专题77 实验设计与评价-装置图型 十年（2015-2024）高考化学真题分类汇编(解析版)

2015-2024年十年高考真题汇编PAGEPAGE1专题77实验设计与评价——装置图型考点十年考情(2015-2024)命题趋势考点1针对实验操作2024·甘肃卷、2024·浙江6月卷、2024·山东卷、2024·浙江1月卷、2024·北京卷、2024·江苏卷、2023•全国乙卷、2023•北京卷、2023•浙江省6月选考、2023•海南卷、2022•重庆卷、2022•海南省选择性、2022•湖北省选择性、2022•湖南选择性、2021•河北选择性、2021•广东选择性、2020•山东卷、2020•天津卷、2020•北京卷、2019•天津卷、2018•江苏卷、2016·天津理综化学实验方案的设计与评价是高考中的高频考点，围绕“实验方案”“实验装置”“实验步骤”“实验结果”等几个方面来命题，每个选项提供一幅图片，然后对其分析判断。主要考查中学化学实验基础知识、基本技能和实际实验中的常识，涉及到物质的制备、混合物的分离与提纯、物质及离子的检验、化学反应原理等知识点的考查，能对基本操作的理解和应用，包括实验目的、原理、步骤、信息、实验装置的运用以及数据处理和问题讨论，并能作出分析评价。考点2针对物质制备(2024·广东卷、2023•江苏卷、2022•广东选择性、2021•湖北选择性考试、2020•江苏卷、2018•新课标Ⅰ、2017•江苏卷、2016·江苏卷考点1针对实验操作1．(2024·甘肃卷，6，3分)下列实验操作对应的装置不正确的是()ABCD灼烧海带制海带灰准确量取15.00mL稀盐酸配制一定浓度的NaCl溶液使用电石和饱和食盐水制备C2H2【答案】A【解析】A项，灼烧海带制海带灰应在坩埚中进行，并用玻璃棒搅拌，给坩埚加热时不需要使用石棉网或陶土网，A项错误；B项，稀盐酸呈酸性，可用酸式滴定管量取15.00mL稀盐酸，B项正确；C项，配制一定浓度的NaCl溶液时，需要将在烧杯中溶解得到的NaCl溶液通过玻璃棒引流转移到选定规格的容量瓶中，C项正确；D项，电石的主要成分CaC2与水发生反应CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑制取C2H2，该制气反应属于固体与液体常温制气反应，分液漏斗中盛放饱和食盐水，具支锥形瓶中盛放电石，D项正确；故选A。2．(2024·浙江6月卷，4，3分)下列说法不正确的是()A．装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物 B．图②标识表示易燃类物质C．装置③可用于制取并收集氨气 D．装置④可用于从碘水中萃取碘【答案】C【解析】A项，铜与浓硫酸反应方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，可用装置①制取，气态产物为SO2，可利用SO2的漂白性进行检验，A正确；B项，图②标识表示易燃类物质，B正确；C项，NH3的密度比空气小，应用向下排空气法进行收集，C错误；D项，萃取是利用物质在不同溶剂中溶解性的差异进行分离混合物，装置④可用于从碘水中萃取碘，D正确；故选C。3．(2024·山东卷，6，2分)下列图示实验中，操作规范的是()A．调控滴定速度B．用pH试纸测定溶液pHC．加热试管中的液体D．向试管中滴加溶液【答案】A【解析】A项，调控酸式滴定管的滴加速度，左手拇指、食指和中指轻轻向内扣住玻璃活塞，手心空握，所以A选项的操作符合规范；B项，用pH试纸测定溶液pH不能将pH试纸伸入溶液中，B操作不规范；C项，加热试管中的液体，试管中液体体积不能超过试管体积的三分之一，C操作不规范；D项，向试管中滴加液体，胶头滴管应该在试管上方竖直悬空，D操作不规范；故选A。4．(2024·浙江1月卷，8，3分)下列实验装置使用不正确的是()A．图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气B．图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液C．图③装置用于测定中和反应的反应热D．图④装置用于制备乙酸乙酯【答案】A【解析】A项，图①装置没有加热装置，不适用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气，A错误；B项，利用酸式滴定管中装有的标准酸溶液滴定未知碱溶液，装置和操作正确，B正确；C项，图③装置用于测定中和反应的反应热，温度计测温度、玻璃搅拌器起搅拌作用，装置密封、隔热保温效果好，C正确；D项，图④装置用于制备乙酸乙酯，导管末端不伸入液面下，利用饱和碳酸钠收集乙酸乙酯，D正确；故选A。5．