1、1第 4 节 化学实验方案的设计与评价课后达标检测一、选择题1(教材改编题)下列实验方案设计中，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解析：选 D。A 项，在水中加入氯化铁晶体，加热至沸腾时得不到氢氧化铁胶体；B 项，除去胶体中的离子应使用渗析法；C 项，蒸发时，当有晶体析出时停止加热，用余热蒸干。2下列图示实验正确的是( )A除去粗盐溶液中不溶物 B碳酸氢钠受热分解C除去 CO
2、 气体中的 CO2气体 D乙酸乙酯的制备演示实验解析：选 D。A过滤时要求“一贴、二低、三靠” ，该实验中玻璃棒悬在漏斗上方，没有靠在三层滤纸上，且漏斗下端应长管口紧贴烧杯内壁，故不正确。B加热分解碳酸氢钠时，因为有水生成，试管口应略向下倾斜，否则容易炸裂试管，故不正确。C该装置为洗气装置，导管口应该是长进短出，故不正确。D由教材中的实验可知制备乙酸乙酯的实验装置及药品都正确，故正确。3下列实验方案能达到预期目的的是( )选项 A B2实验方案预期目的 验证 FeCl3对 H2O2分解反应有催化反应 完成铝热反应实验选项 C D实验方案预期目的 探究化学能向热能的转化 探究 Fe 作负极的原电
3、池原理解析：选 C。验证 FeCl3对 H2O2分解反应有催化作用，应该控制 H2O2的浓度和反应温度都相同，A 项错误；铝热反应是单质铝与金属氧化物的反应，B 项错误；中和反应放出热量，用温度计可测量其温度变化，C 项正确；浓硝酸使 Fe 钝化，且浓硝酸与 Cu 反应，故该原电池中，Cu 作负极，D 项错误。4某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得氯化铁溶液，其实验流程如下。下列有关说法中不正确的是( )A操作中加入的试剂 A 为铁B滤渣中加入过量 B 时的反应为 Fe2H =Fe2 H 2C向滤液中滴加 KSCN 溶液，溶液变红色D步骤中的 C 试剂也可以用 H2O2代替解析：
4、选 C。滤液中只含 FeCl2，滴入 KSCN 溶液时不变色。5利用如图所示装置进行下列实验，能顺利完成实验目的的是( )选项 实验目的A NaOH 固体和浓氨水 润湿的棉球 水(滴有酚酞试剂) 检验氨生成B Cu、浓硫酸 蘸有碱液的棉球 品红溶液检验浓硫酸与 Cu反应有 SO2生成3C Cu、稀硝酸 蘸有碱液的棉球 水 制备并收集 NOD乙醇、乙酸、浓硫酸干燥棉球 饱和 Na2CO3溶液 制备乙酸乙酯解析：选 B。A 项，NH 3极易溶于水，容易造成倒吸，错误；B 项，品红溶液退色，证明 Cu 与浓硫酸反应有 SO2生成，正确；C 项，NO 能与 O2反应，不能收集到 NO，错误；D 项，右
5、侧试管中导气管不能插入饱和 Na2CO3溶液中，否则易引起倒吸，错误。6(2018高考全国卷)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 0.400 0 molL1 的NaOH 溶液称取 4.0 g 固体 NaOH 于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至 250 mL 容量瓶中定容B 探究维生素 C 的还原性向盛有 2 mL 黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素 C 溶液，观察颜色变化C 制取并纯化氢气向稀盐酸中加入锌粒，将生成的气体依次通过NaOH 溶液、浓硫酸和 KMnO4溶液D 探究浓度对反应速率的影响向 2 支盛有 5 mL 不同浓度 NaHSO3 溶液的试管中
6、同时加入 2 mL 5%H2O2溶液，观察实验现象解析：选 B。NaOH 固体溶解后需冷却至室温才能转移至 250 mL 容量瓶中，且需用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 23 次，洗涤液并入容量瓶，然后定容，A 项不能达到实验目的；实验中若观察到 FeCl3溶液的黄色逐渐退去，且溶液变成浅绿色，说明维生素 C 具有还原性，B 项能达到实验目的；通过 NaOH 溶液可除去 H2中混有的少量 HCl 杂质，再经浓硫酸干燥即可得到 H2，没有必要经过 KMnO4溶液，C 项不能达到实验目的；NaHSO 3 溶液与 H2O2溶液的反应没有明显实验现象，无法判断反应进行的快慢，D 项不能达到实验目的。7(2
