高考化学 热点题型和提分秘籍 专题10_3 化学实验方案的设计与评价（含解析）

专题10.3 化学实验方案的设计与评价1掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。2能根据要求，做到：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)了解控制实验条件的方法；(3)分析或处理实验数据，得出合理结论；(4)识别典型的实验仪器装置图。3以上各部分知识与技能的综合应用。热点题型一 实验室制取气体的实验设计例1、 (2015广东卷)NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_。(2)按如图装置进行NH3性质实验。先打开旋塞1，B瓶中的现象是_，原因是_。稳定后，关闭旋塞1。再打开旋塞2，B瓶中的现象是_。(3)设计实验，探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。限选试剂与仪器：固体NH4Cl、蒸馏水、100 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可调控温度)实验目的：探究_对溶液中NH4Cl水解程度的影响。设计实验方案。拟定实验表格，完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中“V(溶液)”表示所配制溶液的体积)。物理量实验序号V(溶液)/mL11002100按实验序号1所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，则NH4Cl水解反应的平衡转化率为_(只列出算式，忽略水自身电离的影响)。【答案】(1)ACG(2)产生白色的烟A瓶中压强比B瓶中压强大，打开旋塞1，HCl进入B瓶并与NH3混合，发生反应HClNH3=NH4Cl，生成的NH4Cl为白色固体小颗粒烧杯中的石蕊水溶液倒吸进入到B瓶中，溶液显红色(3)温度(或浓度) 物理量实验序号V(溶液)/mL温度m(NH4Cl)/gpH1100Tm1a2100Tm2b或 物理量实验序号V(溶液)/mLm(NH4Cl)/g温度()pH1100mT1a2100mT2b100%【提分秘籍】1实验设计(1)基本思路。实验目的实验原理药品选择反应装置操作步骤注意事项形成方案。(2)原理的选择。一种气体可能是多种反应的产物，但并不都适于该气体的实验室制取，应满足下列条件：反应物容易获得。反应条件容易实现。反应容易控制，副反应少。生成的气体易于分离和收集。2制备气体的操作顺序(1)仪器安装顺序。由下到上(如制氯气的发生装置安装顺序是放铁架台摆酒精灯固定铁圈放置石棉网固定圆底烧瓶)。从左到右(如制氯气：发生装置净化装置收集装置尾气吸收装置)。先塞后定(把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器)。(2)加入试剂顺序。先放入固体，后滴加液体(即先固后液)。(3)其他操作顺序。先检验气密性，后装入药品(便于在装置漏气时进行调整或更换仪器)，最后点燃酒精灯(所有准备工作完毕后)；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。3气体制取装置的改进：(1)“固一液”不加热制气装置的改进。(2)启普发生器的拓展创新。4几种常见气体的特殊制法(1)O2：2Na2O22H2O=4NaOHO2。(2)NH3：浓氨水与生石灰反应。NH3H2OCaO=Ca(OH)2NH3。(3)HCl：浓盐酸中加入浓硫酸，浓硫酸有吸水性，且溶于水放热，使HCl大量挥发。相应的发生装置不再是传统的固固加热、固液加热型，而可统一使用如右装置。5尾气的处理有毒、有害、污染空气的气体尾气必须进行处理，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质，利用液体吸收尾气时，要注意防止液体倒吸。吸收装置尾气性质吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等)吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)CO等气体可用点燃或收集于气球中的方法处理装置(I)把体积较大的部分变为干燥管或长颈漏斗的球形部分，可倒置或正向连接；装置()把体积较大的部分变为圆底烧瓶；装置()把体积较大的部分移到一边，变为广口瓶；装置()把烧瓶中右侧导管变短，这是常见的安全瓶，注意装置()、装置()中导管长度的不同；根据装置()的原理，液体也可装在广口瓶中，可构成装置(V)。装置()导管与双球缓冲器相连；装置()双球洗气管可看作放大的双球缓冲器，二者防倒吸原理相似，以双球洗气管为例：当发生倒吸时，液体进入左边的球形部分，由于球形部分的体积较大，在重力作用下，液体又落回管中，故可防止倒吸。装置()另辟蹊径，NH3通入四氯化碳中不能溶解，则肯定不会发生倒吸；气泡上浮过程中与水接触，可被水吸收。【方法技巧】选择气体干燥剂应注意的事项(1)酸性干燥剂(如浓硫酸、P2O5等)不能用来干燥碱性气体。(2)碱性干燥剂(如碱石灰、生石灰、固体NaOH等)不能用来干燥酸性气体(如Cl2)。(3)有氧化性的干燥剂(如浓硫酸)不能干燥有还原性的气体(如H2S、HI等)。【举一反三】 实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：(1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是_；检查C装置气密性的操作方法是_。 (2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列气体的性质与收集方法无关的是_(填序号，下同)。密度颜色溶解性热稳定性是否与氧气反应(3)下图是某学生设计收集气体的几种装置，其中不可行的是_。(4)若用A装置与D装置相连制取收集X气体，则X可能是下列气体中的_。CO2NOCl2H2其中在D装置中连接小烧杯的目的是_。