2023高考化学大二轮复习-专题四-化学实验-第16讲-实验方案设计与评价练习

PAGEPAGE1第16讲实验方案设计与评价1．(2023·济宁二模)以下实验“实验操作和现象〞与“结论〞都正确的选项是(D)选项实验操作和现象结论A分别测定饱和NaClO溶液与饱和CH3COONa溶液的pH，pH(NaClO)>pH(CH3COONa)ClO－结合H＋的能力比CH3COO－的强B25℃时，向pH等于2的醋酸溶液中参加少量0.01mol·L－1的稀盐酸，溶液的pH会变小醋酸的电离程度增大C将稀硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中，溶液变黄色氧化性：H2O2>Fe3＋D向2mL2%NaOH溶液中参加1mL1%CuSO4溶液，振荡后滴加0.5mL5%葡萄糖溶液，加热至沸腾，出现红色沉淀葡萄糖中含有醛基[解析]NaClO溶液会发生水解，产生少量的HClO，HClO具有漂白性，因此不能到达实验目的，A项错误。向pH等于2的醋酸溶液中参加少量0.01mol·L－1的稀盐酸，两溶液pH相同，混合后氢离子浓度不变，醋酸电离平衡不移动，B项错误。硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中，NOeq\o\al(－,3)在酸性环境中具有强氧化性，能把Fe2＋氧化为Fe3＋，不能证明H2O2的氧化性大于Fe3＋，C项错误。硫酸铜与氢氧化钠溶液反响时，氢氧化钠过量，溶液呈碱性，新制的氢氧化铜用于检验葡萄糖中的醛基，反响出现红色沉淀，D项正确。2．(2023·太原二模)以下实验操作、现象和对应的实验结论均正确的选项是(B)选项实验操作和现象实验结论A．检验某溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)时，向溶液中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)B．检验输送氯气的管道是否发生泄漏时，用一根玻璃棒蘸取浓氨水，然后靠近管道有白色烟产生时说明管道发生泄漏C．检验FeCl3溶液中是否含有Fe2＋时，向溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液变为无色该溶液中一定含有Fe2＋D．向2mL0.1mol·L－1硝酸银溶液中参加1mL0.1mol·L－1NaCl溶液，出现白色沉淀，再参加几滴0.1mol·L－1Na2S溶液，有黑色沉淀生成该现象说明相同温度下，Ksp(Ag2S)<Ksp(AgCl)[解析]参加盐酸酸化的氯化钡溶液产生的沉淀也可能是氯化银，A项错误。浓氨水能挥发出氨气，如果管道发生泄漏，那么逸出的氯气与氨气反响生成氯化铵和氮气，能看到白烟，B项正确。检验FeCl3溶液中是否含有Fe2＋时，向溶液中滴加酸性KMnO4溶液，如果溶液红色褪去那么可证明有亚铁离子，溶液变为无色是不可能的，因为氯化铁溶液本身就显黄色，Cl－也使液性KMnO4褪色，C项错误。硝酸银与氯化钠反响后还有剩余，硫化钠可与溶液中的银离子直接反响，无法证明哪种沉淀的溶度积更小，D项错误。3．(2023·青岛二模)以下所述实验中，现象和结论均正确的选项是(B)选项实验现象结论A．将硝酸亚铁参加稀硫酸中充分反响后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈红色硫酸有强氧化性B．NaAlO2溶液中滴入NaHCO3产生白色沉淀酸性：HCOeq\o\al(－,3)>Al(OH)3C．Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液变红能水解的盐溶液中的水的电离度一定比纯水的大D．将少量氯水滴在淀粉－KI试纸上试纸中间褪色，试纸边缘变蓝氯气既有氧化性又有漂白性[解析]在酸性溶液中硝酸根具有强氧化性，把亚铁离子氧化为铁离子，A项错误。产生白色沉淀说明偏铝酸根能结合碳酸氢根电离出的氢离子，因此酸性HCOeq\o\al(－,3)>Al(OH)3，B项正确。能水解的盐溶液中的水的电离度不一定比纯水的大，例如亚硫酸氢钠溶液，C项错误。氯水滴在淀粉－KI试纸上，试纸变蓝但不能褪色，且氯气没有漂白性，溶于水生成的次氯酸具有漂白性，D项错误。