1、课时作业34化学实验设计与评价 基础题组1(2017济南一模)下列实验能达到实验目的的是()A用图装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色B用图装置探究温度对平衡移动的影响C用图装置验证铁发生析氢腐蚀D用图装置测定反应速率解析：用图装置制备Fe(OH)2时应将Fe作电解池的阳极，A项错误；根据2NO2(红棕色)N2O4(无色)，用图装置根据气体颜色变化可探究温度对平衡移动的影响，B项正确；用饱和食盐水浸泡过的铁钉发生的是吸氧腐蚀，C项错误；图装置中的长颈漏斗应改为分液漏斗，才能测定反应速率，D项错误。答案：B2(2017锦州质检)下列各组中的实验步骤及现象，能达到相应实验目的是()实验目的
2、实验步骤及现象A检验亚硫酸钠试样是否变质试样白色沉淀沉淀不溶解B制取氯气并探究氯气是否具有漂白性MnO2和浓盐酸气体褪色C证明酸性条件下H2O2氧化性比I2强碘化钠溶液溶液变蓝色D探究浓度对化学平衡的影响FeCl3和KSCN混合溶液红色变深解析：A项，Na2SO3也能与Ba(NO3)2反应生成白色沉淀BaSO3，加稀硝酸，BaSO3被氧化为BaSO4，白色沉淀也不溶解，不能检验Na2SO3试样是否变质，错误；B项，MnO2和浓盐酸在加热的条件下生成的氯气中含有水蒸气，氯气与水蒸气反应生成的HClO也能使干燥的有色布条褪色，不能达到检验氯气是否具有漂白性的目的，错误；C项，稀硝酸也能把碘离子氧化
3、为I2，不能证明酸性条件下H2O2的氧化性比I2强，错误；D项，对于化学平衡FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl，加入FeCl3固体增大了反应物的浓度，平衡正向移动，生成更多的Fe(SCN)3，溶液红色变深，能够达到探究浓度对化学平衡的影响，正确。答案：D3(2017泰安模拟)下列根据实验现象得出的结论正确的是()选项实验操作现象结论A废FeCl3蚀刻液中加入少量铁粉，振荡得到澄清溶液蚀刻液中一定不含Cu2B将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4，滴加KSCN溶液溶液变红稀硫酸能氧化Fe2CKBrO3溶液中加入少量苯，然后通入少量Cl2，充分振荡，静置有机相呈橙色氧化性：Cl2Br2D
4、葡萄糖溶液与新制Cu(OH)2混合加热生成砖红色沉淀葡萄糖分子中含有醛基解析：由于废FeCl3蚀刻液中除了含有FeCl2和CuCl2，还可能含有大量的FeCl3，加入铁粉先与FeCl3反应，然后再与CuCl2反应，故在废FeCl3蚀刻液中加入少量的铁粉，若得到澄清溶液，蚀刻液中也含有铜离子，A错误；将硝酸亚铁样品溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中含有Fe3，Fe3不是稀硫酸氧化得到的，而是硝酸根在酸性环境氧化Fe2得到的，B错误；Cl2不能置换出KBrO3中的溴元素，C错误；葡萄糖分子中的醛基可以在加热的条件下把新制的氢氧化铜还原为砖红色的氧化亚铜，D正确。答案：D4现有Na
5、2SO3、Na2SO4混合物样品a g，为了测定其中Na2SO3的质量分数，设计了如下方案，其中明显不合理的是()A将样品配制成溶液V1 L，取其中25.00 mL用标准KMnO4溶液滴定，消耗标准KMnO4溶液V2 mLB向样品中加足量H2O2，再加足量BaCl2溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称量其质量为b gC将样品与足量稀盐酸充分反应后，再加入足量BaCl2溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称量其质量为c gD将样品与足量稀盐酸充分反应，生成的气体依次通过盛有饱和NaHSO3溶液的洗气瓶、盛有浓H2SO4的洗气瓶、盛有碱石灰的干燥管、盛有碱石灰的干燥管，测定干燥管增重d g解析：用标准KMn
