2023版高考化学总复习：专题十六实验方案的设计与评价专题检测题组

第第页专题十六实验方案的设计与评价1.在实验室进行物质制备,下列设计的实验方案中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是()A.CCOCO2Na2CO3B.CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2C.FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液D.CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液答案DA项,C在空气中燃烧,无法控制只产生CO,而且操作麻烦,况且NaOH的价格比Na2CO3贵,不符合要求;B项,AgNO3价格昂贵,用来制取Cu(OH)2经济上不合理;C项,铁燃烧的产物是Fe3O4,不是Fe2O3,理论上不正确;D项,由生石灰制备价格较高的NaOH,过程中利用了水和Na2CO3,符合题目要求。2.亚硝酰氯(ClNO),熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃,遇水反应生成一种氢化物和两种氧化物。某学习小组利用Cl2和NO通过下图所示装置制备亚硝酰氯,下列说法不正确的是()A.装置X可以随开随用,随关随停B.装置Y中的试剂可以换成浓硫酸C.该实验在进行反应制备之前,应先通气体将装置内的空气全部排掉D.装置Z上方的K2接口处需要连接一个干燥装置,防止水进入答案BA项,打开K1,铜丝与稀硝酸接触立即发生反应,生成的NO被排出,关闭K1,生成的NO不被排出且NO不溶于稀硝酸,X装置中气压增大,左边液面上升,右边液面下降,直至铜丝与稀硝酸分离,反应停止,正确;B项,装置内可能含有O2,NO可与O2反应产生NO2,若将Y装置中的试剂换成浓硫酸,则无法除去X中可能混有的NO2等气体杂质,且一般情况下,用U形管装置盛装的干燥剂应该为固体,错误;C项,为防止NO与空气中O2反应生成NO2,应先通入Cl2排除装置内的空气,正确;D项,由于亚硝酰氯遇水反应生成一种氢化物和两种氧化物,故在装置Z上方的K2接口处需要连接一个干燥装置,防止水进入,正确。3.Cl2O是一种强氧化剂,易溶于水且会与水反应生成次氯酸,与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示,加热装置和夹持仪器已略。已知:Cl2O的熔点为-116℃,沸点为3.8℃;Cl2的沸点为-34.6℃;HgO+2Cl2HgCl2+Cl2O。下列说法正确的是()A.装置②③中盛装的试剂依次是浓硫酸和饱和食盐水B.通干燥空气的目的是作氧化剂C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2OD.装置④与⑤之间不用橡皮管连接,是为了防止橡皮管燃烧和爆炸答案DA项,从饱和食盐水中逸出的气体中含有水蒸气,所以氯气要先通过饱和食盐水,再通过浓硫酸,即装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸,错误;B项,通干燥空气的目的是将Cl2O从发生装置完全赶出至收集装置,错误;C项,从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2,错误;由题给信息Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸可知,D项正确。解题点睛装置①②③制取干燥纯净的Cl2,装置④中生成Cl2O气体,装置⑤中的液氨将从装置④逸出的Cl2O、Cl2混合气体中的Cl2O冷凝为液体,从而和Cl2分离。4.侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一,他将氨碱法和合成氨工艺联合起来,发明了“联合制碱法”。氨碱法中涉及的反应如下:反应Ⅰ:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl;反应Ⅱ:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。