2019高考化学专题42实验设计与实验方案评价专题测试.docx

专题42 实验设计与实验方案评价1下列试管实验的方案中，一定能达到实验目的是A制备乙酸丁酯：加入正丁醇和乙酸，再滴加几滴浓硫酸，振荡，水浴加热B检验甲基橙试液中是否混有微量酚酞：按图所示上升纸上层析法实验C检验醛基：加入CuSO4溶液和NaOH溶液各1mL，振荡，加入乙醛溶液，煮沸D比较苯酚、乙酸、碳酸的酸性：乙酸和纯碱反应产生的气体通入苯酚钠溶液中【答案】B考点：考查实验基本操作、实验方案设计与评价等2为测定碳酸氢钠纯度（含有少量氯化钠），某学生拟用如图实验装置，以下实验设计正确的是A可用稀盐酸代替稀硫酸 B量气管中液体为水C反应完全后，冷却，读取量气管体积数，再减去所加硫酸的体积，即为生成的气体体积D实验测得该试样中碳酸氢钠质量分数偏高，可能是测定气体体积时未冷却至室温【答案】D【解析】A、稀盐酸挥发，引起误差，错误；B、二氧化碳溶于水，量气管中液体不应为水，错误；C、生成的气体体积即为读取量气管体积数，零刻度在上面，正确；D、热胀, CO2体积变大，NaH CO3 -CO2, 碳酸氢钠质量分数偏高正确。 7下列叙述不正确的是A实验I :反应开始时反应速率由慢变快,再变慢 B实验II :滴加几滴浓H2SO4后,溶液颜色由黄色变为橙色C实验III:由该实验可以验证催化剂的催化效果D实验IV:能验证AgCl沉淀可转化为溶解度更小的Ag2S沉淀【答案】C考点：考查实验方案设计、评价以及反应原理的有关判断8直接氧化法制备混凝剂聚合硫酸铁Fe2(OH) n (SO4) 3n/2m (n2 , m10)的实验流程如下：已知：盐基度=n(OH)/3n(Fe)100% 。式中n(OH)、n(Fe)分别表示PFS中OH和Fe3+的物质的量。所得产品若要用于饮用水处理，需达到盐基度指标为 8.0%16.0%。（1）实验加入硫酸的作用是 。取样分析Fe2+浓度，其目的是 。（2）用pH试纸测定溶液pH的操作方法为 。若溶液的pH偏小，将导致聚合硫酸铁中铁的质量分数 。（填“偏高”、“偏低”、“无影响”）（3）氧化时控制反应温度为5060的原因是 。（4）聚合反应的原理为mFe2(OH)n(SO4) 3-n/2 Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 m，则水解反应的化学方程式为 。（5）产品盐基度的测定方法： 称取m g固体试样，置于400 mL聚乙烯烧杯中，加入25 mL盐酸标准溶液，再加20 mL煮沸后冷却的蒸馏水，摇匀，盖上表面皿。 室温下放置10 min，再加入10 mL氟化钾溶液，摇匀，掩蔽Fe3+，形成白色沉淀。 加入5滴酚酞指示剂，立即用物质的量浓度为c molL1的氢氧化钠标准液滴定至终点，消耗体积为V ml。 向聚乙烯烧杯中，加入25 mL盐酸标准溶液，再加20 mL煮沸后冷却的蒸馏水，摇匀，盖上表面皿。然后重复、做空白试验，消耗氢氧化钠标准液的体积为V0 ml。达到滴定终点的现象为 。已知试样中Fe3+的质量分数为w1，则该试样的盐基度(w)的计算表达式为 。【答案】（1）抑制Fe2+水解; 确定氧化Fe2+所需H2O2的量（2）将小片pH试纸放在点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒沾取少量待测液滴在试纸上，迅速与标准比色卡对照; 偏低（3）温度过低，反应太慢；温度过高， H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加。（4）Fe2(SO4)3+ nH2O Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 + (n/2) H2SO4（5）加入最后一滴NaOH标准液，烧杯中液体颜色恰好为浅红色，且30s内不变色。w=【解析】考点：本题以工业流程为背景综合考查了流程过程中条件的控制、水解原理、实验操作、滴定的计算等知识。 9以下进行性质比较的实验设计，不合理的是A比较Cu、Fe2+的还原性：Cu加入FeCl3溶液中B比较氯、溴非金属性：氯气通入溴化钠溶液中C比较镁、铝金属性：镁、铝（除氧化膜）分别放入4molL1NaOH溶液中D比较高锰酸钾、氯气的氧化性：高锰酸钾中加入浓盐酸【答案】C10下列实验操作正确且能达到预期目的的是实验目的操作A比较水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱用金属钠分别与水和乙醇反应 B欲证明CH2=CHCHO中含有碳碳双键滴入KMnO4酸性溶液，看紫红色是否褪去C确定磷、砷两元素非金属性的强弱测定同温同浓度的Na3PO4和Na3AsO4水溶液的pHD欲除去苯中混有的苯酚向混合液中加入浓溴水，充分反应后，过滤 