6、O4溶液滴定，发生反应5SO2MnO6H=5SO2Mn23H2O，高锰酸钾本身既是滴定剂，又是指示剂，可先根据KMnO4的用量计算出Na2SO3的质量，进而计算出Na2SO3的质量分数，A项合理；先加入足量H2O2，将SO氧化成SO，再加入足量BaCl2溶液，生成BaSO4沉淀，设混合物中Na2SO3、Na2SO4的物质的量分别为x、y，由可求出x、y，进而可以求Na2SO3的质量，最后计算出Na2SO3的质量分数，B项合理；加入足量稀盐酸后，发生反应2HSO=H2OSO2，再加入足量BaCl2溶液，只有硫酸钠转化成硫酸钡沉淀，根据沉淀的质量可计算出Na2SO4的质量，进而可计算出Na2SO3
7、的质量分数，C项合理；样品与足量稀盐酸反应，生成的气体通过盛有饱和NaHSO3溶液的洗气瓶时，会发生反应HSOH=SO2H2O，最终干燥管净增的质量还包括通过盛有饱和NaHSO3溶液的洗气瓶时生成的SO2的质量，故无法确定样品中Na2SO3的质量分数，D项不合理。答案：D5(2017锦州调研)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。实验室以TiO2和CCl4为原料制取液态TiCl4的装置如图所示(部分夹持装置省略)。已知：制取TiCl4的反应原理为TiO2(s)CCl4(g)TiCl4(g)CO2(g)。有关物质的性质如下表：物质熔点/沸点/其他CCl42376与TiCl
8、4互溶TiCl425136遇潮湿空气产生白雾，在550 时能被氧气氧化请回答下列问题：(1)仪器N的名称是_，仪器A中盛装的试剂是_。(2)检查装置气密性的方法是_。反应前通入N2的目的是_。(3)装置B中热水的作用是_。(4)欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是_。(5)TiCl4还可由TiO2、焦炭和氯气在加热条件下反应制得，同时有气体生成，请设计实验方案探究气体中是否同时含有CO和CO2两种气体：_。解析：(1)N为圆底烧瓶。该反应需要无水环境，所以干燥管A中盛装碱石灰。(2)气密性检查需要一端密封。通入N2的目的是排除空气，使反应环境无氧、无水。(3)CCl4沸点76 ，通过热水
9、使其汽化。(4)D中CCl4与TiCl4互溶，但沸点相差较大(60 )，可以用蒸馏的方法分离。(5)检验CO2可以用澄清石灰水，吸收完CO2后，将剩余气体干燥后通入盛有灼热的CuO玻璃管，检验是否有CO2生成(再次将生成的气体通入澄清石灰水)。答案：(1)圆底烧瓶碱石灰(或其他合理答案)(2)关闭止水夹K，在装置E中加入水浸没长导管下端，在水槽M中加入热水，装置E的长导管口有气泡产生，移动水槽M，一段时间后，导管中形成一段水柱，则说明装置气密性良好(或其他合理答案)排除装置中的空气，保证反应在无氧无水环境下进行(3)使CCl4汽化(4)蒸馏(5)将气体先通过澄清石灰水，若石灰水变浑浊再通过足量
10、NaOH溶液，干燥后再通入装有灼热CuO的玻璃管中，若澄清石灰水变浑浊且玻璃管中有红色固体生成，则气体中同时含有CO与CO2两种气体(或其他合理答案)能力题组1(2017威海一模)下列实验操作、现象和结论均正确的是()选项实验操作实验现象结论A将某有机物与溴的四氯化碳溶液混合溶液褪色该有机物中必定含有碳碳双键B向亚硫酸钠溶液中滴加硝酸钡和稀硝酸产生白色沉淀亚硫酸钠溶液已变质C向酸性高锰酸钾溶液中滴加双氧水紫色褪去，产生气泡H2O2具有还原性D向油脂皂化反应后的溶液中滴入酚酞溶液不变红油脂已经完全皂化解析：有机物中含有碳碳三键也能使溴的四氯化碳溶液褪色，A项错误；硝酸能将SO氧化为SO，所以产生
