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1、课时梯级作业三十三化学实验方案的设计与评价（B） （45 分钟 100分） 一、选择题（本题包括7 小题，每题 6 分，共 42 分） 1. （2018 ?洛阳模拟）为证明铝与盐酸的反应是放热反应，下列实验装置可达到实验H的，且方案最佳的是 【解析】选儿九铝与盐酸产生的氢气从试管中逸出，锥形瓶内的空气受热压强增大,U 形管中左边红墨水低, 右边红墨水高， 说明该反应是放热反应，故A正确;B. 烧杯中产生气泡，反应完成并冷却后导管会产生液柱, 也能说明放热，但分析太复杂， 不直观，效果不理想， 故 B错误;C. 装置未形成密闭体系， 无现象，故 C错 误;D. 铝与盐酸产生的氢气会使红墨水的液面
2、变化， 该装置不能说明反应时放出热量，故D错误。 【加固训练】 （2018 ?聊城模拟）用下图所示装置进行实验，将少量液体逐滴加入固体乙中，试管中试剂为丙，则下表 屮现象正确的是（） 选项甲乙丙试管中现象 A 浓氨水生石灰 A12(S0I) 3 溶液 先沉淀后消失 B 浓硝酸铜淀粉 KI 溶液试管口出现红棕色溶液仍为 AB C 红 墨 水 D 无色 C 浓盐酸二氧化猛石蕊溶液先变红后褪色 D 双氧水二氧化钮氢硫酸溶液出现浑浊 【解析】选 D。A.硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与氨水不反应，沉淀不溶解，故A错误;B. 浓硝 酸与铜反应生 成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成一氧化氮，一氧化氮
3、与氧气反应生成二氧化氮，可观察到试管口出现红棕色，硝酸能氧 化 I 生成 12, 溶液显蓝色，故 B错误;C. 浓盐酸与二氧化猛应在加热条件下进行, 题中没有加热，不能生成氯气，故C错误;D. 双氧水在二氧化钮的催化作用下生成氧气，氧气能氧化硫化蛍生成硫单质，溶液中会出现浑浊，故D正确; 故选 Do 2. (2018 ?淮南模拟) 某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 FezOs 、Si0 2. ALO：, 不考虑其他朵质 ) 制备七水 合硫酸亚铁 (FeSOr 711 20), 设计了如下流程： 下列说法不正确的是 () A. 溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉 B. 固体 1 屮
4、一定含有 Si0 2, 控制 pH是为了使 Al“ 转化为 Al (0H) 3, 进入固体 2 C. 从溶液 2 得到 FeSOj? 7 出 0 产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解 D. 若改变方案 , 在溶液 1 中直接加 NaOH 至过量，得到的沉淀用硫酸溶解, 其溶液经结品分离也可得到 FeSO FcS(),? 7ILO A 滴定法 将样品配成 100 mL溶液，取 10 mL, 加入甲基橙，用标准盐酸滴定 消耗盐酸的体积 B 量气法 将样品与盐酸反应 , 生成的气体全 部被碱石灰吸收 碱石灰增重 C 重量法 样品放入烧瓶中，置于天平上，加 入足量盐酸 减轻的质量 D 量气法 将样
5、品与盐酸反应 , 气体通过排水 量气装置量气 排水体积 【解析】选 Ao A.盐酸滴定 N/CCh,用甲基橙作指示剂， 正确;B. 碱石灰既可以吸收CO,也可以吸收水分， 无 法测定 N辿 CO ：, 的质量分数 , 错误;C. C0? 挥发能带出水分 , 根据减轻的质量测定N32CO3 的质量分数，会产生较大误差, 错误;D. C02 能溶于 水，则排水体积不等于C02的体积，错误。 4.下列有关实验原理、方法和结论都正确的是（） A. 用 1IW）2 溶液做导电性实验，灯光较暗，说明11X02是弱电解质 B. 在滴有酚瞅的 NMO, 溶液中逐滴加入 BaCL溶液, 红色逐渐褪去，说明NMO
