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专题14 实验设计与实验方案评价【考情报告】考查角度考查内容命题特点根据题干给予的新信息，预测实验现象，考查药品使用创新、仪器功能拓展、实验操作改变创新和实验操作新途径等技巧。面对新情境，能够正确提取并处理信息(准确提炼规律、严密推理分析、做出合理解释等)，准确做出深刻评价的能力实验设计流程与实验方案评价本部分考点通常以科技、生产、生活中的新材料为载体，考查实验评价、误差分析和定量计算等方面能力，通过对课本实验的改进考查学生分析问题和解决问题的能力以及学生思维的灵活性，同时结合实验方案的设计与评价考查学生选择、组装仪器的能力以及绘制简单实验装置图等学科内综合知识的能力考查。【考向预测】本节内容在高考实验中处于核心位置，每年必考。通过近几年的高考实验研究发现，以物质的制备流程、物质的性质探究为载体，考查化学实验的设计及评价能力已成为高考实验的首选。近年高考综合实验试题往往是在教材实验、演示实验或考生已有实验知识的基础上进行改进，创设新情镜，提出新问题，考查考生的创新意识和对实验过程的评价能力。主要体现在以下几个方面：(1)根据题干给予的新信息，预测实验现象等。(2)药品使用创新、仪器功能拓展、实验操作改变创新和实验操作新途径开辟等。(3)面对新情境，能够正确提取并处理信息(准确提炼规律、严密推理分析、做出合理解释等)。(4)面对新问题，能够全面深入思考，合理优化结构，准确深刻评价等。【经典在线】1. 知识梳理一、化学实验设计化学实验题包括的题型很多，其中比较典型的有物质性质探究型、化学现象探究型、物质制备和应用探究型等， 化学实验设计时遵循的原则：科学性：实验原理准确，实验流程合理；安全性：保护人身、保护环境、保护仪器；可行性：条件允许，效果明显，操作方便；简约性：做到步骤少、时间短、节省药品、效果好等基本要求。通常有一下实验设计步骤：(1)明确目的、原理首先必须认真审题，明确实验的目的及要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。(2)选择仪器、药品根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。(3)设计装置、步骤根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。(4)记录现象、数据根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)分析得出结论根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。二、化学实验方案设计的分类(1)物质制备实验方案的设计发生装置净化装置干燥装置收集装置尾气处理装置(2)物质性质实验方案的设计是从物质的结构特点和所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，然后据此设计出合理的实验方案，去探索它可能具有的性，质。我们推测的物质的性质不一定准确，所以进行实验时要注意分析实验现象，从而得出正确结论。可分为：探索性性质实验方案的设计，分析物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计合理实验方案，探索可能具有的性质；验证性性质实验方案的设计，对物质具备的性质进行求证，关键是设计出简捷的实验，操作简单安全，实验现象明显。三、创新探究型实验题创新探究型实验题在知识点的涵盖上既可以考查基本概念、基本理论又可以考查元素化合物的相关知识，而且符合新课改在学习方法上强调的“探究学习”、“自主学习”，因此探究类实验题将会是以后高考试题中的一个亮点(尤其是广东、上海、江苏考卷)。创新探究类试题一般有以下几种命题形式：探究化学反应机理、探究化学实验中的反常现象、探究对经典问题的质疑、探究未知物的成分、探究物质的性质、探究化学反应的条件以及探究化学反应的现象等。1探究实验的一般思路2探究实验的两种类型(1)未知物的探究虽然探究型实验主要考察学生的探究能力，但在问题的设置上常常包含了对实验基础知识的考查，如：常见物质分离提纯方法：结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取、渗析法等。常见气体的制备、净化、干燥、收集方法。熟悉重点操作：a.气密性检查；b.量气操作；c.防倒吸、防污染操作；d.蒸发、灼烧操作四、化学实验方案的评价对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断。要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。 1从可行性方面对实验方案做出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求，在实际操作时能否做到可控易行。评价时，从以下4个方面分析：(1)实验原理是否正确、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)实验效果是否明显等。2从“绿色化学”视角对实验方案做出评价“绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：(1)反应原料是否易得、安全、无毒；(2)反应速率是否较快；(3)原料利用率以及生成物质的产率是否较高；(4)实验过程中是否造成环境污染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、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；(2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等)；(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等)；(4)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)；(5)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)；(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；(7)仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；(8)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。