1、1专题 42 实验设计与实验方案评价1下列试管实验的方案中，一定能达到实验目的是A制备乙酸丁酯：加入正丁醇和乙酸，再滴加几滴浓硫酸，振荡，水浴加热B检验甲基橙试液中是否混有微量酚酞：按图所示上升纸上层析法实验 C检验醛基：加入 CuSO4溶液和 NaOH 溶液各 1mL，振荡，加入乙醛溶液，煮沸D比较苯酚、乙酸、碳酸的酸性：乙酸和纯碱反应产生的气体通入苯酚钠溶液中【答案】B考点：考查实验基本操作、实验方案设计与评价等2为测定碳酸氢钠纯度（含有少量氯化钠） ，某学生拟用如图实验装置，以下实验设计正确的是试样 硫酸XA可用稀盐酸代替稀硫酸 B量气管中液体为水C反应完全后，冷却，读取量气管体积数，再
2、减去所加硫酸的体积，即为生成的气体体积D实验测得该试样中碳酸氢钠质量分数偏高，可能是测定气体体积时未冷却至室温【答案】D2【解析】A、稀盐酸挥发，引起误差，错误；B、二氧化碳溶于水，量气管中液体不应为水，错误；C、生成的气体体积即为读取量气管体积数，零刻度在上面，正确；D、热胀, CO2体积变大，NaH CO3 -CO2, 碳酸氢钠质量分数偏高正确。 7下列叙述不正确的是A实验 I :反应开始时反应速率由慢变快,再变慢 B实验 II :滴加几滴浓 H2SO4后,溶液颜色由黄色变为橙色C实验 III:由该实验可以验证催化剂的催化效果D实验 IV:能验证 AgCl 沉淀可转化为溶解度更小的 Ag2
3、S 沉淀【答案】C考点：考查实验方案设计、评价以及反应原理的有关判断8直接氧化法制备混凝剂聚合硫酸铁Fe 2(OH) n (SO4) 3n/2 m (n2 , m10)的实验流程如下：已知：盐基度=n(OH )/3n(Fe)100% 。式中 n(OH )、n(Fe)分别表示 PFS 中 OH 和 Fe3+的物质的量。所得产品若要用于饮用水处理，需达到盐基度指标为 8.0%16. 0%。（1）实验加入硫酸的作用是 。取样分析 Fe2+浓度，其目的是 。3（2）用 pH 试纸测定溶液 pH 的操作方法为 。若溶液的 pH 偏小，将导致聚合硫酸铁中铁的质量分数 。 （填“偏高” 、 “偏低” 、 “
4、无影响” ）（3）氧化时控制反应温度为 5060的原因是 。（4）聚合反应的原理为 mFe2(OH)n(SO4) 3-n/2 Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 m，则水解反应的化学方程式为 。（5）产品盐基度的测定方法： 称取 m g 固体试样，置于 400 mL 聚乙烯烧杯中，加入 25 mL 盐酸标准溶液，再加 20 mL 煮沸后冷却的蒸馏水，摇匀，盖上表面皿。 室温下放置 10 min，再加入 10 mL 氟化钾溶液，摇匀，掩蔽 Fe3+，形成白色沉淀。 加入 5 滴酚酞指示剂，立即用物质的量浓度为 c molL1 的氢氧化钠标准液滴定至终点，消耗体积为V ml。 向聚乙烯烧杯中，
5、加入 25 mL 盐酸标准溶液，再加 20 mL 煮沸后冷却的蒸馏水，摇匀，盖上表面皿。然后重复、做空白试验，消耗氢氧化钠标准液的体积为 V0 ml。达到滴定终点的现象为 。已知试样中 Fe3+的质量分数为 w1，则该试样的盐基度(w)的计算表达式为 。【答案】 （1）抑制 Fe2+水解; 确定氧化 Fe2+所需 H2O2的量（2）将小片 pH 试纸放在点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒沾取少量待测液滴在试纸上，迅速与标准比色卡对照; 偏低（3）温度过低，反应太慢；温度过高， H 2O2分解加快，导致氧化剂用量增加。（4）Fe 2(SO4)3+ nH2O Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 +
