专题83 实验方案设计与评价(解析版)

专题 3 实验方案设计与评价【名师预测】高考对本专题内容主要从三方面考查：利用限定的仪器装置、药品，根据题目要求进行实验方案的 设计；给出部分实验环节，根据题目要求设计完整的实验；对给出的实验方案做出科学的评估，选择 最佳方案。复习时要掌握发生装置、干燥方法、收集方法，牢记气体制备的反应原理，理清关系，熟记评 价切入点一一从安全 防倒吸、防暴沸、尾气处理、可行、简约等进行评价分析。题型主要有选择题及II 卷中的综合实验题，将教材实验进行创新，融合实验基本操作、物质的制备与性质实验设计、化工流程、 数据分析和处理等综合考查考生的实验能力。知识精讲】、体系构建实船方案的设H-Jrftt二、探究型实验方案设计(1) 明确目标，根据题目要求，找出该题需要解决的最终目标。(2) 论证原理，根据探究的目的，需要用哪些原理，如证明某物质具有氧化性，那就需要用氧化还原反 应原理。(3) 结合信息，合理利用题目中的信息，以便于方便选择仪器和试剂。(4) 分析问题，根据上述目标，结合题目所给信息，分析解决该问题可能涉及的所学知识，即利用所学 知识，分析解决该问题。(5) 注意细节，在解决该类问题时，注意分析实验原理是否正确可行，实验操作是否安全合理，实验步骤是 否简单方便，实验现象是否突出明显。三、物质制备型实验方案设计(1) 认真阅读题干，提取有用信息。(2) 仔细观察装置图(或框图)，联想熟悉的实验，观察装置图(或框图)，找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一 实验相似的地方，分析每件仪器中所装药品的作用。(3) 通读问题，整合信息，把所有的问题进行综合分析，运用题给信息和化学基础知识做出正确答案。四、化工流程型实验方案设计工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。审题的重点要放在与 题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度(原料是否廉价易得)、环保角度(是否符合绿色化学的 要求)、现实角度等方面考虑；解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部， 后全盘，逐步深入。(1) 明确原料和产品(包括副产品)，即箭头进出方向。(2) 依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应知其然，弄清有关反应原 理，明确目的(如沉淀反应、除杂、分离)知其所以然。(3) 联系储存的知识，有效地进行信息的利用，准确表述和工整书写。五、实验评价 对几个实验方案进行评价，主要是看是否正确、严密、准确、可行。另外有无干扰、是否经济、是否 安全、有无污染等也是要考虑的。1可行性方面(1) 分析实验方案是否科学可行；(2) 实验操作是否安全合理；(3) 实验步骤是否简单方便；(4) 实验效果是否明显。2绿色化学方面(1) 实验过程中是否造成环境污染；(2) 原料是否无毒、安全、易得；(3) 原料利用率及反应速率是否较高。3从安全性方面对实验方案做出评价化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：(1) 净化、吸收气体，当熄灭酒精及左边有挥发性液体加热，气压不恒定时(如乙酸乙酯的制备)要防止液体倒吸；(2) 进行某些易燃易爆实验时要防止爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)；(3) 防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；(4) 污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；(5) 防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)。4从规范性方面(1) 冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流 装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；(2) 易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；(3) 仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；(4) 其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。