全国通用高考化学一轮复习专练51实验方案的设计与评价含答案

这是一份全国通用高考化学一轮复习专练51实验方案的设计与评价含答案

专练51　实验方案的设计与评价一、单项选择题1．[2021·百强校天津静海一中调研]具备基本的化学实验技能是进行科学探究的基础和保证。下列有关实验操作正确的是(　　)2．[2021·广东卷]化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是(　　)3.[2021·安徽省江南片高三摸底考试]用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计得最严密的是(　　)A．检验试液中的SOeq \o\al(2－,4)：试液eq \o(――→,\s\up7(足量稀硝酸))无沉淀eq \o(――→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀B．检验试液中的Fe2＋：试液eq \o(――→,\s\up7(KSCN))无明显现象eq \o(――→,\s\up7(KMnO4))红色溶液C．检验试液中的I－：试液eq \o(――→,\s\up7(H2O2))棕黄色溶液eq \o(――→,\s\up7(淀粉溶液))蓝色溶液D．检验试液中的COeq \o\al(2－,3)：试液eq \o(――→,\s\up7(足量稀BaCl2))白色沉淀eq \o(――→,\s\up7(足量稀盐酸))沉淀溶解4．[2021·河北卷]下列操作规范且能达到实验目的的是(　　)5．[2021·全国百强校郑州一中高三摸底测试]氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属原料，常温下AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑。某课题小组利用甲图所示装置测定样品AlN的含量(杂质不反应)。下列说法中正确的是(　　)A．量气管中的液体应为水B．用长颈漏斗代替分液漏斗，有利于控制反应速率C．反应结束时，a、b两管液面的差值即为产生气体的体枳D．若其它操作均正确，实验结束时按乙图读数，测得AlN含量偏高6．[2021·安徽高三摸底]下列实验方案能达到实验目的的是(　　)7.下列实验不能达到目的的是(　　)8.[2021·浙江1月]下列方案设计、现象和结论都正确的是 (　　)二、不定项选择题9．[2021·哈尔滨师大附中高三开学考试]下列三组实验进行一段时间后，溶液中均有白色沉淀生成，下列结论不正确的是(　　)A.实验①中生成的沉淀是BaCO3B．实验①中有气体生成C．实验②沉淀中可能含有BaSO4D．实验③生成沉淀的离子方程式是：Ba2＋＋H2SO3===BaSO3↓＋2H＋10．下列实验操作能达到实验目的的是(　　)A．用经水湿润的pH试纸测量溶液的pHB．将4.0gNaOH固体置于100mL容量瓶中，加水至刻度，配制1.000mol·L－1NaOH溶液C．用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体D．用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO211．[2021·辽宁六校协作体上学期联考]Y形管是一种特殊的仪器，与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用下图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是(　　)A．玻璃管的作用是连通大气，平衡压强B．c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中，保证气体与Ba2＋充分接触C．Y形管乙中产生的为氧化性气体，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀D．e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体12．[2021·石家庄二中模拟]下列实验操作能达到实验目的的是(　　)A．加热使I2升华，可除去铁粉中的I2B．电解熔融的氧化铝，可制备铝单质C．加入足量氨水，充分振荡、过滤，可除去硫酸铜溶液中的硫酸铝杂质D．将饱和FeCl3溶液逐滴加到沸水中继续煮沸至液体呈红褐色，可制备Fe(OH)3胶体三、非选择题13．[2021·安徽省江南片高三摸底考试]二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体，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。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2，其中A为ClO2的发生装置，B为ClO2的凝集装置，C为尾气吸收装置。