新高考化学二轮复习高频考点51 化学实验的设计与评价（含解析）

高频考点51  化学实验方案的设计与评价

1．（2022·江苏卷）室温下，下列实验探究方案不能达到探究目的的是 （   ）

A．A B．B C．C D．D

1.D  A．向盛有溶液的试管中滴加几滴溶液，无现象，振荡，再滴加几滴新制氯水，溶液变为红色，亚铁离子被新制氯水氧化，说明具有还原性，A正确； B．向盛有水溶液的试管中滴加几滴品红溶液，品红溶液褪色，振荡，加热试管，溶液又恢复红色，说明具有漂白性， B正确；C．向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水，振荡，溶液变为蓝色，说明的氧化性比的强，C正确；D．用pH计测量醋酸、盐酸的pH用以证明是弱电解质时，一定要注明醋酸和盐酸的物质的量浓度相同，D错误。故选D。

2．（2021·山东）下列由实验现象所得结论错误的是（   ）

A．向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸，产生淡黄色沉淀，证明HSO具有氧化性

B．向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末，紫色褪去，证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)

C．向浓HNO3中插入红热的炭，产生红棕色气体，证明炭可与浓HNO3反应生成NO2

D．向NaClO溶液中滴加酚酞试剂，先变红后褪色，证明NaClO在溶液中发生了水解反应

2.C   A．淡黄色沉淀是S，在反应过程中硫元素由NaHSO3中的+4价降低到0价，发生还原反应，体现氧化性，A项不符合题意；B．酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，与还原性物质反应紫色才会褪去，所以可以证明Fe3O4中有还原性物质，即Fe(Ⅱ)，B项不符合题意；C．在该反应中浓硝酸体现氧化性，N元素化合价降低，生成的产物可能是NO或者NO2，NO暴露于空气中也会迅速产生红棕色气体，无法证明反应产物，C项符合题意；D．先变红说明溶液显碱性，证明NaClO在溶液中发生了水解，，后来褪色，是因为水解产生了漂白性物质HClO，D项不符合题意；故选C。

3．（2021·江苏卷）室温下，通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。

实验1：用pH试纸测量0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH，测得pH约为8

实验2：将0.1mol·L-1NaHCO3溶液与0.1mol·L-1CaCl2溶液等体积混合，产生白色沉淀

实验3：向0.1mol·L-1Na2CO3溶液中通入CO2，溶液pH从12下降到约为9

实验4：向0.1mol·L-1Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水，氯水颜色褪去

下列说法正确的是（）

A．由实验1可得出：Ka2(H2CO3)>

B．实验2中两溶液混合时有：c(Ca2+)·c(CO)<Ksp(CaCO3)

C．实验3中发生反应的离子方程式为CO+H2O+CO2=2HCO

D．实验4中c反应前(CO)<c反应后(CO)

3.C   A．实验1：用试纸测量溶液的，测得约为8，c(H+)＞c(OH-)。则碳酸氢钠溶液的水解程度大于电离程度。由实验1可得出：，Kw=H+·OH-，，，Ka2(H2CO3)= ＜= ，A错误；B．实验2：将溶液与溶液等体积混合，产生白色沉淀碳酸钙，则由沉淀溶解平衡原理知，实验2中两溶液混合时有：，B错误；

C．等物质的量浓度的碳酸钠碱性大于碳酸氢钠。实验3：溶液中通入一定量的，溶液从12下降到10，则实验3中发生反应的离子方程式为，C正确；D． 由图知：和盐酸反应是放热反应， 和盐酸反应是吸热反应，c反应前(CO)＞c反应后(CO)，D错误；答案选C。