下列制取少量Na2CO3的相关实验原理和装置能达到实验目的的是()答案CA项,长颈漏斗未液封,气体会从该装置逸出,错误;B项,“洗气”应采取“长进短出”的方式,错误;C项,过量CO2通入后发生反应CO2+NaCl+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl或CO2+NaCl+NH3·H2ONaHCO3↓+NH4Cl,NaHCO3因在体系中溶解度较小而析出,正确;D项,加热NaHCO3固体时,试管口应略向下倾斜,错误。5.某学习小组设计实验制备供氢剂——氢化钠(NaH),实验装置如图所示。下列说法错误的是()A.相同条件下,粗锌(含少量C)比纯锌反应速率快B.装置a还能用来制备CO2气体C.实验时先打开活塞K,再点燃c处酒精灯D.判断钠是否剩余,可取c中固体加水检验答案D粗锌与稀硫酸形成原电池,会加快化学反应速率,A项正确;启普发生器能够制备氢气、二氧化碳等气体,B项正确;实验时先打开K,利用氢气排尽装置内的空气,C项正确;D项,产物氢化钠也会与水反应产生氢气,D项错误。6.以含钴废渣(主要成分为CoO和Co2O3,含少量Al2O3和ZnO)为原料制备锂电池的电极材料CoCO3的工艺流程如下:下列说法错误的是()A.通入SO2发生反应的离子方程式:2Co3++SO2+2H2O2Co2++SO42−+4HB.加入适量Na2CO3溶液调节pH是利用几种氢氧化物Ksp的不同除铝C.若萃取剂的总量一定,则分多次加入比一次加入萃取效果更好D.将含Co2+的溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中沉钴,以提高CoCO3的产率答案DA项,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可得离子方程式,正确;B项,氢氧化物Ksp不同,则开始沉淀时所需的pH不同,加入适量Na2CO3溶液调节相应的pH可以只沉淀Al3+,正确;C项,萃取过程中,多次萃取能使萃取效率提高,正确;D项,将含Co2+的溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中,碳酸钠过量,溶液碱性过强,会生成Co(OH)2沉淀,降低CoCO3的产率,错误。7.苯酚的性质实验如下:步骤1:常温下,取1g苯酚晶体于试管中,向其中加入5mL蒸馏水,充分振荡后液体变浑浊,将该液体平均分成三份。步骤2:向第一份液体中滴加几滴FeCl3溶液,观察到溶液显紫色{查阅资料可知配离子[Fe(C6H5O)6]3-显紫色}。步骤3:向第二份液体中滴加少量浓溴水,振荡,无白色沉淀。步骤4:向第三份液体中加入5%NaOH溶液并振荡,得到澄清溶液,再向其中通入少量CO2,溶液又变浑浊,静置后分层。下列说法不正确的是()A.步骤1说明常温下苯酚的溶解度小于20gB.步骤2中紫色的[Fe(C6H5O)6]3-由Fe3+提供空轨道C.步骤3中溴水与苯酚没有发生化学反应D.步骤4中CO2与苯酚钠反应生成苯酚和NaHCO3答案CA项,若5mL的水恰好能够溶解1g的苯酚,则该温度下苯酚的溶解度S=1g5g×100g=20g,步骤1形成的是悬浊液,说明常温下苯酚的溶解度小于20g,正确;B项,[Fe(C6H5O)6]3-中Fe3+提供空轨道,正确;C项,步骤3中由于溴水为少量,溴与苯酚生成的2,4,6-三溴苯酚溶解在过量的苯酚中,观察不到沉淀,错误;D项,酸性:H2CO3>>HCO3-,故步骤4中CO2与苯酚钠反应生成苯酚和NaHCO8.下图为探究Na2O2与水反应的实验。已知:H2O2H++HO2-;HO2-H+A.①④实验中均只发生了氧化还原反应B.③和④实验说明Ksp(BaO2)<Ksp(BaSO4)C.⑤实验中说明H2O2具有氧化性D.②⑤实验中产生的气体能使带火星的木条复燃,说明Na2O2与水反应有H2O2生成答案DA项,①中的反应机理为Na2O2与水反应生成H2O2与NaOH,H2O2分解生成H2O和O2,④中BaO2与稀硫酸反应生成H2O2和BaSO4沉淀,H2O2分解生成H2O和O2,因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应,错误;B项,④中BaO2与稀硫酸反应生成H2O2和BaSO4沉淀,证明BaO2溶于酸,BaSO4不溶于酸,不能说明Ksp(BaO2)<Ksp(BaSO4),错误;C项,⑤中产生的气体为O2,H2O2中氧元素化合价升高,作还原剂,具有还原性,错误;D项,②⑤实验中产生的气体能使带火星的木条复燃,说明Na2O2与水反应有H2O2生成,正确。