2025届高三化学二轮复习 实验方案的设计与评价

实验方案的设计与评价 选择题只有1个选项符合题意 1.（2023·南京三模）下列实验探究方案不能达到探究目的的是（　　） 选项 探究方案 探究目的 A 向两支分别盛有2 mL 苯和2 mL 甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液，用力振荡，观察现象 探究有机物中基团间的相互作用 B 用分液漏斗向盛有Na2CO3固体的锥形瓶中滴加乙酸溶液，将产生的气体通入盛有苯酚钠溶液的试管中，观察现象 探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱 C 向两支试管中各加入2 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中，再同时分别向两支试管中加入2 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，振荡，观察现象 探究温度对化学反应速率的影响 D 以Zn、Fe为电极，以酸化的3% NaCl溶液作电解质溶液，连接成原电池装置，过一段时间，从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe（CN）6]溶液，观察现象 探究金属的电化学保护法 2.（2023·苏锡常镇四市二调）下列实验探究方案能达到探究目的的是（　　） 选项 探究方案 探究目的 A 将硫酸钡粉末和碳酸钠饱和溶液混合，充分振荡、静置，取上层清液1～2 mL ，滴加盐酸和BaCl2溶液，观察是否有沉淀产生 探究BaSO4和BaCO3的溶度积常数相对大小 B 将二氧化硫气体通入碘和淀粉的混合溶液中，观察溶液颜色的变化 探究还原性：SO2>I－ C 向过氧化氢和氯化钡混合液中滴加亚硫酸钠溶液，观察是否产生沉淀 探究过氧化氢能否将亚硫酸盐氧化 D 加热溴乙烷和氢氧化钠－乙醇混合溶液，将产生的气体通入高锰酸钾溶液中，观察溶液颜色的变化 探究溴乙烷在此条件下发生取代反应还是发生消去反应 3.（2023·南京、盐城一模）下列探究方案能达到探究目的的是（　　） 选项 探究方案 探究目的 A 室温下，测定浓度均为 0.1 mol·L－1的 CH3COONa、NH4Cl溶液的pH 比较室温下CH3COOH和NH3·H2O的电离能力 B 将浓硫酸和灼热木炭反应产生的气体依次通过品红溶液、饱和NaHCO3溶液、澄清石灰水，观察现象 浓硫酸和木炭反应产生SO2和CO2气体 C 将少量Fe3O4溶于过量热浓盐酸中，再滴加几滴KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 Fe3O4中含Fe2＋ D 向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入过量NaOH溶液，振荡后静置分液 提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯 4.（2023·常州一模）常温下，下列实验探究方案能够达到探究目的的是（　　） 选项 探究方案 探究目的 A 将一块铝片放入浓硫酸中，片刻后取出，用蒸馏水冲洗后浸入CuSO4溶液，观察铝片表面的现象 常温下， 铝遇浓硫酸发生钝化 B 将铁锈溶于浓盐酸，再向溶液中滴入几滴KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 铁锈中含有二价铁 C 向试管中加入1－溴丙烷和20%的KOH溶液，加热。再向反应后的溶液中加入AgNO3溶液，观察现象 1－溴丙烷中含有溴原子 D 用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定25.00 mL 未知浓度的盐酸，用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度数据 测定中和反应的反应热 5.