6、 (n/2) H2SO4（5）加入最后一滴 NaOH 标准液，烧杯中液体颜色恰好为浅红色，且 30s 内不变色。w=【解析】4考点：本题以工业流程为背景综合考查了流程过程中条件的控制、水解原理、实验操作、滴定的计算等知识。 9以下进行性质比较的实验设计，不合理的是A比较 Cu、Fe 2+的还原性：Cu 加入 FeCl3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 镁、铝金属性：镁、铝（除氧化膜）分别放入 4molL1NaOH 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【答案】C510下列实验操作正确且能达到预期目的的是实验目的 操作A 比较水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱
7、用金属 钠分别与水和乙醇反应 B 欲证明 CH2=CHCHO 中含有碳碳双键滴入 KMnO4酸性溶液，看紫红色是否褪去C 确定磷、砷两元素非金属性的强弱测定同温同浓度的 Na3PO4和 Na3AsO4水溶液的 pHD 欲除去苯中混有的苯酚向混合液中加入浓溴水，充分反应后，过滤 【答案】AC【解析】金属钠与乙醇的反应比钠与水的反应缓慢，钠与乙酸的反应比钠与水的反应剧烈，说明羟基氢的活泼性：乙酸水乙醇，故 A 正确；乙烯和乙醛都能使酸性 KMnO4溶液褪色，则碳碳双键和醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此不能用酸性高锰酸钾溶液检验丙烯醛分子中的碳碳双键或醛基，应选择 Br2的CCl4溶液检验丙烯醛
8、分子中的碳碳双键，若溶液褪色说明该有机物含有碳碳双键，可用新制 Cu(OH)2或银氨溶液检验该有机物中的醛基，若加热后产生砖红色沉淀或产生银镜，说明该有机物含有醛基，故 B 错误；测定同温同浓度的 Na3PO4和 Na3AsO4溶液的 pH，可以确定两溶液碱性的强弱，根据盐类水解规律可知，盐溶液的碱性越强，说明盐对应酸酸性越弱，由此可以确定 H3PO4和 H3AsO4的酸性强弱，根据元素周期表和元素周期律，非金属元素的最高价氧化物对应水化物酸性越强，非金属性就越强，由此可以确定 P、As 两种元素非金属性的强弱，故 C 正确；浓溴水与苯酚易发生取代反应，生成 2,4,6三溴苯酚和 HBr，前者
9、难溶于水却易溶于苯，后者易溶于水，即该方法除去旧杂质却同时引入新杂质，应选足量 NaOH 溶液除去苯中混有的苯酚，充分反应后分液，得到的上层液体为苯，下层液体为苯酚钠、NaOH 溶液，故 D 正确。考点：考查化学实验方案的设计与评价，涉及用钠与乙酸、乙醇反应的快慢比较羟基氢的活泼性、如何检验 CH2=CHCHO 分子中的碳碳双键、测定最高价含氧酸盐的 pH 确定元素非金属性的强弱、除去苯中混有的苯酚等实验操作、预期实验现象和结论的辨别。11下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是选项 实验操作 实验现象与结论A向盛有 Fe(NO3)2溶液的试管中加入 0.1molL1 H2SO4溶液试管口出现
10、红棕色气体。则溶液中 NO3 被Fe2+还原为 NO26B向样品溶液中先滴加过量的稀盐酸，再滴加 BaCl2溶液先滴加稀盐酸无现象，滴加 BaCl2后出现白色沉淀。说明样品溶液中一定含有 SO42C向 0.1molL1 Na2CO3溶液中，滴加 2 滴酚酞显浅红色，微热红色加深。说明盐类水解是吸热反应D向淀粉溶液中加入稀 H2SO4，加热几分钟，冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液，加热无砖红色沉淀生成。表明淀粉没有水解生成葡萄糖【答案】BC考点：考查化学实验方案的设计与评价，涉及硝酸亚铁与稀硫酸反应的原理及现象、硫酸根离子的检验、盐类水解、淀粉是否水解等。12如下实验操作正确且能达到实验目的
