2022版高考化学一轮复习10.4实验设计与评价题组训练过关1含解析新人教版.doc

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1、实验设计与评价客观题中的定性实验方案的评价 1.(2019全国卷)下列实验现象与实验操作不相匹配的是()实验操作实验现象A向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置溶液的紫色逐渐褪去，静置后溶液分层B将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生C向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊D向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变【解析】选A。向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯，高锰酸钾被还原为Mn2+，紫色逐渐褪去，乙烯被氧化为CO2，故静置后溶液不会分

2、层，A错误；镁与CO2反应生成氧化镁和碳单质，故集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生，B正确；硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸发生氧化还原反应，生成SO2和S，故有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊，C正确；FeCl3溶液与过量铁粉充分反应生成FeCl2溶液，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变，D正确。2.(双选)(2019郴州模拟改编)根据下列实验及现象能推出相应结论的是()选项实验现象结论A向碳酸氢钠溶液中滴加NaH2AsO4溶液有气泡产生酸性：H2AsH2CO3B向淀粉KI溶液中滴入无色溶液X溶液变蓝色X一定具有氧化性C向2支均盛有2 mL 1.0 molL-1KOH溶液的试管中，分别加入2

3、滴浓度均为0.1 molL-1的AlCl3和FeCl3溶液一支试管出现红褐色沉淀另一支无明显现象KspAl(OH)3KspFe(OH)3D将3体积SO2与1体积O2混合并通过灼热的催化剂充分反应，产物依次通过BaCl2溶液和品红溶液前者产生白色沉淀，后者溶液褪色SO2与O2的反应为可逆反应【解析】选A、B。向碳酸氢钠溶液中滴加NaH2AsO4溶液，有气泡产生，说明H2As的酸性较强，即酸性：H2AsH2CO3，故A正确；向淀粉KI溶液中滴入无色溶液X，溶液变蓝色，说明KI被氧化，则无色溶液X具有氧化性，故B正确；向2支均盛有2 mL 1.0 molL-1 KOH溶液的试管中，分别加入2滴浓度均

4、为0.1 molL-1的AlCl3和FeCl3溶液，由于KOH过量，氯化铝转化成偏铝酸钠，无法判断KspAl(OH)3、KspFe(OH)3的大小，故C错误；将3体积SO2与1体积O2混合并通过灼热的催化剂充分反应，SO2与O2按照21发生反应，则SO2过量，无法判断SO2与O2的反应为可逆反应，故D错误。【加固训练】(原创)下列由实验得出的结论正确的是()选项实验结论A向NaHCO3溶液中滴加稀盐酸，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊非金属性：ClCB向蔗糖中加入浓硫酸，有机物变黑、体积膨胀，放出有刺激性气味的气体浓硫酸具有脱水性和强氧化性C向FeCl3溶液中加入铜粉，溶液变蓝金属性：FeCuD

5、将石蜡油在碎瓷片上加热，产生的气体通过溴的四氯化碳溶液，溶液褪色产生的气体是乙烯【解析】选B。通过最高价氧化物的水化物的酸性来比较非金属性强弱，该实验证明酸性HClH2CO3，不能比较非金属性强弱，A错误；浓硫酸使蔗糖脱水碳化，再与C反应生成CO2和SO2，说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性，B正确；Cu与Fe3+的反应不能比较铁和铜的金属性，C错误；石蜡油分解产生的使溴的四氯化碳溶液褪色的气体是烯烃，D错误。【归纳提升】表格分析型实验题的思维模型主观题中的定性实验3.(原创)某化学研究小组拟制备无水氯化铁，并对产物性质进行研究。已知：氯化铁易潮解，加热易升华；灼热的铁粉与氯化氢可以反应生产无水氯

