《高中化学》10.4实验方案的设计与评价-高考化学一轮复习复习阶段测试

PAGEPAGEPAGE110.4实验方案的设计与评价——2025届高考化学一轮复习一站式复习之阶段训练1.实验室分离和的流程如下。已知在浓盐酸中生成黄色配离子，该配离子在乙醚（，沸点34.6℃）中生成缔合物。下列说法错误的是()A.萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向下B.分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出C.分液后水相为无色，说明已达到分离目的D.蒸馏时选用直形冷凝管2.某化学实验小组为探究氯气漂白原理，设计了如图所示的实验装置。下列说法错误的是()A.将a中液体挤入b中发生反应（浓）B.c的作用是干燥反应产生的气体，故可以用碱石灰代替无水C.当e中充满黄绿色气体时，品红试纸不褪色，推动注射器，向e中加水，品红试纸褪色D.注射器在实验中除了向e中加水外，还可以储存尾气，防止污染空气3.是常见的食盐加碘剂，某小组制备晶体的流程如下：已知：①碘易溶于乙醚，乙醚的沸点为34.5℃，易燃。②在水中的溶解度：20℃时为8.1g，80℃时为21.8g；难溶于乙醇。下列说法错误的是()A.步骤③用到的玻璃仪器只有酒精灯、蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶B.步骤④判断氧化反应已完全的方法是反应液褪色（颜色忽略不计）C.步骤⑦可用KOH溶液进行中和D.步骤⑧后，往滤液中加入一定量乙醇，再次抽滤，可提高产率4.下列有关实验现象、结论与实验操作相互匹配的是()选项实验操作实验现象实验结论A向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉KI溶液溶液先变橙色，后变蓝色氧化性：B将铁锈溶于浓盐酸，再滴入溶液溶液紫色褪去铁锈与浓盐酸反应生成亚铁离子C室温下，用pH试纸分别测定等物质的量浓度的NaCN溶液和溶液的pHNaCN溶液对应的pH更大酸性：HCN<D两个试管各盛4mL0.1酸性高锰酸钾溶液，分别加入2mL0.1草酸溶液和2mL0.2草酸溶液加入0.2草酸溶液的试管中溶液褪色更快其他条件相同，反应物浓度越大，反应速率越快5.三氯化铬（）为紫色晶体，熔点为83℃，易潮解，易升华，不易水解，高温下易被氧气氧化，实验室用和（沸点76.8℃）在高温下制备三氯化铬，部分实验装置如图所示（夹持装置略），下列说法正确的是()A.在反应中作氧化剂B.石棉绳的作用是保温，防止凝华堵塞导管C.实验时应先点燃B处酒精喷灯，再通X气体D.X气体可为空气6.某化学兴趣小组为探究酸性高锰酸钾溶液与铜的反应，设计实验如下：在培养皿中加入足量的酸性高锰酸钾溶液，放入铜珠。实验结果如下表所示。实验现象一段时间后，培养皿中由铜珠向外侧依次呈现：Ⅰ区澄清且紫色褪色明显Ⅱ区底部覆盖棕黑色固体Ⅲ区澄清且紫色变浅已知在酸性溶液中不能稳定存在：。下列说法中正确的是()A.Ⅰ区铜反应后的主要产物可能是，也可能是B.Ⅱ区棕黑色固体是，由铜与酸性高锰酸钾溶液反应产生C.Ⅲ区紫色变浅说明在Ⅲ区也发生了氧化还原反应D.如果酸性高锰酸钾溶液大大过量，所有反应完全后，产物中可能没有7.常用作杀虫剂、煤染剂，在工业上用途广泛。常温下该物质可溶于水，难溶于乙醇，在空气中易与水和反应，受热时易发生分解。实验室制备该晶体并测定样品中含量，过程如下。Ⅰ.氨水的制备制备，再用水吸收配制一定浓度的氨水。（1）下列装置中可用于实验室制备氨气的装置有_________（填序号）。Ⅱ.溶液的制取将稀硫酸加入铜屑中，不反应，再加入适量溶液，反应生成硫酸铜。（2）请写出反应的化学方程式：___________。（3）为加快反应速率需要提高溶液的浓度，可将稀溶液浓缩（操作如图甲），增加减压设备的目的除了加快蒸馏速度，还有_______。Ⅲ.的制备（4）向硫酸铜溶液中加入适量氨水调节溶液pH，产生浅蓝色沉淀，试写出生成此沉淀的离子方程式：_________。（5）继续滴加氨水，浅蓝色沉淀会转化成深蓝色溶液，滴加乙醇，析出深蓝色晶体。采用加入乙醇的方法结晶，而不是浓缩结晶的原因是________。Ⅳ.产品纯度的测定实验装置如图乙，称取0.3400g样品放入圆底烧瓶中，加入80mL水溶解，再加入10%NaOH溶液10.00mL。在锥形瓶中，准确加入标准溶液36.00mL，放入冰水浴中冷却。先大火后小火加热烧瓶，并保持微沸1h左右。取出插入HCl溶液中的导管，从冰水浴中取出锥形瓶，滴加2滴0.1%甲基红溶液，用标准溶液滴定剩余溶液，消耗NaOH标准溶液28.00mL。