列实验不合理的是（ ）
7．下列实验能达到实验目的的是（ ）
A．用图①装置制备Fe（OH）2并能较长时间观察其颜色
B．用图②装置测定黄铜（Cu、Zn合金）中Zn的含量
C．用图③装置验证铁发生析氢腐蚀
D．用图④装置测定反应速率
8．实验室制备氨基甲酸铵（NH2COONH4）的反应如下：
2NH3（g）＋CO2（g）NH2COONH4（s）
该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵，若有水存在则生成碳酸铵或碳酸氢铵。
（1）该反应在一定条件下能够自发进行，则反应的ΔH________0（填“>”、“<”或“＝”）。
（2）写出生成碳酸氢铵的化学方程式：
__________________。
（3）实验步骤如下：
步骤1：
按下图所示组装仪器，检查装置气密性。
步骤2：
在相应仪器中装入药品，其中在三颈烧瓶中加入氢氧化钠固体，恒压滴液漏斗中装入浓氨水。
步骤3：
滴加浓氨水并搅拌，调节反应速率，在反应器中得到产品。
①干燥管中盛放的药品是__________________。
②对比碳酸盐和酸反应制CO2，该实验利用干冰升华产生CO2气体的优点有__________________、__________________。
③以恒压滴液漏斗代替分液漏斗的目的是__________________。
（4）该实验装置可能面临的安全问题是____________、__________。
9．硝酸和硝酸盐是非常重要的化学物质。
（1）某兴趣小组在实验室探究工业合成硝酸的化学原理。
①氨的催化氧化：
图a是探究氨的催化氧化的简易装置，实验中观察到锥形瓶中铂丝保持红热，有红棕色气体和白烟产生。
白烟的成分是________（填化学式）。
②NO2的吸收：
如图b所示，将一瓶NO2倒置于水槽中，在水下移开玻璃片，可观察到的现象是______________________。
（2）Fe（NO3）3溶液因Fe3＋水解而显棕黄色，请设计实验探究影响盐类水解程度的因素。
①写出Fe（NO3）3水解的离子方程式：
__________________。
②参照示例完成下表实验方案的设计。
限选材料：
0.05mol·L－1Fe（NO3）3、0.5mol·L－1Fe（NO3）3、1.0mol·L－1HNO3、1.0mol·L－1NaOH、NaHCO3固体、蒸馏水、冰水混合物；pH计及其他常见仪器。
可能影
响因素
实验操作
预期现象和结论
溶液的
酸碱性
取少量0.5mol·L－1Fe（NO3）3于试管中，加入几滴1mol·L－1HNO3
棕黄色溶液颜色变浅，说明溶液酸性增强能抑制Fe（NO3）3的水解
盐的
浓度
溶液
温度
10.NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应：
ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，某学习小组拟研究消毒液（主要成分为NaCl和NaClO）的变质情况。
（1）此消毒液中NaClO可吸收空气中的CO2生成NaHCO3和HClO而变质。
写出化学反应方程式：
____________________。
（2）取适量消毒液放在试管中，加入足量一定浓度的硫酸，有气体放出。
通过以下装置检验气体的成分，从而判断该消毒液是否变质。
限选试剂：
98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0mol·L－1KI淀粉溶液、1.0mol·L－1NaOH溶液、澄清石灰水、饱和NaCl溶液。
请完成下列实验方案。
所加试剂
预期现象和结论
向试管A中加足量①________________；
试管B中加1%品红溶液；
试管C中加②________。
若A中溶液变蓝色，B中溶液不褪色，C中溶液变浑浊，则消毒液部分变质；
③________________，则消毒液未变质；
④________________，则消毒液完全变质。
（3）用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度。
实验步骤如下：
①量取25.00mL消毒液放入锥形瓶中，加入过量的amol·L－1Na2SO3溶液bmL。
②滴定分析。
将cmol·L－1的酸性KMnO4溶液装入________________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中滴定，使KMnO4和剩余的Na2SO3发生反应。
当溶液由无色变成浅红色，且半分钟内红色保持不褪去时，停止滴定，记录数据。
重复滴定实验3次，测得平均消耗酸性KMnO4溶液VmL；滴定过程中涉及的反应有：
NaClO＋Na2SO3===NaCl＋Na2SO4；2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5Na2SO4＋3H2O。
③计算。
消毒液中NaClO的浓度为________mol·L－1（用含a、b、c、V的代数式表示）。
1．（2013·全国大纲卷）下列操作不能达到目的的是（ ）
选项
目的
操作
A
配制100mL1.0mol·L－1CuSO4溶液
将25gCuSO4·5H2O溶于100mL蒸馏水中
B
除去KNO3中少量NaCl
将混合物制成热的饱和溶液，冷却结晶，过滤
C
在溶液中将MnO
完全转化为Mn2＋
向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2溶液至紫色消失
D
确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3