6、s 溶液中存在水解平衡 C. S0?通入澳水中，澳水褪色，说明S02具有漂白性 D. 利用溶解性的不同，可用酒精将碘水中的碘萃取出来 【解析】选 Bo导电性与离子的浓度有关，题屮未指明浓度，不能证明,A 项错误 ; 滴加酚臥 , 溶液呈红色，说 n 2 02 明溶液呈碱性，而加BaCl2, 会生成 BaCO ：, 沉淀,C 3 减少，红色褪去，说明此红色是由C 3 水解引起的 ,B 项正确;S02 通入 漠水中，漠氧化 S02自身被还原，漠水褪色，说明S02具有还原性 ,C 项错误 ; 酒精与水互溶，不能萃取 ,D 项错误。 5. 某课外实验小组设计的下列实验不合理的是 xz C . 制 备
7、并收集少量NOj气体 【解析】选 CoA项, 生成的 H2能将体系中的 02 排出, 观察到 Fe（0H ）2 白色沉淀 ;B 项，脱脂棉燃烧，能说明Na 202 与水反应放热 ;C 项，不能用排水法收集NO 气体 ;D 项,NaOH固体溶于水放热 , 且捉供 0H , 抑制 NH 3 ? 1120 的电 离，能用于制备少量NH30 6. （2018 ?南昌模拟）下列有关实验装置及实验方案的设计正确的是（） 浓氨水 孕浓硝酸三 氢氧化 钠固体 选项AB C D 实验 装进 实验 设计 收集十燥的HC1气测怎化学反应体 速率 氢氧化亚铁 可上下移动的铜丝 一2滴水 【）?实验室制备 少量氨气 探
8、究电离常数 / K. (HCK) 探究SQ的氣化性和 漂门性 【解析】选 D 。HC1的密度比空气的大 , 集气瓶中的导管应该是进气管长、出气管短,A 项错误 ; 生成的气体可能会从长颈漏 斗屮逸岀， II长颈漏斗不能控制滴加速率，故应该用分液漏斗,B 项错误; 稀硫酸与碳酸钠反应生成的 C02会和烧杯中的次 氯酸钠溶液反应生成HC10,但无明显现象，故无法判断饰（H2CO3 ）与（ HC10 ） 的大小关系 ,C 项错误；品红褪色，是SO? 的漂白性所致，与ILS 反应生成淡黄色固体，是SO? 的氧化性所致 ,D 项正确。 【加固训练】 根据下列实验现彖，所得结论错误的是（） 实验实验现象结
9、论 A I 烧杯中铁表面有气泡， II 烧杯中铜表面有 气泡 活动性 :AlFeCu B 试管中收集到无色气体 铜与浓硝酸的反应产物是 N0 C 试管 b 比试管 a 中溶液的红色深 增大反应物浓度，平衡向 正反应方向移动 D 长颈漏斗内液面高于烧瓶内液面且保持不 变 装置气密性良好 【解析】选 B。A项, 作正极的金属不活泼，正极上析出氢气，所以能比较金属的活动性，故正确;B 项, 铜和浓 硝酸生成二 氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，故错误;C 项，增大反应物的浓度平衡向止反应方向移动，故正确 ;I ）项， 利用压强差能检验装置的气密性，故正确。 7. （能力挑战题）下图表示从固
10、体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1 和方案 2 指出下列说法合理的 方案 1 残留物 J L1 Fc Fc L1C u V 1 - - 一一 稀金酸稀命酸 I H 2 mL 0.01 mol-L“ 1 1 mL饱和 FeCh溶液 - KSCN溶液 X=/ C 倉 X的混合物 加旷凶 2 mL a b 0,005 moblf 1 FeCb溶液 水 A 方案2 A. nJ 以选用方案 1 分离碳酸氢钠中含冇的氯化钱 B. 方案 1 屮残留物应该具有的性质是受热易挥发 C. 方案 2 屮加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应 D.方案 2 中加入 NaOH 溶液可以分离出 Si（）2 和