【答案】AC【解析】金属钠与乙醇的反应比钠与水的反应缓慢，钠与乙酸的反应比钠与水的反应剧烈，说明羟基氢的活泼性：乙酸水乙醇，故A正确；乙烯和乙醛都能使酸性KMnO4溶液褪色，则碳碳双键和醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此不能用酸性高锰酸钾溶液检验丙烯醛分子中的碳碳双键或醛基，应选择Br2的CCl4溶液检验丙烯醛分子中的碳碳双键，若溶液褪色说明该有机物含有碳碳双键，可用新制Cu(OH)2或银氨溶液检验该有机物中的醛基，若加热后产生砖红色沉淀或产生银镜，说明该有机物含有醛基，故B错误；测定同温同浓度的Na3PO4和Na3AsO4溶液的pH，可以确定两溶液碱性的强弱，根据盐类水解规律可知，盐溶液的碱性越强，说明盐对应酸酸性越弱，由此可以确定H3PO4和H3AsO4的酸性强弱，根据元素周期表和元素周期律，非金属元素的最高价氧化物对应水化物酸性越强，非金属性就越强，由此可以确定P、As两种元素非金属性的强弱，故C正确；浓溴水与苯酚易发生取代反应，生成2,4,6三溴苯酚和HBr，前者难溶于水却易溶于苯，后者易溶于水，即该方法除去旧杂质却同时引入新杂质，应选足量NaOH溶液除去苯中混有的苯酚，充分反应后分液，得到的上层液体为苯，下层液体为苯酚钠、NaOH溶液，故D正确。考点：考查化学实验方案的设计与评价，涉及用钠与乙酸、乙醇反应的快慢比较羟基氢的活泼性、如何检验CH2=CHCHO分子中的碳碳双键、测定最高价含氧酸盐的pH确定元素非金属性的强弱、除去苯中混有的苯酚等实验操作、预期实验现象和结论的辨别。11下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是选项实验操作实验现象与结论A向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入0.1molL1 H2SO4溶液试管口出现红棕色气体。则溶液中NO3被Fe2+还原为NO2B向样品溶液中先滴加过量的稀盐酸，再滴加BaCl2溶液先滴加稀盐酸无现象，滴加BaCl2后出现白色沉淀。说明样品溶液中一定含有SO42C向0.1molL1 Na2CO3溶液中，滴加2滴酚酞显浅红色，微热红色加深。说明盐类水解是吸热反应D向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加热几分钟，冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液，加热无砖红色沉淀生成。表明淀粉没有水解生成葡萄糖【答案】BC考点：考查化学实验方案的设计与评价，涉及硝酸亚铁与稀硫酸反应的原理及现象、硫酸根离子的检验、盐类水解、淀粉是否水解等。12如下实验操作正确且能达到实验目的的是A用铁粉与稀硝酸反应，制取少量氢气，用排水法收集B在蒸发皿中给十水碳酸钠加热脱水C用酸式滴定管量取6.55mL的KMnO4溶液D用分液漏斗分离溴乙烷与氢氧化钠溶液发生反应后的生成物【答案】C考点：考查考生对常见单质及化合物的性质的掌握程度；考查考生对物质的加热、量取、分离、提纯等基本实验操作知识和技能的掌握程度。13用下列实验装置进行的实验中，不能达到相应实验目的的是A用图所示实验装置排空气法收集H2气体B图装置可以用来验证化学能转化为电能C图铁片最终完全溶解，且高锰酸钾溶液褪色D图所示实验可比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱【答案】BC【解析】氢气比空气轻，浮在空气上面，则短进长出排空气时可以收集密度比空气小的气体，故A正确；图装置不是锌铜原电池，因为没有形成闭合回路，应该用盐桥将两烧杯的溶液连接起来，故B错误；铁片不能溶解，因为常温下浓硫酸能使铁片钝化，酸性高锰酸钾溶液也不能褪色，故C错误；导管口有气泡逸出，硅酸钠溶液中有白色胶状沉淀产生，前者说明硫酸的酸性比碳酸强，后者说明碳酸的酸性比硅酸强，非金属元素的最高价含氧酸酸性越强，非金属性就越强，故D正确。考点：考查化学实验方案的评价或设计，主要涉及常见气体的收集方法、原电池的构成、验证铁或浓硫酸的主要性质、硫酸碳酸硅酸的酸性强弱比较等知识。 19下图为细菌冶铜和火法冶铜的主要流程。(1) 硫酸铜溶液一般呈_(填“酸”、“碱”或“中”)性，原因是_(用离子方程式表示）。写出电解硫酸铜溶液的化学方程式：_(电解过程中，始终无氢气产生)。(2)细菌冶金又称微生物浸矿，是近代湿法冶金工业上的一种新工艺。细菌冶铜与火法冶铜相比，优点为_(写出一点即可)。(3) 用惰性电极分别电解浓的氯化铜溶液和硫酸铜溶液。电解浓的氯化铜溶液时发现阴极有金属铜生成，同时阴极附近会出现棕褐色溶液。而电解硫酸铜溶液时，没有棕褐色溶液生成。