高三化学 12.4 实验方案的设计与评价基础复习针对测试

12.4 实验方案的设计与评价(时间：60分钟 满分：100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．(2011·金华十校期末)下列实验设计和结论相符合的是( )A ．将碘水倒入分液漏斗，加入适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B ．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体一定显碱性C ．在蒸馏水中加入少量FeCl 3固体，可得纯净的FeCl 3溶液D ．某无色溶液中加入Ba(NO 3)2溶液，再加稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SO 2－4 解析：因为乙醇与水互溶，所以不能用乙醇萃取碘水中的碘，A 错误；能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体呈碱性，B 正确；因为Fe 3＋易水解，故配制FeCl 3溶液时，将FeCl 3固体溶于浓盐酸中，然后再加蒸馏水稀释到所需浓度，C 错误；若原溶液中含有SO 2－3，加入Ba(NO 3)2和盐酸后，SO 2－3被氧化成SO 2－4，也会生成不溶性的白色沉淀，D 项错误．答案：B2．(2010·湘潭模拟)下列除去杂质的实验方法正确的是( )A ．除去K 2CO 3固体中少量NaHCO 3：置于坩埚中加热B ．除去FeCl 3酸性溶液中少量的FeCl 2：加入稍过量双氧水后放置C ．除去乙烷中混有的少量乙烯：在一定条件下加入适量氢气充分反应D ．除去蛋白质溶液中混入的少量氯化钠：加入AgNO 3溶液后过滤解析：NaHCO 3受热分解生成Na 2CO 3，使原固体中混有Na 2CO 3，A 项错误；有机反应不能完全进行，C 项错误；AgNO 3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO 3，溶液中会引入NaNO 3、AgNO 3杂质，且Ag ＋使蛋白质变性，所以应采用渗析的方法提纯胶体，D 项错误．答案：B3．(2010·宿州模拟)用铁制备较纯净的三氧化二铁，下列实验方案最好的是( )A ．使铁在潮湿的空气中缓慢氧化B ．铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH 溶液，过滤、洗涤、然后充分加热分解C ．使铁溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH 溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解D ．使铁与足量稀硝酸反应，然后加入足量NaOH 溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解解析：A 项，最终生成铁锈(氧化铁水合物)；B 项，Fe ――→Cl 2FeCl 3――→NaOH Fe(OH)3――→△Fe 2O 3，方案合理；C 项，Fe ――→H 2SO 4FeSO 4――→NaOH Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中加热时部分氧化为Fe(OH)3，分解产物中既有FeO ，又有Fe 2O 3等；D 项，Fe 与HNO 3反应产生大气污染物NO. 答案：B4．某化学兴趣小组设计了下列四个实验装置，试图通过观察实验现象说明CO 2与NaOH 溶液发生了反应．其中无法达到实验目的的是( )解析：D项中a瓶中的导气管应长进短出．答案：D5．(2011·邹城模拟)做完铜与浓硝酸反应的实验后，同学们发现圆底烧瓶中溶液呈绿色，而不显示蓝色，甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高导致的，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体，同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确，这些方案中不．可行的是( )A．加热该绿色溶液，观察颜色变化B．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化C．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化解析：加水稀释时，溶液中的溶质和所溶气体的量没有改变，浓度均减小，故不能判断．答案：B6．(2011·平邑一中期末)下列装置所示的实验中，能达到实验目的的是( )解析：A装置气密性的检查方法是，先关闭活塞，然后向长颈漏斗中注入水，若能形成稳定的液面差，即可说明气密性良好，A正确；乙酸与乙醇可以互溶，不可用分液的方法进行分离，B 错误；用洗气瓶除去气体中的杂质，混合气体应从长管进入，C 错误；比较Na 2CO 3和NaHCO 3的热稳定性时，应把NaHCO 3放在不直接加热的试管中，D 错误．答案：A7．(2011·东城模拟)下列相关实验不．能达到预期目的的是( )解析：蔗糖在稀H 2SO 4溶液中水解后，应加入NaOH 溶液中和掉H 2SO 4使溶液呈碱性，否则加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热时，得不到Cu 2O 红色沉淀，也无法探究蔗糖水解产物具有还原性．答案：C8．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――――――――――――→30%H 2O 2溶液、稀硝酸及淀粉溶液变蓝色D ．