5最佳方案的选择 几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容易取得、价格 低廉，现象明显，干扰小，无污染。6从评价的主要针对点来看，实验综合题可分为装置评价型和原理评价型两类。(1) 实验装置的评价：对比各方案装置，从装置的合理性、操作的简便可行等方面进行全面分析，优选最佳 装置。(2) 实验原理的评价：紧扣实验目的，对各方案的原理综合考虑，从原理是否科学正确、是否节省原料、涉 及的操作是否简便易行、是否误差较小等方面进行全面分析，设计或优选出最佳方案。六、实验题的答题规范(一) 沉淀洗涤题1洗涤沉淀的目的(1) 若滤渣是所需的物质，洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质，得到更纯净的沉淀物。(2) 若滤液是所需的物质，洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣，把有用的物质如目标产物尽可能洗出来。 2常用洗涤剂(1) 蒸馏水：主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质。(2) 冷水：除去沉淀的可溶性杂质，降低沉淀在水中的溶解度而减少沉淀损失。(3) 沉淀的饱和溶液：减小沉淀的溶解。(4) 有机溶剂(酒精、丙酮等)：适用于易溶于水的固体，既减少了固体溶解，又利用有机溶剂的挥发性，除去 固体表面的水分，产品易干燥。3与沉淀有关的操作的答题规范(1) 沉淀剂是否过量的判断方法：静置，向上层清液中继续滴加少量沉淀剂，若无沉淀产生，则证明沉淀剂 已过量；(2) 洗涤沉淀操作：将蒸馏水等洗涤液沿着玻璃棒注入到过滤器中至浸没沉淀，待水或洗涤液滤出，重复23 次即可；(3) 判断沉淀是否洗净的操作：取少量最后一次洗涤滤液，滴加xxx(试剂)，若没有xxx现象，证明沉淀已经 洗净。(二) 溶液中的溶质转化为晶体的操作1. 溶解度受温度影响较小的：蒸发-结晶-过滤-洗涤-干燥；2溶解度受温度影响较大或带结晶水的：蒸发浓缩 冷却结晶过滤洗涤干燥。注意：对于A1C13、FeCl3等会水解的物质，必须在HC1等酸性气体的氛围中加热结晶水合物(不断地通入 干燥的HC1)；对于FeCl2等易被空气氧化的物质，可以在N2等惰性气体的氛围中蒸发浓缩。(三) 综合实验中仪器的组装1 .气体制备流程2. 操作先后流程(1) 装配仪器时：先下后上，先左后右。(2) 加入试剂时：先固后液。(3) 实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，然后点燃酒精灯。(4) 净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气。(5) 检验混合气体时：先检验水蒸气，再检验并除去性质较活泼气体，最后检验其他气体。如制乙烯时混有 少量S02、CO2及水蒸气，应先用无水CuSO4检验水蒸气，再用品红检验S02,饱和Na2SO3溶液除去SO2, 然后用酸性KMnO4溶液检验乙烯或用石灰水检验C02。(6) 防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。如实验室用加热法制氧气，应先取出导气管再停止加热。(7) 防氧化实验：往往是最后停止通气。如氢气还原氧化铜时先通氢气再加热，实验完毕时，先停止加热待 冷却后再停止通氢气。(四) 实验条件的控制1常见的实验条件控制Mg换应丙Jtt不同而甘致产物不何状态控物頂的狀能对反应谨率的世响黴帖控一诸秋的禰碱性対优購丘应的倉旳L反应闵氷度不同両导救产物不同应应因温度不同血导败产物T不同廉应需攻变堤率2控制实验条件的目的分析实验条件的控制答题要考虑的角度调节溶液pH(1)目的:使某种或某些离子转化为沉淀，而目标离子不转化为沉淀以达到分离的目的； 抑制某微粒的水解调节pH的方式多为加入某种能消耗H+且不引入新杂质的物质，每种离子都有开始 沉淀和沉淀完全的两个pH, 定要正确控制pH的范围(杂质离子沉淀完全、目标离子 不沉淀)。如要除去Cu2 +中混有的Fe3 +,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等来调 节溶液的pH控制体系的温度(1) 控制低温的目的：防止某反应物及目标产物分解，如NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、 AgNO3、HNO3(浓)等；防止某反应物或目标产物挥发，如盐酸、醋酸和氨水等；抑 制物质的水解；反应放热，低温使反应正向进行；避免副反应的发生；沸点较高 物质的液化收集。(2) 控制某一温度范围的目的：低温反应速率慢，高温消耗能源；确保催化剂的催化 效果，兼顾速率和转化率，追求更好的经济效益；防止副反应的发生，如乙醇的消去 反应需迅速升温至170 C,防止140 C时生成乙醚。