2019-2020学年高中化学 课时提能演练(三十九) 14.4 化学实验方案的设计与评价全程复习方略 新人教版.doc(

2019-2020学年高中化学 课时提能演练(三十九) 14.4 化学实验方案的设计

与评价全程复习方略 新人教版

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.下列有关化学实验的叙述正确的是( )

A.新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后呈红色

B.欲制备Fe(OH)3胶体，向盛有沸水的烧杯中滴加FeCl 3饱和溶液并长时间煮沸

C.用稀盐酸洗涤盛放过石灰水的试剂瓶

D.欲配制质量分数为10%的ZnSO 4溶液，应将10 g ZnSO 4·7H 2O 溶解在90 g 水中

2.(易错题)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KClO 3中的氯元素，可加入AgNO 3和稀硝酸

B.为提高KMnO 4溶液的氧化能力，用浓盐酸将KMnO 4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SO 2－

4时，先加氯化钡溶液后，再加稀盐酸酸化

3.(2012·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???

→溶解溶液????→硝酸钡溶液白色沉淀???→稀硝酸

沉淀不溶解 B.除去乙酸乙酯中混有的乙酸： 混合液??????→饱和碳酸钠溶液振荡溶液分层???

→分液得上层液体 C.证明酸性条件下H 2O 2氧化性比I 2强：

NaI 溶液2230%H O ?????????→溶液、稀硝酸及淀粉

溶液变蓝色 D.鉴定盐A 的成分是FeBr 2：

4.检验下列物质中是否含有杂质(括号内为杂质)，检验方法及除杂试剂均正确的是( ) 物质及其杂质

检 验 除 杂 A.Cl 2(HCl) 湿润的淀粉KI 试纸 饱和食盐水

B.NaHCO3溶液(Na2CO3) Ca(OH)2溶液过量C O2

C.CO2(HCl) AgNO3溶液(含稀硝酸) 饱和Na2CO3溶液

D.NO(NO2) 观察颜色或湿润的淀粉KI试纸水

5.(2011·安徽高考)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )

操作现象解释、结论

溶液呈红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋过量的Fe粉中加入硝酸充分反应，滴入

A

KSCN溶液

B AgI沉淀中滴入稀KCl溶液有白色沉淀出现AgCl比AgI更难溶

Al箔插入稀硝酸中无现象Al箔表面被硝酸氧化，形成致C

密的氧化膜用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸

试纸变蓝色浓氨水呈碱性

D

上

6.(2012·潮州模拟)下列实验设计能够成功的是( )

实验目的实验操作

A 该物质一定是氨气该物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝

除去硫酸钠溶液中少量氯化钠杂质向含有氯化钠杂质的硫酸钠溶液中加入适量的硝酸银B

溶液，过滤

C 该溶液一定含有大量碳酸根离子某物质的水溶液中加入盐酸产生无色无味气体

浓硝酸的氧化性强于稀硝酸向盛有少量的浓硝酸、稀硝酸的两支试管中，分别加D

入大小相同的铜片

7.某同学想用实验证明高锰酸钾的紫红色是MnO－4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 O－4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

8.下列有关实验原理或实验操作正确的是( )

A.用干燥pH试纸测定某新制氯水的pH

B.用图1装置除去乙烷中混有的乙烯

C.用图2装置能验证HCl气体在水中的溶解性

D.用25 mL碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液

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.(2012·广州模拟)下列除去杂质的方法正确的是( )

A.除去SiO2中少量NH4Cl：在空气中充分灼烧

B.除去铜器表面的铜绿[Cu2(OH)2CO3]：用盐酸浸泡，再用清水冲洗

C.除去CO2中混有的SO2：用NaOH溶液洗气，再干燥

D.除去苯中溶解的Br2：加入足量NaI溶液，充分振荡后，静置分液

10.(预测题)用下列实验或实验装置进行的实验中，能达到相应实验目的的

是( )

A.装置甲：防止铁钉生锈

B.测定同温同浓度的NaCl和NaF溶液的pH，确定F、Cl两元素的非金属性的强弱

C.装置乙：检验乙烷中混有的乙烯

D.用Ca(OH)2溶液来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液

三、非选择题(本大题共3小题，共48分)

11.(16分)(2012·茂名模拟)文献资料显示某地区的酸雨主要为硫酸型和盐酸型酸雨。某兴趣小组对酸雨进行实验研究。

(1)提出合理的假设：该酸雨中的溶质除H 2SO 4、HCl 外，该小组同学根据硫酸型酸雨的形成过程，预测主要溶质还一定有 。

(2)设计实验方案验证以上假设。写出实验步骤、预期现象和结论。

限选试剂及仪器：盐酸、硝酸、BaCl 2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO 3溶液，紫色石蕊试液、品红溶液、烧杯、试管、胶头滴管。

实验步骤

预期现象和结论 步骤1：取适量酸雨于A 、B 两支洁净试管中，待用

步骤2：往A 试管中加入过量的Ba(OH)2溶液，静置，过滤

步骤3：取少量步骤2得到的滤渣加入盐酸

步骤4：

步骤5：

(3)酸雨部分组成测定：

①滴定：准确量取25.00 mL 该酸雨于锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，将

0.020 00 mol·L －1碘水装入50 mL 酸式滴定管，滴定终点现象为____________，

记录数据，重复滴定2次，平均消耗碘水V mL 。

②计算：被碘水氧化的物质的物质的量浓度之和为 (只列出算式，不做运算)。

12.(16分)(探究题)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NaOH ????

