化学实验方案的设计与评价【解析】

化学实验方案的设计与评价【真题导引】1.(2024·江苏卷)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是()选项实验过程及现象实验结论A用0.1mol·L-1NaOH溶液分别中和等体积的0.1mol·L-1H2SO4溶液和0.1mol·L-1CH3COOH溶液,H2SO4消耗的NaOH溶液多酸性:H2SO4>CH3COOHB向2mL0.1mol·L-1Na2S溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀氧化性:Br2>SC向2mL浓度均为0.1mol·L-1的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量0.1mol·L-1Na2CO3溶液,振荡,产生白色沉淀溶度积常数:CaCO3>BaCO3D用pH试纸分别测定CH3COONa溶液和NaNO2溶液pH,CH3COONa溶液pH大结合H+能力:CH3COO->NO答案B解析H2SO4为二元酸,CH3COOH为一元酸,等物质的量的H2SO4和CH3COOH,H2SO4消耗NaOH多,与二者的酸性强弱无关,A错误;Na2S溶液与溴水发生反应:Br2+Na2S===2NaBr+S↓,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知氧化性:Br2>S,B正确;CaCO3和BaCO3均为白色沉淀,向CaCl2和BaCl2的混合溶液中滴加Na2CO3溶液,无法判断生成的白色沉淀是何种物质,故无法比较CaCO3、BaCO3的溶度积常数的大小,C错误;CH3COONa溶液和NaNO2溶液的浓度未知,所以不能根据溶液pH大小判断CH3COO-和NO2−结合H+能力的强弱,2.(2022·江苏卷)室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是()选项探究方案探究目的A向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化Fe2+具有还原性B向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化SO2具有漂白性C向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化Br2的氧化性比I2的强D用pH计测量醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小CH3COOH是弱电解质答案D解析A.向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,无现象,振荡,再滴加几滴新制氯水,溶液变为红色,亚铁离子被新制氯水氧化,说明Fe2+具有还原性,正确;B.向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,品红溶液褪色,振荡,加热试管,溶液又恢复红色,说明SO2具有漂白性,正确;C.向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,溶液变为蓝色,说明Br2的氧化性比I2的强,正确;D.用pH计测量醋酸、盐酸的pH用以证明CH3COOH是弱电解质时,一定要注明醋酸和盐酸的物质的量浓度相同,错误。3.(2024·浙江1月选考)根据实验目的设计方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案设计或结论不正确的是()实验目的方案设计现象结论A探究Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因将NO2通入下列溶液至饱和:①浓HNO3;②Cu(NO3)2和HNO3混合溶液①无色变黄色;②蓝色变绿色Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2B比较F-与SCN-结合Fe3+的能力向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡溶液颜色无明显变化结合Fe3+的能力:F->SCN-C比较HF与H2SO3的酸性分别测定等物质的量浓度的NH4F与(NH4)2SO3溶液的pH前者pH小酸性:HF>H2SO3D探究温度对反应速率的影响等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3与H2SO4溶液在不同温度下反应温度高的溶液中先出现浑浊温度升高,该反应速率加快答案C解析A.探究Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因,将NO2通入下列溶液至饱和:①浓HNO3,②Cu(NO3)2和HNO3混合溶液,现象:①无色变黄色,②蓝色变绿色,可以说明Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2,A正确;B.比较F-与SCN-结合Fe3+的能力,向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡,溶液颜色无明显变化,说明结合Fe3+的能力:F->SCN-,B正确;C.不应该分别测定等物质的量浓度的NH4F与(NH4)2SO3溶液的pH,因为铵根离子也要水解,且同浓度NH4F与(NH4)2SO3的铵根离子浓度不等,不能比较,并且亚硫酸的酸性大于氢氟酸,结论也不对,C错误;D.探究温度对反应速率的影响,等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3与H2SO4溶液在不同温度下反应,温度高的溶液中先出现浑浊,能说明温度升高,反应速率加快,D正确。考情分析:表格型的实验评价是高考实验题的主流题型,判断结论的正误或其中几方面的一致性、准确性等进行评价。考查角度:表格型实验评价主要围绕:物质检验、性质的验证、原理的探究、实验操作、现象、结论、实验仪器和药品的选择等。【核心整合】1.强弱比较实验操作及现象实验结论判断(填“√”或“×”)①将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄色氧化性:H2O2>Fe3+×②向酸性KMnO4溶液中滴入FeCl2溶液,紫红色溶液变浅并伴有黄绿色气体产生氧化性:KMnO4>Cl2>Fe3+×③向KBr溶液中依次滴加过量氯水、淀粉-KI溶液,溶液依次变为橙色和蓝色证明元素非金属性:Cl>Br>I×④在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,有沉淀生成证明酸性:H2SO3>HClO×⑤将足量SO2通入Na2CO3溶液中逸出的气体通入足量的酸性KMnO4溶液,再通入澄清石灰水中,酸性KMnO4溶液颜色变浅,澄清石灰水变浑浊说明:Ka1(H2SO>Ka1(H2CO√⑥NaHCO3溶液与Na[Al(OH)4]溶液混合产生白色沉淀说明结合H+的能力:CO32−<[Al(OH)4√⑦分别向饱和硼酸(H3BO3)溶液和稀硫酸溶液中加入少量NaHCO3粉末,前者无气泡冒出,后者有气泡冒出证明非金属性:S>C>B√⑧向等浓度的NaCl和KI混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液时,先产生黄色沉淀说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)√⑨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,溶液变浑浊酸性:醋酸>碳酸>苯酚×2.