9.实验室模拟制备亚硝酰硫酸(NOSO4H)的反应装置如图所示。下列关于实验操作或叙述错误的是()已知:①亚硝酰硫酸为棱形结晶,溶于硫酸,遇水易分解;②反应原理为SO2+HNO3SO3+HNO2、SO3+HNO2NOSO4H。A.浓硝酸与浓硫酸混合时,是将浓硫酸慢慢滴加到浓硝酸中,边加边搅拌B.装置B和D中的浓硫酸的作用是防止水蒸气进入C导致亚硝酰硫酸分解C.冷水的温度应控制在20℃左右,太低,反应速率太慢;太高,硝酸易分解、SO2逸出D.实验时用98%的浓硫酸代替70%的H2SO4产生SO2速率更快答案DA项,浓硝酸与浓硫酸混合时,应将浓硫酸慢慢滴加到浓硝酸中,且边加边搅拌,正确;B项,亚硝酰硫酸遇水易分解,装置B、D中的浓硫酸的作用是防止装置A、E中的水蒸气进入装置C中,正确;C项,为保证反应速率不能太慢,同时又要防止温度过高硝酸分解、SO2逸出,故冷水的温度应控制在20℃左右,正确;D项,98%的浓硫酸难电离出H+,产生SO2的速率更慢,错误。10.下列实验过程可以达到实验目的的是()选项实验目的实验过程A配制0.4mol/L的NaOH溶液称取2.0g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,立即转移至500mL容量瓶中定容B制取纯净的氯气MnO2和浓盐酸共热,将生成的气体通过饱和食盐水,然后收集C制备Fe(OH)3胶体将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中,继续煮沸至液体呈红褐色D探究SO2的漂白性向溴水中通入SO2,观察溶液颜色变化答案CA项,不能立即转移,应冷却至室温再转移,错误;B项,此方法收集到的氯气中会混有水蒸气,错误;D项,SO2使溴水褪色是因为二氧化硫具有还原性,错误。11.碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症,其制备反应的化学方程式为2LaCl3+6NH4HCO3La2(CO3)3↓+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O。某化学兴趣小组利用如图所示装置模拟制备碳酸镧。下列说法错误的是()XYZWA.导管的连接顺序为f→a→b→d→e→cB.X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液C.球形干燥管的作用为防倒吸D.Z中通入气体的方式是先通入足量CO2,后通入过量的NH3答案DA项,由装置可知,W中制备CO2,X除去HCl,Y中制备NH3,在Z中制备碳酸镧,故导管的连接顺序为f→a→b→d→e→c,正确;B项,X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液,其作用为吸收挥发的HCl、同时生成CO2,正确;C项,氨气极易溶于水,球形干燥管的作用为防倒吸,正确;D项,先通入NH3,后通入过量的CO2,NH3在水中溶解度大,CO2在水中溶解度不大,碱性溶液更容易吸收CO2,生成较大浓度的NH4HCO3,错误。12.下列实验过程可以达到实验目的的是()选项实验目的实验过程A配制0.1mol·L-1的FeCl3溶液用托盘天平称取16.25gFeCl3固体加入少量蒸馏水溶解,转移至1000mL容量瓶中定容B探究H2O2的氧化性向盛有2mL酸性KMnO4溶液的试管中滴入H2O2溶液,观察溶液颜色变化C制备纯净的二氧化硫向Na2SO3中加入浓硝酸,产生的气体通过浓硫酸DFe3+与I-所发生的反应为可逆反应取5mL0.1mol·L-1KI溶液,加入1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液,萃取分液后,向水层滴入KSCN溶液,溶液变成红色答案D托盘天平精确度是0.1g,无法称量16.25gFeCl3固体,A项错误;酸性KMnO4溶液具有强氧化性,会将H2O2氧化,体现了H2O2的还原性,B项错误;浓硝酸具有强氧化性,能将Na2SO3氧化为Na2SO4,C项错误;故选D。13.某化学兴趣小组利用药品铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液,用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是()A.