1、第五节化学实验方案的设计与评价题号12345678答案一、单项选择题1(2012北京丰台区二模)下列实验方案不能达到预期目的的是()选项实验方案预期目的A将含有HCl的CO2气体通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HClB向X溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液检验X溶液中是否含有SOC向醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若红色加深证明盐类的水解是吸热的D向含有少量苯酚的苯中加入NaOH溶液，振荡、静置、分液除去苯中的苯酚2.(2012北京海淀区二模)孔雀石的主要成分为xCuCO3yCu(OH)2zH2O，为测定其中CuCO3的质量分数，称取a g样品进行实验。下列实验方案可行的是()A充分加热
2、样品，用碱石灰吸收逸出气体，增重b gB加热至样品质量不再发生变化，称得其质量为b gC向样品中加入足量的稀盐酸，用排水法收集逸出气体，得b mL气体D向样品中加入足量的稀盐酸，充分反应，将生成的气体全部通入到足量Ba(OH)2溶液中，过滤、洗涤、烘干，得b g固体3(2012北京海淀区一模)下列实验方案不能达到实验目的的是()实验目的实验方案A证明溴乙烷发生消去反应有乙烯生成向试管中加入适量的溴乙烷和NaOH的乙醇溶液，加热，将反应产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中B证明Mg(OH)2沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀向2 mL 1 molL1 NaOH溶液中先加入3滴1 molL1 MgCl2
3、溶液，再加入3滴1 molL1 FeCl3溶液C检验蔗糖水解产物具有还原性向蔗糖溶液中加入几滴稀硫酸，水浴加热几分钟，然后加入适量稀NaOH溶液，再向其中加入新制的银氨溶液，并水浴加热D测定铝箔中氧化铝的含量取a g铝箔与足量稀盐酸充分反应，逸出的气体通过碱石灰后，测其体积为b L(已转化为标准状况下)4.(2012北京朝阳区期末)某同学对下列四个实验都设计了两种方案，其中两种方案均合理的是()选项ABCD实验目的除去碳酸钠中少量的碳酸氢钠清洗铁制品表面的铁锈检验苯中含有少量甲苯鉴别二氧化氮和溴蒸气方案1溶解后加入盐酸加适量稀盐酸加入Br2/CCl4加水方案2加热用水洗涤加入酸性KMnO4加压
4、5.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如下图所示实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是()A关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处B在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率C通过开启或关闭活塞1可以控制反应的进行D反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，还不能证明该气体为NO6(2012浙江高考)下列说法正确的是()A在“镀锌铁皮锌镀层厚度的测定”实验中，将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全B在“火柴头中氯元素的检验”实验中，摘下几根未燃过的火柴头，将其浸于水中，稍后取少量溶液于试管中，滴加硝酸银溶液和稀硝酸后，即可判断氯元素的存在C在
5、“硫酸亚铁铵的制备”实验中，为了得到硫酸亚铁铵晶体，应小火加热蒸发皿，直到有大量晶体析出时停止加热D受强酸或强碱腐蚀致伤时，应先用大量水冲洗，再用2%醋酸溶液或饱和硼酸溶液洗，最后用水冲洗，并视情况作进一步处理二、双项选择题7(2012北京西城一模)下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是()操作和现象结论A处理锅炉水垢中CaSO4时，依次加入饱和Na2CO3溶液和盐酸，水垢溶解溶解度：S(CaCO3)S(CuSO4)B用石墨作电极电解MgSO4溶液，某电极附近有白色沉淀生成该电极为阳极C向FeCl3和CuCl2混合溶液中加入铁粉，后期有红色固体析出氧化性：Cu2Fe3D向某溶液中先滴