6、化亚铁和氢气。回答下列问题：(1)装置D的名称是_。(2)装置A中导管L的作用是_。(3)装置E中盛有的试剂是_，作用是_。(4)若缺少装置C，对该实验的影响是_。(5)装置B中不用直形硬质玻璃管和细导管的原因是_。(6)装置连接顺序为a_f(填导管接口小写字母)。(7)工业生产中，会将D中碱石灰换成无水氯化钙，过量的氯气再用氯化亚铁溶液吸收，得到氯化铁溶液。从FeCl3溶液制得FeCl36H2O晶体的操作步骤是_。【解析】(1)装置D是球形干燥管；(2)导管L联通了分液漏斗和圆底烧瓶，作用是平衡压强，使液体顺利滴下；(3)E中盛放的试剂是饱和食盐水，用于除去Cl2中混有的HCl，防止其与铁粉

7、发生副反应，同时避免生成H2与Cl2混合爆炸；(4)浓硫酸用于干燥Cl2，防止水蒸气进入B装置造成产物FeCl3潮解；(5)FeCl3加热易升华，遇冷凝华后易堵塞导管；(6)实验目的是制备无水氯化铁，根据图示可知，装置B为制备氯化铁的发生和收集装置，装置A中制取氯气，氯气中混有HCl和水蒸气，由于制备无水氯化铁时需要加热，且Fe与HCl反应生成氯化亚铁和氢气，氢气与氯气加热易发生爆炸，则氯气必须先用饱和食盐水除去HCl，然后用浓硫酸干燥，无水氯化铁在空气中易潮解，收集器中必须防止空气中水蒸气进入，且吸收多余的氯气，则导管c与盛有碱石灰的干燥管相连，据此连接装置为aghdebcf；(7)从FeC

8、l3溶液制得FeCl36H2O晶体的操作步骤是将溶液倒入蒸发皿后、在HCl气流中加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。答案：(1)球形干燥管(2)平衡压强，使液体顺利滴下(3)饱和食盐水吸收Cl2中的HCl，防止其与铁粉发生副反应，避免生成H2与Cl2混合爆炸(4)水蒸气进入装置B使产物FeCl3潮解(5)防止FeCl3凝华堵塞导管(6)ghdebc(7)在HCl气流中加热浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤干燥【加固训练】(2020广州模拟)宇宙飞船可用高氯酸铵(NH4ClO4)与铝粉固体混合物做燃料，点燃时，铝粉被氧化放热引发高氯酸铵分解产生多种气体。某化学兴趣小组同学利用下列装置，对NH4ClO4

9、的分解产物进行探究(假设装置内药品均足量，部分夹持装置已省略)。回答下列问题：(1)在实验过程中发现装置C中铜粉由红色变为黑色，说明分解产物中有_(填化学式)。(2)实验完毕后，取装置D硬质玻璃管内的固体物质于试管中，滴加蒸馏水，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体。判断实验过程中装置D中镁粉的作用_。(3)通过上述实验现象的分析，某同学认为产物还应有H2O，可能有Cl2.该同学认为可能有Cl2的理由是_。(4)为了证明H2O和Cl2的存在，选择上述装置A和下列提供的装置，进行实验：按气流从左至右，装置的连接顺序为A_。物质X为_(填化学式)。(5)实验结论：高氯酸铵分解产生了上述几种物质，

10、则1 mol高氯酸铵完全分解，在200 时生成所有气体的物质的量之和为_mol。(6)实验开始时，某同学先点燃装置C、D中的酒精灯，再点燃装置A中的酒精灯，实验结束后，通过称量装置D反应前后固体质量的变化计算高氯酸铵的分解率，计算结果将_(填“偏大”或“偏小”)。【解析】(1)NH4ClO4受热分解产生的气体，经碱石灰干燥后，能使铜粉由红色变为黑色，说明生成了CuO，所以分解产物中含有O2；(2)产生的能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体为氨气，发生反应为Mg3N2+6H2O3Mg(OH)3+2NH3，说明D中固体为Mg3N2，据此可判断NH4ClO4受热分解产物中有N2生成；(3)根据分析可知