11、的是A用铁粉与稀硝酸反应，制取少量氢气，用排水法收集B在蒸发皿中给十水碳酸钠加热脱水C用酸式滴定管量取 6.55mL 的 KMnO4溶液D用分液漏斗分离溴乙烷与氢氧化钠溶液发生反应后的生成物【答案】C7考点：考查考生对常见单质及化合物的性质的掌握程度；考查考生对物质的加热、量取、分离、提纯等基本实验操作知识和技能的掌握程度。13用下列实验装置进行的实验中，不能达到相应实验目的的是A用图所示实验装置排空气法收集 H2气体B图装置可以用来验证化学能转化为电能C图铁片最终完全溶解，且高锰酸钾溶液褪色D图所示实验可比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱【答案】BC【解析】氢气比 空气轻，浮在空气上面，则
12、短进长出排空气时可以收集密度比空气小的气体，故 A 正确；图装置不是锌铜原电池，因为没有形成闭合回路，应该用盐桥将两烧杯的溶液连接起来，故 B 错误；铁片不能溶解，因为常温下浓硫酸能使铁片钝化，酸性高锰酸钾溶液也不能褪色，故 C 错误；导管口有气泡逸出，硅酸钠溶液中有白色胶状沉淀产生，前者说明硫酸的酸性比碳酸强，后者说明碳酸的酸性比硅酸强，非金属元素的最高价含氧酸酸性越强，非金属性就越强，故 D 正确。考点：考查化学实验方案的评价或设计，主要涉及常见气体的收集方法、原电池的构成、验证铁或浓硫酸的主要性质、硫酸碳酸硅酸的酸性强弱比较等知识。 19下图为细菌冶铜和火法冶铜的主要流程。8(1) 硫酸
13、铜溶液一般呈_(填“酸” 、 “碱”或“中”)性，原因是_ (用离子方程式表示） 。写出电解硫酸铜溶液的化学方程式：_(电解过程中，始终无氢气产生)。(2)细菌冶金又称微生物浸矿，是近代湿法冶金工业上的一种新工艺。细菌冶铜与火法冶铜相比， 优点为_(写出一点即可)。(3) 用惰性电极分别电解浓的氯化铜溶液和硫酸铜溶液。电解浓的氯化铜溶液时发现阴极有金属铜生成，同时阴极附近会出现棕褐色溶液。而电解硫酸铜溶液时，没有棕褐色溶液生成。下面是关于棕褐色溶液成分的探究 ：有同学认为，阴极附近出现的棕褐色溶液是氯气反应的结果，你认为他的猜测是否正确？_(填“正确”或“不正确“） ，原因是_资料 1:一般具
14、有混合价态(指化合物中同一元素存在两种不同的化合价，如 Fe3O4中的 Fe 元索)的物质的颜色比单一价态的物质的颜色要深。 资料 2:CuCl 微溶于水，能溶于浓盐酸。猜想：棕褐色溶液中可能含有的离子是_(填 3 种主要离子符号） 。验证猜想：完成实验方案(配制棕褐色溶液） 。取少量_固体于试管中，加入_使其溶解，再加入_溶液，观察现象。已知电解前，U 形管中加入了_100mL0.5 mol . L1 CuCl2溶液，电解结朿时电路中一共转移了 0.03 mol 电子，且阴极生成 0. 64 g 铜，则形成的低价阳离子的物质的量为_mol。【答案】(1)酸（1 分） ；Cu 2+2H2O C
15、u(OH)2+2H+(1 分)；2CuSO 4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2（2 分）电解=(2)节约能源、环保、设备简单、操作方便工艺条什易控制、投资少、成本低(或适宜处理贫矿、废矿、尾矿、炉渣等)(或其他合理答案)(2 分)9(3)不正确(1 分)；阴极不会产生氯气(2 分)Cu 2+、Cu +、Cl -、CuCl 2-(只要写前三个即可)(2 分)氯化亚铜；浓盐酸；氯化铜(所加|式剂顺序不对扣 1 分)(各 1 分)0.01(2 分)20某铜矿石主要含 Cu2(OH)2CO3，还含少量 Fe、Si 的化合物。实验室以此铜矿石为原料制备 CuSO45H2O 及 CaCO3，部分步骤