【答案】(1)连接一根导管，将导管通入水槽中，用酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口处有气泡产生，停止加热后，在导管里形成一段水柱，说明C装置气密性良好(2) （3）b、c（4） 吸收尾气，防止污染空气热点题型二 化学实验方案的设计与评价例2、 (双选)(2015江苏卷)下列设计的实验方案能达到实验目的是()A制备Al(OH)3悬浊液：向1 molL1 AlCl3溶液中加过量的6 molL1 NaOH溶液B提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和Na2CO3溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水C检验溶液中是否含有Fe2：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象D探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，观察并比较实验现象【答案】BD【提分秘籍】 化学实验方案评价的五大视角(1)可行性方面实验原理是否科学可行；实验操作是否安全合理；实验步骤是否简单方便；实验现象和结论是否明显清晰。(2)绿色化学方面原料是否无毒、安全、易得；原料利用率及反应速率是否较高；实验过程中是否造成环境污染。(3)从安全性方面净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；进行某些易燃易爆实验时要防爆炸；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)；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；防吸水(如制备FeCl3、AlCl3等易潮解物质时，不要忽视空气中水蒸气的影响，应在制备装置后连接一个干燥装置)。(4)从规范性方面冷凝回流(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)；易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；平衡气压(有些加热产生蒸气的反应容器与加注液体的分液漏斗上口用导管连通或盛装反应液容器插安全玻璃管)；仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序。(5)最佳方案的选择几个实验方案都能达到目的，选出装置最简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染的最佳方案。2化学实验装置的改进：(1)气体实验装置的改进。化学实验中，应掌握的气体制备实验有：三种单质(H2、O2、Cl2)的制备；二种氢化物(HCl、NH3)的制备；四种氧化物(CO2、SO2、NO2、NO)的制备。复习时，除了掌握好经典的制备方法外，还应对药品选择、反应原理进行拓展和创新。典型的气体实验装置改进设计有：依据启普发生器原理设计的反应器，尾气吸收、防倒吸装置的设计，液封装置的设计，恒压装置的设计等。(2)性质实验装置的改进。改进后的实验应尽可能简单易行，用较少的实验步骤和实验药品，并能在较短的时间内完成，且效果明显。例如：用套管实验证明Na2CO3、NaHCO3的热稳定性(图甲)；用培养皿通过向NaOH固体上滴浓氨水，探究氨气的性质(图乙)等。(3)制备实验装置的改进。制备一种物质，应根据目标产品的组成来确定原料及反应原理，设计反应路径，选择合适的仪器和装置。最后，根据生成物的性质将产品分离提纯出来。整个过程如图所示：改进过程时应注意以下两点：在设计物质制备的实验方案时，要优化上述流程中的每一个具体环节。遵循的优化原则是原料廉价，原理绿色，条件优化，仪器简单，分离方便。一些物质的制备，由于其性质上的特殊性，需要设计一些特殊的装置来完成。如实验室制备Fe(OH)2固体，由于Fe(OH)2遇空气易被氧化而变质，故其制备实验装置必须严格防止制备的Fe(OH)2固体与O2接触。3实验数据的分析或处理对实验数据筛选的一般方法和思路的“五看”“一看”，数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得的质量的精度为0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。“二看”，数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。“三看”，反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。“四看”，所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算。“五看”，数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。【举一反三】 (2015北京理综)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe32I2Fe2I2”反应中Fe3和Fe2的相互转化。实验如下：(1)待实验溶液颜色不再改变时，再进行实验，目的是使实验的反应达到_。(2)是的对比实验，目的是排除中_造成的影响。(3)和的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2向Fe3转化。用化学平衡移动原理解释原因：_。(4)根据氧化还原反应的规律，该同学推测I中Fe2向Fe3转化的原因：外加Ag使c(I)降低，导致I的还原性弱于Fe2，用下图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。K闭合时，指针向右偏转，b作_极。当指针归零(反应达到平衡)后，向U形管左管中加满0.01 molL1 AgNO3溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是_。(5)按照(4)的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了中Fe2向Fe3转化的原因。转化原因是_。与(4)实验对比，不同的操作是_。