4．(2023·洛阳三模)以下由实验现象得出的结论正确的选项是(D)选项实验及现象结论A向AgNO3和AgCl的浊液中滴入0.1mol/LNa2S溶液，生成黑色沉淀Ag2S的溶度积比AgCl的小B将光亮镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，产生大量气泡，同时将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝反响产生的气体一定是NH3C向溶液X中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液，出现白色沉淀溶液X中一定含有SOeq\o\al(2－,4)D将铜粉参加1.0mol/LFe2(SO4)3溶液中，溶液变蓝说明氧化性Fe3＋>Cu2＋[解析]AgNO3溶液中滴加Na2S溶液也能生成黑色Ag2S沉淀，A项错误。NH4Cl溶液因NHeq\o\al(＋,4)的水解显酸性，参加镁条生成的气体可能是氢气和氨气的混合气体，B项错误。向溶液X中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，溶液X中可能含SOeq\o\al(2－,4)或SOeq\o\al(2－,3)，或二者均有，C项错误。将铜粉参加1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中，溶液变蓝，说明溶液中Fe3＋能氧化铜，生成Cu2＋，即氧化性Fe3＋>Cu2＋，D项正确。5．(2023·潍坊一模)某化学实验小组欲用以下装置制备纯洁的氯气及含氯化合物，并探究其性质。(1)欲制备并收集一瓶纯洁的氯气，选择上图中适宜的装置，其连接顺序为_a(或b)、g、h、e、f、i、j、d(或m)__(按气流方向，用小写字母表示)。根据选择的装置，写出制备氯气的化学方程式：a对应：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2Ob对应：2KMnO4＋16HCl=2KCl＋MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。(2)取100mL氯气与NaOH溶液反响生成的“84〞消毒液，持续通入过量的SO2，溶液中开始出现黄绿色，后黄绿色逐渐褪去。溶液变为黄绿色的可能原因是：①溶液中Cl－与ClO－反响所致，设计实验方案确认这种可能性：_取少量“84〞消毒液于试管中，滴加稀硫酸，观察溶液颜色变为黄绿色__。②2ClO－＋SO2=Cl2＋SOeq\o\al(2－,4)所致(用离子方程式表示)。向反响后的溶液中先参加足量稀盐酸，再参加足量氯化钡溶液，经过滤、洗涤、枯燥、称量，所得沉淀的质量为wg，那么溶液中NaClO的物质的量浓度为eq\f(20w,233)mol·L－1。(3)在加热条件下，氯气与NaOH溶液反响生成NaClO3和NaCl等，写出反响的离子方程式：3Cl2＋6OH－=ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋3H2O。实验小组设计以下图装置(加热装置略去)验证NaClO3的性质。：2NaClO3＋Na2C2O4＋2H2SO4(稀)=2ClO2↑＋2CO2↑＋2Na2SO4＋2H2O；ClO2与氯气的化学性质相似。控制装置A中分液漏斗活塞，缓慢滴加稀硫酸，观察到B装置中的现象是_溶液变蓝__；装置C吸收的物质是_ClO2和CO2__。[解析](1)欲制备并收集纯洁的氯气，二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下生成氯气，该反响为固液反响，需要加热，选A制Cl2，KMnO4固体和浓盐酸在不加热条件下就能生成氯气，该反响为固液反响，不需要加热，选B制Cl2，E除HCl，D枯燥，F收集Cl2，C或G除去尾气，应选用装置连接顺序为a(或b)、g、h、e、f、i、j、d(或m)，a对应：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，b对应：2KMnO4＋16HCl=2KCl＋MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。