2019届高考化学实验全突破训练：实验方案的设计与评价1.2深度探究(含解析)

1、实验方案的设计与评价【典例】-2-5（2019全国卷I）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其Ki=5.4 10,K2=5.4 10。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体（H2C2O42H2O）无色，熔点为101C,易溶于水，受热脱水、升华，170C以上分解。回答下列问题:（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置现象是_ ，由此可知草酸晶体分解的产物中有 _。装置B的主要作用是乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO,为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和F图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。浓氨氧化钠溶液FG林集严置深t -若灰水C中可观察

2、到的澄诸石灰水DA1乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、装置H反应管中盛有的物质是 _。2能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是(3)设计实验证明：1草酸的酸性比碳酸的强 _ 。 草酸为二元酸 _ 。.【名师在线】(1)如何证明C02气体中混有CO?请证明思路。【提示】首先检验C02存在T除去C02T用CuO和澄清石灰水检验co。如何证明盐酸的酸性比碳酸强？【提示】向NaHCO3溶液中加入盐酸，有无色气体生成。【答案】(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊CO2冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验(2)F、D、G、H、D、丨CuOH中黑色粉末变为红

3、色，其后的D中澄清石灰水变浑浊向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液， 有气泡产生 用NaOH标准溶液滴定草酸 溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍【解析】(1)结合草酸晶体(H2C2O42H2O)的组成可知，澄清石灰水应是用来检验其分解产物CO2的存在。因草酸晶体易升华，且草酸钙难溶于水，若草酸进入C装置，会干扰CO2的检验，故装置B中冰水的主要作用是冷凝挥发出来的草酸。(2)要验证草酸晶体分解产物中还有CO,只能通过检验CO与CuO反应的产物CO2的存在 来达到这一目的。因为草酸晶体的分解产物本身含有CO2，会对CO的检验造成干扰，所以在 检验CO前应将分解产物中的CO2除尽，可选

4、用F装置来除去CO2,D装置用来检验CO2是 否除尽。将除去CO2的气体通过盛有无水氯化钙的装置G干燥，然后通过盛有CuO的装置H,CuO将CO氧化为CO2，再将气体通过盛有澄清石灰水的D装置，用来检验CO2的存在。因CO有毒，最后可将尾气通过排水法收集。2若前一个装置D中澄清石灰水不变浑浊，说明草酸晶体分解的产物CO2已除尽；H中黑色CuO变红，同时其后的装置D中澄清石灰水变浑浊，说明草酸晶体分解产物中含有CO。（3）根据强酸制弱酸的反应原理，可选择NaHC03加入草酸溶液的实验方法来证明草酸的酸性比碳酸的强。根据酸碱中和反应原理，可采用中和滴定的方法用NaOH标准溶液来滴定一定物质的量浓度

5、的草酸溶液，根据反应的草酸与NaOH的物质的量的比值为1:2，证明草酸是二元酸。题组1制备实验方案的设计1.下列制取物质的方案中，最合理的是（）A.用过量的铁与稀硫酸反应制绿矶（FeSO4-7H2O）B.铜与浓硫酸反应制CuSO4C.过量的Fe与C12反应制Fed?D.MnO2与稀盐酸反应制Cl2【答案】A【解析】铜与浓硫酸反应制Cu5的反应中有有毒的二氧化硫生成，不利于绿色环保护血与 6 反应只能 生咸Fedp而得不到Fed；阪与稀盐酸不反应2. （2019福建高考节选）在不同条件下KC1O3可将KI氧化为I?或KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录

6、表如下（实验在室温下进行）：试吕编号12340.20 mol L：1KI/mL1.01.01.01.0KClO3（s）/g0.100.100.100.106.0mol L1H2SO4/mL03.06.09.0蒸馏水/mL9.06.03.00实验现象1系列a实验的实验目的是 _。2设计1号试管实验的作用是_ 。3若2号试管实验现象为 黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色； 假设氧化产物唯一,还原产物为KCl则此反应的离子方程式为+61+6H*=CI+312+3H?O【解析】根据图表可看出其他条件都相同，只有H2SO4的浓度不同，因此该实验研究的是硫酸的浓度对反应产物的影响。1号实验中H2S

7、O4的浓度为0,故该实验起到与其他实验对 照的作用；淀粉遇到碘单质会显蓝色，故氧化产物为碘单质，CIO3被还原为c。题组2性质探究实验方案的设计3.（2019全国卷n）用下图所示装置进行下列实验：将中溶液滴入中，预测的现象与实际【答案】D【解析】A项恥CCMDJWH的混合滚液中滴加稀盐酸， 稀盐酸先与ZiQH发生中和反应， 再与恥CQ分步发生反应：=NaHCONCl, NaHCOj H- Nad + CO；f + H2O；因此开始阶段滴 加稀盐釀，中不产生气泡。B项常温下，选项中物质中物质预测中的现象A.稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡B.浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C.