2.经典精讲例1.某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)MgCO3Zn粉Fe2O3无水CaCl2澄清石灰水足量NaOH溶液ABCDEFMgCO3的分解产物为 装置C的作用是 ，处理尾气的方法为 将研究小组分为两组，按上图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。步骤操作甲组现象乙组现象1取黑色粉末加入稀盐酸溶解，无气泡溶解，有气泡2取步骤1中溶液，滴加K3Fe(CN)6溶液蓝色沉淀蓝色沉淀3取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液变红无现象4向步骤3溶液中滴加新制氯水红色褪去先变红，后褪色乙组得到的黑色粉末是 甲组步骤1中反应的离子方程式为 乙组步骤4中，溶液变红的原因为 ；溶液褪色可能的原因及其验证方法为 从实验安全考虑，该装置还可采取的改进措施是 【答案】MgO、CO2除CO2、点燃FeFe3O48H=2Fe3Fe24H2OFe2被氧化成Fe3，Fe3遇SCN显红色；假设SCN被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立(其它合理答案均可)在装置BC之间添加装置E防倒吸(其它合理答案均可给分)【解析】探究温度对CO还原Fe2O3的影响为实验目的考察化学知识，涉及产物分析、装置作用、尾气处理、物质检验、反应原理、实验假设、实验验证、装置改进等内容。（1）MgCO3MgOCO2；产物是MgO、CO2（2）通过Zn粉，发生ZnCO2ZnOCO；再通过NaOH溶液，是为了除去二氧化碳；再通过无水氯化钙是为了除去水蒸气；然后CO还原氧化铁，E装置防倒吸， F装置检验和吸收二氧化碳。尾气是CO，点燃处理。（3）CO还原氧化铁生成黑色粉末可能是Fe、Fe3O4、FeO及其混合物。1实验，证明甲组没有Fe生成，乙组产生了Fe；2实验，证明溶于酸时都生成了Fe2；3实验证明甲组生成了Fe3O4，乙组没有生成；4实验说明褪色的原因可能是SCN可能被Cl2氧化。例2.为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。. AgNO3的氧化性 将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag+ 除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：KSCN溶液、K3Fe(CN)6溶液、氯水。（1）请完成下表：操作现象结论取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡 存在Fe3+取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入 ，振荡 存在Fe2+【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe2+。.AgNO3的热稳定性用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。（2）装置B的作用是 。（3）经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是 。（4）【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色； Ag2O可溶于氨水。【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：.Ag；.Ag2O；.Ag和Ag2O。【实验验证】该小组为验证上述猜想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验。实验编号操作现象a加入足量氨水，振荡黑色固体不溶解b加入足量稀硝酸，振荡黑色固体溶解，并有气体产生【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是 （填实验编号）。【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有 。【答案】（1）溶液呈红色 K2Fe(CN)6溶液 产生蓝色沉淀 （2）防倒吸 （3）用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为O2 （4） b Ag、NO2、O2 【经典考题3】FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。I.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：检查装置的气密性；通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成.。体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封请回答下列问题：（1）装置A中反应的化学方程式为 （2）第步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A的右端。