实验方案的设计与评价练习题.docx

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实验方案的设计与评价练习题

实验方案的设计与评价练习题

【基础达标】 

1．【2015届镇江市期末】下列有关实验装置（部分夹持装置已省略）进行的相应实验，能达到实验目的的是（　　） 

　A．用图1所示装置可制取Cl2 

　B．用图2所示装置可完成“喷泉”实验 

　C．用图3所示装置可制取并收集干燥纯净的NH3 

　D．用图4所示装置可用于实验室制取乙酸乙酯 

【答案】B 

【解析】 

　　A．浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气的反应需要加热，则不能用图1所示装置制取Cl2，A错误；B．氯气极易与氢氧化钠溶液反应，瞬间导致烧瓶内压强降低，因此可用图2所示装置可完成“喷泉”实验，B正确；C．用图3所示装置制取的NH3 含有水蒸气，C错误；D．乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中水解，因此应该用饱和碳酸钠溶液吸收，D错误，答案选B。

　　考点：

考查化学实验方案设计与评价 

2．【2015届南通市一模】下列各装置能够达到相应实验目的的是（　　） 

　A．用装置甲除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸 

　B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 

　C．用装置丙制取无水MgCl2 

　D．用装置丁制取乙烯 

【答案】C 

【解析】 

　　A、乙酸与氢氧化钠溶液反应，乙酸乙酯也与氢氧化钠溶液反应，错误；B、氯气与氯化氢都与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，错误；C、氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，所以在氯化氢的氛围中加热氯化镁晶体，可防止其水解，最终可得到无水MgCl2，正确；D、制取乙烯的反应中，温度计应插入液面以下，错误，答案选C。

　　考点：

考查对实验方案的评价 

3．【2015届漳州市8校第二次联考】下列实验操作与预期实验目的或实验结论一致的是（） 

【答案】C 

【解析】 

　　A、根据盐的水解规律：

越弱越水解，当醋酸钠与碳酸钠的浓度相同时，醋酸钠溶液的碱性强，说明醋酸的酸性大于碳酸氢根离子的酸性，不能说明醋酸的酸性大于碳酸的酸性，应把醋酸钠溶液与碳酸氢钠溶液的pH做比较，错误；B、加入盐酸酸化的氯化钡溶液，醋酸的白色沉淀不一定是硫酸钡沉淀，键能是氯化银沉淀，所以不能确定溶液中一定含有硫酸根离子，错误；C、向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，产生硅酸沉淀，说明碳酸的酸性比硅酸强，碳酸与硅酸分别是C、Si对应的最高价氧化物的水化物，根据元素非金属性强弱的判断，则C的非金属性大于Si，正确；D、比较氢化物的沸点的高低，不能判断元素的非金属性的强弱，错误，答案选C。

　　考点：

考查对实验方案的评价 

4．【2015届周口中英文学校第三次月考】利用右图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是（） 

【答案】B 

【解析】 

　　A选项是考查氯气的实验室制备，浓盐酸和MnO2制备氯气需要加热，试管中NaOH溶液不能作为收集氯气，只能用作尾气处理。

B选项考查浓硫酸的特性，“三强两高”既强吸水、脱水、氧化性和高沸点高密度，当浓硫酸遇到蔗糖，是蔗糖脱水并炭化，同时脱水生成的碳可以与浓硫酸生成二氧化碳和二氧化硫气体，同时二氧化硫具有还原性，可以使溴水褪色，故B选项能得出相应实验结论；C选项利用硝酸钡与生成的二氧化硫反应，由于酸性环境下硝酸根的强氧化性，生成的是高价的硫酸钡沉淀而非亚硫酸钡沉底，如果改用氯化钡，则不能生成亚硫酸钡沉淀，即SO2+BaCl2+H2O=BaSO3↓+2HCl的反应是不能发生的，因为BaSO3与HCl会反应放出二氧化硫，故C错误。

D选项貌似合理，但是应该注意到硝酸的挥发性，会和生成的二氧化碳一起进入③的Na2SiO3溶液，究竟是谁与硅酸拿反应，还是有待考究的，D错误。

　　考点：

考查学生的分析实验原理和装置能力 

5．【2015届深圳市一调】下列实验操作、现象和结论均正确的是（双选）（）

【答案】BD 

【解析】 

　　A、氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢，二者在试管口遇冷又反应生成氯化铵，故湿润红色石蕊试纸不变色，错误；B、溴与氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的溴化钠和次溴酸钠，可该装置除去溴苯中的溴，正确；C、加热烧瓶，乙醇易挥发，乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能证明生成了乙烯，错误；D、通电后，A电极上有红色固体析出，说明氧化性：