11、，NH4ClO4分解产物中含有O2和N2，O2和N2都是氧化产物，根据氧化还原反应规律，还应存在还原产物，从而判断出氯元素的化合价降低，可能生成氯气；(4)检验水蒸气和氯气，应该先用H中的物质X检验水的存在，因此物质X为无水硫酸铜；然后再用溴化钾检验氯气，现象是水溶液变为橙黄色；为了防止多余的氯气污染环境，还需要使用尾气吸收装置，所以按气流从左至右，装置的连接顺序为AHGF；根据分析可知，物质X为CuSO4；(5)根据以上分析可知，NH4ClO4分解生成氮气、氧气、氯气和水，结合电子守恒、原子守恒配平可得：2NH4ClO4N2+4H2O+Cl2+2O2，则1 mol高氯酸铵完全分解，在200

12、时生成所有气体的物质的量之和为(1 mol+4 mol+1 mol+2 mol)=4 mol；(6)先点燃装置C、D中的酒精灯，再点燃装置A中的酒精灯，会使镁粉与装置中的氧气、氮气反应，造成产物质量偏大，导致计算出的高氯酸铵的分解率偏大。答案：(1)O2(2)证明NH4ClO4的分解产物中有N2生成(3)O2和N2都是氧化产物，根据氧化还原反应规律，还应存在还原产物，从而判断出氯元素的化合价降低，可能生成氯气(4)HGFCuSO4(5)4(6)偏大【归纳提升】定性实验设计时需要注意的问题有水蒸气生成时，先检验水蒸气。涉及易燃气体时要防爆炸，如H2还原CuO时应先通H2排尽装置中空气再加热。制取

13、易吸水、易潮解或易水解的物质时，应采取措施隔离水蒸气，防止发生副反应。如制备无水氯化铁固体时，应在制备装置前后加上防止水蒸气进入的装置，营造干燥环境。易挥发的液体产物应及时冷却，防止逸出造成损失。对于需要进行转化才能检测的成分要注意排除干扰。如检验CO时，应先排除CO中可能混有的CO2，再将CO氧化，防止CO2的存在干扰后续检测。若试题只给出部分药品和装置，则应给出必要的补充；若给出多余的试剂品种，则应进行筛选。注重答题的规范性，有些题目要求指出试剂的名称。如无水硫酸铜、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、饱和NaHCO3溶液等。探究性实验4.(2020鞍山模拟)工业上常用铁制容器盛装冷浓硫酸。为研

14、究铁制材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行以下探究活动：【探究一】(1)将已除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是_。(2)另取铁钉放入一定量浓硫酸中加热，充分反应后得到溶液X并收集到干燥气体Y。甲同学认为X中可能含有Fe3+和Fe2+。若要确认其中的Fe2+，应选用_(填序号)。a.KSCN溶液b.铁氰化钾溶液c.盐酸乙同学取448 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生反应的离子方程式为_，充分反应后，加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33 g。可推知气体Y中SO2的体积分数为_。【探究二】

15、据【探究一】所测SO2的体积分数，丙同学认为气体Y中可能还含有CO2和Q气体，因此设计了下列实验装置(图中夹持仪器省略，实验前已将装置中空气排尽)进一步探究。(3)装置A中的现象是_，其作用是_。(4)为判断CO2是否存在，需将装置M添加在_。(填序号)；a.A之前b.AB之间c.BC之间d.CD之间若存在CO2，则产生CO2气体的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(5)若装置C中固体变红，D中固体变蓝，则Q是_(填化学式)，产生该气体的原因是_。(6)若某气体可能由CO2、SO2、H2中的一种或多种组成，经测定其中氧的质量分数为50%，则该气体的组成可能为_(填序号)。a.SO2b.H