要使沉积得FeCl3进入收集器，第步操作是 ，（3）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有 （填步骤序号）（4）装置B中的冷水作用为 ；装置C的名称为 ；装置D中FeCl2，全部反应完后，因为失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂 ：（5）在虚线框内画出尾气吸收装置E并注明试剂II.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为 ，（7）电解池中H+再阴极放电产生H2，阳极的电极反应为 。（8）综合分析实验II的两个反应，可知该实验有两个显著优点：H2S的原子利用率100%； 。【答案】（1）2Fe+3Cl2 2FeCl3（2）在沉积的的FeCl3固体下方加热（3）、 （4）冷却FeCl3使其沉积，便于收集产品 干燥管 K3Fe（CN）6溶液或酸性高锰酸钾溶液（5）见解析 （6）2Fe3+H2S= 2Fe2+S+ 2H+（7）Fe2+-e-= Fe3+ （8）FeCl3可以循环利用（6）2Fe3+H2S= 2Fe2+S+ 2H+（7）阳极的电极反应： Fe2+-e-= Fe3+（8）该实验的另一个优点是FeCl3可以循环利用。【经典考题4】今有某学生设计的用氨催化氧化法制取少量HNO3溶液并收集反应生成的纯净氮气的实验装置，如下图所示：已知，氨在高温下催化氧化时还有副反应发生：4NH33O22N26H2O。(1)A装置及氨水的作用是_C装置中浓硫酸的作用是_，气球的作用是_。(2)B装置中发生的最主要的反应的化学方程式是_。D装置中一步生成硝酸的两个化合反应为(用化学反应方程式表示)：_；_ _。(3)该套实验装置中有两处明显的缺陷，其一是_，其二是_。(4)若采用上述的不完善装置进行实验，同时不考虑气体在装置中的残留，实验结束时，实际测得D中有1.0molL1的HNO3溶液150mL，气球中收集的混合气体体积为1 400mL(标准状况)，其中NO2、O2与N2的体积比为2：2：1，则氧化成NO的氨与被氧化的氨的体积比为_。【答案】 (1)使氨气与氧气混合均匀，控制氨气和氧气的气流速率；氨水的作用是降低氨气的溶解度，有利于氨气的逸出，除混合气体中氨气和水蒸气，收集生成的氮气；(2)4NH35O24NO6H2O4NO3O22H2O=4HNO34NO2O22H2O=4HNO3(3)氨气和氧气的混合气体在进入装置B之前没有进行干燥进入气球的气体中可能混有氧气等杂质，应除去(4)7/8【解题技巧】大多数学生对化学实验题有实验思路，就是拿不到分，主要表现在解题思路上，或考虑不全，或书写不准，最后答案是错的，丢三拉四，或遗漏某一答案，或讨论不够完备，或是以偏概全或出现错别字，答不到点子上等问题。因此我们在表达过程中一定要做到条理清晰，表述规范，这类探究实验题一般有下的解题要领：（1）制备实验方案的设计，应遵循以下原则：条件合适，操作方便；原理正确，步骤简单；原料丰富，价格低廉；产物纯净，污染物少。即从多种路线中选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。（2）从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。（3）求证物质具备的性质，关键是设计出简捷的实验方案，要求操作简单，简便易行，现象明显，且安全可行。(4)巧审题，明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。(5)想过程，理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。(6)看准图，分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合，思考容量大。在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的应用。 (7)细分析，得出正确的实验结论。实验现象(或数据)是化学原理的外在表现。在分析实验现象(或数据)的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等。【规律总结】误点警示：对实验方案的设计和评价合理与否、严密与否作出评判要从“合理选择，排除干扰，操作准确”等方面入手，同学们解题时应注意以下几点(1)药品和装置的选择：很多实验设计题中已经给出了药品或装置，我们应正确分析药品和装置在原题中是部分给出，还是有剩余。若药品和装置只是部分给出，则需要作必要的补充；若有剩余，则应进行筛选和淘汰，根据试剂特点合理设计实验方案。(2)数据的分析：定量实验中可能测定了多组数据，我们应正确分析实验中测定的数据能否达到实验目的，是否每个数据都有用。如果测出多种数据，则根据所测数据可以有哪些解答方法；如果数据不足，还需要补充什么数据才能达到实验目的。(3)题目条件有无特殊要求：如采用最简单和最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。(4)实验中的隐蔽性操作：如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但很容易被忽略，如实验室用Cl2与铁反应制备FeCl3，由于FeCl3易潮解，很多同学能够考虑到Cl2需要干燥，但很容易忽略在尾气吸收中也应防止水蒸气进入反应装置。(5)药品名称和某些仪器的规格的描述：药品的名称，这类问题学生最难解答准确，如有些药品的准确描述为：无水硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和碳酸氢钠溶液、饱和氢氧化钠溶液、新制Cu(OH)2悬浊液等。仪器规格的描述，如使用容量瓶必须注明其容积，譬如100 mL的容量瓶；正确书写仪器名称，如分液漏斗和长颈漏斗、圆底烧瓶和蒸馏烧瓶、坩埚和蒸发皿等不能混淆。有些化学用语不太常用，注意不要把字写错，如坩埚(错写为“钳锅”)、三脚架(错写为“三角架”)、气体逸出(错写为“气体溢出”)、蘸取溶液的“蘸”不会写等。