(3) 米取加热的目的：加速某固体的溶解；减少气体生成物的溶解并加速其逸出； 一般是加快反应速率；使平衡向需要的方向移动；趁热过滤，防止某物质降温时会 析出而损失或带入新的杂质控制体系压强改变速率，影响平衡；减压蒸馏，避免目标产物发生热分解覆盖煤油等隔绝空气或氧气对实验的影响五)气体体积的测定与读数气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。测量气体体积的常用方法：直接测量法。如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。E反 应:lF测量前A装置可先通过调整左右两管的高度使左管（有刻度）充满液体，且两管液面相平。C 装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以 直接测量。D 装置：用于测量混合气体中被吸收（或不被吸收）的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量 气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。解答该量气装置读数时的答题模板：将XXXX恢复至室温。调节XXX与XXX两端液面相平。视线与XXX 在同一水平线上。E 装置：直接测量固液反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积（一般适合滴 加液体量比较少的气体体积测量）。（2）间接测量法。如 F 装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。【典题精练】考点 1、考查实验方案设计例1.将绿矶（FeSO47H2O）隔绝空气条件下加强热分解，已知产物全部为氧化物，为探究绿矶分解的反应产物， 某同学进行了以下实验：【实验一】为探究固体产物中铁元素的价态，该同学将固体产物溶于足量的稀硫酸得到相应的溶液，进行 以下猜想和实验：冊患实喩揀惟预期现象措想-铁处素CD取胡被样品，滴 A KSCW轉義； 戢稱液样品爛 人稀腑件KMnt)加人K3CN懈戒无罂曲性KMuO懈液绮想：铁元累加人KSCN廨就呈 色；晞然性KM：n辯蔽 戯色无变化显十乳十3 ft期A KSt/N幣液呈 红色r穡酸性KMnf?济液实验二】为进一步探究该反应的产物，进行了如图所示的实验：(1)实验开始时，点燃C处酒精喷灯之前应先打开活塞通co2.其目的是(2) 饱和NaHCO3的作用是，其水溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示)。(3) 该组同学称取了55.6 g 绿矾按如图装置进行实验，待绿矾分解完全后， E 瓶中只出现白色沉淀且质量为23.3 g； C中固体产物加入足量稀硫酸中，固体产物全部溶解，取溶液样品，加入KSCN，溶液呈红色，取 另一份溶液，加入酸性KMnO4溶液，不褪色。根据这些实验现象和数据，可以得知绿矶分解的化学方程式 为。(4) 该组同学设计的装置存在着一个明显的缺陷是。解析：实验一根据猜想三，结合预期现象，猜想一：铁元素只显42价，酸性KMnO4溶液褪色；猜想二： 铁元素只显+3价，加入KSCN溶液呈红色。实验二(1)实验开始时，点燃C处酒精喷灯之前应先打开活塞通CO2，目的是赶走装置内的空气，避 免影响测定结果。(2) 由石灰石和盐酸反应制取的CO2气体中有HC1杂质，必须除去，所以饱和碳酸氢钠溶液的作用是除 去CO2中的HC1； NaHCO3溶液是弱酸的酸式盐,HCO亍的水解程度大于其电离程度，导致其水溶液呈碱性， 用离子方程式表示为HCO亍+H2O=H2CO3+OH-。(3) 55.6 g绿矶FeSO47H2O的物质的量是0.2 mol,由于CO2、SO2不会和氯化钡反应，所以，产生的沉 淀就只能是硫酸钡，即n(SO3) = 0.1 mol,根据硫原子守恒，结合产物全部为氧化物,则反应中还有0.1 mol SO2产生，0.1 mol SO2得0.2 mol电子，故0.2 mol Fe2+失0.2 mol电子生成Fe3+,即产物中还有Fe2O3，依据电子守恒配平书写化学方程式为2FeSO47H2O=珏2O3 + SO2T + SO3T + I4H2O。(4) 二氧化硫有毒不能排放到空气中去，需要尾气吸收。答案：实验一+2 褪去 +3 红实验二(1)赶走装置内的空气(2) 除去 CO2 中的 HCl HCO亍+H2O=H2CO3+OH-(3) 2FeSO 7H2O=于e2O3+SO2f + SOJ +140(4) 未进行尾气处理思维建模：第三步第四步0第五步说计 操作期骤分析 得出給论寻求能够证明或检验假设 的方法根据设想的方抉设计合理 的操作方法吋少骤楸据物质何性质提出合理 的假设依据实验现象和数摇、粽 合分析得出銮验结论认克审懸*明确实验的目 的和要求，明确实验原理提出合理假设讦-求 验证方法明确目的原理考点 2、考查化学实验方案评价例 2.硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。铜不能与稀硫酸直接反应，某化学兴趣小组将适量浓硝酸分多次加入铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体 (装置如图 1、2 所示)。(1)图 1 烧瓶中发生反应的离子方程式为图2是图1的改进装置，其优点有：:(3)为符合绿色化学的要求，该小组进行如下设计：方案 1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器 B 中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化 铜与稀硫酸反应。方案 2：将空气或氧气直接通入铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向混合物中加FeSO4溶液或Fe2(SO4)3溶液，即发生反应。反应完全后向其中加物质甲调节pH至34,产生Fe(OH)3沉 淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用。已知 Fe(OH)3 和 Cu(OH)2 完全沉淀时的 pH 分别为 3.7、6.4请回答下列问题： 方案 1 中仪器 B 的名称是。 方案 2 中物质甲是(填字母)。aCaObCuCO3cCaCO3以加入 FeSO4 为例，用离子方程式解释反应发生的原因： 。方案3：将3.2 g铜丝放入45 mL 1.5 mol/L的稀硫酸中，控温在50 C。加入18 mL 10%的H2O2溶液, 反应0.5小时后，升温到60 C,持续反应1小时后，过滤、蒸发、结晶、减压抽滤后，用少量95%的酒精 淋洗后晾干，得10.6 g CuSO45H2O。 上述三种方案中，更符合绿色化学理念的是(填“方案1”、“方案2”或“方案3”),理由是解析： (1)铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，随着反应进行，浓硝酸变成稀硝酸，稀硝酸和铜反 应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为Cu+4H +2NO亍=CW +2NO2f+2H2O、3Cu+8H+ + 2NO 亍=3CW +2NOf+4H2O。(2)反应中会产生NO,由于NO与NaOH溶液不反应，故应向氢氧化钠溶液中通入空气(或氧气)，装置 2 中在尾气吸收装置之前连接集气瓶，通入氧气有利于氮氧化合物的完全吸收，同时起安全瓶作用，防止倒 吸。(3)高温灼烧固体应在坩埚中进行，方案1将铜粉在坩埚中反复灼烧。由于溶液酸性较强，欲使Fe3 +沉淀，需加入某种试剂减小H+浓度，但又不能引入新杂质。CaO能减小H+浓度，但引入钙离子，a项错 误；CuCO3能减小H+浓度，过量的CuCO3可以过滤除去，不引入新杂质，b项正确；CaCO3引入钙离子， c项错误。上述三种方案中，更符合绿色化学理念的是方案3,理由是方案1需要灼烧，消耗能源多；方 案2所得产品中含有杂质；方案3几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高。答案：(1)Cu+4H+2NO亍=评 +2“02+2电0、3Cu+8H+2NO亍=$Cu2 +2NOf+4H2O(2) 防止倒吸有害气体能被完全吸收(3) 坩埚b 4Fe2 +O2+4H+=4F +2H2O 2Fe3 +Cu=2FW +Cu2 + 方案 3 方案 1 需 要灼烧，消耗能源多；方案2所得产品中含有杂质；方案3几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高 【名校新题】1. (2019山东高三开学考试)用分液漏斗向锥形瓶中滴加液体至过量，下列对锥形瓶中现象的预测符合实 际情况的是选项锥形瓶分液漏斗预测现象A酸性KMnO4溶液h2o2溶液溶液紫红色逐渐褪去且产生大量气泡BNa2S溶液久置氯水生成淡黄色沉淀CFe(OH)3 胶体盐酸产生红褐色沉淀DNa2CO3溶液H2BO3 溶产生大量气泡液AABBCCDD【答案】A【解析】A酸性高锰酸钾可将H2O2氧化成氧气，因此溶液紫红色逐渐褪去且产生大量气泡，故A正确；B 久置氯水会变成盐酸，无强氧化性，加入Na2S溶液不会生成淡黄色沉淀，故B错误；C向Fe（OH）3胶体中 滴加盐酸至过量，先产生红褐色沉淀（胶体聚沉），然后沉淀又逐渐溶解（酸碱中和），故C错误；D硼非金属 性比碳弱，因此H3BO3酸性弱于H2CO3，向Na2CO3溶液中加H3BO3溶液不产生大量气泡，D错误。