(6)实验中，还原性：IFe2；而实验中，还原性：Fe2I。将(3)和(4)、(5)作对比，得出的结论是_。【答案】(1)化学平衡状态(2)溶液稀释对颜色变化(3)加入Ag发生反应：AgI=AgI，c(I)降低；或增大c(Fe2)，平衡均逆向移动(4)正左管产生黄色沉淀，指针向左偏转(5)Fe2随浓度增大，还原性增强，使Fe2还原性强于I向右管中加入1 molL1 FeSO4溶液(6)该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向。【解析】(1)溶液颜色不再改变，说明反应已达到平衡状态。(2)是单纯的稀释溶液体系，显然是为了避免加入新的试剂导致原有体系被稀释造成的影响。(3)本题的答题思路非常套路化：先给出题中所涉平衡，之后描述改变条件如何影响体系中某一成分浓度，导致平衡移动。(4)关注实验中是Fe3将I氧化，故K刚闭合时，Fe3作氧化剂，在正极反应。本题中的“推测”是加入Ag后I还原性弱于Fe2，因而除了实验中内现象以外，应发生电流计指针向左偏转。(5)题中已经点明是按照(4)的原理，因而注意结合(4)中推测进行分析，原因应是c(Fe2)升高，导致Fe2还原性强于I。与(4)的差异应是实验中和中的差异。答题时，应注意FeSO4浓度与实验中相等(1 molL1)，并注意Fe2应加至右管内。(6)实验和已经证明，Fe2和的还原性强弱顺序可以变化；(3)(4)则说明，这一变化可以由还原剂浓度决定，浓度提高则还原性增强。 1【2016年高考北京卷】（16分）以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。实验试剂.现象滴管试管2 mL0.2 molL1 Na2SO3溶液饱和Ag2SO4溶液.产生白色沉淀0.2 molL1 CuSO4.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀0.1 molL1 Al2（SO4）3溶液.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀（1）经检验，现象中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象：_。（2）经检验，现象的棕黄色沉淀中不含SO42，含有Cu+、Cu2+和SO32。已知：Cu+Cu +Cu2+，Cu2+CuI（白色）+I2。用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是_。通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2+和SO32。 a.白色沉淀A是BaSO4，试剂1是_。b.证实沉淀中含有Cu+和SO32的理由是_。（3）已知：Al2（SO3）3在水溶液中不存在。经检验，现象的白色沉淀中无SO42，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。推测沉淀中含有亚硫酸根和_。对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：i.被Al（OH）3所吸附；ii.存在于铝的碱式盐中。对假设ii设计了对比实验，证实了假设ii成立。a.将对比实验方案补充完整。 步骤二：_（按上图形式呈现）。（4）根据实验，亚硫酸盐的性质有_。盐溶液间反应的多样性与_有关。【答案】（1）2Ag+SO32Ag2SO4。（2）加入稀硫酸后，有红色固体生成；a. HCl和BaCl2溶液。b.在I-的作用下，Cu2+转化为白色沉淀CuI，SO32-转化为SO42-。 （3）Al3+、OH-。a、，b、V1明显大于V2。（4）还原性、水解溶液显碱性；两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件。b.证实沉淀中含有Cu+和SO32的理由是棕黄色沉淀与KI溶液反应生成白色沉淀（CuI），证明含有Cu，白色沉淀A为硫酸钡，证明含有SO32。（3）根据题意可知实验的白色沉淀中无SO42，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色，则推测沉淀中含有亚硫酸根和氢氧化铝。a、铝的酸式盐与氢氧化钠反应消耗的氢氧化钠的含量大于氢氧化铝，所以反应应该设计一个定量对比试验，根据白色固体消耗氢氧化钠的量不同来证实假设成立，即实验方案设计步骤二为：，且V1明显大于V2，可说明沉淀中亚硫酸根存在于碱式盐中。（4）根据实验白色沉淀能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明亚硫酸盐具有还原性，另外亚硫酸根水解呈碱性。根据实验现象考点盐溶液间反应的多样性与盐的性质和溶液的酸碱性有关。2【2016年高考四川卷】（13分）CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl，并进行相关探究。【资料查阅】【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器略）。请回答下列问题：（1）仪器X的名称是_。（2）实验操作的先后顺序是a_c（填操作的编号）a检查装置的气密性后加入药品 b熄灭酒精灯，冷却c在“气体入口”处干燥HCl d点燃酒精灯，加热e停止通入HCl，然后通入N2（3）在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是_。（4）装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是_。（5）反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析：若杂质是CuCl2，则产生的原因是_。若杂质是CuO，则产生的原因是_。