2023届新高考化学一轮复习实验方案的设计与评价提能力

课练32实验方案的设计与评价————————————综合测评·提能力————————————一、选择题1.实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如右图所示（省略夹持和净化装置）。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是（）选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液2.[2021·湖南六校高三联考]下列有关化学实验的设计或操作合理的是（）A.可用无锈铁丝代替铂丝来做焰色反应实验B.滴定实验前应用待测溶液润洗锥形瓶以减小实验误差C.用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中混有的乙烯D.可用澄清石灰水吸收尾气中的Cl23.下列各项操作能达到预期实验目的的是（）选项实验目的操作A分离Fe2O3、Al2O3将混合物置于足量的NaOH溶液中，然后依次进行过滤、洗涤、蒸发、灼烧四项操作B确定KCl中是否含有NaCl做焰色反应实验，观察焰色是否显黄色C确定FeCl2是否完全变质取少量已变质的FeCl2晶体于试管中，逐滴加入酸性高锰酸钾溶液D除去Fe粉中的I2加热使I2升华4.[2020·湖北鄂州高三期中]用下图所示实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是（）A.用①所示的操作可检查装置的气密性B.用②所示的装置制取少量的NOC.用③所示的装置干燥H2、NH3、CO2等D.用④所示装置制取Fe（OH）25.下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是（）选项实验目的实验操作A称取2.0gNaOH固体先在托盘上各放1张滤纸，然后在右盘上添加2g砝码，左盘上添加NaOH固体B配制FeCl3溶液将FeCl3固体溶于适量蒸馏水C检验溶液中是否含NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体D验证铁的吸氧腐蚀将铁钉放入试管中，用盐酸浸没6.[2020·皖西高中教育联盟高三期末]下列有关实验装置、操作，不能实现相应实验目的的是（）装置目的A用KOH溶液除去溴苯中单质溴B证明浓硫酸有脱水性、强氧化性C先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀，证明Ksp（AgCl）<Ksp（Ag2CrO4）D不能通过观察水能否全部流下来判断装置气密性7.有关实验装置的说法中正确的是（）A.图甲装置可制取干燥纯净的NH3B.图乙装置可以完成“喷泉”实验C.图丙装置可直接测量Cu与浓硝酸反应产生气体的体积D.图丁装置可用于实验室制备Fe（OH）2二、非选择题8.[2021·江门调研]已知：Mg能在NO2中燃烧，可能产物为Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易与水反应。（1）某实验探究小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分，对固体产物提出三种假设：假设Ⅰ：固体产物为MgO；假设Ⅱ：______________________________________________________________；假设Ⅲ：______________________________________________________________。（2）该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧反应产物（夹持装置省略，部分仪器可重复使用）。①实验装置连接的顺序为（填字母）。②装置B中盛装的试剂可以是（填字母）。a.浓硫酸b．碱石灰c.无水CaCl2d．五氧化二磷③确定产物中有N2生成的实验现象为。（3）设计实验证明产物中存在Mg3N2：。（4）已知装置C中初始加入Mg粉质量为13.2g，在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0g，产生N2的体积为1120mL（标准状况）。写出玻璃管中发生反应的化学方程式：。9.（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。请你对两方案做出评价。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）乙同学探究Na2SO3溶液是否发生变质，设计如下实验测定1.0mol·L－1Na2SO3溶液的实际浓度。①分液漏斗中应加入足量的（填字母）。a.浓硝酸b．65%硫酸c．浓盐酸②实验前后测得C装置增重3.2g，则Na2SO3溶液实际的物质的量浓度为。（3）该实验装置还存在一个明显的缺陷，该缺陷是；如何改进？。10.某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋=Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L－1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。（1）检验产物①取出少量黑色固体，洗涤后，（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。②取上层清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有。（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是（用离子方程式表示）。针对两种观点继续实验：①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：序号取样时间/min现象ⅰ3产生大量白色沉淀；溶液呈红色ⅱ30产生白色沉淀，较3min时量少；溶液红色较3min时加深ⅲ120产生白色沉淀，较30min时量少；溶液红色较30min时变浅（资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN）②对Fe3＋产生的原因做出如下假设：假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；假设b：空气中存在O2，由于（用离子方程式表示），可产生Fe3＋；假设c：酸性溶液中的NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))具有氧化性，可产生Fe3＋；假设d：根据现象，判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3＋的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。