(6)实验设计的注意事项药品和装置是部分或刚好给出还是有剩余，若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有剩余，则应进行筛选和淘汰。题目条件有无特殊要求：如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理、选择药品和装置、确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。实验过程中的隐蔽性操作：如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但容易忽略。药品的规格：有些题目要求指出药品的名称，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和NaHCO3、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。【高考演练】1【2018届衡水中学第二十次模拟】下列有关化学实验操作，现象和结论均为正确的是选项操作现象结论AMg2+和Cu2+共存的溶液中滴入适量NaOH溶液产生白色沉淀相同温度下，溶度积常数: KspMg(OH)2HCO3-D向饱和硼酸溶液中滴加少量Na2CO3粉末无气泡冒出不能证明酸性:碳酸硼酸AA BB CC DD【答案】C2.(2018浙江省宁波市八校高三下学期期初)下列实验设计能完成或实验结论合理的A证明一瓶红棕色气体是溴蒸气还是二氧化氮，可用湿润的碘化钾一淀粉试纸检验，观察试纸颜色的变化B铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加KSCN溶液，未出现血红色，该铝热剂不含氧化铁C测氯水的pH可用玻璃棒蘸取氯水点在pH试纸上，待其变色后和标准比色卡比较D用新制氢氧化铜悬浊液可以鉴别甲酸、甲酸甲酯、乙酸、乙酸乙酯四种物质【答案】D3.下列实验设计能够成功的是()实验目的 实验操作A 实验室制备硝基苯 将苯和浓硝酸混合后加热B除去硫酸钠溶液中少量氯化钠杂质向含有氯化钠杂质的硫酸钠溶液中加入适量的硝酸银溶液，过滤C检验溴乙烷发生消去反应的产物向盛有少量溴乙烷的试管中，先加入氢氧化钠溶液，加热，再滴入用硝酸酸化的硝酸银溶液D浓硝酸的氧化性强于稀硝酸向盛有少量浓硝酸、稀硝酸的两支试管中，分别加入大小相同的铜片【答案】D【解析】A项，制备硝基苯时还需浓硫酸作催化剂；B项，引入了新的杂质(NaNO3)；C项，溴乙烷发生消去反应后，应先加稀硝酸中和剩余的碱液，再加AgNO3溶液检验。D项正确。4.（2018合肥市质检）下列化学实验有关的叙述正确的是（ ）A某无色溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，说明该无色溶液中一定含有SO42-B向2.0mL浓度均为0.1molL-1的KCl、KI混合溶液中滴加12滴0.01molL-1AgNO3溶液，振荡，生成黄色沉淀，说明Ksp（AgI）比Ksp（AgCl）大C铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，说明铝箔表面氧化铝膜熔点高于铝DSO2、Cl2都能使品红试液褪色，其原理是相同的【答案】C【解析】A项产生该现象的也可能是CO32-、SO32-；B项说明Ksp（AgI）比Ksp（AgCl）小；D项SO2的褪色原理是与有色物质化合为无色不稳定的物质，Cl2用于漂白是因为与水反应生成的HClO的强氧化性。5(高考变式)根据下列化学实验事实得出的结论一定正确的是()A向某无色溶液中先加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，再加入足量盐酸，沉淀不溶解。结论：该溶液中有SOB向某无色溶液中加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红。结论：该溶液中有NHC向1 mL浓度均为0.05 molL1的NaCl、NaI混合溶液中滴加2滴0.01 molL1的AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色。结论：Ksp(AgCl)Ksp(AgI)D向1 mL 1%的NaOH溶液中加入2 mL 2%的CuSO4溶液，振荡后再加入0.05 mL有机物X，加热后未出现红色沉淀。结论：X中不含有醛基【答案】C【解析】A项，也可能含Ag。D项，所配溶液中NaOH的量太少，应把少量CuSO4溶液滴加至过量NaOH溶液中，才有明显现象。6.下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是选项实验操作实验目的或结论A同温下测定相同浓度的Na2CO3和Na2SO3溶液的酸碱性比较硫与碳的非金属性强弱B向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时间后过滤除去MgCl2溶液中少量FeCl3C常温下，向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生说明常温下Ksp(BaCO3) Ksp(BaSO4)DC2H5OH与浓硫酸170共热，制得的气体通入酸性KMnO4溶液检验制得气体是否为乙烯【答案】B7“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，观察下面四个“封管实验”(夹持装置未画出)，判断下列说法正确的是()A加热时，上部汇集了固体NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性比较好B加热时，、溶液均变红，冷却后又都变为无色C中，浸泡在热水中的容器内气体颜色变深，浸泡在冰水中的容器内气体颜色变浅D四个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应【答案】C 【解析】加热时NH4Cl分解为NH3和HCl，在封管上部遇冷NH3和HCl又化合成NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性差，故A项错误；加热时溶液变无色，冷却后变为红色，加热时溶液变为红色，冷却后变为无色，故B项错误；由于2NO2N2O4为放热反应，浸泡在热水中的容器内气体颜色变深，浸泡在冰水中的容器内气体颜色变浅，故C项正确；封管中发生的化学反应不是可逆反应，故D项错误。