高考专题训练专题08 实验方案的设计与评价原卷版.docx

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高考专题训练专题08实验方案的设计与评价原卷版

08．实验方案的设计与评价

可能用到的相对原子质量：

H-1C-12N-14O-16F-19Na-23Al-27

Si-28S-32Cl-35.5K-39Mn-55Fe-56Co-59Cu-64Br-80Ag-108

第Ⅰ卷（选择题共40分）

一、选择题（本题共20小题，每小题2分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目求的）

1．下列实验方案设计可行的是（　　）

A．在水中加入氯化铁晶体，加热至沸腾，可得到氢氧化铁胶体

B．氢氧化铁胶体中的H＋、Cl－可用过滤的方法除去

C．用蒸发的方法使NaCl从溶液中析出时，将蒸发皿中NaCl溶液全部加热蒸干

D．鉴别氯化铁溶液与氢氧化铁胶体较简便的方法是用激光束照射

2．下列设计的实验方案能达到实验目的的是（　　）

A．制备Al（OH）3悬浊液：

向1mol·L－1AlCl3溶液中加过量的6mol·L－1NaOH溶液

B．提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：

向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量NaOH溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水

C．检验溶液中是否含有Fe2＋：

取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象

D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：

在相同条件下，向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O，向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象

3．测定Cu（NO3）2•nH2O的结晶水含量，下列方案中肯定不可行的是（）

A．称量样品→加热→冷却→称量CuO

B．称量样品→加热→冷却→称量Cu（NO3）2

C．称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量

D．称量样品→加NaOH→过滤→加热→冷却→称量CuO

4．下列实验设计方案或判断中正确的是（）

A．加入足量铜粉后，搅拌、可过滤可除去Cu（NO3）2溶液中混有的AgNO3

B．通过装有NaOH溶液的确洗气瓶来除去CO2中混有的HCl气体

C．某无色未知溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，可推断溶液中的一定含有SO42-

D．未知溶液中加入盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则溶液中一定大量含CO32-

5．为达到相应的实验目的，下列实验的设计或操作最合理的是（　）

A．为比较Cl与S元素的非金属性强弱，相同条件下，测定相同浓度的NaCl溶液和Na2S溶液的pH值

B．为观察Mg条在CO2气体中的燃烧，在一个集气瓶中收集满CO2气体，取一小段除去表面氧化膜的Mg条用坩埚钳夹持点燃后迅速投入上述集气瓶底部。

C．为比较HA和HB两种弱酸的Ka大小，可用pH计测定同温同浓度的NaA溶液和NaB溶液的pH值

D．为测定一定浓度的NaOH溶液放置空气中是否部分转化为Na2CO3，用甲基橙作指示剂，用标准盐酸溶液滴定

6．某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质，现设计一实验方案，既除去杂质，又配成硝酸钠溶液。

实验方案：

先将固体溶于蒸馏水配成溶液，选择合适的试剂和操作完成表格中各步实验。

选择试剂

①

Na2CO3溶液

④

实验操作

②

③

加热

下列试剂或操作不合理的是（　　）

A．试剂①为Ba（OH）2溶液B．操作②为结晶

C．操作③为过滤D．试剂④为稀HNO3

7．下列实验方案中，不能达到实验目的的是（　　）

选项

实验目的

实验方案

A

证明氧化性：

H2O2比Fe3＋强

用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe（NO3）2溶液中，溶液变黄色

B

鉴别溴蒸气和NO2

分别通入硝酸银溶液中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气

C

证明盐类水解是吸热反应

在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后红色加深

D

证明难溶物存在沉淀溶解平衡

往黄色固体难溶物PbI2中加水，振荡，静置。

取上层清液，然后加入NaI固体，产生黄色沉淀

8．下列实验设计能够成功的是（　　）

A．检验亚硫酸钠试样是否变质：

试样

溶液

白色沉淀

沉淀不溶解

B．除去乙酸乙酯中混有的乙酸：

混合液

溶液分层

得到上层液体

C．证明酸性条件下H2O2氧化性比I2强：

NaI溶液

溶液变蓝色

D．鉴定盐A的成分是FeBr3：

9．某课外实验小组设计的下列实验不合理的是（　　）

10．下列装置能达到实验目的的是（　　）

11．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0.100mol·L-1的Na2CO3溶液

称取5.3g固体Na2CO3于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解、冷却后，转移至500mL容量瓶中定容