6、加硝酸酸化，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有Ag8.(2013苏州质检)下列实验设计能够成功的是()A检验Na2O2试样是否变质为Na2CO3：向试样中加入盐酸，产生无色无味的气体B检验某卤代烃是否是氯代烃：试样冷却，加入稀硝酸至酸性出现白色沉淀C除去乙酸乙酯中混有的乙酸：混合液 溶液分层得上层液体D鉴定盐A的成分是FeBr2：A的AgNO3溶液适量硝酸酸化B淡黄色沉淀CKSCN溶液,D溶液没变化E溶液变红三、非选择题9(2012北京朝阳区一模)某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。实验操作步骤：.打开弹簧夹
7、1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。.A中看到白色沉淀时，关闭活塞a。请回答：(1)B中反应的离子方程式是_。(2)通过步骤得知盐酸具有的性质是_(填字母)。A挥发性B还原性C氧化性 D酸性(3)C装置的作用是_，X是_(写化学式)。(4)为了验证碳的非金属性强于硅，步骤中未写的操作和现象是_，D中反应的化学方程式是_。(5)碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是_(从原子结构角度加以解释)。10(2012北京市重点学校模拟)某过碳酸钠中含有少量过氧化钠，甲、乙两位同学各称取一定质量的该样品，并用如下图所示仪器测定样品的纯度。仪器的连接顺序，甲同学：；乙同学：。已知：过碳酸钠(Na2CO4)、
8、过氧化钠分别跟足量稀硫酸反应的化学方程式如下：2Na2CO42H2SO4=2Na2SO42CO2O22H2O；2Na2O22H2SO4=2Na2SO4O22H2O。(1)甲同学想通过实验测得的数据是_，他选用的装置_(填序号)是没有必要的。实验中甲同学测得气体体积为V L(20 ，1大气压)，计算时他未将V L换算到标准状况，则他得到的Na2CO4的质量分数_(填“偏高”或“偏低”)。(2)乙同学想通过实验测得的数据是_。按他测得的数据计算出的实验结果有可能偏高，原因是_；也有可能偏低，原因是_。(3)为了测得准确的实验数据，请你将乙同学的实验设计进行改进，写出你所选用仪器的连接顺序(每种仪器
9、最多使用一次，也可以不用)：_(填序号)。11(2012北京市东城区示范校综合练习)某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)来电解饱和食盐水，并用电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性。(1)写出甲装置中电解饱和食盐水的化学方程式。_。(2)为完成上述实验，正确的连接顺序为A连_；B连_(填写导管口字母)。(3)对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热前，需要进行的操作为_。(4)若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液可以是_，对应的现象为_。乙装置烧杯中发生反应的离子方程式是_。(5)丙装置的c瓶中盛放的试剂为_，作用是_。(6)为测定Cu的相对原子质量，
10、设计了如下甲、乙两个实验方案：精确测量硬质玻璃管的质量为a g，放入CuO后，精确测量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g(假设CuO充分反应)。实验完毕后：甲方案：通过精确测量硬质玻璃管和Cu粉的总质量为c g，进而确定Cu的相对原子质量。乙方案：通过精确测定生成水的质量d g，进而确定Cu的相对原子质量。请你分析并回答：_方案所测结果更准确。你认为不合理的方案的不足之处是_。若按合理方案测定的数据计算，Cu的相对原子质量为_。12(2012潍坊一模)黄铜矿的主要成分是CuFeS2，是工业炼铜的主要原料。已知黄铜矿在空气中焙烧生成Cu、FeS和SO2，FeS2HCl=FeCl2H2S，H2S是
11、一种剧毒气体。某科研小组设计以黄铜矿为原料制取单质铜和氯化铁晶体(FeCl36H2O)的流程如下：(1)92 g CuFeS2在空气中焙烧生成Cu、FeS和SO2转移电子的物质的量为_。(2)请简述检验气体的操作步骤。_。(3)在实验室中，欲用38%(密度为1.18 g mL1)的盐酸配制30%的盐酸，需要的玻璃仪器主要有_。(4)气体最好选用_(填字母)，其主要作用是_。AO2 BH2CCl2 DN2欲选用下列仪器在实验室中制取纯净干燥的该气体。装置A中发生反应的离子方程式为_。选用合适装置导管口的连接顺序为a接_。图中仪器G的名称是_；在使用该仪器时，应首先_。参考答案1解析：A项，饱和碳