8.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()选项实验操作现象解释或结论A过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3BAgI沉淀中滴入稀KCl溶液有白色沉淀出现AgCl比AgI更难溶CAl箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓氨水呈碱性【答案】D【解析】A项，FeFe3Fe2；B项，AgI比AgCl更难溶，故无白色沉淀出现；C项，Al与稀HNO3反应生成气体，Al与浓HNO3在常温下才发生钝化。9.【2018届唐山市三模】在一定条件下，向Al2O3和过量C粉的混合物中通入氯气，可制得易水解的AlCl3，实验装置如图所示。下列说法不正确的是Ac中盛装的是浓硫酸B实验时应先点燃d处酒精灯，再点燃a处酒精灯C此反应中的尾气，除氯气外都可直接排放到大气中D该装置不完善，其中应改进的一项是在d、e之间添加一个干燥装置【答案】C点睛：本题易错B选项，空气不影响该实验，不必先制氯气排空气，为了充分利用氯气，实验时应先点燃d处酒精灯，再点燃a处酒精灯，使反应顺利进行。10. 某钠盐溶液中可能含有NO、SO、SO、CO、Cl、I等阴离子。某同学取5份此溶液样品，分别进行了如下实验：用pH计测得溶液的pH大于7加入盐酸，产生有色刺激性气体加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，且放出有色刺激性气体加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，该沉淀溶于稀硝酸且放出气体，将气体通入品红溶液，溶液不褪色加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)2溶液，再滴加KSCN溶液，显红色该同学最终确定在上述六种离子中仅含NO、CO、Cl三种阴离子。请分析，该同学只需要完成上述哪几个实验，即可得出此结论()ABC D【答案】B【解析】中加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，可证明有Cl无I；且放出有色刺激性气体，可证明有NO。中加足量BaCl2溶液产生白色沉淀，该沉淀溶于稀硝酸，可证明无SO和SO；产生不能使品红溶液褪色的气体，可证明有CO。故选B。11.某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：操作现象取4g漂粉精固体，加入100mL水部分固体溶解，溶液略有颜色过滤，测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝（约为12），后褪色i液面上方出现白雾；ii稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；iii稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去（1）Cl2和Ca（OH）2制取漂粉精的化学方程是 。（2）pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。（3）向水中持续通入SO2，未观察到白雾。推测现象i的白雾由HCl小液滴形成，进行如下实验：a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。 实验a目的是 。由实验a、b不能判断白雾中含有HC1，理由是 。 （4）现象ii中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和C1-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是 。（5）将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X。向沉淀X中加入稀HC1，无明显变化。取上层清液，加入BaC12溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是 。 用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因： 。 【答案】（1）；（2）碱性、漂白性；（3）、检验白雾中是否Cl2，排除Cl2干扰； 、白雾中含有SO2，SO2可以使酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀；（4）向漂白精溶液中逐滴滴入硫酸，观察溶液颜色是否变为黄绿色；（5）、CaSO4； 、。【解析】（1）Cl2和Ca（OH）2生成氯化钙、次氯酸钙与水；（2）pH试纸先变蓝（约为12），说明溶液呈碱性，后颜色褪去，说明具有漂白性；（3）反应中生成Cl2，用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾中是否Cl2，排除Cl2干扰；白雾中含有SO2，可以被硝酸氧化为硫酸，故SO2可以使酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀；（4）向漂白精溶液中逐滴滴入硫酸，观察溶液颜色是否变为黄绿色；（5）取上层清液，加入BaC12溶液，产生白色沉淀，说明SO2被氧化为SO42-,故沉淀X为CaSO4；溶液呈黄绿色，有Cl2生成，Cl2与SO2反应生成盐酸与硫酸。