取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊
2.（2015·江苏卷）（双选）下列设计的实验方案能达到实验目的是（ ）
A．制备Al（OH）3悬浊液：
向1mol·L－1AlCl3溶液中加过量的6mol·L－1NaOH溶液
B．提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：
向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和Na2CO3溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水
C．检验溶液中是否含有Fe2＋：
取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象
D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：
在相同条件下，向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O，向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象
3．（2015·安徽卷）某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。
为探究该反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是（ ）
选项
实验及现象
结论
A
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝
反应中有NH3产生
B
收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色
反应中有H2产生
C
收集气体的同时测得溶液的pH为8.6
弱碱性溶液中Mg也可被氧化
D
将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中有气泡产生
弱碱性溶液中OH－氧化了Mg
4.（2016·新课标全国卷Ⅰ）氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。
某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。
回答下列问题：
（1）氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的______________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：
发生装置→________（按气流方向，用小写字母表示）。
（2）用氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2（两端用夹子K1、K2夹好）。
在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中________
②反应的化学方程式________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
5．（2017·西宁月考）对比法和实验法是研究物质性质的基本方法。
以下实验设计中不严密的是（ ）
A．将钠和镁分别与冷水反应，比较钠和镁的金属性强弱
B．将氯气通入硫化钠溶液中，判断氯气与硫的氧化性强弱
C．测定等温等浓度盐酸和醋酸溶液的pH，比较盐酸和醋酸的酸性强弱
D．测定等温等浓度Na2CO3和Na2SO3溶液的pH，判断碳与硫的非金属性强弱
6．（2017·浙江联考）下列说法不正确的是（ ）
A．探究温度对反应速率的影响时，分别用水浴加热硫代硫酸钠溶液、硫酸到一定温度，再将两溶液混合与未加热溶液混合进行比较
B．H2O2在过氧化氢酶的催化作用下，随着温度的升高，分解速率持续加快
C．用简易量热计测定反应热，使用碎泡沫隔热保温、环形玻璃搅拌棒搅拌、量取达到的最高温度，计算反应热，取2～3次的实验平均值
D．取皂化反应后的混合液滴入热水中，观察现象，可判断皂化反应是否完全
7．（2017·泰安期末）下列实验现象对应的结论正确的是（ ）
选项
现象
结论
A
①中导管口冒气泡，手松开无现象
装置的气密性良好
B
②中酸性KMnO4溶液紫色褪去
SO2具有漂白性
C
③中关闭K，气体颜色在热水中比冷水中深
NO2生成N2O4为吸热反应
D
④中挤压胶头滴管后，烧瓶中形成喷泉
Cl2易溶于CCl4
8.（2017·淄博一模）下图表示从固体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1和方案2指出下列说法合理的是（ ）
A．可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵
B．方案1中残留物应该具有的性质是受热易挥发
C．方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应
D．方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3
9．（2017·南通联考）下列实验装置能达到相应实验目的的是（ ）
A．测量Cu与浓硝酸反应产生气体的体积
B．验证Na和水的反应为放热反应
C．用NaOH标准溶液滴定盐酸
D．制取SO2并检验其还原性
10．（2016·豫南联考）下列有关实验原理、现象、结论等均正确的是（ ）
