高考化学二轮复习习题：4.3 化学实验方案与设计 Word版

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一、选择题 1．(2016·临沂二模)下列实验设计或操作正确的是( )

答案：B 2．(2015·全国卷Ⅰ)下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( ) 选项 实验 现象 结论 将稀硝酸加入过量铁粉有气体生成，溶液呈血红＋A 中，充分反应后滴加KSCN稀硝酸将Fe氧化为Fe3 色 溶液 －将铜粉加入1.0 mol·L溶液变蓝、有黑色固体出B 金属铁比铜活泼 1Fe2(SO4)3溶液中 现 用坩埚钳夹住一小块用砂C 纸仔细打磨过的铝箔在酒熔化后的液态铝滴落下来 金属铝的熔点较低 精灯上加热 －将0.1 mol·L1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有先有白色沉淀生成，后变Cu(OH)2的溶度积比D 沉淀产生，再滴加0.1 为浅蓝色沉淀 Mg(OH)2的小 －1mol·LCuSO4溶液 答案：D 3．(2014·高考全国卷Ⅰ)利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是( ) 选项 ① ② ③ 实验结论 AgNO3与 Ksp(AgCl)> A Na2S 稀硫酸 Ksp(Ag2S) AgCl的浊液 浓硫酸具有 B 浓硫酸 蔗糖 溴水 脱水性、氧化性 SO2与可溶性 Ba(NO3)2 C Na2SO3 稀盐酸 钡盐均可生成 溶液 白色沉淀 Na2SiO3 酸性：硝酸> D Na2CO3 浓硝酸 溶液 碳酸>硅酸 解析：分析①和②中物质发生的反应以及所产生的气体与③中物质的反应，根据相关现象得到实验结论。A.Na2S与稀硫酸发生反应：Na2S＋H2SO4===Na2SO4＋H2S↑，H2S气体通过导管进入③，产生Ag2S黑色沉淀，可能是H2S与AgNO3反应的结果，不能得出Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)。B.浓硫酸使蔗糖发生脱水炭化，并与生成的碳发生氧化还原反应，生成CO2、SO2和H2O，混合气体通过导管进入③，其中SO2与溴水发生反应：SO2＋Br2＋

2H2O===H2SO4＋2HBr，该过程中浓硫酸体现脱水性和强氧化性。C.稀盐酸与Na2SO3发生反应：Na2SO3＋2HCl===2NaCl＋SO2↑＋H2O，SO2与Ba(NO3)2溶液发生氧化还原反应生成BaSO4沉淀，若③中为BaCl2等可溶性钡盐，则不能生成沉淀。D.浓硝酸与Na2CO3发生反应：Na2CO3＋2HNO3===2NaNO3＋CO2↑＋H2O，说明HNO3的酸性强于H2CO3。③中Na2SiO3溶液产生白色沉淀，但不能据此证明H2CO3的酸性强于H2SiO3，其原因是浓硝酸具有强挥发性，挥发出的HNO3气体与CO2一并进入Na2SiO3溶液，且均能与其发生反应而产生H2SiO3沉淀。

答案：B 4．(2016·唐山模拟)利用下列实验装置可以达到实验目的的是( )

A．此装置可以实现Cl2的制取、收集、尾气吸收 B．此装置可以实现乙酸乙酯的制取和收集 C．此装置可以形成Cu-Zn原电池

D．此装置可证明H2CO3的酸性大于H2SiO3

解析：制取Cl2需要加热，且收集Cl2时导管应“长进短出”，A项不能达到实验目的；收集乙酸乙酯时导管口应置于饱和碳酸钠溶液的液面上，以防倒吸，B项不能达到实验目的；D装置没有排除挥发出的硝酸的干扰，D项不能达到实验目的。

答案：C

5．Y形管是一种特殊的仪器，与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用下图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是( )

A．玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶，参与反应

＋

B．c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中，保证气体与Ba2充分接触 C．Y形管乙中产生的为氧化性气体，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀 D．e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体

解析：玻璃管起到平衡内外大气压的作用，选项A错误；要使SO2与BaCl2溶液反应生成BaSO3，故应通过d管向溶液中通入碱性气体NH3，d管不能完全插入溶液中，否则生成的氨气溶解于水时，易造成倒吸，选项B错误；实验目的“探究……生成BaSO3沉淀的条件”，不是探究生成BaSO4沉淀的条件，选项C错误；Y形管乙用于制备碱性气体，使广口瓶内溶液为碱性或中性，从而促进BaSO3沉淀的生成，选项D正确。

答案：D

二、非选择题

6．实验室常用苯甲醛制备苯甲醇，其反应原理为： 2C6H5CHO＋KOH―→C6H5CH2OH＋C6H5COOK 可能用到的有关数据及实验装置图如下：

苯甲醛 苯甲醇 乙醚

分子式 C7H6O C7H8O C4H10O 相对分子质量 106 108 74 沸点(℃) 179 205 34.6 实验步骤如下：

①向三颈烧瓶中加入适量KOH、水和2.12 g苯甲醛，按如图连接好装置，搅拌，加热，使反应充分进行。

②向三颈烧瓶中加入冷水，混匀，冷却。将混合溶液倒入分液漏斗，用乙醚萃取、分液。将乙醚层依次用10%碳酸钾溶液、水洗涤。

③将②中得到的乙醚层倒入盛有少量无水硫酸镁的锥形瓶中，振荡、静置后将其转入蒸馏装置，先缓慢均匀加热，然后收集205℃左右的馏分，最后得苯甲醇0.78 g

回答下列问题：

(1)实验时，搅拌的目的是________________。冷凝管中的水应从________口进入(选填“a”或“b”)。

(2)步骤②中，最后用水洗涤的作用是________。将分液漏斗中两层液体分离开的实验操作方法是：先________________，后____________________。

