实验方案设计与评价突破训练(五)

1、实验方案设计与评价突破训练（五）1.下列有关实验操作、现象和结论都正确的是（）选项实验操作现象结论A溶液中加入盐酸，再滴加BaCb溶液先无现象，后产生白色沉淀原溶液中有sOB向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NstSQ溶液和CuSO容液均有固体析出蛋白质均发生变性C将 MgAI 与 NaOH溶液组成原电池Mg电极溶解Mg比AI金属活动 性强D向稀HNO溶液中加入 过量铁粉充分反应后，滴入kscn§液溶液变为血红色稀HNO具有氧化性，能将Fe氧化成Fe3+【解析】NqSQ能使蛋白质发生盐析，B错误；Mg Al与NaOH溶液组成原电池, Al电极为负极，溶解，C错误；向稀HNO溶液中加入过量

2、铁粉充分反应后，滴 入KSCN溶液，溶液应不为红色，D错误。2煤油 水rr軒煤油便/ FeSO4溶液猛的钾化粉物 碌辭氧铝合 镁氯二和混p丁A. 用甲图装置证明p （煤油） p （钠） p （水）B. 用乙图装置制备Fe（0H）2C. 用丙图装置制取金属锰D. 用丁图装置比较NaHC錚口 NaCO的热稳定性【解析】钠在煤油中下沉，在水中上浮，所以 p （煤油） p （钠） p （水），故A 正确；胶头滴管伸入到液面下以及使用油封都是为了防止 Fe（OH）2被氧化，故B 正确；为铝热反应的装置，利用铝热反应可以冶炼某些金属，故 C正确；应该将 碳酸氢钠盛在内部的小试管中，故 D不能说明NaHCO

3、比NqCO的热稳定性差。3. 将如图所示装置的注射器中的气体压入试管中（必要时可加热试管），不能完成 的实验是（）注射器A. 试管中盛酚酞试液，验证氨气的水溶液呈碱性B. 试管中盛酸性高锰酸钾溶液，探究 SO的还原性C试管中盛稀氢氧化钠溶液，验证 CO与NaOH反应的产物D.试管中盛淀粉-KI溶液，验证氯气的氧化性【解析】A项，氨气溶于水，生成一水合氨，使酚酞试液变红，可验证溶液呈碱 性，正确；B项，SO能使酸性高锰酸钾溶液褪色，可用该装置探究SO的还原性, 正确；C项，CO和氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠或碳酸钠，通过该装置无法 验证CO与NaOH反应的产物，错误；D项，氯气能将碘化钾中的I氧

4、化成单质 碘，淀粉遇碘显蓝色，可用该装置验证氯气的氧化性，正确。4. 下表中根据实验操作和现象所得出的结论正确的是 ()选项实验操作实验现象结论A蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X有白烟产生X一定是浓盐酸BKIQ溶液中加入HI溶 液，并加入淀粉溶液变蓝色KIQ的氧化性比12的强C强酸性溶液丫中加入Ba(NQ) 2溶液，静置后再加入KSCN§液先有白色沉淀，后溶液又变红丫中一定含有SO和Fe3+DC2H5OH与浓硫酸混合后加热到170C制得的气体使酸性KMnO容液褪色疋疋制得的乙烯使酸性KMnO容液褪色【解析】能与氨气反应产生白烟现象的有浓盐酸、浓硝酸等，A项错误；KIQ与HI发生反应：IO

5、J + 5I+ 6H+ =312+ 3H0,所以KIQ的氧化性比丨2强，B项正 确；溶液中含有Fe/和SO时也有题述现象（H+、NO能把Fe2+氧化成Fe3+） , C 项错误；制得的气体中还含有乙醇、SO等，乙醇和SO都能使酸性高锰酸钾溶液 褪色，D项错误。5. 常温下,二氯化二硫（S2CI2）为橙黄色液体,遇水易水解,工业上用于橡胶的硫 化。某学习小组合成S2CI2的实验装置如图所示。下列说法正确的是 （）A. 实验室可以用盐酸酸化高锰酸钾溶液B. C中所盛试剂为饱和氯化钠溶液C. 实验时需先点燃E处的酒精灯D. G中可收集到纯净的产品【解析】选B。高锰酸钾能将盐酸氧化产生氯气，不能用盐酸