答案 选 A。2.（2019山东高三开学考试）下列实验操作正确且能达到实验目的的是（）选项实验目的实验操作A除去CO2中的HC1气体依次通过盛有饱和Na2CO3溶液和浓硫酸的洗气瓶B由氯化铵溶液获取氯化铵晶体将氯化铵溶液置于蒸发皿中，蒸干氯化铵溶液获取氯化铵晶体C测氯水的pH用干燥的玻璃棒蘸取氯水，点在pH试纸中部，过一会与 标准比色卡比对，读数D除去溴苯中的溴加入稀NaOH溶液，振荡、静置分液AABBCCDD答案】 D【解析】A. CO2和Na2CO3溶液反应，不符合除杂“不减”的基本原则；可以使用饱和碳酸氢钠溶液，A错误;B. 蒸干氯化铵溶液，氯化铵发生水解生成氨气，加热会加速水解，最终无法得到氯化铵晶体， B 错误； C. 氯 水中含有强氧化性的次氯酸，具有漂白性，无法用pH试纸与标准比色卡比对，C错误；D. NaOH溶液与溴苯中的溴反应，并分层，利用分液漏斗可做到分离提纯，D正确；答案选D。3. (2019山东高三开学考试)如图是某兴趣小组的探究性实验图示，有关说法合理的是()IILJ过蚩10小时n1 1 1 71 _ 1 1| |匸二 1XYZA. 若X中溶液为FeCl2溶液，则Z中最终可生成Fe(OH)2沉淀B. 若X中溶液为新制的饱和氯水，则烧杯中液体的漂白性：XYZC. 若X中溶液为NH4C1溶液，则烧杯中液体的pH： XZD. 若X中溶液为AlCl3溶液，可通过丁达尔现象证明Z中是否存在Al(OH)3胶体【答案】D【解析】石灰石(CaCO3)加入，根据沉淀溶解平衡和弱电解质的电离平衡有：CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq), CO32-+H+口 HCO因此可以调节溶液的 pH。A. 若X中溶液为FeCl2溶液，FeCl2是强酸弱碱盐，Fe2+发生水解，生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2在空 气中易被氧气氧化，则Z中最终可生成Fe(OH)3沉淀，A错误；B. Cl2+H2O口 H+Cl-+HClO,碳酸钙使 平衡正向移动。Y中HC1O的浓度最大，z中HClO的浓度最小，所以三只烧杯液体的漂白性:Y X乙故 B错误；C.若X中溶液为NH4Cl溶液，X中溶液呈酸性，加入石灰石后与溶液中H+反应，溶液碱性增强， 则烧杯中液体的pH： XvZ, C错误；D.若X中溶液为AlCl3溶液，铝离子水解形成Al(OH)3, Z中是否存 在A1(OH)3胶体，可以通过丁达尔现象证明，D正确；答案选D。4. (2019山东高考模拟)用下列实验装置能达到实验目的的是(部分夹持装置未画出)制取二氧化硫气体【解析】A.该实验为蒸馏，温度计水银球应置于蒸馏烧瓶支管处，以便测量蒸汽的温度,A错误；B.该实验 为蒸发，蒸发指蒸去溶剂从而得到溶质固体，因而蒸发NaCl溶液获得NaCl晶体，B正确；C.铜与浓硫酸 反应需要加热，该装置中未添加酒精灯， C 错误；D.过氧化氢与二氧化锰反应生成的氧气会从长颈漏斗溢出，从而无法测量化学反应速率，应该用分液漏斗， D 错误。故答案选 B。5. （2019山东高考模拟）下列图示（加热装置省略，其序号与选项的序号对应）的实验操作，能实现相应实验目的的是A. 探究乙醇的催化氧化竺、无水酸性口KMnQ.ffl 涪掖圈B. 实验室制取并收集少量纯净的氯气KMnO 一固体fflNiOH溶液C. 研究催化剂对过氧化氢分解速率的影响li“L（kU!nKil LCF克阖）比常液ipkrxi. iiuni rD.实验室制备少量NO【答案】C【解析】A、乙醇也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，无法判断酸性高锰酸钾溶液褪色的原因是乙醛还是乙醇， 故A错误；B、因盐酸易挥发，收集到的氯气中混有氯化氢和水，故B错误；C、研究催化剂对反应速率的 影响，加入的溶液的体积相同，金属离子和过氧化氢的浓度也相同，符合控制变量法的原则，可达到实验 目的，故C正确；D、NO易被空气中氧气氧化，应用排水法收集，故D错误；故选Co6. （2019山东济南外国语学校高考模拟）用下列实验方案及所选玻璃仪器（非玻璃任选），就能实现相应实 验目的的是（）序实验目的实验方案所选玻璃仪器号A除去KNO3中少量NaCl将混合物制成热的饱和溶液，冷却结晶，过滤酒精灯、烧杯、玻璃棒B证明 HClO 与 CH3COOH的酸性强弱同温下用pH试纸测定浓度为0.1mol/LNaClO 溶液和0.1mol/LCH3COONa 