请回答下列问题：(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等，请写出该反应的化学方程式：________________________。A部分还应添加温水浴控制60℃的温度，B部分还应补充的装置：________。(2)该装置按(1)补充完整后，装置A、B、C中还有一处设计明显不合理的是________。(填“A”“B”或“C”)(3)C中的试剂为NaOH溶液，反应时生成氯酸钠和亚氯酸钠(NaClO2)，该反应的离子方程式为_________________________。若实验时需要450mL4mol/L的NaOH溶液，则在精确配制时，需要称取NaOH的质量是________g，所使用的仪器除托盘天平、量筒、胶头滴管、玻璃棒外，还必须有________________________________________________________。14．[2021·湖北沙市中学高三能力测试]Ⅰ.氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。请回答下列问题：(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________________________________________________________________________(填仪器接口的字母编号)。(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞_____________________________________________________________(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。A．加热反应一段时间B．收集气体并检验其纯度C．关闭分液漏斗活塞D．停止加热，充分冷却(3)已知钙与氢化钙固体在外观上相似，现设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，请完善以下实验的简要步骤及观察到的现象：取适量氢化钙，在加热条件下与__________反应，将反应气相产物通过装有__________的容器，观察到容器内固体颜色变化为________；取钙做类似实验，观察不到类似的反应现象。Ⅱ.某化学兴趣小组发现，往CuSO4溶液中加入一定浓度的Na2CO3溶液得到的蓝色沉淀，若加入NaOH溶液则得到浅绿色沉淀。为此，小组同学对蓝色沉淀成分作了如下探究：该小组同学利用下列装置通过实验测定其组成(1)检查装置气密性并装好药品后，点燃酒精灯前应进行的操作是________________________________________________________________________。(2)通过查找资料得知，该浅绿色沉淀物可能是溶解度最小的碱式硫酸铜[化学式CuSO4·3Cu(OH)2]。请你设计一个实验，证明浊液中的浅绿色沉淀物中是否含有硫酸根离子的方法________________________________________________________________________。专练51　实验方案的设计与评价1．C　用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯，引起危险事故，应用火柴点燃酒精灯，故A错误；天平只能读到小数点后面一位，不会精确到小数点后面两位，故B错误；给液体加热时，试管内液体不超过其体积的三分之一，否则加热可能沸腾溅出，影响实验结果，并且试管要和桌面成45°角倾斜，故C正确；量取9.5mL的液体应该用10mL的量筒，用100mL的量筒时会导致误差太大，故D错误。2．B　将铜丝插入浓硝酸中生成的是NO2气体，不是NO气体，A错误；密闭烧瓶中存在平衡2NO2(g)??N2O4(g)　ΔH<0，将密闭烧瓶中的NO2降温，平衡正向移动，烧瓶中气体颜色变浅，可探究温度对平衡移动的影响，B正确；乙醇与水互溶，不能用乙醇萃取溶液中的碘，C错误；实验结束，剩余的NaCl固体不能放回原试剂瓶，实验室对剩余药品的处理方法是放入指定的容器内，集中处理，D错误。3．C　稀硝酸有氧化性，会将SOeq \o\al(2－,3)氧化成SOeq \o\al(2－,4)，故用稀硝酸检验SOeq \o\al(2－,4)不能排除SOeq \o\al(2－,3)的干扰，A不严密；检验Fe2＋不能同时使用KSCN和KMnO4这两种试剂，颜色会相互干扰，B不严密；I－被双氧水氧化为I2，淀粉溶液遇碘变蓝，C严密；D中不能排除SOeq \o\al(2－,3)的干扰，D不严密。4．A　用NaOH标准溶液测定醋酸浓度时，NaOH标准溶液放于碱式滴定管中，醋酸放于锥形瓶中，由于二者反应生成的CH3COONa溶液显碱性，故用酚酞做指示剂，A符合题意；中和热测定时大、小烧杯口应相平，减小热量损失，B不符合题意；不能在容量瓶中稀释浓硫酸，C不符合题意；分液时，分液漏斗管口应紧靠烧杯内壁，D不符合题意。