高考化学总复习第十单元第4讲实验方案的设计和评价教案新人教版.docx

第4讲实验方案的设计和评价一、实验方案的设计与评价1.实验方案设计的基本要求2.实验方案设计的基本思路根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器,设计合理的实验方案,并且分析这几种方案,从而选择出最佳方案。3.实验方案设计中的安全问题(1)防爆炸:点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H4)或用CO、H2还原Fe2O3、CuO之前,要。(2)防暴沸:配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时,要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水中或酒精中;加热液体混合物时要加或。(3)防中毒:制取有毒气体(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)时,应在通风橱中进行,且进行。(4)防倒吸:加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体(如NH3、HCl)时,要注意熄灯顺序或加装安全瓶。4.实验方案的评价解题要点(1)理论上要。(2)操作上要。(3)原料用量要。(4)要环保,符合原则。二、定量测定数据的方法和过程分析1.沉淀法先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算。2.测气体体积法对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。3.测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前后,求得所吸收气体的质量,然后再进行相关计算。4.滴定法即利用滴定操作原理,通过滴定、滴定或滴定等获得相应数据后再进行相关计算。三、实验数据的处理分析1.数据的表格化项目实验编号项目1项目2项目3项目4123(1)根据实验原理确定应记录的项目:所测的物理量。(2)应注意数据的有效数字及单位和必要的注释。(3)设计的表格要便于数据的查找、比较,便于数据的计算和进一步处理,便于反映数据间的联系。2.数据的图像化图像化是用直线图或曲线图对化学实验结果加以处理的一种简明化形式。它适用于一个量的变化引起另一个量的变化的情况。图像化的最大特点是鲜明、直观、简单、明了。1.实验方案设计中几个易忽视的问题(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸。(2)进行某些易燃、易爆实验时,要防止爆炸。例如,用H2还原CuO实验中应先通入H2,气体点燃前要先验纯。(3)防止氧化。例如,H2还原CuO实验结束后要“先灭灯再停氢”,白磷切割要在水中进行等。(4)防止吸水。例如,实验时取用、制取易吸水、潮解、水解的物质要采取必要措施,以保证达到实验目的。(5)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却。(6)仪器拆卸的科学性与安全性。例如,防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等。2.化学实验评价的五大视角(1)可行性视角:可行性是方案的第一要素,评价方案时应注意从实验原理和操作两个方面分析:理论上要科学合理;操作上要简单可行。(2)经济效益视角:评价一种实验方案,不仅要从科学性上判断是否可行,还要从经济效益上考虑是否切合实际。(3)绿色化视角分析实验药品是否有毒,是否会造成环境污染;仪器药品是否价格低廉、便宜易得;反应是否充分,原子经济性强。(4)安全性视角避免炸裂:受热不均匀、液体倒吸、气流不畅、易燃气体中混有助燃气体等;防污染:有毒尾气未经处理、剩余药品随意丢弃、实验产生的废液肆意倾倒等;防失火:点燃或熄灭酒精灯的方法不正确、易燃试剂与明火接触等;防吸水:极易水解、吸水性强(潮解)的物质未密封保存或与潮湿空气接触,大量吸水导致液体溢出或反应变质等。(5)规范性视角仪器的安装与拆卸;试剂添加的顺序与用量;加热的方式方法和时机;仪器的查漏、气密性检验;温度计的规范使用、水银球的位置;实验数据的读取;冷却、冷凝的方法等,如有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料,须在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等。3.数据的综合分析如何用好、选好数据,是解决实验分析题的关键所在。解决这类试题的一般方法为比较数据、转变物质、分析利弊、确定方案。(1)对数据进行比较是解决问题的突破口,注意比较数据的交点与重合区。(2)转变物质是实现实验目标的重要途径,在一些物质提纯与制备的问题中,往往会提供一些物质沉淀的pH范围、沸点、密度、溶解性等体现物质性质的数据。在很多情况下,一些物质的相关数据是重叠的,不利于问题的解决,一般可通过转变物质来解决(如CH3COOH与CH3CH2OH的沸点很接近,要分离二者的混合物,可以通过将CH3COOH转变为CH3COONa的方法,扩大其与CH3CH2OH沸点上的差异,然后通过蒸馏的方法进行分离)。