（2023·南通二模） 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是（　　） 选项 探究方案 探究目的 A 向盛有少量酸性K2Cr2O7溶液的试管中滴加足量乙醇，充分振荡，观察溶液颜色变化 乙醇具有还原性 B 用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，观察火焰颜色 溶液中存在Na2CO3 C 向盛有3 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液的试管中滴加2滴0.1 mol·L－1 NaCl溶液，振荡试管，再向试管中滴加2滴0.1 mol·L－1 KI溶液，观察生成沉淀的颜色 Ksp（AgI）<Ksp（AgCl） D 将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中，一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化 铁钉能发生吸氧腐蚀 6.（2023·苏锡常镇四市一调）根据下列实验操作和现象得出的结论不正确的是（　　） 选项 实验操作和现象 实验结论 A 向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X，出现白色沉淀 X具有强氧化性 B 向0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中滴加KI－淀粉溶液，溶液变蓝 氧化性：Fe3＋>I2 C 向NaHCO3溶液中加入等浓度等体积的NaAlO2溶液，出现白色沉淀 AlO比CO更容易结合H＋ D 将溴乙烷、乙醇和烧碱的混合物加热，产生的气体经水洗后，再通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色 溴乙烷发生了消去反应 7.（2023·宁波二模）下列实验方案设计、现象和结论都正确的是（　　） 选项 实验方案 现象 结论 A 室温下，向苯酚浊液中加入碳酸钠溶液 溶液变澄清 酸性： Ka2（H2CO3）＜Ka（苯酚） B 向做过银镜反应的试管中加入足量氨水 银镜逐渐消失 银能与氨形成溶于水的配离子 C CH3CH2Br与 NaOH乙醇溶液混合共热，将产生的气体通入酸性KMnO4溶液中 酸性KMnO4溶液褪色 CH3CH2Br发生消去反应 D 向某溶液中加入稀硫酸 产生淡黄色沉淀，同时生成能使品红溶液褪色的无色气体 该溶液中含有S2O 8.（2023·江苏百校第三次联考）用方铅矿（主要成分为PbS，含有杂质FeS等）和软锰矿（主要成分为MnO2，还有少量Fe2O3、Al2O3等杂质）制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下： 已知：PbCl2难溶于冷水，易溶于热水；PbCl2（s）＋2Cl－（aq）PbCl（aq）　ΔH>0 （1）Mn在元素周期表中位于　　　　区。 （2）“浸取”过程中MnO2和PbS反应生成浅黄色固体和两种盐，写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （3）除杂。上述酸浸液中Mn2＋的浓度为1.6 mol·L－1，加MnCO3调节pH，使酸浸液中Fe3＋、Al3＋完全沉淀（离子浓度小于10－5 mol·L－1）与Mn2＋分离，调节溶液pH范围为________________________________________________________________________ （不考虑体积的变化）。 已知：Ksp[Fe（OH）3]＝1.0×10－38，Ksp[Al（OH）3]＝1.0×10－32，Ksp[Mn（OH）2]＝1.6×10－13。 （4）“趁热抽滤”的目的是_________________________________。 （5）已知：用空气和氨水处理滤液X可制备Mn3O4，主要副产物为MnOOH；反应温度和溶液pH对Mn3O4的纯度和产率影响分别如图1、图2所示： ①写出由滤液X制备Mn3O4的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②请补充完整由滤液X制备Mn3O4的实验方案： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 真空干燥6小时得产品Mn3O4。 （实验中须使用的试剂：氨水、空气、稀硝酸、硝酸银溶液） 9.（2023·南通通州区4月月考）碘及碘化钾是实验室中的常见试剂，含碘废液中碘元素通常以I－、I、I2和IO中的一种或多种形式存在，回收碘具有很好的经济价值。 （1）为检验某实验室酸性废液中是否含I－，现进行如下实验：取少量废液，向其中滴加淀粉溶液，溶液不变蓝。