→溶液测定剩余固体质量，实验中发生反应的化学方程式是____________________________________________________

__________________________________________________________________。

实验步骤：

(1)称取5.4 g 铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0 mol·L －1 NaOH 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――→盐酸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x g 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CO 2)代替O 2进行实验，对测定结果有何影响？ (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

13.(16分)(2011·浙江高考)食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：

氧化性：IO －3＞Fe 3＋＞I 2；还原性：S 2O 2－3＞I －

3I2＋6OH－===IO－3＋5I－＋3H2O；KI＋I2KI3

(1)某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2＋、Fe3＋)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得试液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。

①加KSCN溶液后显红色，该红色物质是(用化学式表示)；CCl4中显紫红色的物质是

(用电子式表示)。

②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为________________、

__________________________________________________________________。

(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。

写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：____________________________

___________________________________________________________________。

将I2溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI3·H2O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？(填“是”或“否”)，并说明理由_______________________

___________________________________________________________________。

(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的

是。

A.Na2S2O3

B.AlCl3

C.Na2CO3

D.NaNO2

(4)对含Fe2＋较多的食盐(假设不含Fe3＋)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe2＋________________________________________。

答案解析

1.【解析】选C。A选项，新制氯水中有HCl和HClO，滴入紫色石蕊试液应先变红色，后褪色。B选项，长时间煮沸得到的是Fe(OH)3沉淀。D选项，10%的ZnSO4溶液应为100 g溶液中含有10 g ZnSO4，而不是

10 g ZnSO4·7H2O。

2.【解析】选C。KClO3中的氯元素以ClO－3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SO2－4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SO2－4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SO2－3、Ag＋、CO2－3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D。湿润的淀粉KI试纸只能检验氯气，不能检验氯化氢气体，A错误；Ca(OH)2溶液与NaHCO3溶液或Na2CO3溶液都能产生沉淀，无法检验，B错误；选项C检验方法正确，除杂方法不对，CO2能与饱和Na2CO3溶液反应；D选项检验及除杂方法都正确，不引入新的杂质。

5.【解题指南】解答本题应注意以下两点：

(1)化学实验操作、现象及相应的解释或结论之间的逻辑关系；

(2)注重实验细节，如“过量”、“稀”等字眼。

【解析】选D。Fe粉过量时生成Fe2＋，溶液不会呈红色，选项A错误；由于AgI的溶度积远远小于AgCl，不会出现白色沉淀，选项B错误；Al箔插入浓硝酸中才会形成致密的氧化膜而钝化，选项C错误；在氨水中含有NH3·H2O，因为NH3·H2O NH＋4＋OH－呈碱性，所以氨水使红色石蕊试纸变蓝，D选项正确。

6.【解析】选D。某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝，只能说明该物质的水溶液呈碱性，A错误；选项B中引入硝酸根离子，错误；加入盐酸产生无色无味气体，可能含有碳酸根、碳酸氢根或两者的混合物，选项C错误；向少量浓硝酸、稀硝酸的两支试管中，分别加入大小相同的铜片，根据反应情况判断氧化性强弱，D正确。

7.【解析】选D。证明高锰酸钾的紫红色是MnO－4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MnO－4，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。

8.【解析】选C。A项，氯水具有漂白性，不能用pH试纸测定其pH；B项，用图1装置能除去乙烷中混有的乙烯，但会引入新的杂质气体；C项，图2装置滴入水后，气球膨胀，说明HCl气体极易溶于水；D项，不能用碱式滴定管量取酸性溶液及氧化性溶液。

9.【解析】选A 、B 。NH 4Cl 受热分解为NH 3和HCl 气体，SiO 2受热不分解，A 对；Cu 2(OH)2CO 3能与盐酸反应，而Cu 不能，B 对；CO 2和SO 2都能与NaOH 反应，除去CO 2中混有的SO 2应该用饱和Na 2CO 3 溶液洗气，再干燥，C 错；除去苯中溶解的Br 2应加入足量NaOH 溶液，充分振荡后，静置分液，D 错。