6、酸化高锰酸钾溶液,A 错误；为除去氯气中的氯化氢,C中所盛试剂为饱和氯化钠溶液,B正确;实验时需 先点燃B处的酒精灯，先制取氯气并充满装置,C错误;G中收集到的产品中可能含 有硫，以及SCI2的水解产物等，D错误。6. 某实验小组同学设计实验,完成Cu和Fe2（SO）3溶液的反应,用KSCN溶液检验 是否还存在Fe'+ 0实验I :£2uL0J ffrtl-Lp|实验现象i .加入铜粉后充分振荡，静置,溶液变成浅蓝绿色；i .取少量i中清液于试管中,滴加3滴0.1 mol L-1 KSCN溶液，立即出现白色沉淀，溶液局部变为红色，振荡后红色迅速褪去2+沁-已知:i .Cu C

7、uSCN （白色）+（SCN）2（黄色）ii .（SCN）2的性质与卤素单质相似iii .CuSCN容于稀硝酸,发生反应CuSCN+HNOCuSON+CG+HO(未配平)(1) 依据现象i可预测该反应的离子方程式为 。 该小组同学查阅资料认为现象ii中的白色沉淀可能为CuSCN设计实验进行 验证。实验U :取少量实验I中的白色沉淀于试管中 ，证明该白色沉淀为CuSCN (补充所加试剂及实验现象)。(3) 该小组同学继续探究白色沉淀的成因，进行如下实验。 实验川:3 31 0.1 Utol L1 s试管内试剂现象结论2 mL0.1 mol L-1CuSO容液i.短时间内无明显变 化,溶液逐渐变浑

8、浊,1 小时后,有少量白色沉 淀生成CuSQ与 KSCNZ应生成了白色 沉淀,Fe2+能促 进该反应试剂Aii .无明显现象2 mL0.2 mol L-1 FeSO和0.1 mol L-1 CuSQ溶液iii.瞬间产生白色沉 淀,局部溶液变红，振 荡后红色褪去在实验川中： 写出现象i中生成白色沉淀的离子方程式 试剂A为。 根据现象i结合化学用语及必要的文字解释Fe2+能加快沉淀生成的原因 有的同学认为实验川不能充分证明其结论，并补充实验W如下取 2 mL 0.1 mol L-1Fe2(SO) 3 溶液滴加 3 滴 0.1 mol L-1 KSCN溶液后,溶液变红，然后滴加2 mL 0.1 mo

9、l L-1 CuSO溶液于试管中，(现象),说明白色沉淀不是由Fe3+与SCN生成，且Fe3+不能加快CuSCN勺生成。改变实验I铜的用量，设计实验V实验V :实验现象不足畳1 V2 mL (1inol L'1i.加入铜粉后充分振荡，溶液变成浅蓝绿色；i .取少量i中清液于试管中，滴加3滴0.1 mol L-1 KSCN溶 液，溶液变为红色，立即出现白色沉淀，振荡后红色迅速褪去该小组同学认为实验V中现象ii红色褪去与平衡移动有关，解释为_【解析】(1)向硫酸铁溶液中加入足量的铜粉后，充分振荡,溶液变为蓝绿色，说明铜与硫酸铁反应，生成硫酸铜和硫酸亚铁，离子方程式为Cu+2Fe+CiT+2

10、Fe(2) 取少量上面实验所得的清液，向其中加入少量的硫氰化钾溶液，立即出现白色 沉淀,溶液局部变为红色，振荡后红色迅速褪去，说明SCI-可以与CT反应,依据题 中信息可知,Cu2+可以把SCN氧化为黄色的(SCN)2,同时生成白色的CuSCI沉淀。由题中信息可知,CuSCN可溶于稀硝酸，生成CuSO N和CO等，因此实验方案如 下：取少量实验I中的白色沉淀于试管中，加入少量稀硝酸后，白色沉淀溶解，溶 液变蓝,有气泡生成，证明该白色沉淀为CuSCN(3) 在实验川中探究白色沉淀的成因，根据控制变量法，试剂A为2 mL 0.2 mol L-1 FeSO溶液,综合分析本组实验现象可知，该白色沉淀的