11、 Fe2（）3 混合物中的 Fe203 【解析】选 D 。碳酸氢钠加热分解 ,A 错误; 加热后留下的残留物一定是固体或难挥发的液体,B 错误;C 项， 加入的试剂可以 是水且不一定发生化学反应,C 错误; 二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的硅酸钠, 进而分离出氧化铁 ,D 正确。 二、非选择题（本题包括3 小题，共 58 分） 8. （19 分）（ 2018 ?黄岗模拟）直接排放含S02的烟气会形成酸雨，危害环境。某化学实验小组进行如下有关 S02性质的探究活动。 （1）装置 A中反应的离子方程式为 酸性KMnOj溶液 E 漂白粉溶液 F 倉X的混合物 加入试剂厂凶 - 过滤 （2）选
12、用图 1 以上装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱： 甲同学认为按照 A-C-F- 尾气处理顺序连接装置可以证明亚硫酸和次氯酸的酸性强弱，乙同学认为该 方案不合理，其理由是 _ o 丙同学设计的合理实验方案为按照A-C- _ - 尾气处理（填字母）顺序 连接装置。其中装置C的作用是 _ _ 。证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的酸性的实验现象是 （3）利用图 2 的装置测量装置 A中残液 SO2的含量。量取 10. 00 n）L 残液于圆底烧瓶中，加热使SO2全部蒸出， 用 20. 00 mL 0. 100 0 mol? L _, 的 KlnO, 标准溶液吸收。充分反应后，再用0. 200 0 mo
13、l? L _, 的 KI 溶液滴定过量的 KMnOi,消耗 KI 溶液 O 25. 00 mLo （已知 :10r+2Mn 彳+疋川=2Mn 2+5l2+8H 2O ） 图 2 锥形瓶屮发生反应的离子方程式为。 残液中 S02的含量为 _ mol? L _1 O 【解析】（ 1）装置 A中盐酸与亚硫酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化硫，离子反应方程式为 CaS03+2WC/+SO2 t +H20; 按照 A-C-F-顺序连接装置，其中饱和的亚硫酸氢钠除去氯化氢，二氧化硫通入次氯酸钙 溶液发生了氧化还原反应，不能证明强酸制备弱酸的原理, 不能证明亚硫酸和次氯酸的酸性强弱； 次氯酸具有强氧化性、二氧化
14、硫具有述原性，不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱， 先验证亚硫酸酸性比碳酸强, 再结合碳酸酸性比次氯酸强来判断。八装置制备二氧化硫，由于盐酸易挥发，制备的二氧化硫 屮混有氯化氢 , 用饱和的亚硫酸氢钠除去二氧化碳中的二氧化硫，用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽，再通入F 中，则装置连接顺序为A、C、B、E、D 、F,其中装置 C的作用 是除去氯化氢气体 ,D 中品红不褪色 ,F 屮出现白色沉淀 , 可证明 亚硫酸的酸性强于次氯酸；图2 锥形瓶 0 ? O 2 中 SO? 与发生氧化还原反应 , 反应的离子方程式为5SO 2+2Mn 4 +2H 20=2Mn 2