溶液玻璃棒、玻璃片C检验蔗糖水解产物且具有还原性向蔗糖容易中加入几滴稀硫酸，水浴加热5分钟，再向其中加入新制银氨溶液，水浴加热试管、烧杯、酒精灯、滴管D配制1L1.6%的硫酸铜溶液（其密度为1.0g/mL）将25gCuSO45H2O溶解在975g水中烧杯、量筒、玻璃棒AABBCCDD【答案】D【解析】A、过滤需要漏斗，故不选A； B、NaClO水解生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，不能用pH试纸 测其pH，故不选B； C、检验蔗糖是否水解，应该向水解后的溶液中加氢氧化钠溶液中和酸，再向其中加 入新制的银氨溶液，并水浴加热，故不选C； D、1L1.6%的硫酸铜溶液中溶质的物质的量为0.1mol,将 25gCuSO45H2O 溶解在 975g 水中，溶液质量为 1000g，25gCuSO5H2O 中 n（CuSO4）=0.1mol,故选 D。7. （2019山东高考模拟）某化学学习小组用如下图所示装置制备、收集Cl2，并进行性质验证实验（夹持 装置略去）。下列说法正确的是（ ）A. 用KMnO和浓盐酸制备Cl时，只选42B. 用于Cl2收集时，a为进气口C. 中加入NaBr溶液和CCl，通入Cl2反应后振荡、静置，下层溶液呈橙红色42D. 中通入Cl2使品红溶液褪色后，取出溶液加热可恢复红色【答案】C【解析】A.KMnO4和浓盐酸反应制备Cl2，不可行，高锰酸钾可溶于水，氯气可以从长颈漏斗中逸出。 选可达到实验目的，故A项错误；B.排空气法收集氯气时，因氯气的密度比空气大，则应从b进气，故 B项错误；C. Cl2的氧化性比Br2大,通入NaBr溶液中，会发生氧化还原反应生成Br2,进而被CC14萃取在 下层溶液中，显橙红色，故C项正确；D. Cl2能使品红溶液褪色，主要是发生了氧化还原反应，不可逆，因 此取出溶液加热不能恢复红色，故D项错误；答案选Co8. （2019山东高考模拟）下列有关实验操作的叙述合理的是A. 用pH试纸检测气体的酸碱性时，需要预先润湿B. 蒸馏实验中，忘记加沸石，应立即趁热加入沸石C. 要量取15.80mL溴水，须使用棕色的碱式滴定管D. 用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中混有的Fe2+【答案】 A【解析】A.由于气体只有溶于水才能显示酸碱性，所以用pH试纸检测气体的酸碱性时，需要预先润湿， 故A项正确；B.蒸馏实验中，忘记加沸石，需要先冷却后再加入沸石，以防暴沸，故B项错误；C.溴水 具有强氧化性，应该用酸式滴定管量取，故C项错误；D.由于Cl-能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中混有的Fe2+，故D 项错误。故选Ao9. （2018山东青岛二中高三期中）用下列实验方案及所选玻璃容器（非玻璃容器任选）就能实现相应实验目的是实验目的实验方案玻璃仪器A除去kno3中少量 NaCl将混合物制成热的浓溶液，冷却结晶，过滤酒精灯、烧杯、玻璃棒B证明 CH3COOH的酸性强弱用pH试纸测定0.1mol/LCH3COONa溶液的pH玻璃棒玻璃片C证明AgBr的溶度积比AgCl小向AgNO3溶液中先滴加NaCl溶液，出现白色沉淀后，再向其中滴加同浓度的NaBr溶液试管、滴管D配制1L16%的CuSO4溶液（溶液密度Mg/mL）将25gCuSO45H2O溶解在975g水中烧杯、量筒、玻璃棒A. A B. B C. C D. D【答案】B【解析】A.过滤时还需要用漏斗，该实验中没有漏斗，选项A错误；B、用pH试纸测定0.1mol/LCH3COONa 溶液的pH, pH7，证明CH3COOH为弱酸，所需要玻璃仪器有玻璃棒、玻璃片，选项B正确；C、加入氯 化钠溶液需过量，然后滴加溴化钠，如果出现淡黄色沉淀，说明溴化银的溶度积比氯化银的小，使用的玻 璃仪器是试管和滴管，选项C错误；D.1L 16%的CuSO4溶液（溶液密度近似为1g/mL）中溶质的物质的量 是1mol,溶液的质量是1000g, 25g CuSO45H2O中硫酸铜的物质的量是0.1mol，选项D错误；答案选B。10. （2019山东省实验中学高三月考）实验室验证钠能与二氧化碳发生反应，并确定其产物的装置如图所 示（已知：PdC12溶液遇CO能产生黑色的Pd），下列说法错误的是A. 装置的仪器还可以制取H2、NH3等气体B. 装置中石灰水变浑浊后，再点燃酒精灯C. 装置中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4D. 