5．D　氨气极易溶于水，所以量气管中的液体不应为水，A错误；长颈漏斗不易控制反应速率，B错；反应结束，待气体冷却至室温，调节右侧量气管，使左右两端液面相平，才能读数，根据起始和结束时右侧量气管的液面的差值，计算产生气体的体积，C错误；俯视量气管读数，使所量气体体积偏大，得到氨气的量偏大，测得氮化铝的含量偏高，D正确。6．D　A中NaOH过量，所以产生Fe(OH)3沉淀并不能证明是Mg(OH)2沉淀转化的，A错误；比较元素非金属性强弱要通过最高价含氧酸的酸性强弱来比较，B错误；将25gCuSO4·5H2O溶于100ml蒸馏水中，最后溶液体积不是100ml，C错误；将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置，如果下层液体变成紫色，说明生成了I2，能验证氧化性：Fe3＋>I2。7．A　本题涉及常见物质的制备方法及除杂知识，通过物质制备的原理，考查了化学实验与探究能力；依据探究目的设计实验，体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。A项，Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋NaCl＋NaClO，故将Cl2通入Na2CO3溶液中不能制备较高浓度的HClO溶液，错误；B项，MnO2作催化剂可以加快H2O2的分解速率，正确；C项，乙酸和Na2CO3溶液可以反应，乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较低，溶液分层，正确；D项，根据强酸制弱酸原理可知正确。8．B　若原溶液中存在硝酸根离子，NOeq \o\al(－,3)可以和Fe2＋反应生成Fe3＋，故不能验证原溶液中含有亚硝酸根离子，A错误；根据题给数据可知，三价铁的量不足，如果反应完全，三价铁应该没有剩余，溶液变血红色证明三价铁有剩余，说明该反应存在化学平衡，即KI与FeCl3的反应有一定限度，B正确；溶液中加入KOH后，体系中剩余大量的OH－，再加入硝酸银溶液后OH－也可以使Ag＋产生白色沉淀，C错误；新制Cu(OH)2悬浊液在酸性溶液中会溶解，不会与醛基发生特征反应，所以看不到砖红色沉淀，无法证明蔗糖在酸性水溶液中是否稳定，D错误。9．D　碳酸氢钠溶液中存在碳酸氢根离子的电离过程，电离生成的碳酸根离子能够与钡离子反应生成碳酸钡沉淀，故A正确；实验①中形成沉淀时促进碳酸氢根离子的电离，溶液的酸性逐渐增强，氢离子与碳酸氢根离子反应放出二氧化碳气体，故B正确；实验②中亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀，亚硫酸钡被空气中的氧气氧化生成硫酸钡，故C正确；实验③中，如果发生Ba2＋＋H2SO3===BaSO3↓＋2H＋，生成的亚硫酸钡能够被氢离子溶解，应该是亚硫酸被氧化生成了硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，故D错误。10．D　本题涉及化学实验基本操作的知识，通过对基本操作能否达到实验目的的判断，考查了化学实验与探究的能力，体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。A项，用pH试纸测溶液的pH时，用水湿润pH试纸相当于稀释溶液，可能导致测量的pH出现误差，错误；B项，不能在容量瓶中直接溶解固体溶质，错误；C项，AlCl3易水解，在加热蒸干AlCl3溶液时，HCl挥发，留下的固体是Al(OH)3，错误；D项，SO2可被NaOH溶液吸收，CH2===CH2与NaOH溶液不反应且不溶于NaOH溶液，正确。11．AD　玻璃管的作用是连通大气，平衡压强，以便左右两边产生的气体顺利导入，A正确；如果产生的是氨气，氨气极易溶于水，为了防止倒吸，产生氨气的导管不能插入BaCl2溶液中，B错误；SO2与BaCl2不反应，氧化性气体将溶液中的亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，而不是将BaSO3氧化为BaSO4沉淀，C错误；e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH，产生氨气碱性气体与SO2反应生成SOeq \o\al(2－,3)，从而生成BaSO3沉淀，D正确。12．BD　加热时，碘与铁反应，不能用加热的方法除杂，A错误；可以电解熔融氧化铝制备铝单质，B正确；铜离子、铝离子均与氨水反应生成沉淀，C错误；将饱和FeCl3溶液逐滴加到沸水中继续煮沸至液体呈红褐色，可制备Fe(OH)3胶体，D正确。13．