高考化学二轮复习 专题训练24 化学实验探究 实验方案的设计与评价

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。化学实验探究 实验方案的设计与评价一、选择题1（2016浙江余姚高中）某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物测定生成气体的体积方案：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是（）A溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B溶液A和B均可以选用稀硝酸C若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D实验室中方案更便于实施解析因铝具有两性，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应，故A项正确；又因测固体质量比测气体体积易进行，故D正确；若A和B都是稀硝酸时则方案、均无法实施，故B错；若B是浓硝酸时则铝钝化，导致剩余固体质量增加，所以测得铜的质量分数偏小，故C正确。答案B2（2016浙江台州书生中学质检）实验是化学研究的基础，下列是在实验室中完成的不同的化学实验，其中能达到实验目的的是（）A装置甲用于过滤B装置乙用于检验火柴头燃烧可产生SO2C装置丙可用于干燥、收集氨气，并吸收多余的氨气D装置丁两电极上发生的电极反应：a极为Cu22e=Cu；b极为Fe2e=Fe2，则该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能解析本题考查实验设计。过滤时漏斗的末端与烧杯的内壁相接触，A项错误；用于检验火柴头燃烧可产生SO2，应拉动活塞，使SO2进入试管，且试管内的导管应长进短出，B项错误；氨气可以用碱石灰干燥，由于密度比空气密度小，可以采用图示装置收集，利用倒扣的漏斗既能吸收多余的NH3，又能防倒吸，C项正确；根据电极反应可知，该装置总反应为FeCu2=Fe2Cu，故该装置可以是电解池也可以是原电池，若为电解池，则a为阴极，b为阳极，过程中电能转化为化学能，D项错误。答案C3（2016浙江5校联考）某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂FeCl3，最合理的生产途径是（）ACl2FeCl3FeCl3溶液BCl2HCl盐酸FeCl2溶液FeCl3CCl2HCl盐酸FeCl2溶液FeCl3D.FeCl3溶液解析本题主要考查物质生产途径的选择。C、D项Cl2与H2光照时会发生爆炸，不能用此法制HCl；B比A步骤多，原料利用率低；所以最合理的生产途径是A。答案A4（2016浙江金华艾青调研）下列实验装置或操作正确的是（）解析A项，生成的沉淀可能为H2SiO3，故A错误；B项，二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明其具有还原性，故B错误；C项，乙醇和乙酸互溶，不能用分液法分离，故C错误。答案D5（2016安徽宣城八校联考）如图所示，用底部破损的试管和广口瓶，可以组装成一个具有随开随关功能的简易制气装置。下列有关该装置的说法正确的是（）A若隔板是铜，则该装置可用于制备H2、CO2、Cl2等气体B若隔板是铜，则用块状CaO和浓氨水可制备NH3C若隔板是铁，则该装置不能用于制备H2D用锌粒与稀硫酸制备H2时，有孔隔板既可以是塑料也可以是铜解析使用该装置制备气体，隔板上必须放置块状固体且不能加热。制备氯气所用的二氧化锰为粉末状固体且反应需要加热，故A错误；CaO虽然是块状固体，但与水反应迅速，一旦接触反应立即完成，起不到随开随关的作用，故B错误；若隔板是铁，则可以用铝与氢氧化钠溶液反应制备H2，故C错误；用锌与稀硫酸制氢气时，可以用塑料隔板也可以用铜隔板，若用铜隔板，还因形成铜锌原电池，加快反应速率，故D正确。答案D6（2016浙江临海白云质检）下列图中的实验方案，能达到实验目的是（）ABCD实验方案将NO2球浸泡在冰水和热水中实验目的验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用探究温度对平衡2NO2 N2O4的影响除去CO2气体中混有的SO2比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱解析A温度和催化剂都可影响反应速率，比较催化剂的影响，应在温度相同的条件下进行对比实验，故A错误；B.