仪器1中应该盛放稀硫酸B.本实验通过控制A、B、C三个开关,将仪器中的空气排尽后,先关闭开关A,再打开开关B就可观察到氢氧化亚铁的颜色C.实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中,可在仪器2底部放上一块吸铁石D.本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态答案B将仪器中的空气排尽后,应先关闭开关B,再打开开关A,利用生成的H2使2中压强增大,将FeSO4溶液压入3中与NaOH溶液反应,可较长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀,B项错误。14.实验室用干燥、纯净的氯气和二氧化硫合成硫酰氯(SO2Cl2),装置如图所示(夹持仪器已省略)。已知:SO2Cl2熔点-54.1℃,沸点69.1℃,潮湿环境易水解产生白雾,受热易分解为SO2和Cl2。下列说法错误的是()A.M为蛇形冷凝管,实验中应从a口进冷水B.N中盛放碱石灰,其作用是除去未反应的SO2和Cl2,并防止外界水蒸气进入装置C.乙和丙装置中分别盛放饱和食盐水和浓硫酸D.丁中发生反应的离子方程式为ClO3-+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2答案CM为蛇形冷凝管,冷凝水是下进上出即a口进冷水,A项正确;SO2和Cl2都会污染环境,N中盛放碱石灰,其作用是除去未反应的SO2和Cl2,并防止外界水蒸气进入装置,B项正确;丁中生成的Cl2通往甲中反应时应先除去挥发出的HCl气体,再除去水蒸气,因此乙和丙装置中分别盛放浓硫酸和饱和食盐水,C项错误;丁中是制取氯气的反应,其反应的离子方程式为ClO3-+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H215.下列实验操作、现象和结论都正确的是()选项实验操作现象结论A向无水乙醇中加入浓硫酸并加热,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液溶液紫红色褪去产生了乙烯气体B向某溶液中滴加浓盐酸,将产生的气体通入石蕊试液溶液先变红后褪色溶液中含有SO3HSOC室温下,测定浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONa与HCOONa溶液的pHCH3COONa溶液的pH大结合H+的能力:HCOO-<CH3COO-D向1mL蛋白质溶液中逐滴加入饱和硫酸铵溶液出现沉淀蛋白质发生变性答案CA项,产生的SO2及乙醇蒸气均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,错误;B项,SO2只能使石蕊试液变红,不能使其褪色,错误;C项,相同浓度的CH3COONa溶液的pH比HCOONa溶液的大,说明酸性:CH3COOH<HCOOH,即给出H+的能力:CH3COOH<HCOOH,则结合H+的能力:CH3COO->HCOO-,正确;D项,蛋白质发生的是盐析,错误。疑难突破B项,石蕊试液先变红后褪色,产生的气体可能是Cl2,则原溶液中含有能将Cl-氧化成Cl2的离子,如ClO-、MnO4-、Cr216.为探究溴乙烷与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应,甲、乙、丙三名同学分别设计如下三个实验方案:甲:向反应混合液中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了消去反应。乙:向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH,然后再滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,则可证明发生了消去反应。丙:向反应混合液中滴入酸性KMnO4溶液,若溶液颜色变浅,则证明发生了消去反应。则有关上述实验方案叙述()A.甲正确B.乙正确C.丙正确D.上述实验方案都不正确答案DA项,反应混合液中存在NaOH,Br2与NaOH反应而褪色,不能说明发生了消去反应,甲错误;B项,溴乙烷发生水解反应也会有此现象,不能说明发生了消去反应,乙错误;C项,反应混合液中的醇也可以使酸性KMnO4溶液颜色变浅,不能说明发生了消去反应,丙错误;故选D。