7、017高考全国卷)由下列实验及现象不能推出相应结论的是( )实验 现象 结论A向 2 mL 0.1 molL1 的 FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加 1滴 KSCN 溶液黄色逐渐消失，加 KSCN 溶液颜色不变还原性：FeFe 2 B将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满 CO2的集气瓶集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生CO2具有氧化性C加热盛有少量 NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸石蕊试纸变蓝 NH4HCO3显碱性D 向 2 支盛有 2 mL 相同浓度银氨 一支试管中产生黄色沉淀， Ksp(AgI) Ksp(AgCl)4溶液的试管中分别加入 2 滴相同浓度的
8、 NaCl 和 NaI 溶液另一支中无明显现象解析：选 C。向 FeCl3溶液中加入足量铁粉后，Fe 3 完全转化为 Fe2 ，滴入 KSCN 溶液，溶液不变色，可证明还原性：FeFe 2 ，A 项正确；燃着的金属钠能在装有 CO2的集气瓶中反应生成 Na2CO3和 C，说明 CO2具有氧化性，B 项正确；NH 4HCO3受热分解生成的 NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，只能说明 NH3为碱性气体，不能确定 NH4HCO3的酸碱性，C 项错误；根据题中描述可知黄色沉淀为 AgI，另一支试管中无明显现象，说明没有 AgCl 析出，可证明 Ksp(AgI)Ksp(AgCl)，D 项正确。8(201
9、9福建质检)用下图所示装置进行实验，能得出相应实验结论的是( )选项 实验试剂 实验结论A a.稀硫酸 b.碳酸氢钠 c.硅酸钠溶液 酸性：硫酸碳酸硅酸B a.稀盐酸 b.二氧化锰 c.溴化钠溶液 氧化性：MnO 2Cl 2Br 2C d.小苏打 e.苏打 f.澄清石灰水 热稳定性：苏打小苏打D d.氯化钠 e.氯化铵 f.硝酸银溶液 沸点：氯化钠氯化铵解析：选 A。硫酸是难挥发性强酸，与 NaHCO3反应生成 CO2，CO 2与 Na2SiO3溶液反应生成 H2SiO3沉淀，说明酸性 H2SO4H 2CO3H 2SiO3，A 项正确；稀盐酸与 MnO2不反应，无法生成 Cl2，B 项错误；用
10、套管实验比较 Na2CO3和 NaHCO3的热稳定性时，Na 2CO3应放在大试管中，NaHCO 3放在小试管中，C 项错误；NH 4Cl 受热易分解成 NH3和 HCl，因此不能用加热的方法比较 NH4Cl 和 NaCl 的沸点，D 项错误。二、非选择题9(2019湖北四校联考)引火铁一种活性很强的铁粉，一般用于焊接铁轨等。某课外活动小组设计如下两套装置，拟用普通铁粉在加热条件下与水蒸气反应，再将制得的铁氧化物经此反应的逆反应制备颗粒很细、活性很高的引火铁。.“铁氧化物制备实验”的探究(1)因试管 A 内壁沾有少量蒸馏水，为防止装铁粉时将其沾在试管内壁上，应先倾斜试管，然后用_将铁粉送至试管
11、中下部。5(2)试管 A 中发生反应的化学方程式为_。装置中酒精灯的作用是_。(3)某学生设计如下方案，确认 A 中固体的成分，其中不正确的是_。a取试管 A 中固体少许，向其中加入稀盐酸充分溶解后，再加入 KSCN，溶液不变红，说明 A 中固体含有 Feb取试管 A 中固体少许，向其中加入稀盐酸充分溶解后，再加入 KSCN，溶液变红，说明 A 中固体含有 Fe2O3c取试管 A 中固体少许，向其中加入稀盐酸充分溶解后，再加入 KMnO4溶液，紫色退去，说明 A 中固体含有 Fe3O4.“引火铁制备实验”的探究(4)仪器 B 的名称为_，其中盛装的试剂为_(填字母)。U 形管中应加入的试剂是_
