全程复习方略高考化学课时提升作业 四十第十四章 第四节 化学实验方案的设计与评价.docx

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全程复习方略高考化学课时提升作业四十第十四章第四节化学实验方案的设计与评价

课时提升作业（四十）

（40分钟　100分）

一、单项选择题（本大题共8小题,每小题5分,共40分。

在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求）

1.（2013·江门模拟）实验室制氯气有如下几步操作:

①在烧瓶内装入MnO2粉末；②塞好带导管和分液漏斗的双孔塞；③由分液漏斗向烧瓶中注入浓盐酸；

④用铁夹固定圆底烧瓶；⑤检查气密性；⑥放好酒精灯；⑦点燃酒精灯；⑧放好铁圈和石棉网,正确的操作顺序是（　　）

A.①②③④⑧⑤⑥⑦　　　B.⑤①②③⑧④⑥⑦

C.⑤⑥⑧①②③④⑦D.⑥⑧⑤①②④③⑦

2.化学实验中常将某些溶液或试剂进行酸化或碱化。

下列处理中正确的是

（　　）

A.检验KClO3中的氯元素,可加入AgNO3和稀硝酸

B.为提高KMnO4溶液的氧化能力,用浓盐酸将KMnO4溶液酸化

C.检验蔗糖在稀硫酸中水解产生的葡萄糖,应先用NaOH溶液碱化后才能进一步检验

D.检验溶液中是否含有S

时,先加氯化钡溶液后,再加稀盐酸酸化

3.（2013·大连模拟）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FeBr2:

4.（2013·深圳模拟）为比较铁和铜金属活动性强弱,某研究小组的同学设计了如下一些方案并将实验结果记录如下,能证明铁的金属性比铜强的是（　　）

方　案

现象或产物

A

将铁片置于CuSO4溶液中

铁片上有亮红色物质析出

B

将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧

产物分别为FeCl3和CuCl2

C

将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中

产物分别为Fe2（SO4）3和CuSO4

D

将铁片和铜片分别置于热的稀硝酸溶液中

铁片上、铜片上均有气泡产生

5.某同学想用实验证明高锰酸钾的紫红色是Mn

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Mn

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

6.以下进行性质比较的实验设计,不合理的是（　　）

A.比较镁、铝金属性:

镁、铝（除氧化膜）分别放入4mol·L-1NaOH溶液中

B.比较氯、溴非金属性:

氯气通入溴化钠溶液中

C.比较Cu、Fe2+的还原性:

Cu加入FeCl3溶液中

D.比较高锰酸钾、氯气的氧化性:

高锰酸钾中加入浓盐酸

7.下列实验方案不能达到实验目的的是（　　）

实验目的

实验方案

A

证明溴乙烷发生消去反应有乙烯生成

向试管中加入适量的溴乙烷和NaOH的乙醇溶液,加热,将反应产生的气体通入溴的四氯化碳溶液

B

证明Mg（OH）2沉淀可以转化为Fe（OH）3沉淀

向2mL1mol·L-1NaOH溶液中先加入3滴1mol·L-1MgCl2溶液,再加入3滴

1mol·L-1FeCl3溶液

C

检验蔗糖水解产物具有还原性

向蔗糖溶液中加入几滴稀硫酸,水浴加热几分钟,然后加入足量稀NaOH溶液,再向其中加入新制的银氨溶液,并水浴加热

D

探究温度对化学平衡的影响

将NO2球浸泡在冷、热水中,观察颜色的变化

8.（2013·茂名模拟）下列化学实验事实及其解释或结论都正确的是（　　）

A.取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含有Fe2+

B.向1mL1%的NaOH溶液中加入2mL2%的CuSO4溶液,振荡后再加入0.5mL有机物X,加热后未出现红色沉淀,说明X中不含有醛基

C.向CuSO4溶液中加入KI溶液,有白色沉淀生成,再加入四氯化碳振荡,四氯化碳层呈紫色,说明白色沉淀可能为CuI

D.向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,首先生成蓝色沉淀,说明Ksp[Cu（OH）2]>Ksp[Mg（OH）2]

二、双项选择题（本大题共2小题,每小题6分,共12分。

在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求）

9.下列实验方案能达到预期目的的是（　　）

A.实验室保存FeCl3溶液应加少量稀盐酸,并且放入少量的铁粉

B.向溶液中滴入氯化钡溶液,再加稀硝酸能检验溶液中是否含有S

C.用丁达尔效应可以区分食盐水和淀粉溶液

D.工业上可用金属铝与V2O5在高温下冶炼矾,铝作还原剂

10.（2013·清远模拟）用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是

（　　）

A.用图1所示装置收集CH4和H2气体

B.用图2所示装置制取少量乙烯气体

C.用图3所示装置制取少量氨气

D.用图4所示装置制取少量Cl2气体

三、非选择题（本大题共3小题,共48分）

11.（12分）（2013·肇庆模拟）硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂,某研究性学习小组通过下列实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体。