下面是关于棕褐色溶液成分的探究：有同学认为，阴极附近出现的棕褐色溶液是氯气反应的结果，你认为他的猜测是否正确？_(填“正确”或“不正确），原因是_资料1:一般具有混合价态(指化合物中同一元素存在两种不同的化合价，如Fe3O4中的 Fe元索)的物质的颜色比单一价态的物质的颜色要深。 资料2:CuCl微溶于水，能溶于浓盐酸。猜想：棕褐色溶液中可能含有的离子是_(填3种主要离子符号）。验证猜想：完成实验方案(配制棕褐色溶液）。取少量_固体于试管中，加入_使其溶解，再加入_溶液，观察现象。已知电解前，U形管中加入了_100mL0.5 mol . L1 CuCl2溶液，电解结朿时电路中一共转移了 0.03 mol电子，且阴极生成0. 64 g铜，则形成的低价阳离子的物质的量为_mol。【答案】(1)酸（1分）；Cu2+2H2OCu(OH)2+2H+(1分)；2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2（2分）(2)节约能源、环保、设备简单、操作方便工艺条什易控制、投资少、成本低(或适宜处理贫矿、废矿、尾矿、炉渣等)(或其他合理答案)(2分)(3)不正确(1分)；阴极不会产生氯气(2分)Cu2+、Cu+、Cl-、CuCl2-(只要写前三个即可)(2分)氯化亚铜；浓盐酸；氯化铜(所加|式剂顺序不对扣1分)(各1分)0.01(2分)20某铜矿石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以此铜矿石为原料制备CuSO45H2O 及CaCO3，部分步骤如下：请回答下列问题：（1）溶液A除含有Cu2+外，还可能含有的金属离子有_(填离子符号)，验证所含离子所用的试剂是_。（2）可用生成的CO2制取优质碳酸钙。制备时，先向氯化钙溶液中通入氨气，再通入CO2。实验室通常采用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气。某学习小组选取下图所给部分装置制取并收集纯净的氨气。如果按气流方向连接各仪器接口，你认为正确的顺序为a_、_、_ i。其中与i相连漏斗的作用是_。实验室中还可用固体氢氧化钠和浓氨水制取少量氨气，下列最适合完成该实验的简易装置是_(填编号)（3）测定铜矿石中Cu2(OH)2CO3质量百分含量的方法是：a将1.25g铜矿石制取的CuSO45H2O于锥形瓶中，加入适量水完全溶解；b向溶液中加入100mL0.25mol/L的氢氧化钠溶液使Cu2+完全沉淀；c过滤；d滤液中的氢氧化钠溶液用0.5mol/L盐酸滴定至终点，耗用10mL盐酸。则铜矿石中Cu2(OH)2CO3质量分数为_。【答案】（11分）（1）Fe2+、Fe3+；酸性高锰酸钾溶液、KSCN溶液。（4分，各1分，其他合理答案也得分）（2）ag、he、d i （2分），防止倒吸（1分）；A（2分） （3）88.8%（2分）【解析】（3）消耗盐酸的物质的量是0.01L0.5mol/L0.005mol，则根据方程式NaOHHClNaClH2O可知，与盐酸反应的氢氧化钠是0.005mol。氢氧化钠的物质的量是0.1L0.25mol/L0.025mol，则与硫酸铜反应的氢氧化钠是0.025mol0.005mol0.020mol。则根据方程式2NaOHCuSO4Cu(OH)2Na2SO4可知，硫酸铜的物质的量是0.020mol20.010mol，所以根据原子守恒可知，铜矿石中Cu2(OH)2CO3的物质的量是0.010mol20.005mol，所以Cu2(OH)2CO3质量分数为100%88.8%。考点：考查离子检验、氨气制备、物质含量的测定以及实验方案的设计与评价等212012年冬天，我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注。在空气质量报告中，SO2的指数是衡量空气质量好坏的重要指标。为了测定空气中的SO2含量，有三位同学分别采用了以下测定方法。I氧化还原法：甲同学拟采用下图所示的装置进行实验：（1）该实验需要80mL510-4molL的碘溶液，甲同学应称量I2 g（精确到0.001），选择_mL的容量瓶进行配制。该实验所涉及的氧化还原反应原理为 （用化学方程式表示），该实验原理是利用了SO2的 性。（2）在甲同学所配碘溶液浓度准确，并且量取药品及实验过程中各种读数均无错误的情况下，利用上述装置所测定的SO2含量仍然比实际含量低，请分析其中可能的原因 . 重量法：乙同学拟用右图所示简易装置进行实验。实验操作如下：按图安装好仪器，在广口瓶中盛放足量的H2O2水溶液，用规格为20mL的针筒抽气100次，使空气中的SO2被H2O2水溶液充分吸收（SO2+H2O2H2SO4）。