将NO2球浸泡在冰水和热水中，根据颜色的变化可知平衡移动的方向，以此可确定温度对平衡移动的影响，故B正确；C.CO2和SO2都可与碳酸钠溶液反应，应用饱和碳酸氢钠除杂，故C错误；D.盐酸易挥发，不能排除盐酸的干扰，应先通过饱和碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化氢，故D错误。答案B7（2016浙江绍兴一中期中）下列说法正确的是（）A硝酸钾制备实验中，将NaNO3和KCl的混合液加热并浓缩至有晶体析出，趁热过滤时，可以分离出硝酸钾B重结晶时，溶液冷却速度越慢得到的晶体颗粒越大C减压过滤操作时，应将滤纸放入布氏漏斗内，滤纸大小应略大于漏斗内径才能将全部小孔盖住D在两支试管中分别加1 mL无水乙醇和1.5 g苯酚固体，再加等量的钠，比较乙醇、苯酚羟基上氢原子的活泼性解析ANaCl的溶解度受温度影响不大，但硝酸钾的溶解度受温度影响大，则应冷却结晶分离出硝酸钾，故A错误；B.晶体颗粒与结晶速度有关，则重结晶时，溶液冷却速度越慢得到的晶体颗粒越大，故B正确；C.使用布氏漏斗进行减压过滤时，要在漏斗底上平放一张比漏斗内径略小的圆形滤纸，使底上细孔被全部盖住，故C错误；D.苯酚固体与Na不反应，应为钠与乙醇、苯酚液体的反应可比较羟基上H的活泼性，故D错误。答案B8下列对实验过程的评价正确的是（）A某固体中加入稀盐酸，产生了无色气体，证明该固体一定是CaCO3B某溶液中滴加BaCl2溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液中一定含SOC某无色溶液滴入无色酚酞试液显红色，该溶液一定显碱性D验证烧碱溶液中是否含有Cl，先加稀盐酸除去OH，再加硝酸银溶液，有白色沉淀出现，证明含Cl解析A因碳酸盐、碳酸氢盐等与盐酸反应均可生成无色气体，则某固体中加入稀盐酸，产生了无色气体，则该固体可能是CaCO3，故A错误；B.因硫酸钡、氯化银均为不溶于水和酸的白色沉淀，则某溶液中滴加BaCl2溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液中可能含SO或Ag，但不能同时存在，故B错误；C.因碱性溶液遇酚酞变红，则某无色溶液滴入无色酚酞试液显红色，该溶液一定显碱性，故C正确；D.验证烧碱溶液中是否含有Cl，加稀盐酸除去OH，会引入氯离子，造成干扰，所以验证烧碱溶液中是否含有Cl，先加稀硝酸除去OH，再加硝酸银溶液，有白色沉淀出现，证明含C1，故D错误。答案C9如图装置进行实验，将液体A逐滴加入到固体B中，下列叙述正确的是（）A若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀溶解B若A为浓硫酸，B为炭，C中盛有品红溶液，则C中溶液红色褪色C若A为浓硝酸，B为金属铜，C中盛有淀粉KI溶液，则C中溶液变蓝D若A为浓盐酸，B为MnO2，C中盛石蕊试液，则C中溶液先变红后褪色解析A若A为浓氨水，B为生石灰，滴入后反应生成氨气，通入C中盛AlCl3溶液中生成氢氧化铝沉淀不溶于氨水，则C中产生白色沉淀不溶解，故A错误；B.若A为浓硫酸，B为炭，反应需要加热才能反应，故B错误；C.浓硝酸和铜发生氧化还原反应生成具有氧化性的二氧化氮气体，可氧化KI生成碘，淀粉遇碘变蓝色，故C正确；D.若A为浓盐酸，B为MnO2，反应需要加热反应，常温下不反应，则C中盛石蕊试液无变化，故D错误。答案C二、填空题10（2016浙江桐乡高级中学质检）（1）下列实验操作中错误的是（填写序号）。A蒸发操作时，待蒸发皿中的水分完全蒸干后再停止加热BNaCl溶于水后做丁达尔实验可看到溶液中有一条光路C蒸馏实验时，温度计水银球位置需在蒸馏烧瓶支管口D分液操作时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出E用酒精灯的内焰给试管中的物质加热F把氢氧化钠固体放在托盘天平左盘的滤纸上称量G过滤操作中，为了加快过滤可用玻璃棒在漏斗中轻轻搅拌H为加速固体物质的溶解，可采用粉碎、振荡、搅拌、加热等方法（2）配制500 mL 1.0 mol/L的NaCl溶液时，判断下列操作会使实际浓度“偏高”、“偏低”还是“无影响”：A摇匀后，液面低于刻度线，再加水至刻度线B移液过程中，不小心溅出少量溶液C定容时，俯视刻度线D容量瓶用蒸馏水润洗后未烘干解析（1）A.