高考化学总复习 课时跟踪检测 三十三　实验方案的设计与评价 Word版含答案

课时跟踪检测三十三　实验方案的设计与评价

(时间：45分钟　满分：100分)

一、选择题(每小题7分，共49分)

1．(2017届大庆实验中学月考)下列依据相关实验得出的结论正确的是(　　)

A．利用一束强光照射明矾溶液，产生光亮的“通路”，说明明矾一定发生了水解

B．向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，试管口出现红棕色气体，说明溶液中NO被Fe2＋还原为NO2

C．将某气体通入品红溶液中，品红褪色，说明该气体一定是SO2

D．向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加热几分钟，冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液，加热，无砖红色沉淀生成，说明淀粉没有水解生成葡萄糖

解析：向盛有Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸，NO、Fe2＋、H＋反应产生NO，NO被O2氧化为NO2，可在试管口观察红棕色气体，B项错误；能使品红褪色的气体不一定是SO2，Cl2等也能使品红褪色，C项错误；淀粉溶液中加入稀H2SO4加热，若证明淀粉是否水解，应先加入碱中和H2SO4，再加新制Cu(OH)2悬浊液，进行实验，D项错误。

答案：A

2．(2017届保定市碑店中学月考)仅用一种试剂鉴别如下物质：苯、CCl4、NaI溶液、NaCl溶液、Na2SO3溶液，下列试剂中不能选用的是(　　)

A．溴水 B．FeCl3溶液

C．酸性KMnO4溶液 D．AgNO3溶液

解析：A项加入溴水，有色层在上层的为苯，有色层在下层的为CCl4，溶液变红褐色的为NaI溶液，无现象的为NaCl溶液，溴水褪色的为Na2SO3溶液，可鉴别；B项加入FeCl3溶液，苯和CCl4都不溶于水，但苯的密度比水小，CCl4的密度比水大，分别在溶液的上层和下层，溶液变红褐色的为NaI溶液，无现象的为NaCl溶液，使FeCl3溶液变为浅绿色的为Na2SO3溶液，可鉴别；C项加入酸性KMnO4溶液，苯和CCl4都不溶于水，但苯的密度比水小，CCl4的密度比水大，分别在溶液的上层和下层，溶液变红褐色的为NaI溶液，无现象的为NaCl溶液，使酸性KMnO4溶液褪色的为Na2SO3溶液，可鉴别；D项加入AgNO3溶液，不能鉴别NaCl溶液和Na2SO3溶液，二者都产生白色沉淀， D项符合题意。

答案：D

3．(2017届河北省高阳中学月考)下列除杂方案错误的是(　　)

解析：SO2可与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2气体，再用浓H2SO4干燥除去水蒸气，可得到纯净的CO2气体，A项正确；NH4Cl、FeCl3均与NaOH溶液反应，B项错误；CO2可被NaOH溶液吸收，再用浓H2SO4干燥，可除去CH4中的水蒸气，C项正确；铁与CuCl2发生反应生成Cu和FeCl2，过滤可除去铜，D项正确。

答案：B

4．(2017届宜春市靖安县模拟)下列说法正确的是(　　)

A．图Ⅰ所示装置用于Cu和浓H2SO4制取少量的SO2气体

B．图Ⅱ装置可验证非金属性：Cl>C>Si

C．图Ⅲ可用于收集气体H2、CO2、Cl2、NH3

D．图Ⅳ表示将SO2气体通入溴水中，所得溶液的pH变化

解析：Cu和浓H2SO4反应需要加热，则图中装置不能制取少量的SO2气体，A项错误；盐酸易挥发，可知盐酸酸性大于碳酸、盐酸酸性大于硅酸，不能确定碳酸、硅酸的酸性，且不能利用无氧酸与含氧酸的酸性比较非金属性，应利用最高价含氧酸的酸性比较非金属性，若将盐酸改为HClO4可完成实验，B项错误；CO2、Cl2可利用向上排空气法收集，从长导管进气；H2、NH3可利用向下排空气法收集，从短导管进气，C项正确；溴水溶液显酸性，pH不会大于7，将SO2气体通入溴水中生成硫酸和HBr，酸性增强，pH减小，D项错误。