【答案】（1）干燥管（2）c d b（3）先变红，后褪色（4）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O（5）加热时间不足或温度偏低通入HCl的量不足1【2015新课标卷理综化学】用右图所示装置进行下列实验：将中溶液滴入中，预测的现象与实际相符的是（ ）选项中物质中物质预测中的现象A稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡B浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色【答案】D 2【2015江苏化学】下列设计的实验方案能达到实验目的的是（ ）A制备Al(OH)3悬浊液：向1molL1AlCl3溶液中加过量的6molL1NaOH溶液B提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入过量饱和碳酸钠溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水C检验溶液中是否含有Fe3：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象D探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2ml5%H2O2和1mlH2O，向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象【答案】BD【解析】A、Al(OH)3是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠反应生偏铝酸钠，故不能制备氢氧化铝悬浊液，错误；B、乙酸的酸性强于碳酸钠，饱和碳酸钠除去乙酸，还可以降低乙酸乙酯的溶解度使之析出，然后分液即可，故正确；C、氯水具有强氧化性，可能把Fe2氧化成Fe3，也会出现上述现象，故错误；D、两试管做对比实验，如果第二支试管冒出气泡多与第一支，说明FeCl3是催化剂，加快反应速率，故正确。3【2015新课标卷理综化学】（14分）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1=5.4102，K2=5.4105。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色，熔点为101，易溶于水，受热脱水、升华，170以上分解。回答下列问题：（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是_，由此可知草酸晶体分解的产物中有_。装置B的主要作用是_。（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、_。装置H反应管中盛有的物质是_。能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_。（3）设计实验证明：草酸的酸性比碳酸的强_。草酸为二元酸_。【答案】（1）有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊；CO2；冷凝（水蒸气、草酸等），避免草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验。（2） F、D、G、H、D、I； CuO（氧化铜）；H中的粉末有黑色变为红色，其后的D中的石灰水变浑浊；（3） 向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液，有气泡产生。用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液，消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍（3）问考查实验设计能力，证明“草酸的酸性比碳酸强”这个命题很常规。设计一个常量浓度的溶液混合，产生气泡即可。题中不给试剂浓度的话，浓度大小可不强调。碳酸盐也可以是Na2CO3，但最好不用CaCO3（题目开始部分又暗示CaC2O4难溶）。证明“草酸是二元酸”这个难一点，要用到中和滴定。用一元强碱NaOH中和，根据酸碱完全反应时的物质的量之比来作判断，这是草酸是二元酸的最可靠的证据。4【2015四川理综化学】(13分)(NH4)2SO4是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。查阅资料 (NH4)2SO4在260和400时分解产物不同。实验探究该小组拟选用下图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）实验1：连接装置A-B-C-D，检查气密性，按图示加入试剂（装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL）。通入N2排尽空气后，于260加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N2。品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO42-。 （1）仪器X的名称是_。（2）滴定前，下列操作的正确顺序是_(填字母编号)。 a盛装0.2000mol/L NaOH溶液 b用0.2000mol/L NaOH溶液润洗 c读数、记录 d查漏、清洗 e排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面（3）装置B内溶液吸收气体的物质的量是_mol实验2：连接装置A-D-B，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后，于400加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO32-，无SO42-。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。（4）检验装置D内溶液中有SO32-，无SO42-的实验操作和现象是_.（5）装置B内溶液吸收的气体是_.（6）(NH4)2SO4在400分解的化学方程式是_.