16、如下：铜矿石 稀硫酸 H2O2 CuO过滤SiO2溶液 A 溶液 BCO2Fe(OH)3溶液 C CuSO45H2O请回答下列问题：（1）溶液 A 除含有 Cu2+外，还可能含有的金属离子有_(填离子符号)，验证所含离子所用的试剂是_。（2）可用生成的 CO2制取 优质碳酸钙。制备时，先向氯化钙溶液中通入氨气，再通入 CO2。实验室通常采用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气。某学习小组选取下图所给部分装置制取并收集纯净的氨气。10如果按气流方向连接各仪器接口，你认为正确的顺序为 a _、_、_ i。其中与 i 相连漏斗的作用是_。实验室中还可用固体氢氧化钠和浓氨水制取少量氨气，下列最适合
17、完成该实验的简易装置是_(填编号)（3）测定铜矿石中 Cu2(OH)2CO3质量百分含量的方法是：a将 1.25g 铜矿石制取的 CuSO45H2O 于锥形瓶中，加入适量水完全溶解；b向溶液中加入 100mL0.25mol/L 的氢氧化钠溶液使 Cu2+完全沉淀；c过滤；d滤液中的氢氧化钠溶液用 0.5mol/L 盐酸滴定至终点，耗用 10mL 盐酸。则铜矿石中 Cu2(OH)2CO3质量分数为_。【答案】 （11 分） （1）Fe 2+、Fe 3+；酸性高锰酸钾溶液、KSCN 溶液。 （4 分，各 1 分，其他合理答案也得分）（2）ag、he、d i （2 分） ，防止倒吸（1 分） ；A（
18、2 分） （3）88.8%（2 分）【解析】（3）消耗盐酸 的物质的量是 0.01L0.5mol/L0.005mol，则根据方程式 NaOHHClNaClH 2O 可知，与盐酸反应的氢氧化钠是 0.005mol。氢氧化钠的物质的量是 0.1L0.25mol/L0.025mol，则与硫酸铜反11应的氢氧化钠是 0.025mol0.005mol0.020mol。则根据方程式 2NaOHCuSO 4Cu(OH) 2Na 2SO4可知，硫酸铜的物质的量是 0.020mol20.010mol，所以根据原子守恒可知，铜矿石中 Cu2(OH)2CO3的物质的量是 0.010mol20.005mol，所以 C
19、u2(OH)2CO3质量分数为 100%88.8%。考点：考查离子检验、氨气制备、物质含量的测定以及实验方案的设计与评价等212012 年冬天，我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注。在空气质量报告中，SO 2的指数是衡量空气质量好坏的重要指标。为了测定 空气中的 SO2含量，有三位同学分别采用了以下测定方法。I氧化还原法：甲同学拟采用下图所示的装置进行实验：（1）该实验需要 80mL510-4molL 的碘溶液，甲同学应称量 I2 g（精确到 0.001） ，选择_mL的容量瓶进行配制。该实验所涉及的氧化还原反应原理为 （用化学方程式表示） ，该实验原理是利用了 SO2的 性。（2）在甲同学