利用余热蒸干液体，不能直接蒸干，故A错误；B.NaCl溶于水后形成溶液而不是胶体，胶体具有丁达尔效应，所以不能产生丁达尔效应，故B错误；C.蒸馏实验时，温度计测量馏分温度，所以温度计水银球位置需在蒸馏烧瓶支管口，故C正确；D.分液操作时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，防止引进杂质，故D正确；E.用酒精灯的外焰给试管中的物质加热，外焰温度大于内焰和焰心温度，故E错误；F.NaOH易潮解且具有强腐蚀性，应该在烧杯中称量氢氧化钠固体，故F错误；G.过滤操作中，不能用玻璃棒搅拌，否则易损坏滤纸，故G错误；H.粉碎可以增大与溶剂的接触面积，搅拌可以改变固体周围的饱和状态，加速溶解，在试管内进行少量固体溶解可以用振荡，在烧杯内进行较多固体溶解可以用搅拌，加热可以增大分子的移动速率，可以加速固体的溶解，故H正确。（2）根据c判断误差，如果n偏大、V偏小都导致配制溶液浓度偏高；如果n偏小、V偏大都导致配制溶液浓度偏低，A.摇匀后，液面低于刻度线，再加水至刻度线，溶液体积偏大，导致浓度偏低；B.移液过程中，不小心溅出少量溶液，导致溶质的物质的量偏小，则配制溶液浓度偏低； C定容时，俯视刻度线导致溶液体积偏小，配制溶液浓度偏高；D.容量瓶用蒸馏水润洗后未烘干，溶质物质的量、溶液体积都不改变，则溶液浓度无影响。答案（1）ABEFG（2）偏低偏低偏高无影响11（2016浙江杜桥中学检测）柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外，它有富足得令人惊讶的盐矿资源。盐体矿床以钾矿为主，伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液（富含K、Mg2、Br、SO、Cl等）来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br2），他们设计了如下流程：请根据以上流程，回答相关问题：（1）操作是；操作是；操作是；操作所需要的玻璃仪器有。（2）参照如图所示溶解度曲线，欲得到较纯净的氯化钾晶体需用少量的（填“热水”或“冷水”）洗涤固体（填“A”或“B”）。（3）在实验室常用减压的方法进行过滤，俗称抽滤，试猜想这种过滤方法的优点是_。解析最开始加的氧化剂将Br氧化生成Br2，由加入的CCl4可知，是用萃取剂萃取Br2，所以操作是萃取；将CCl4层和水层分开的过程叫做分液；利用蒸馏（操作）从溴的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴。由溶解度图像知，将得到的溶液进行蒸发浓缩至90 后进行结晶，再将固体和液体进行分离的操作叫过滤，此时所用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；在90 时得到的固体A为MgSO4，而30 时得到的固体B为KCl，所以应用冷水洗涤固体B，才可以得到较纯净的氯化钾。在减压条件下进行过滤，可使过滤的速度加快。答案（1）萃取分液蒸馏玻璃棒、漏斗、烧杯（2）冷水B（3）过滤速率快12（2012广东高考）碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 molL1KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL1K2S2O8、0.10 molL1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：S2O2I=2SOI2（慢）I22S2O=2IS4O（快）（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O与S2O初始的物质的量需满足的关系为n（S2O）n（S2O）。（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：实验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0表中Vx，理由是。（3）已知某条件下，浓度c（S2O）反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2O）t的变化曲线示意图（进行相应的标注）。解析解答本题时，要围绕实验目的（探究反应条件对化学反应速率的影响）进行分析与处理。