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1、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:在烧瓶内装入MnO2粉末；塞好带导管和分液漏斗的双孔塞；由分液漏斗向烧瓶中注入浓盐酸；用铁夹固定圆底烧瓶；检查气密性；放好酒精灯；点燃酒精灯；放好铁圈和石棉网,正确的操作顺序是()A. B.C. D.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

2、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()

3、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CuCl2C将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中产物分别为Fe2(SO4)3和CuSO4D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

4、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4 molL-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2 mL 1 molL-1NaOH溶液中先加入3滴1 m

5、olL-1MgCl2溶液,再加入3滴1 molL-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1 mL 1%的NaOH溶液中加入2 mL 2%的CuSO4溶液,振荡后再加入0.5 mL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CuS

6、O4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CuID.向浓度均为0.1 molL-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KspCu(OH)2KspMg(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SC.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

7、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(FeSO47H2O)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FeSO47H2O晶体。制备步骤如下: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23遍；向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控

8、制温度5080之间至铁屑耗尽；趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶；待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤23次,再用滤纸将晶体吸干；将制得的FeSO47H2O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

9、 。实验步骤:(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品,投入VmL 2.0 molL-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): 。 。【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

10、)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。提出假设:假设1:只含有Fe3+；假设2: ；假设3:既有Fe2+,又有Fe3+。设计实验方

11、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、备用步骤二:往试管中,_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

12、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

13、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

14、,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2 mL 1 molL-1NaOH溶液中先加入3滴1 molL-1MgCl2溶液,生成白色沉淀,此时NaOH剩余,再加入3滴1 molL-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

15、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

16、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FeSO47H2O晶体的大量流失,故选用冰水洗涤,以减少对FeSO47H2O晶体的溶解。答案:(1)步骤,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FeSO47H2O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

17、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5.4 g合金完全是铝时,根据方程式求出消耗氢氧化钠的体积为100 mL,故V100,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

18、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+

19、。【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