制备步骤如下:

①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用蒸馏水洗涤2～3遍；

②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度50℃～80℃之间至铁屑耗尽；

③趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶；

④待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2～3次,再用滤纸将晶体吸干；

⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存。

请回答下列问题:

（1）以上实验中存在着明显不合理的步骤及其理由是 　。

（2）实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,其目的是 　。

12.（16分）铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。

研究性学习小组的三位同学,为测定某含镁3%～5%的铝镁合金（不含其他元素）中镁的质量分数,设计了下列三种不同实验方案进行探究。

填写下列空白。

【探究一】实验方案:

铝镁合金

测定剩余固体质量,实验中发生反应的化学方程式是 　。

实验步骤:

（1）称取5.4g铝镁合金粉末样品,投入VmL2.0mol·L-1NaOH溶液中,充分反应。

NaOH溶液的体积V≥　　　　　。

（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。

该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将　　　　（填“偏高”或“偏低”）。

【探究二】实验方案:

铝镁合金

测定生成气体的体积实验装置:

问题讨论:

（1）某同学提出该实验装置不够完善,应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。

你的意见是:

　　　（填“需要”或“不需要”）。

（2）为使测定结果尽可能精确,实验中应注意的问题是（写出两点）:

①　。

②　。

【探究三】

实验方案:

称量xg铝镁合金粉末,放在如图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧。

问题讨论:

（1）欲计算镁的质量分数,该实验中还需测定的数据是　　　　　　。

（2）若用空气（不考虑CO2）代替O2进行实验,对测定结果有何影响?

　　　　　（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

13.（20分）（能力挑战题）化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了如图所示装置进行实验,回答相关问题。

（1）用“可抽动铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是:

（2）能说明有SO2气体产生的实验现象是  

（3）反应后,不需要打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是  

（4）反应一段时间后,他们对A中溶液的金属离子进行探究,请完成相关问题。

①提出假设:

假设1:

只含有Fe3+；

假设2:

　；

假设3:

既有Fe2+,又有Fe3+。

②设计实验方案验证假设3。

写出实验步骤、预期现象和结论。

限选试剂及仪器:

稀硫酸、KMnO4溶液、NaOH溶液、淀粉-KI溶液、H2O2溶液

实验步骤

预期现象和结论

步骤一:

用胶头滴管取A试管中的溶液,用水稀释并分装试管Ⅰ、Ⅱ备用

步骤二:

往试管Ⅰ中,_____________________

步骤三:

答案解析

1.【解析】选D。

根据酒精灯的位置固定铁圈,检验装置气密性后,先加固体试剂,固定好烧瓶后再加液体试剂,最后加热。

2.【解析】选C。

KClO3中的氯元素以Cl

的形式存在,无单个的Cl-,不能用AgNO3检验,A选项错误；为提高KMnO4溶液的氧化能力,用硫酸酸化,选项B错误；检验溶液中是否含有S

时,先加稀盐酸酸化,排除银离子、碳酸根离子等的干扰,再加氯化钡溶液,选项D错误。

【误区警示】酸化KMnO4溶液时,不可用盐酸,因为KMnO4氧化性很强,能将盐酸中的氯离子氧化。

检验S

时,可用氯化钡溶液和稀盐酸,但加入试剂的顺序不同,对干扰的排除效果也不同。

先加稀盐酸,可排除S

、Ag+、C

等的干扰,但先加氯化钡溶液不能排除Ag+的干扰。

3.【解析】选B。

Na2SO3与Ba（NO3）2反应生成的BaSO3可被HNO3氧化生成BaSO4,A错误；乙酸能与Na2CO3反应,故上层是乙酸乙酯,B正确；在NaI溶液中加HNO3酸化,可认为是HNO3氧化I-,C错误；同样,FeBr2溶液加HNO3酸化的AgNO3溶液,有可能反应前就是FeBr3或FeBr2和FeBr3的混合液,故D错误。

4.【解析】选A。

将铁片置于CuSO4溶液中铁片上有亮红色物质析出,说明铁比铜活泼；将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧,生成FeCl3和CuCl2,在化合物中铜、铁都是最高价,不能说明铁的金属性比铜强；将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中,生成Fe2（SO4）3和CuSO4,在化合物中铜、铁都是最高价,不能说明铁的金属性比铜强；将铁片和铜片分别置于热的稀硝酸溶液中铁片上、铜片上均有气泡产生,不能说明铁的金属性比铜强。

5.【解析】选D。

证明高锰酸钾的紫红色是Mn

的颜色,而不是K+的颜色,可选择其他离子的钾盐溶液,观察颜色,与其他物质能否反应,再选择Mn

观察颜色,与其他物质反应后观察颜色,只有选项D与本实验目的无关。

6.【解析】选A。

由于铝与氢氧化钠溶液反应的特殊性,不能根据能否与氢氧化钠溶液反应说明镁、铝的金属性强弱,A项不合理。

B、C、D项均合理。

7.【解析】选B。

向2mL1mol·L-1NaOH溶液中先加入3滴1mol·L-1MgCl2溶液,生成白色沉淀,此时NaOH剩余,再加入3滴1mol·L-1FeCl3溶液会继续反应生成红褐色沉淀,看不出沉淀转化现象,故B项不正确。

