化学试验方案的设计与评价专题训练及答案

化学实验方案的设计与评价专题训练及答案一、选择题（本题包括7小题,每题6分，共42分）1.（2018•朝阳模拟）为证明铝与盐酸的反应是放热反应，下列实验装置可达到实验目的，且方案最佳的是（）AA【解析】选A。A.铝与盐酸产生的氢气从试管中逸出，锥形瓶内的空气受热压强增大,U形管中左边红墨水低，右边红墨水高，说明该反应是放热反应，故A正确;B.烧杯中产生气泡,反应完成并冷却后导管会产生液柱,也能说明放热,但分析太复杂，不直观，效果不理想,故B错误;C.装置未形成密闭体系，无现象,故C错误;D.铝与盐酸产生的氢气会使红墨水的液面变化,该装置不能说明反应时放出热量,故D错误。【加固训练】（2018•重庆模拟）用下图所示装置进行实验，将少量液体逐滴加入固体乙中，试管中试剂为丙,则下表中现象正确的是（ ）选项甲乙丙试管中现象A浓氨水生石灰Al2(SO4)3溶液先沉淀后消失B浓硝酸铜淀粉KI溶液试管口出现红棕色溶液仍为无色C浓盐酸二氧化镒石蕊溶液先变红后褪色D双氧水二氧化镒氢硫酸溶液出现浑浊【解析】选D。A.硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与氨水不反应，沉淀不溶解,故A错误;B.浓硝酸与铜反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,可观察到试管口出现红棕色,硝酸能氧化I-生成I2,溶液显蓝色，故B错误;C.浓盐酸与二氧化镒应在加热条件下进行,题中没有加热，不能生成氯气,故C错误;D.双氧水在二氧化镒的催化作用下生成氧气，氧气能氧化硫化氢生成硫单质，溶液中会出现浑浊，故D正确；故选D。2.（2018•铁岭模拟）根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO的实验操作中不能达到实验目的的是 （）

NH40和Ca(OH)2C.分离NaHCCh D.干燥NaHCCh【解析】选D。实验室常用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热制备氨气,故A正确；二氧化碳从长导管进入，出气是短导管，故B正确；从溶液中分离碳酸氢钠固体,可用过滤的方法,故C正确;碳酸氢钠不稳定，不能直接加热干燥,可烘干，故D错沃。.为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数（含少量NaCl）,准确称量W0g样品进行实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理（除W0外）的是 0° （）选项实验方法实验方案测量数据A滴定法将样品配成100mL溶液,取10mL,加入甲基橙，用标准盐酸滴定消耗盐酸的体积B量气法将样品与盐酸反应,生成的气体全部被碱石灰吸收碱石灰增重C重量法样品放入烧瓶中,置于天平上,加入足量盐酸减轻的质量D量气法将样品与盐酸反应,气体通过排水量气装置量气排水体积【解析】选A。A.盐酸滴定Na2c03,用甲基橙作指示剂，正确；B.碱石灰既可以吸收CO2,也可以吸收水分,无法测定Na2c。3的质量分数,错误;C.C02挥发能带出水分,根据减轻的质量测定Na2c03的质量分数,会产生较大误差,错误;D.C02能溶于水，则排水体积不等于C02的体积,错误。.（2018•曲靖模拟）下列四种分离乙醇、乙酸的方案中最佳的一组是（）abcdANaCO饱和溶液 2——3 乙酸钠硫酸蒸馏BNa2cO3固体乙酸钠盐酸过滤CCaO固体乙酸钙盐酸过滤-2-

DCaO固体乙酸钙硫酸蒸馏【解析】选D。A项中加入溶液不利于乙醇的蒸出，而且b应为CH3COONa与Na2c。3的混合物;B、C加入盐酸后，得到的均是溶液，不能用过滤的方法。.某课外实验小组设计的下列实验不合理的是 （）可上下移动的铜丝浓氨水Q氢氧化钠固体D.实验室制备少量氨气可上下移动的铜丝浓氨水Q氢氧化钠固体D.实验室制备少量氨气C.制备并收集少量NO2气体【解析】选CoA项，生成的H2能将体系中的02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N02气体;D项，NaOH固体溶于水放热,且提供0H-,抑制NH3H20的电离，能用于制备少量NH3o6.（2018•张掖模拟）下列有关实验装置及实验方案的设计正确的是（） 3 3选项ABCD实验装置:目I水、士-三二浪瘠期学a〕'1产”1一丁\MnOr柒,次虹例矫注一击心喜建u实验设计收集干燥的HCl气体测定化学反应速率探究电离常数Ka1(H2CO3)>K(HClO)探究SO2的氧化性和漂白性【解析】选DoHCl的密度比空气的大,集气瓶中的导管应该是进气管长、出气管短,A项错误;生成的气体可能会从长颈漏斗中逸出，且长颈漏斗不能控制滴加速率,故应该用分液漏斗,B项错误;稀硫酸与碳酸钠反应生成的CO2会和烧杯中的次氯酸钠溶液反应生成HC1O,但无明显现象,故无法判断七四2c03）与KjHClO）的大小关系，C项错误；品红褪色，是SO2的漂白性所致,与H2s反应生成淡黄色固体,是SO2的氧化性所致,D项正确。【加固训练】根据下列实验现象，所得结论错误的是 （）

