高中化學(xué)——化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價例題和解答

1、課時作業(yè)50化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(145分70分)1某同學(xué)想用實驗證明高錳酸鉀溶液的紫紅色是MnO的顏色，而不是K的顏色，他設(shè)計的下列實驗步驟中沒有意義的是()A將高錳酸鉀晶體加熱分解，所得固體質(zhì)量減少B觀察氯化鉀溶液沒有顏色，表明溶液中K無色C在氯化鉀溶液中加入適量鋅粉振蕩，靜置后未見明顯變化，表明鋅與K不反應(yīng)D在高錳酸鉀溶液中加入適量鋅粉振蕩、靜置后見紫紅色褪去，表明MnO為紫紅色【解析】首先高錳酸鉀溶液中存在兩種離子：K和MnO，選項BC表明K無色且不與鋅反應(yīng)，再由選項D進一步說明MnO能與鋅反應(yīng)，靜置后紫紅色褪去，表明MnO為紫紅色?！敬鸢浮緼2

2、某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究鎂粉與FeCl3溶液反應(yīng)的機理，做了如下兩組實驗：將鎂粉投入冷水中，未見明顯現(xiàn)象；將鎂粉投入FeCl3溶液中，觀察到有氣泡產(chǎn)生，溶液顏色逐漸變淺，同時逐漸產(chǎn)生紅褐色沉淀。則下列有關(guān)鎂與FeCl3溶液反應(yīng)的敘述中正確的是()A鎂只與FeCl3溶液中的Fe3直接反應(yīng)B氣泡是由鎂與FeCl3溶液中的水直接反應(yīng)產(chǎn)生的C紅褐色沉淀是由鎂與水反應(yīng)生成的Mg(OH)2與Fe3反應(yīng)所得D氣泡是由鎂與FeCl3水解生成的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的【解析】根據(jù)實驗現(xiàn)象和物質(zhì)的性質(zhì)進行分析推論。FeCl3水溶液呈弱酸性是因為FeCl3水解產(chǎn)生鹽酸；FeCl33H2OFe(OH)33HCl，加入鎂粉，Mg

3、與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，故有氣泡產(chǎn)生，上述平衡正向移動，c(Fe3)減少，溶液顏色變淺，同時得到Fe(OH)3紅褐色沉淀?！敬鸢浮緿3某同學(xué)設(shè)計實驗證明NaOH溶液能使酚酞試液變紅是OH的性質(zhì)，其中沒有意義的是()A取KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2溶液分別與酚酞試液作用，觀察溶液顏色B取NaOH、NaCl、HCl溶液分別與酚酞試液作用，觀察溶液顏色C向滴有酚酞的25.0 mL 0.10 molL1鹽酸中，逐滴加入20.0 mL 0.10 molL1NaOH溶液，觀察溶液顏色的變化D向滴有酚酞的20.0 mL 0.10 molL1NaOH溶液中，逐滴加入25.0 mL 0.10 molL1鹽

4、酸，觀察溶液顏色的變化【解析】A是應(yīng)用的歸納法，即三種物質(zhì)的共性是都有OH；B由NaCl不能使酚酞變色可知，Na不能使酚酞變紅，而NaOH使酚酞變紅是因為OH；從C、D的比較中可知，D中顏色發(fā)生改變，則是由于OH的濃度引起的，而C中未變化不能說明OH能使酚酞變紅?！敬鸢浮緾4.實驗室常采用點滴板來完成部分實驗，既可節(jié)約藥品，又便于觀察實驗現(xiàn)象。圖中所示的實驗現(xiàn)象描述正確的是()裝有銅片的孔穴中溶液呈藍色裝有膽礬的孔穴中固體的顏色變淺裝有鐵片的孔穴中溶液呈淺綠色裝有蛋清的孔穴中溶液呈淺黃色ABC D【解析】銅與濃硫酸在加熱的條件下才反應(yīng)，常溫下不反應(yīng)，錯；濃硫酸具有脫水性。能將膽礬中的水脫去，使

5、藍色膽礬變成白色固體，正確；鐵片在常溫下遇濃硝酸發(fā)生鈍化，錯；蛋白質(zhì)遇濃硝酸發(fā)生顏色反應(yīng)而變黃，正確?！敬鸢浮緿5在實驗室進行物質(zhì)制備，下列從原料及有關(guān)試劑分別制取相應(yīng)的最終產(chǎn)物的設(shè)計中，理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟上合理的是()ACCOCO2Na2CO3BCuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2CFeFe2O3Fe2(SO4)3溶液DCaOCa(OH)2溶液NaOH溶液【解析】碳在空氣中燃燒直接可得CO2，A方案中設(shè)計CO還原CuO沒有必要；B方案制取Cu(OH)2需消耗大量貴重藥品AgNO3，不經(jīng)濟；點燃Fe得不到Fe2O3，而是得到Fe3O4，其中含有Fe2，故此方案制得的Fe2(SO4)