4．（2021·湖南）下列实验设计不能达到实验目的的是（   ）

A．A B．B C．C D．D

4.C   A.若Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+能与SCN-生成Fe(SCN)3，溶液变成血红色，能达到实验目的，故A不符合题意；B．实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气，先用饱和食盐水除去混有的氯化氢，再通过浓硫酸的洗气瓶干燥，能达到实验目的，故B不符合题意；C．用pH试纸测定NaOH溶液的pH不能润湿pH试纸，否则会因浓度减小，而影响测定结果，不能达到实验目的，故C符合题意；D．制取无水酒精时，通常把工业酒精跟新制的生石灰混合，加热蒸馏，能达到实验目的，故D不符合题意。答案选C。

5．（2022·全国·高三专题练习）滴定法测铀时需添加VOSO4做催化剂，该物质易被氧化，实验室常用Fe2+去除VOSO4溶液中的(VO2)2SO4，实验装置如图所示。下列分析正确的是（）

A．VOSO4和(VO2)2SO4中V元素的化合价相同

B．b中反应所生成气体的作用之一是将装置中的空气排尽

C．用小试管在m处收集气体并验纯后，应先关闭K2，再打开K3

D．实验完毕，可用氯水和KSCN溶液检验c中溶液是否含有Fe2+

5.B   A．VOSO4中V的化合价为+4价，(VO2)2SO4中V的化合价为+5价，A错误；

B．VOSO4易被氧化，所以b中反应产生的H2的作用之一就是排尽装置中的空气，防止VOSO4被氧化，B正确；C．用小试管在m处收集气体并验纯，应先打开K3，再关闭K2，C错误；

D．实验完毕后，c中含有较多VOSO4，VOSO4易被氧化可与氯水反应，故不能用氯水和KSCN溶液检验c中是否含有Fe2+，D错误；故答案选B。

6．关注“实验室化学”并加以实践能有效提高同学们的实验素养。用如图所示装置(夹持装置省略)进行实验，操作正确且能达到目的的是（    ）

A．甲装置制取NaHCO3 B．乙装置可制备无水MgCl2

C．丙装置可制取并收集干燥、纯净的NO D．丁装置可用于测定碘化钾溶液的浓度

6.B   A．要想制得NaHCO3，要先通氨气，在碱性环境中通入过量的CO2生成碳酸氢盐，A错误。B．因MgCl2易水解，故在HCl氛围中加热MgCl2·6H2O能制取无水MgCl2，B正确。

C．排空气法收集NO，NO会被O2氧化成NO2，C错误。D．酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，应盛装在酸式滴定管中，D错误。故选B。

7．由下列实验操作和现象所得到的结论正确的是（）

A．A B．B C．C D．D

7.D  A.  二价铁离子不与KSCN溶液反应，Fe3+溶液遇KSCN溶液变血红色，因此在检验Fe2+前要先排除Fe3+干扰。应先向溶液中滴加KSCN溶液，振荡摇匀后溶液不变色，再滴加几滴新制氯水，再滴加少量KSCN溶液，若溶液变红，证明溶液中含有Fe2+，故A项错误；

B.  室温下，相同物质的量浓度的NaX和NaY溶液pH分别为8和9，证明X-的水解能力小于Y-，根据盐类水解的规律“越弱越水解”可得出酸性：HX > HY，故B项错误；C.  无论蔗糖部分水解还是完全水解，都会产生还原糖，实验现象相同，故C项错误；D.  CuS不溶解，说明CuS更难溶，因此Ksp(ZnS) > Ksp(CuS)，故D项正确；故答案选D。

8．为实现下列实验目的，橙子辅导小组的成员们实验操作和实验现象都正确的是（）

A．A B．B C．C D．D

8.B   A．Na性质活泼，与胆矾的结晶水反应，少量金属Na与胆矾隔绝空气加热，生成氢氧化钠和氢气，不能得到铜，故A错误；B．向盛有2滴 0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加1mL 0.1mol/LNaCl溶液，先有白色AgCl沉淀生成，溶液中氯离子过量，再向其中滴1mL0.1mol/LKI溶液，Ag+与I-结合产生黄色沉淀AgI，实现沉淀转化，可得出Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI），故B正确；C．先将注射器充满NO2气体，然后将活塞往里推压缩体积，观察到注射器内气体颜色先加深，后又变浅，但比开始时颜色深，先是由于体积减小，颜色加深，后因平衡移动，颜色变浅，故C错误；D．加热浓硫酸、NaCl固体与固体的混合物有黄绿色气体产生，是因为浓硫酸和NaCl反应生成的HCl和MnO2反应生成Cl2，不能验证浓硫酸的强氧化性，体现了非挥发性的浓硫酸制取挥发性酸的性质，故D错误；答案选B。