装置中有黑色沉淀，发生的反应是PdC12+CO+H2O=Pd；+CO2+2HC1【答案】C【解析】固体和液体不加热反应制备气体，锌和稀硫酸反应制氢气，氧化钙和浓氨水反应制备氨气都可以 用装置，A正确；金属钠与空气中的氧气、水蒸气等发生反应，因此实验之前，用二氧化碳气体排出装 置内的空气，当看到装置中石灰水变浑浊后，空气已排净，再点燃酒精灯，B正确；反应产生的二氧化 碳气体含有氯化氢和水蒸气，因此先用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢，（因为碳酸钠溶液与二氧化碳反应）， 再用浓H2SO4吸收水蒸气，C错误；根据题给信息可知，PdCl2被CO还原为黑色的Pd,反应 PdCl2+CO+H2O=PdJ+CO2+2HCl, D 正确；正确选项 C。11. （2019 临沂第十九中学高考模拟）四氯化锡（SnCl4）用作媒染剂和有机合成上的氯化催化剂。实验室制 备四氯化锡的装置如下图（部分夹持装置已略去）。已知：金属锡熔融时通入干燥氯气反应可生成四氯化锡; 无水四氯化锡熔点-33C，沸点114.1 r ；无水四氯化锡遇水蒸气生成白色烟雾。下列说法不正确的是A.、的试管中依次盛装MnO2、饱和食盐水、浓H2SO4、NaOH溶液B.实验时滴加浓盐酸反应一段时间，然后再点燃处的酒精灯C. 装置用于收集SnCl4，浸泡在冷水浴中效果更好D. 、两个试管可以用一个装有碱石灰的干燥管来代替【答案】A【解析】A、二氧化锰常温下不与浓盐酸反应，常温下高锰酸钾可与浓盐酸反应生成氯气，故、 的试管中依次盛装KMnO4、饱和食盐水、浓H2SO4、NaOH溶液，选项A不正确；B、实验时滴加浓盐 酸反应一段时间使装置充满氯气（排出空气），然后再点燃处的酒精灯，选项B正确；C、装置用 于收集SnCl4，浸泡在冷水浴中使其液化，效果更好，选项C正确；D、两个试管可以用一个装有 碱石灰的干燥管来代替，起到干燥和除去多余的氯气的作用，选项D正确。答案选A。12. （2019山东济宁一中高考模拟）某溶液中含有的溶质是FeBr2、FeI2，若先向该溶液中通入一定量的氯 气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，则下列叙述正确的是（）A. 原溶液中的Br一定被氧化B. 不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+C. 通入氯气之后，原溶液中的Fe2+不一定被氧化D. 若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液，静置、分液，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，一定能产 生淡黄色沉淀【答案】 B【解析】在FeBr2和FeI2混合液中存在的三种离子的还原性：I-Fe2 +Br-,向该溶液中通入的氯气首先 与还原性最强的I-反应，当I-完全反应后，氯气才与Fe2+反应，Fe2+被完全氧化后再与Br-反应。通入一 定量氯气后再滴加KSCN，溶液呈红色，说明有Fe3+生成，I-已经反应完全，Fe2+被氧化但不一定全部被氧 化，没有实验现象说明Br-被氧化或完全被氧化。通入一定量氯气后再滴加KSCN,溶液呈红色，说明有 Fe3+生成，Fe2+被氧化但不一定全部被氧化，没有实验现象说明Br-被氧化或完全被氧化，故A错误；通入 一定量氯气后再滴加KSCN，溶液呈红色，说明有Fe3+生成，Fe2+被氧化但不一定全部被氧化，所以不能确 定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+，故B正确；通入一定量氯气后再滴加KSCN,溶液呈红色，说明定有Fe3+生成，故C错误；没有实验现象说明Br-被氧化或完全被氧化，反应后溴离子不一定有剩余, 所以向分液后的上层液体中加入足量硝酸银溶液，不一定生成浅黄色沉淀，故D错误。13. (2019山东高三开学考试)关于氯气与过氧化钠在加热条件下的反应，在网上有三种不同的观点: 氯气和过氧化钠均为强氧化剂，两者不反应。 能反应，氯气是氧化剂。 能反应，过氧化钠是氧化剂。为鉴别上述观点的真伪，进行了如下探究实验：回答下列问题：(1) 过氧化钠的电子式为，甲装置中发生反应的离子反应方程式为_。(2) 仪器戊的名称为_，其作用为_。(3) 为完成上述实验目的，仪器口连接顺序为a_。如果缺少丙装置，乙装置中发生的反应为。(4) 实验结束后，为验证观点是否正确，需进一步进行的实验操作为_。【答案】(1) J：.2MnO4-+16H+10Cl-=2Mn2+5 Cl2f+8H2O(2)球形干燥管防止空气中的水和二氧化碳进入装置乙,同时吸收多余的氯气(3) afffgfdfefbc(或cb) h2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2T(4)取装置乙中固体溶于稀硝酸中，加入硝酸银观察是否有白色沉淀产生或将带火星的木条置于 i 处，观察木条是否复燃。