10.【解析】选A 、C 。本题考查了化学实验的设计。元素非金属性的强弱可以通过元素的最高价氧化物对应水化物的酸性来比较，而通过比较无氧酸盐溶液的pH ，无法确定元素的非金属性强弱，故B 错；乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙烷不能，故C 正确；D 中Na 2CO 3溶液和NaHCO 3溶液和Ca(OH)2反应都有CaCO 3沉淀生成，故D 错。

11.【解析】(1)根据硫酸型酸雨的形成过程，酸雨中的溶质除H 2SO 4、HCl 外，主要溶质还一定有SO 2(或H 2SO 3)。

(2)验证以上假设时，实际是验证溶液中含有SO 2－4、Cl －、SO 2。验证SO 2－4时可以利用BaSO 4不溶于酸的性质，验证Cl －时可以利用AgCl 不溶于酸的性质，验证SO 2时可以利用与品红溶液的反应。实验方案设计如下： 实验步骤 预期现象和结论 步骤3：取少量步骤2得到的滤渣加入盐酸

若滤渣不完全溶解，则酸雨中含有硫酸 步骤4：取少量步骤2得到的滤液，先加入过量的硝

酸，然后加入AgNO 3溶液 若产生白色沉淀，则酸雨中含有盐酸 步骤5：往B 试管中加入少量品红溶液，振荡

若品红溶液褪色，则酸雨中含有SO 2(或H 2SO 3) (3)①根据反应SO 2＋I 2＋4H 2O===2I －＋4H ＋＋SO 2－4，滴定终点时，过量的I 2使淀粉变蓝。

②被碘水氧化的物质的物质的量浓度之和为V ×0.020 0025.00

mol ·L －1。 答案：(1)SO 2(或H 2SO 3)

(2)

实验步骤

预期现象和结论 步骤3：取少量步骤2得到的滤渣加入盐酸

若滤渣不完全溶解，则酸雨中含有硫酸 步骤4：取少量步骤2得到的滤液，先加入过量的硝

酸，然后加入AgNO 3溶液

若产生白色沉淀，则酸雨中含有盐酸

步骤5：往B 试管中加入少量品红溶液，振荡

若品红溶液褪色，则酸雨中含有SO 2(或H 2SO 3) (3)①溶液出现蓝色，且半分钟不褪色

②V ×0.020 0025.00 mol ·L －1 12.【解题指南】解答本题时要注意以下三点：

(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5.4 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x g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】解答本题要注意以下三点：

(1)KI在潮湿空气中易被O2氧化生成I2，O2则转化为OH－。

(2)从平衡移动的观点分析物质的损失。

(3)在物质的检验过程中要注意量的分析，以及最好方法的选择。

【解析】(1)①Fe3＋与SCN－的配合物有多种，如[Fe(SCN)]2＋、[Fe(SCN)6]3－等；I2的CCl4溶液显紫红色。

②应用信息：“氧化性：IO－3＞Fe3＋＞I2”，说明IO－3和Fe3＋均能氧化I－生成I2。

(2)KI易被潮湿空气氧化，不能写成I－＋O2＋H＋→，要联系金属吸氧腐蚀，产物I2＋KOH不合理(会反应)，应考虑缓慢反应，微量产物I2会升华和KOH与空气中的CO2反应。

KI3·H2O作加碘剂问题比较难分析，因为KI3很陌生。从题中：“低温条件下可制得”或生活中并无这一使用实例来确定。再根据信息：“KI＋I2KI3”解释其不稳定性。

(3)根据信息“还原性：S2O2－3＞I－”可判断A可作稳定剂，C比较难分析，应考虑食盐潮解主要是Mg2＋、Fe3＋引起的，加Na

－。

2CO3能使之转化为难溶物，防止因其水解显酸性，造成碘损失；D中NaNO2能氧化I

(4)实验方案简答要注意规范性，如“取……加入……现象……结论……”，本实验I-―对Fe2＋的检验有干扰，用过量氯水又可能氧化SCN－。

答案：(1)①Fe(SCN)3(合理均可)

②IO－3＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O

2Fe3＋＋2I-===2Fe2＋＋I2

(2)4KI＋O2＋2H2O===2I2＋4KOH

否KI3受热(或潮湿)条件下产生KI和I2，KI易被O2氧化，I2易升华(答案合理即可)

(3)A、C (4)取适量该加碘盐溶于蒸馏水中，用盐酸酸化，滴加适量氧化剂(如氯水、H2O2等)，再加KSC N 溶液，若显红色，则该加碘盐中存在Fe2＋

【方法技巧】综合实验题的解题技巧

(1)分析思路

依据实验目的，分析实验原理，选择一定的仪器组装一套装置，选择正确的操作顺序。

(2)化繁为简

一道综合实验题，可以把它分成几个既相互独立又互相关联的小实验，由各个小实验确定各步操作，再由各个小实验的关联确定操作的先后顺序。基本思路：综合实验→分解成小实验→根据各个小实验原理→确定基本操作及先后顺序。

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