另取少量废液， _________________________________________， 则溶液中含有I－。请补充完整该实验方案，实验中可以选用的试剂有：FeCl3溶液、FeCl2溶液、淀粉溶液、KSCN溶液、K3[Fe（CN）6]溶液。 （2）一种由含I－的废液制取单质碘的流程如下： ①沉碘时应向废液加入足量的Na2S2O3溶液，再加入CuSO4至沉淀不再增加。 Ⅰ.沉碘时有CuI沉淀和Na2S4O6生成，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.若不加入Na2S2O3溶液，仅加入CuSO4也可生成CuI沉淀。沉碘时不是仅加入CuSO4的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②氧化、蒸发的装置如图所示。 Ⅰ.球形干燥管的作用是________________________________________。 Ⅱ.蒸发出的碘蒸气冷却后易凝固。实验过程中，若发现玻璃导管中有单质碘凝固析出，为防止堵塞，可以采取的方法是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （3）若废液中含有I2，可以用CCl4进行萃取，萃取后所得有机层可以用KOH溶液进行反萃取。反萃取后所得水层中的溶质为KIO3和KI。请补充完整由反萃取后所得水层制取KI晶体的实验方案：取反萃取后所得水层，___________________________________________。 （已知KI易溶于水；氧化性：KIO3>S。实验中可以选用的试剂有：H2S气体、NaOH溶液、稀硫酸） （4）某含碘废液中，碘元素以IO形式存在，为测定IO的浓度，现进行如下实验：准确量取20.00 mL 废液，加水稀释配成100.00 mL 溶液，取20.00 mL 溶液，加入盐酸，加入足量KI晶体，以淀粉为指示剂，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定I2至恰好完全反应，消耗Na2S2O3溶液24.00 mL。已知测定过程中发生的反应为IO＋I－＋H＋―→I2＋H2O（未配平）　I2＋S2O―→I－＋S4O（未配平） 计算废液中IO的物质的量浓度，并写出计算过程 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 实验方案的设计与评价 1.A　[A.CH3COONa水解显碱性，NH4Cl水解显酸性，通过测定pH可以计算水的电离程度，从而确定二者的水解程度，进而比较室温下CH3COOH和NH3·H2O的电离能力大小，A正确；B.品红溶液可以检验SO2的存在、饱和NaHCO3溶液可以除去SO2，二氧化硫与碳酸氢钠反应产生二氧化碳，澄清石灰水变浑浊无法确定浓硫酸和木炭反应产生CO2气体，B错误；C.浓盐酸也可以被高锰酸钾溶液氧化生成氯气，并使其褪色，故无法证明Fe3O4中含Fe2＋，C错误；D.乙酸乙酯在NaOH溶液中可以水解为乙酸钠和乙醇，故无法提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯，D错误。] 2.A　[ A.将一块铝片放入浓硫酸中，片刻后取出，用蒸馏水冲洗后浸入CuSO4溶液，观察铝片表面的现象，检验铝遇浓硫酸是否发生钝化，A正确；B.将铁锈溶于浓盐酸，再向溶液中滴入几滴KMnO4溶液，观察溶液颜色变化，高锰酸钾与Fe2＋和浓盐酸都能反应，无法证明有Fe2＋，B错误；C.向试管中加入1-溴丙烷和20%的KOH溶液，加热，再向反应后的溶液中加入过量硝酸中和氢氧化钾，加入AgNO3溶液，观察现象，探究1-溴丙烷中含有溴原子，C错误；D.中和反应热应在量热计内进行，50 mL 0.550 0 mol·L-1 NaOH和，50 mL 0.500 0 mol·L-1盐酸，迅速混合，盖上杯盖，玻璃搅拌器搅拌，采集温度数据， D错误。] 3.A　[ A.酸性K2Cr2O7溶液的试管中滴加足量乙醇，若溶液褪色说明K2Cr2O7被还原为无色离子，则乙醇表现还原性，否则无还原性，故A正确；B.焰色试验只能确定金属元素是否存在，不能确定具体物质，故B错误；C.所用硝酸银溶液过量，滴入的碘化钾直接与硝酸银反应生成AgI沉淀，不能说明是AgCl转化为AgI，因此不能验证Ksp大小，故C错误；D.锌比铁活泼，形成原电池时Zn作负极，Fe作正极，铁钉不被腐蚀，故D错误。] 4.A　[A.