2025届高三化学二轮专题突破-物质的检验、鉴别及实验方案设计与评价【解析】

物质的检验、鉴别及实验方案设计与评价【真题导引】1.(2024·安徽卷)下列各组物质的鉴别方法中,不可行的是()A.过氧化钠和硫黄:加水,振荡B.水晶和玻璃:X射线衍射实验C.氯化钠和氯化钾:焰色试验D.苯和甲苯:滴加溴水,振荡答案D解析过氧化钠与水反应生成NaOH和O2,Na2O2溶解并有气体产生,硫黄不溶于水,也不与水反应,故A项不符合题意;水晶为晶体、玻璃为非晶体,X射线衍射实验可以鉴别晶体和非晶体,B项不符合题意;氯化钠的焰色为黄色,氯化钾的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃观察),故C项不符合题意;苯和甲苯的密度均比水的小,均能将溴水中的Br2萃取出来,加入溴水,振荡,溶液分层,上层均呈橙红色,不能鉴别二者,D项符合题意。2.(2024·安徽卷)仅用下表提供的试剂和用品,不能实现相应实验目的的是()选项实验目的试剂用品A比较镁和铝的金属性强弱MgCl2溶液、AlCl3溶液、氨水试管、胶头滴管B制备乙酸乙酯乙醇、乙酸、浓硫酸、饱和Na2CO3溶液试管、橡胶塞、导管、乳胶管、铁架台(带铁夹)、碎瓷片、酒精灯、火柴C制备[Cu(NH3)4]SO4溶液CuSO4溶液、氨水试管、胶头滴管D利用盐类水解制备Fe(OH)3胶体饱和FeCl3溶液、蒸馏水烧杯、胶头滴管、石棉网、三脚架、酒精灯、火柴答案A解析向MgCl2溶液、AlCl3溶液中分别滴加氨水,均产生白色沉淀,且氨水过量沉淀不溶解,无法比较Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱,即无法比较Mg和Al的金属性强弱,A项符合题意;乙醇和乙酸在浓硫酸催化、加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,饱和Na2CO3溶液可溶解乙醇、吸收乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,实验用品正确,B项不符合题意;向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水,先产生蓝色Cu(OH)2沉淀,后沉淀溶解,得到[Cu(NH3)4]SO4溶液,实验用品正确,C项不符合题意;向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色停止加热,得到氢氧化铁胶体,实验用品正确,D项不符合题意。3.(双选)(2024·山东卷)钧瓷是宋代五大名瓷之一,其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质,取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法正确的是()实验操作及现象试管甲滴加过量0.3mol·L-1HNO3溶液并充分振荡,砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀,溶液显浅蓝色;倾掉溶液,滴加浓硝酸,沉淀逐渐消失试管乙滴加过量6mol·L-1氨水并充分振荡,沉淀逐渐溶解,溶液颜色为无色;静置一段时间后,溶液颜色变为深蓝色A.试管甲中新生成的沉淀为金属CuB.试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性C.试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物D.上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物答案AC解析A.Cu2O中滴加过量0.3mol·L-1HNO3溶液并充分振荡,砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀,溶液显浅蓝色,说明Cu2O转化成Cu2+,Cu元素的化合价由+1价升至+2价,根据氧化还原反应的特点知,Cu元素的化合价由+1价降至0价,新生成的沉淀为金属Cu,A项正确;B.Cu2O与0.3mol·L-1HNO3发生的反应为Cu2O+2HNO3===Cu(NO3)2+Cu+H2O,该过程中HNO3表现酸性,后滴加浓硝酸发生的反应为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,该过程中HNO3体现氧化性和酸性,B项错误;C.Cu2O中滴加过量6mol·L-1氨水充分振荡,沉淀逐渐溶解得到无色溶液,静置一段时间无色溶液变为深蓝色,说明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物易被空气中的O2氧化成深蓝色[Cu(NH3)4]2+,C项正确;D.