物质制备、产物证明实验操作及现象实验结论判断(填“√”或“×”)①向无水乙醇中加入浓硫酸,加热至170℃,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,红色褪去说明生成乙烯气体×②将铜丝灼烧至表面变黑,伸入盛有某有机物的试管中,铜丝恢复亮红色说明该有机物中含有醇羟基或羧基√③向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色说明氯水中含有HClO×④向某黄色溶液中加入淀粉碘化钾溶液,溶液呈蓝色说明溶液中含Br2×⑤将SO3、SO2气体通入BaCl2溶液中,生成白色沉淀此沉淀是BaSO3、BaSO4×⑥将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色该气体一定是SO2×⑦将红热的木炭加入浓硝酸中,产生红棕色气体说明碳与浓HNO3反应生成NO2×⑧向补铁口服液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,紫色褪去说明补铁口服液中有Fe2+×⑨蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X,有白烟产生溶液X一定是浓盐酸×⑩将某铁的氧化物用稀盐酸溶解,再滴入2滴酸性KMnO4溶液,溶液褪色证明该氧化物中一定含有Fe2+×3.物质性质实验操作及现象实验结论判断(填“√”或“×”)①向溶有SO2的BaCl2溶液中加入Fe(NO3)3溶液,有白色沉淀生成说明NO3×②向FeBr3溶液中加入足量H2O2,生成大量气泡该过程中FeBr3作催化剂√③用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在纸上,纸变黑浓硫酸具有脱水性√④向2mL1mol·L-1硼酸溶液中加入1mL1mol·L-1碳酸钠溶液,溶液无明显变化硼酸与碳酸钠没有反应×4.反应原理实验操作及现象实验结论判断(填“√”或“×”)①取5mL0.1mol·L-1KI溶液于试管中,加入1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液,充分反应滴入5滴15%KSCN溶液,溶液变红色KI与FeCl3的反应有一定限度√②向两支盛有KI3溶液的试管中分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液,前者溶液变蓝、后者有黄色沉淀生成KI3溶液中存平衡:I3−I-+I√③常温下,测量NaHCO3溶液的pH,pH>7HCO3√④将25℃0.1mol·L-1Na2SO3溶液加热到40℃,用传感器测定溶液pH的变化,发现温度升高,溶液的pH逐渐减小确定Na2SO3的水解平衡逆向移动×5.离子检验实验操作及现象实验结论判断(填“√”或“×”)①用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰呈黄色一定是钠盐溶液,该溶液中一定不含K+×②向溶液X中滴加NaOH稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝溶液X中一定不含NH×③向溶液Y中滴加硝酸,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成溶液Y中一定含有SO×④向溶液Z中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色溶液Z中一定含有Fe2+√【模拟预测】1.(2024·浙江6月选考)为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是()选项影响因素方案设计现象结论A浓度向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL1.0mol·L-1HBr溶液黄色溶液变橙色增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动B压强向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr气体颜色不变对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动C温度将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中气体颜色变深升高温度,平衡向吸热反应方向移动D催化剂向1mL乙酸乙酯中加入1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液,水浴加热上层液体逐渐减少使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动答案C解析A.2CrO42−(黄色)+2H+Cr2O72−(橙色)+H2O,向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL1.0mol·L-1HBr溶液,Cr2O72−可以将Br-在酸性条件下氧化为Br2,故溶液由黄色变橙色,无法说明平衡正向移动,A错误;B.反应2HIH2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应,向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr(无关气体),虽然总压增大,HI、H2、I2的分压不变,浓度不变,故平衡不移动,气体颜色不变。即对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,恒温恒容时,充入惰性气体平衡不移动,B错误;C.反应2NO2N2O4为放热反应,升高温度,气体颜色变深,说明平衡逆向移动,即向吸热反应方向移动,C正确;D.催化剂只会改变化学反应速率,不影响平衡移动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.(2024·江苏预测卷)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是()选项实验操作和现象结论A将FeCl3溶液与Na2S溶液混合,生成的沉淀颜色有红褐色、黄色和黑色生成的Fe2S3分解为铁粉和硫单质B向溶液X中滴加NaOH稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝溶液X中无NHC向Ba(NO3)2溶液中持续通入SO2,产生白色沉淀该沉淀为BaSO4D在硫酸钡沉淀中加入浓碳酸钠溶液充分搅拌后,取沉淀(洗净)放入盐酸中,有气泡产生Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)答案C解析A.氯化铁溶液与硫化钠溶液混合,可以发生双水解反应生成氯化钠、氢氧化铁红褐色沉淀和硫化氢气体,过量的氯化铁溶液也可以与硫化钠溶液发生氧化还原反应生成氯化钠、硫化亚铁沉淀和淡黄色的硫沉淀,所以溶液混合,生成的沉淀颜色有红褐色、黄色和黑色,故A错误;B.常温下溶液中的铵根离子与稀氢氧化钠溶液反应生成一水合氨,不能生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的氨气,则向溶液X中滴加氢氧化钠稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝色无法确定溶液中是否含有铵根离子,故B错误;C.向硝酸钡溶液中通入二氧化硫气体,二氧化硫与溶液中的水反应生成亚硫酸使溶液呈酸性,酸性溶液中硝酸根离子能将二氧化硫氧化为能与钡离子反应生成白色硫酸钡沉