实验Ⅰ：向硝酸酸化的溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。实验Ⅱ：装置如图。其中甲溶液是，操作及现象是。（3）根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ～ⅲ中Fe3＋浓度变化的原因：。综合测评提能力1．B2．A铁无焰色，所以可用无锈铁丝代替铂丝来做焰色反应实验，A正确。3．B过滤、洗涤后可得到Fe2O3和NaAlO2溶液，NaAlO2溶液经蒸发、灼烧无法得到Al2O3，A错误；Na元素的焰色反应显黄色且能掩盖K元素的紫色，B正确；Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色，C错误；加热时Fe粉与I2能发生化合反应，D错误。4．A检查该装置的气密性的方法是当推动注射器的活塞时，锥形瓶内的空气体积减小，压强增大，把水压入长颈漏斗中，若气密性良好，则会形成一段稳定的水柱，该实验装置可以达到实验目的，故A正确；该装置的收集装置类似向下排空气法，NO的密度与空气的密度接近，且极易与空气中的氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集，应用排水法收集，该实验装置不能达到实验目的，故B错误；浓硫酸可以干燥中性和酸性气体，不能干燥碱性气体，NH3是碱性气体，不能用浓硫酸干燥，该实验装置不能达到实验目的，故C错误；该装置A试管中的导管应插入溶液中，当关闭止水夹a时，铁粉与稀硫酸反应产生的氢气使试管A中的压强增大，则铁粉与稀硫酸反应产生的硫酸亚铁溶液被压入B试管中，硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁。但该装置A试管中的导管未插入溶液中，则该实验装置不能达到实验目的，故D错误。5．C6．C溴和KOH反应生成可溶性的钾盐，溴苯不易溶于水，然后采用分液法分离提纯溴苯，故A正确；浓硫酸具有脱水性和强氧化性，能将蔗糖脱水炭化（有黑色物质生成）并放出大量的热，在此条件下，碳可以把浓硫酸还原为二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色，故该过程可以证明浓硫酸表现了脱水性和强氧化性，故B正确；Ag2CrO4和AgCl的组成结构不相似，不能依据先生成白色沉淀就判断氯化银的Ksp较小，只能依此判断氯化银的溶解度较小，故C错误；该装置中分液漏斗和烧瓶通过橡皮管连接，可以使两者中的气压相同，打开分液漏斗的活塞后，分液漏斗中的水可以顺利完全流下，故不能依此判断该装置的气密性如何，故D正确。7．B8．答案：（1）固体产物为Mg3N2固体产物为MgO和Mg3N2的混合物（2）①ABCBED②cd③D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中（3）取C中少量反应产物加入水中，产生有刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝（4）11Mg＋4NO2eq\o(=,\s\up7(△))Mg3N2＋8MgO＋N2解析：（1）根据已知Mg在NO2中燃烧产物的可能性分析判断，假设Ⅰ：固体产物为MgO；假设Ⅱ：固体产物为Mg3N2；假设Ⅲ：固体产物为MgO和Mg3N2的混合物。（2）①A中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮，用B中干燥剂干燥后，通入硬质玻璃管C中与镁粉反应，用E中NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用D中排水法收集氮气，为确保C中无水蒸气，在C和E之间也应连接干燥装置，故装置的连接顺序为ABCBED；②二氧化氮不能用碱性干燥剂干燥，U形管盛装的是固体干燥剂，故B中盛放的试剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷等，选cd；③从C中导出的气体通过NaOH溶液吸收NO2后，仍有气体将D中试剂瓶中的水压入烧杯中，则确定产物中有N2生成。（3）Mg3N2能与水反应生成氨，氨是具有刺激性气味的碱性气体，所以取少量反应后的固体产物，加入水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，则证明产物中有Mg3N2。（4）13.2g镁的物质的量为0.55mol，设生成Mg3N2的物质的量为xmol，MgO的物质的量为ymol，根据镁原子守恒得①3x＋y＝0.55mol；根据固体质量得②100x＋40y＝21.0g，联立①②解得x＝0.05，y＝0.4；氮气的物质的量为1.12L÷22.4L·mol－1＝0.05mol，综上分析反应物为Mg和NO2，生成物为Mg3N2、MgO和N2且物质的量之比为1∶8∶1，所以化学方程式为11Mg＋4NO2eq\o(=,\s\up7(△))Mg3N2＋8MgO＋N2。9．答案：（1）不合理亚硫酸钠部分变质时加入稀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加入氯化钡溶液也会产生白色沉淀（2）①b②0.83mol·L－1（3）缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置（或其他合理答案）在A装置中加一个带活塞的导气管解析：（2）①制备二氧化硫气体选用硫酸。②C装置增重3.2g，产生的n（SO2）＝0.05mol，所以n（Na2SO3）＝0.05mol，c（Na2SO3）＝0.05mol÷0.06L≈0.83mol·L－1。（3）该实验装置中存在的一个明显的缺陷是缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置。10．答案：（1）①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀②Fe2＋（2）2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋②4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O加入KSCN溶液后产生白色沉淀③0.05mol·L－1NaNO3FeSO4溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深（3）溶液中存在反应：①2Ag＋＋Fe=Fe2＋＋2Ag，②Ag＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ag，③Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。反应开始时，c（Ag＋）大，以反应①②为主，c（Fe3＋）增大。约30min后，c（Ag＋）小，以反应③为主，c（Fe3＋）减小解析：（1）①黑色固体溶于热的硝酸溶液后，向其中加入稀盐酸，产生白色沉淀，可证明黑色固体中含有Ag。②可利用K3[Fe（CN）6]检验Fe2＋的存在。（2）过量的铁