(3)在实际生产、生活中,除了涉及是否能够通过相应反应来实现实验目的外,还涉及经济效益的问题,在原理、环保等方面没有大的差异时,选择廉价原料完成相应的实验成为首选。科学有毒药品简便简短检验气体的纯度沸石碎瓷片尾气处理科学简单可行节约绿色化学吸收剂的质量酸碱中和沉淀氧化还原反应化学实验方案设计具体要求1.注意检验气体的纯度。点燃或加热通有可燃性气体的装置前,必须检验气体的纯度。2.注意加热操作先后顺序的选择。若气体发生装置需加热,应先用酒精灯加热气体发生装置,等产生气体后,再给实验需要加热的固体物质加热。3.有易挥发的液体反应物,为了避免反应物的损耗且充分利用原料,要在发生装置上设计冷凝回流装置。4.冷却问题。有的实验为了防止气体冷凝不充分而损失,需用冷凝管或冷水或冰水冷凝气体(物质蒸气),使物质蒸气冷凝成液态以便于收集。5.实验过程中,用到加热装置要注意防止倒吸。洗气时导管长进短出,干燥除杂时大进小出等。见自学听讲P214化学实验方案的设计1.硫酸亚铁加热至高温会分解。某化学研究小组利用下图所示装置探究FeSO4分解后的产物。实验步骤:按图组装好仪器(已省略夹持仪器)并检查装置的气密性,准确称取m g FeSO4固体置于硬质玻璃管中,将E中的导管撤出水槽,打开活塞K,通入一段时间的N2,关闭活塞K。加热A中的玻璃管一段时间后,将E中导管置于水槽集气瓶口收集产生的气体,用带火星的木条检验E中所收集的气体,带火星的木条能够复燃。待A中固体不再分解后,停止加热,打开K,缓慢通入氮气至玻璃管冷却,得到红棕色粉末。请回答下列问题:(1)仪器甲的名称是。(2)B中浓硫酸的作用是。(3)实验过程中发现C中溶液颜色变浅,D中无明显变化。写出C中发生反应的离子方程式:。(4)FeSO4完全分解后,还需要通入一段时间N2的原因是。(5)若C中原先加入了20 mL 1.00 molL-1 KMnO4溶液,为了确定FeSO4分解的化学方程式,某同学进行了如下实验:.经称量得B装置在实验后增重0.80 g(注:SO3易溶于浓硫酸);.将实验后C中的溶液全部转移至100 mL容量瓶中,并加水稀释至刻度线;.准确量取20.00 mL上述溶液至锥形瓶中,加入足量稀硫酸酸化,用0.20 molL-1的标准H2C2O4溶液滴定至终点;.重复实验3次,记录数据如下:实验滴定管开始读数/mL滴定终点读数/mL1019.9820.1020.123020.16滴定至终点的现象是。FeSO4分解的化学方程式为。(6)请设计一个实验来检验A中的FeSO4是否完全分解:。解析(2)硫酸亚铁分解生成二氧化硫、三氧化硫和氧化铁,B中浓硫酸可以吸收分解产生的SO3。(3)二氧化硫具有还原性,能够被高锰酸钾氧化,C中发生反应的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O5SO42-+2Mn2+4H+。(4)FeSO4完全分解后,继续通入一段时间N2,可以将装置内残留的气体排入吸收装置中完全吸收,同时防止发生倒吸。(5)高锰酸钾溶液呈紫红色,滴定终点的现象为溶液由浅紫色(或浅红色)变成无色,且半分钟内不恢复。E中收集的气体能够使带火星的木条复燃,说明还生成了氧气。B装置吸收的是SO3,则n(SO3)=0.80 g80 gmol-1=0.01 mol,H2C2O4溶液滴定了未反应的KMnO4溶液,反应为5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O。滴定等体积C中溶液的稀释液消耗标准H2C2O4溶液的体积依次为19.98 mL、20.02 mL、20.16 mL。实验中第三次误差太大,应舍去,故所用标准H2C2O4溶液平均体积=19.98 mL+20.02 mL2=20.00 mL。20.00 mL C中溶液的稀释液含KMnO4的物质的量为0.20molL-10.02000 L52=0.0016 mol,与SO2反应的KMnO4物质的量为1.00 molL-10.02 L-0.0016 mol100 mL20.00 mL=0.012 mol。根据反应的离子方程式5SO2+2MnO4-+2H2O5SO42-+2Mn2+4H+,得n(SO2)=0.012mol25=0.03 mol,反应产生的SO2与SO3物质的量之比为31。若分别取SO2、SO3的物质的量3 mol和1 mol,根据硫原子守恒,可确定n(FeSO4)=4 mol,根据铁原子守恒可确定生成的n(Fe2O3)=2 mol;根据氧原子守恒,可得n(O2)=0.5 mol,因此FeSO4分解的化学方程式为8FeSO44Fe2O3+6SO2+2SO3+O2。(6)检验A中的FeSO4是否完全分解,只要检验是否存在Fe2+即可。答案(1)酒精喷灯(2)吸收分解产生的SO3(3)5SO2+2MnO4-+2H2O5SO42-+2Mn2+4H+(4)将装置内残留的气体排入吸收装置中完全吸收,同时防止发生倒吸(5)溶液由浅紫色(或浅红色)变成无色,且半分钟内不恢复8FeSO44Fe2O3+6SO2+2SO3+O2(6)将反应后的固体转移至小烧杯中,加入少量水,搅拌,过滤,取少量滤液于试管中,加入几滴K3Fe(CN)6溶液,若产生蓝色沉淀,说明FeSO4没有完全分解,反之则分解完全(其他合理答案均可)2.铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成的重要还原剂,其合成路线如图所示:纯净Cl2AlCl3NaAlH4(1)铝氢化钠遇水发生剧烈反应,其反应的化学方程式为。