20、所配碘溶液浓度准确，并且量取药品及实验过程中各种读数均无错误的情况下，利用上述装置所测定的 SO2含量仍然比实际含量低，请分析其中可能的原因 . 重量法：乙同学拟用右图 所示简易装置进行实验。实验操作如下：按图安装好仪器，在广口瓶中盛放足量的 H2O2水溶液，用规格为 20mL 的针筒抽气 100 次，使空气中的 SO2被 H2O2水溶液充分吸收（SO 2+H2O2H 2SO4） 。在吸收后的水溶液中加入足量的 BaCl2溶液，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、干燥等步骤后进行称量，得白色固体 0.182mg。（3）取样处空气中 SO2含量为 mg/L（精确到 0.001） 。（4）已知，常温下 B
21、aSO3的 KSP为 5.4810-7饱和亚硫酸溶液中 c（SO 2-3）=6310 -8mol/L。有同学认为以上实验不必用 H2O2吸收 SO2，直接用 01molL BaCl2溶液来吸收 SO2即可产生沉淀，请用以上数据分析这样做是否可行 .III仪器法：丙同学直接使用一种 SO2浓度智能监测仪测定空气中的 SO2含量，这种监测仪是利用电化学原理，根据电池产生电流的强度来准确测量 SO2浓度的。该电池总的化学反应原理为：2SO 2+O2+2H2O=2H2SO412（5）请写出该电池负极的电极反应式 。【答案】 （12 分） （1）0.013g（1 分） ；100（1 分） SO 2I 2
22、2H 2O=H2SO42HI（1 分） ；还原性（1 分）（2）装置气密性差 抽气速度过快 SO 2易溶于水而装置中的棉花团不干燥 部分 SO2溶于水后与水中溶解的少量 O2反应生成硫酸而损失（其他合理答案亦可） （2 分） （3）0.025（2 分）（4）因溶液中 c(Ba2 )0.1mol/L，c(SO 32 )6.310 8 mol/L，其离子积 c(Ba2 )c(SO32 )6.310 9 Ksp(BaSO 3)5.4810 7 ，所以直接用 0.1mol/LBaCl2溶液来吸收 SO2不能产生 BaSO4沉淀（2 分）（5）SO 22H 2O2e 2SO 42 4H (2 分)【解析
23、】22某消毒液的主要成分为 NaCl 和 NaClO，在空气中易吸收 CO2而变质，且 NaCl 和 NaClO 在酸性条件下可发生反应：ClO - + Cl- + 2H+ = Cl2+ H 2O。某学习小组拟探究该消毒液的变质情况。（1）取适量消毒液放在试管中，加入足量一定浓度的硫酸，有气体放出。通过下列装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。学习小组研究后认为变质情况可能有三种：甲：部分变质；乙：未变质；丙： 。13为了验证可能为甲，请完成下列实验方案。限选试剂：98%的浓硫酸 1%的品红溶液 1.0 molL- 1 的 KI淀粉溶液 1.0 molL- 1 的 NaOH 溶液 澄清石灰
24、水 饱和 NaCl 溶液所加试剂预期现象和结论试管 A 中加足量 （填序号） ；试管 B 中加 1%品红溶液；试管 C 中加 （填序号） 。 若_ _， 则甲成立。（2）用滴定法测定消毒液中 NaClO 的浓度（滴定过程涉及的反应有：NaClO + Na2SO3 = NaCl + Na2SO4 ；2KMnO 4 + 5Na2SO3+ 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O） 。实验步骤如下：量取 25.00 mL 消毒液放入锥形瓶中，加入过量的 a molL- 1 Na2SO3溶液 v1 mL；在 使 用 滴 定 管 之 前 首 先 进 行 的 操 作