6、3不純；D方案制取NaOH溶液的方法是合理的?！敬鸢浮緿6如圖裝置進行實驗，將液體A逐滴加入到固體B中，下列敘述正確的是()A若A為濃鹽酸，B為MnO2，C中盛品紅溶液，則C中溶液褪色B若A為醋酸，B為貝殼，C中盛澄清石灰水，則C中溶液變渾濁C若A為濃氨水，B為生石灰，C中盛AlCl3溶液，則C中先產(chǎn)生白色沉淀后沉淀又溶解D實驗儀器D可以起到防止溶液倒吸的作用【解析】MnO2與濃HCl不加熱不發(fā)生反應(yīng)，不能產(chǎn)生Cl2，C中品紅溶液不褪色；NH3與AlCl3溶液反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，但Al(OH)3不會溶解到氨水中?！敬鸢浮緽D7下列各項裝置中間的試管收集濃硝酸和銅反應(yīng)所生成的氣體，最終可

7、使收集到的氣體中空氣的含量最少的是()【解析】收集NO2氣體是用向上排空氣法收集，要求收集的氣體中空氣的含量最少，則必須長進短出?！敬鸢浮緾8某工廠在生產(chǎn)中以氯化鈣為原料制取硝酸鈣，下列方案最可取的是()A將氯化鈣溶于水，加入硝酸銀溶液至反應(yīng)完全，濾出沉淀后把濾液蒸發(fā)結(jié)晶B將氯化鈣溶于水，加入硝酸，然后蒸發(fā)濃縮，使氯化氫揮發(fā)，硝酸鈣呈晶體析出C晶體氯化鈣直接跟濃硝酸共熱，使氯化氫揮發(fā)，剩下的晶體就是硝酸鈣D將氯化鈣溶于水，加入碳酸鈉溶液至反應(yīng)完全，濾出沉淀后，把沉淀用硝酸處理至酸性，蒸發(fā)結(jié)晶【解析】工業(yè)上制備物質(zhì)要考慮以下因素：反應(yīng)原理的可行性；原料的來源；生產(chǎn)設(shè)備的承受能力；生產(chǎn)的成本；對環(huán)

8、境是否造成污染等因素。A選項原理可行，但硝酸銀的價格過高，且重金屬易造成污染；B選項不僅反應(yīng)原理存在一定問題，同時對環(huán)境也有污染；C選項會造成環(huán)境的污染；D選項反應(yīng)原理正確，原料經(jīng)濟，且生產(chǎn)中也便于操作?！敬鸢浮緿9利用右圖裝置進行實驗，下列實驗結(jié)果能說明結(jié)論的是()A甲：鹽酸，乙：石灰石，丙：苯酚鈉溶液證明酸性：鹽酸H2CO3C6H5OHB甲：鹽酸，乙：硫化亞鐵，丙：溴水證明還原性：S2BrClC甲：水，乙：電石，丙：溴水證明穩(wěn)定性：H2OC2H2Br2D甲：濃鹽酸，乙：高錳酸鉀，丙：溴化鉀溶液證明氧化性：KMnO4Cl2Br2【解析】B項中，鹽酸與硫化亞鐵反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體硫

9、化氫與溴水作用，是氧化還原反應(yīng)但只能證明還原性：S2Br；C項中比較某些物質(zhì)的穩(wěn)定性不能用制取這些物質(zhì)的相互反應(yīng)來證明?！敬鸢浮緼D10在一定條件下，萘可以被硝酸和硫酸的混合酸硝化生成二硝基物，它是1,5二硝基萘和1,8二硝基萘的混合物，后者可溶于質(zhì)量分數(shù)大于98%的硫酸，而前者不能。利用這一性質(zhì)可以將這兩種液體分離。將上述硝化產(chǎn)物加入適量的98.3%的硫酸，充分攪拌，用耐酸漏斗過濾，欲從濾液中得到固體1,8二硝基萘，應(yīng)采有的方法是()A對所得的濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻、結(jié)晶B向濾液中緩緩加入水后過濾C向濾液中緩緩加入Na2CO3溶液后過濾D將濾液緩緩加入水中后過濾【解析】1,8二硝基萘可溶于98.

