1、第4节 化学实验方案的设计与评价课时跟踪练一、选择题1下列相关家庭实验设计能达到预期目的的是()选项相关实验预期目的A在少量食用碱中滴加食醋探究食用碱是碳酸钠还是碳酸氢钠B在食用盐中滴加少量淀粉液探究食用盐是否为加碘盐C用激光笔照射淀粉液探究淀粉液是胶体还是溶液D将鸡蛋白溶于水后，滴加AgNO3溶液验证蛋白质中含有氯元素解析：碳酸钠、碳酸氢钠均能与乙酸反应生成二氧化碳，A不能达到预期目的；食用盐中加入的是化合态的碘，不能用淀粉检验，B不能达到预期目的；蛋白质不是电解质，不能电离出氯离子，D不能达到预期目的。答案：C2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KCl
2、O3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，再加稀盐酸酸化答案：C3下列各项中操作或现象能达到预期实验目的的是()选项实验目的操作或现象A检验炭与浓硫酸反应后的气体产物将产生的气体依次通过无水CuSO4、澄清石灰水和品红溶液B证明蛋白质在某些无机盐溶液作用下发生变性向鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸钠溶液，有沉淀析出；再把沉淀加入蒸馏水中C检验溴乙烷中的溴元素将少量溴乙烷与NaOH溶液混合共热，充分反应并冷却后，向溶液中加稀
3、HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液D证明溶液中存在平衡：Fe33SCN Fe(SCN)3将1 mL KSCN溶液与1 mL同浓度FeCl3溶液充分混合；再继续加入KSCN溶液，溶液颜色加深解析：A项，应依次通过CuSO4，品红，KMnO4(H)，品红，澄清石灰水；B项，使蛋白质变性，应加重金属盐；D项，应改变KSCN溶液的浓度。答案：C4(2017江苏卷)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是()选项实验操作和现象实验结论A向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀苯酚浓度小B向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解部分Na2SO3被
4、氧化C向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4，加热；再加入银氨溶液，未出现银镜蔗糖未水解D向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液，溶液呈蓝色溶液中含Br2解析：该实验中苯酚不能过量，否则生成的三溴苯酚会溶于苯酚中，没有生成白色沉淀可能是因为苯酚的浓度太大，A项错误；Na2SO3溶液与BaCl2溶液反应生成BaSO3白色沉淀，该沉淀可以溶于盐酸，若沉淀部分溶解，说明有BaSO4存在，即部分SO已被氧化成SO，B项正确；银镜反应需要在碱性条件下进行，操作中未出现银镜，不能说明蔗糖未水解，C项错误；该黄色溶液中还可能含有Fe3，Fe3可将I氧化成I2，I2遇淀粉变蓝，故原溶液中不一定含有Br2，D项错误。答
5、案：B5关于下图中各装置的叙述不正确的是()A装置能验证AgCl沉淀可转化为溶解度更小的Ag2S沉淀B装置中若X为四氯化碳，可用于吸收氨气，并防止发生倒吸C装置的实验可推断硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱D装置可检验溴乙烷发生消去反应得到的气体中含有乙烯解析：A项，硝酸银与氯化钠反应中硝酸银过量，再加入硫化钠，硫化钠与过量的硝酸银反应会产生硫化银沉淀，故不能说明是氯化银转变为硫化银沉淀，不正确。答案：A6下述实验设计能够达到目的的是()选项实验目的实验设计A证明盐酸酸性比醋酸强用同一电路测等体积的盐酸、醋酸溶液的导电性B证明H2CO3酸性比H2SiO3强将CO2通入Na2SiO3溶液中C证明钠
6、的金属活动性比铜强向CuCl2溶液中投入金属钠D证明溶液中含有I向溶液中加入淀粉解析：通过导电性比较盐酸和醋酸的酸性强弱，必须使用相同浓度的盐酸和醋酸溶液，A错误；金属钠投入CuCl2溶液中，钠与水反应生成NaOH，NaOH与Cu2反应生成Cu(OH)2，金属钠不能从CuCl2溶液中置换出铜，不能比较金属活动性的强弱，C错误；淀粉只能检验出碘单质，D错误。答案：B7某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3，他们使用的药品和装置如图所示：下列说法不合理的是()A能表明I的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色B装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气C为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸
7、化的BaCl2，产生白色沉淀D为了验证A中发生了氧化还原反应，加入KMnO4溶液，紫红色褪去解析：B中蓝色溶液褪色，说明SO2的还原性大于I，A正确；NaOH溶液吸收SO2尾气，防止污染空气，B正确；若A中发生了氧化还原反应，SO2被氧化生成硫酸，FeCl3被还原成FeCl2，检验硫酸根加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀，C正确；欲用KMnO4溶液检验FeCl2，但SO2也能与KMnO4溶液反应，使紫红色褪去，D错误。答案：D8按如图装置进行实验，下列说法不正确的是()A利用图1装置，可以研究Ca(OH)2的溶解度随温度的变化B利用图2装置，可以利用乙醇制备乙烯C利用图3装置，可以利用
8、生石灰和NH4Cl固体制NH3D利用图4装置，可以测定浓硝酸与铜反应生成的NO2气体体积解析：Mg与盐酸反应是放热反应，如果Ca(OH)2有析出，说明氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，故A正确；实验室制备乙烯，用乙醇浓硫酸加热到170 ，温度计的水银球插入到液体中，但不能接触烧瓶内壁，故B正确；生石灰和氯化铵都是固体，加热时试管口略向下倾斜，氨气的密度小于空气，因此用向下排空气法收集，防止形成对流，试管口用棉花，故C正确；NO2与水发生反应，故D错误。答案：D9下列实验所对应的现象和结论均正确，且两者均有因果关系的是()选项实验现象结论A常温下，将光亮铁钉投入足量浓硝酸中，充分反应后滴加KS
9、CN溶液有大量红棕色气体产生，溶液变为血红色铁还原浓硝酸生成NO2，铁被氧化为Fe3B将氨气缓缓通入到少量AlCl3溶液中先出现沉淀，后沉淀溶解Al(OH)3是两性氢氧化物，可溶解在碱溶液中C向乙酸钠溶液中滴入酚酞，微热溶液先出现红色，后红色变深CH3COO水解使溶液显碱性，水解反应是吸热反应D将装满氯水的圆底烧瓶倒置在盛有水的水槽中，日光照射烧瓶内有气泡生成日光照射时，溶解在水中的Cl2逸出解析：常温下铁在浓硝酸中钝化，没有大量红棕色气体产生，故A错误；Al(OH)3不溶于弱碱氨水，故B错误；CH3COO水解使溶液显碱性，水解反应是吸热反应，则向乙酸钠溶液中滴入酚酞微热，溶液先出现红色，后红
10、色变深，故C正确；氯水的次氯酸见光分解产生氧气逸出，故D错误。答案：C二、非选择题10MnO2是中学化学中常见的一种试剂，可作氧化剂和催化剂。某兴趣小组通过实验对MnO2的性质进行了一系列的研究。(1)欲探究MnO2的催化效果，需要用30%的H2O2溶液(密度近似为1 gcm3)配制浓度为3%的H2O2溶液(密度近似为1 gcm3)100 mL。简述其配制方法：_。(2)该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性，可行的是_。A把MnO2固体加入到FeSO4溶液中，再加入KSCN溶液，观察溶液是否变血红B把MnO2固体加入到FeCl3溶液中，再加入KSCN溶液，观察溶液是否变血红C把MnO
11、2固体加入到Na2SO3溶液中，再加入BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成D把MnO2固体加入到稀盐酸中，观察是否有黄绿色气体生成(3)该小组为研究在不同酸碱性的溶液中MnO2的氧化能力，他们控制KI溶液的浓度和MnO2固体的质量相同，恒定实验温度在298 K，设计如下对比实验：实验酸或碱现象A1滴0.2 molL1 NaOH溶液不变色B1滴水缓慢变浅棕褐色C1滴0.1 molL1硫酸迅速变棕褐色从上述对比实验中，可以得出的结论是_。写出在酸性条件下，MnO2氧化I的离子方程式_。(4)利用二氧化锰的氧化性，让其与浓盐酸反应制取氯气，下列仪器可作为该反应的反应容器的是_(填序号)。解析：(1
12、)需30%的H2O2溶液100 mL3%30%10 mL，质量为10 g，需水90 g，即90 mL。(2)B项MnO2固体不可能将FeCl3氧化，加入KSCN溶液也无实际意义；C项无论Na2SO3是否被氧化，都能生成白色沉淀；D项MnO2不能将稀盐酸氧化。(3)根据信息，棕褐色应该是I2溶液的颜色，因而MnO2将I氧化为单质，本身被还原为Mn2，据此可写出相应的离子方程式。(4)C为容量瓶，不能加热；B为烧杯，无法将制得的氯气导入集气瓶。答案：(1)用量筒量取10.0 mL 30%的H2O2溶液放入烧杯中，再加入90 mL水，搅拌均匀(2)A(3)酸性越强，MnO2氧化性越强MnO22I4H
13、=Mn2I22H2O(4)AD11(2016全国卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备。氨气的发生装置可以选择上图中的_，反应的化学方程式为_。欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应。将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使