A.a图示装置，滴加乙醇试管中橙色溶液变为绿色，乙醇发生消去反应生成乙酸
B．b图示装置，右边试管中产生气泡迅速，说明氯化铁的催化效果比二氧化锰的好
C．c图示装置，根据试管中收集到无色气体，验证铜与稀硝酸的反应产物是NO
D．d图示装置，试管中先有白色沉淀、后有黑色沉淀，不能验证AgCl的溶解度大于Ag2S
11．（2017·乐山二模）下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论不一致的是（ ）
选项
实验操作
实验目的或结论
A
将Al2（SO4）3、NaOH溶液相互滴加
鉴别Al2（SO4）3、NaOH溶液
B
将混合物制成热的饱和溶液，冷却结晶，过滤
除去KNO3中少量NaCl
C
向NaHS溶液中滴入酚酞，溶液变红色
HS－水解程度大于电离程度
D
在淀粉溶液中加入稀硫酸，水浴加热，一段时间后，再加入新制的氢氧化铜并加热
验证淀粉已水解
12.（2017·山师附中检测）下列所设计的鉴定方案或者结论正确的是（ ）
A．检验C2H5Cl中的氯元素时，将C2H5Cl和NaOH溶液混合加热后，先加入稀硫酸进行酸化，后加入硝酸银溶液检验
B．向溶液中加入盐酸，有无色气体逸出，此气体能使澄清石灰水变浑浊，则该溶液中可能不含有CO
和HCO
C．向某溶液中加入少量NaOH溶液，有白色沉淀产生，若加入过量的NaOH溶液，沉淀消失，则原溶液中可能含有AlO
D．向右图所示烧杯中滴入KSCN溶液，溶液不变红色，说明Fe在电极上失去电子生成Fe2＋而不是Fe3＋
课练31 化学实验方案的设计与评价
基础练
1．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
2．解析 A项，溴乙烷发生消去反应后生成乙烯，乙烯能使溴的CCl4溶液褪色；B项，NaOH过量，只加入几滴MgCl2溶液后还有大量的OH－剩余，因此加入FeCl3溶液后直接生成了Fe（OH）3，故无法比较Mg（OH）2和Fe（OH）3的溶解度；C项，蔗糖水解是在酸性环境中进行的，所以水解后要先“碱化”；D项，Al和盐酸反应后生成氢气，通过碱石灰干燥后测其体积，计算出铝的质量，进一步计算出铝箔中氧化铝的含量。
答案 B
3．解析 A项，通过盐桥可形成原电池，正确；B项，HCl不是氯元素最高价氧化物的水化物，不能通过其酸性强弱来比较非金属性强弱，不正确；C项，热水中颜色加深，则升高温度时，2NO2（g）
N2O4（g）平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应，即ΔH<0，正确；D项，SO2溶于水生成H2SO3，H＋、NO
把SO
氧化成SO
，从而生成BaSO4沉淀，正确。
答案 B
4．解析 pH试纸不能直接插入待测溶液中，否则会导致待测液被试纸污染，A错；托盘天平不能精确到小数点后两位数，B错；NaHCO3受热分解生成水蒸气，在试管口内壁冷却，回流易导致热的试管炸裂，故应该向下倾斜，C错。
答案 D
5．解析 实际称取的氯化钠质量为2.5g，所以配制3.5%的氯化钠溶液需要水约为69g，多次量取，误差较大，故应选C。
答案 C
6．解析 A项，生成的H2能将体系中的O2排出，观察到Fe（OH）2白色沉淀；B项，脱脂棉燃烧，能说明Na2O2与水反应放热；C项，不能用排水法收集NO2气体；D项，NaOH固体溶于水放热，且提供OH－，抑制NH3·H2O的电离，能用于制备少量NH3。
答案 C
7．解析 由于Fe为阴极，不可能失去电子变为Fe2＋，所以不能用图①装置制备Fe（OH）2，A项错误；锌与稀盐酸发生置换反应，生成的氢气难溶于水，用排水量气法收集氢气，根据氢气的体积可计算参加反应的锌的质量，进而可以求出黄铜中锌的含量，B项正确；由于溶液显中性，铁钉发生的是吸氧腐蚀，不是析氢腐蚀，C项错误；由于使用的是长颈漏斗，反应产生的气体会从长颈漏斗口逸出，故不能用图④装置测定反应速率，D项错误。
答案 B
8．答案
（1）<
（2）NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3
（3）①碱石灰
②无水无需干燥 低温有利于氨基甲酸铵的合成
③使氨水顺利滴下
（4）产品易堵导管 稀硫酸可能倒吸（或其他合理答案）
9．答案
（1）①NH4NO3 ②集气瓶中红棕色逐渐消失，集气瓶中的液面逐渐上升
（2）①Fe3＋＋3H2O
Fe（OH）3＋3H＋
②
影响条件
实验操作
预期现象和结论
盐的浓度
用pH计分别测定0.05mol·L－1Fe（NO3）3和0.5mol·L－1Fe（NO3）3的pH，并比较大小
两种溶液的pH值之差小于1，说明增大c[Fe（NO3）3]，抑制Fe（NO3）3水解。
溶液温度
取少量0.5mol·L－1Fe（NO3）3于试管中，再用酒精灯加热一段时间，观察溶液颜色
加热后溶液颜色变深，说明升高温度促进Fe（NO3）3水解
（或其他合理答案）
10．解析
（1）对比提示的反应物NaClO、CO2与生成物NaHCO3、HClO，由元素守恒可知反应物中还有H2O。
（2）根据表格中“若A中溶液变蓝色”及提供的限选试剂可知，试管A中为足量的1.0mol/LKI－淀粉溶液，“若……C中溶液变浑浊”则表明试管C中为澄清石灰水。
若消毒液部分变质，则其中既含NaClO，又含NaHCO3，加酸后生成Cl2和CO2，前者使KI氧化，生成I2，A中溶液变蓝，又因为1.0mol/LKI－淀粉溶液足量，故装置B中的品红不变色，CO2使装置C中的澄清石灰水变浑浊；若消毒液未变质，则加入酸只有Cl2生成，故只有装置A中有蓝色现象；若消毒液全部变质，则只生成CO2，即只有装置C中有沉淀现象。