(2024·北京卷，6，3分)下列实验的对应操作中，不合理的是()眼睛注视锥形瓶中溶液A．用标准溶液滴定溶液B．稀释浓硫酸C．从提纯后的溶液获得晶体D．配制一定物质的量浓度的溶液【答案】D【解析】A项，用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时，眼睛应注视锥形瓶中溶液，以便观察溶液颜色的变化从而判断滴定终点，A项合理；B项，浓硫酸的密度比水的密度大，浓硫酸溶于水放热，故稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入盛水的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌，B项合理；C项，NaCl的溶解度随温度升高变化不明显，从NaCl溶液中获得NaCl晶体采用蒸发结晶的方法，C项合理；D项，配制一定物质的量浓度的溶液时，玻璃棒引流低端应该在容量瓶刻度线以下；定容阶段，当液面在刻度线以下约1cm时，应改用胶头滴管滴加蒸馏水，D项不合理；故选D。6．(2024·江苏卷，3，3分)实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是()ABCD配制NaOH溶液铁钉除油污铁钉除锈铁钉镀锌【答案】A【解析】A项，配制一定物质的量浓度的溶液时，溶质要放在烧杯中溶解，不能直接放在容量瓶中溶解，A不正确；B项，油污的主要成分是油脂，油脂在碱性条件下可以发生水解反应生成可溶于水的甘油和高级脂肪酸盐，因此，铁钉放在NaOH溶液中加热后可以除去其表面的油污，B正确；C项，铁锈的主要成分是·nH2O，其可溶于盐酸，因此，将铁钉放在盐酸中可以除去其表面的铁锈，C正确；D项，该装置为电解池，铁钉与电源负极相连作阴极，锌片与电源的正极相连作阳极，电解质溶液为Zn溶液，因此，该装置为电镀装置，可以实现铁钉上镀锌，D正确；故选A。7．(2023•全国乙卷，9)下列装置可以用于相应实验的是()ABCD制备CO2分离乙醇和乙酸验证SO2酸性测量O2体积【答案】D【解析】A项，Na2CO3固体比较稳定，受热不易分解，所以不能采用加热碳酸钠的方式制备二氧化碳，A错误；B项，乙醇和乙酸是互溶的，不能采用分液的方式分离，应采用蒸馏来分离，B错误；C项，二氧化硫通入品红溶液中，可以验证其漂白性，不能验证酸性，C错误；D项，测量氧气体积时，装置选择量气筒，测量时要恢复到室温，两边液面高度相等，D正确；故选D。8．(2023•北京卷，8)完成下述实验，装置或试剂不正确的是()A．实验室制Cl2 B．实验室收集C2H4 C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性 D．除去CO2中混有的少量HCl【答案】D【解析】A项，MnO2固体加热条件下将HCl氧化为Cl2，固液加热的反应该装置可用于制备Cl2，A项正确；B项，C2H4不溶于水，可选择排水收集，B项正确；C项，挤压胶头滴管，水进入烧瓶将NH3溶解，烧瓶中气体大量减少压强急剧降低打开活塞水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉，红色喷泉证明NH3与水形成碱性物质，C项正确；D项，Na2CO3与HCl、CO2发生反应，不能达到除杂的目的，应该选用饱和NaHCO3溶液，D项错误；故选D。9．(2023•浙江省6月选考，5)下列说法正确的是()A．图①装置可用于制取并收集氨气B．图②操作可排出盛有KMO4溶液滴定管尖嘴内的气泡C．图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大D．图④装置盐桥中阳离子向Z溶液中迁移【答案】C【解析】A项，氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，遇冷又化合生成氯化铵，则直接加热氯化铵无法制得氨气，实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法制备氨气，故A错误；B项，高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，所以高锰酸钾溶液应盛放在酸式滴定管在，不能盛放在碱式滴定管中，故B错误；C项，配制一定物质的量浓度的溶液时，俯视刻度线定容会使溶液的体积偏小，导致所配溶液浓度偏大，故C正确；D项，由图可知，锌铜原电池中，锌电极为原电池的负极，铜为正极，盐桥中阳离子向硫酸铜溶液中迁移，故D错误；故选C。10．