11、白色沉淀并不能说明亚硫酸钠溶液已变质，B项错误；由实验现象可知酸性高锰酸钾溶液被双氧水还原，H2O2体现了还原性，C项正确；皂化反应生成的高级脂肪酸钠溶液呈碱性，也能使酚酞变红，所以滴入酚酞后，溶液一定变红，D项错误。答案：C2(2017烟台一模)下列图中的实验方案，能达到实验目的的是()AB实验方案实验目的验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色CD实验方案实验目的除去CO2气体中混有的SO2比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱解析：A项，右边试管中除加FeCl3溶液外，还在加热，反应速率快，不能证明FeCl3的催化作用，因为加热也能加快反
12、应速率；B项，Fe作阳极，发生反应：Fe2e2OH=Fe(OH)2，石墨作阴极，发生反应：2H2O2e=H22OH，生成的H2可以保持溶液中无氧状态，煤油也可隔绝空气，可以达到实验目的；C项，CO2也可以被Na2CO3溶液吸收：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，无法达到实验目的，应选用饱和NaHCO3溶液；D项，因为浓盐酸易挥发，会有部分HCl挥发到Na2SiO3溶液中，烧杯中有沉淀生成的无法证明是与CO2反应生成的(也可能是与挥发的HCl反应)，无法达到实验目的。答案：B3Na2SO37H2O是食品工业中常用的漂白剂、抗氧化剂和防腐剂。该小组同学用Na2SO3与浓硫酸制备SO2，并把
13、SO2通入NaNO3溶液中，他们为了检验产生的气体是NO还是NO2，设计了如下实验装置：(1)设计装置A的目的是_，能够说明达到此目的的现象为_。(2)当(1)目的达到后，打开分液漏斗活塞，反应一段时间后，将注射器里的空气注入集气瓶D中，看到无色气体变为红棕色，请写出SO2通入NaNO3溶液发生反应的化学方程式：_。(3)请指出该套装置的不足之处：_。.已知：H2SK19.1108K21.11012H2SO3K11.54102K21.02107(1)一小组同学将Na2SO37H2O隔绝空气加热至恒重，质量变化如图所示：该小组同学分别取A、B两个温度下的等质量的固体溶于等量水并测量其水溶液的pH
14、，发现B点溶液的pH大于A点溶液的pH。对此实验结果，该小组同学认为A、B两点对应温度下发生了不同反应，则：A温度下发生的反应为_。B温度下发生的反应为_。(2)B点时，该物质完全反应，请选择最佳试剂验证B温度下产物的成分。可选用试剂有：盐酸、稀硫酸、BaCl2、AgNO3溶液。_解析：.(1)装置A能制取CO2气体，目的是排除整套装置中的空气，防止对实验产生干扰；排除完装置中的空气的CO2气体，遇到E装置中的澄清石灰水，会出现浑浊现象；(2)集气瓶D中，看到无色气体变为红棕色，说明SO2与NaNO3溶液发生反应生成的是NO气体，该反应的化学方程式为3SO22NaNO32H2O=Na2SO42
15、NO2H2SO4；(3)由于SO2、NO、NO2均为有毒气体，不能排放到大气中，应有尾气处理装置。.(1)已知：H2SK19.1108K21.11012H2SO3K11.54102K21.02107H2S的酸性弱于H2SO3，S2的水解程度大于SO，对应的盐溶液的碱性强，pH大，说明A点生成的是Na2SO3，B点生成的是Na2S，A温度下发生的反应为Na2SO37H2ONa2SO37H2O；B温度下发生的反应为4Na2SO33Na2SO4Na2S；(2)验证Na2S和Na2SO4用的试剂为稀盐酸和BaCl2溶液，具体步骤为取B温度下的固体产物少许，放入试管中加水溶解，向溶液中加入足量盐酸有臭鸡