Cu2＋＞Zn2＋，证明锌的金属性比铜强，正确。

　　考点：

考查化学实验方案的分析、评价。

【能力提升】 

1．实验室用浓盐酸和MnO2共热制Cl2，并用Cl2和Ca（OH）2反应制少量漂白粉，现已知反应：

　　2Cl2+2Ca（OH）2=Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O 

温度稍高即发生副反应：

6Cl2+6Ca（OH）2=Ca（ClO3）2 +5CaCl2+6H2O 

现有三个同学分别设计的三套实验装置，如图所示：

（1）请从a．不容量控制反应速率；b．容量控制反应速率；c．有副反应发生；d．可防止副反应发生；e．污染环境；f．可防止污染环境等几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点做出评析，并选择符合题目要求的选项填在空格内。

（2）上述装置中，甲由A、B两部分组成，乙由C、D、E三部分组成，丙由F、G两部分组成。

请从上述装置中选取合理的组成部分，组装成一套较完善的实验装置，装置的各部分的连接顺序（按气流从左到右的方向）是______。

（3）实验中若用12mol•L－1的浓盐酸100mL与足量的MnO2反应，最终生成Ca（ClO）2的物质的量总是______0.15mol（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是（假定各步反应均无产物损耗，且无副反应发生）______。

【解析】 

　　这是一道物质制备实验方案设计题。

（1）仔细分析，可以发现甲装置中使用了冷却装置，可防止副反应发生，但没有使用分液漏斗滴加浓盐酸来控制反应速率，且反应装置中无尾气吸收装置，未反应完的氯气排入大气中会造成环境污染；故其优点为：

d，缺点为：

a、e。

乙装置中，用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，可以防止污染环境，但也没有使用分液漏斗滴加浓盐酸来控制反应速率，且反应装置中没有使用冷却装置，容量发生副反应，产生副产物；装置乙的优点：

f，缺点：

a、c；装置丙中使用分液漏斗可以控制反应速率，但无冷却和尾气吸收装置，其优点为b，缺点为：

c、e。

（2）综合上述三套装置的优缺点，完善的组合是F、B、E。

　　（3）考虑到随着反应的进行，盐酸的浓度会越来越小，而稀盐酸是不与MnO2反应的，所以最终生成Ca（ClO）2的物质的量总是小于0.15mol。

2．【广东梅县东山中学2014届高三第一学期中考试】（16分） 

　　有几个实验小组的同学，利用右图装置进行“一器多用”的实验探究（a中盛放的液体均匀慢速滴下；b中盛放的药品足量；若在c、d中盛装液体，则长导管均浸入液面以下），每组同学设想在a、b、c、d中分别盛放不同物质，来制取某种气体并检验其性质。

请你回答以下各组同学在交流实验设计方案中提出的问题：

Ⅰ．

（1）若a：

浓盐酸；b：

高锰酸钾（其氧化性比二氧化锰强很多）；c：

红色鲜花瓣。

在实验过程中c中的现象______。

d装置中盛放药品的作用是______，请写出d中反应的离子方程式：

______。

（2）若a：

稀盐酸；b：

贝壳粉；c：

饱和碳酸钠溶液；d：

饱和Na2SiO3溶液。

在实验过程中，c中出现的现象是______。

d中现象是______，这说明______。

Ⅱ．你认为四组同学在制取气体之前都应进行的操作是______。

你还可以利用此装置的a和b两部分制取的气体有（只写一种）______。

【答案】 

32．（16分，每空2分） 

Ⅰ.

（1）花瓣褪色吸收未反应的氯气，防止污染空气 

　　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 

（2）有白色沉淀析出 

　　出现胶状物质　　生成不溶性的硅酸，即硅酸的酸性弱于碳酸 

　　Ⅱ.装置气密性检查　　氧气（或二氧化硫）（合理答案均可） 

【解析】 

　　Ⅰ

（1）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，干燥的氯气无漂白作用，氯气与水生成的次氯酸有漂白作用，由于氯气有毒，故用碱液吸收，红色鲜花瓣中有水能生成次氯酸，故答案为：

花瓣褪色；吸收未反应的氯气，防止环境污染； 

　　Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O； 

（2）盐酸与贝壳粉（主要成分为碳酸钙）反应生成二氧化碳，二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸，由于硅酸是难溶于水的，故有白色沉淀析出；故答案为：