11、成分与硫酸 亚铁无关,但是硫酸亚铁中的Fe2+对生成白色沉淀的反应具有催化作用，故白色 沉淀是CuSCN现象i中生成白色沉淀的离子方程式为 2CiT+4SCL2CuSCN + (SCN)2O由题中信息可知，(SCN)2的性质与卤素单质相似，可以把Fe2+氧化为Fe3+,本身被 还原为SC2根据现象iii可知,Fe2+能加快沉淀生成的原因是生成的(SCN)2可以被 Fe2+还原为SCN该反应的离子方程式为(SCN)2+2FeT 2Fe3+2SCNSCN浓度增加, 生成沉淀的反应速率加快。有的同学认为实验川不能充分证明其结论,因为没有排除Fe3+对生成CuSC的 影响，故设计实验W如下：取2 mL

12、O.1 mol L-1 Fe2(SO4) 3溶液滴加3滴0.1 mol L-1 KSCN§液后，溶液变红，然后滴加2 mL 0.1 mol - L-1 CuSQ溶液于试管中，短时间 内无明显变化,溶液颜色仍为红色,说明白色沉淀不是由Fe3+与SCI-生成,且Fe3+ 不能加快CuSCN勺生成。 该小组同学认为实验V中现象ii红色褪去与平衡移动有关 ，因为溶液中发生 反应Fe3+3SCN，Fe(SCN,当振荡试管时，溶液中CiT与SCI-反应生成白色沉淀 CuSCN降低了 SCN的浓度,上述平衡左移,溶液褪色。答案:(1)Cu+2Fe 3+CiJ+2Fe2+(2) 加入少量稀硝酸后,白

13、色沉淀溶解,溶液变蓝,有气泡生成(3) 2CiT+4SCL2CuSCN +(SCN)2 2 mL 0.2 mol - L-1 FeSQ溶液 生成的(SCN)2氧化Fe2+发生反应(SCN)2+2FeT 2Fe3+2SCNSCN浓度增加,生成沉淀的反应速率加快(4) 短时间内无明显变化,溶液颜色仍为红色溶液发生反应Fe3+3SCN Fe(SCN),当振荡试管时,溶液中铜离子与硫氰根离子反应生成白色沉淀CuSCN降低了硫氰根离子的浓度,上述平衡逆移,溶液褪 色7水合草酸亚铁(FeCzQ - xHO)是生产锂电池的原料，难溶于水，受热易分解。 某化学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。回答下列问题

14、：(1) 实验室用硫酸亚铁溶液和草酸制备水合草酸亚铁，反应的化学方程式是O(2) 将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。分别取 2 mL此溶液于3支试管中，进行 实验： 第一支试管中加入几滴 KSCN溶液，溶液不变红； 第二支试管中加入几滴 &Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀； 第三支试管中加入几滴酸性KMnC溶液，溶液紫红色褪去上述实验能证明水合草酸亚铁中存在 Fe2+的是（填编号）。（3）为测定水合草酸亚铁中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关Ki和K2）（设为装置A）称重，记为mg。将 比也丄加蠢-恒温加热合样品装入石英玻璃管中，再次将装置 A称重，记为mg。按如图连接好装置进行 实验。实

15、验步骤如下：A. 打开K和&，缓缓通入NB. 加热装置A一段时间C停止加热，冷却到室温D. 关闭K和&，称量AE. 重复上述步骤，直至 A恒重，记为m g 步骤 B 至步骤 C 继续通入 N 的目的是0 根据实验数据记录，计算水合草酸亚铁化学式中结晶水数目X二（歹U式表示）。（4）为探究草酸亚铁的分解产物，将（3）中已恒重的装置A接入下列图所示部分的装置（可重复选用）进行实验。打开Ki和&，缓缓通入2,充分加热。实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物C L) E无水瓠化钙VII写出草酸亚铁受热分解的化学方程式：实验装置中依次连接的合理顺序为A。【解析】（1）