16、蛋气味气体产生，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明产物为Na2S和Na2SO4。答案：.(1)排除整套装置中的空气，防止对实验产生干扰E中澄清石灰水出现浑浊(2)3SO22NaNO32H2O=Na2SO42NO2H2SO4(3)无尾气处理装置.(1)Na2SO37H2ONa2SO37H2O4Na2SO33Na2SO4Na2S(2)取B温度下的固体产物少许，加入试管中加水溶解，向溶液中加入足量盐酸有臭鸡蛋气味气体产生，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明产物为Na2SO4和Na2S4(2017信阳监测)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是环保部门监测有害气体常用的一种药品，硫代硫酸钠在生产过
17、程中常混入少量的亚硫酸钠(Na2SO3)。某化学课外活动小组利用下列装置来测定硫代硫酸钠样品中亚硫酸钠的含量。(1)写出硫代硫酸钠与稀硫酸反应的化学方程式_。(2)组装仪器前，甲同学用装置B、C检验产生的气体，则装置C中应盛有_溶液，观察到现象为_。(3)乙同学称取m1 g硫代硫酸钠样品进行实验。组装好上述仪器后，应首先进行的实验操作是_。为较准确地测得实验结果，装置A、C中应分别盛有_和_。装置B中滴入过量稀H2SO4且充分反应后，需关闭活塞b，打开活塞a，缓缓通入空气一段时间，其目的是_。若实验前后装置C的质量分别为m2 g、m3 g，装置D的质量分别为m4 g、m5 g，则求样品中Na2
18、SO3的质量分数(设为a)的计算式为_。解析：(1)Na2S2O3与稀硫酸反应生成SO2和S沉淀。(2)产生的气体是SO2，检验SO2用品红溶液，若品红溶液褪色，说明产生了SO2。(3)有气体产生的装置组装好后均需检查气密性。实验的原理是通过碱石灰吸收SO2，测定生成的SO2的质量计算硫代硫酸钠的含量。A中装NaOH溶液吸收空气中的CO2，C中装浓硫酸吸水，防止进入D中被碱石灰吸收影响测定。通入空气的目的是使残留在装置中的SO2能被碱石灰充分吸收。Na2SO3的质量分数为a，Na2S2O3的质量分数为(1a)，Na2SO3SO2，Na2S2O3SO2，有。答案：(1)Na2S2O3H2SO4=
19、Na2SO4SO2SH2O(2)品红品红溶液褪色(3)检验装置的气密性氢氧化钠溶液浓硫酸将装置中的二氧化硫排出以被D完全吸收5(2017德州模拟)丁烷常用作制冷剂和有机合成原料，易燃易爆。某化学兴趣小组进行丁烷裂解的实验。已知：CuO能将烃氧化成CO2和H2O。(1)连接好装置后，应该进行的操作是_(填字母)。a给D、G装置加热b检查装置的气密性c排出装置中的空气(2)B装置的作用是_。(3)C装置中的药品为_，E装置中的现象为_。(4)已知丁烷按C4H10C2H6C2H4和C4H10CH4C3H6两种方式完全裂解，若相对于反应前，E和F装置的总质量增加了0.7 g，G装置的质量减少了1.76
20、 g，则丁烷的裂解产物中，甲烷与乙烷的物质的量之比为_。(假定流经D、G装置中的气体能完全反应)解析：(1)连接好装置后，应先检查装置的气密性，选b。(2)B装置中盛有水，丁烷既不溶于水也不与水反应，B装置的作用是便于观察丁烷气体的流速，从而控制丁烷气体的流量。(3)C装置是干燥管，用来干燥丁烷，所盛药品可以是碱石灰。丁烷裂解得到烷烃和烯烃，烯烃与溴水反应，E装置中的现象为溶液颜色变浅，下层有无色油状物质生成。(4)设丁烷的裂解产物中甲烷为x mol，乙烷为y mol，则生成的丙烯为x mol，乙烯为y mol。由题中信息可得42x28y0.7,4x7y，解得x0.01，y0.01。故甲烷与乙烷的物质的量之比为0.010.0111。答案：(1)b(2)便于观察丁烷气体的流速，从而控制丁烷气体的流量(3)碱石灰(或其他合理答案)溶液颜色变浅，下层有无色油状物质生成(4)1:1