既能与酸反应生成盐和水、又能与碱反应生成盐和水的氧化物为两性氧化物,Cu2O溶于6mol·L-1氨水形成的是配合物,Cu2O不属于两性氧化物,D项错误。4.(2024·湖南卷)为达到下列实验目的,操作方法合理的是()实验目的操作方法A从含有I2的NaCl固体中提取I2用CCl4溶解、萃取、分液B提纯实验室制备的乙酸乙酯依次用NaOH溶液洗涤、水洗、分液、干燥C用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液用甲基橙作指示剂进行滴定D从明矾过饱和溶液中快速析出晶体用玻璃棒摩擦烧杯内壁答案D解析A.从含有I2的NaCl固体中提取I2,用CCl4溶解、萃取、分液后,I2仍然溶在四氯化碳中,没有提取出来,A错误;B.乙酸乙酯在氢氧化钠碱性条件下可以发生水解反应,故提纯乙酸乙酯不能用氢氧化钠溶液洗涤,B错误;C.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应到达终点时生成CH3COONa,是碱性,而甲基橙变色范围pH值较小,故不能用甲基橙作指示剂进行滴定,否则误差较大,应用酚酞作指示剂,C错误;D.从明矾过饱和溶液中快速析出晶体,可以用玻璃棒摩擦烧杯内壁,在烧杯内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核,D正确。5.(2023·山东卷)鉴别浓度均为0.1mol·L-1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液,仅用下列一种方法不可行的是()A.测定溶液pHB.滴加酚酞试剂C.滴加0.1mol·L-1KI溶液D.滴加饱和Na2CO3溶液答案C解析A.NaClO溶液显弱碱性,Ba(OH)2溶液显强碱性,Al2(SO4)3溶液显酸性,则测定溶液pH可以鉴别,A不合题意;B.NaClO溶液显碱性且具有强氧化性,滴加酚酞后溶液先变红后褪色,Ba(OH)2溶液加入酚酞后只变红不褪色,Al2(SO4)3溶液显酸性,滴入酚酞不变色,则滴加酚酞试剂可以鉴别,B不合题意;C.NaClO溶液滴入碘化钾溶液,发生氧化还原反应生成碘,溶液会由无色变成黄色,振荡后会变成无色,而Ba(OH)2溶液、Al2(SO4)3溶液滴入碘化钾溶液后,因不与两者反应而没有现象,则仅用滴加0.1mol·L-1KI溶液无法鉴别,C符合题意;D.饱和Na2CO3溶液和NaClO溶液不反应,和Ba(OH)2溶液反应生成碳酸钡沉淀,和Al2(SO4)3溶液发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体,则滴入饱和Na2CO3溶液可以鉴别,D不合题意。命题立意:实验设计是实验探究的重要环节,它是在明确实验目的和探究问题后,利用实验现象得出相应结论的过程。试题通过表格或对照试验,根据实验现象判断各选项结论的正误,主要考查考生对物质检验、实验操作、仪器使用、实验探究结论等必备知识的掌握程度。【核心整合】1.基于常见气体的性质掌握其检验方法常见气体常见检验方法(或思路)O2使带火星的木条复燃CO将气体通过灼热的CuO,CuO由黑色变成红色,且气体产物可使澄清石灰水变浑浊CO2使澄清石灰水变浑浊,继续通入又可变澄清SO2使品红溶液褪色,加热后又恢复红色Cl2使湿润的淀粉-KI试纸变蓝NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝;靠近浓盐酸(或浓硝酸)时冒白烟CH2==CH2能使酸性高锰酸钾溶液、溴水、溴的四氯化碳溶液褪色2.基于官能团掌握常见有机物的检验方法有机化合物常用检验方法(或思路)卤代烃加入NaOH溶液并加热使卤代烃水解,再加稀硝酸中和至弱酸性,滴加AgNO3溶液醛、葡萄糖与银氨溶液(水浴加热)反应形成银镜;与新制的Cu(OH)2(加热)反应生成砖红色沉淀(Cu2O)羧酸加入NaHCO3溶液产生无色无味气体淀粉淀粉溶液遇碘显蓝色蛋白质灼烧,有烧焦羽毛的气味;加浓硝酸并微热,颜色变黄(含苯环结构的蛋白质用此法)3.易错正误辨析(1)用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰呈黄色,则该溶液一定是钠盐溶液。(×)(2)向乙醇中加入浓硫酸,加热,溶液变黑,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,则该气体是乙烯。(×)(3)蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X,有白烟产生,则X一定是浓盐酸。