高中化学鲁科版专题复习 专题二十三实验方案的设计与评价测试题

专题二十三　实验方案的设计与评价


考点 实验方案的设计与评价
1.下列实验、实验现象以及由现象推出的结论均正确的是(　　)

实验
现象
结论
A
向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置
下层接近无色,上层显紫红色
I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
B
将Fe (NO3)2晶体溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液
溶液变红
Fe (NO3)2晶体已氧化变质
C
将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,振荡
沉淀由白色变为红褐色
Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2
D
用碎瓷片作催化剂,使石蜡油受热分解,将产生的气体通过酸性高锰酸钾溶液
酸性高锰酸钾溶液逐渐褪色
石蜡油裂解生成了乙烯

2.由下列实验操作所得出的现象及结论均正确的是(　　)

实验操作
现象及结论
A
将AlCl3溶液加热蒸干
得到白色固体,成分为纯净的AlCl3
B
将少量Na2SO3样品溶于水,滴加足量盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液
有白色沉淀产生,则Na2SO3已变质
C
向Na2SiO3溶液中通入CO2
有白色沉淀产生,则碳酸的酸性比硅酸强
D
向FeI2溶液中通入少量Cl2
溶液变黄,则Cl2的氧化性强于Fe3+
3.下列实验操作所对应的实验现象和实验结论都正确,且具有因果关系的是(　)

实验操作
实验现象
实验结论
A
将一小块Na放入CuSO4溶液中
钠浮在水面上四处游动,溶液中有红色沉淀生成
金属Na比Cu活泼
B
向淀粉粉末中加入适量浓硫酸
淀粉变黑
浓硫酸具有吸水性
C
向AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液至过量,然后通入CO2气体
先出现白色沉淀,后沉淀消失,最后又出现白色沉淀
Al(OH)3是两性氢氧化物,但不能溶解在某些弱酸中
D
将装满氯水的圆底烧瓶倒置在装有氯水的水槽中,日光照射
烧瓶内有气泡向上逸出
日光照射时,溶解的Cl2逸出
4.实验室用如图所示装置(图中夹持仪器略去)测定牙膏样品中碳酸钙的质量分数,下列说法错误的是(　　)

A.实验过程中持续通入空气可起到搅拌B、C中反应物的作用
B.实验过程中滴加盐酸的速率不宜过快
C.依据装置C在反应前后的质量差测定的结果会偏高
D.C中的沉淀经过滤、干燥、称重后可确定牙膏样品中碳酸钙的质量
5.下列实验及现象不能得出所给结论的是(　　)
选项
A
B
C
D
实验




现象
NaBr溶液变为橙色,NaI溶液变为棕黄色
Mg表面有气泡产生
Na2SiO3溶液中出现白色沉淀
钾与水反应比钠与水反应更剧烈
结论
氧化性:Cl2>Br2>I2
还原性:Mg>Al
非金属性:C>Si
金属性:K>Na
6.在实验室中,用如图所示装置(尾气处理装置略去)进行下列实验,将①中液体逐滴滴入②中,则预测的现象正确的是(　　)

选项
①中的物质
②中的物质
预测②中的现象
A
氯水
紫色石蕊溶液
溶液变成红色
B
盐酸
硝酸亚铁溶液
无明显现象
C
浓硝酸
用砂纸打磨过的铝条
产生红棕色气体
D
氢硫酸
硫酸铜溶液
有黑色沉淀产生
7.[14分]某化学兴趣小组用如图所示装置探究苯与液溴的反应原理。

请回答下列问题:
(1)仪器M的名称为　　 　　。 
(2)装置Ⅰ中铁丝除作催化剂外,还可控制反应的进行,使反应停止的操作是　 　　　。 
(3)装置Ⅰ中生成溴苯的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)冷凝管的进水口为　　 (填“a”或“b”);其作用是　 　　　。 
(5)能验证苯与液溴发生的是取代反应的现象是　　　
　 。 
(6)装置Ⅱ中,若撤去装有苯的小试管,将导管直接插入硝酸银溶液,则对实验目的达成或实验安全会产生什么影响　　　　　　　　　　　　(写一条)。 
(7)装置Ⅲ中反应的离子方程式为　　　　　　 　　。 
8.[2019湖北武汉调研测试,14分]一氧化二氯(Cl2O)是次氯酸的酸酐,用作氯化剂,其部分性质如下:
物理性质
化学性质
常温下是棕黄色有刺激性气味的气体。
熔点:-120.6 ℃。沸点:2.0 ℃
不稳定,接触一般有机物易爆炸;易溶于水,同时反应生成次氯酸
实验室制备原理:2Na2CO3+H2O+2Cl2 2NaCl+2NaHCO3+Cl2O。
现用下列装置设计实验制备少量Cl2O,并探究相关物质的性质。