8.【解析】选C。

A项中若溶液中已有Fe3+,也会发生此现象,故A项不正确；B项中氢氧化钠不足,NaOH和CuSO4的混合液不能氧化醛,而得不到红色沉淀,故该项不正确；C项中CuSO4溶液中加入KI溶液,生成单质碘,说明Cu2+被还原,若生成单质铜,沉淀应为红色,而沉淀为白色说明可能生成了CuI,故该项正确；组成相似的难溶电解质,Ksp小的先沉淀,D项不正确。

9.【解析】选C、D。

FeCl3溶液加入铁粉会被还原为FeCl2,故A不正确；向溶液中滴入氯化钡溶液,再加稀硝酸生成白色沉淀,不能检验溶液中是否含有S

因为有Ag+、S

的干扰,故B不正确。

其余各项均可行。

10.【解析】选A、C。

CH4和H2的密度比空气小,用向下排空气法收集,A正确；制取少量乙烯气体时,温度计的水银球应插入液面下,B错误；氧化钙与水反应放热,可使浓氨水分解放出氨气,并用向下排空气法收集,C正确；实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气需要加热,故图4达不到目的,D错误。

11.【解析】

（1）为确保硫酸亚铁不含Fe3+等杂质,应使铁过量。

（2）晶体表面易沾附可溶性杂质,可用蒸馏水洗涤除去,为避免FeSO4·7H2O晶体的大量流失,故选用冰水洗涤,以减少对FeSO4·7H2O晶体的溶解。

答案:

（1）步骤②,应该铁过量,否则溶液中可能有Fe3+存在

（2）洗涤除去晶体表面附着的可溶性杂质,并减少FeSO4·7H2O晶体的溶解消耗

12.【解题指南】解答本题时要注意以下3点:

（1）该题可选择不同的方案,测定铝镁合金中镁的质量分数；

（2）铝与氢氧化钠溶液反应放出氢气,可通过测氢气的体积求铝的质量；

（3）镁、铝都与盐酸反应,可通过测一定质量镁、铝与盐酸反应放出氢气的体积,列方程组求解。

【解析】【探究一】镁铝合金中只有铝与氢氧化钠反应2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑,用极值法,假定5.4g合金完全是铝时,根据方程式求出消耗氢氧化钠的体积为100mL,故V≥100,若未洗涤固体,镁的表面附着其他杂质,质量偏大,测得镁的质量分数将偏高。

【探究二】

（1）因为是排水量气,故不需要在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置；

（2）为使结果准确,应从以下几个方面考虑:

检查装置的气密性；合金完全溶解（或加入足量盐酸）；调整量气管C的高度,使C中液面与B中液面相平；待冷却至室温再读数等。

【探究三】称量xg铝镁合金粉末,要求镁的质量分数,还需要知道灼烧后固体的质量；若用空气代替O2进行实验,部分镁与氮气反应生成氮化镁,燃烧产物的质量减少,通过计算所得镁的质量偏高,测定结果偏高。

答案:

【探究一】2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑

（1）100　

（2）偏高

【探究二】

（1）不需要

（2）检查装置的气密性　合金完全溶解（或加入足量盐酸）　调整量气管C的高度,使C中液面与B液面相平　待冷却至室温再读数等（写出两点,答案合理即可）

【探究三】

（1）灼烧后固体的质量　

（2）偏高

13.【解题指南】解答本题注意以下2点:

（1）关注实验创新内容,理解可抽动铁丝和导管D的作用。

（2）在限制范围内选取合适的试剂,检验Fe2+和Fe3+。

【解析】

（1）抽动铁丝可灵活控制反应开始和停止。

（2）有漂白性,若品红溶液褪色,则说明生成了SO2。

（3）在反应过程中,D导管插入液面下,不会有气体逸出,反应结束后可通过D导管鼓气,将生成的气体全部鼓出,最终被氢氧化钠溶液完全吸收。

（4）可分别取试样,依据Fe2+和Fe3+的特性,选取KMnO4溶液检验Fe2+,选取淀粉-KI溶液检验Fe3+。

答案:

（1）便于控制反应的发生和停止

（2）品红溶液褪色

（3）从D管口向A中大量鼓气

（4）只含有Fe2+

实验步骤

预期现象和结论

步骤二:

滴加少量的淀粉-KI溶液

若溶液变蓝色,则原溶液中含有Fe3+

步骤三:

往试管Ⅱ滴加少量的KMnO4溶液

若溶液褪色（浅红）,则原溶液中含有Fe2+,结合步骤二溶液变蓝,则假设3正确

【方法技巧】实验设计的思维模型