向溶有SO2的BaCl2溶液中通入氨气，三者反应也会出现亚硫酸钡白色沉淀，A错误；B.向0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中滴加KI-淀粉溶液，溶液变蓝，说明碘离子和铁离子生成碘单质，氧化性：Fe3＋>I2，B正确；C.向NaHCO3溶液中加入等浓度等体积的NaAlO2溶液，出现白色沉淀，说明AlO结合了碳酸氢根离子中的氢离子生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，则AlO比CO更容易结合H＋，C正确； D.将溴乙烷、乙醇和烧碱的混合物加热，产生的气体经水洗后，再通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，说明生成了含有碳碳双键的乙烯，则溴乙烷发生了消去反应，D正确。] 5.A　[苯酚浊液中加入Na2CO3溶液，发生反应：C6H5OH＋Na2CO3―→C6H5ONa＋NaHCO3，则苯酚的酸性强于HCO，则有Ka(苯酚)＞Ka2(H2CO3)，A正确；单质银不能溶于足量氨水中，应利用稀硝酸进行洗涤，B错误；混合物共热时反应生成乙烯，并混有挥发出的乙醇，也能使酸性KMnO4溶液褪色，故不能证明溴乙烷发生了消去反应，C错误；待测液中加入稀硫酸，据现象可知生成单质S和SO2，该溶液中可能含有S2O，或S2-和SO，D错误。] 6.(1)d　(2)PbS＋MnO2＋4HCl＋2NaCl===MnCl2＋Na2PbCl4＋S＋2H2O　(3)5≤pH<7.5　(4)PbCl2降温易结晶析出，趁热抽滤有利于铅的化合物与不溶性杂质分离　(5)①6MnCl2＋O2＋12NH3·H2O===2Mn3O4↓＋12NH4Cl＋6H2O　②将滤液X水浴加热并保持50 ℃，用氨水调节溶液pH并维持在8.5左右，在不断搅拌下边通空气边加氨水，直至有大量沉淀生成，静置，在上层清液中再滴加氨水至无沉淀产生，过滤、洗涤至取最后一次滤液加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液无沉淀产生 解析　方铅矿主要成分为PbS，含有杂质FeS，软锰矿主要成分为MnO2，还有少量Fe2O3、Al2O3等，加入盐酸、饱和氯化钠溶液，盐酸、氯化钠、PbS、MnO2反应生成S沉淀和PbCl，FeS被MnO2氧化为S和Fe3＋；Fe2O3、Al2O3和盐酸反应生成硫酸铁、硫酸铝；过滤出沉淀S，滤液中加 MnCO3调节pH，使酸浸液中 Fe3＋、Al3＋完全生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，为防止PbCl2降温易结晶析出，趁热抽滤除去氢氧化铁、氢氧化铝，冷却过滤出PbCl2固体，PbCl2固体和硫酸钠溶液反应转化为PbSO4固体；滤液X中含有氯化锰，将氯化锰溶液水浴加热并保持 50 ℃，用氨水调节溶液 pH并维持在 8.5 左右，在不断搅拌下边通空气边加氨水，直至有大量沉淀生成，过滤洗涤，真空干燥得到产品 Mn3O4。(1)Mn是25号元素，在周期表中位于d区；(2)“浸取”过程中，在酸性条件下MnO2和 PbS发生氧化还原反应，有关的化学方程式为PbS＋MnO2＋4HCl＋2NaCl===MnCl2＋Na2PbCl4＋S＋2H2O；(3)根据Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10-38，Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10-32，使Fe3＋完全沉淀的最小pH为3，使Al3＋完全沉淀的最小pH为5；Mn2＋的浓度为 1.6 mol·L-1，Mn2＋开始沉淀的氢氧根离子的浓度为＝10-6.5，pH为7.5，为使Fe3＋、Al3＋完全沉淀而 Mn2＋不沉淀，调节溶液 pH 范围为5≤pH<7.5；(4)PbCl2降温易结晶析出，趁热抽滤有利于铅的化合物与不溶性杂质分离；(5)①氯化锰、氨水、氧气反应生成Mn3O4、氯化铵、水，反应方程式为6MnCl2＋O2＋12NH3·H2O===2Mn3O4↓＋12NH4Cl＋6H2O。②如图所示，温度为50 ℃，pH值维持在 8.5 左右条件下可制备得到产物。将滤液X水浴加热并保持50 ℃，用氨水调节溶液pH并维持在8.5左右，在不断搅拌下边通空气边加氨水，直至有大量沉淀生成，静置，在上层清液中再滴加氨水至无沉淀产生，过滤、洗涤至取最后一次滤液加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液无沉淀产生。 