　 A　　　 B　　　 C　　　 D　　 E　　 F
(1)装置A中仪器X的名称为　　 　　。 
(2)若气体从左至右流动,装置连接顺序是A、　　 　 　(每个装置限用一次)。 
(3)装置F中盛装试剂的名称为　　　 　。 
(4)装置A中反应的离子方程式为　　 　　。 
(5)当装置D中收集适量液态物质时停止反应,设计简单实验证明装置B中残留固体中含有NaHCO3:　 　　。
(6)实验完成后,取装置E中烧杯内溶液滴加品红溶液,发现溶液褪色。该课题组设计实验探究溶液褪色的原因。
序号
0.1 mol·L-1NaClO
溶液体积/mL
0.1 mol·L-1NaCl溶液体积/mL
0.1 mol·L-1NaOH溶液体积/mL
H2O的体积/mL
品红
溶液
现象
Ⅰ
5.0
0
0
5.0
3滴
较快褪色
Ⅱ
0
5.0
a
0
3滴
不褪色
Ⅲ
5.0
0
5.0
0
3滴
缓慢褪色
①a=　　 　　。 
②由上述实验得出的结论是　　 　　。 
9.[11分]钴的某些化合物与铁的化合物性质相似,某研究性学习小组为探究钴的化合物的性质,进行了以下实验:
Ⅰ.探究草酸钴的热分解产物
(1)为探究草酸钴的热分解产物,按气体流动方向,各装置的连接顺序为A→E→　　　　　　　　　　。 
　　
A B C D E
(2)能证明分解产物中有CO的实验现象是　　　　　　　　　 　　　。 
(3)取3.66 g CoC2O4·2H2O于硬质玻璃管中加热至恒重,冷却、称量,剩余固体的质量为1.5 g,球形干燥管增重0.88 g。则A中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
Ⅱ.探究Co(OH)2的还原性及Co(OH)3的氧化性
取A装置所得固体溶解于稀H2SO4中得到粉红色溶液,备用。
已知试剂颜色:CoSO4溶液(粉红色),Co(OH)2(粉红色),Co(OH)3(棕褐色)。
实验记录如表:

实验操作及现象
实验分析
实验1
取少许粉红色溶液于试管中,滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,生成粉红色沉淀,并将该沉淀分成两份

实验2
取一份实验1中所得的粉红色沉淀,加入3%的H2O2溶液,粉红色沉淀立即变为棕褐色
反应的化学方程式为
 
实验3
向实验2得到的棕褐色沉淀中滴加浓盐酸,固体逐渐溶解,并有黄绿色气体产生
反应的离子方程式为

实验4
取另一份实验1中所得的粉红色沉淀,滴加浓盐酸,粉红色沉淀溶解,未见气体生成
酸性条件下,Cl2、Co(OH)2、Co(OH)3的氧化能力由大到小的顺序是  



一、选择题(每小题6分,共18分)
1.下列实验操作对应的现象和结论均正确的是(　　)
选项
实验操作
现象
结论
A
加热条件下,铜片与足量浓硫酸反应
有气泡生成,溶液变蓝
反应生成了Cu2+
B
向蔗糖中加入浓硫酸,并将所得气体通入紫色石蕊试液
紫色石蕊试液先变红后褪色
蔗糖与浓硫酸反应产生了具有漂白性的酸性气体
C
室温下,向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,过滤、洗涤,向洗净的沉淀中加稀盐酸
沉淀部分溶解且有无色无味气体产生
Ksp(BaCO3)Cl2
D.高铁酸钾是集氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭等特点为一体的优良的水处理剂

3.将SO2分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1 mol·L-1的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,探究体系中微粒间的相互作用,实验记录如表所示:

实验记录
pH变化

溶液中是
否产生沉淀
BaCl2溶液(无氧)中无白色沉淀、BaCl2溶液(有氧)中有白色沉淀
Ba(NO3)2溶液(无氧)中有白色沉淀、Ba(NO3)2溶液(有氧)中有白色沉淀
下列说法不正确的是(　　)
A.曲线a所示溶液pH降低的原因:SO2+H2OH2SO3H++HSO3-
B.曲线c所示溶液中发生反应:2Ba2++O2+2SO2+2H2O2BaSO4↓+4H+
C.与曲线a、b、c对比,可知曲线d所表示的过程中NO3-是氧化SO2的主要微粒
D.依据该实验预测0.2 mol·L-1的KNO3溶液(无氧)也可以氧化SO2
二、非选择题(共29分)
4.[15分]某实验小组用废铁屑(含少量S等元素)为原料制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体[K3Fe(C2O4)3·3H2O]并测定其组成。
实验一　制备硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]
某小组同学设计如图装置(夹持仪器略去),称取一定量废铁屑于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,在通风橱中置于50~60 ℃热水浴中加热,充分反应。待锥形瓶中溶液冷却后加入氨水,搅拌使其反应完全,制得浅绿色悬浊液。