(2)AlCl3与NaH反应时,需将AlCl3溶于有机溶剂,再将得到的溶液滴加到NaH粉末上,此反应中NaH的转化率较低的原因是。(3)实验室利用如图装置制取无水AlCl3。装置A中试管内所盛装的试剂名称是。点燃D处酒精灯之前需排尽装置中的空气,其操作是。(4)改变A、B和D中的试剂就可以用该装置制取NaH。最好将试管B中原来的改为。如果操作不当,制得的NaH中可能含有杂质。解析(3)浓盐酸与MnO2在加热条件下或直接与KMnO4反应可制得Cl2。本实验是用生成的Cl2将装置D中的空气赶走,所以当装置D的试管中充满黄绿色气体时再点燃酒精灯。(4)NaH可由H2和Na在装置D中反应制得,所以装置A中是活泼金属,如Zn,生成的H2中会混有HCl和水蒸气,而原来制取的Cl2中混有挥发的HCl,可使用饱和食盐水除去,然后用浓硫酸干燥,而除去H2中的HCl可用NaOH溶液;如果操作不当会使装置中混有空气而生成Na2O2,或生成H2的量不足而有部分Na未参与反应,如果H2干燥不充分还可能导致Na与水反应生成NaOH,所以混有的杂质可能是Na、Na2O2和NaOH等。答案(1)NaAlH4+2H2ONaAlO2+4H2(2)反应生成的NaCl附着在氢化钠表面,阻止了AlCl3和NaH进一步反应(3)高锰酸钾打开分液漏斗活塞使装置A中发生反应,待装置D的试管中充满黄绿色气体时再点燃酒精灯(4)饱和食盐水;NaOH溶液;Na、Na2O2(其他合理答案也可)解答实验设计题的思维过程1.巧审题,明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心,是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上,遵循可靠性、简捷性、安全性的原则,确定符合实验目的、要求的方案。2.想过程,理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程,确定实验操作的方法步骤,把握各步实验操作的要点,理清实验操作的先后顺序。3.看准图,分析各项实验装置的作用。有许多综合性实验题图文结合,思考容量大,在分析解答过程中,要认真细致地分析图中所示的各种装置,并结合实验目的和原理,确定它们在该实验中的作用。4.细分析,得出正确的实验结论。实验现象(或数据)是化学原理的外在表现。在分析实验现象(或数据)的过程中,要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因,或从有关数据中归纳出定量公式,绘制变化曲线等。某铜矿石中铜元素含量较低,且含有铁、镁、钙等杂质离子。某小组在实验室中用浸出萃取法制备硫酸铜:(1)操作为。操作用到的玻璃仪器有烧杯、。(2)操作、操作的主要目的是,富集铜元素。(3)小组成员利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应,制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液。多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异,查阅资料表明,可能由于条件控制不同使其中混有较多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu4(OH)6SO4均难溶于水,可溶于酸;分解温度依次为80 、200 、300 。设计实验检验悬浊液成分,完成表中内容。限选试剂:2 molL-1HCl、1 molL-1 H2SO4、0.1 molL-1 NaOH、0.1 molL-1 BaCl2、蒸馏水,仪器和用品自选。实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量悬浊液,过滤,充分洗涤后,取滤渣于试管中,说明悬浊液中混有Cu4(OH)6SO4步骤2:另取少量悬浊液于试管中,说明悬浊液中混有Cu(OH)2(4)上述实验需要100 mL 0.5 molL-1 CuSO4溶液,配制时需称取g CuSO45H2O。解析铜矿石溶于酸,然后采用过滤的方法将难溶性固体和溶液分离,则操作为过滤;向滤液中加入有机物,采用萃取方法将含铜物质和溶液分离,所以操作为萃取,得到含铜有机相,再采用硫酸作萃取剂将含铜有机相萃取,得到硫酸铜溶液和有机相,将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶后,得到硫酸铜晶体。(1)依据流程图分析,操作是矿石酸溶后分离固体和液体,实验操作是过滤;操作是加入有机物溶解铜的化合物且能和水分层,实验操作是分液,用到的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗等。(2)利用水和有机溶剂萃取提纯硫酸铜溶液,结晶得到硫酸铜晶体;操作、操作的主要目的是除去溶液中的杂质。(3)通过实验验证杂质是否存在,可以通过检验是否含硫酸根离子来判断Cu4(OH)6SO4是否存在,先加入盐酸排除其他离子的干扰,再加入氯化钡溶液,若生成白色沉淀,则证明含Cu4(OH)6SO4。依据氢氧化铜受热会分解生成黑色氧化铜沉淀设计实验来分析验证,取少量悬浊液于试管中,利用沸水浴加热试管;试管中有黑色沉淀生成,证明含Cu(OH)2;水浴加热的目的是避免温度过高,氧化铜分解。