全程复习方略浙江专用版高考化学 课时提能演练三十六 134化学实验方案的设计与评价 7页

浙江2019版化学复习方略 课时提能演练(三十六) 13.4化学实验方案的设计与评价（苏教版）‎ ‎（45分钟 100分）‎ 一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)‎ ‎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FeCl3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ZnSO4溶液，将‎10 g ZnSO4·7H2O 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KClO3中的氯元素，可加入AgNO3和稀硝酸 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SO时，先加氯化钡溶液后，再加稀盐酸酸化 ‎3.(2019·杭州模拟)某溶液中含有K＋、Mg2＋、Al3＋、Cu2＋等离子，为了将它们一一分离(不要求各离子恢复到原来的形态)，某同学设计了如下四个实验方案，其中不正确的是[已知：Mg2＋、Al3＋溶液中通入H2S不产生沉淀；Ksp(CuS )＝1.3×‎ ‎10－36](　　)‎ ‎4.为提纯下列物质(括号中为杂质)，所选除杂试剂和分离方法都正确的是 选项 被提纯的物质(杂质)‎ 除杂试剂 分离方法 A NH3(H2O)‎ 浓硫酸 洗气 B H2O(Br2)‎ CCl4‎ 分液 C KCl固体(I2)‎ KOH溶液 加热 D MgCl2溶液(FeCl3)‎ NaOH溶液 过滤 ‎5.(预测题)下列装置或操作不能达到实验目的的是(　　)‎ A.利用甲装置检查装置的气密性 B.利用乙装置制取NO2，并检验其还原性，小试管中的试剂可为淀粉KI溶液 C.利用丙装置制取并收集氨气 D.利用丁装置分离沸点相差较大的液体混合物 ‎6.下列实验操作正确的是(　　)‎ A.粗盐提纯时，为了加快过滤速度，可用玻璃棒搅拌过滤器中的液体 B.滴定管洗净后无需烘干，只要经待装液润洗2～3次，即可注入待装液进行滴定 C.把新制的氯水滴在pH试纸上测其pH D.蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，才能停止加热 ‎7.某同学想用实验证明高锰酸钾的紫红色是MnO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MnO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 ‎ B 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 D 浓硝酸的氧化性强于稀硝酸 向盛有等量的浓硝酸、稀硝酸的两支试管中，分别加入大小相同的铜片 ‎9.(2019·台州模拟)利用下列实验装置(依次为①～④)能完成相应实验的是 A.实验①测定化学反应速率 B.②能证明非金属性Cl＞C＞Si C.③用于实验室制取并收集NH3‎ D.装置④模拟铁的腐蚀 ‎10.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：除去乙烷中混有的乙烯 D.用Ca(OH)2溶液来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液 二、非选择题(本题包括3小题，共40分)‎ ‎11.(10分)亚硫酸钠中的＋4价硫，既有氧化性，又有还原性。现有试剂：溴水、Na2S溶液、 Na2SO3溶液、稀硫酸、NaOH溶液、氨水。‎ ‎(1)要证明Na2SO3具有还原性，应选用的试剂有　　　______　，看到的现象是____________________。反应的离子方程式为：________________________。‎ ‎(2)要证明Na2SO3具有氧化性，应选用的试剂有　　　_______　，看到的现象是________________________。反应的离子方程式为：_____________________。‎ ‎12.(14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：铝镁合金测定生成气体的体积实验装置：‎ c 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.(16分)(2019·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＞Fe3＋＞I2；还原性：S2O＞I－‎ ‎3I2＋6OH－===IO＋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SO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SO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SO、Ag＋、CO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。B方案中，滤液中加入过量NH3·H2O时Mg2＋、Al3＋都会沉淀，加入盐酸沉淀又都溶解，不符合“将它们一一分离”的原则，错误。‎ ‎4.【解析】选B。浓硫酸能吸收氨气，A错误；C选项中反应后的溶液互溶，加热无法分离，应该把固体混合物直接加热，使碘升华；D选项，MgCl2溶液中加NaOH，一方面会引入Na＋，另一方面，Mg2＋也能形成沉淀。‎ ‎【误区警示】进行物质的提纯操作时要遵循的两个原则是：一是不能将要得到的目标产物除掉，二是不能引入新的杂质，此题中A选项就是引入了新杂质，不注意容易误选。‎ ‎5.【解析】选B。乙装置可以制取NO2，但不能用淀粉KI检验其还原性，可以检验其氧化性。‎ ‎6.【解析】选B。过滤时不能用玻璃棒搅拌过滤器中的液体，选项A错误；氯水中的HClO有强氧化性，pH试纸变红色后又被氧化褪色，不能用pH试纸测pH；蒸发操作时，不能把水分完全蒸干，当出现大量晶体，剩余少量液体时停止加热，利用余热蒸干，选项D错误。‎ ‎7.【解析】选D。证明高锰酸钾的紫红色是MnO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，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；向含等量浓硝酸、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。‎ ‎9.【解析】选C。MnO2与浓盐酸加热才能生成氯气，A错误；非金属性越强其最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)的酸性越强，装置②证明的是酸性HCl＞H2CO3＞H2SiO3，B错误；实验室制NH3‎ 采用加热氯化铵和氢氧化钙的固体化合物，并用向下排空气法收集，同时注意尾气吸收及防止倒吸，C正确；右管中稀醋酸直接与铁粉反应，产生H2，使U形管中的红墨水左高右低，无法判断左管中的铁粉是否腐蚀，D错误。‎ ‎10.【解析】选A。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；乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成的CO2仍会混在乙烷中，故C错；D中Na2CO3溶液和NaHCO3溶液和Ca(OH)2反应都有CaCO3沉淀生成，故D错。‎ ‎11.【解析】要证明Na2SO3具有还原性，只能选择氧化剂溴水，且溴水会褪色；要证明Na2SO3具有氧化性，应选用还原剂Na2S溶液，并选择稀硫酸作为酸性介质。‎ 答案：(1)溴水、Na2SO3溶液　 溴水颜色逐渐褪去 SO＋Br2＋H2O===SO＋2Br－＋2H＋‎ ‎(2)Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀硫酸 　有淡黄色的沉淀生成 SO＋2S2－＋6H＋===3S↓＋3H2O ‎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＞Fe3＋＞I‎2”‎，说明IO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：S2O＞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Na2CO3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＋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KSCN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。‎