16、硫酸亚铁溶液和草酸反应的化学方程式是FeSO+ HGC4 +xHO=FeCO XHOJ + HSQ; （2）向试管中加入几滴 KSCNS液，溶液不变红, 不能说明肯定存在Fe2+;向试管中加入几滴KsFe（CN）6溶液，生成蓝色沉淀， 说明肯定存在Fe2+;草酸根离子、Fe2+均能与紫红色酸性KMnO容液反应，不能 说明肯定存在Fe2*;故答案选。(3)在无氧环境中进行反应，防止 FeGO4冷 却时被氧化，同时将装置 A中的水蒸气转移出装置 A；甩0) = (m m)g , m(FeC2O4) = (m m)g ,FeCQ xH20=Fe© + xHO14418x(m m)g (m

17、m)g8 m m得到x = 一m m 。(4)由于分解后有磁性的黑色化合物生成，该化合 m m物为Fe£4,铁元素化合价有变化，说明分解过程中发生了氧化还原反应，化学 方程式为3FeGO=Fe04+ 4COT+ 2COT;生成的气体先通过澄清石灰水来证 明二氧化碳的存在，再通过浓的氢氧化钠吸收二氧化碳， 再通过澄清石灰水来证 明二氧化碳已吸收完全，气体经干燥灼热的氧化铜，将反应后的气体通过澄清石 灰水来证明又生成了二氧化碳，最后进行尾气处理；依次连接的合理顺序为ACE(C)FGCH答案：(1)FeSO4+ H2C2Q+xH0=Fe2O xHOj + "SO (2)(3)将装

18、置 A中的水蒸气带走；同时防止FeCQ冷却时被氧化8 m mm m 3FeCQ=FeO+4COT+ 2C0 T C E (C) F G C H8 某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)进行氮气与钙的反应，并探究其 产物的性质及化学式。请回答下列问题。(1)仪器B的名称是o 反应过程中末端导管必须插入试管 C的水中，目的是。(填字母)A.吸收反应剩余的氮气B. 控制通入气体的流速C. 防止空气中的氧气倒流进入反应装置，干扰反应(3) 将下列操作步骤补充完整： 打开活塞K并通入 点燃酒精灯，进行反应； 反应结束后，(4) 该小组同学认为根据相应的质量关系可以求出生成物的化学式，数据记 录如下：A

19、的质量mVgA与钙的质量m/gA与产物的质量m/g14.8015.0815.15 通过计算得到化学式CaN,其中x =。 小组同学查阅资料得知产物为 CaN,能与水强烈反应，请写出C&N与水反应的化学方程式： 设计实验检验 C&N与水反应的产物(写出必要的操作及现象)：0【解析】(1)仪器B为干燥管，其作用是防止外界水蒸气进入 A中，可选用碱石 灰等固态干燥剂。(2)可以在实验过程中通过观察末端导管口气泡产生的速度，控制与调整2的流速，同时可防止空气进入 A中，避免生成CaO 参加反应的钙的质量=15.08 g 14.80 g = 0.28 g参加反应的 2的质量=15.15

20、g 15.08 g = 0.07 g则：xCa +40 x g28 g0.28 g 0.07 gx= 2.8 oCaN,与水反应属于非氧化还原反应，生成Ca(OH和NH;用湿润的红色 石蕊试纸检验NH,用NqCO溶液检验Ca(OH),要注意叙述的完整性。答案：(1)干燥管 碱石灰(或无水氯化钙，其他合理答案均可)(2)BC(3)熄灭酒精灯，待A冷却至室温后，再停止通入氮气 2.8CqN+ 6HO=3Ca(OH米 2NH T取少量氮化钙于一洁净试管中，加入适量水，将湿润的红色石蕊试纸放在试 管口，若变蓝，则证明有氨气生成，反应一段时间后，再向试管中滴加碳酸钠溶 液，若有白色沉淀出现则证明有氢氧化