【答案】（1）圆底烧瓶（2）dbaec（3）0.03 mol（4）取少量装置D内溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀；加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解，放出无色刺激性气体（5）NH3（6）3(NH4)2SO44NH3+ N2+3SO2 + 6H2O【解析】（1）仪器X为圆底烧瓶。（2）滴定操作步骤为：首先查漏、水洗，再用待装的溶液润洗，再装液，再排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面，最后记录读数。（3）由题意知：品红溶液不褪色，说明无SO2，滴定后的溶液中无SO42-，说明无SO3则装置B中吸收的气体为NH3。n(HCl)= n(NH3) +n(NaOH)，则得答案为0.03 mol（4）取装置D内溶液少许于试管中，加入BaCl2溶液，再加入稀盐酸，若产生白色沉淀且加入盐酸后白色沉淀能完全溶液，则说明原溶液中有SO32-，无SO42-（5）NH3（6）3(NH4)2SO44NH3+ N2+3SO2 + 6H2O5【2015福建理综化学】（15分）某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。实验一 制取氯酸钾和氯水利用右图所示的实验装置进行实验。（1）制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有_。（2）若对调B和C装置的位置，_(填“能”或 “不能”)提高B中氯酸钾的产率。实验二 氯酸钾与碘化钾反应的探究（3）在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3 。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行)：系列a实验的实验目的是_。设计1号试管实验的作用是_。若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为_。实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量（4）该小组设计的实验方案为：使用右图装置，加热15.0ml饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是_。(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)（5）根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：_资料：i.次氯酸会破坏酸碱指示剂； ii.次氯酸或氯水可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl-。 【答案】（15分）（1）烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)；（2）能；（3）研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；硫酸浓度为0的对照实验；ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O（4）因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案)。（5）量取一定量的试样，加入足量的H2O2溶液，加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，称量沉淀质量(或其他合理答案)。故能提高B中氯酸钾的产率。（3）根据表格数据可知：KI、KClO3的物质的量不变，改变的只有硫酸的体积和水的多少，二者的和相等，及硫酸的浓度不同，而溶液的体积相同。可见该实验研究的目的就是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；设计1号试管实验的作用是硫酸溶液没有加入，即硫酸的浓度是0，可以进行对照实验，比较硫酸不同浓度的影响。若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色，证明产生了I2；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。（4）该小组设计的实验方案为：使用右图装置，加热15.0ml饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行，主要原因是在溶液中存在Cl2的重新溶解及HClO分解产生HCl和氧气等。（5）由于次氯酸会破坏酸碱指示剂，因此实验设计时不用酸碱指示剂，可以利用氯水的强氧化性，向该溶液中加入足量的足量的H2O2溶液，发生氧化还原反应产生Cl-，H2O2被氧化变为O2，然后加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，发生沉淀反应形成AgCl沉淀，称量沉淀质量可根据物质的元素组成确定其中含有的氯元素的质量。6【2015安徽理综化学】（14分）某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1molL-1的Ba（NO3）2溶液中，得到了BaSO4沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组突出了如下假设:假设一：溶液中的NO3-假设二：溶液中溶解的O2（1） 验证假设一该小组涉及实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象实验步骤实验现象结论实验1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体假设一成立实验2：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa（NO3）2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 （2）为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线入下图实验1中溶液pH变小的原因是_;V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是（用离子方程式表示）_。