25、 是 _； 将 b molL- 1的 酸 性 KMnO4溶 液 装 入 中；滴定，KMnO 4和剩余的 Na2SO3发生反应。当溶液由无色变成浅红色，且保持半分钟内红色不褪时，停止滴定，记录数据。重 复 滴 定 操 作 2 次 ， 平 均 消 耗 酸 性 KMnO4溶 液 v2 mL。 则 消 毒 液 中 NaClO 的 浓 度 为 molL-1（用含 a、b、v 1、v 2的代数式表示） 。 【答案】 （15 分） （1）全部变质（2 分） ；（2 分）（2 分） A 中溶液变蓝色，B 中溶液不褪色，C 中溶液变浑浊（2 分）（2）检查滴定管是否漏液（或检漏） （2 分） ；酸式（2 分）
26、；（av 1-5/2bv2）1/25 (3 分)14（3）在 使 用 滴 定 管 之 前 首 先 进 行 的 操 作 是 检查滴定管是否漏液（或检漏） ；酸性 KMnO4溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，应装入酸式滴定管中。考点：考查物质的检验、仪器的选择、实验方案设计与评价以及物质的量浓度的有关计算等23I铁是人体必须的微量元素，绿矾（FeSO 47H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成份。（1）FeSO 4溶液在空气中会因氧化变质产生红褐色沉淀，其发生反应的离子方程式是 ；实验室在配制 FeSO4溶液时常加入 以防止其被氧化，请你设计一个实验证明 FeSO4溶液是否被氧化 。（2）测定绿矾样
27、品含量的实验步骤：a. 称取 5.7g 样品，溶解，配成 250mL 溶液b.量取 25mL 待测溶液于锥形瓶中c.用硫酸酸化的 0.01mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗 KMnO4溶液体积为 40mL根据以上步骤回答下列问题：用硫酸酸化的 KMnO4滴定终点的标志是 。计算上述产品中 FeSO47H2O 的质量分数为 。15II硫酸亚铁铵（NH 4） 2Fe（SO 4） 26H2O较硫酸亚铁不易被氧气氧化，常用于代替硫酸亚铁。（3）硫酸亚铁铵不易被氧化的原因 。（4）为检验分解产物的成份，设计如下实验装置进行实验，加热 A 中硫酸亚铁铵至分解完全。A 中固体充分加热较长时间后，通入
28、氮气，目的是 。装置 B 中 BaC12溶液的作用是为了检验分解产物中是否有 SO3气体生成，若含有该气体，观察到的观象为 。实验中，观察到 C 中有白色沉淀生成，则 C 中发生的反应为 （用离子方程式表示）【答案】 （16 分）I.（1）12Fe 2 3O 26H 2O4Fe(OH) 38Fe 3 (其它合理答案也给分)（2 分） ；铁粉（1 分） ；取少量 FeSO4溶液置于试管中，加数滴 KSCN 溶液，如果溶液变红，则说明 FeSO4溶液已被氧化，如不变红，则说明 FeSO4溶液没有被氧化。 （2 分）（2）当最后一滴酸性高锰酸钾溶液滴入锥形瓶恰好出现浅紫红色，半分钟内不褪色，说明达到
29、终点。（2 分） 97.54%（3 分） .（3）硫酸亚铁铵溶液中 NH4 水解增大 c(H )，抑制了上述氧化还原反应的进行。 （2 分）（4）使分解产生的气体在 B 和 C 中被吸收充分（1 分）溶液变混浊或出现白色沉淀（1 分） SO 2H 2O2Ba 2 BaSO 42H 或 SO2H 2O2SO 42 2H 、SO 42 Ba 2 BaSO 4（2 分）16或出现白色沉淀。双氧水具有强氧化性，如果 C 中有白色沉淀生成，这说明反应中有 SO2生成，SO 2被双氧水氧化生成硫酸，进而生成硫酸钡白色沉淀，所以 C 中发生的反应为 SO2H 2O2Ba 2 BaSO 42H 或SO2H 2O2SO 42 2H 、SO 42 Ba 2 BaSO 4。考点：考查铁及其化合物的性质；铁离子和 SO42 检验；试剂的配制、滴定实验终点判断； 物质含量的测定和计算；氧化还原反应方程式的书写等
