學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精PAGEPAGE7學必求其心得，業必貴于專精專題四第14講化學實驗方案的設計與評價建議時間：40分鐘1．(2016·海南卷）下列實驗設計正確的是()A．將SO2通入溴水中證明SO2具有漂白性B．將鐵屑放入稀HNO3中證明Fe比H2活潑C．將澄清石灰水滴入某溶液證明其中存在COeq\o\al（2－，3）D．將乙烯通入KMnO4酸性溶液證明乙烯具有還原性解析：SO2使溴水褪色是證明SO2具有還原性,A錯誤；鐵屑放入稀HNO3中不產生H2，而是產生NO，B錯誤;澄清石灰水滴入含HCOeq\o\al(－,3)的溶液中也會產生白色沉淀，C錯誤；乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,是發生了氧化反應，體現了乙烯的還原性,D正確。答案：D2．(2017·天津高考）以下實驗設計能達到實驗目的的是（）（導學號56470103)選項實驗目的實驗設計A除去NaHCO3固體中的Na2CO3將固體加熱至恒重B制備無水AlCl3蒸發Al與稀鹽酸反應后的溶液C重結晶提純苯甲酸將粗品水溶、過濾、蒸發、結晶D鑒別NaBr和KI溶液分別加新制氯水后,用CCl4萃取解析:A。加熱，碳酸氫鈉分解生成了碳酸鈉,不能達到實驗目的；B。直接蒸發Al與稀鹽酸反應生成的AlCl3溶液,鋁離子發生水解，最終得到的是Al（OH)3，不能達到實驗目的；C.重結晶法提純苯甲酸的方法是：將粗品水溶，蒸發趁熱過濾,濾液冷卻結晶即可；D.NaBr和KI都能與氯水反應生成對應的單質，再用四氯化碳萃取,四氯化碳層顏色不同,NaBr的為橙紅色，KI的為紫紅色。答案：D3．（2017·衡水模擬）某同學為探究SO2與Ba2＋只有在堿性條件下才能形成BaSO3沉淀,設計了如下方案，你認為可行的是（）A．將SO2通入Ba（OH）2溶液中觀察有白色沉淀生成B．將SO2通入Ba(NO3)2溶液中觀察有白色沉淀生成C．將SO2分別通入BaCl2溶液、BaCl2與HCl的混合溶液、Ba(OH）2溶液中，觀察到只有Ba(OH）2中有白色沉淀生成D．將SO2通入BaCl2與NH3的混合溶液中有白色沉淀生成解析:A、D項方案不能說明SO2與Ba2＋在非堿性條件下不能反應生成BaSO3沉淀;B項中SO2溶解后會形成酸性溶液，NOeq\o\al(－,3）在酸性條件下可將SOeq\o\al(2－,3）氧化成SOeq\o\al（2－,4），得到的沉淀是BaSO4。答案:C4．（2016·全國卷Ⅱ)下列實驗操作能達到實驗目的的是（）（導學號56470104)選項實驗目的實驗操作A制備Fe(OH）3膠體將NaOH濃溶液滴加到飽和的FeCl3溶液中B由MgCl2溶液制備無水MgCl2將MgCl2溶液加熱蒸干C除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶液，過濾、洗滌、干燥D比較水和乙醇中氫的活潑性分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中解析：向沸水中滴入飽和氯化鐵溶液制備氫氧化鐵膠體，A項錯誤;氯化鎂是強酸弱堿鹽，MgCl2水解產生的HCl易揮發，所以由MgCl2溶液制備無水MgCl2要在HCl氣流中加熱蒸干，B項錯誤；銅與稀硝酸能反應，應該用稀鹽酸，C項錯誤;分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中，反應劇烈的是水，反應平緩的是乙醇,可以利用此反應比較水和乙醇中氫的活潑性，D項正確.答案：D5．下列圖中的實驗方案,能達到實驗目的的是(）選項ABCD實驗方案將NO2球浸泡在冰水和熱水中實驗目的探究溫度對平衡2NO2N2O4ΔH〈0的影響比較HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性強弱除去CO2氣體中混有的SO2驗證FeCl3對H2O2分解反應有催化作用解析：2NO2(g)N2O4(g）ΔH＜0。