(1)实验室保存浓氨水的方法是　　　　　　　　 　　　　　　。 
(2)烧杯中高锰酸钾溶液的作用是　　　　　　　　　 　　　　　。 
(3)写出锥形瓶中发生中和反应的离子方程式:　　　　　　　　 　　　。 
(4)要确保获得浅绿色悬浊液,实验过程中应注意的是　　 　(填序号)。 
a.保持铁屑过量　b.控制溶液呈强酸性　c.持续升高温度
实验二　制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体
实验小组用实验一锥形瓶中的悬浊液设计以下实验流程制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。

已知:25 ℃时,[Fe(C2O4)3]3-(aq)+SCN-(aq)[Fe(SCN)]2+(aq)+3C2O42-(aq)　K=10-16.2。
(5)写出步骤Ⅰ生成黄色沉淀(FeC2O4·2H2O)的化学方程式:　 。 
(6)步骤Ⅱ水浴加热需控制40 ℃的理由是 　。 
(7)小组同学欲检验晶体中含有Fe (Ⅲ),取少量晶体加入试管中,用蒸馏水充分溶解,向试管中滴入几滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。请判断上述实验方案是否可行并说明理由:　 。 
实验三　测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体中C2O42-的含量
小组同学准确称取m g晶体配制成250 mL溶液,取25 mL该溶液于锥形瓶中,加入3 mol·L-1硫酸10 mL,滴入二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,用c mol·L-1 K2Cr2O7标准液滴定至紫红色,平行实验三次,平均消耗标准液V mL。已知:Cr2O72-在酸性介质中被还原为Cr3+。
(8)晶体中C2O42-质量分数的表达式为　 。 
5.[2020安徽高中示范名校联考,14分]锰的化合物在工业、医疗等领域有重要应用。某兴趣小组模拟制备KMnO4及探究锰(Ⅱ)盐能否被氧化为高锰(Ⅶ)酸盐。
Ⅰ.KMnO4的制备:
MnO2K2MnO4KMnO4
反应原理
步骤一:3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O
步骤二:3K2MnO4+2CO22KMnO4+MnO2+2K2CO3
实验操作
步骤一:将一定比例的MnO2、KOH和KClO3固体混合加热,得到墨绿色的固体,冷却后加水溶解得到碱性K2MnO4溶液,加入烧杯C中。
步骤二:连接装置,检查气密性后装药品。打开分液漏斗活塞,当C中溶液完全变为紫红色时,关闭活塞停止反应,分离、提纯获取KMnO4晶体。
实验装置如图所示:

(1)检查装置A的气密性:关闭分液漏斗活塞,在B中加入蒸馏水至液面超过长导管口,用热毛巾捂住圆底烧瓶,若　　　　　　　　　　　　　　　,则说明装置气密性良好。 
(2)装置B中盛装的试剂是　　　 　。 
(3)反应结束后,若未及时分离KMnO4晶体,则会发现C中紫红色溶液变浅,其原因可能是　　　　 　　　　　。 
Ⅱ.该小组继续探究Mn2+能否被氧化为MnO4-,进行了下列实验:
装置图
试剂X
实验现象


①1 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液和1 mL 1.5 mol·L-1 H2O2溶液的混合液
生成a g棕黑色沉淀
②2 mL 0.1 mol·L-1 HNO3溶液
无明显现象
③2 mL 0.1 mol·L-1 HNO3溶液和少量PbO2
滴加HNO3溶液后试管内无明显现象,加入PbO2立即变为紫红色,稍后紫红色消失,生成棕黑色沉淀
已知:MnO2为棕黑色固体,难溶于水;KMnO4在酸性环境下缓慢分解产生MnO2。
(4) 实验①中生成棕黑色沉淀的离子方程式为　　　　 　　　　,
a=　　　　。 
(5)对比实验②和③,实验②的作用是　 。 
(6)甲同学认为实验③中紫红色消失的原因是在酸性环境下溶液中的Mn2+将MnO4-还原,请设计实验方案证明此推测成立:  。 
探究结果:酸性条件下,某些强氧化剂可以将Mn2+氧化为MnO4-。


一、选择题(每小题6分,共18分)
1.根据下列实验操作和现象能得出相应结论的是(　　)

实验操作
现象
结论
A
将过量SO2缓慢通入滴有酚酞的NaOH溶液中
溶液红色褪去
SO2具有漂白性
B
向1 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液中先滴加2滴0.1 mol·L-1 MgCl2溶液,再滴加2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
先生成白色沉淀,后生成红褐色沉淀
Ksp[Fe(OH)3]