实验实验现象结论AI烧杯中铁表面有气泡，II烧杯中铜表面有气泡活动性:Al>Fe>CuB试管中收集到无色气体铜与浓硝酸的反应产物是NOC试管b比试管a中溶液的红色深增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动D长颈漏斗内液面高于烧瓶内液面且保持不变装置气密性良好【解析】选B。A项，作正极的金属不活泼,正极上析出氢气,所以能比较金属的活动性,故正确；B项，铜和浓硝酸生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,故错误;C项，增大反应物的浓度平衡向正反应方向移动,故正确；D项，利用压强差能检验装置的气密性,故正确。7.（能力挑战题）实验室在500℃时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示（已知分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3和FeQ气体产物可能有NH「N2,纥0、SO3和SOJ。下列说法正确的是（） 23 3223(NH4)2Fe(SO4)2试剂X足量HC1H，O,和BaCb和BaCk混混合溶液合溶液①②③④⑤A.装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成试剂X最好选用碱石灰.装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3C.取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN,溶液变红,则残留物一定为Fe2O3D.装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成,装置⑤用于收集生成的NH3和N2【解析】选8。装置②的作用是检验分解产物中是否有水蒸气生成,故试剂X应选用无水硫酸铜，选项A错误;装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成，若有SO3气体生成,则装置③中酸性条件下产生白色沉淀硫酸钢,并用氯化钢和盐酸除去SO3和NH3,选项B正确；①中固体残留物中可能还含有FeO,也可能不含有Fe2O3而含有FeQ而不一定只有Fe2O3,选项C错误;NH3极易溶于水,若分解产物中有NH3,则NH3被装置③中的溶液所吸收了，装置⑤中不可能收集到NH3,选项D错误。二、非选择题（本题包括3小题,共58分）.（19分）（2018•重庆模拟）二价铭不稳定,极易被氧气氧化。醋酸亚铭水合物{[Cr（CH3cOO）2]2•2H2O,相对分子质量为376}是一种深红色晶体,不溶于冷水和醚,易溶于盐酸,是常用的氧气吸收剂。实验室以锌粒、、CrCl3溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铭水合物其装置如图所示：制备过程中发生的化学反应或离子反应:Zn+2HCl-ZnCl2+H2T;2CrCl「Zn-2CrCl2+ZnCl2；2Cr2++4CH3cOO-+2H2O-[Cr(CH3cOO)J2•2H2O；o请回答下列问题：22 3 2 3⑴仪器A的名称是,所盛装的试剂是o⑵本实验中配制所用溶液的蒸馏水都需事先煮沸原因是o⑶仪器D的主要作用是o(4)实验生成H2后，为使生成的CrCl2溶液与CH3cOONa溶液顺利混合，应 (填“打开”或“关闭”，后同)阀门1、TOC\o"1-5"\h\z阀门2o 2 3⑸本实验中锌粒须过量,其原因是,o(6)已知其他反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质6.34g,实验后得干燥纯净的[Cr(CH3cOO)J2•2H2O5.64g,所得产品的产率为o 3 3⑺若使用该装置制备Fe(OH)2,且能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀现象。则在仪器A、B、C中应装入的试剂依次为、、'(填化学式)。 2【解析】先向三颈烧瓶B中加入过量的Zn(产生足量的氢气将空气排出，且产生足够的压力把三颈烧瓶B中的液体压入三颈烧瓶C中，充分还原CrCl3),关闭阀门1,打开阀门2,通过分液漏斗加入稀盐酸,产生的氢气排出三颈烧瓶8、三颈烧瓶C及导管中的空气。再滴入CrCl3溶液使其与Zn反应生成CrClj然后打开阀门1,关闭阀门2,三颈烧瓶B中的液体在氢气的压力下被压入三颈烧瓶C中，CrCl2与CH3COONa反应生成错误！未找到引用源。・2”。°⑵二价铬不稳定，极易被氧气氧化，故除用氢气排除装置中的空气(02)外，配制盐酸、CrCl3溶液和醋酸钠溶液时所用的蒸馏水需要加热除去氧气。⑶为防止装置外的空气(02)进入装置，右端烧杯盛水起液封作用。(6)根据关系式2CrCl3〜[Cr(C^COO)1・2,0,理论产品质量为m{[Cr(CH3C00)1-2,0}=错误!未找到引用源。X错误!未找到引用源。X376g-mol-i=7.52g,产率为错误！未找到引用源。X100%=75%。⑺若以相同原理制Fe(0H)2,分液漏斗中盛放稀硫酸、三颈烧瓶B中盛放铁粉、三颈烧瓶C中盛放氢氧化钠溶液,可制得Fe(0H)2。答案：(1)分液漏斗盐酸与CrCl3溶液⑵除水中溶解的氧气，防止二价铬被氧化⑶盛水，防止空气(02)进入装置(4)打开关闭⑸与CrCl3充分反应得到CrCl2产生足量的H2,将装置中的空气排尽,将CrCl2溶液压入三颈烧瓶C中，使其与CH3C00Na溶液反应(混合)(6)75%⑺H2S04FeNaOH(19分)(2018•安康模拟)一种含铝、锂、钻的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在,钻以C02O3•CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面,锂混杂于其中。从废料中回收氧化钻(CoO)工艺流程如下：