21、钙生成 (或其他合理答案均可)9某浅绿色晶体Xx(NH)2SQyFeSQ zHO在分析化学中常用作还原剂。为确 定其组成，某小组同学进行如下实验：I .NH+含量的测定采用蒸馏法，蒸馏的装置如图所示。吸收装叫.相关的实验步骤如下： 准确称取58.80 g晶体X,加水溶解后，将溶液注入三颈烧瓶中； 准确量取50.00 mL 3.030 mol - L“ H2SO溶液于锥形瓶中； 向三颈烧瓶中加入足量 NaOH溶液，通入氮气，加热，蒸氨结束后取下锥 形瓶； 用0.120 mol - L“的NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过量的硫酸，滴定终点 时消耗25.00 mL NaOH标准溶液。(1) 仪器M的名

22、称为。(2) 步骤中，发生的氧化还原反应的化学方程式为 蒸氨结束后，为了减少实验误差，还需要对直 形冷凝管进行“处理”，“处理”的操作方法是(3) 步骤中，若振荡时锥形瓶中有液体溅出，则所测得的n(NM)的值将(填“偏大” “偏小”或“不变”)。n .s&含量的测定采用重量分析法，实验步骤如下： 另准确称取58.80 g晶体X于烧杯中，加水溶解，边搅拌边加入过量的 BaCb溶液； 将得到的溶液用无灰滤纸(灰分质量很小，可忽略)过滤，洗涤沉淀34 次； 用滤纸包裹好沉淀取出，灼烧滤纸包至滤纸完全灰化； 继续灼烧沉淀至恒重，称量，得沉淀质量为69.90 g。(4) 步骤中，判断BaCl2溶

23、液已过量的实验操作和现象是。(5) 步骤中，采用冷水洗涤沉淀，其主要目的是(6) 结合实验i、n通过计算得出晶体 X的化学式为，实验I的步骤中，溶液中离子浓度由大到小的顺序为【解析】Fe2*与NaOH容液反应生成Fe(OH)2沉淀，随后被氧化为氢氧化铁， 反应的化学方程式为4Fe(OHb+ Q+ 2HO=4Fe(OH)蒸氨结束后，直形冷凝管 中会残留一些液氨，会对测定结果产生影响，因此为了减少实验误差，还需要对 直形冷凝管进行“处理”，“处理”的操作方法是用蒸馏水冲洗冷凝管内通道23次，将洗涤液注入锥形瓶中。(3)步骤中，若振荡时锥形瓶中有液体溅出， 消耗NaOH勺量减少，则测定锥形瓶内溶液中

24、剩余的硫酸的量减少，与氨气反应 的硫酸的量增多，造成所测n(NH*)的值偏大。(5)用冷水洗涤可以降低固体的溶 解度，减少固体的溶解。 过量的的物质的量为0.120 mol L"x 0.025 L=0.003 mol,与 NH反应的的物质的量为 3.030 mol L- 1X 0.05 LX 2-0.003 mol= 0.3 mol，即 n(NH；) = 0.3 mol ; 69.90 g 沉淀为 BaSO,则 n(S&-)= 2369.90詈。|-1 = 0.3 mol;利用电荷守恒：n(NH；) + 2n(Fe2+) = 2n(S&-)，得 n(Fe2+) = 0

25、.15 mol;再利用质量守恒得 m(H20) = 58.80 g m(NHt) mS& ) m(Fe2+)=16.2 g,则 甩0)= 0.9 mol,故 n(NHt) ： n(Fe2J ： n(S&) ： n(比0)= 2 ： 1 ：2 : 6,晶体X的化学式为(NH)2SO FeSO 6HO;将晶体(NH4)2SO - FeSO 6H2O 加水溶解后，N宵、Fe2+水解显酸性，相互抑制水解，但是 NM起始浓度大，所以 c(NHt) > c(Fe2 + )，又由于SO不水解，所以c(S&) >c(NHt)，实验I的步骤 中，溶液中离子浓度由大到小的顺序为