（3）验证假设二请设计实验验证假设二，写出实验步骤，预期现象和结论。实验步骤、预期现象和结论（不要求写具体操作过程）（4）若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别通入足量的O2和KNO3，氧化相同的H2SO3溶液（溶液体积变化忽略不计），充分反映后两溶液的pH前者_(填大于或小于)后者，理由是_【答案】（1）无明显现象、有白色沉淀生成（2）SO2溶于水后生成H2SO3 ;3SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-+4H+2NO;（3）实验步骤实验现象结论实验1：作为参考实验假设二成立实验3：将纯净的SO2气体通入未经脱O2处理的25mL0.1mol/L的BaCl2溶液中有白色沉淀生成（4）小于，反应的离子方程式表明，足量的O2和NO3-分别氧化相同的H2SO3，生成的H+的物质的量前者多余后者7【2015海南化学】（11分）工业上，向500600的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验。回答下列问题：（1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为 ，装置B中加入的试剂是 。（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取 。尾气的成分是 。若仍用D的装置进行尾气处理，存在的问题是 、 。（3）若操作不当，制得的FeCl2 会含有少量FeCl3 ，检验FeCl3常用的试剂是 。欲制得纯净的FeCl2 ，在实验操作中应先 ，再 。【答案】（1）MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2+ 2H2O，浓硫酸。（2）HCl；HCl和H2；发生倒吸、可燃性气体H2不能被吸收。（3）KSCN溶液；通入氯化氢（赶尽装置中的空气），1. (2014新课标，13)利用下图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是()选项实验结论A稀硫酸Na2SAgNO3与AgCl的浊液Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S)B浓硫酸蔗糖溴水浓硫酸具有脱水性、氧化性C稀盐酸Na2SO3Ba(NO3)2溶液SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀D浓硝酸Na2CO3Na2SiO3溶液酸性：硝酸碳酸硅酸【答案】B2(2014全国课标，28)某小组以CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验。 氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1 mL c1 molL1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c2 molL1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。回答下列问题：(1)装置中安全管的作用原理是_。(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用_式滴定管，可使用的指示剂为_。(3)样品中氨的质量分数表达式为_。(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好，测定结果将_(填“偏高”或“偏低”)。(5)测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是_；滴定终点时，若溶液中c(Ag)2.0105 molL1，c(CrO)为_ molL1。已知：Ksp(Ag2CrO4)1.121012(6)经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为163，钴的化合价为_。 制备X的化学方程式为_；X的制备过程中温度不能过高的原因是_。【答案】(1)当压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定(2)碱酚酞(或甲基橙)(3)100%(4)偏低(5)防止AgNO3见光分解2.8103(6)32CoCl22NH4Cl10NH3H2O2=2Co(NH3)6Cl32H2O温度过高，H2O2分解，氨气逸出3. (2014四川，9)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O)。.查阅资料(1)Na2S2O35H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。(2)向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。(3)Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。.制备产品实验装置如图所示(省略夹持装置)实验步骤：(1)检查装置气密性，按图示加入试剂。仪器a的名称是_；E中的试剂是_(选填下列字母编号)。 A稀H2SO4 BNaOH溶液 C饱和NaHSO3溶液(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合液，滤液经_(填写操作名称)、 结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。 .探究与反思(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择) 取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，_ _，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。