（3）酸性KMnO4溶液具有强氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管，故只能用酸式滴定管盛装。
由已知化学方程式可知关系式：
2KMnO4～5Na2SO3和NaClO～Na2SO3。
所以a×b＝25×c（NaClO）＋
c×V，因此c（NaClO）＝（2ab－5Vc）/50mol·L－1。
答案
（1）NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO
（2）
所加试剂
预期现象和结论
①1.0mol/LKI－淀粉溶液②澄清石灰水
③若A中溶液变蓝色，B中溶液不褪色（无变化），C中溶液不变浑浊（无变化）④若A中溶液不变蓝色（无变化），B中溶液不褪色（无变化），C中溶液变浑浊
（3）②酸式 ③（2ab－5Vc）/50
加餐练
1．解析 A中应将25gCuSO4·5H2O溶于水，再转移到100mL的容量瓶中，配成100mL溶液，A不能达到目的，其余均能达到目的。
答案 A
2．解析 NaOH过量，Al（OH）3会溶解生成NaAlO2，A项错误；饱和Na2CO3溶液可以与CH3COOH反应，且乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较小，利于分层，B项正确；若待检验溶液中仅存在Fe3＋而不存在Fe2＋，也会出现题述实验现象，C项错误；H2O2的浓度相同时，一支试管中加催化剂，一支不加，通过观察生成气泡的速率来探究催化剂对H2O2分解速率的影响，D项正确。
答案 BD
3．解析 A项，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体只有NH3；B项，由于NH4Cl溶液水解后显酸性，故产生的气体中含有H2；C项，pH＝8.6的溶液显碱性，故弱碱性溶液中Mg可被氧化；D项，溶液中有气泡产生，生成的气体是H2，是H＋将Mg氧化而不是OH－将其氧化。
答案 D
4．解析
（1）①由于制取氨气可以用2NH4Cl＋Ca（OH）2
CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，故可以选A装置；或利用NH3·H2O
NH3↑＋H2O制取NH3，故也可以选B装置。
②生成的NH3中混有水蒸气，且氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，用向下排空气法收集；在收集装置后，需用防倒吸的尾气处理装置；
（2）NO2具有强氧化性，NH3具有还原性，NO2中氮元素由＋4价降至0价，NH3中氮元素由－3价上升到0价，生成N2，故化学方程式为8NH3＋6NO2
7N2＋12H2O，则Y管内气体颜色变浅甚至变为无色。
由于反应前后气体体积减小，故Y中压强减小，烧杯内NaOH溶液在大气压强的作用下会倒吸入Y管内。
答案
（1）①A 2NH4Cl＋Ca（OH）2
2NH3↑＋CaCl2＋2H2O（或B NH3·H2O
NH3↑＋H2O）
②dcfei
（2）①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3＋6NO2
7N2＋12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压
5．解析 比较碳与硫的非金属性强弱可测定相同条件下Na2CO3和Na2SO4溶液的pH，较大者对应元素的非金属性较弱，D项不严密。
答案 D
6．解析 探究温度对反应速率的影响时，分别用水浴加热硫代硫酸钠溶液、硫酸到一定温度，再将两溶液混合与未加热溶液混合进行比较，A项正确；持续升高温度，过氧化氢酶失去活性，分解速率反而减慢，B项错误；用简易量热计测定反应热，使用碎泡沫隔热保温、环形玻璃搅拌棒搅拌、量取达到的最高温度，计算反应热，取2～3次的实验平均值，C项正确；取皂化反应后的混合液滴入热水中，通过观察是否出现分层现象，可判断皂化反应是否完全，D项正确。
答案 B
7．解析 装置气密性检查，用手握住试管，导管口有气泡冒出，手松开导管内形成一段水柱，才能证明装置气密性良好，A项错误；二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明SO2具有还原性，B项错误；混合气体颜色在热水中比冷水深，说明NO2生成N2O4为放热反应，C项错误；挤压胶头滴管，烧瓶中形成喷泉，烧瓶内气压降低，说明Cl2易溶于CCl4，D项正确。
答案 D
8．解析 碳酸氢钠加热分解，A错误；加热后留下的残留物一定是固体或难挥发的液体，B错误；C项，加入的试剂可以是水且不一定发生化学反应，C错误；二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的硅酸钠，进而分离出氧化铁，D正确。
答案 D
9．解析 二氧化氮会和水反应，因此不能用装置A来测定二氧化氮气体的体积，A项错误；Na和水反应如果放热就会使大试管内的空气受热膨胀，引起U形管左侧液面下降，B项正确；NaOH标准溶液应用碱式滴定管盛装，C项错误；Cu和浓硫酸需加热才能反应，D项错误。
答案 B
10．解析 乙醇被重铬酸钾氧化成乙酸，A项错误；过氧化氢的浓度不同，反应速率不同，不能确定是催化剂作用的效果，B项错误；铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，然后通入水中二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，不能证明铜与稀
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