有白色沉淀析出；出现浑浊；苯酚的酸性弱于碳酸；Ⅱ制取气体之前都应进行的操作是装置气密性检查。

装置的a和b组成的仪器属于固液不加热来制气类型，可以制备氧气（或二氧化硫）。

　　考点：

本题考查了气体的制备和气体性质的检验。

【终极闯关】 

1．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】（14分） 

　　草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1=5.4×10－2，K2=5.4×10－5。

草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。

草酸晶体（H2C2O4•2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。

回答下列问题：

（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。

装置C中可观察到的现象是______，由此可知草酸晶体分解的产物中有______。

装置B的主要作用是______。

（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。

　①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、______。

装置H反应管中盛有的物质是______。

　②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是______。

（3）设计实验证明：

　①草酸的酸性比碳酸的强______。

　②草酸为二元酸______。

【答案】 

（1）有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊；CO2；冷凝（水蒸气、草酸等），避免草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验。

（2）①F、D、G、H、D、I；CuO（氧化铜）； 

②H中的粉末有黑色变为红色，其后的D中的石灰水变浑浊； 

　　（3）①向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液，有气泡产生。

②用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液，消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍 

【解析】 

　　首先通读这道题，合理猜测H2C2O4•2H2O的分解产物为CO2、CO、H2O三种，然后用氧化还原反应的有关知识（化合价升降）来验证猜想。

知道了反应产物，后续试验就可以顺利展开了。

（1）问考常规，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2产生，考虑到还有CO，因此有必要强调一下“气泡”；中间的装置（一般叫冷阱）主要是冷凝分解产物中的水，水是产物之一，必须有装置证明其存在。

同时草酸也可能升华，所以该装置还有一个作用就是除去草酸蒸气，避免其进入装置C中，由题意知草酸和石灰水会产生草酸钙沉淀，会干扰CO2的检验。

（2）问考查实验原理和物质性质综合应用能力。

由装置A、B出来的气体含有CO2、CO，容易想到用灼热氧化铜来氧化CO，进而检验其产物CO2。

但要注意到原产物中有CO2，故要设计除去CO2和验证CO2除尽的环节。

最终确认连接顺序F（除CO2）、D（验证CO2被除尽）、G（干燥，这是气体进入加热装置的常规要求）、H（氧化CO）、D（验证H中生成的CO2来证明CO的存在）、I（尾气处理）；H中要装CuO（氧化铜）； 

　　（3）问考查实验设计能力，证明“草酸的酸性比碳酸强”这个命题很常规。

设计一个常量浓度的溶液混合，产生气泡即可。

题中不给试剂浓度的话，浓度大小可不强调。

碳酸盐也可以是Na2CO3，但最好不用CaCO3（题目开始部分又暗示CaC2O4难溶）。

　　证明“草酸是二元酸”这个难一点，要用到中和滴定。

用一元强碱NaOH中和，根据酸碱完全反应时的物质的量之比来作判断，这是草酸是二元酸的最可靠的证据。

2．【2015重庆理综化学】（15分） 

　　ClO2与Cl2的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。

某兴趣小组通过题9图1装置（夹持装置略）对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。

（1）仪器D的名称是______。

安装F中导管时，应选用题9图2中的______。

（2）打开B的活塞，A中发生反应：

2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。

为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜______（填“快”或“慢”）。

（3）关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是______。

（4）已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为______，在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是______。

（5）已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如题9图3所示。

若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是______，原因是______。

【答案】9.（15分） 

（1）锥形瓶b

（2）慢（3）吸收Cl2 

　　（4）4H＋+5ClO2-=Cl－+4ClO2↑+2H2O验证是否有ClO2 生成 

　　（5）稳定剂Ⅱ，稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2 ，能较长时间维持保鲜所需的浓度 

【解析】 

（1）根据仪器特征，仪器D的名称是锥形瓶；根据操作分析，F装置应是Cl2和KI反应，所以应该长管进气，短管出气，选b。

（2）为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度要慢。

　　（3）F装置中能发生Cl2+2KI=2KCl+I2，碘遇淀粉变蓝，所以F中溶液的颜色若不变，则装置C的作用是吸收Cl2。

　　（4）在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，再根据化合价升降相等和电荷守恒以及原子守恒配平，该反应的离子方程式为4H＋+5ClO2-=Cl－+4ClO2↑+2H2O;在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO2 生成. 

　　（5）根据图3可知，稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2 ，能较长时间维持保鲜所需的浓度,所以稳定剂Ⅱ好。