9.(双选）（2022·河南郑州·三模）海带中含有丰富的碘元素，某化学兴趣小组设计的海带提碘实验流程如下图，下列说法中正确的是（    ）

A．上述流程中各步操作用到的仪器包括：

B．“氧化”时，试剂可选用O2、H2O2或Br2

C．上述流程包括三个氧化还原反应和三种分离操作

D．“反萃取”时，反应的离子方程式为I2＋2OH-=I-＋IO＋H2O

9. AD  A．上述流程中灼烧用到坩埚，萃取分液用到分液漏斗，蒸馏用到直形冷凝管和蒸馏烧瓶，过滤用到漏斗，A正确；B．氧化过程将碘离子变成碘单质，可选用的氧化剂为O2、H2O2，选Br2会引入杂质，B错误；C．该过程中海带灼烧、氧化过程碘离子氧化成碘单质、反萃取过程中碘单质与氢氧化钠溶液反应、酸化分离过程中生成碘单质，共4个氧化还原反应；涉及到过滤、分液、蒸馏三种分离操作，C错误；D．根据分析，反萃取时反应的离子方程式为：I2＋2OH-=I-＋IO-＋H2O，D错误；故选A              D。

10．某研究性学习小组通过下列实验验证AgI沉淀的生成会使I2的氧化能力增强，可将Fe2+氧化。

回答下列问题：

(1)由AgNO3固体配制0.1 mol·L-1的AgNO3溶液50 mL，配制好的溶液应转移到_______试剂瓶中保存。

(2)步骤1的实验现象是_______；步骤2无明显现象；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，_______。由此可知，步骤3反应的离子方程式为_______。

(3)某同学在实验时漏掉步骤2，直接加入过量AgNO3溶液，也观察到与步骤3相同的实验现象。该同学推测溶液中还有碘的离子_______(填离子符号)生成，并由此对I2氧化Fe2+产生了质疑。

(4)为了确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2+氧化，学习小组在上述实验基础上进行补充实验：分别取少量的_______和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，往两支试管中加入过量的_______，观察到的现象为_______。

10. (1)棕色细口

(2)     溶液显蓝色     蓝色褪去，溶液显黄色     2Fe2++I2+2Ag+=2Fe3++2AgI↓

(3)

(4)     步骤2     NaOH溶液     试管a中蓝色褪去，先出现白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；试管b中有白色沉淀(转变为褐色沉淀)和红褐色沉淀

解析：（1）硝酸银见光易分解，故配制好的溶液应转移到棕色细口瓶中保存。

（2）步骤1中碘水遇淀粉溶液，现象是溶液变蓝；步骤2再加入硫酸亚铁铵溶液，无明显现象，则说明亚铁离子和碘水不发生反应；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，黄色沉淀为AgI，则碘分子中碘化合价降低，溶液中发生氧化还原反应，碘作氧化剂，亚铁离子为还原剂，氧化产物为铁离子，故反应中还有另一个现象——溶液蓝色褪去。由此可知，步骤3反应的离子方程式为I2+2Fe2++2Ag+=2AgI↓+2Fe3+。