將兩個NO2平衡球分別放在熱水、冰水中，平衡球放在熱水中顏色加深，放在冰水中顏色變淺，說明升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動，降低溫度,化學平衡向正反應方向移動，可說明溫度不同化學平衡移動的方向不同，A正確。在復分解反應中，一般是強酸制取弱酸。發生反應：2HCl＋Na2CO3=2NaCl＋H2O＋CO2↑，證明：酸性HCl＞H2CO3；H2O＋CO2＋Na2SiO3=Na2CO3＋H2SiO3↓，證明：酸性H2CO3＞H2SiO3，由于HCl有揮發性，揮發出的HCl也會與Na2SiO3發生反應：2HCl＋Na2SiO3=2NaCl＋H2SiO3↓，故不能證明酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3，B錯誤。CO2、SO2都會與溶液中的Na2CO3反應，因此不能達到除去雜質的目的,C錯誤。要驗證FeCl3溶液對H2O2的分解有催化作用，應該是其他外界條件相同,只有一個實驗加催化劑，另一個對比的實驗不加催化劑才可以，不能同時有兩個變量，D錯誤。答案:A6．下列實驗裝置或操作設計正確、且能達到目的的是()實驗Ⅰ實驗Ⅱ實驗Ⅲ實驗ⅣA．實驗Ⅰ：實驗室制備氨氣B．實驗Ⅱ：用二氧化碳作噴泉實驗C．實驗Ⅲ：進行中和熱的測定D．實驗Ⅳ：電解氯化銅溶液得到銅和氯氣解析：NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl，但是冷卻后又化合生成NH4Cl,因此實驗Ⅰ得不到NH3，A錯誤；CO2在遇到NaOH濃溶液后，氣體大量反應生成Na2CO3,使得燒瓶中CO2急劇減少從而形成噴泉,因此B正確；為了能夠使反應能快速完成，減少過程中的熱量損失,應當增加環形玻璃攪拌棒進行混合液的攪拌，因此C錯誤；該電解裝置中Cu做陽極，Cu－2e－=Cu2＋，石墨棒做陰極，Cu2＋＋2e－=Cu，最終的效果是在石墨棒上鍍上了一層銅,D錯誤.答案:B7．（2017·浙江聯考)某無色透明溶液中,可能含有以下離子中的若干種：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3）、I－和Cl－，取該溶液進行如下實驗：①將溶液滴在pH試紙上，呈紅色.②將少許溶液濃縮后加入銅片和硫酸，有無色氣體析出，通入空氣則立即變成紅棕色③取少許溶液滴入BaCl2試液，則產生白色沉淀.④取實驗③中的澄清溶液，滴入AgNO3試液，產生不溶于稀HNO3的白色溶液.⑤另取少許溶液,滴入NaOH溶液,有白色沉淀生成，當NaOH過量時，又有部分白色沉淀溶解.根據以上現象判斷原溶液中（)A．肯定不存在的離子是Ba2＋、Fe2＋、COeq\o\al（2－,3）、I－B．肯定存在的離子是Al3＋、SOeq\o\al(2－，4)、Cl－、NOeq\o\al（－，3)、Mg2＋C．不能作出判斷的離子只有K＋D．以上判斷都不正確解析：無色透明溶液中無Fe2＋；①說明溶液呈酸性，可判斷無COeq\o\al(2－，3）；②可以判斷有NOeq\o\al(－，3）；結合①②，酸性溶液中NOeq\o\al(－,3)有強氧化性,可判斷無還原性較強的I－;③中產生白色沉淀，溶液中應該有SOeq\o\al（2－,4)，進而推斷溶液中無Ba2＋；③中滴入BaCl2試液,引入了Cl－，則④中檢驗出的Cl－不一定是原溶液中的；⑤沉淀部分溶解，可確定有Al3＋、Mg2＋，綜上所述，溶液中一定有Mg2＋、Al3＋、NOeq\o\al（－,3）、SOeq\o\al(2－，4)，可能有K＋、Cl－，一定無Fe2＋、Ba2＋、COeq\o\al(2－，3）、I－。A正確,B、C、D錯誤.答案：A8．納米級Fe粉是新型材料，具有超強磁性、高效催化性。某化學小組探究用氫氣和碳酸亞鐵制取納米級鐵粉。其實驗設計如圖（加熱、支持裝置省略）:(導學號56470105)（1)a的名稱是____________________；濃硫酸的作用是________________.