答案：C

5．(2017届河北省高阳中学月考)下列有关各实验的叙述中正确的是(　　)

A．①利用氯仿(CHCl3)密度大于乙醇，进行氯仿与乙醇混合物的分离

B．②进行H2，NH3，CO2，Cl2，HCl，NO2等气体收集，但不能用于NO气体收集

C．③当X选用苯时可进行NH3和HCl的吸收，并防止倒吸

D．④可用于SO2气体的干燥，收集并吸收多余SO2气体，防止SO2逸出污染空气并防止倒吸

解析：氯仿和乙醇互溶，不能用分液漏斗分离，A项错误；密度大于空气的气体(如CO2、Cl2、HCl、NO2)可长进短出来收集气体，密度小于空气的气体(如H2、NH3)，可短进长出来收集气体，NO能与O2反应，不能用排空气法收集NO，B项正确；苯的密度小于水的密度，苯在上层，不能防止倒吸，C项错误；SO2气体不能用碱石灰干燥，SO2密度大于空气，应采用向上排空气法收集，广口瓶中导管应长进短出，用NaOH溶液进行尾气吸收效果更好，D项错误。

答案：B

6．如图表示从固体混合物中分离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是(　　)

A．可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的碳酸铵

B．方案1中残留物应该具有的性质是受热易挥发

C．方案2中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SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3

解析：NaHCO3在加热时也能分解，不能选用方案1分离NaHCO3和(NH4)2CO3，A项错误；方案1中，加热后留下的残留物一定是难分解的固体或难挥发的液体，B项错误；加入的试剂可以是水，且不一定发生反应，如分离NaCl和BaSO4固体，C项错误；二氧化硅能与NaOH溶液反应，生成溶于水的硅酸钠，从而分离出Fe2O3，D项正确。

答案：D

7．(2017届福建模拟)下列实验方案中，不能达到实验目的的是(　　)

解析：A项，NO2通入硝酸银溶液，有气体生成，而溴蒸气通入硝酸银溶液中生成AgBr浅黄色沉淀，现象不同，能鉴别；B项，溶液混合后，酸性条件下，NO也具有氧化性，对实验造成干扰；C项，醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，若加热后红色加深，则升高温度促进醋酸钠水解，即盐类水解为吸热反应；D项，上层清液中加入NaI固体产生黄色PbI2沉淀，说明难溶物PbI2在水溶液中存在沉淀溶解平衡。

答案：B

二、非选择题(共51分)

8．(17分)(2016年新课标卷Ⅱ)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：

(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是___________________。

(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为__________________________。

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________________________________________________________________________。

(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。

(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_________；生成沉淀的原因是__________(用平衡移动原理解释)。

解析：(1)Fe2＋具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被空气氧化。(2)Cl2可将Fe2＋氧化，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)防止空气中的氧气将Fe2＋氧化，产生干扰，所以煤油的作用是隔绝空气。(4)向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3＋遇KSCN溶液显血红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。(5)H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色，一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的Fe3＋是H2O2分解的催化剂，使H2O2分解产生O2；生成沉淀的原因是Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋为吸热反应，H2O2分解放出的热量使水解平衡正向移动。

答案：(1)防止Fe2＋被氧化

(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

(3)隔绝空气(排除O2对实验的影响)

(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应

(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　Fe3＋催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热，促使Fe3＋的水解平衡正向移动

9．(16分)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：

查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。

Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验。取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。

(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤，滤液中通入过量二氧化碳，请写出通入过量二氧化碳反应的离子方程式是______________________，______________________。

Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定。利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：

(2)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有____________________________。

(3)C中反应生成BaCO3的化学方程式是__________________________________。

(4)下列各项措施中，不能提高测定准确度的是________(填标号)。

a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体

b．滴加盐酸不宜过快

c．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

d．在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

(5)实验中准确称取8.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为________。

(6)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，就可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是__________________________。