(4)溶质CuSO4的物质的量为0.05 mol,则需要的CuSO45H2O也为0.05 mol,其质量为12.5 g。答案(1)过滤;分液漏斗(2)除去杂质(3)先加入过量2 molL-1的盐酸溶液,充分振荡,再滴入几滴0.1 molL-1氯化钡溶液;有白色沉淀生成;将试管放入装有沸水的小烧杯中,水浴加热一段时间后取出试管观察;试管中有黑色固体生成(4)12.5化学实验方案的评价1.用如图装置实验,下列实验现象预期及相应结论均正确的是()。ab实验现象预期结论A铁丝HCl酸化的H2O2溶液c中收集到无色气体铁丝催化H2O2分解B铜丝浓硝酸c中收集到红棕色气体硝酸有强氧化性C生铁NaCl溶液导管处发生倒吸生铁发生吸氧腐蚀D木条浓硫酸木条变黑浓硫酸有强氧化性解析铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氯化亚铁与双氧水反应生成氯化铁,催化剂为氯化铁,故A项错误;二氧化氮能与水反应生成一氧化氮,一氧化氮是无色气体,故B项错误;NaCl溶液呈中性,生铁在中性条件下发生吸氧腐蚀,故C项正确;木条变黑说明浓硫酸有脱水性,故D项错误。答案C2.过氧化钙微溶于水,可溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:(一)碳酸钙的制备(1)步骤加入氨水的目的是。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于。(2)某同学的过滤操作示意图如图所示,下列操作不规范的是(填字母)。a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b.玻璃棒用作引流c.将滤纸润湿,使其紧贴漏斗壁d.滤纸边缘高出漏斗e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO3滤液 白色结晶(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈(填“酸”“碱”或“中”)性。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是。(4)步骤中反应的化学方程式为,该反应需要在冰浴下进行,原因是。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是。(6)制备过氧化钙的另一种方法是将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是,产品的缺点是。解析(1)石灰石中含有少量铁的氧化物,加入盐酸溶解后,再加入双氧水和氨水,双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,而氨水用来调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀。小火煮沸使沉淀颗粒长大,有利于过滤分离。(2)过滤操作中,漏斗末端颈尖应紧靠烧杯壁;过滤时使用玻璃棒,起引流的作用;过滤装置中滤纸应紧贴漏斗的内壁;滤纸边缘应低于漏斗边缘;用玻璃棒搅拌易使滤纸破裂,导致过滤失败,并不能加快过滤速度,故a、d、e三项符合题意。(3)步骤中逐滴加入稀盐酸,稀盐酸与CaCO3反应生成CaCl2、H2O、CO2,由于CO2的溶解,溶液呈酸性。将溶液煮沸的作用是除去溶液中的CO2,因为后续操作中加入了氨水,CO2能与氨水反应,消耗反应物且引入杂质。(4)步骤中CaCl2与氨水、双氧水反应,得到过氧化钙晶体,化学方程式为CaCl2+2NH3H2O+H2O2+6H2OCaO28H2O+2NH4Cl或CaCl2+2NH3H2O+H2O2CaO2+2NH4Cl+2H2O,由于温度过高时双氧水易分解,因此反应需要在冰浴下进行。(5)过氧化钙微溶于水,使用乙醇洗涤,可以除去结晶表面的水分。(6)该工艺方法的优点是工艺简单、操作方便,缺点是得到的过氧化钙产品中会混入杂质,纯度较低。答案(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀;过滤分离(2)ade(3)酸;除去溶液中的CO2(4)CaCl2+2NH3H2O+H2O2+6H2OCaO28H2O+2NH4Cl(或CaCl2+2NH3H2O+H2O2CaO2+2NH4Cl+2H2O);温度过高时双氧水易分解(5)除去结晶表面的水分(6)工艺简单、操作方便;纯度较低解答综合性实验评价题的基本流程原理反应物质反应条件仪器装置现象结论作用意义联想。具体分析为:(1)实验是根据什么性质和原理设计的;实验的目的是什么。(2)反应物的性质、状态及发生反应时的条件(根据实验目的和相关的化学反应原理,进行全面的分析、比较和推理,并合理选择)。(3)有关装置:性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。(4)有关操作:操作方法、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。(5)实验现象:自下而上,从左向右全面观察。(6)实验结论:得出直接结论或导出间接结论。1.为达到下列实验目的,所用主要仪器及试剂合理的是()。