12. 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)实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞显红色。该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。写出CaH2与水反应的化学方程式_；该同学的判断不准确，原因是_。(4)请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象_。(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是 。【答案】(1)i e，fd，cj，k(或k，j)a(2)BADC(3)CaH22H2O=Ca(OH)22H2金属钙与水反应也有类似现象(4)取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气体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。(5)氢化钙是固体，携带方便13. 【2018新课标2卷】K3Fe(C2O4)33H2O（三草酸合铁酸钾）为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：（1）晒制蓝图时，用K3Fe(C2O4)33H2O作感光剂，以K3Fe(CN)6溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为：2K3Fe(C2O4)32FeC2O4+3K2C2O4+2CO2；显色反应的化学方程式为_。（2）某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。通入氮气的目的是_。实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有_、_。为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_。样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是：_。（3）测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。称量m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c molL-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_。向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c molL-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为_。【答案】 3FeC2O4+2K3Fe(CN)6Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4 隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 CO2 CO 先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气 取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入12滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3 粉红色出现 【解析】分析：（1）根据亚铁离子能与K3Fe(CN)6发生显色反应解答；（2）根据氮气能隔绝空气和排尽气体分析；根据CO2、CO的性质分析；要防止倒吸可以根据外界条件对压强的影响分析；根据铁离子的检验方法解答；（3）根据酸性高锰酸钾溶液显红色 ；根据电子得失守恒计算。（3）高锰酸钾氧化草酸根离子，其溶液显红色，所以滴定终点的现象是粉红色出现。锌把铁离子还原为亚铁离子，酸性高锰酸钾溶液又把亚铁离子氧化为铁离子。反应中消耗高锰酸钾是0.001cVmol，Mn元素化合价从+7价降低到+2价，所以根据电子得失守恒可知铁离子的物质的量是0.005cVmol，则该晶体中铁的质量分数的表达式为。点睛：本题主要是考查物质分解产物检验、元素含量测定等实验方案设计与评价，题目难度中等，明确实验原理和相关物质的性质是解答的关键。关于化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：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(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)；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)。(本题属于开放性试题，合理答案均可)14.）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(), Mn(), Ni ()等杂质)的流程如下: Zn过滤调PH约为5适量高锰酸钾溶液稀H2SO4工业ZnO 浸出液 滤液 过滤 煅烧 过滤 Na2CO3 滤液 滤饼 ZnO提示:在本实脸条件下，Ni()不能被氧化:高锰酸钾的还原产物是MnO2回答下列问题:(1)反应中除掉的杂质离子是 ，发生反应的离子方程式为 ；加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是 ；(2)反应的反应类型为 .过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有 ；(3)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2 .