12、。a6 molL 1 盐酸b4 molL 1 NaOH 溶液c浓硫酸(5)为确保实验安全，在实验过程中必须注意：C 中反应前，在 D 出口必须_；点燃过量的氢气。解析：(2)根据化学方程式可知酒精灯在此处的作用。(3)b 项 Fe3O4溶解也产生3 价的铁；c 项没有反应完的铁粉有可能转化成 Fe2 ，然后使 KMnO4溶液的紫色退去。(4)选择的试剂应能制取纯净的 H2。(5)可燃性气体 H2在与铁氧化物反应前需要验纯，防止爆炸；过量的氢气不能直接排放到空气中。答案：(1)纸槽(或药匙)(2)3Fe4H 2O(g) Fe3O44H 2 将水转化为水蒸气，同时提供反应所需= = = = = 的
13、能量(3)bc(4)长颈漏斗 a 碱石灰(或 CaO 等)(5)检验氢气的纯度(其他答案合理即可)10(2019哈尔滨质检)某化学课外活动小组通过实验探究 NO2的性质。已知：2NO 22NaOH= =NaNO3NaNO 2H 2O。任务 1：利用如图所示装置探究 NO2能否被 NH3还原(K 1、K 2为止水夹，夹持固定装置略去)。6(1)A 和 E 中制取 NH3的装置为_，所用试剂为_。装置中制取 NO2的化学方程式是_。(2)若 NO2能够被 NH3还原，预期观察到 C 装置中的现象是_。(3)实验过程中，未能观察到 C 装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，他们认为
14、可能是NH 3还原性较弱，不能将 NO2还原；在此条件下，NO 2的转化率极低；_。(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是_。任务 2：探究 NO2能否与 Na2O2发生氧化还原反应。(5)实验前，该小组同学提出三种假设。假设 1：两者不反应；假设 2：NO 2能被 Na2O2氧化；假设 3：_。(6)为了验证假设 2，该小组同学选用任务 1 中的 B、D、E 装置，将 B 中的药品更换为Na2O2，另选 F 装置(如图所示)，重新组装，进行实验。装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)_。实验过程中，B 装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测 B
15、装置中反应的化学方程式为_。答案：(1)A 浓氨水和 CaO(合理即可)Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O(2)混合气体颜色变浅(3)在此条件下，该反应的化学反应速率极慢(4)缺少尾气吸收装置(5)NO2能被 Na2O2还原(其他合理答案也可)7(6)EDBDF 2NO 2Na 2O2=2NaNO311(2019陕西一检)某小组同学为比较酸性条件下 NO 、SO 、Fe 3 的氧化性强 3 24弱，设计如图实验(夹持仪器已略去，装置的气密性已检验)。实验记录如下：实验操作 实验现象打开旋塞 c，将过量稀 HNO3加入装置 B 中，关闭旋塞 cB 中浅绿色溶液最终变
16、为黄色 用注射器取出少量 B 装置中的溶液，加入 KSCN 溶液 溶液变为红色 打开旋塞 b，向 A 装置中加入足量硫酸，关闭旋塞 bA 中产生气体；B 中有气泡，液面上方有少量红棕色气体生成一段时间后，用注射器取出少量 B 装置中的溶液，加入高锰酸钾溶液 打开旋塞 a，通入一段时间空气 请回答下列问题：(1)实验中，发生反应的离子方程式是_。(2)实验的现象是_。(3)由实验得出的结论：酸性条件下氧化性由大到小的顺序是_。(4)实验操作的目的是_。(5)实验操作，开始时 B 中溶液的颜色并无明显变化，此时溶液中发生反应的离子方程式是_。(6)打开分液漏斗旋塞时，要将分液漏斗上端活塞打开或将活
17、塞的凹槽与小孔对准，目的是_。解析：(1)B 中浅绿色溶液最终变为黄色，说明 Fe2 被稀 HNO3氧化为 Fe3 ，反应的离子方程式为 3Fe2 NO 4H =3Fe3 NO2H 2O。(2)实验中生成的 SO2气体通入 B 3中，一段时间后，Fe 3 被还原为 Fe2 ，故实验中加入 KMnO4溶液后，KMnO 4将 Fe2 氧化为 Fe3 ，现象是加入的 KMnO4溶液退色，溶液逐渐变黄。(3)根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性进行判断，由实验、可证明 NO 的氧化性强于 Fe3 ， 3由实验、可证明 Fe3 的氧化性强于 SO ，则酸性条件下氧化性由大到小的顺序是 N