选项实验目的主要仪器所用试剂A配制240 mL 0.1 molL-1 NaCl溶液250 mL容量瓶、量筒、玻璃棒、胶头滴管NaCl固体、蒸馏水B提纯混有少量乙酸的乙酸乙酯蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管、锥形瓶、铁架台(带铁圈和铁夹)混有少量乙酸的乙酸乙酯C制备少量的NH3分液漏斗、圆底烧瓶生石灰、浓氨水D检验溶液中的SO42 -试管、胶头滴管稀盐酸、Ba(NO3)2溶液解析需要用托盘天平称取NaCl固体的质量,A项错误;混有少量乙酸的乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液洗涤分液,B项错误;生石灰与水反应生成氢氧化钙使溶液中c(OH-)增大,同时反应放热,促进氨水分解,C项正确;硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,不能排除SO32 -的干扰,D项错误。答案C2.已知亚硫酸钠在空气中能被氧气氧化生成硫酸钠。(1)甲同学设计两种方案来检验Na2SO3溶液是否发生变质。方案一:取样,加入稀盐酸有气泡生成,认为亚硫酸钠溶液没有变质。方案二:取样,加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,认为亚硫酸钠溶液完全变质。请对这两个方案做出评价:方案一:(填“合理”或“不合理”),理由是。方案二:(填“合理”或“不合理”),理由是。(2)乙同学为探究Na2SO3溶液是否发生变质,设计如下实验测定1.0 molL-1的Na2SO3溶液的实际浓度。A BCD分液漏斗中应加入足量的下列哪种试剂?(填字母)。a.浓硝酸 b.65%硫酸c.浓盐酸实验前后测得C装置增重3.2 g,则Na2SO3溶液实际的物质的量浓度为。该实验装置还存在一个明显的缺陷:。解析(2)C装置增重3.2 g,产生的n(SO2)=0.05 mol,所以n(Na2SO3)=0.05 mol,c(Na2SO3)=0.05mol0.06 L=0.83 molL-1。答案(1)不合理;亚硫酸钠部分变质时滴加盐酸也会产生气泡;不合理;亚硫酸钠也能与氯化钡反应生成白色沉淀,亚硫酸钠未变质或部分变质时也会产生白色沉淀(2)b0.83 molL-1缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置(或其他合理答案)1.(2018年全国卷,13)下列实验过程可以达到实验目的的是()。编号实验目的实验过程A配制0.4000 molL-1的NaOH溶液称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容B探究维生素C的还原性向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化C制取并纯化氢气向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液D探究浓度对反应速率的影响向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5% H2O2溶液,观察实验现象解析应等溶液恢复至室温时再将其转入容量瓶中,并洗涤烧杯,将洗涤液一并转入容量瓶中,A项错误;Fe3+在溶液中显黄色、Fe2+在溶液中显浅绿色,Fe3+与维生素C反应生成Fe2+, 溶液从黄色变为浅绿色,体现维生素C的还原性,B项正确;制取并纯化氢气,开始用水除去HCl即可,最后应通过浓硫酸干燥,否则气体中混有水蒸气会使氢气不纯,C项错误;亚硫酸氢钠和过氧化氢反应生成硫酸氢钠和水,无明显现象,无法比较反应速率,D项错误。答案B2.(2017年全国卷,13)由下列实验及现象不能推出相应结论的是()。实验现象结论A向2 mL 0.1 molL-1的FeCl3溶液中加足量铁粉,振荡,加1滴KSCN溶液黄色逐渐消失,加KSCN溶液颜色不变还原性:FeFe2+B将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生CO2具有氧化性C加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸石蕊试纸变蓝NH4HCO3显碱性D向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液一支试管中产生黄色沉淀,另一支中无明显现象Ksp(AgI)Fe2+,A项正确;瓶内有黑色颗粒产生,说明生成单质C,发生反应4Na+CO22Na2O+C,CO2中C元素的化合价降低,因此CO2作氧化剂,被还原,B项正确;碳酸氢铵受热分解,NH4HCO3NH3+CO2+H2O,生成的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝,而不是碳酸氢铵显碱性的缘故,C项错误;产生黄色沉淀,说明生成AgI,AgI和AgCl形式相同,溶度积小的更易沉淀,即Ksp(AgCl)Ksp(AgI),D项正确。答案C3.