(2023•海南卷，11)下列实验操作不能达到实验的是()选项ABCD目的检验1-氯丁烷中氯元素检验SO42-是否沉淀完全制备检验醛基用的Cu(OH)2制备晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O操作【答案】A【解析】A项，检验1-氯丁烷中氯元素，向1-氯丁烷中加入氢氧化钠溶液，加热条件下水解，再加入硝酸酸化的硝酸银，若产生白色沉淀，则含有氯元素，故A错误；B项，向上层清液中加入氯化钡溶液，若无白色沉淀产生，说明SO42-已经沉淀完全，故B正确；C项，向2mL10%的氢氧化钠溶液中滴加5滴5%的硫酸铜溶液，制得新制氢氧化铜，且氢氧化钠过量，检验醛基时产生砖红色沉淀，故C正确；D项，硫酸四氨合铜在乙醇溶液中溶解度小，加入乙醇，析出硫酸四氨合铜晶体，故D正确。故选A。11．(2022•重庆，7)下列实验装置(夹持装置略)及操作正确的是()A．装置甲气体干燥 B．装置乙固液分离 C．装置丙Cl2制备 D．装置丁pH测试【答案】A【解析】A项，由图可知，装置甲可用于干燥反应生成的氢气，故A正确；B项，由图可知，装置乙固液分离的过滤操作中缺少玻璃棒引流，故B错误；C项，二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，由图可知，装置丙中缺少酒精灯加热，不能用于制备氯气，故C错误；D项，测定溶液pH时，应将溶液滴在pH试纸中央，不能插入溶液中，则装置丁不能用于pH测试，故D错误；故选A。12．(2022•海南省选择性，3)下列实验操作规范的是()A．过滤B．排空气法收集CO2C．混合浓硫酸和乙醇D．溶液的转移【答案】B【解析】A项，过滤时，漏斗下端应紧靠烧杯内壁，A操作不规范；B项，CO2的密度大于空气，可用向上排空气法收集CO2，B操作规范；C项，混合浓硫酸和乙醇时，应将浓硫酸缓慢倒入乙醇中，并用玻璃棒不断搅拌，C操作不规范；D项，转移溶液时，应使用玻璃棒引流，D操作不规范；故选B。13．(2022•湖北省选择性，6)下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是()A．滴入酚酞溶液B．吸氧腐蚀C．钠的燃烧D．石蜡油的热分解【答案】C【解析】A项，碳酸钠和碳酸氢钠都会因水解而使溶液显碱性，碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠，滴入酚酞溶液后，碳酸钠溶液呈现红色，碳酸氢钠的溶液呈现浅红色，A正确；B项，食盐水为中性，铁钉发生吸氧腐蚀，试管中的气体减少，导管口形成一段水柱，B正确；C项，钠燃烧温度在400℃以上，玻璃表面皿不耐高温，故钠燃烧通常载体为坩埚或者燃烧匙，C错误；D项，石蜡油发生热分解，产生不饱和烃，不饱和烃与溴发生加成反应，使试管中溴的四氯化碳溶液褪色，D正确；故选C。14．(2022•湖南选择性，4)化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作符合规范的是()A．碱式滴定管排气泡B．溶液加热C．试剂存放D．溶液滴加【答案】A【解析】A项，碱式滴定管排气泡时，把橡皮管向上弯曲，出口上斜，轻轻挤压玻璃珠附近的橡皮管可以使溶液从尖嘴涌出，气泡即可随之排出，A符合规范；B项，用试管加热溶液时，试管夹应夹在距离管口的1/3处，B不符合规范；C项，实验室中，盐酸和NaOH要分开存放，有机物和无机物要分开存放，C不符合规范；D项，用滴管滴加溶液时，滴管不能伸入试管内部，应悬空滴加，D不符合规范；故选A。15．(2021•河北选择性，3)下列操作规范且能达到实验目的的是()A．图甲测定醋酸浓度 B．图乙测定中和热C．图丙稀释浓硫酸 D．图丁萃取分离碘水中的碘【答案】A【解析】A项，氢氧化钠溶液呈碱性，因此需装于碱式滴定管，氢氧化钠溶液与醋酸溶液恰好完全反应后生成的醋酸钠溶液呈碱性，因此滴定过程中选择酚酞作指示剂，当溶液由无色变为淡红色时，达到滴定终点，故A选；B项，测定中和热实验中温度计用于测定溶液温度，因此不能与烧杯内壁接触，并且大烧杯内空隙需用硬纸板填充，防止热量散失，故B不选；C项，容量瓶为定容仪器，不能用于稀释操作，故C不选；D项，分液过程中长颈漏斗下方放液端的长斜面需紧贴烧杯内壁，防止液体留下时飞溅，故D不选；故选A。16．(2021•广东选择性，7)测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括：①量取一定量的浓硫酸，稀释；②转移定容得待测液；③移取20.00mL待测液，用0.1000mol·L-1NaOH的溶液滴定。上述操作中，不需要用到的仪器为A． B． C． D．【答案】B【解析】实验过程中，①量取一定量的浓硫酸并稀释所需仪器为：量筒、烧杯、玻璃棒；②转移定容得待测液所需仪器为：玻璃棒、容量瓶、胶头滴管；③移取20.00mL待测液，用0.1000mol/L的NaOH溶液滴定所需仪器为：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶，选项中A为容量瓶，B为分液漏斗，C为锥形瓶，D为碱式滴定管，上述操作中，不需要用到的仪器为分液漏斗，综上所述，故答案为B。