18、O248Fe 3 SO 。(5)实验操作，开始时 B 中溶液的颜色并无明显变化，说明 NO 是过 3 24 3量的，则此时溶液中发生反应的离子方程式是 3SO22NO 2H 2O=3SO 2NO4H 。 3 24答案：(1)3Fe 2 NO 4H =3Fe3 NO2H 2O 3(2)加入的高锰酸钾溶液退色，溶液逐渐变黄(3)NO Fe 3 SO 3 24(4)将装置中的 SO2、NO、NO 2等气体排进 NaOH 溶液中进行吸收，防止污染大气(5)3SO22NO 2H 2O=3SO 2NO4H 3 24(6)使分液漏斗内外大气相通，便于液体顺利流下12某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的
19、测定和碘的制取。实验(一) 碘含量的测定取 0.010 0 molL1 的 AgNO3标准溶液装入滴定管，取 100.00 mL 海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势( E)反映溶液中 c(I )的变化，部分数据如下表：V(AgNO3)/mL15.00 19.00 19.80 19.98 20.00 20.02 21.00 23.00 25.00E/mV 225 200 150 100 50.0 175 275 300 325实验(二) 碘的制取另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：已知：3I 26NaOH= =5NaINaIO 33H 2O。请回答：(1)实验(一)
20、中的仪器名称：仪器 A_，仪器 B_。(2)根据表中数据绘制滴定曲线：9该次滴定终点时用去 AgNO3溶液的体积为_mL，计算得海带中碘的百分含量为_%。(3)分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为_。步骤 X 中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是_。下列有关步骤 Y 的说法，正确的是_。A应控制 NaOH 溶液的浓度和体积B将碘转化成离子进入水层C主要是除去海带浸取原液中的有机杂质DNaOH 溶液可以由乙醇代替实验(二)中操作 Z 的名称是_。(4)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是_。解析：(1)实验(一)中干海带需要灼烧，故仪器 A 为坩埚，根据最后得到的含 I 的溶液的体积可以判断仪器 B(定容)
21、为 500 mL 容量瓶。(2)根据表中的数据描点，连线即可得到对应的滴定曲线。根据滴定曲线，滴定突变在 20.00 mL 附近发生，故可判断 AgNO3溶液的体积为20.00 mL，海带中碘的质量分数为 w100%0.635%。20.0010 3 L0.010 0 molL 1127 gmol 1520.00 g(3)分液漏斗使用前要检漏，主要是检验旋塞及玻璃塞处是否漏水，检查方法：向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水。用 CCl4萃取后，CCl 4的密度比水大，故有机层在下层，现象为溶液分层，上层几乎为无色，下层呈紫红色。A 项，如果 NaOH 的
22、浓度过大，导致使用的溶液太少，不利于溶液的分离，如果 NaOH的浓度太小，导致溶液体积太大，不利于物质的浓缩，A 项正确；B 项，步骤 Y 加入 NaOH溶液后 I2转变为 I 和 IO ，进入水层，B 项正确；C 项，加入 NaOH 溶液主要目的是与碘 3反应，将碘从四氯化碳层转移到水层，C 项错误；D 项，四氯化碳与乙醇互溶，不分层，无法提取碘，D 项错误。碘在水溶液中的溶解度较小，因此可以通过过滤的方法分离碘和水。(4)采用蒸馏不合理，主要是因为碘易升华，会导致碘的损失。10答案：(1)坩埚 500 mL 容量瓶(2)20.00 0.635(3)向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水 液体分上下两层，上层几乎无色，下层呈紫红色 AB 过滤(4)碘易升华，会导致碘的损失