15、， +5S 4 +4H ; 由 ior+ 0? 2Mn 4+16H， =2Mn 2，+5T 2+8H20, 根据 KI 的量计算出则过量 KMnQ 的物质的量为 0. 001 mol,所以与残液中 S02反应 KMrA的物质的量为 0.02 LX0. 100 0 mol? L _I 0? 0? ? -0. 001 mol=0. 001 mol,又 5S02+2Mn 4 +2H 202Mn 2+5S 4 +4H：则残液中 SO?含量为 0. 002 5 mol, 所 以残液中 S02含量为 0. 25 mol ? IA 答案：(1 )CaS0 3+2H +Ca2+S0 21 +H2O (2) 二
16、氧化硫通入次氯酸钙溶液发生了氧化还原反应不能证明强酸制备弱酸的原理 除去 HCI气体以免影响后面的实验装置 D中品红溶液不褪色 ,F 中出现白色沉淀 0? 0? ? (3) 5S0：?+2Mn 4+2H 202Mn 25S 4 +4II+ 0. 25 【方法规律】物质性质实验设计题的解题策略 性质验证型实验题的关键是结合题目要求和所给的仪器、装置以及所给的试剂，了解命题的意图。 已给岀试剂或装置 (仪器) 的实验： 该类题 FI 的关键是通读全题，结合题意或元素化合物的性质，弄清楚在某一仪器处发生的反应或该反应的现象，同时要理 解设置的仪器或装置的目的，这样问题就能迎刃而解。 已知反应或反应现
17、象及仪器操作要求： 该类题目的关键是根据题目的现彖或操作要求等，通过所学元素化合物性质或化学实验的仪器使用和基本操作，确定此处 缺少的试剂或缺少的装置或仪器。9. (19分)(2018 ?商丘模拟) 一种含铝、锂、钻的新型电子材料，生产中产生的废料数 量可观, 废料中的铝以金属铝箔的形式存在，钻以Co 203 -CoO的形式存在，吸附 在铝箔的单面或双面，锂混杂于其中。从废 料中回收氧化钻 (CoO)工艺流程如下： (1) 过程 I 屮采用 NaOH 溶液溶解废料屮的Al, 反应的离子方程式为 过程 II 中加入稀硫酸酸化后，再加入“ 述 203 溶液浸出钻，则浸出钻的化学反应方程式为( 产物
18、屮只有一 种酸根) _ o 在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钻，但实际工业生产中不用盐酸，请从氧化还 原和环境保护的角度分析不用盐酸浸出钻的主要原因是 _ 0 (3) 过程 III得到锂铝渣的主要成分是LiF 和 A1(OH) 3, 碳酸钠溶液在产生 Al (0H) ：, 时起重要作用，请写出该反应的离子方 稈式 _ o 碳酸钠溶液在过程III和 IV 中所起作用有所不同，请写出在过程IV 小起的作用是 【解析】 (1) 铝和氢氧化钠溶液反应牛成偏铝酸钠和氢气, 反应的离子方程式为 0； 2A1+20H +2出 02A1 2 +3H 21 ; (2)Co ：0 和 M2S2O3 在酸性条
19、件下发生氧化还原反应生成CoSO 。、和 H 20, 反应方程式为 4Co304+Na2S203+llH2S04=12CoS04 +Na2S0 ；+l III2O,所以加入 N42S2O ：, 的作用是还原 Co 3*, 盐酸具有还原性，能被 Co 203 -CoO 氧化生成有毒的氯气而 污染环境，所以不能用盐酸；(3) 铝离子能与碳酸根离子发生水解相互促进生成蛍氧化铝和二氧化碳，水解 02? 的离子方程式为2A广+3C 3 +3H 202A1(O1I)31 +3C02 t ; (4) 碳酸钠溶液在过程III中铝离子能与碳酸根 o2 - 离子发生水解相互促进生成氢氧化铝和二氧化碳; 碳酸钠溶液
20、在过程IV 中调整 pH,提供 C 3 , 使 c2*沉淀 为 CoCOso 0； 答案： (l)2Al+20H +2H 20 : 2A1 2+3H 2 f (2) 4Co ：心? CoO+NaSO+l lH,S0412CoS04+Na2S0i+l 1H2O C02O3 ? CoO可氧化盐酸产生 Cl2, 污染环境 Q 2? (3) 2A1 3+3C 3 +3 出 0=2A1 (OH) 3 I +3C0 21 o2? (4) 调整 pll,提供 C 3，使 Co?沉淀为 CoCO ；J 10. (20分)( 能力挑战题 ) 硫化碱法是工业上制备Na 2SA的方法之一，反应原理为 2Na 2S+