（3）实验时漏掉步骤2，直接加入过量AgNO3溶液，也观察到产生黄色沉淀AgI，说明溶液中同时存在碘单质、碘离子，则有I2+I-，故推测溶液中还有碘的离子生成。

（4）由于步骤2的溶液中有亚铁离子而没有铁离子，要确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2+氧化，只要证明步骤3的溶液中存在氧化产物铁离子即可，由实验知，步骤2溶液中有碘与淀粉混合液和亚铁离子，步骤3中加入了过量的硝酸银溶液，则上层清液中银离子与铁离子共存，所以可以用氢氧化钠溶液进行鉴别，学习小组在上述实验基础上进行补充实验：分别取少量的步骤2中的溶液和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，往两支试管中加入过量的氢氧化钠溶液，试管a中，过量的氢氧化钠溶液消耗了碘使之褪色，与亚铁离子反应产生氢氧化亚铁，氢氧化亚铁最终氧化为氢氧化铁，试管b中，过量的氢氧化钠溶液与银离子反应生成白色沉淀氢氧化银(可以分解为褐色沉淀氧化银)、又与铁离子反应生成红褐色沉淀。

11．绿矾(FeSO4·xH2O)是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾的热分解产物进行探究。

实验猜想

猜想1：生成Fe2O3、SO2、H2O；

猜想2：生成Fe、Fe2O3、SO2、H2O；

猜想3：生成Fe2O3、SO2、SO3、H2O；

……

实验探究　该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。

请回答下列问题：

(1)实验操作的先后顺序是_______(填字母)。

a.熄灭酒精灯，冷却

b.先检查装置的气密性，后加入药品

c.点燃酒精灯，加热

d.在“气体入口”处通入干燥的N2

其中操作d的作用是_______。

(2)在实验过程中，观察到A中固体变红棕色，B中无水CuSO4_______，C中试纸的颜色变化是_______。

(3)反应结束后，取A中固体进行实验，实验操作及现象如下：

①将固体加入盛有足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；

②取①中溶液滴入适量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色；

③取①中溶液滴入KSCN溶液中，溶液变红色。

由此得出结论：红棕色固体为_______。

(4)D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为_______。有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定FeSO4·xH2O的分解产物，你认为是否需要？说明你的理由：_______。

实验结论

(5)硫酸亚铁晶体加热分解的化学方程式为_______。

11 .(1)     bdca     排净装置内的空气，防止Fe2+被空气中的氧气氧化而干扰实验

(2)     由白色变蓝色     蓝色变红色

(3)Fe2O3

(4)     BaSO4、BaSO3     不需要；Fe元素的化合价升高，则必有S元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒可知，只有部分S元素的化合价降低，则进入D中的气体为SO3和SO2

(5)2(FeSO4·xH2O)Fe2O3+SO2↑+SO3↑+2xH2O

解析：（1）该实验探究有气体生成，故首先应检查装置的气密性；Fe2+具有还原性，易被空气中的氧气氧化，影响探究结果，故应在“气体入口”处通入干燥的N2，排净装置内的空气；然后点燃酒精灯，对样品进行加热，实验结束后，熄灭酒精灯，进行冷却，故实验操作的先后顺序是bdca。

（2）加热时，FeSO4·xH2O首先会失去结晶水，然后FeSO4分解。B中无水CuSO4用于检验水的生成，吸水后固体由白色变成蓝色；C中收集到酸性气体，该气体会使湿润的蓝色石蕊试纸变红。

（3）由实验①可知，没有气体放出，可能的原因有两个：一是反应后的固体中没有单质Fe，二是固体中有单质Fe与Fe2O3，二者发生反应生成Fe2+；由实验②可知，溶液中不存在Fe2+，则可知反应后的固体中没有单质Fe；由实验③和固体颜色可知，反应后的固体应为Fe2O3。

（4）由(3)可知，Fe元素的化合价升高，则必有S元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒可知，只有部分S元素的化合价降低，从而可知进入D中的气体为SO3和SO2，因此D中的白色沉淀为BaSO4和BaSO3，不需要再经过实验验证。

（5）由上述分析可知，产物为H2O、Fe2O3、SO2和SO3，则反应的化学方程式为2(FeSO4·xH2O)Fe2O3+SO2↑+SO3↑+2xH2O。