26、c(SOt) >c(NH：) >c(Fe2+) >c(H+) >c(OH_)。答案：(1)分液漏斗(2) 4Fe(OH) 2 + Q + 2HO=4Fe(OH)用蒸馏水冲洗冷凝管内通道 23次，将洗涤液注入锥形瓶中(3) 偏大(4) 待浊液分层后，向上层清液中加入 12滴BaCb溶液，若无白色浑浊出 现，则说明BaCl2溶液已过量(5) 尽可能减少沉淀的溶解损失，减小实验误差(6) (NH4)2SO - FeSQ 6H2Oc(S&) >c(NHt ) > c(Fe2+) >c(H+) >c(OH_)10. 碳酸镧咀嚼片是一种不含钙和铝的磷

27、酸盐结合剂， 用于慢性肾衰患者高磷血 症的治疗。碳酸镧可由LaCl3为原料来制备，整个反应在较低的 pH条件下进行, 避免生成碱式碳酸镧La(OH)CQ。(1) 化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。乙仪器X的名称为;检验装置甲气密性良好的方法是O实验中K1、&打开的先后顺序为 ;为保证碳酸镧的纯度，实验过程中需要注意的问题有 。(2) 碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。为了高磷血症患者的安全，通常选用碳酸氢钠溶液，过程中会发生两个平行 反 应， 其 离 子 方 程式为 和 选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是任写一条)。 T C时，碳酸镧饱和溶液的浓度为 1

28、.0 X 10_7 mol 1，HCO的电离常数为 6.0 X 10"。请计算反应 2LaCl3+ 3NaHCOLa2(CQ)3 J + 3NaCI+ 3HCI 的平衡常数K=。V（NaJICO3 灌液） 利用手持技术测定溶液的pH从而监控反应过程，得到如图曲线。请说明be段变化的原因O(3) 碳酸镧(相对分子质量为458)质量分数的测定：准确称取15.0 g产品试 样，溶于10.0 mL稀盐酸中，加入10 mL NH NHCI缓冲溶液，加入0.2 g紫脲 酸铵混合指示剂，用1.0 mol L-1 EDTA(NaHY)标准溶液滴定至呈蓝紫色(La3+ + HV-=LaY + 2H+)

29、，消耗EDTA溶液60.00 mL则产品中碳酸镧的质量分数 w【解析】(1)氨气极易溶于水，先通氨气，在碱性条件下再通入二氧化碳，故 实验中先打开&再打开K1；为保证碳酸镧的纯度，实验过程中需要控制NH(或CG)通入量。(2)碳酸氢钠分别与La3+、反应，两个平行反应的离子方程式 为 2La3+ + 3HCO=La(CQ) 3 J + 3H+ 和 H+ + HCO=Cd + HQ 反应 2LaCb+ 3NaHCQLa2(CQ)3 J + 3NaCI + 3HCI 的 离子方 程式为 2La + 3HCQ=La(CQ)3j + 3H+，T C时，碳酸镧饱和溶液的浓度为 1.0 X 10

30、一7 moI l", 则饱和 溶液中 e(La3 +) = 2cLa2(CQ)3 = 2.0 X 10一7 moI L一1, e(CQ3一)=7 123 丰32一3cLa2(CQ)3 = 3.0 x 10一 mol L一 , “La2(CQ)可=c (La ) c(CQ一)= (2.0x 10一7)2x (3.0 x 10一7)3= 1.08 x 10一33, HCO的电离常数为 6.0 x 10一11,则反应的3平衡常数 K= c2 La3 CHc3c3 HCO 二 c2 La3+H ( c3 cO一3一c HCO6 0 x 10一11 308 x 10-33 = 200。(3)滴

31、定时消耗 EDTA的物质的量为 60.00 x 10一3L x 1.0 mol L一 1= 0.06 mol，根据反应 La3+ F2Y2- =LaY + 2H*可知，La3+ 的物质的量 为0.06 mol，碳酸镧的物质的量为 0.03 mol，产品中碳酸镧的质量分数 w/=10.03 mol x 458 g molx 100% 91.6%。答案：（1）球形干燥管 关闭活塞K，向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差，一段时间后，液面差保持不变，说明气密性良好先打开K2再打开K1控制NH(或CO)通入量(2)2La3+ + 3HCO=La(CQ) 3 J + 3H+H+ HCO=Cd+ 140 碳酸氢钠