2019高考化学总复习10化学实验基础（35）化学实验方案的设计与评价（1）（含解析）新人教版

化学实验方案的设计与评价李仕才基础巩固1．(2018年湖南六校联考)下列实验方案中，不能达到实验目的的是()选项实验目的实验方案A证明氧化性：H2O2比Fe3＋强用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中，溶液变黄色B鉴别溴蒸气和NO2分别通入硝酸银溶液中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气C证明盐类水解是吸热反应在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后红色加深D证明难溶物存在沉淀溶解平衡往黄色固体难溶物PbI2中加水，振荡，静置。取上层清液，然后加入NaI固体，产生黄色沉淀解析：在酸性条件下，NOeq\o\al(－,3)表现强氧化性，也会把Fe2＋氧化为Fe3＋，所以不能证明H2O2的氧化性比Fe3＋强。答案：A2．(2018年湖南省百所重点中学高三上诊断考试)下列实验操作对应的现象或结论不正确的是()选项实验操作现象结论A将KI和H2O2溶液在试管中混合后，加入苯萃取，振荡，静置上层溶液呈紫红色氧化性：H2O2>I2B将刚刚用砂纸打磨过的铝箔放在酒精灯上加热铝箔熔化，但不滴落铝易被氧化；铝的熔点比氧化铝低C常温下，用pH试纸测量某浓度的NaHSO3溶液的pHpH约为5.5该溶液中HSOeq\o\al(－,3)的电离程度大于它的水解程度D向盛Mg(OH)2悬浊液的试管中加入适量NH4Cl浓溶液溶液变澄清Mg(OH)2与NH4Cl浓溶液发生氧化还原反应解析：本题考查实验方案设计的评价等知识。A.苯层出现紫红色，说明有I2的生成，H2O2把I－氧化成I2，由于苯的密度小于水的密度，苯层在上层，故说法正确；B.铝是活泼金属，加热时产生氧化铝，熔化而不滴落，说明氧化铝的熔点高于铝单质，故说法正确；C.HSOeq\o\al(－,3)在水溶液中既有电离也有水解，pH＝5.5，说明溶液显酸性，即HSOeq\o\al(－,3)的电离程度大于水解程度，故说法正确；D.没有化合价的变化，此反应属于非氧化还原反应，故说法错误。答案：D3．(2018年北京市房山区高三模拟)在四支试管中分别加入少量不同的无色无味溶液进行如下操作，结论正确的是()选项操作现象结论A先加硝酸，再滴加BaCl2溶液产生白色沉淀原溶液中一定有SOeq\o\al(2－,4)B先加入H2O2溶液，再加KSCN溶液溶液呈血红色原溶液中一定有Fe2＋C用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中一定有Na＋、无K＋D滴加NaOH溶液，加热，将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸变蓝原溶液中一定有NHeq\o\al(＋,4)解析：本题考查化学实验方案的评价。A.先加硝酸，再滴加BaCl2溶液，生成的沉淀可能为AgCl，原溶液中可能含有Cl－，不一定含有SOeq\o\al(2－,4)，故A错误；B.先加入H2O2溶液，再加KSCN溶液，无法排除原溶液中是否含有Fe3＋，应该先加入硫氰化钾溶液，溶液不变色，然后再加入双氧水，若溶液变为血红色，证明原溶液中含有Fe2＋，故B错误；C.用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，证明原溶液中一定有Na＋，无法判断原溶液中是否含有K＋，故C错误；D.滴加NaOH溶液，加热，将湿润红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝，证明生成的气体为氨气，则原溶液中一定有NHeq\o\al(＋,4)，故D正确。答案：D4．(2018年北京市海淀区零模)利用Cu和浓硫酸制备SO2的反应涉及的装置，下列说法正确的是()A．用装置①制备SO2B．用装置②检验和收集SO2C．用装置③稀释反应后溶液D．用装置④测定反应后溶液中的c(H＋)解析：本题考查化学实验方案的评价。A.金属Cu与浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫气体和水，图示装置中缺少加热仪器，无法达到实验目的，故A错误；B.SO2的密度大于空气，集气瓶中导管应该采用长进短出的方式，图示装置不合理，故B错误；C.反应后溶液中含有浓硫酸，稀释时将混合液倒入烧杯中，同时用玻璃棒不断搅拌，图示操作方法合理，故C正确；D.NaOH溶液呈碱性，应该用碱式滴定管盛放，图示仪器为酸式滴定管，故D错误。答案：C5．(2018年吉林省实验中学的模拟)根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是()A.制取氨气B.制取NaHCO3C.分离NaHCO3D.干燥NaHCO3解析：本题考查化学实验方案的评价。