16、2、SO2c.H2、CO2d.CO2、SO2e.SO2、CO2、H2【解析】(1)铁钉放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行；(2)亚铁离子能与铁氰化钾溶液反应产生蓝色沉淀，答案选b。SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O4H+2Br-+S；生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉淀，则：SO2BaSO41 mol233 gn 2.33 gn=0.01 molY气体的物质的量是0.448 L22.4 Lmol-1=0.02 mol，所以二氧化硫的体积分数为100%=50%；(3)SO2会干扰CO2的检验，所以装置A的作用是除去二氧化

17、硫并检验二氧化硫是否除尽；(4)由于碱石灰能吸收CO2，所以在检验Q气体之前首先检验CO2，因此M应该放在AB之间；在加热时，铁钉中不仅铁和浓硫酸反应，碳也和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为C+2H2SO4(浓硫酸)CO2 +2SO2+2H2O，其中氧化剂是浓硫酸，还原剂是碳，因此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为21。(5)若装置C中固体变红，说明有红色的铜单质生成；D中固体变蓝，说明有水生成，因此Q是氢气。这是由于随着反应进行，浓硫酸变稀，铁与稀硫酸反应生成氢气。(6)若某气体可能由CO2、SO2、H2中的一种或多种组成，经测定其中氧的质量分数为50%，由于SO2中氧元

18、素的质量分数是50%，而CO2中氧元素的质量分数大于50%，所以该气体的组成可能为SO2或H2、CO2或SO2、CO2、H2，答案选ace。答案：(1)铁在冷的浓硫酸中钝化(2)b SO2+Br2+2H2O4H+2Br-+S50%(3)溶液颜色变浅除去SO2并检验SO2是否除尽(4)b21(5)H2随着反应进行，浓硫酸变稀，铁与稀硫酸反应生成氢气(6)ace【加固训练】1.(2020辽宁一模)下列实验现象与对应结论均正确的是()操作现象结论AKNO3和KOH混合溶液中加入铝粉并加热，试管口放湿润的红色石蕊试纸试纸变为蓝色N被还原为NH3B向硅酸钠溶液中滴加盐酸溶液变浑浊氯的非金属性强于硅，故盐

19、酸能制得硅酸C向体积为100 mL浓度均为0.01 molL-1的NaCl和Na2CrO4的混合溶液中滴加0.01 molL-1的AgNO3溶液先产生白色沉淀，后产生红色沉淀(Ag2CrO4)同温下，溶度积常数：Ksp(AgCl)Ksp(Ag2CrO4)D将过量过氧化钠固体投入紫色石蕊试液中溶液变成蓝色过氧化钠与水反应生成氢氧化钠，溶液呈碱性【解析】选A。KNO3和KOH混合溶液中加入铝粉并加热，发生氧化还原反应生成氨气，氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故A正确；盐酸不是最高价含氧酸，不能由盐酸、硅酸的酸性比较非金属性，故B错误；沉淀类型不同，不能由现象直接比较Ksp，需要计算后比较，故C错误

20、；过氧化钠具有漂白性，可使紫色石蕊试液先变蓝后褪色，故D错误。2.(2020保定模拟)为了探究NO2与过氧化钠反应的情况，甲、乙两位同学设计了如下实验，其装置如图。已知：2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O试回答下列问题：(1)仪器A的名称是_，仪器B的作用是_ _。(2)装入药品前必须检查装置的气密性，具体操作方法是 _。(3)试管中发生反应的离子方程式是_ _。(4)实验过程中，两位同学通过检验得知气体产物中含有较多氧气。该同学通过查阅资料了解NO2具有氧化性，据此甲同学判断NO2与过氧化钠反应可得到氧气，而乙同学认为该结论不合理，理由是 _。为验证自己的想法，乙同学对上述装