在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl2溶液，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、干燥等步骤后进行称量，得白色固体0.182mg。 （3）取样处空气中SO2含量为 mg/L（精确到0.001）。 （4）已知，常温下BaSO3的KSP为5.4810-7饱和亚硫酸溶液中c（SO2-3）=6310-8mol/L。有同学认为以上实验不必用H2O2吸收SO2，直接用01molL BaCl2溶液来吸收SO2即可产生沉淀，请用以上数据分析这样做是否可行 .III仪器法：丙同学直接使用一种SO2浓度智能监测仪测定空气中的SO2含量，这种监测仪是利用电化学原理，根据电池产生电流的强度来准确测量SO2浓度的。该电池总的化学反应原理为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 （5）请写出该电池负极的电极反应式 。【答案】（12分）（1）0.013g（1分）；100（1分） SO2I22H2O=H2SO42HI（1分）；还原性（1分）（2）装置气密性差 抽气速度过快 SO2易溶于水而装置中的棉花团不干燥 部分SO2溶于水后与水中溶解的少量O2反应生成硫酸而损失（其他合理答案亦可）（2分） （3）0.025（2分）（4）因溶液中c(Ba2)0.1mol/L，c(SO32)6.3108mol/L，其离子积c(Ba2)c(SO32)6.3109Ksp(BaSO3)5.48107，所以直接用0.1mol/LBaCl2溶液来吸收SO2不能产生BaSO4沉淀（2分）（5）SO22H2O2e2SO424H(2分)【解析】22某消毒液的主要成分为NaCl和NaClO，在空气中易吸收CO2而变质，且NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应：ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2+ H2O。某学习小组拟探究该消毒液的变质情况。（1）取适量消毒液放在试管中，加入足量一定浓度的硫酸，有气体放出。通过下列装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。学习小组研究后认为变质情况可能有三种：甲：部分变质；乙：未变质；丙： 。为了验证可能为甲，请完成下列实验方案。限选试剂：98%的浓硫酸 1%的品红溶液 1.0 molL-1 的KI淀粉溶液 1.0 molL-1 的NaOH溶液 澄清石灰水 饱和NaCl溶液所加试剂预期现象和结论试管A中加足量 （填序号）； 试管B中加1%品红溶液；试管C中加 （填序号）。 若_ _， 则甲成立。（2）用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度（滴定过程涉及的反应有：NaClO + Na2SO3 = NaCl + Na2SO4 ；2KMnO4 + 5Na2SO3+ 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O）。实验步骤如下：量取25.00 mL消毒液放入锥形瓶中，加入过量的a molL-1 Na2SO3溶液v1 mL；在使用滴定管之前首先进行的操作是_；将b molL-1的酸性KMnO4溶液装入 中；滴定，KMnO4和剩余的Na2SO3发生反应。当溶液由无色变成浅红色，且保持半分钟内红色不褪时，停止滴定，记录数据。重复滴定操作2次，平均消耗酸性KMnO4溶液v2 mL。则消毒液中NaClO的浓度为 molL-1（用含a、b、v1、v2的代数式表示）。 【答案】（15分）（1）全部变质（2分）；（2分）（2分） A中溶液变蓝色，B中溶液不褪色，C中溶液变浑浊（2分）（2）检查滴定管是否漏液（或检漏）（2分）；酸式（2分）；（av1-5/2bv2）1/25 (3分)（3）在使用滴定管之前首先进行的操作是检查滴定管是否漏液（或检漏）；酸性KMnO4溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，应装入酸式滴定管中。考点：考查物质的检验、仪器的选择、实验方案设计与评价以及物质的量浓度的有关计算等23I铁是人体必须的微量元素，绿矾（FeSO47H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成份。（1）FeSO4溶液在空气中会因氧化变质产生红褐色沉淀，其发生反应的离子方程式是 ；实验室在配制FeSO4溶液时常加入 以防止其被氧化，请你设计一个实验证明FeSO4溶液是否被氧化 。（2）测定绿矾样品含量的实验步骤：a. 称取5.7g样品，溶解，配成250mL溶液b.量取25mL待测溶液于锥形瓶中c.用硫酸酸化的0.01mol/L KMnO4溶液滴定至