17．(2020•山东卷，5)利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到实验目的的是()A．用甲装置制备并收集CO2B．用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生C．用丙装置制备无水MgCl2D．用丁装置在铁上镀铜【答案】C【解析】A项，CO2密度大于空气，应采用向上排空气法收集，A错误；B项，苯与溴在溴化铁作用下反应，反应较剧烈，反应放热，且溴易挥发，挥发出来的溴单质能与水反应生成氢溴酸，所以验证反应生成的HBr，应先将气体通过四氯化碳，将挥发的溴单质除去，B错误；C项，MgCl2能水解，在加热时通入干燥的HCl，能避免MgCl2的水解，C正确；D项，电解时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，所以丁装置铁为阳极，失去电子，生成二价铁离子，铜为阴极，溶液中的铜离子得到电子，得到铜，D错误。故选C。18．(2020•天津卷，5)下列实验仪器或装置的选择正确的是()配制50.00mL0.1000mol.L-1Na2CO3溶液除去Cl2中的HCl蒸馏用冷凝管盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶ABCD【答案】B【解析】A项，配制50.00mL0.1000mol.L-1Na2CO3溶液需要用容量瓶，不能使用量筒配置溶液，故A错误；B项，除去氯气中的氯化氢气体使用饱和氯化钠溶液，可以吸收氯化氢气体，根据氯气在水中的反应：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，饱和氯化钠溶液中的氯离子使氯气溶于水的平衡逆向移动，降低氯气在水中的溶解度，洗气瓶长进短出，利于除杂，故B正确；C项，蒸馏要使用直形冷凝管，不能使用球形冷凝管，故C错误；D项，硅酸钠溶液呈碱性，硅酸钠溶液是一种矿物胶，能将玻璃塞与试剂瓶的瓶口粘在一起，盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞，应使用橡胶塞，故D错误。故选B。19．(2020•北京卷，7)用下列仪器或装置(图中夹持略)进行相应实验，不能达到实验目的的是()ABCD配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫检验溴乙烷消去产物中的乙烯分离酒精和水【答案】D【解析】A．图示为配制一定量浓度溶液的转移操作，图示操作正确，故A能达到实验目的；B．浓硫酸和铜在加入条件下反应生成二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，通入到品红溶液中，若品红褪色，则证明生成二氧化硫，二氧化硫气体是大气污染物，不能排放到空气中，试管口用浸有氢氧化钠溶液的棉花团吸收二氧化硫，图示正确，故B能达到实验目的；C．溴乙烷在氢氧化钠醇溶液加热作用下发生消去反应生成乙烯，由于乙醇易挥发，制得的乙烯中含有乙醇蒸汽，先通过水，使乙醇溶于水，在将气体通入酸性高锰酸钾溶液中，若酸性高锰酸钾溶液褪色，则可以证明反应中产生乙烯，故C能达到实验目的；D．乙醇和水任意比互溶，分液操作无法分离，故D不能达到实验目的；故选D。20．(2019•天津卷，4)下列实验操作或装置能达到目的的是()ABCD混合浓硫酸和乙醇配制一定浓度的溶液收集NO2气体证明乙炔可使溴水褪色【答案】B【解析】A项，乙醇的密度小于浓硫酸，混合时应将浓硫酸沿烧杯壁倒入乙醇中，边倒边搅拌，故A错误；B项，容量瓶上的刻度与凹液面的最低处相切，胶头滴管垂直位于容量瓶的正上方，故B正确；C项，二氧化氮的密度大于空气，集气瓶中的导气管就长进短出，故C错误；D项，乙炔中的H2S等杂质也能使溴水褪色，应先通过一个盛碱的洗气瓶，将杂质除去，故D错误；故选B。21．(2018•江苏卷，5)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是()A．用装置甲灼烧碎海带B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I−的Cl2D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I−后的Cl2尾气【答案】B【解析】A、灼烧碎海带应用坩埚，错误；B、海带灰的浸泡液用过滤法分离，以获得含I-的溶液，正确；C、MnO2与浓盐酸常温不反应，MnO2与浓盐酸反应制Cl2需要加热，反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)≜MnCl2+Cl2↑+2H2O，错误；D、Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小，不能用饱和NaCl溶液吸收尾气Cl2，尾气Cl2通常用NaOH溶液吸收，错误。