(×)(4)向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,则该溶液一定是碳酸盐或碳酸氢盐溶液。(×)(5)向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液,均有固体析出,则蛋白质均发生变性。(×)(6)向Na2CO3溶液中加入冰醋酸,将产生的气体直接通入苯酚钠溶液中,产生白色浑浊,则酸性:醋酸>碳酸>苯酚。(×)(7)向NaCl和NaI稀溶液中滴加少量AgNO3溶液,先出现黄色沉淀,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。(×)(8)先将硫代硫酸钠与硫酸两种溶液混合后再用水浴加热,观察出现浑浊所用的时间,探究温度对化学反应速率的影响。(×)(9)溴乙烷与NaOH溶液共热后,滴加AgNO3溶液,未出现浅黄色沉淀,则溴乙烷未发生水解。(×)(10)在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热,向水解后的溶液中加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,无砖红色沉淀,则说明淀粉未水解。(×)(11)检验溴乙烷或醇消去反应产物,将气体直接通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,说明生成乙烯。(×)(12)向溶液中滴加硝酸,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则该溶液中一定含有SO4(13)将SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中,生成白色沉淀,则此沉淀是BaSO3。(×)(14)将SO3、SO2气体通入BaCl2溶液中,生成白色沉淀,则此沉淀是BaSO3、BaSO4。(×)(15)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,溶液变红,则Fe(NO3)2晶体已氧化变质。(×)(16)向过氧化钠样品中滴加过量的盐酸,将生成的气体通入BaCl2溶液,无白色沉淀生成,则样品未变质。(×)(17)将SO2通入溴水(或碘水或酸性高锰酸钾溶液),溴水褪色,则SO2有漂白性。(×)(18)向2支盛有2mL不同浓度Na2SO3溶液的试管中同时加入1mL2%H2O2溶液,观察实验现象,则可得出浓度对反应速率的影响。(×)(19)向某溶液中先加入氯水或双氧水再滴加KSCN溶液,溶液显红色,则该溶液中一定含Fe2+。(×)【模拟预测】1.(2024·浙江温州三模)下列关于有机物的说法不正确的是()A.可用水鉴别苯、四氯化碳和乙醇三种无色液体B.聚苯乙烯在氯仿中因分子链之间的缠绕状态被破坏而溶解C.纤维素乙酸酯易燃烧,是生产炸药的重要原料D.除去乙炔中的H2S杂质气体可选用NaOH溶液答案C解析A.苯不溶于水且密度比水小,CCl4不溶于水且密度比水大,乙醇能溶于水,正确;B.聚苯乙烯为线型高分子材料,其溶解是因分子链的缠绕状态被破坏而溶入有机溶剂,正确;C.纤维素乙酸酯不易燃烧,不正确;D.H2S溶于水呈酸性,会被氢氧化钠溶液吸收,乙炔不与NaOH反应,正确。2.(2024·浙江绍兴一模)下列实验设计、现象和结论都正确的是()选项实验目的实验设计和现象实验结论A检验某溶液中是否含有Cl-向溶液中滴加AgNO3溶液产生白色沉淀,再滴加稀硝酸,沉淀未消失该溶液中含有Cl-B判断FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl平衡移动的方向向FeCl3和KSCN混合溶液中,加入少量KCl固体,溶液颜色变浅FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl平衡向逆反应方向移动C检验甲酸的还原性向新制氢氧化铜悬浊液中加入过量5%甲酸溶液,加热煮沸,产生砖红色沉淀甲酸具有还原性D探究[Al(OH)4]-和HSO3向Na[Al(OH)4]溶液中滴加NaHSO3溶液,有白色沉淀生成溶液中[Al(OH)4]-结合H+的能力比SO3答案D解析A.溶液中若有亚硫酸根离子会生成亚硫酸银沉淀,加入硝酸被氧化为硫酸银沉淀沉淀不溶解,错误;B.体系中加入少量KCl固体对平衡没有影响,溶液颜色不变,错误;C.碱性条件下新制氢氧化铜悬浊液中加入少量甲酸溶液,加热煮沸,产生砖红色沉淀,过量甲酸则会与新制氢氧化铜发生中和反应,错误;D.向Na[Al(OH)4]溶液中滴加NaHSO3溶液发生的反应为:[Al(OH)4]-+HSO3−===Al(OH)3↓+H2O+SO32−,所以溶液中[Al(OH)4]-结合H+的能力比S3.