（1）淀粉溶液遇I2显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶液中有I2，说明Na2S2O3消耗尽。为确保能观察到蓝色，溶液中Na2S2O3要耗尽。由题给离子反应可得关系式：S2OI22S2O，则有n（S2O）n（S2O）21时，能观察到蓝色。（2）实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等（即为20.0 mL），从而可知Vx2.0。（3）降低温度时，化学反应速率减慢，c（S2O）变化减慢。加入催化剂时，化学反应速率加快，c（S2O）变化加快，c（S2O）t的变化曲线如图所示。答案（1）Na2S2O32（2）2.0保证反应物K2S2O8的浓度改变，而其他物质的浓度不变（3）如图所示13（2016第一学期浙江名校协作体试题，31）某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.50%的ZnS和12.8%的CuS及少量的Fe3O4。某同学用15.0 g该废催化剂为原料，回收锌和铜。采用的实验方案如下，回答下列问题：已知：ZnS与稀硫酸反应，且化合价不变； CuS既不溶解于稀硫酸，也不与稀硫酸反应。（1）在下列装置中，第一次浸出反应装置最合理的（填标号）。（2）滤液1中含有Fe2，选用提供的试剂进行检验，检验方法如下：。（提供的试剂：稀盐酸KSCN溶液KMnO4溶液NaOH溶液碘水）（3）本实验要用到抽滤，设所用的洗涤剂为X，抽滤洗涤沉淀的操作。（4）写出第二次浸出的化学反应方程式_。向盛有滤渣1的反应器中加H2SO4和H2O2溶液，应先加。（5）滤渣2的主要成分是_。浓缩、结晶得到硫酸锌晶体的主要仪器名称是_。（6）某同学在实验完成之后，得到1.50 g CuSO45H2O，则铜的回收率为。解析（1）第一次浸出时加入的0.5 mol/L稀硫酸会与ZnS反应产生H2S气体，故应有尾气吸收装置，选D。（2）因滤液1中既有Fe3也有Fe2，故利用Fe2的还原性来检验，碘水颜色变化不明显，用酸性KMnO4溶液，若褪色则证明含有Fe2。（3）洗涤沉淀时应关小水龙头，让洗涤剂与沉淀充分接触。（4）第二次浸出时利用H2O2的氧化性来实现。H2O2CuSH2SO4=CuSO4S2H2O。H2O2在酸性条件下氧化性更强，故应先加稀硫酸。（5）滤渣1的主要成分是SiO2和CuS，故滤渣2的主要成分为SiO2，浓缩结晶所用的主要仪器为蒸发皿、酒精灯等。（6）15.0 g废料含Cu：n（Cu）10.02 mol15 g CuSO45H2O中含Cu，n（Cu）20.006 mol故铜的回收率为100%30%。答案（1）D（2）取少量滤液1，滴加高锰酸钾溶液，若褪色，则证明有亚铁离子（3）关小水龙头，使洗涤剂X缓缓通过沉淀物（4）CuSH2O2H2SO4=CuSO4S2H2OH2SO4（5）SiO2蒸发皿（6）30.0%14（2016浙江东阳中学调研）过氧化镁（MgO2）为白色粉末，不溶于水，易溶于稀酸，溶于酸后产生过氧化氢，在医学上可作为解酸剂等。MgO2可由以下反应制得：MgOH2O2=MgO2H2O.过氧化镁的制备：制备流程如图1所示：图1图2（1）用图2所示装置进行煅烧，仪器A的名称是_。（2）某研究小组为了研究Mg2（OH）2CO3煅烧条件对合成MgO2的影响。设计实验如下表所示（所取固体质量均为a g），其他条件不变时，探究煅烧温度对合成MgO2的影响，可选择实验（填实验编号）。实验编号煅烧温度（）煅烧时间（h）5502600165027003.过氧化镁晶体含量的测定：过氧化镁产品中常会混有少量MgO，实验室可通过多种方案测定样品中过氧化镁的含量。（3）某研究小组拟用图3装置测定一定质量的样品中过氧化镁的含量。实验前需进行的操作是，稀盐酸中加入少量FeCl3溶液的作用是。用恒压分液漏斗的优点有：消除滴入溶液的体积对所测气体体积的影响；。（4）实验室还可通过下列方案测定样品中过氧化镁的含量：称取1.600 g产品于锥形瓶中，加入15 mL蒸馏水和足量稀硫酸，用0.500 0 molL1 KMnO4标准溶液滴定至终点。反应的离子方程式为：2MnO5H2O26H=2Mn25O28H2O。滴定终点观察到的现象为 。根据图4计算产品中的质量分数为_。解析（1）煅烧固体应该在坩埚中进行，所以仪器A的名称是坩埚。（2）研究Mg2（OH）2CO3煅烧条件对合成MgO2的影响，要选择只有一个条件不同其