取干操后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1 g. 则x等于 。【解析】以工艺流程为形式考察化学知识，涉及反应原理、除杂方法、影响因素、反应类型、产物分析、洗涤干净的检验方法、化学计算等。（1）除去的杂质离子是Fe2和Mn2；Fe2以Fe(OH)3的形式沉淀下来，Mn2以MnO2的形式沉淀下来；反应离子方程式为：MnO43Fe27H2O=MnO23Fe(OH)35H; 3Mn22MnO42H2O=5MnO24H; 在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，不会形成Fe(OH)3和MnO2沉淀。（2）ZnNi2=Zn2Ni是置换反应；还有Ni。（3）洗涤主要是除去SO42和CO32离子。检验洗净应该检验SO42离子。取最后一次洗涤液少量，滴入稀盐酸，加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，证明洗涤干净。（4）令ZnCO3为amol,Zn(OH)2为bmol 125a+99b=11.2; 81(a+b)=8.1 解之，a:b=1:x=1:1,x=1【答案】（1）Fe2和Mn2；MnO43Fe27H2O=MnO23Fe(OH)35H; 3Mn22MnO42H2O=5MnO24H; 不会形成Fe(OH)3和MnO2沉淀。或无法除去Fe2和Mn2；（2）置换反应；Ni（3）取最后一次洗涤液少量，滴入稀盐酸，加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，证明洗涤干净。（4）115某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示实验：普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题：(1)操作玻璃棒的作用_。(2)操作灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中还存在的物质为_(填化学式)。(3)操作的试管加入中所得黑色滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定黑色固体为_(填化学式)。(4)该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH4Cl和ZnCl2，下面是他做完实验后所写的实验报告，请你写出其空白处的内容：实验目的操作实验现象结论1.检验Cl取少许滤液于试管中，加入_含有Cl2.检验NH取少许滤液于试管中，加入_含有NH3.检验Zn2取少许滤液于试管中，加入稀氨水先产生白色沉淀，继续加入氨水，沉淀又溶解含有Zn2【解析】(1)操作为过滤，其中玻璃棒的作用是引流，防止溶液外溅。(2)产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，可能是CO2或SO2，但该气体是由黑色固体燃烧产生，所以该物质为碳。(3)能加速H2O2分解的黑色固体为MnO2。(4)检验Cl的存在使用硝酸酸化的AgNO3溶液。NH的检验可结合NH3是高中阶段唯一的碱性气体来作答，将其在碱性条件下制得NH3后与湿润的红色石蕊试纸接触即可鉴别。【答案】(1)引流(2)C(3)MnO2(4)实验目的操作实验现象结论1.检验Cl取少许滤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液有白色沉淀产生含有Cl2.检验NH取少许滤液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液并加热，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口附近石蕊试纸变蓝色含有NH16.【2018新课标1卷】醋酸亚铬(CH3COO)2CrH2O为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示，回答下列问题： （1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是_，仪器a的名称是_。（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_。同时c中有气体产生，该气体的作用是_。（3）打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是_；d中析出砖红色沉淀，为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是_、_、洗涤、干燥。（4）指出装置d可能存在的缺点_。【答案】去除水中溶解氧 分液（或滴液）漏斗 Zn+2Cr3Zn2+2Cr2 排除c中空气 c中产生H2使压强大于大气压 （冰浴）冷却 过滤 敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触（3）打开K3，关闭K1和K2，由于锌继续与盐酸反应生成氢气，导致c中压强增大，所以c中亮蓝色溶液能流入d装置，与醋酸钠反应；根据题干信息可知醋酸亚铬难溶于水冷水，所以为使沉淀充分析出并分离，需要采取的操作是（冰浴）冷却、过滤、洗涤、干燥。（4）由于d装置是敞开体系，因此装置的缺点是可能使醋酸亚铬与空气接触被氧化而使产品不纯。点睛：本题主要是考查醋酸亚铬制备原理的实验探究，考查学生的化学实验与探究的能力、从提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并与已有知识整合，重组为新知识块的能力，题目难度中等。明确实验原理、有关物质的性质尤其是题干信息中提取和应用是解答的关键。
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