(2017年江苏,13)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实验结论A向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡,无白色沉淀苯酚浓度小B向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解部分Na2SO3被氧化C向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,加热;再加入银氨溶液,未出现银镜蔗糖未水解D向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈蓝色溶液中含Br2解析A项,向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡,无白色沉淀,可能的原因是溴水的量太少;B项,向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,出现白色沉淀,再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解,说明白色沉淀中含有硫酸钡和亚硫酸钡,证明部分Na2SO3被氧化;C项,银镜反应需要在碱性环境中进行,操作中未出现银镜,不能说明蔗糖未水解;D项,向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈蓝色,该溶液中也可能含有Fe3+,Fe3+也能将I-氧化为单质碘。答案B4.(2015年全国卷,13)用如图所示装置进行下列实验:将中溶液滴入中,预测的现象与实际相符的是()。选项中物质中物质预测中的现象A稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡B浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色解析A项,发生的反应依次为NaOH+HClNaCl+H2O、Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2,由此可知开始时无气泡产生,最后才有气泡产生,错误;B项,常温下浓硝酸可将铝钝化,不会生成气体,错误;C项,开始时NaOH过量,发生反应:Al3+4OH-AlO2-+2H2O,无沉淀生成,错误;D项;草酸(乙二酸)具有还原性,能还原酸性高锰酸钾溶液,使其褪色,正确。答案D5.(2015年全国卷,10)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()。选项实验现象结论A将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成,溶液呈血红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3+B将铜粉加入1.0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝,有黑色固体出现金属铁比铜活泼C用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低D将0.1 molL-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 molL-1 CuSO4溶液先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小解析A项,因铁粉过量,发生的反应为3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,Fe+2Fe3+3Fe2+,溶液中无Fe3+,加入KSCN溶液不会变为血红色,错误;B项,发生的反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,无黑色固体出现,且只能说明Fe3+氧化性强于Cu2+,错误;C项,加热时铝箔表面生成致密的氧化膜,由于Al2O3的熔点高,不会熔化,包裹着液态铝,所以液态铝不会滴落,错误;D项,先生成Mg(OH)2白色沉淀,加入CuSO4溶液又转化为Cu(OH)2浅蓝色沉淀,说明Cu(OH)2的溶度积更小,正确。答案D6.(2017年江苏,19)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。已知:NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3NaClO2NaCl+NaClO3AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3H2OAg(NH3)2+Cl-+2H2O常温时N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+:4Ag(NH3)2+N2H4H2O4Ag+N2+4NH4+4NH3+H2O(1)“氧化”阶段需在80 条件下进行,适宜的加热方式为。(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为。HNO3也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是。(3)为提高Ag的回收率,需对“过滤”的滤渣进行洗涤,并。(4)若省略“过滤”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量NaClO与NH3H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3H2O不反应),还因为。