B

探究温度对化学平衡移动的影响

将少量95%的乙醇和氯化钴晶体（CoCl2·6H2O）溶于水配成粉红色溶液，然后用酒精灯加热，观察实验现象

C

验证淀粉水解产物有无还原性

淀粉与稀硫酸溶液共热，再加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热，观察实验现象

D

探究浓度对反应速率的影响

向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，观察实验现象

12．下列实验设计的步骤及现象均正确的是（　　）

选项

实验目的

实验步骤及现象

A

证明氯水有酸性

试样

溶液变红色，且长时间不变

B

检验某红棕色气体是否为溴蒸气

试样

观察溶液是否变蓝

C

证明酸性条件下H2O2氧化性比I2强

NaI溶液

溶液变蓝色

D

提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯

试样

较纯净乙酸乙酯

13．以下实验设计能达到实验目的的是（　　）

选项

实验目的

实验设计

A

除去NaHCO3固体中的Na2CO3

将固体加热至恒重

B

制备无水AlCl3

蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液

C

检验乙醇中氢的活泼性

将金属钠投入到盛有医用酒精的烧杯中

D

鉴别NaBr和KI溶液

分别加新制氯水后，用CCl4萃取

14．下列实验操作、现象与解释或结论均正确的是（　　）

选项

实验操作

现象

解释或结论

A

某黄色溶液中加入淀粉KI溶液

溶液呈蓝色

溶液中含Br2

B

向稀硝酸与铜片反应后的试管中（铜片剩余）加入稀硫酸

铜片完全溶解

稀硫酸体现强氧化性

C

向FeCl2溶液中加入KSCN溶液后，溶液无变化，再通入少量Cl2

溶液变红

Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋

D

向锌与稀硫酸的体系中加入少量CuSO4固体

产生气泡速率加快

CuSO4为该反应的催化剂

15．下列实验操作能达到实验目的的是（　　）

选项

实验目的

实验操作

A

检验蔗糖水解产物中的葡萄糖

取1mL20%蔗糖溶液，加入少量稀硫酸，水浴加热后取少量溶液，加入几滴新制Cu（OH）2悬浊液，加热

B

比较Cl、C、Si的非金属性强弱

将适量的稀盐酸加入到装有Na2CO3固体的锥形瓶中，并将产生的气体通入Na2SiO3溶液中

C

除去Fe2O3中的Al2O3

向固体混合物中加入足量NaOH溶液，然后过滤、洗涤、干燥

D

制备Fe（OH）3胶体

将饱和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中

16．用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是（　　）

选项

实验目的

试剂a

试剂b

试剂c

装置

A

验证非金属性：

S＞C＞Si

稀硫酸

Na2CO3

Na2SiO3溶液

B

制备纯净的氯气

浓盐酸

MnO2

饱和食盐水

C

检验溶液X中含有CO

盐酸

溶液X

澄清石灰水

D

除去Na2SO3中的Na2SO4

氯水

混合物

NaOH溶液

17．下列实验方案中，可以达到实验目的的是（）

选项

实验目的

实验方案

A

检验亚硫酸钠是否变质

先将亚酸钠样品溶于水配成溶液，然后加入足量稀盐酸酸化，再加入Ba（NO3）2溶液观察是否生成白色沉淀观察是否产生白色沉淀

B

除去苯中混有的苯酚

加入适量的溴水充分反应后过滤弃去沉淀

C

除去NaCl晶体中少量的KNO3杂质

先将晶体溶于水配成溶液，然后蒸发结晶并趁热过滤弃去滤液

D

检验CH3CH2Br中存在的

溴元素

将CH3CH2Br与NaOH溶液共热，冷却后，取出上层水溶液，加入AgNO3溶液，观察是否产生淡黄色沉淀

18．某同学想用实验证明高锰酸钾的紫红色是MnO4-的颜色，而不是K+的颜色，他设计了以下实验方案。

请你判断下列方案与本实验目的无关的是（）

A．观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中的K+无色

B．在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K+不反应

C．在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉、振荡、静置后紫红色褪去，表明MnO4-为紫红色