（6）烧瓶中液体保持微沸状态1h的目的是________。（7）样品中的质量分数为_______（保留两位有效数字）。8.铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色，小组同学探究其成因。（1）铜片溶解的化学方程式为_______。【初步实验】甲同学提出猜想：仅仅是因为气体溶解后，溶液颜色和气体颜色叠加形成鲜草绿色，进行实验1-1及1-2予以验证。实验1-1：取5mL反应后混合液于一个试管内，按一定的气体流速将和混合气体通入，有大量红棕色气体逸出，约25min后溶液转为蓝色。实验1-2：取5mL反应后混合液于另一个试管内，按与实验1-1中相同的气体流速将空气通入，有大量红棕色气体逸出，约5min后溶液转为蓝色。（2）乙同学根据以上2个实验现象证明甲同学猜想不成立，理由是_______。【深入研究】分别向四个试管内依次加入下列试剂后，同时插入铜丝并记录实验现象，如表。编号现象2-11000快速反应，异常剧烈，溶液为鲜草绿色2-21300快速反应，异常剧烈，溶液为鲜草绿色2-31030反应较慢，溶液为蓝色，没有绿色出现2-41003反应较慢，溶液为蓝色，没有绿色出现已知：①尿素的化学式为，其中C的化合价为+4②该条件下，浓硝酸与尿素溶液不反应③金属和浓硝酸反应过程中有生成，可大大加快金属与浓硝酸反应的速率。其原理为第一步：第二步：Cu+……第三步：（3）补全上述原理的第二步反应：_______。（4）因为发生化学反应：，所以实验2-4中反应速率较慢。上述实验可以说明反应过程中的对反应速率有一定影响。丙同学设计实验3，能证明反应混合液的鲜草绿色与有关。（5）实验3：向一个试管内加入5滴稀，加入溶液振荡后再滴加溶液，现象是_______。（6）实验2-3和实验2-4分别证明了具有_______性、_______性，这与其核心元素化合价密切相关。（7）解释实验1-1和1-2的现象差异_______。9.四氯化钛（）是制取航天工业材料一钛合金的重要原料。实验室以和为原料制取液态的装置如图所示（部分夹持装置省略）。①反应原理：。②反应条件：无水无氧且加热。已知：有关物质的性质如表所示。物质熔点/℃沸点/℃其他-2376与互溶-25136遇潮湿空气产生白雾，在550℃时能被氧气氧化请回答下列问题：（1）装置A中滴加稀硫酸的仪器的名称是________，装置E中水浴为_______（填“冷”或“热”）水浴。（2）的作用是________________。（3）实验开始时，缓慢滴入稀硫酸，能证明已排尽装置中空气的实验现象是________________。（4）C中水浴加热的目的是_______________。（5）从E中收集瓶中产物中分离出的实验方法是_______________。（6）与互溶的原因是_______________。10.在空气中易被氧化。某小组探究绿矾（）和莫尔盐[]在空气中的稳定性。实验一：探究绿矾和莫尔盐溶液的稳定性。分别配制0.1A、B两种溶液[其中A表示，B表示]，露置于空气中一段时间，并检验其中的含量，结果如表所示。编号新配制1h后pH性状酸化后滴入等量KSCN溶液pH性状酸化后滴入等量KSCN溶液pH性状A3.9无色溶液几乎无色3.4黄色溶液变红3.3红褐色沉淀B3.9无色溶液几乎无色3.3黄色溶液变红3.2红褐色沉淀（1）新配制的A溶液pH<7，原因是发生了水解，离子方程式是_______。（2）常温时，0.1溶液pH=5.0，则B溶液中水解程度：_______（填“>”“<”或“=”），因此新配制的A、B溶液pH几乎相同。（3）放置24h后溶液pH均减小，写出该过程中被空气氧化的离子方程式：_______。上述实验说明A、B两种溶液中的的稳定性差异不大。实验二：探究绿矾和莫尔盐晶体的稳定性。分别将两种晶体放置在不同条件下数天，并检验其中的含量，实验记录如表所示。编号ⅰⅱⅲⅳ实验条件露置密闭容器潮湿的盛有干燥剂的密闭容器实验现象及结果绿矾晶体逐渐变白，进而出现土黄色；含量很多无明显变化；含量非常少密闭容器晶体结块，颜色不变；含量非常少晶体逐渐变白，最终出现淡黄色；含量很多莫尔盐无明显变化；含量非常少无明显变化；含量非常少晶体略结块，颜色不变；含量非常少无明显变化；含量很少（4）上述实验说明，相同条件下，两种晶体在空气中稳定性更强的是_________。（5）甲同学推测绿矾在实验ⅱ中的实验现象及结果与实验ⅰ中的不同，可能是容器中不足造成的。乙同学经过对比，分析该推测不成立，其理由是_________。（6）该小组同学根据实验现象及结果进而推测绿矾易被氧化与其失去结晶水有关。