(5)请设计从“过滤”后的滤液中获取单质Ag的实验方案: (实验中须使用的试剂有2 molL-1水合肼溶液,1 molL-1H2SO4)。解析(1)要控制“氧化”阶段的反应在80 恒温加热,加热温度低于水的沸点,所以适宜的加热方式为水浴加热。(2)结合得失电子守恒和元素守恒,即可配平化学方程式;HNO3作氧化剂时,会产生NO、NO2等有毒气体,造成环境污染。(3)过滤所得的滤液中含有Ag(NH3)2+,所以滤渣的表面残留有Ag(NH3)2+,为了提高回收率,需要将洗涤液回收利用。(4)由题干信息可知,NaClO溶液在受热时分解产生NaCl,Cl-会抑制Ag(NH3)2+的生成。答案(1)水浴加热(2)4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2;会释放出氮氧化物(或NO、NO2),造成环境污染(3)将洗涤液并入过滤的滤液中(4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl-,不利于AgCl与氨水反应(5)向滤液中滴加2 molL-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 molL-1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥见高效训练P1011.下列根据有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是()。A.用图1装置制取并收集干燥纯净的NH3B.用图2所示装置可除去NO2中的NOC.用图3所示装置可分离CH3COOC2H5和饱和碳酸钠溶液D.用图4装置配制一定物质的量浓度的NaOH溶液解析A项,收集氨气应该用向下排空气法,错误;B项,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,错误;C项,乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液不互溶,可以用分液漏斗分离,正确;D项,不能在容量瓶中溶解固体,错误。答案C2.关于下列图示的说法中,正确的是()。A.图1所示实验可比较硫、碳、硅的非金属性强弱B.用图2所示实验装置收集CO2气体C.用图3所示实验装置制备BaSO3沉淀D.图4装置可以用来除去SO2中的HCl解析碳酸钠与稀硫酸反应生成二氧化碳,二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸沉淀,证明酸性H2SO4H2CO3H2SiO3,可比较硫、碳、硅的非金属性强弱,A项正确;二氧化碳的密度比空气大,应用向上排空气法收集,B项错误;二氧化硫具有还原性,能被硝酸氧化成硫酸钡沉淀,C项错误;氯化氢、二氧化硫都能与氢氧化钠反应,D项错误。答案A3.(2019年湖南师大附中月考)下列实验中,所使用的装置(夹持装置略)、试剂和操作方法都正确的是()。解析氢氧化亚铁不稳定,易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁,所以制备氢氧化亚铁要隔绝空气,植物油和水不互溶,且密度小于水,所以用植物油能隔绝空气,实现实验目的,故A项正确;容量瓶只能用来配制溶液,不能用来溶解药品,故B项错误;实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气,氨气极易溶于水,不能采用排水法收集,故C项错误;制取乙烯需要170 ,温度计测定混合溶液温度,所以温度计水银球应该插入溶液中,且乙醇能被酸性高锰酸钾溶液氧化,乙醇易挥发,导致得到的乙烯中含有乙醇,影响乙烯的检验,故D项错误。答案A4.下图中的实验方案,能达到实验目的的是()。选项AB实验方案实验目的验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色选项CD实验方案实验目的除去CO2气体中混有的SO2比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱解析A项,右边试管中除加了FeCl3溶液外,反应温度也较高,所以右边试管中反应速率快不能证明FeCl3的催化作用,因为升高温度也能加快反应速率;B项,Fe作阳极,发生反应Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2,石墨作阴极,发生反应2H2O+2e-H2+2OH-,生成的H2可以保持溶液中为无氧状态,煤油也可隔绝空气,可以达到实验目的;C项,CO2也可以被Na2CO3溶液吸收, 发生反应Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,无法达到实验目的;D项,因为浓盐酸易挥发,会有部分HCl挥发到Na2SiO3溶液中,所以烧杯中有沉淀生成无法证明是与CO2反应生成的,无法达到实验目的。答案B5.用下列实验装置进行相应实验,设计正确且能达到实验目的的是()。A.甲用于实验室制取少量CO2B.乙用于配制一定物质的量浓度的硫酸C.丙用于模拟生铁的电化学腐蚀D.