(2)为减少装置C中生成的Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进，改进后的操作是_。(3)Na2S2O35H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过_方法提纯。【答案】.(1)分液漏斗B(3)蒸发.(1)过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液(3)重结晶【解析】.(1)根据仪器a的结构特点，可知a为分液漏斗；E为处理尾气SO2的装置，所给试剂中只有NaOH溶液能吸收SO2，故E中的试剂是NaOH溶液。(3)要从滤液中得到晶体应进行的操作是蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥。1下图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是()A铜屑和稀硝酸B二氧化锰和浓盐酸C浓氨水和生石灰 D碳酸钙和稀盐酸【答案】D【解析】由装置可看出这是一套固液不加热制取气体的装置，且生成的气体不能和浓H2SO4反应，不和O2反应，密度比空气大，所以只有D正确。2.用右图所示装置进行如下实验，不能达到实验目的的是()A瓶中盛满水，从B口进气，用排水法收集H2B瓶中盛适量浓硫酸，从A口进气来干燥CO2C从B口进气，用排空气法收集NO2D瓶中装满水，A口连导管并伸入量筒中，从B口进气，用排水法测量生成O2的体积【答案】C【解析】从B口进气时，可用排空气法收集密度比空气小的气体，故C项错误。3某地污水中含有Zn2、Hg2、Fe3和Cu2四种阳离子。甲、乙、丙三位同学设计的从该污水中回收金属铜的方案如下：A三种实验方案中都能制得纯净的铜B乙方案中加过量铁粉可以将四种阳离子全部还原C甲方案中的反应涉及置换、分解、化合、复分解四种反应类型D丙方案会产生环境污染【答案】D4用铁制备较纯净的三氧化二铁，下列实验方案最好的是()A使铁在潮湿的空气中缓慢氧化B铁在氯气中燃烧，加水溶解，再加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解C使铁溶解于稀硫酸，再加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解D使铁与足量稀硝酸反应，再加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解【答案】B【解析】A项，最终生成铁锈(氧化铁水合物)；B项，FeFeCl3Fe(OH)3Fe2O3，方案合理；C项，FeFeSO4Fe(OH)2，Fe(OH)2部分氧化为Fe(OH)3，分解产物中既有FeO，又有Fe2O3等；D项，Fe与稀HNO3反应产生大气污染物NO。5某化学兴趣小组小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案一：铜铝混合物测定生成气体的体积方案二：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A溶液A和溶液B均可以是盐酸或NaOH溶液B若溶液B选用浓硝酸，测得铜的质量分数偏大C方案一可能产生氢气，方案二可能剩余铜D实验室中方案二更便于实施【答案】B【解析】若B为浓硝酸，铜溶解，铝会钝化，表面生成一层致密的氧化膜，导致剩余固体的质量偏大，故测得铜的质量分数偏小，B项不正确。6用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是()A用图1所示装置从Fe(OH)3胶体中过滤出Fe(OH)3胶粒B用图2所示装置蒸发掉CuCl2溶液中部分水制得CuCl22H2O晶体C用图3所示装置从CH3OH与C2H5OH的混合物中分离出乙醇D用图4所示装置从C2H5OH与C2H5OOCCH3的混合物中分离出乙酸乙酯【答案】C7如图装置，将溶液A逐滴加入固体B中，下列叙述中不正确的是()A若A为浓盐酸，B为MnO2，C中盛品红溶液，则C中溶液不褪色B若A为醋酸溶液，B为贝壳，C中盛过量澄清石灰水，则C中溶液变浑浊C若A为浓硫酸，B为Na2SO3固体，C中盛石蕊溶液，则C中溶液先变红后褪色D若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛AlCl3溶液，则C中产生白色沉淀【答案】C8下图所示的实验，能达到目的是()ABCD验证化学能转化为电能验证温度对平衡移动的影响验证铁发生析氢腐蚀验证非金属性：ClCSi【答案】B【解析】A项中缺少盐桥，没有形成闭合回路，不能构成原电池；B项中反应为2NO2(g)N2O2(g)H0，NO2呈红棕色，N2O4呈无色，故温度越高，气体颜色越深；C项中右边试管中导管内液面升高，证明发生的是吸氧腐蚀；D项中不能说明Cl的非金属性比C强。9.下列实验方案不可行或结论不正确的是()A用湿润的pH试纸测定饱和Na2CO3溶液的pHB通过观察右图中导管水柱的变化，验证铁钉生锈的主要原因是吸氧腐蚀C向Mg(OH)2悬浊液中滴加FeCl3溶液，出现红褐色沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3Mg(OH)2D向同pH、同体积的醋酸和盐酸中加入足量镁粉，通过完全反应后收集到的H2体积，比较两种酸的电离程度：CH3COOHBr2B浓氨水碱石灰AgNO3溶液AgOH具有两性C浓硫酸Na2SO3FeCl3溶液SO2具有还原性D稀盐酸Na2CO3Na2SiO3非金属性：ClCSi【答案】C11完成下列实验所选择的装置或仪器(夹持装置部分已略去)正确的是()选项ABCD实验分离Na2CO3溶液和CH3CH2OH除去Cl2中含有的少量HCl做Cl2对NaOH溶液的喷泉实验制取少量氨气装置或仪器【答案】C【解析】A项，乙醇是易溶于水的，故不能用分液的方法进行分离，错误；B项，氯气溶于水后也能与碳酸氢钠反应，且易混入CO2气体，故氯气中的氯化氢不能用碳酸氢钠溶液进行除杂，错误；C项，氯气能与氢氧化钠反应，可以用来喷泉的发生，正确；D项，在进行氨气的收集时，应用双孔塞或不用塞子，错误。