8、氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D.草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色相符的是（）【答案】研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响硫酸浓度为0的对照实验 CIO3浓硝酸与铝条发生钝化，铝条表面生成致密的氧化铝滝膜， 止內层铝与浓硝釀继续反应,中观察不到产生红棕色气体o C项将A1CU滝港滴加到NaOH滚液中、由于NaOH过量、发生的反应为AlQj + 4NaOHNaAlO：+ 3NaCl+ 2HQ,得不到犬量白色沉淀 D项KM11O4釀性溶酒具有强氧化性，比&5溶液具有较强的还原性，二者发生氧化还原反应：ZMnOr + HO 6H+2Mn2+ lOCOT + 8H3Of由于被还

9、原为Mh2中酸性KMng；容港逐渐褪色若生成的白色沉淀全部溶解，则Na2SO3没有变质；若部分溶解，则Na2SO3部分变质；若完4.某研究性学习小组的同学欲探究某亚硫酸钠溶液样品是否变质，请回答下列问题。(1)_小组同学通过对亚硫酸钠的组成元素价态进行分析后认为，亚硫酸钠溶液在存放过程中有 可能变质，若已变质，则相应反应的化学方程式为。甲同学设计了如下两种方案来检验Na2SO3溶液是否变质。方案I:取样，加入稀盐酸有气泡生成，认为亚硫酸钠溶液没有变质。方案n：取样，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，认为亚硫酸钠溶液完全变质。乙同学认为上述两种方案均不合理，乙同学作出此判断的依据分别是：方案I _(

10、3)乙同学设计如图所示装置(夹持装置已略)探究Na2SO3溶液是否变质，实验时他取60 mL标签上注明为1.0 mol1 2 3 4的Na2SO3溶液放入A中，通过测量生成SO2质量的方法来判断其是否变质。ABC该实验装置存在的一个明显缺陷是改进缺陷后再进行实验，若实验后测得C装置增重3.2 g，则Na2SO3变质的百分率是丙同学认为若只是确定Na2SO3是否变质，乙同学的方案太复杂了，他认为只需要试管、胶 头滴管、盐酸及氯化钡溶液就可以达到目的(不考虑对环境的影响)，请你回答自己的看法(若不同意，说明理由；若同意，请写出主要操作、现象及结论)：全不溶解，则Na2SO3全部变质（答案合理即可）

11、【解析】亚硫酸盐易变质是因其具有较强的还原性，能被空气中的氧气氧化成硫酸盐。当亚硫酸钠部 分变质时，【答案】(1)2Na2SO3+O2=2Na2SO42亚硫酸钠部分变质时滴加盐酸也会产生气泡，因BaSO3也难溶于水，故加入氯化钡溶液，亚硫酸钠未变质或部分变质也会产生白色沉淀3缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置(写出要点即可)16.7%4同意丙的看法。取适量待测溶液，放入试管中，加入足量BaCl2溶液后再加入足量稀盐酸,加入盐酸后也会产生$6 气偽由于难濬干水/无论亚硫酸钠是否变质，加入BaCh濬 液后i匀可形成沉淀，故两种方案均不合理。因生成的 4 会有一咅吩留在儿E容器中，故应该有一 个驱赶残留气体的装置、c装置増加的质量就是SOj的质量，由此可计算还有0 05 mol NajSOj没有 被氧化变质，变质的百分率为 学甞100畑1&7%。丙同学观点是正礁的因为只要检脸祥品中是UBljrO否含有盹产、scv就可以确定样品是否被氧化及是否全部披氧化有关化学实验现象的描述不仅要求准确，还要完全，有时还需要指明是何处产生了什么现象，先后发生了什么现象。其答题规范可