(2）打開分液漏斗活塞,一段時間后再對C裝置加熱，這樣操作的目的是_________________________________________________;反應一段時間后D中固體變藍,E中溶液變渾濁，C中發生反應的化學方程式為_________________________________________。(3)反應中若觀察到B裝置中氣泡產生過快,則應進行的操作是______________________________________________________。(4)反應一段時間后，B中產生氣泡太慢，再滴加硫酸,反應速率略有增大但不明顯；若向硫酸中加少量硫酸銅，再滴入硫酸與Zn反應,反應速率明顯增大，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________.（5)檢驗碳酸亞鐵中含有鐵元素的實驗方法是____________________________________________________________________.解析：（1)根據儀器a的構造可知a為蒸餾燒瓶；裝置A為氫氣的發生裝置，用氫氣還原裝置C中的碳酸亞鐵，氫氣必須干燥,故裝置B中濃硫酸的作用是吸收氫氣中的水蒸氣(或干燥氫氣)。（2)打開分液漏斗活塞,一段時間后再對C裝置加熱，這樣操作的目的是排除體系內的空氣，防止H2與空氣混合后加熱發生爆炸；反應一段時間后D中固體變藍，E中溶液變渾濁，則C中氫氣和碳酸亞鐵反應生成鐵、二氧化碳和水，發生反應的化學方程式為FeCO3＋H2eq\o（=，\s\up13（△)）Fe＋CO2＋H2O。(3）反應中若觀察到B裝置中氣泡產生過快，則應調節氫氣的生成速率,進行的操作是調節A中分液漏斗活塞，減小硫酸滴加速度。（4）若向硫酸中加少量硫酸銅,再滴入硫酸與Zn反應，反應速率明顯增大,原因是鋅與硫酸銅反應生成銅，銅與鋅形成原電池（鋅為負極)，增大了反應速率。（5)檢驗碳酸亞鐵中含有鐵元素,實驗方法是取少量FeCO3加適量鹽酸完全溶解，再加入少量K3[Fe（CN）3]溶液，產生藍色沉淀，則碳酸亞鐵中含有鐵元素（溶解后加入氧化劑，檢驗Fe3＋也可).答案：(1）蒸餾燒瓶吸收氫氣中的水蒸氣(或干燥氫氣)（2)排除體系內的空氣，防止H2與空氣混合后加熱發生爆炸FeCO3＋H2eq\o(=，\s\up13（△))Fe＋CO2＋H2O(3)調節A中分液漏斗活塞,減小硫酸滴加速度(4）鋅與硫酸銅反應生成銅,銅與鋅形成原電池（鋅為負極),增大了反應速率（5)取少量FeCO3加適量鹽酸完全溶解,再加入少量K3［Fe（CN）3］溶液,產生藍色沉淀,則碳酸亞鐵中含有鐵元素（溶解后加入氧化劑，檢驗Fe3＋也可）9．無水氯化鋁是一種重要的化工原料，某研究性學習小組查閱資料后利用如圖所示裝置制備無水氯化鋁(反應溫度為450~500℃).資料顯示:氯化鋁為無色透明晶體或白色而微帶淺黃色的結晶性粉末，在178℃升華，在空氣中能吸收水分,發生水解。回答下列問題：(導學號56470106）（1）某同學檢驗裝置A部分的氣密性，如圖所示，關閉裝置中的止水夾a后，開啟活塞b,水不斷往下滴，直至全部流入燒瓶。試判斷：A部分裝置是否漏氣？________（填“漏氣”“不漏氣"或“無法確定")，判斷理由:___________________________________________________________________________________。（2）裝置e的名稱是______，裝置B的作用是________________.(3)某學習小組設計了以下兩種實驗方案。方案甲：g接裝置Ⅰ；方案乙：g接裝置Ⅱ。但是甲、乙兩個方案中虛線內裝置均有不足之處，請你評價后填寫下表。方案不足之處甲乙（4)在上述(3）的評價基礎上，請設計一個合理方案：_________________________________________________________________。(5）A裝置中發生反應生成氯氣的離子方程式為_____________,若生成標準狀況下的氯氣22.4L，需要10mol·L－1的濃鹽酸的體積________(填“大于”“小于”或“等于”)400mL。