鉴定盐A 的成分是FeBr 3：解析：Na 2SO 3溶液中加HNO 3能将SO 2－3氧化生成SO 2－4，A 错误；乙酸能与Na 2CO 3反应，故上层是乙酸乙酯，B 正确；在NaI 溶液中加HNO 3酸化，可认为是HNO 3氧化I －，C 错误；同样，向FeBr 2溶液中加HNO 3酸化的AgNO 3溶液时，Fe 2＋可被氧化为Fe 3＋，不能说明盐A 溶液中含有Fe 3＋，故D 错误．答案：B9．(2011·济宁模拟)根据下列实验现象，所得结论不．正确的是( )解析：A项，左边烧杯铁表面有气泡，Fe为正极，Al为负极，活动性Al＞Fe，则右边烧杯中活动性Fe＞Cu，正确．B项，通入Cl2,2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，说明氧化性Cl2＞Br2；2KI＋Cl2===2KCl＋I2，说明氧化性Cl2＞I2，但不能说明氧化性Br2＞I2，错误．C项，AgCl与NaBr反应生成AgBr，接着AgBr又与Na2S反应生成Ag2S，说明AgBr比AgCl难溶，Ag2S比AgBr 难溶，正确．D项，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，说明酸性：HCl强于H2CO3，CO2＋H2O ＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋Na2CO3，说明酸性：H2CO3强于H2SiO3，正确．答案：B10．要求设计实验证明，某种盐的水解是吸热的，下列回答正确的是( )A．将硝酸铵晶体溶于水，若水温下降，说明硝酸铵水解是吸热的B．在盐酸中加入相同浓度的氨水，若混合液温度下降，说明盐类水解是吸热的C．在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体，若溶液温度下降，说明盐类水解是吸热的D．在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若红色加深，说明盐类水解是吸热的解析：A项，物质溶于水时通常发生两个过程，一是溶质微粒的扩散过程(物理过程)吸热；二是溶质微粒和水分子作用形成水合微粒的过程(化学过程)放热；硝酸铵晶体溶于水，水温下降，是由于吸收的热量大于放出的热量．B 项，盐酸与氨水发生酸碱中和反应要放热，现混合液温度下降，可能是弱电解质(氨水)电离吸收的热量大于中和反应所放出的热量．C 项，溶液温度下降可能是醋酸钠晶体溶于水吸热．D 项，由于醋酸钠溶液中醋酸根离子水解使溶液显弱碱性(使酚酞试液显红色)，现加热(升温)，红色加深(结果)，说明碱性增强即c (OH －)增大，故水解平衡向右移动(结论)，即盐类水解是吸热的．答案：D二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(12分)(2011·福州模拟)小明同学在学习“硫酸及其盐的某些性质与用途”的过程中，进行如下实验探究．[实验一] 探究浓硫酸的氧化性，将实验室常用的药品放入如图所示的实验装置后，加热装置甲．(夹持和加热装置省略)(1)该装置设计上存在明显缺陷，请指出：_____________________________________ ________________________________________________________________________.(2)写出装置甲中反应的化学方程式：_________________________________________. 装置乙中的试剂是_________________________________________________________．[实验二] 探究某硫酸亚铁盐固体是否变质(3)请你帮助小明同学完成如下实验方案：解析：(1)制气装置不能在封闭体系中进行，否则易引起爆炸，因此尾气吸收装置乙中的广口瓶不能加瓶塞．(2)根据品红溶液可推测发生装置中生成了SO 2气体，因此可选用Cu 与浓硫酸反应或C 与浓硫酸反应．(3)检验硫酸亚铁盐固体是否变质即检验样品中有无Fe 3＋，检验Fe 3＋最灵敏的试剂是KSCN 溶液．答案：(1)装置乙中的广口瓶不应加瓶塞(2)Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 或C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O ，(或其他合理答案也可) NaOH 溶液(3)实验操作：往一支试管中加入少量固体样品，加水溶解，再滴加几滴KSCN 溶液 预期现象和结论：若溶液变为红色，说明该固体已变质；若溶液未变为红色，说明该固体没有12．(14分)(2010·绵阳模拟)已知，室温下存在反应3HNO 2===HNO 3＋2NO↑＋H 2O ；在酸性溶液中，NO －2可将MnO －4还原为Mn 2＋且无气体生成．某化学兴趣小组设计了如下探究实验：请回答下列问题：(1)装置A 的试管中发生反应的化学方程式是_____________________________________ ________________________________________________________________________.(2)B 瓶中可以观察到的现象是________________，C 瓶出来的气体是________．(3)实验时观察到D 管内固体颜色逐渐变为白色．据此甲同学认为D 管中生成物是NaNO 3，而乙同学则认为D 管中生成的是NaNO 2，请设计实验证明乙同学的观点正确.(4)E 装置的作用是_______________________________________________________．(5)该小组的同学经讨论认为上述装置仍有缺陷，为了避免D 管中生成NaOH ，你认为应该进行的改进是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________.