A.氯化铵不稳定，加热易分解，温度稍低又可生成氯化铵，制备氨气，应用氯化铵和氢氧化钙为反应物，故A错误；B.应将二氧化碳从长导管进入，否则将液体排出，故B错误；C.从溶液中分离碳酸氢钠固体，可用过滤的方法，故C正确；D.碳酸氢钠不稳定，不能直接加热干燥，可烘干，故D错误。答案：C6．下列实验能成功的是__________(填标号)。①用加热法鉴别Na2CO3固体和NaHCO3固体②用观察法区别Na2O粉末和Na2O2粉末③用澄清石灰水鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液④用AlCl3溶液鉴别Na2CO3溶液和NaOH溶液解析：①碳酸氢钠受热分解会产生二氧化碳气体，而碳酸钠受热不分解，可以鉴别，能成功；②过氧化钠是淡黄色固体，而氧化钠是白色固体，可观察外观进行区别氧化钠和过氧化钠，能成功；③澄清石灰水与Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都反应产生白色沉淀，所以不能用澄清石灰水进行鉴别，不能成功；④氯化铝与碳酸钠溶液反应产生的白色沉淀不会溶解，而与氢氧化钠溶液反应开始产生的白色沉淀最终会完全溶解，可以鉴别，能成功。答案：①②④综合提升7．(2018年广西钦州市二模)下列实验能达到相应实验目的的是()选项实验目的实验操作A分离苯和四氯化碳用分液漏斗进行分液B制备Fe(OH)3胶体向饱和FeCl3溶液中滴加氨水并不断搅拌C除去Na2CO3固体中的NaHCO3用酒精灯灼烧固体混合物D制取NH3直接加热NH4Cl固体，用向下排空气法收集气体解析：本题考查化学实验方案的评价。A.苯和四氯化碳互溶，溶液不分层，不能用分液的方法分离，故A错误；B.向饱和FeCl3溶液中滴加氨水，生成氢氧化铁沉淀，实验室制备氢氧化铁胶体，可在沸水中滴加氯化铁饱和溶液，故B错误；C.碳酸氢钠不稳定，加热分解生成碳酸钠，可用加热的方法除杂，故C正确；D.氯化铵分解生成的氯化氢、氨气易重新反应生成氯化铵，应用氢氧化钙和氯化铵在加热的条件下制备氨气，故D错误。答案：C8．(2017年江苏省扬州中学高三上12月月考)下列实验中根据现象得出的结论错误的是()选项实验现象结论A向NaAlO2溶液中持续通入气体Y先出现白色沉淀，最终沉淀又溶解Y可能是CO2气体B向某溶液中加铜和浓H2SO4试管口有红棕色气体产生原溶液可能含有NOeq\o\al(－,3)C将打磨过的Al片投到一定浓度的CuCl2溶液中出现气泡并有固体生成，过滤，向固体中加入过量的氨水，固体部分溶解Al与CuCl2溶液反应，有H2和Cu(OH)2生成D向浓度均为0.1mol·L－1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水先出现蓝色沉淀Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]解析：本题考查化学实验方案的设计与评价的相关知识。A.二氧化碳不能溶解氢氧化铝沉淀，故A错误；B.铜和浓H2SO4反应生成的二氧化硫为无色气体，试管口有红棕色气体产生，说明生成了一氧化氮，说明原溶液含有NOeq\o\al(－,3)，故B正确；C.CuCl2溶液显酸性，将打磨过的Al片投到氯化铜溶液中，铝与水解生成的氢离子反应放出氢气，促进氯化铜水解，生成氢氧化铜沉淀，故C正确；D.向浓度均为0.1mol/L的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水优先生成溶解度小的物质，若先出现蓝色沉淀，则说明Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]，故D正确。答案：A9．铜及其化合物一般都具有特征的颜色，例如Cu、Cu2O呈红色，CuO呈黑色，CuSO4·5H2O呈蓝色等。研究性学习小组甲为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体中是否含有Cu2O进行了认真的探究。Ⅰ.查阅资料：①Cu2O属于碱性氧化物。②高温灼烧CuO生成Cu2O。③Cu2O在酸性条件下能发生下列反应：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2OⅡ.设计实验方案：方案1：取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化。方案2：取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否呈蓝色。方案3：称得干燥坩埚的质量为ag，取红色试样置于坩埚中称得总质量为bg，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总质量为cg。(1)请你评价方案1和方案2。如果你认为方案合理，请简述其化学原理；如果你认为该方案不合理，请简述原因。