22．(2016·天津理综，5)下列选用的仪器和药品能达到实验目的的是()ABCD制乙炔的发生装置蒸馏时的接收装置除去SO2中的少量HCl准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液【答案】C【解析】A项，长颈鹿漏斗下端未插入溶液中，不能形成相对密封的环境，错误；B项，锥形瓶构成了密封环境，液体无法流出，错误；C项，氯化氢能够与饱和亚硫酸氢钠反应，被吸收，二氧化硫不反应，正确；D项，量取一定体积K2Cr2O7标准溶液应该选用酸性滴定管，碱式滴定管下端的乳胶管能够被腐蚀，错误；故选C。考点2针对物质制备1．(2024·广东卷，8，2分)1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是()ABCD制备净化、干燥收集验证的氧化性【答案】A【解析】A项，利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐酸，不能达到预期目的，A符合题意；B项，实验室制得的氯气中有HCl杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到净化、干燥Cl2的目的，B不符合题意；C项，氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C不符合题意；D项，H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D不符合题意；故选A。2．(2023•江苏卷，3，3分)（双选）实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是()A．制取Cl2B．除去Cl2中的HClC．收集Cl2D．吸收尾气中的Cl2【答案】BC【解析】A项，实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，A错误；B项，除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，B正确；C项，氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C正确；D项，对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。故选BC。3．(2022•广东选择性，8)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是()【答案】D【解析】A项，浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A装置能达到实验目的，故A不符合题意；B项，氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯气，故B不符合题意；C项，湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C不符合题意；D项，氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，故D符合题意；故选D。4．(2021•湖北选择性考试，7)某兴趣小组为制备1-氯-2-甲基丙烷(沸点69℃)，将2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于CH2Cl2中，加热回流(伴有HCl气体产生)。反应完全后倒入冰水中分解残余的POCl3，分液收集CH2Cl2层，MgSO4无水干燥，过滤、蒸馏后得到目标产物。上述过程中涉及的装置或操作错误的是(夹持及加热装置略)()【答案】B【解析】依题意，制备产品需要“搅拌、加热回流”，A项正确；副产物氯化氢极易溶于水，极易溶于氢氧化钠溶液，不能直接将尾气通入氢氧化钠溶液中，这样易发生倒吸现象，B项错误；分液收集二氯甲烷层需用到分液漏斗，振摇时需将分液漏斗倒转过来放气，避免分液漏斗气压过大，发生危险，C项正确；蒸馏时需要用温度计指示温度，冷凝水从下口进、上口出，提高水的冷凝效率，D项正确。5．(2020•江苏卷，5)实验室以CaCO3为原料，制备CO2并获得CaCl2﹒6H2O晶体。下列图示