解析：装置A 的试管中发生的是C 与浓HNO 3的反应，生成的CO 2和NO 2混合气体进入B 装置与水反应，生成的硝酸与Cu 反应，B 瓶中可以观察到的现象是：产生无色气体，溶液逐渐变蓝．C 瓶出来的气体是NO.要验证D 管中生成的是否是NaNO 2，可根据题目所给信息来验证：一种方法是将生成物置于试管中，加入稀硫酸，产生无色气体并在液面上方变为红棕色；另一种方法是将生成物置于试管中，加入酸性KMnO 4溶液，看溶液紫色是否褪去．E 装置的作用是吸收尾气，以免污染空气．为了避免D 管中生成NaOH ，可在C 、D 之间增加一个干燥装置．答案：(1)C ＋4HNO 3(浓)=====△ CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O(2)产生无色气体，溶液逐渐变蓝 NO(3)将生成物置于试管中，加入稀硫酸 产生无色气体并在液面上方变为红棕色 3NO －2＋2H ＋===NO －3＋2NO↑＋H 2O(或将生成物置于试管中，加入酸性KMnO 4溶液 溶液紫色褪去 5NO －2＋2MnO －4＋6H ＋===5NO －3＋2Mn 2＋＋3H 2O)(4)吸收尾气，以免污染空气(5)在C 、D 之间增加一个盛浓硫酸的洗气瓶(或在C 、D 之间增加一个装无水CaCl 2的干燥13．(12分)(2011·苏锡常镇四市联考)工业纯碱中常含有少量NaCl，某校化学课外活动小组设计并完成了如下实验：[实验目的]测定工业纯碱中Na2CO3的含量．[实验原理]Na2CO3与酸反应生成的CO2被吸收剂吸收，通过分别称量反应前、后U形干燥管E的总质量，求出Na2CO3的含量．[实验装置][实验试剂]①NaOH溶液②饱和石灰水③碱石灰④无水氯化钙⑤无水硫酸铜⑥浓盐酸⑦稀盐酸⑧浓硫酸⑨稀硫酸⑩试样(工业制碱)[实验步骤](完成下列实验步骤)①称量试样及装有吸收剂的E的质量，记录数据；②如上图所示连接好装置，先检查装置的气密性；③在有关仪器中装入适当试剂；④打开甲、乙弹簧夹，用气唧鼓入空气，然后接上已称量过的E；⑤_______________________________________________________________________；⑥_______________________________________________________________________；⑦称量E的质量并记录数据．(1)实验时，在仪器D中装入浓硫酸的作用是________________________，在仪器C中应装入的试剂是________(填试剂序号)．(2)实验过程中，先、后共两次鼓入空气，第二次鼓入空气的目的是_______________．(3)某同学认为在E装置后应再连接F装置(装有适当试剂)，你认为是否必要？________.(选填“必要”或“不必要”)解析：本题实验的关键是准确测定实验中生成CO2气体的质量，实验中所用的吸收剂是碱石灰，碱石灰既能吸收CO2气体，也能吸收水，所以要先用浓硫酸除去CO2气体中的水蒸气；为了保证生成的CO2气体完全被吸收，实验后要鼓入空气，驱赶残留在装置中的CO2，使之全部进入U形干燥管；盐酸易挥发出HCl气体，对实验不利，所以要选用稀硫酸进行反应；为了防止空气中的水蒸气和CO2气体进入U形干燥管，在E装置后应再连接内装碱石灰的F装置．答案：⑤关闭弹簧夹甲，打开乙，将C中稀H2SO4滴加到装有试样的试剂瓶B中⑥反应完全后，打开弹簧夹甲，用气唧鼓气一段时间(1)吸收CO2中的H2O ⑨(2)驱赶残留在装置中的CO2，以使其完全被吸收(3)必要14．(12分)(2011·广东六校联考)一包白色粉末中一定含有碳酸钠，可能还含有硫酸钠、氯化钠中的一种或两种，为进一步确认白色粉末的成分，某兴趣小组对白色粉末样品进行了探究．可选用的仪器：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹．可选用的药品：1.0 mol·L－1 H2SO4溶液、1.0 mol·L－1 HNO3溶液、1.0 mol·L－1 HCl溶液、1.0 mol·L－1NaOH溶液、0.1 mol·L－1AgNO3溶液、0.1 mol·L－1BaCl2溶液、0.1 mol·L －1 Ba(NO3)2溶液、蒸馏水．以下是实验探究过程：1．提出假设假设1 白色粉末为________________的混合物；假设2 白色粉末为________________的混合物；假设3 白色粉末为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠的混合物．2．基于假设设计实验方案3．根据实验方案进行实验请回答：(1)某同学取少许样品于试管中，加适量蒸馏水溶解，向试管中滴入0.1 mol·L－1的BaCl2溶液，有白色沉淀产生，他认为样品中含有Na2SO4.你认为他的结论是________(填“对的”或“错的”)，原因是：___________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)基于假设3，请根据实验方案，将实验操作和预期的现象及结论填入下表中：解析：白色粉末中一定含有碳酸钠，可能还含有硫酸钠、氯化钠中的一种或两种，即白色粉末有三种可能，碳酸钠和氯化钠、碳酸钠和硫酸钠、碳酸钠与硫酸钠和氯化钠的混合物．(1)由于溶液中含有CO2－3，可与BaCl2溶液反应产生BaCO3沉淀，因此无法确定该沉淀是BaSO4还是BaCO3，即结论是错的．(2)对于假设3，白色粉末为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠的混合物，要确定其成分，首先检验CO2－3，可加入HNO3溶液；再检验SO2－4，加入Ba(NO3)2溶液，若产生白色沉淀则含Na2SO4；最后检验Cl－，可加入AgNO3溶液，观察有无沉淀产生．答案：(1)假设1 碳酸钠、氯化钠假设2 碳酸钠、硫酸钠(1)错的溶液中含有CO2－3，可与BaCl2反应产生BaCO3沉淀，因此无法确定该沉淀是BaSO4(2)。