10、3%的濃硫酸中，1,5二硝基萘不溶，用耐酸漏斗分離即可。繼續(xù)將1,8二硝基萘從濃硫酸中分離出來，需要降低硫酸的濃度。如何降低濃硫酸的濃度，則要注意加入水或堿性溶液的方式(與濃H2SO4的稀釋相似)?！敬鸢浮緿11在下列實驗中，能達到目的的是()A用石墨做電極電解氯化銨濃溶液，最多只能得到2種氣體12某同學(xué)設(shè)計下列方法對A鹽的水溶液進行鑒定：B標準狀況下，將2 g鋁片投入到20mL 18 molL1的硫酸中制取氫氣C向某無色溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，若生成白色沉淀，再加稀鹽酸沉淀不消失，則可確定該溶液中一定含有SOD不用其他試劑，只利用液體間的兩兩混合就能鑒別酒精、四氯化碳、甲苯、溴水和N

11、aHCO3溶液【答案】D由此得出的以下結(jié)論中，不正確的是()AD溶液中有Fe(SCN)2B濾液中有Fe3C淺黃色沉淀B為AgBr DA一定為FeBr3【解析】A可能為FeBr2或FeBr3或FeBr2和FeBr3的混合物，因為向A中加酸化的AgNO3時，F(xiàn)e2可被氧化成Fe3。【答案】D13銅鋁合金廣泛用于制造建筑材料和化工管道。某化學(xué)小組為測定一定質(zhì)量的某銅鋁合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了如下實驗方案：方案：銅鋁合金測定生成氣體的體積方案：銅鋁合金測定剩余固體的質(zhì)量下列有關(guān)判斷中不正確的是()A溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液B若溶液B選用濃硝酸，則測得銅的質(zhì)量分數(shù)偏小C溶液A和B均可選用稀

12、硝酸D實驗室中方案更便于實施【解析】銅鋁合金中只有Al與鹽酸或NaOH溶液反應(yīng)，測定生成氣體的體積，即可得出Al的質(zhì)量，繼而求出其質(zhì)量分數(shù)，故A正確；因Al被濃HNO3鈍化，使剩余固體的質(zhì)量增重，測出銅的質(zhì)量分數(shù)偏小，故B正確；Cu、Al均能與稀HNO3反應(yīng)而無法測出其質(zhì)量分數(shù)，故C錯誤；測定剩余固體質(zhì)量比測定氣體體積簡單，測定的數(shù)據(jù)相對較少，故D正確?！敬鸢浮緾14某同學(xué)設(shè)計了如下圖所示的裝置：用細鐵絲把米粒大小的紅磷送入玻璃管中，加熱紅磷，開始時紅磷與玻璃管內(nèi)的空氣發(fā)生燃燒，不久在兩側(cè)約2厘米遠處內(nèi)壁各有一薄層白磷(部分帶黃色)析出，待紅磷剩不多時停止加熱。有關(guān)該實驗的說法中不正確的是()

13、A內(nèi)壁有一薄層白磷出現(xiàn)是因為紅磷升華成蒸氣后冷凝所致B過一會連續(xù)而緩慢地送入空氣，玻璃管內(nèi)會發(fā)光，燒瓶內(nèi)產(chǎn)生大量白煙C試管中的藍色石蕊溶液會變紅色D待燒瓶中的白煙消失后，燒瓶中會出現(xiàn)紅色噴泉【解析】紅磷在加熱后發(fā)生升華，冷卻后得到白磷，而白磷在空氣中會發(fā)生自燃，生成P2O5白色固體，溶于水生成磷酸而使指示劑變色，但由于用導(dǎo)管與空氣相連，所以不會形成噴泉?！敬鸢浮緿二、簡答題(30分)15某無色混合氣體中可能含有乙烯、二氧化碳、二氧化硫和氧氣，為確定其中一定含有二氧化碳、二氧化硫，有甲、乙、丙3位同學(xué)分別設(shè)計下述實驗方案，并都認為：如果觀察到的現(xiàn)象與自己設(shè)計的方案一樣，就可確認無色氣體中一定含有

14、二氧化碳和二氧化硫。試用簡要語言評價上述實驗各方案是否嚴密？并說明原因。(1)方案甲_。(2)方案乙_。(3)方案丙_?！窘馕觥恳蚧旌蠚怏w中可能含C2H4、CO2、SO2、O2，當(dāng)混合氣體通過酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色時，可能是C2H4，也可能是SO2反應(yīng)引起的，無法確定一定含SO2，因此甲、乙方案設(shè)計不嚴密。而上述混合氣體中能使品紅溶液褪色的只有SO2，且品紅溶液顏色變淺而不是褪色，說明SO2完全被吸收，再通過石灰水變渾濁，說明一定含有CO2?！敬鸢浮?1)不嚴密。有乙烯的干擾(2)不嚴密。有乙烯的干擾(3)嚴密。上述氣體中只有SO2能使品紅溶液褪色，通過足量品紅溶液后，除去二氧化硫，若剩余