17.下列实验操作和现象及结论均正确的是()选项实验操作和现象结论A用pH试纸测定NaCl和NaF溶液的pH,pH(NaCl)<pH(NaF)F元素非金属性强于ClB用聚光束照射淀粉溶液看到一条光亮的通路淀粉分子的直径大于10-7mC向某无色溶液中滴加氯化铁溶液和四氯化碳,振荡后静置,下层呈紫色可确定原溶液中含有I-D向1mL0.1mol·L-1NaOH溶液中加入2mL0.1mol·L-1CuSO4溶液,振荡后滴加0.5mL某有机溶液,加热未出现红色沉淀该有机物不含有醛基答案CA项,元素非金属性越强,其气态氢化物水溶液的酸性不一定越强,错误;B项,实验现象说明淀粉溶液属于胶体,淀粉分子的直径介于10-7m~10-9m之间,错误;C项,下层呈紫色,说明有I2生成,故可确定原溶液中含有I-,正确;D项,NaOH的量不足,生成的是碱式硫酸铜,不能得到Cu(OH)2碱性悬浊液,未出现红色沉淀,不能说明该有机物不含有醛基,错误。18.下列方案设计、现象和结论都正确的是()目的方案设计现象和结论A检验电解法制备的氯气电解饱和食盐水,用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阴极产生的气体若试纸变蓝色,则说明有氯气产生B探究H2O2和Fe3+的氧化性强弱将稀硫酸酸化的H2O2加入Fe(NO3)2溶液中若溶液出现黄色,则说明H2O2的氧化性比Fe3+强C探究CH3COOH和HClO的Ka大小用pH试纸分别测定0.1mol·L-1CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH若pH(NaClO)>pH(CH3COONa),则说明Ka(CH3COOH)>Ka(HClO)D探究有机物基团之间的相互影响取三支试管各加入等量的己烷、苯、甲苯,分别加入几滴等量的酸性KMnO4溶液(必要时可以稍稍加热),再观察现象若加入甲苯中的溶液褪色,其他两支试管中的溶液不褪色,则说明苯环对甲基有影响,使甲基更易被氧化答案DA项,应该用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极产生的气体,错误;B项,在酸性条件下,NO3-也能将Fe2+氧化为Fe3+,应将Fe(NO3)2换成FeSO4或FeCl2,错误;C项,NaClO溶液有强氧化性,会漂白pH试纸,无法用pH试纸测定NaClO溶液的pH,错误;D项,甲苯、己烷中都含有甲基,加入甲苯中的KMnO19.(根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是()选项实验操作和现象结论A在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,有沉淀生成酸性:H2SO3>HClOB钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛满CO2的集气瓶中,产生大量白烟且瓶内有黑色颗粒产生CO2有氧化性C将FeCl2溶液滴入酸性KMnO4溶液中,紫红色褪去Fe2+有还原性D向淀粉溶液中加适量20%的H2SO4溶液,加热;待冷却后加入NaOH溶液至中性,再滴加少量碘水,溶液变蓝淀粉未水解答案BSO2溶于水生成SO32−,继而被氧化成SO42−,无法得出题干给出的结论,A项错误;CO20.化学是以实验为基础的学科。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是()选项操作或做法目的A往FeCl3溶液中加入稀硝酸除去溶液中的Fe2+,提纯FeCl3溶液B往浓硫酸中依次加乙醇和乙酸,加热制备乙酸乙酯C将灼烧后的铜丝插入无水乙醇中检验乙醇的还原性D往不同浓度H2C2O4溶液中分别加过量的KMnO4溶液探究浓度对反应速率的影响答案CA项,加入硝酸引进新的杂质,错误;B项,浓硫酸的密度大于乙醇和乙酸的密度,且混合过程中会放出大量热,故应将浓硫酸加入乙醇和乙酸中,错误;C项,铜丝灼烧生成的CuO,可以氧化乙醇生成乙醛,铜丝变成紫红色说明乙醇具有还原性,正确;D项,过量的KMnO4溶液将H2C2O4溶液全部消耗不能准确观察到颜色变化,错误。21.化学是以实验为基础的科学。下列实验操作和现象所得的结论正确的是()选项实验操作现象结论A室温下,向等体积、等pH的HA溶液和盐酸中分别加入等量NaOH溶液,测混合后溶液的pH混合后溶液的pH:HA溶