⑴过程I中采用NaOH溶液溶解废料中的Al,反应的离子方程式为。⑵过程H中加入稀硫酸酸化后,再加入Na2s2O3溶液浸出钻,则浸出钻的化学反应方程式为(产物中只有一种酸根)。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钻,但实际工业生产中不用盐酸,请从氧化还原和环境保护的角度分析不用盐酸浸出钻的主要原因是。(3)过程m得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式。⑷碳酸钠溶液在过程m和w中所起作用有所不同，请写出在过程w中起的作用TOC\o"1-5"\h\z是一 。【解析】(1)铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2A1+2OH-+2H2O=2A1错误！未找到引用源。+3HT;(2)CoO和NaSO在酸性条件下发生氧化还原反应生成CoSO、NaSO和HO,反应方程式为4Co3O4+Na2S2O3+11H2sO4-12CosO4+ 4242NaSO+11HO,所以加入NaSO的作用是还原Co3+,盐酸具有还原性，能被CoO•CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境,所2 4 2 223 23以不能用盐酸；(3)铝离子能与碳酸根离子发生水解相互促进生成氢氧化铝和二氧化碳水解的离子方程式为2A13++3C错误！未找到引用源。+3H'-2A1(OH)3J+3CO2T;(4)碳酸钠溶液在过程111中铝离子能与碳酸根离子发生水解相互促进生成氢氧化铝和二氧化碳;碳酸钠溶液在过程”中调整pH,提供C错误！未找到引用源。，使Co2+沉淀为CoCO3。答案：(1)2A1+2OH-+2H2O=2A1错误！未找到引用源。+3H2T(2)4Co2O3•CoO+Na2s2O3+11H2s。4-12CoSO4+Na2sO4+11H2OCo2O3•CoO可氧化盐酸产生Cl2,污染环境(3)2Al3++3C错误！未找到引用源。+3H2O_2Al(OH)31+3CO2T(4)调整pH,提供C错误！未找到引用源。，使Co2+沉淀为C0CO3.(20分)(能力挑战题)硫化碱法是工业上制备Na2s2O3的方法之一,反应原理为2Na2s+Na2cO3+4SO2-3Na2s2O3+CO2(该反应AH>0)。某研究小组在实验室用硫化碱法制备N；S2O3・5H2O流程如下： 2 23 2 223 2SO2 223 2Na2S, 一吸硫 过滤——蒸发—结晶—一Na2s2O3•5H2。Na2cO3⑴吸硫装置如图所示。①装置B的作用是检验装置A中SO"勺吸收效率,B中试剂是，表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是、 。(写出两条)⑵假设本实验所用的Na2cO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验(室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2)。限选试剂及仪器:稀硝酸:AgNO.溶液、CaCl溶液、Ca(NO.)溶液、酚酞溶液、蒸馏水：pH计、烧杯、试管、滴管。序号实验操作预期现象结论-6-①取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解，—样品含NaCl②另取少量样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,充分搅拌溶解，—样品含NaOH⑶Na2s2O3溶液是定量实验中的常用试剂，测定其浓度的过程如下:①准确称取agKlO：（相对分子质量:214）固体配成溶液，②加入过量KI固体和H2s04溶液,滴加指示剂，③用Na2s凡溶液滴定至终点,消耗Na2s9溶液的体积为VmL。贝Uc（Na2s203）= mol-L-i（只列出算式,不作运算）。“"已知:2；错3误！未找到引用源。+I—s4错误！未找到引用源。+2I-。（4）某同学第①步和第②步的操作都很规范,第③步滴速太慢,这样测得的Na2s9浓度可能（填“无影响”“偏低”或“偏高”），原因是（用离子方程式表示）。 3【解析】（1）①由于s02具有还原性、漂白性，因此若装置B的作用是检验装置A中s02的吸收效率，则B中试剂可以是品红、溴水或KMnO4溶液，表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液颜色很快褪去。②要使SO2尽