14、X中的气体缓慢通入Y管中Y管中_反应的化学方程式_将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2_解析：(1)图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3H2ONH3H2O。欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管
15、进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合实验条件可知反应为8NH36NO27N212H2O，NO2为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。答案：(1)A2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O或BNH3H2ONH3H2Odcfei(2)红棕色气体慢慢变浅8NH36NO27N212H2O Z中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少，Y
16、管中压强小于外压12二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体，其熔点为59 ，沸点为11.0 ，易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60 时反应制得。某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO2。 图1图2(1)A装置必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、_。(2)B装置必须放在冰水浴中，其原因是_。(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38 时析出的晶体是NaClO23H2O，高于38 时析出的晶体是NaClO2，高于60 时NaClO2分解成NaClO3和Na
17、Cl，NaClO2的溶解度曲线如图2，获得NaClO2晶体的操作步骤为：减压，55 蒸发结晶；趁热过滤；_；在55 干燥，得到成品。(4)ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液，为测定所得溶液中ClO2的浓度，进行了下列实验：步骤1：准确量取ClO2溶液10.00 mL，稀释成100.00 mL试样，量取V1 mL试样加入到锥形瓶中；步骤2：用稀硫酸调节试样的pH2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；步骤3：加入指示剂，用c molL1Na2S2O3溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗Na2S2O3溶液的平均值为V2 mL(已知 2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI
18、)。配制100 mLc molL1Na2S2O3标准溶液时，用的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：_。若步骤2所得溶液放置时间太长，则测定结果_(填“偏高”“偏低”或“不变”)原ClO2溶液的浓度为 _ gL1(用含字母的代数式表示)。解析：(1)氯酸钾和草酸反应生成碳酸钾、二氧化碳、二氧化氯和水，反应方程式为2KClO3H2C2O4K2CO3CO22ClO2H2O，制取温度是60 ，A需要温度控制，需要温度计。(2)二氧化氯的熔点较低，为收集二氧化氯，应在较低温度下进行，所以应该采用冰水浴。(3)从溶液中获得溶质，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO23H2O
19、，应趁热过滤，NaClO2饱和溶液在温度低于38时析出晶体是NaClO23H2O，高于38 时析出晶体是NaClO2，所以用3860 热水洗涤，在55 干燥，得到成品；(4)配制100 mL溶液用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管、烧杯、100 mL容量瓶、量筒(可用可不用)，故还需要的玻璃仪器有：100 mL容量瓶、胶头滴管；ClO2很不稳定，步骤2所得溶液放置时间太长，ClO2分解相当于与碘反应，导致测定结果偏高；二氧化氯具有氧化性，在酸性环境下，能将碘离子氧化，反应的原理方程式为2ClO210I8H=2Cl5I24H2O，设原ClO2溶液的浓度为x，2ClO2 5I2 10Na2S2O32 mol10 mol1103cV2molxmolL1g/L。答案：(1)温度计(2)使ClO2充分冷凝，减少挥发(3)用3860 热水洗涤(4)100 mL容量瓶、胶头滴管偏高