15、氣體能使澄清石灰水變渾濁，則一定有CO2存在16.濃H2SO4和木炭在加熱時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2H2SO4(濃)CCO22H2O2SO2請從下圖中選用所需的儀器(可重復(fù)選用)組成一套進行該反應(yīng)并檢出反應(yīng)產(chǎn)物的裝置?，F(xiàn)提供濃H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液試劑自選。(連接和固定儀器用的玻璃管、膠管、鐵夾、鐵架臺及加熱裝置等均略去)將所選的儀器按連接順序由上至下依次填入下表，并寫出該儀器中應(yīng)加試劑的名稱及其作用。選用的儀器(填字母)加入的試劑作用【解析】先根據(jù)實驗?zāi)康?，再結(jié)合化學(xué)反應(yīng)，確定需要檢驗的產(chǎn)物有哪幾種：然后，根據(jù)產(chǎn)物性質(zhì)及檢驗時的干擾情況，確定檢驗產(chǎn)物成分的先后順序；

16、最后，根據(jù)A、B、C裝置及所裝試劑狀態(tài)，選擇合適的試劑和裝置。木炭與濃H2SO4反應(yīng)有三種產(chǎn)物：水蒸氣、二氧化硫、二氧化碳，一般用品紅溶液檢驗二氧化硫，用澄清石灰水檢驗二氧化碳，而二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故應(yīng)先檢驗二氧化硫，并除盡二氧化硫之后，再檢驗二氧化碳；因為檢驗二氧化硫、二氧化碳都要用到水溶液試劑，氣體從水溶液中導(dǎo)出必帶有水蒸氣，故水蒸氣應(yīng)最先檢驗。即實驗設(shè)計思路：木炭與濃H2SO4反應(yīng)制氣體檢驗水蒸氣檢驗二氧化硫除去二氧化硫檢驗二氧化硫是否除盡檢驗二氧化碳?！敬鸢浮窟x用的儀器(填字母)加入的試劑作用C濃H2SO4與木炭反應(yīng)器(或發(fā)生氣體)B無水CuSO4檢出H2OA品紅溶液檢出

17、SO2A酸性KMnO4溶液吸收余下的SO2A澄清石灰水檢出CO217.某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了金屬的知識后，為了解Cu的常見化合物性質(zhì)，運用類比學(xué)習(xí)的思想提出如下的問題，進行探究。請你協(xié)助該小組的同學(xué)完成下列研究?！咎岢鰡栴}】Cu的金屬活潑性小于Al，Al(OH)3具有兩性，Cu(OH)2也具有兩性嗎？通常情況下2價Fe的穩(wěn)定性小于3價Fe，1價Cu的穩(wěn)定性也小于2價Cu嗎？CuO能被H2、CO等還原，也能被NH3還原嗎？【實驗方案】(1)解決問題需用到的藥品有CuSO4溶液、_(填試劑)，同時進行相關(guān)實驗。(2)解決問題的實驗步驟和現(xiàn)象如下：取98 gCu(OH)2固體，加熱至8

18、0100 時，得到黑色固體粉末，繼續(xù)加熱到1000 以上，黑色粉末全部變成紅色粉末A。冷卻后稱量，A的質(zhì)量為72 g。向A中加入適量的稀硫酸，得到藍色溶液，同時觀察到容器中還有紅色固體存在。據(jù)此可推得，A的化學(xué)式為_。(3)為解決問題，設(shè)計的實驗裝置為(夾持及尾氣處理裝置未畫出)：實驗中觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO4變藍色。同時生成一種無污染的氣體?！緦嶒灲Y(jié)論】(1)Cu(OH)2具有兩性。證明Cu(OH)2具有兩性的實驗現(xiàn)象是_。(2)根據(jù)“實驗方案(2)”，得出的1價Cu和2價Cu穩(wěn)定性大小的結(jié)論是_；_。(3)CuO能被NH3還原。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ _?！締栴}討論】有同學(xué)認為NH3與CuO反應(yīng)中生成的紅色物質(zhì)是Cu，也有同學(xué)認為NH3與CuO反應(yīng)中生成