7.B　[ A.向两支分别盛有2 mL 苯和2 mL 甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液，用力振荡，盛有2 mL 苯的试管中溶液不褪色，盛有2 mL 甲苯的试管中溶液褪色，说明苯环能使侧链甲基的活性增强，能用于探究有机物中基团间的相互作用，故A正确；B.乙酸具有挥发性，挥发出的乙酸优先与苯酚钠反应，会干扰碳酸和苯酚酸性强弱的比较，故B错误；C.将盛有等浓度的硫代硫酸钠溶液的试管分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中，分别向试管中加入稀硫酸，振荡，放在热水中的试管优先变浑浊能用于探究温度对化学反应速率的影响，故C正确；D.由题意可知，锌铁在氯化钠溶液中构成的原电池中，活泼金属锌做负极被损耗，铁电极做正极被保护，则向铁电极区域取少量溶液中滴入铁氰化钾溶液，没有蓝色沉淀生成，说明铁做正极被保护，能用于探究金属的电化学保护法，故D正确。] 8.B　[A.硫酸钡粉末和碳酸钠饱和溶液混合，会有部分硫酸钡转化为碳酸钡，上层清液中含有硫酸根和碳酸根，滴加盐酸时碳酸根反应生成二氧化碳气体，再加氯化钡溶液会生成硫酸钡沉淀，无法比较硫酸钡和碳酸钡溶度积常数的相对大小，A错误；B.二氧化硫通入碘和淀粉混合溶液中，若蓝色逐渐褪去，则发生反应：I2＋SO2＋2H2O===2HI＋H2SO4，其中二氧化硫是还原剂，故还原性：SO2>I-，B正确；C.亚硫酸钠与氯化钡溶液可以发生反应生成亚硫酸钡，无法证明过氧化氢能否将亚硫酸盐氧化，C错误；D.溴乙烷发生取代反应，生成的溴化氢气体，以及发生消去反应生成的乙烯气体都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，D错误。] 9.(1)向其中滴加淀粉溶液，溶液不变色，再滴加FeCl3溶液，溶液变蓝色 (2)①2I-＋2S2O＋2Cu2＋===2CuI↓＋S4O　铜离子和碘离子会发生氧化还原反应生成CuI沉淀和碘单质，4I-＋2Cu2＋===2CuI↓＋I2，生成的碘单质进入滤液造成产率降低　②防止倒吸 适当加热导管处 (3)通入足量的硫化氢气体，充分反应后过滤，滤液蒸发结晶得到KI晶体 (4)根据得失电子守恒配平反应为：5I-＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O、I2＋2S2O===2I-＋S4O，则IO～3I2～6S2O，则废液中IO的物质的量浓度为＝0.100 0 mol/L 解析　含I-的废液加入足量的Na2S2O3溶液，再加入CuSO4生成CuI沉淀，过滤沉淀加入氯化铁和盐酸氧化碘离子得到碘单质，蒸发过滤得到碘单质；(1)碘离子被铁离子氧化为碘单质，故检验碘离子操作可以为另取少量废液，向其中滴加淀粉溶液，溶液不变色，再滴加FeCl3溶液，溶液变蓝色，则溶液中含有I-；(2)①Ⅰ.沉碘时应向废液加入足量的Na2S2O3溶液，再加入CuSO4，有CuI沉淀和Na2S4O6生成，反应中硫元素化合价由＋2变为＋2.5，铜元素化合价由＋2变为＋1，根据电子守恒可知，该反应的离子方程式：2I-＋2S2O＋2Cu2＋===2CuI↓＋S4O。Ⅱ.若不加入Na2S2O3溶液，仅加入CuSO4，则铜离子和碘离子会发生氧化还原反应生成CuI沉淀和碘单质，4I-＋2Cu2＋===2CuI↓＋I2，生成的碘单质进入滤液造成产率降低；②Ⅰ.球形干燥管中有膨大的部分，可以防止倒吸；Ⅱ.碘受热容易升华，实验过程中，若发现玻璃导管中有单质碘凝固析出，为防止堵塞，可以采取的方法是适当加热导管处；(3)反萃取后所得水层中的溶质为KIO3和KI，已知KI易溶于水；氧化性：KIO3>S，故可以通入硫化氢气体将碘酸钾转化为碘化钾，KIO3＋3H2S===KI＋3S↓＋3H2O，故操作为取反萃取后所得水层，通入足量的硫化氢气体，充分反应后过滤，滤液蒸发结晶得到KI晶体；(4)根据得失电子守恒配平反应为5I-＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O、I2＋2S2O===2I-＋S4O，则IO～3I2～6S2O，则废液中IO的物质的量浓度为＝0.100 0 mol/L。 学科网（北京）股份有限公司 $$