方案1：______________________________________________。方案2：______________________________________________。(2)方案3中，若确认红色粉末中含有Cu2O，则a、b、c应符合的数学的关系为__________，该实验方案最少得进行__________次称量。Ⅲ.研究性学习小组乙设计了新的探究方案，拟通过干燥管中CuSO4是否变蓝判断红色固体中是否含有Cu2O，装置如图所示：(3)简述该探究方案中，检验气体发生装置气密性的方法(说明操作方法、现象和结论)：___________________________________________________________________________________________________________。(4)为确保探究的科学、合理、安全，你认为实验中还应采取的措施有__________(填序号)。A．在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置B．加热前先排尽装置中的空气C．在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管解析：(2)设红色粉末中Cu元素的物质的量为n，则(b－a)/64＞n＞(c－a)/72，即c＜(9b－a)/8；称量a、b各1次，确定c至少两次，确认反应完全。(4)氢气还原CuO，需要排尽系统中的空气，以保证安全；实验中通过测定生成水的量进行定量验证，在整个实验过程中确保不进入外来水分，因此必须除水干燥。答案：(1)不合理，因为铜和氧化亚铜均可溶于稀硝酸形成蓝色溶液合理，因为氧化亚铜与稀硫酸生成Cu和Cu2＋，导致溶液呈蓝色(2)c＜(9b－a)/84(3)关闭导气管上的活塞，从漏斗中往试管中注水，漏斗中的液面高度高于试管中的液面高度，且一段时间内液面无变化，则说明气体发生装置气密性良好(4)ABC10．(2018年北京市房山区高三模拟)某学习小组探究铝粉与硝酸钠溶液在不同环境下的反应，进行了如下实验，根据实验过程回答相关问题：(1)实验一装置步骤现象ⅰ.取少量铝粉于试管，并加入盐酸初始未见明显现象，一段时间后，冒出无色气泡。ⅱ.在试管加入硝酸钠固体继续冒出气泡，液面上方呈浅棕色，试管逐渐变热至沸腾。ⅲ.用湿润KI—淀粉试纸靠近试管口KI—淀粉试纸变蓝色。①初始未见明显现象的原因用离子方程式解释是____________________________________________________________________。②液面上方呈浅红棕色的原因用化学方程式解释是__________________________________________________________________。③若步骤ⅲ按以下反应式发生，请补全该反应的离子方程式：I－＋NO2→NOeq\o\al(－,3)＋NO↑＋__________。(2)实验二装置步骤现象ⅰ.取少量铝粉于试管，并加入氢氧化钠溶液初始未见明显现象，一段时间后，冒无色气泡。ⅱ.向试管中加入硝酸钠固体继续冒出无色气泡，并有刺激性气味气体产生ⅲ.用湿润红色石蕊试纸靠近试管口试纸变蓝①步骤i中产生气泡的化学式是__________。②步骤ⅱ中产生有刺激性气味气体的电子式是____________。③步骤ⅱ反应的离子方程式是____________________________________________________________________________________。(3)从实验一、二说明，NOeq\o\al(－,3)在酸性环境中具有__________性，在碱性环境中具有__________性。解析：本题考查性质实验方案的设计。(1)①取少量铝粉于试管，并加入盐酸，因为铝表面有一层氧化铝保护膜，盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水未见明显现象，该反应的离子方程式为6H＋＋Al2O3=2Al3＋＋3H2O；②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物NO2，在试管加入硝酸钠固体，硝酸根与盐酸中的氢离子结合成硝酸，硝酸与铝反应生成NO，NO与氧气反应生成红棕色的NO2，化学方程式为2NO＋O2＝2NO2；③用湿润KI－淀粉试纸靠近试管口，KI－淀粉试纸变蓝色，说明NO2将I－氧化成碘单质，离子方程式为2I－＋2NO2=NOeq\o\al(－,3)＋NO↑＋I2；(2)①取少量铝粉于试管，并加入氢氧化钠溶液，首先是氧化铝保护膜与氢氧化钠反应，后铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气，故气泡的化学式为H2；②有刺激性气味气体生成，则气体为NH3，电子式为；②由上述分析可知，碱性条件下Al与NOeq\o\al(－,3)发生氧化还原反应生成氨气，离子反应为