D．将高锰酸钾晶体加热分解，所得的固体质量减轻

19．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是（　　）

A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色

B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成

C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体

D．将表面有铜绿[Cu2（OH）2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿

20．已知：

3NO

＋8Al＋5OH－＋2H2O

3NH3↑＋8AlO

。

某地区的雾霾中可能含有如下可溶性离子：

Na＋、NH

、Mg2＋、Al3＋、SO

、NO

、HCO

、Cl－。

某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得试样溶液，设计并完成如下实验：

根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论错误的是（　　）

A．试样中肯定存在NH

、SO

和NO

，可能有HCO

B．试样中不一定存在Na＋、Cl－、Mg2＋

C．沉淀2中可能含碳酸钡、碳酸镁和氢氧化铝

D．该雾霾中可能存在NaNO3、NH4HCO3和MgSO4

第Ⅱ卷（非选择题共60分）

二、必做题（本题共6小题，共60分）

21．（10分）化学小组探究FeCl3溶液与Na2S溶液的反应产物，利用图装置进行如下实验：

Ⅰ．向盛有0.1mol•L-1FeCl3溶液的三颈瓶中，滴加一定量0.1mol•L-1Na2S溶液，搅拌，能闻到臭鸡蛋气味，产生沉淀A。

Ⅱ．向盛有0.1mol•L-1Na2S溶液的三颈瓶中，滴加少量0.1mol•L-1FeCl3溶液，搅拌，产生沉淀B。

已知：

①FeS2为黑色固体，且不溶于水和盐酸。

②Ksp（Fe2S3）=1×10-88，Ksp（FeS2）=6.3×10-31，Ksp[Fe（OH）3]=1×10-38，Ksp（FeS）=4×10-19

回答下列问题：

（1）NaOH溶液的作用是______。

小组同学猜测，沉淀A、B可能为S、硫化物或它们的混合物。

他们设计如下实验进行探究：

实验一、探究A的成分

取沉淀A于小烧杯中，进行如下实验：

（2）试剂X是____________。

由此推断A的成分是____________（填化学式）。

实验二、探究B的成分

取沉淀B于小烧杯中，进行如下实验：

（3）向试管a中加入试剂Y，观察到明显现象，证明溶液中存在Fe2+．试剂Y是______，明显现象是______________________________。

由此推断B的成分是______（填化学式）。

（4）请分析Ⅱ中实验未得到Fe（OH）3的原因是________________________。

22．（13分）硫代硫酸钠（Na2S2O3）可看成是一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子而形成的。

某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想，通过实验探究Na2S2O3的化学性质。

请填写以下空白：

[提出问题]Na2S2O3是否与Na2SO4相似具备下列性质呢？

猜想①：

______________________________________________；

猜想②：

溶液呈中性，且不与酸反应；

猜想③：

无还原性，不能被氧化剂氧化。

[实验探究]基于上述猜想②、③，设计实验方案。

请填写下列表格。

实验操作

实验现象或预期实验现象

现象解释（用离子方程式表示）

猜想②

溶液pH＝8

向pH＝2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液

S2O

＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O

猜想③

向新制氯水（pH<2）中滴加少量Na2S2O3溶液

氯水颜色变浅

[实验结论]Na2S2O3溶液呈碱性，能与酸反应，具有还原性，与Na2SO4的化学性质不相似。

[问题讨论]

（1）甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。

你认为该方案是否正确并说明理由：

___________________________________________________________。

（2）请重新设计一个实验方案，证明Na2S2O3能被氯水氧化。

该实验方案是________________________________________________。

23．（10分）某校化学实验活动小组通过实验来探究一包黑色粉末是CuO、FeO或二者的混合物，探究过程如下：

（1）提出假设

假设1：

黑色粉末是FeO。

假设2：

黑色粉末是________（写化学式）。

假设3：

黑色粉末是FeO和CuO的混合物。

（2）设计探究实验

实验小组选用稀硫酸、氯水、KSCN溶液做试剂进行实验，请将实验操作步骤及现象填入下表。

实验操作步骤

现象

结论

取少量粉末加入足量稀硫酸

假设1成立

假设2成立

假设3成立

（3）查阅资料得知，通过调节溶液的酸碱性可使Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋分别生成沉淀的pH如下表：

物质

Cu（OH）2

Fe（OH）2

Fe（OH）3

开始沉淀pH

6.0

7.5

1.4

完全沉淀pH

13

14

3.7

若经过实验分析确定，该黑色物质为CuO和FeO的混合物，实验小组欲利用该黑色粉末制取较纯净的CuSO4，设计如下实验方案：

试回答：

试剂1是________（填化学式）溶液；加入试剂2的目的是调节溶液的pH，该物质是________（填名称），将溶液的pH调节到______________（填范围）；操作1的名称是______________。