解析：(1)氢氧化钠过量，因此所得滤液是氢氧化钠和偏铝酸钠的混合液，则往所得滤液中通入过量二氧化碳，发生反应为OH－＋CO2===HCO、AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。(2)装置中残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小，持续缓缓通入空气，可把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收。(3)二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水，反应方程式为CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O。(4)a项在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体，以免影响碳酸钡质量的测定，可以提高测定准确度；b项滴加盐酸过快，产生的CO2来不及被吸收，就排出装置C，滴加盐酸不宜过快，使二氧化碳吸收完全，可以提高测定准确度；c项在A、B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO2，不能提高测定准确度；d项在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，Ba(OH)2可以吸收CO2中的HCl，影响CO2，不能提高测定准确度，故选c、d。(5)BaCO3质量为3.94 g，则n(BaCO3)＝3.94 g÷197 g/mol＝0.02 mol，则n(CaCO3)＝0.02 mol，质量为0.02 mol×100 g/mol＝2 g，所以样品中碳酸钙的质量分数为×100%＝25%。(6)B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中，导致测定二氧化碳的质量偏大，测定的碳酸钙的质量偏大，碳酸钙的质量分数偏高。

答案：(1)OH－＋CO2===HCO　AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

(2)可以把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收

(3)CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O

(4)cd　(5)25%

(6)B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中

10．(18分)(2017届吉安市新干十二中模拟)某铜矿石中铜元素含量较低，且含有铁、镁、钙等杂质离子。某小组在实验室中用浸出萃取法制备硫酸铜：

(1)操作Ⅰ为________。操作Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________。

(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是________、富集铜元素。

(3)小组成员利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应，制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液。多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异，查阅资料表明，可能由于条件控制不同使其中混有较多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。

已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu4(OH)6SO4均难溶于水，可溶于酸；分解温度依次为80 ℃、200 ℃、300 ℃。

设计实验检验悬浊液成分，完成表中内容。

限选试剂：2 mol·L－1HCl、1 mol·L－1 H2SO4、0.1 mol·L－1 NaOH、0.1 mol·L－1 BaCl2、蒸馏水，仪器和用品自选。

(4)上述实验需要100 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液，配制时需称取________g CuSO4·5H2O(化学式量：250)。

解析：铜矿石溶于酸，然后采用过滤方法将难溶性固体和溶液分离，则操作Ⅰ为过滤；然后向滤液中加入有机物采用萃取方法将含铜物质和溶液分离，所以操作Ⅱ为萃取，得到的有机相中含有铜元素，再采用硫酸作萃取剂将含铜有机相萃取，得到硫酸铜溶液和有机相，将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶得到硫酸铜晶体。

(1)依据流程图分析操作Ⅰ是矿石酸溶后分离固体和液体的方法，实验操作是过滤；操作Ⅱ是加入有机物溶解铜的化合物且能和水分层，实验操作是分液，用到的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗等。(2)利用水和有机溶剂萃取提纯硫酸铜溶液结晶得到硫酸铜晶体；操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是除去溶液中的杂质。(3)利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应，制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液，由于条件控制不同使其中混有较多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。实验验证杂质的存在，可以检验是否含硫酸根离子检验Cu4(OH)6SO4的存在，加入盐酸排除其他离子的干扰，加入氯化钡若生成白色沉淀，则证明含Cu4(OH)6SO4。依据氢氧化铜受热分解生成氧化铜黑色沉淀设计实验来分析验证，取少量悬浊液于试管中利用沸水浴加热试管；试管中有黑色沉淀生成证明含Cu(OH)2；水浴加热的目的是避免温度过高氧化铜分解。故步骤1：加入过量2 mol/L的盐酸溶液，充分振荡，再滴加几滴0.1 mol/L氯化钡溶液，预期的现象是有白色沉淀生成。步骤2：将试管放入装有沸水的小烧杯中水浴加热一段时间取出试管观察；预期的现象是试管中有黑色固体生成。(4)溶质CuSO4的物质的量为0.05 mol，则需要CuSO4·5H2O也为0.05 mol，其质量为12.5 g。

答案：(1)过滤　分液漏斗　(2)除去杂质

(3)加入过量2 mol/L的盐酸溶液，充分振荡，再滴加几滴0.1 mol/L氯化钡溶液　有白色沉淀生成　将试管放入装有沸水的小烧杯中水浴加热一段时间取出试管观察　试管中有黑色固体生成　(4)12.5