(2024·山东德州三模)下列物质鉴别方法(必要时可以加热)错误的是()A.氨水鉴别:AlCl3溶液、MgCl2溶液、BaCl2溶液B.溴水鉴别:苯酚溶液、KI溶液、AgNO3溶液C.酸性KMnO4溶液鉴别:甲苯、CCl4、乙醇D.新制Cu(OH)2悬浊液鉴别:乙醇、乙醛、乙酸答案A解析A.氨水与AlCl3溶液生成白色沉淀,氨水与MgCl2溶液生成白色沉淀,氨水与BaCl2溶液无现象,不可鉴别,错误;B.溴水与苯酚溶液生成白色沉淀,溴水与KI溶液得到棕黄色溶液,溴水与AgNO3溶液生成淡黄色沉淀,可鉴别,正确;C.甲苯能被高锰酸钾溶液氧化,能使高锰酸钾溶液褪色,但得到的是苯甲酸的悬浊液;乙醇也能被高锰酸钾溶液氧化从而使高锰酸钾溶液褪色,乙醇能被氧化为乙酸,得到无色澄清溶液,酸性KMnO4溶液与CCl4不反应,溶液分层,可鉴别,正确;D.乙醇无现象,新制Cu(OH)2悬浊液与乙醛在加热条件下会生成砖红色沉淀,乙酸会溶解Cu(OH)2悬浊液变成蓝色溶液,可鉴别,正确。4.(2024·江苏徐州三模)根据实验目的设计实验方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案设计或结论正确的是()实验目的方案设计现象结论A探究脱氧剂(主要成分是Fe粉)是否变质取少量样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液无明显现象脱氧剂没有变质B探究反应物浓度对反应:5H2C2O4+2MnO46H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O速率的影响向A、B两支各盛有2mL0.2mol·L-1H2C2O4溶液的试管中同时加入4mL0.01mol·L-1KMnO4溶液、4mL0.02mol·L-1KMnO4溶液,测定颜色褪去所需时间分别为tA和tB褪色时间:2tA>tB浓度增大,该反应速率加快C探究温度对水解平衡的影响加热0.5mol·L-1CH3COONa溶液到60℃,并用传感器测定溶液的pH溶液的pH逐渐减小温度升高,水解平衡逆向移动D探究亚硫酸和次氯酸的酸性向次氯酸钙的溶液中通入少量SO2出现白色沉淀酸性:H2SO3>HClO答案B解析A.Fe可以将Fe3+还原为Fe2+,若Fe粉少部分变质,取少量样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液,也没有明显现象,错误;B.探究反应物浓度对反应:5H2C2O4+2MnO4−+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O速率的影响,设计高锰酸钾溶液的浓度不同,观察溶液褪色的时间可以比较反应速率,正确;C.升高温度,水的电离程度增大,加热0.5mol·L-1CH3COONa溶液,测定pH的变化,该实验不能说明温度升高,水解平衡逆向移动,错误;D.向次氯酸钙的溶液中通入少量SO2会发生氧化还原反应生成CaSO4,不能说明酸性:H2SO35.(2024·河南郑州阶段练)以环己烯、氯仿和NaOH为原料制备,反应过程中还需加入少量季铵盐(以R4N+Cl-表示),其作用机理如下。下列叙述错误的是()A.R4N+Cl-的主要作用是将OH-转移到有机相中B.为了保证反应产率,实验过程中需要不断搅拌反应体系C.︰CCl2是一种活性中间体,能与碳碳双键发生反应D.反应结束后通过水洗、干燥即可得到纯净的答案D解析A.根据水相中的反应,R4N+Cl-主要作用是利用Cl-置换OH-,生成R4N+OH-,进入有机相中进一步参与反应,正确;B.搅拌可以加快反应速率,促进反应进行,保证反应产率,正确;C.根据有机相中的反应,︰CCl2是一种活性中间体,能与环己烯中的碳碳双键发生反应,正确;D.反应结束后,除了目标产物,还包括未反应的氯仿等杂质,因此通过水洗、干燥和分馏三步操作,可得到纯净的,错误。6.(2024·江西景德镇模拟)实验室用如图所示装置检验草酸晶体(H2C2O4·H2O)分解生成的含碳气体产物(不考虑草酸蒸气)。已知:常温下,CO通入PdCl2的盐酸溶液中生成黑色Pd粉。下列说法错误的是()A.Ⅰ中大试管口向上倾斜,可能因为草酸晶体的熔点低于分解温度B.由Ⅱ中现象可推断草酸晶体分解生成COC.Ⅱ、Ⅲ中现象可推断草酸晶体分解反应存在元素化合价变化D.可用燃烧法代替Ⅴ进行尾气处理答案B解析草酸晶体受热分解产生CO和CO2气体,由于CO通入PdCl2的盐酸溶液中生成黑色Pd粉,同时生成CO2,故检验草酸晶体受热分解的气体产物时,应先检验CO2,再检验CO。A.用大试管加热固体应使管口略向下倾斜,实际操作管口向上可能因草酸晶体的熔点低于分解温度,在加热分解过程中固体先熔化为液体,正确;B.由实验目的和原理知,CO通