12、酸氢钠溶液不吸收二氧化碳，能吸收氯化氢生成二氧化碳，A项正确；B项，银离子会干扰实验，B项不正确；C项，醋酸钠水解呈碱性，加热，红色加深，说明生成OH浓度增大，C项正确；D项，苯不与氢氧化钠反应，而苯酚能与氢氧化钠反应，生成苯酚钠不溶于苯，分层，可以用分液漏斗分离，D项正确。答案：B2解析：A项，碱式碳酸铜分解生成氧化铜、二氧化碳和水蒸气，碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气，不能测定碳酸铜质量分数，A项错误；B项，碳酸铜、氢氧化铜都能分解生成氧化铜，减少的质量包括二氧化碳、生成的水和结晶水，故根据氧化铜无法计算碳酸铜质量分数，B项错误；C项，只有碳酸铜与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳一部分溶于水中，
13、不能准确测定二氧化碳体积，C项不正确；D项，根据碳酸钡计算碳酸铜质量，D项正确。答案：D3解析：向2 mL 1 molL1 NaOH溶液中先加入3滴1 molL1MgCl2溶液，再加入3滴1 molL1FeCl3溶液，既有Mg(OH)2沉淀也有Fe(OH)3沉淀。不能证明Mg(OH)2沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀。答案：B4解析：A项，方案1，在碳酸钠和碳酸氢钠中加入盐酸，碳酸钠与盐酸反应，且碳酸氢钠与盐酸反应生成新杂质氯化钠，A项不正确。B项，方案2，水不能溶解铁锈，B项不正确。C项，方案1，苯和甲苯都不能与溴的四氯化碳溶液发生化学反应，且苯和甲苯的密度都小于四氯化碳的密度，不能达到目标
14、；甲苯能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，C项不正确。D项，二氧化氮溶于水得到无色溶液，溴蒸气在水中溶解度小，溶液呈橙色，方案1正确；加压时，溴蒸气变成液态，二氧化氮为气态，方案2正确，D项正确。答案：D5解析：A项，关闭活塞1，装置内有空气，在右端加稀硝酸，左端液面上升至一定高度，不再上升，A项错误；B项，升温，反应加快，B项正确；C项，关闭活塞1，左管内产生的NO将液体压入右管，液体与铜丝脱离，反应停止；打开活塞1，右端液面高，将液体压入左端，使铜与硝酸接触，反应产生气体，C项正确；D项，开始收集的气体可能是空气，D项正确。答案：A6解析：B项，火柴头中含有KClO3，未燃烧或用还原剂还原，
15、得不到Cl，加硝酸银无法检验，错误；C项，硫酸亚铁铵晶体带有结晶水，加热到有晶膜出现即可，到大量晶体析出时停止加热，得到的晶体中会失去部分结晶水，错误；D项，受强酸致伤时，冲洗后涂上稀的NaHCO3溶液，强碱致伤，冲洗后涂硼酸，错误。答案：A二、双项选择题7解析：A项中硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙，碳酸钙再和稀盐酸反应溶解，A项正确；B项，电解MgSO4溶液阴极有白色沉淀生成。因为阴极反应式：2H2e=H2，Mg22OH=Mg(OH)2，B项不正确；C项中有红色固体析出，铁先与氯化铁反应，过量的铁与氯化铜反应，因为铁离子氧化性比铜离子的强，C项正确。D项中也有可能是硫酸钡、硅酸等，不一定是AgC
16、l，原溶液中可能含SO、SO、SiO等。答案：AC8解析：选项A，电解Na2SO4溶液相当于电解H2O，左边电极OH-放电，产生大量H+，SO2-4通过阴离子交换膜，在左边电极附近产生H2SO4；右边电极H+放电，产生大量OH-，Na+通过阳离子交换膜，在右边电极附近产生NaOH；选项B，首先加入H2O使粗盐溶解，加入过量Ba(OH) 2溶液除去Mg2+、SO2-4，再加入过量Na2CO3溶液除去Ca2、Ba2，最后加入HCl调节溶液至中性即可；选项C，由于Fe2在酸性环境中能被NO-3氧化生成Fe3，加入KSCN无法检验Fe(NO3) 2是否变质；选项D，CH3CHO在碱性环境中被新制的Cu
17、(OH) 2悬浊液氧化。答案：BC三、非选择题9解析：盐酸有挥发性，氯化氢能使硅酸钠溶液变浑浊，使实验失败。用饱和碳酸氢钠溶液吸收二氧化碳中的氯化氢，如果用氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、水吸收氯化氢，会损失二氧化碳。验证碳的非金属性比硅的强，可以利用碳酸比硅酸的酸性强来证明，硅酸和原硅酸难溶于水，有白色沉淀，现象明显。答案：(1)CaCO32H=Ca2CO2H2O(2)AD(3)除去HCl气体NaHCO3(4)关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，D中出现白色胶状沉淀Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3(胶体)Na2CO3(5)碳和硅位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力减弱，非金属性减