(2)①假设为溶液中Cl－与ClO－反响使溶液为黄绿色，应取少量“84〞消毒液于试管中，滴加稀硫酸，观察溶液颜色变化。②反响的离子方程式为2ClO－＋SO2=Cl2＋SOeq\o\al(2－,4)；设NaClO的物质的量为xmol，那么2NaClO～SOeq\o\al(2－,4)～BaSO42mol233gxwgx＝2w/233molc(ClO－)＝eq\f(\f(2w,233)mol,0.1L)＝eq\f(20w,233)mol·L－1。(3)在加热条件下，氯气与NaOH溶液反响生成NaClO3，离子方程式为3Cl2＋6OH－=ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋3H2O；控制装置A中分液漏斗活塞，缓慢滴加稀硫酸，ClO2将I－氧化为I2，I2能使淀粉溶液呈蓝色，观察到B装置中的现象是溶液变蓝，装置C吸收的物质是ClO2和CO2。6．(2023·保定二模)碱式碳酸镁可用于牙膏、医药、化装品等工业，化学式为4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，某碱式碳酸镁中含有SiO2杂质，为测定其纯度。某兴趣小组设计了如下几个方案：方案Ⅰ取一定质量的样品，与硫酸充分反响，通过测定CO2的质量计算纯度。(1)乙中发生反响的方程式为4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O＋5H2SO4=5MgSO4＋11H2O＋4CO2↑。(2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a_debcb__，丁的作用是_除去CO2中的水蒸气__。(3)当样品充分反响完后，缓慢通入空气的目的是_将装置中残留的CO2全部赶出被完全吸收__。方案Ⅱ①称取碱式碳酸镁样品mg；②将样品充分高温煅烧，冷却后称量；③重复操作②，测得剩余固体质量为m1g(用托盘天平称量)。(4)以下仪器中，该方案不会用到的是_E__。(5)判断样品完全分解的方法是_样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差0.1_g以内__；本实验至少需要称量_4__次。(6)有同学认为方案Ⅱ高温煅烧的过程中会发生MgCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))MgSiO3＋CO2↑，会导致测定结果有误，你认为这位同学的观点正确吗？_错误__(填“正确〞或“错误〞)，请说明自己的理由：_该反响的发生不影响生成CO2和水蒸气的量__。[解析](1)乙中发生反响的化学方程式为4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O＋5H2SO4=5MgSO4＋11H2O＋4CO2↑。(2)通过浓硫酸除去水蒸气，通过枯燥管吸收二氧化碳；气体通过枯燥管的方向是“粗进细出〞；为了防止空气中水蒸气、二氧化碳进入吸收二氧化碳的枯燥管，需要再连接一个枯燥管，故仪器接口的连接顺序为adebcb，丁的作用是除去CO2中的水蒸气。(3)当样品充分反响完后，缓慢通入空气的目的是将装置中残留的CO2全部赶出被完全吸收。(4)该方案不会用到的是E。(5)判断样品完全分解的方法是样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差0.1g以内；本实验加热前需要称量坩埚的质量、坩埚与药品的质量和，加热至质量恒重，至少称量两次，一共至少需要称量4次。(6)错误。理由：该反响的发生不影响生成CO2和水蒸气的量。7．(2023·汕头二模)实验室制取乙酸丁酯的装置有如下图两种装置供选择：有关物质的物理性质如下表：乙酸1－丁醇乙酸丁酯熔点(℃)16.6－89.5－73.5沸点(℃)117.9117126.3密度(g/cm3)1.050.810.88水溶性互溶可溶(9g/100g水)微溶(1)制取乙酸丁酯的装置应选用_乙__(填“甲〞或“乙〞)。