(1)2KClO3＋H2C2O4===K2CO3＋2ClO2↑＋CO2↑＋H2O　盛有冰水混合物的水槽或冰水浴(2)C(3)2ClO2＋2OH－===ClOeq \o\al(－,2)＋ClOeq \o\al(－,3)＋H2O　80.0　500ml容量瓶，烧杯解析：(1)因为B为ClO2的凝集装置，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，所以B部分还应补充的装置为冰水浴冷凝装置或盛有冰水的水槽。(2)C处为密封装置，过量气体不能排出，可导致仪器瓶炸裂，故装置C不合理。(3)C为尾气吸收装置，可选择NaOH溶液来吸收尾气，对应的离子方程式为：2ClO2＋2OH－===ClOeq \o\al(－,3)＋ClOeq \o\al(－,2)＋H2O；配制450mL4mol·L－1的NaOH溶液，应该选用500mL容量瓶、根据提供的仪器可知，还需要烧杯，需要NaOH的质量为0.5L×4mol·L－1×40g·mol－1＝80.0g。14．Ⅰ.(1) i→e，f→d，c→j，k(或k，j)→a(2)BADC(3)干燥氧气反应　无水硫酸铜　由白色变为蓝色Ⅱ.(1)通过量的空气并称量C、D的质量(2)将浊液过滤，并把沉淀用蒸馏水洗涤至洗涤液用BaCl2溶液检验不出SOeq \o\al(2－,4)后，加入足量稀盐酸溶解浅绿色沉淀，再用BaCl2溶液检验，若溶液中有大量白色沉淀生成，则浅绿色沉淀中有SOeq \o\al(2－,4)解析：I.(1)钙属于极活泼的金属，极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，制备的氢气中会混有水蒸气和氯化氢，在与钙化合之前需要除杂和干燥，分别选用氢氧化钠和浓硫酸；同时为防止空气中水蒸气进入，还需要连接干燥管，所以正确的顺序为：i→e，f→d，c→j，k(或k，j)→a；(2)实验过程中要保证整个装置内已充满氢气，实验的操作程序是：检查装置的气密性→产生氢气→收集氢气并进行验纯→加热反应→停止加热→继续通氢气至冷却→停止通入氢气；正确的顺序：BADC。(3)CaH2可以和氧气在加热条件下反应生成水，可用无水硫酸铜检验，现象是白色变为蓝色，故简要步骤及观察到的现象为：取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色。Ⅱ.(1)该实验原理是通过验证并测定水以及二氧化碳的存在、质量来确定沉淀的组成情况，为了防止装置中的空气对实验结果的影响，必须在点燃酒精灯之前通过量的空气，排除空气，并称量C、D的质量。(2)硫酸根的特征离子反应：可以和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，证明浊液中的浅绿色沉淀物中是否含有硫酸根离子时可以先将沉淀洗涤干净，在加入足量稀盐酸溶解浅绿色沉淀，再用BaCl2溶液检验。选项操作或做法目的A将铜丝插入浓硝酸中制备NOB将密闭烧瓶中的NO2降温探究温度对平衡移动的影响C将溴水滴入KI溶液中，加入乙醇并振荡萃取溶液中生成的碘D实验结束，将剩余NaCl固体放回原试剂瓶节约试剂实验目的实验方案A证明Mg(OH)2沉淀可以转化为Fe(OH)3向2mL1mol/LNaOH溶液中先加入3滴1mol/LMgCl2溶液，再加入3滴1mol/LFeCl3B比较氯和碳的非金属性强弱将盐酸滴入碳酸氢钠溶液中C配制100mL1.0mol/LCuSO4溶液将25gCuSO4·5H2O溶于100mL蒸馏水中D验证氧化性：Fe3＋>I2将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置，观察下层液体是否变成紫色选项目的实验A制取较高浓度的次氯酸溶液将Cl2通入碳酸钠溶液中B加快氧气的生成速率在过氧化氢溶液中加入少量MnO2C除去乙酸乙酯中的少量乙酸加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液D制备少量二氧化硫气体向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸选项目的方案设计现象和结论A检验某无色溶液中是否含有NOeq \o\al(－,2)取少量该溶液于试管中，加稀盐酸酸化，再加入FeCl2溶液若溶液变黄色且试管上部产生红棕色气体，则该溶液中含有NOeq \o\al(－,2)B探究KI与FeCl3反应的限度取5mL0.1mol·L－1KI溶液于试管中，加入1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液，充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液若溶液变血红色，则KI与FeCl3的反应有一定限度C判断某卤代烃中的卤素取2mL卤代烃样品于试管中，加入5mL20%KOH水溶液混合后加热，再滴加AgNO3溶液若产生的沉淀为白色，则该卤代烃中含有氯元素D探究蔗糖在酸性水溶液中的稳定性取2mL20%的蔗糖溶液于试管中，加入适量稀H2SO4后水浴加热5min；再加入适量新制Cu(OH)2悬浊液并加热若没有生成砖红色沉淀，则蔗糖在酸性水溶液中稳定实验①实验②实验③