21、Na2C03+4S02=3Na2S203+C02( 该反应 /0) 。某研究小组在实验室用硫化碱法制备 NaSG ? 5 氏 0 流程 如下: S() I T吸硫 ?过滤 蒸发纟吉晶 (1) 吸硫装置如图所示。 装置 B的作用是检验装置A SO2的吸收效率 ,B 中试剂是 _ , 表明 SO? 吸收效率低的实验现象是B 中溶液 _ O 为了使 S02尽可能吸收完全，在不改变A中溶液浓度、体积的条件下，除了及时搅拌反应物外，还可采取的合理措施是 _ 、 Na,S, N*2 C( x _ O ( 写出两条 ) (2) 假设本实验所用的NMCh 含少量 NaCl、NaOH, 设计实验方案进行检验 (
22、 室温时 CMO3 饱和溶液的 pH=10. 2) 0 限选试剂及仪器 : 稀硝酸 AgNOa溶液、 CaC12溶液、 Ca(NO 3)2溶液、酚酥溶液、蒸憎水、 pH计、烧杯、试管、滴管。 序号实验操作预期现彖结论 取少量样品于试管屮，加入适量蒸缰 水，充分振荡溶解， 样品含 NaCl 另収少量样品于烧杯中，加入适量蒸憎水，充 分搅拌溶解， 样品含 NaOH (3) Na 2S2Oa溶液是定量实验中的常用试剂，测定其浓度的过程如下 : 准确称取 日 g K103( 相对分子质暈 :2 固体配成溶液，加入过量KI 固体和昭 0, 容液，滴加指示剂，用溶液 滴定至终点，消耗Na 2S2Os溶液的
23、体积为巾 L。则 c(Na2S2O3)= _ mol (只列出算式，不作运算 )。 ” o 0* 已知： 2S2 3 + 【2=S.1 6 +2 (4) _ 某同学第 步和第步的操作都很规范，第步滴速太慢，这样测得的M2S2O3 浓度可能 _ ( 填“无 影响” “偏低”或“偏高” )，原因是 _ _ ( 用离子方程式表示 )。 【解析】 (1) 由于 S02具有还原性、漂白性，因此若装置B的作用是检验装置A屮 SO? 的吸收效率，则 B屮 试剂可以是品红、漠水或KMn6溶液，表明 SO? 吸收效率低的实验现彖是B中溶液颜色很快褪去。 要使 SO? 尽可能吸收完全，在不改变A中溶液浓度、体积的
24、条件下，除了及时搅拌反应物外, 还可采取的合理措施是增大 S02的接触面积、控制SO? 的流速、适当升高温度等。 (2)氯离子的检验可以利用硝酸酸化的硝酸银溶液；由于饱和碳酸钙溶液的pH-10. 2, 所以检验 Oil 时可以先 加入氯化钙溶 液，然后测量溶液的pH进行对比即可。 a (3) a g 碘酸钾的物质的量是214 mol, 则根据反应式 1。3+51 +6H，=3I2+3H 20. O 2 02 2S2 3+【2=Si 6 +21 可知： 6 mol a 214 mol X6 6a 所以 c（Na 2S203）=214 X 0.001U mol . L-*= 2147 mol .
25、由于碘离子易被空气中的氧气氧化：4F+4HW=2I2+2H2O,因此如果第步滴速太慢，则导致消耗的硫代硫酸钠溶液的体积 增加，从而导致其浓度偏低。 答案：（ 1）品红（或漠水、 KMnO. 溶液）颜色很快褪去或指出相应试剂的正确颜色（红色、黄色等）变化也可 增 大 SO? 的接触面积控制 S02的流速 适当升高温度（答其中两条即可） （2）滴加足量稀硝酸，再滴加少量AgNOs 溶液，振荡有白色沉淀生成 加入过量 CaC12溶液，搅拌，静置，用pH计测定上层清液 pH有白色沉淀生成，上层清液pH大于 10. 2 6 000a 3 000a 214U或107V（其他正确答案也可） 偏低 4 +4 小+02=2L+2H2O 6 000a 1 mol a 214 mol