解析：（1)連接分液漏斗和蒸餾燒瓶的橡皮管可平衡分液漏斗內和燒瓶內的壓強。因此無論氣密性是否良好,分液漏斗內液體均可順利流下。（2)~（4)裝置B中盛飽和氯化鈉溶液，以除去揮發出來的HCl；裝置C中盛濃硫酸，干燥氯氣；裝置D中發生反應生成無水氯化鋁。由于無水氯化鋁易升華，故收集時導管不能太細，否則易造成堵塞；為了減少產品損失，可用冷卻液冷卻。無水氯化鋁在空氣中會發生水解，故必須采取保護措施，防止空氣中的水蒸氣進入收集裝置。同時還要注意氯氣有毒，必須有尾氣處理裝置。(5）濃鹽酸易揮發，且變稀后不與MnO2反應，故所需濃鹽酸的體積大于400mL。答案：（1）無法確定分液漏斗和燒瓶間有橡皮管相連，使分液漏斗中液面上方和燒瓶中的壓強相同，無論裝置是否漏氣,都不影響分液漏斗中的液體滴入燒瓶（2)蒸餾燒瓶用飽和食鹽水除去混有的氯化氫雜質（3）方案不足之處甲①空氣中的水蒸氣進入產品收集裝置，使產品水解；②沒有尾氣處理，尾氣中的氯氣會污染環境③同乙①乙①收集產品的導管太細，易堵塞；②沒有冷凝裝置,產品易損失(4）在裝置Ⅰ的i處連接盛有堿石灰的干燥管j；用較粗導管連接g、h(5）2Cl－＋4H＋＋MnO2eq\o（=,\s\up13(△）)Cl2↑＋Mn2＋＋2H2O大于10．（2017·天津卷)用沉淀滴定法快速測定NaI等碘化物溶液中c(I－)，實驗過程包括準備標準溶液和滴定待測溶液。Ⅰ.準備標準溶液。a．準確稱取AgNO3基準物4。2468g(0.0250mol)后，配制成250mL標準溶液，放在棕色試劑瓶中避光保存，備用。b．配制并標定100mL0。1000mol·L－1NH4SCN標準溶液，備用。Ⅱ。滴定的主要步驟。a．取待測NaI溶液25.00mL于錐形瓶中.b．加入25.00mL0。1000mol·L－1AgNO3溶液(過量)，使I－完全轉化為AgI沉淀。c．加入NH4Fe(SO4）2溶液作指示劑.d．用0。1000mol·L－1NH4SCN溶液滴定過量的Ag＋，使其恰好完全轉化為AgSCN沉淀后，體系出現淡紅色，停止滴定。e．重復上述操作兩次。三次測定數據如下表：實驗序號123消耗NH4SCN標準溶液體積/mL10。2410.029.98f.數據處理?；卮鹣铝袉栴}：(1)將稱得的AgNO3配制成標準溶液，所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有______________________________________________。(2）AgNO3標準溶液放在棕色試劑瓶中避光保存的原因是___________________________。(3）滴定應在pH＜0.5的條件下進行，其原因是____________________________________________________________________。(4)b和c兩步操作是否可以顛倒________________，說明理由_____________________________________________________。（5)所消耗的NH4SCN標準溶液平均體積為_____mL，測得c(I－）＝_______________mol·L－1.(6)在滴定管中裝入NH4SCN標準溶液的前一步，應進行的操作為_______________________________________________________.（7）判斷下列操作對c（I－）測定結果的影響(填“偏高"“偏低”或“無影響”).①若在配制AgNO3標準溶液時，燒杯中的溶液有少量濺出，則測定結果_____________。②若在滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視標準液液面,則測定結果_____________.解析：(1)因要配制成250mL標準溶液，所以使用的儀器除需燒杯和玻璃棒外還有250mL(棕色）容量瓶及定容時需要的膠頭滴管。（2)AgNO3標準溶液放在棕色試劑瓶中避光保存是因為AgNO3見光易分解。(3）因Fe3＋的水解會