丁用于蒸干AlCl3溶液制备无水AlCl3解析实验室制取二氧化碳不能使用稀硫酸和碳酸钙,原因在于两者反应生成的硫酸钙微溶,附着在碳酸钙表面,使反应难以再一步进行,A项错误;实验室配制一定浓度的硫酸时,应该先将量取的浓硫酸在烧杯中稀释,再转移至容量瓶中定容,B项错误;装置左侧干燥环境不发生腐蚀,右侧发生吸氧腐蚀,因为氧气被吸收,所以中间的红墨水左侧低右侧高,C项正确;蒸干AlCl3溶液的过程中,Al3+水解会生成氢氧化铝,再受热分解得到氧化铝,D项错误。答案C6.某同学设计如下实验装置,测定葡萄糖还原新制氢氧化铜所得红色物质的组成。下列说法中正确的是()。A.将装置a中的Zn换成CaCO3可制备CO2气体B.若撤去装置b,则会导致该物质含氧量测定结果偏低C.只需称量装置d反应前后的质量就可确定该物质的组成D.装置e的作用是防止空气中的H2O、CO2等进入装置d中解析稀硫酸与CaCO3反应生成的硫酸钙微溶于水,不能用CaCO3和稀硫酸反应制备CO2气体,故A项错误;若撤去装置b,则会导致装置d中吸收水的质量偏大,该物质含氧量测定结果偏高,故B项错误;需称量装置d反应前后的质量和装置c中剩余固体的质量,可确定该物质的组成,故C项错误;装置e可防止空气中的H2O、CO2等进入装置d中,故D项正确。答案D7.下列实验操作和现象对应所得到的结论错误的是()。选项实验操作和现象结论A常温下,测定同浓度NaA和NaB溶液的pH:NaANaB相同条件下,在水中HA的电离程度大于HB的电离程度B常温下,用pH试纸测得0.1 molL-1 NaHSO3溶液的pH约为5HSO3-的电离程度大于水解程度C将含硫的酒精溶液滴入一定量的热水中得到淡蓝色透明液体,用激光笔照射,有光亮的通路淡蓝色液体属于胶体D向X溶液中滴入浓NaOH溶液,加热,将湿润的蓝色石蕊试纸置于试管口,无明显现象X溶液中无NH4+解析等浓度NaA和NaB溶液的pH:NaAc(OH-),HSO3-的电离程度大于其水解程度,B项正确;将含硫的酒精溶液滴入一定量的热水中得到淡蓝色透明液体,用激光笔照射,有光亮的通路,即产生了丁达尔效应,则淡蓝色液体属于胶体,C项正确;氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D项错误。答案D8.实验室用草酸与浓硫酸反应制备CO,其反应原理为H2C2O4CO+CO2+H2O。某课题组同学设计实验探究CO还原氧化铅(黄色粉末)并检验氧化产物(已知CO能使银氨溶液产生黑色沉淀),装置如图所示。下列说法正确的是()。A.、中试剂依次为碱石灰、银氨溶液、澄清石灰水B.中连续产生气泡且有明显现象时说明中空气已排尽C.实验结束时,先熄灭处酒精灯,再熄灭处酒精灯D.实验过程中观察到玻璃管中黄色粉末逐渐变成白色粉末解析装置中主要产生CO、CO2和H2O,中为碱石灰,用于除去CO2和H2O,中发生反应PbO+COCO2+Pb,中用澄清石灰水检验并除去反应中生成的CO2,中用银氨溶液检验装置中是否充满了CO,则、中试剂依次为碱石灰、澄清石灰水、银氨溶液,故A项错误;若中连续产生气泡且有明显现象,则说明中空气已排尽,故B项正确;实验结束时,先熄灭处酒精灯,再熄灭处酒精灯,以防发生倒吸,故C项错误;一般金属呈现出银白色金属光泽,在粉末状时为灰黑色,故D项错误。答案B9.下列实验操作规范且所选玻璃仪器能达到实验目的的是()。目的操作所选玻璃仪器A除去KNO3中少量NaCl将混合物制成热的饱和溶液,冷却结晶,过滤酒精灯、烧杯、玻璃棒B海带提碘将海带剪碎,加蒸馏水浸泡,取滤液加稀硫酸和H2O2试管、胶头滴管、烧杯、漏斗C测定饱和NaClO溶液、CH3COONa溶液的pH分别蘸取两种溶液滴在pH试纸上,颜色稳定后与标准比色卡对照玻璃棒、玻璃片D配制480 mL 0.5 molL-1 CuSO4溶液将称量好的62.5 g CuSO45H2O溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀烧杯、玻璃棒、量筒、500 mL容量瓶、胶头滴管解析过滤时还需要用漏斗,A项错误;海带提碘实验中,先将海带灼烧成海带灰,然后在灼烧后的海带灰中加入蒸馏水,煮沸23 min,再过滤,得到滤液,煮沸的目的是为了加快碘化物在水中的溶解,使灰烬中的碘离子尽可能多的进入溶液,然后加氧化剂氧化碘离子生成碘单质,再萃取、分液得到含碘单质的有机溶液,最后蒸馏得到碘单质,题中方案及使用仪器均不合理,B项错误;NaClO具有强氧化性,不能用pH试纸测定NaClO溶液的pH,C项错误;没有480 mL规格的容量瓶,应配制 500 mL 0.5 molL-1 CuSO4溶液,计算后将称量好的62.5 g CuSO45H2O在烧杯中溶解后转移到容量瓶中定容,胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒、容量瓶可完成所需溶液的配制实验,D项正确。答案D10.实验室在500 时,隔绝空气加热硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4,气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2)。下列说法正确的是()。A.取中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSC溶液,溶液变红,则残留物一定为Fe2O3B.装置用于检验分解产物中是否有水蒸气生成,试剂X最好选用碱石灰C.装置用