不选另一种装置的理由是_由于反响物乙酸、1－丁醇的沸点低于产物乙酸丁酯的沸点，假设采用甲装置，会造成反响物的大量挥发，降低了反响物的转化率，乙装置含有冷凝回流装置，可以冷凝回流反响物，提高反响物的转化率，所以选乙装置__。(2)该实验生成物中除了主产物乙酸丁酯外，还可能生成的有机副产物有(写出结构简式)_CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3__、CH3CH2CH=CH2。(3)酯化反响是一个可逆反响，为提高1－丁醇的利用率，可采取的措施是_增加乙酸浓度、减小生成物浓度(或移走生成物)__。(4)从制备乙酸丁酯所得的混合物中别离、提纯乙酸丁酯时，需要经过多步操作，以下图示的操作中，肯定需要的化学操作是_AB__(填选项字母)。(5)有机物的别离操作中，经常需要使用分液漏斗等仪器。使用分液漏斗前必须_检查是否漏水或堵塞__；某同学在进行分液操作时，假设发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还可能_分液漏斗上口玻璃塞未翻开(或漏斗内部未与大气相通，或玻璃塞上的凹槽未与漏斗口上的小孔对准)__。[解析](1)由于反响物乙酸、1－丁醇的沸点低于产物乙酸丁酯的沸点，假设采用甲装置，会造成反响物的大量挥发，降低了反响物的转化率，乙装置含有冷凝回流装置，可以冷凝回流反响物，提高反响物的转化率，所以选乙装置。(2)因为1－丁醇在浓硫酸、加热条件下可以发生消去反响和分子间脱水反响，所以可能生成的副产物有CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH=CH2。(3)①增加乙酸浓度，②减小生成物浓度(或移走生成物)。(4)反响后的混合物中，乙酸能和水互溶，1－丁醇能溶于水。所以可参加饱和碳酸钠溶液振荡，进一步减少乙酸丁酯在水中的溶解度，然后分液可得乙酸丁酯，故肯定需要化学操作是AB。(5)使用分液漏斗前必须应检查是否漏水或堵塞；假设液体流不下来，可能分液漏斗上口玻璃塞上的凹槽未与漏斗口上的小孔对准，或漏斗内部未与外界大气相通，液体滴下时，分液漏斗内的压强减小，液体逐渐难以滴下，或者玻璃塞未翻开，液体不能滴下。8．(2023·山东烟台模拟)氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物，沸点为77℃，在农药、制药行业中用途广泛。SOCl2遇水剧烈反响，液面上产生白雾，并带有刺激性气味的气体产生。实验室合成原理：SO2＋Cl2＋SCl2=2SOCl2，局部装置如下图，答复以下问题：(1)仪器c的名称是_球形冷凝管__，装置f的作用是_吸收逸出的有毒气体Cl2、SO2，防止空气中的水蒸气进入反响装置，防止SOCl2水解__。(2)实验室制Cl2的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)SOCl2与水反响的化学方程式为SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑。蒸干AlCl3溶液不能得到无水AlCl3，使SOCl2与AlCl3·6H2O混合加热，可得到无水AlCl3，试解释原因：_AlCl3溶液易水解，AlCl3·6H2O与SOCl2混合加热，SOCl2与AlCl3·6H2O中的结晶水作用，生成无水AlCl3、SO2和HCl气体，SOCl2吸水，产物SO2和HCl抑制AlCl3水解__。(4)以下四种制备SO2的方案中最正确选择是_丁__。(5)装置e中产生的Cl2经过d后进入三颈烧瓶，请在d的虚线框内画出所需实验装置图，并标出试剂。(6)试验结束后，将三颈烧瓶中混合物别离开的实验操作是_蒸馏(答分馏、精馏均可)__；(SCl2的沸点为50℃)假设反响中消耗的Cl2的体积为896mL(已转化为标准状况，SO2足量)，最后得到纯洁的SOCl24.76g，那么SOCl2的产率为_50.0%__(保存三位有效数字)。(7)别离产物后，向获得的SOCl2中参加足量NaOH溶液，振荡、静止得到无色溶液W，检验溶液W中存在的Cl－的方法是_取少量W溶液于试管中，参加过量Ba(NO3)2溶液，静置，取上层清液，滴加HNO3酸化，再参加AgNO3溶液，产生白色沉淀