①绿矾晶体失去结晶水的实验现象是_________。②莫尔盐晶体中_________（填离子符号）的存在使结晶水不易失去；该离子与分子之间可能存在的作用力是_________。（7）经过对两种晶体结构的比较，分析莫尔盐在空气中更稳定，除了上述原因外，还可能的原因：莫尔盐晶体中离子间的空隙较小，_________。答案以及解析1.答案：A解析：萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向上，A错误；分液时，密度大的液体在下层，密度小的液体在上层，为了避免上下层液体混合，应先将下层液体由分液漏斗下口放出，下层液体放完后，密度小的上层液体再从分液漏斗上口倒出，B正确；在浓盐酸中生成黄色配离子，该配离子在乙醚中生成缔合物，乙醚与水不互溶，故分液后水相为无色，则水相中只含有，说明已经达到分离目的，C正确；蒸馏时选用直形冷凝管，尽可能使馏分转移到锥形瓶中，减小在冷凝管中的残留，D正确。2.答案：B解析：与浓盐酸反应的化学方程式为（浓），A正确；氯气能与碱石灰反应，c中固体不能用碱石灰代替，B错误；干燥的不能使品红试纸褪色，加水后，与水反应产生的次氯酸能使品红试纸褪色，C正确；注射器在实验中除了向e中加水外，还可以储存尾气，防止污染空气，D正确。3.答案：A解析：蒸馏用到的玻璃仪器有酒精灯、温度计、蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶，A错误；碘水是棕黄色，与溶液反应生成和，故判断氧化反应已完全的方法是反应液褪色，B正确；KOH与反应生成产品，可用KOH溶液进行中和，C正确；因为难溶于乙醇，往滤液中加入一定量乙醇，再次抽滤，可提高的产率，D正确。4.答案：C解析：实验氯水过量，不能证明氧化性：，A错误；浓盐酸中含有氯离子，也能使溶液褪色，B错误；两个试管中均过量，褪色不明显，D错误。5.答案：B解析：B装置中发生反应，该反应不是氧化还原反应，A错误；三氯化铬（）熔点为83℃，易潮解，易升华，故石棉绳的作用是保温，防止凝华堵塞导管，B正确；实验时应先通X气体，再点燃B处酒精喷灯，以防止高温时被氧气氧化，C错误；X气体可以为氮气，氮气不能氧化三氯化铬且充入氮气能使反应物进入装置B中进行反应，空气中的氧气会氧化，D错误。6.答案：D解析：Cu被氧化只会生成和，已知在酸性溶液中不能稳定存在，故Ⅰ区铜反应后的主要产物为，则A错误；Ⅰ区反应为，生成的向外扩散，Ⅲ区的向内扩散，二者在Ⅱ区相遇发生反应：，则B错误；结合B项可知，Ⅲ区浓度减小，溶液颜色变浅，则C错误；如果酸性高锰酸钾溶液大大过量，可以发生反应，即所有反应完全后，产物中可能没有，则D正确。7.答案：（1）①②④（2）（3）避免分解（4）（5）晶体难溶于乙醇，可溶于水（6）将样品中的全部转移到锥形瓶中参与反应，以减小测定误差（7）20%解析：（1）实验室常用三种方法制备氨气，一是加热氯化铵和氢氧化钙两种固体，发生装置中大试管试管口需略向下倾斜，选①；二是将浓氨水与氧化钙（或氢氧化钠或碱石灰）固液混合制备氨气，选②；三是加热浓氨水，加快氨水挥发制备氨气，选④。（2）具有强氧化性，酸性条件下可将铜氧化，该反应的化学方程式为。（3）由于不稳定，受热易分解，增加减压设备采用减压蒸馏的方式可以加快蒸馏速度并降低水的沸点，避免分解。（4）由题意可知，硫酸铜溶液与氨水反应生成碱式硫酸铜沉淀和硫酸铵，反应的离子方程式为。（5）由题意可知，继续滴加氨水，浅蓝色沉淀会转化为深蓝色硫酸四氨合铜溶液，由题给信息可知，难溶于乙醇，可溶于水，则向深蓝色溶液中加入乙醇，可降低晶体的溶解度，析出深蓝色晶体。（6）先大火后小火加热烧瓶，并保持微沸1h左右，其目的是将样品中的全部转移到锥形瓶中参与反应，以减小测定误差。（7）锥形瓶中加入的HCl总物质的量，与氨气反应后剩余的HCl的物质的量为，因为，所以样品中，，样品中的质量分数为。8.答案：（1）（2）相同气体流速下，溶液变为蓝色所用时间不同（3）（4）1；2；1；；（5）溶液为鲜草绿色（6）还原；氧化（7）1-2中，空气中的氧气将产生的氧化，因此鲜草绿色较快消失解析：（1）铜片与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的化学方程式为。（2）相同气体流速下，溶液变为蓝色所用时间不同，所以不仅仅是因为气体溶解后，溶液颜色和气体颜色叠加形成鲜草绿色。（3）用总反应减去第一步反应和第三步反应得到第二步反应为。（4）根据题目信息可知，参与反应生成氮气，中氮元素化合价降低3，中氮元素化合价升高3，结合氧化还原反应规律及质量守恒配平可得反应。（5）