21、置进行了改进，具体做法是_ 。(5)改进装置后，再进行实验，两位同学发现过氧化钠的颜色由淡黄色逐渐变成白色，且检验不出氧气的生成，该反应的化学方程式为 _。【解析】(1)仪器A为分液漏斗；吸收多余的NO2，B可以防止倒吸；(2)装入药品前必须检查装置的气密性，具体操作方法是关闭分液漏斗活塞，将干燥管末端置于水槽中，微热试管，干燥管末端有气泡产生，停止加热后干燥管中形成一段水柱，则说明装置气密性良好；(3)试管中铜粉与浓硝酸生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应为Cu+4H+2NCu2+2NO2+2H2O；(4)得到的NO2中混有水蒸气，与过氧化钠反应制得氧气，故气体产物中含有较多氧气；为验证该想法，可

22、以在装置、之间加一个装有P2O5的干燥管，以除去气体产物中的水蒸气；(5)过氧化钠和二氧化氮反应不生成氧气，说明二氧化氮被过氧化钠氧化，过氧化钠的颜色由淡黄色逐渐变成白色，生成硝酸钠，反应为2NO2+Na2O22NaNO3。答案：(1)分液漏斗防止倒吸(2)关闭分液漏斗活塞，将干燥管末端置于水槽中，微热试管，干燥管末端有气泡产生，停止加热后干燥管中形成一段水柱，则说明装置气密性良好(3)Cu+4H+2NCu2+2NO2+2H2O(4)得到的NO2中混有水蒸气，与过氧化钠反应制得氧气在装置、之间加一个装有P2O5的干燥管，以除去气体产物中的水蒸气(5)2NO2+Na2O22NaNO33.(201

23、9北京高考)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。(1)实验一：用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是 。试剂a是_ 。(2)对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水)实验二：验证B的成分写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：_ _。加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO

24、3。所用试剂及现象是_ 。(3)根据沉淀F的存在，推测S的产生有两个途径：途径1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。途径2：实验二中，S被氧化为S进入D。实验三：探究S的产生途径向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有_；取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由：_ _。实验三的结论：_ _。(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是 _。(5)根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和S生成。(6)根据上述实验所得

25、结论： _。【解析】(1)铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O。由于反应时逸出的SO2气体可能带出少量硫酸，所以试剂a应为除杂试剂，可用饱和NaHSO3溶液。(2)Ag2SO3溶于氨水得到Ag(NH3，离子方程式为：Ag2SO3+4NH3H2O2Ag(NH3+S+4H2O。推测沉淀D为BaSO3，加过量稀盐酸溶解得滤液E和少量沉淀F，则E中可能含有溶解的SO2，可加入双氧水溶液，若加入双氧水溶液，可以将亚硫酸(或亚硫酸根离子)氧化为硫酸根离子，从而生成白色的硫酸钡沉淀，则证明B中含有Ag2SO3。(3)加

26、入过量盐酸产生白色沉淀，说明含有Ag+；Ag2SO4微溶于水，若产生Ag2SO4，则溶液中会有微量S，加入BaCl2产生硫酸钡沉淀，与实验现象不符。由实验三可以得出：实验一中SO2未被氧化；实验二中S被氧化为S进入D。(4)根据以上分析，二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银沉淀，离子方程式为：2Ag+SO2+H2O Ag2SO3+2H+。(6)该实验的结论为：二氧化硫与硝酸银溶液既能发生沉淀反应生成亚硫酸银，又能发生氧化还原反应，沉淀反应的速率大于氧化还原反应的速率。答案：(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O饱和NaHSO3溶液(2)Ag2SO3+4NH3H2O2Ag(NH3+S+4H2OH2O2溶液，产生白色沉淀(3)Ag+Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4途径1不产生S，途径2产生S(4)2Ag+SO2+H2O Ag2SO3+2H+(6)实验条件下：SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和S的速率(或碱性溶液中S更易被氧化为S)【归纳提升】1.探究实验特点探究现象、组分、原理、性质；提出猜想、设计实验验证、得出结论。2.分析思路明确实验目的分析实验原理结合题目已知设问回归实验目的作答