【解析】(1)过氧化钠的电子式为_：_ ，甲装置中发生化学方程式：2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+5Cl界+2KC1+8H.O,离子方程式：2MnO+16H+10Cl-=2Mn2+5 C1J+8HO。(2) 仪器戊的名称为球形干燥管，其作用为防止空气中的水和二氧化碳进入装置乙,同时吸收多余的氯气。（3）为完成上述实验目的，在乙装置进行反应前需要将甲装置产生的气体净化除杂，仪器口连接顺序为 afffgfdfefbc（或cb） h。如果缺少丙装置，甲装置中的水蒸气会进入乙装置中发生的反应为 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2T。（4）实验结束后，为验证观点是否正确，也就是证明氯气被还原为氯离子，过氧化钠被氧化为氧气，需 进一步进行的实验操作为取装置乙中固体溶于稀硝酸中，加入硝酸银观察是否有白色沉淀产生或将带火星 的木条置于 i 处，观察木条是否复燃。14. （2019.山东高考模拟）甘氨酸亚铁（NH2CH2COO）2Fe是一种补铁强化剂。实验室利用FeCO3与甘氨酸 （nh2ch2cooh）制备甘氨酸亚铁，实验装置如下图所示（夹持和加热仪器已省略）。柠檬醱石灰石A查阅资料： 甘氨酸易溶于水，微溶于乙醇；甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇。 柠檬酸易溶于水和乙醇，具有较强的还原性和酸性。实验过程：I. 装置C中盛有17.4gFeCO3和200mL1.0molL-1甘氨酸溶液。实验时，先打开仪器a的活塞，待装置c中 空气排净后，加热并不断搅拌；然后向三颈瓶中滴加柠檬酸溶液。II. 反应结束后过滤，将滤液进行蒸发浓缩；加入无水乙醇，过滤、洗涤并干燥。仪器a的名称是；与a相比，仪器b的优点是。（2）装置B中盛有的试剂是：；装置D的作用是。向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液可制得FeCO3，该反应的离子方程式为(4)过程I加入柠檬酸促进FeCO3溶解并调节溶液pH,溶液pH与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。 pH过低或过高均导致产率下降，其原因是； 柠檬酸的作用还有。过程II中加入无水乙醇的目的是。(6)本实验制得 15.3g 甘氨酸亚铁，则其产率是。【答案】(1)分液漏斗平衡压强、便于液体顺利流下(2)饱和NaHCO3溶液检验装置内空气是否排净，防止空气进入装置C中Fe2+2HCO3-=FeCO3J+CO2T+H2O(4)pH过低，H+与NH2CH2COOH反应生成NH3+CH2COOH； pH过高，Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2沉淀防止Fe2+被氧化(5)降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出(6)75【解析】(1)根据仪器的结构可知仪器a的名称分液漏斗；仪器b可平衡液面和容器内的压强，便于液体顺 利流下；装置B的作用是除去CO2中混有的HC1，则装置B中盛有的试剂饱和NaHCO3溶液；当装置内空气全部 排净后，多余的CO2气体排出遇澄清的石灰水变浑浊，则装置D的作用是检验装置内空气是否排净，防止 空气进入装置C中；(3) 向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液可制得FeCO3，同时应有CO2气体生成，发生反应的离子方程式为 Fe2+2HCO3-=FeCO3 J+CO2f+H2O ；(4) 过程I加入柠檬酸促进FeCO3溶解并调节溶液pH，当pH过低即酸性较强时，甘氨酸会与H+反应生成 NH3+CH2COOH；当pH过高即溶液中OH-较大时，Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2沉淀，故pH过低或过高均 会导致产率下降； 柠檬酸的还原性比Fe2+还原性强，更易被空气中氧气氧化，则滴加柠檬酸可防止Fe2+被氧化;(5) 甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，则过程II中加入无水乙醇可降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出；17.4gFeCO3的物质的量为I：；：和。1 =0.15mol，200mL甘氨酸溶液中甘氨酸的物质的量为 L-i=0.2mol,理论上生成O.lmol的甘氨酸亚铁，理论上可产生甘氨酸亚铁:204g mol-1x0.1mol=20.4g.产率是15.3 g20.4 g100% =75%