(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是____________。 (4)步骤③中先缓慢均匀加热的原因是________。

(5)本实验中苯甲醇的产率为________%(保留一位小数)。

解析：(1)搅拌可使苯甲醛和氢氧化钾溶液充分混合，使反应充分进行；为保证冷凝效果，冷凝水应下进上出。(2)乙醚层中有杂质，水洗可除去KOH、苯甲酸钾和碳酸钾等杂质。(3)无水硫酸镁的作用是吸收水，防止蒸馏所得产物中混有水。(4)乙醚的沸点为34.6℃，缓

2.12 g

慢均匀加热可除去低沸点的乙醚。(5)2.12 g苯甲醛理论上可以制得苯甲醇的质量为

2×106

0.78 g

×108＝1.08 g，则苯甲醇的产率为×100%＝72.2%。

1.08 g

答案：(1)使苯甲醛和氢氧化钾溶液混合均匀、加快反应速率 a

(2)除去KOH、苯甲酸钾和碳酸钾等杂质 把下层液体从下口放出 把上层液体从上口倒出

(3)作干燥剂(或吸收水)

(4)除去苯甲醇中混有的乙醚 (5)72.2 7．(2016·济南模拟)黄铜矿的主要成分是CuFeS2(硫元素显－2价、铁元素显＋2价)。实验室用黄铜矿为原料制取单质铜和铁红(Fe2O3)的流程如下：

高温

已知：CuFeS2＋O2=====Cu＋FeS＋SO2 FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑

(1)在实验室中，应将黄铜矿粉末放在________(填仪器名称)中焙烧。

(2)将反应过程中产生的SO2和H2S通入如图所示装置中检验它们的性质。该实验证明SO2具有________性和________性。

(3)欲选用下列部分装置在实验室中以MnO2和浓盐酸为原料制取纯净、干燥的氯气。

①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为_____________________________________ ________________________________________________________________________。 ②按气流方向由左到右，导管口连接顺序为a→__________________。

③装置连接好后，在装药品前，需检验装置的气密性，具体方法是________________________________________________________________________。

④向滤液A中通入Cl2，某同学取通入Cl2后的溶液滴加KSCN溶液，用来证明Cl2的

＋

氧化性比Fe3强的结论。该实验设计是否合理________(填“是”或“否”)，请用简要文字解释你的理由______________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (4)若使用20 g黄铜矿粉末可制得8 g Fe2O3(铁红)，则该黄铜矿中含CuFeS2的质量分数是__________(假设各步反应均完全进行且过程中无额外物质损耗)。

解析：(1)实验室焙烧固体物质应在坩埚中进行，不能使用蒸发皿。(2)SO2能使品红溶液褪色，证明其有漂白性；SO2与H2S相遇有烟生成，且试剂瓶壁有淡黄色固体生成，即生成单质硫，证明SO2具有氧化性。(3)②A装置用于制取氯气，要得到干燥纯净的氯气，应使产生的氯气先通过饱和食盐水以除去其中的HCl气体，再通过浓硫酸以除去其中的水蒸气，然后用向上排空气法收集氯气，最后用氢氧化钠溶液处理尾气。③检查装置气密性要首先关闭活塞，且将导管末端浸入水中，以形成封闭系统，微热较大容积的容器，利用压强差

56

原理来检验。(4)CuFeS2中铁的质量分数为×100%＝30.43%。故该黄铜矿中

64＋56＋32×2

1128×160

CuFeS2的质量分数为×100%＝92%。

20×30.43%

答案：(1)坩埚 (2)漂白 氧化

＋－△＋

(3)①MnO2＋4H＋2Cl=====Mn2＋Cl2↑＋2H2O

②b→c→g→h→d ③关闭分液漏斗的活塞，将导气管插入水中，微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气 ④否 在通氯气前

＋＋＋

滤液A中就可能含有Fe3，无法确定Fe3一定是Fe2被Cl2氧化得来的 (4)92%

8．(2016·湖北黄冈中学期中)某小组同学用下图装置进行实验研究(a、b、c表示止水夹)。请评价或完善其方案：

(1)将装置A、C、E相连接，用MnO2和浓盐酸制取氯气，请回答： ①氯元素在周期表中的位置为________________。 ②A中反应的离子方程式为__________________。 ③E中氢氧化钠溶液的作用是________________。

在C中加入适量的水可制得氯水。将所得氯水分成两份进行实验，其操作、现象和结论如下： 实验实验操作 现象 结论 序号 Ⅰ 将氯水滴入品红溶液中 品红溶液褪色 氯气有漂白性 Ⅱ 向氯水中加入碳酸氢钠粉末 有无色气泡产生 氯气与水反应的产物具有酸性 ④实验Ⅰ推出的相应结论是否合理？________。 若不合理，请说明理由(若合理，无需填写)： __________________________________ ________________________________________________________________________。 ⑤实验Ⅱ推出的相应结论是否合理？ ____________________________________。 若不合理，请说明理由(若合理，无需填写)： ________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)将B、D、E相连，在B中装浓硝酸和铜片，可制得NO2。B中反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 解析：氯水中有漂白作用的不是Cl2，而是HClO。A、C、E相连接，制得的Cl2中含有HCl气体，HCl溶于水也能与NaHCO3粉末反应产生气泡。

答案：(1)①第三周期第ⅦA族

－＋△＋

②MnO2＋2Cl＋4H=====Mn2＋2H2O＋Cl2↑ ③吸收多余的Cl2(尾气处理)

④不合理 没有事先证明干燥的氯气有无漂白性

⑤不合理 制取的氯气中含HCl气体，其溶于水也能与NaHCO3粉末反应产生气泡 (2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O