18、弱10解析：(1)甲同学设计方案为，装置中氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳，用排水集气法测定氧气体积。排水法收集氧气，氧气不必先干燥。2Na2CO42H2SO4=2Na2SO42CO2O22H2O,2Na2O22H2SO4=2Na2SO4O22H2O，由反应方程式知，等质量的固体，过氧化钠产生的氧气较多，如果没有冷却至标准状况(20 )，氧气体积偏大，测定过氧化钠质量偏高，导致过碳酸钠质量分数偏低；(2)乙同学：，通过测定二氧化碳气体质量直接求出过碳酸钠质量分数，U型管里碱石灰，用于吸收二氧化碳，根据U型管质量差求二氧化碳质量。存在两个问题：一是空气中二氧化碳和水蒸气进入装置，使测得过碳酸钠的质量
19、分数偏高。二是发生装置没有考虑排二氧化碳气体，部分残留二氧化碳存在于装置中，使二氧化碳测定量偏低；(3)测定二氧化碳质量要考虑三个因素：如何排出装置内残留二氧化碳至U型管里，使其被碱石灰完全吸收；如何除去二氧化碳中水蒸气；如何防止空气中水蒸气和二氧化碳进入U型管中。装置提供氮气，氮气不参与反应；装置用作气体发生装置，通过A管进气，将装置内二氧化碳排入U型管中；装置用于干燥二氧化碳；装置用于吸收二氧化碳，接触面较大，吸收较充分；装置防止空气中二氧化碳和水进入U型管。答案：(1)生成的氧气的体积偏低(2)生成的二氧化碳的质量空气中的水与二氧化碳进入，增重使结果偏大产生的二氧化碳在装置、及导管中没有
20、完全被吸收，使结果偏小(3)11解析：本实验目的有三条：电解饱和食盐水、利用氢气还原氧化铜测定铜的相对原子质量、证明氯气有强氧化性。根据实验目的确定装置连接顺序、选择试剂、操作步骤等。(1)根据电解原理，碳棒即为石墨电极，属于惰性电极，不参与反应，电解饱和食盐水，阳极产生氯气，阴极产生氢气，氢氧化钠在阴极区生成。(2)根据电池符号知，A管口导出阴极产生的氢气，B管口导出阳极产生的氯气。甲装置用于电解饱和食盐水，乙装置用于验证氯气具有强氧化性，丙装置用于氢气还原氧化铜，并测定生成水的质量。由于氢气还原氧化铜，属于固体与气体反应，仅在固体表面进行反应，氢气不能完全反应，导出一部分气体。如果A接D，
21、剩余氢气在c瓶中无法排出，不能准确测定氢气还原氧化铜时生成水的质量，且易发生危险，并将c瓶液体导出瓶外，所以，A应接E，B接C。(3)加热氢气与空气混合物，易发生危险，故加热之前，先通入氢气，在D管处收集氢气验纯后，再加热硬质试管。(4)乙装置a瓶可以装淀粉KI溶液、硫化氢饱和溶液、硫化钠饱和溶液、含KSCN的氯化亚铁溶液等，都能证明氯气具有强氧化性，可能观察到的现象依次为溶液变蓝色、变浑浊、变浑浊、变血红色。烧杯里装强碱溶液，用于吸收尾气中的氯气。(5)因为本实验要测定生成水的质量，氢气必须用c瓶的液体干燥，液体干燥剂常见的有浓硫酸；如果氢气不干燥，还会使硬质玻璃管受热炸裂。(6)分析丙装置
22、知，U型管里碱石灰直接与空气相通，空气中水蒸气和二氧化碳都可能进入U型管，使方案乙测定水的质量偏大，导致测得铜的相对原子质量偏小。选择甲方案的数据计算： m(CuO)(ba) g, m(Cu)(ca) g，Mr(Cu)16。答案：(1)2NaCl2H2O22NaOHH2Cl2(2)EC(3)先通一段时间氢气并在D处检验氢气的纯度(4)淀粉KI溶液溶液变为蓝色(合理答案即可)Cl22OH=ClClOH2O(5)浓硫酸吸收H2中的H2O，防止硬质玻璃管炸裂(6)甲空气中的CO2和H2O通过D口进入U型管造成实验误差较大或影响测定水的质量(因为乙方案是测水的质量)12解析：(1)n(CuFeS2)0
23、.5 (mol)，CuFeS2(Cu、Fe、S的化合价分别为2、2和2价)在空气中焙烧生成Cu、FeS和SO2的化学方程式为CuFeS2O2=CuFeSSO2，分析化学方程式知，1 mol CuFeS2参加反应转移6 mol电子，故0.5 mol CuFeS2参加反应转移3 mol电子。(2)根据题给信息，黄铜矿焙烧生成的气体是SO2，检验SO2的方法是将气体通入品红溶液中，溶液褪色，加热溶液恢复红色。(3)用溶液配制一定质量分数的溶液，要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯和玻璃棒。(4)气体的作用是将FeCl2氧化成FeCl3，故最好选用Cl2；实验室中用MnO2和浓盐酸在加热条件下制取Cl2，反应的离子方程式为MnO24H2ClMn2Cl22H2O。从导气管口a处流出的气体除Cl2外，还含有杂质气体HCl和水蒸气，应首先用装置F除HCl气体，然后用装置E除水蒸气，最后选择装置B用向上排空气法收集Cl2，故导气管口的连接顺序为ghefb。仪器G是分液漏斗，使用该仪器时要检验是否漏水。答案：(1)3 mol(2)收集适量气体通入品红溶液中，溶液褪色，加热溶液恢复红色(3)玻璃棒、烧杯、量筒(4)C把Fe2氧化成Fe3 MnO24H2ClMn2Cl22H2Oghefb分液漏斗检验其是否漏水