24．（10分）某同学设计了如下方案，来测定过氧化钠样品的纯度（杂质不参加反应，条件为标准状况）。

实验原理：

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

通过测定生成的氧气的体积，经计算可确定样品过氧化钠的质量。

实验步骤：

①称取过氧化钠固体1.56g；

②把这些过氧化钠放入气密性良好的气体发生装置中；

③向过氧化钠中滴入水，用量筒排水集气，量筒内液面在110mL处恰与水槽内液面相平；

④作为反应器的烧瓶中有54.0mL液体；

⑤将烧瓶内的液体转移到250mL的容量瓶内，并加水定容。

请回答下列问题：

（1）有1000mL、500mL、250mL的量筒备用，则应选用________mL的量筒。

（2）生成气体体积是________mL，为保证读取生成气体体积的准确性，读取量筒刻度时应注意的问题是__________________________________________（答两点）。

（3）据研究，与上述反应同时发生的反应还有：

Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2，H2O2的生成会使测定结果________（填“偏高”或“偏低”）。

（4）为校正实验结果，该学生补做了如下实验：

用移液管移取20.00mL容量瓶中的液体，放入锥形瓶中，用0.0100mol/L的KMnO4溶液测定，至溶液中刚好出现浅浅的紫红色，停止滴定，用去了24.00mLKMnO4溶液。

配平化学反应方程式：

KMnO4＋

H2O2＋

H2SO4===

K2SO4＋

MnSO4＋

O2↑＋

H2O

该实验应选用________式滴定管。

（5）通过以上数据计算，该过氧化钠的纯度为______________________________。

（6）如何避免因为生成H2O2造成的误差？

____________________________。

25．（10分）某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应，设计了图1、图2所示装置进行实验。

（1）比较两实验装置，图2所示装置的优点是

①能更好地吸收有毒气体SO2，防止其污染环境；

②_____________________________________________________。

（2）能说明有SO2气体产生的实验现象是______________________。

（3）反应一段时间后，用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样，试样中所含金属离子的成分有以下三种可能：

Ⅰ.只含有Fe3＋；Ⅱ.只含有Fe2＋；Ⅲ.既有Fe3＋又有Fe2＋。

为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性，选用如下试剂，填写下列空格：

A．稀盐酸　　　　B．稀硫酸C．KSCN溶液D．KMnO4溶液

E．NaOH溶液F．淀粉溶液G．H2O2溶液

验证Ⅱ：

取试样，先滴加少量的________（填试剂序号，下同），振荡，再滴加少量的________，根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。

验证Ⅲ：

步骤1.取试样，滴加少量的________（填试剂序号），溶液的颜色变________色，则试样中含有Fe3＋，发生反应的离子方程式为____________________________。

步骤2.再取适量的试样滴加到少量的________中（填试剂序号），溶液的颜色变为________色，则试样中含有Fe2＋。

26．（10分）已知铁离子、氯气、溴均为常见的氧化剂，某化学兴趣小组设计了如下实验探究其氧化性强弱：

（1）①装置A中发生反应的离子方程式是____________________________。

②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出：

__________________________。

（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：

实验操作

实验现象

结论

打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后_________________

D装置中：

溶液变血红色；E装置中：

水层溶液变黄，振荡后，CCl4层无明显变化。

一段时间后_______________

Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性由强到弱的顺序为Cl2＞Br2＞Fe3＋

（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。

D装置中：

血红色慢慢褪去。

E装置中：

CCl4层颜色逐渐加深，直至变成红色。

为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

ⅰ.Fe3＋＋3SCN－

3是一个可逆反应。

ⅱ.（SCN）2性质与卤素单质类似。

氧化性：

Cl2＞（SCN）2。

①请用平衡移动原理（结合上述资料）解释Cl2过量时D中溶液血红色褪去的原因：

_________________________________________________。

现设计简单实验证明上述解释：

取少量褪色后的溶液，滴加__________溶液，若溶液颜色________________。

则上述解释是合理的。

小组同学另查得资料如下：

ⅲ.Cl2和Br2反应生成BrCl，BrCl呈红色（略带黄色），沸点约5℃，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应。

ⅳ.AgClO、AgBrO均可溶于水。

②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：

用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。

请结合上述资料用两步离子方程式解释仅产生白色沉淀的原因：

_____________________________。