2025届高三化学高考一轮复习同步训练：实验方案的设计与评价

实验方案的设计与评价 一、选择题 1．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是(　　) 选项 实验操作和现象 结论 A 用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除 乙酸的酸性弱于碳酸的酸性 B 室温下，向浓度均为0.1 mol·L－1 BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液，出现白色沉淀 Ksp(BaSO4)＜Ksp(CaSO4) C 甲烷与氯气在光照条件下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 生成的氯代物具有酸性 D 室温下，用pH试纸测得0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液的pH为10,0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液的pH约为5 HSO结合H＋的能力比SO的弱 2．(2024·河北九校高三联考)某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进行实验。下列说法不正确的是(　　) A．必须在②③间添加吸收HCl的装置 B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度 C．实验后通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中 D．称取样品和③中产生沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度 3．有关实验装置的说法中正确的是(　　) A．图甲装置可制取干燥纯净的NH3 B．图乙装置可以完成“喷泉”实验 C．图丙装置可直接测量Cu与浓硝酸反应产生气体的体积 D．图丁装置可用于实验室制备Fe(OH)2 4．下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是(　　) 选项 实验目的 实验操作 A 称取2.0 gNaOH固体 先在托盘上各放1张滤纸，然后在右盘上添加2 g砝码，左盘上添加NaOH固体 B 配制FeCl3溶液 将FeCl3固体溶于适量蒸馏水 C 检验溶液中是否含NH 取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体 D 验证铁的吸氧腐蚀 将铁钉放入试管中，用盐酸浸没 5．实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是(　　) 选项 a中的物质 b中的物质 c中收集的气体 d中的物质 A 浓氨水 CaO NH3 H2O B 浓硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH溶液 C 稀硝酸 Cu NO2 H2O D 浓盐酸 MnO2 Cl2 NaOH溶液 6．下列各项操作能达到预期实验目的的是(　　) 选项 实验目的 操作 A 分离Fe2O3、Al2O3 将混合物置于足量的NaOH溶液中，然后依次进行过滤、洗涤、蒸发、灼烧四项操作 B 确定KCl中是否含有NaCl 做焰色反应实验，观察焰色是否显黄色 C 确定FeCl2是否完全变质 取少量已变质的FeCl2晶体于试管中，逐滴加入酸性高锰酸钾溶液 D 除去Fe粉中的I2 加热使I2升华 7．下列实验操作正确且能达到预期目的的是(　　) 编号 预期目的 实验操作 ① 比较水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱 用金属钠分别与水和乙醇反应 ② 欲证明CH2===CHCHO中含有碳碳双键 滴入酸性KMnO4溶液，看紫红色是否褪去 ③ 欲除去苯中混有的苯酚 向混合液中加入浓溴水，充分反应后，过滤 ④ 证明SO2具有漂白性 将SO2通入酸性KMnO4溶液中 ⑤ 比较铜和镁的金属活动性强弱 用石墨作电极电解Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合液 ⑥ 确定碳和硅两元素非金属性强弱 将CO2通入Na2SiO3水溶液中 A．①④⑤ B．②③⑤ C．①②③④⑤⑥ D．①⑤⑥ 8．(2024·湖南六校高三联考)下列有关化学实验的设计或操作合理的是(　　) A．可用无锈铁丝代替铂丝来做焰色反应实验 B．滴定实验前应用待测溶液润洗锥形瓶以减小实验误差 C．用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中混有的乙烯 D．可用澄清石灰水吸收尾气中的Cl2 9．(2023·湖北鄂州高三期中)用下图所示实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是(　　) A．用①所示的操作可检查装置的气密性 B．用②所示的装置制取少量的NO C．用③所示的装置干燥H2、NH3、CO2等 D．用④所示装置制取Fe(OH)2 10．(2024·皖西高中教育联盟高三期末)下列有关实验装置、操作，不能实现相应实验目的的是(　　) 装置 目的 A 用KOH溶液除去溴苯中单质溴 B 证明浓硫酸有脱水性、强氧化性 C 先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀，证明Ksp(AgCl)<Ksp(Ag2CrO4) D 不能通过观察水能否全部流下来判断装置气密性 11．由下列实验操作及现象所得结论错误的是(　　) 选项 实验操作及现象 结论 A 用pH试纸测得：CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO2溶液的pH约为8 HNO2电离出H＋的能力比CH3COOH的强 B 向待测溶液中加入淀粉溶液，无明显变化，再加入新制氯水，变蓝 待测溶液中有I－存在 C 向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，先生成白色沉淀，后沉淀消失 Al(OH)3具有酸性 D 向AgCl悬浊液中，加入少量Na2S溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀 Ag2S溶解度小于AgCl 12．(2023·甘肃永昌第一高级中学高三模拟)下列实验操作和现象及实验结论均正确的是(　　) 选项 实验操作和现象 实验结论 A 向盛有氨水的烧杯中插入两个石墨电极，接通电源，电流表指针发生较大偏转 氨水是电解质 B 向某溶液中滴加稀盐酸，产生的气体通入品红溶液，品红溶液褪色 该溶液中一定含有SO C 取久置的氯水于试管中，加入几滴紫色石蕊溶液，溶液变为红色，且一段时间内不褪色 氯水已经完全变质 D 向蔗糖晶体中加入浓硫酸，轻轻搅拌，有海绵状的碳生成 浓硫酸具有吸水性 二、非选择题 13．(2023·黑龙江重点中学高三联考)(19分)硝酸银是一种无色晶体，常用于照相、制镜、印刷、医药等。其水溶液和固体常被保存在棕色试剂瓶中，硝酸银不稳定，受热分解生成固体、NO2和O2。为了验证AgNO3受热分解的产物，某同学设计了以下实验，实验所用的装置如图(图中加热、夹持仪器等均略去)。 实验步骤为：a.仪器连接后，放入AgNO3固体之前，关闭K，微热硬质玻璃管A。 b．称取AgNO3固体1.7 g置于A中，先通一段时间N2，再关闭K，用酒精灯加热硬质玻璃管A。 c．待样品完全分解，装置A冷却至室温，称量，测得剩余固体的质量为1.08 g。 请回答下列问题： (1)使用酒精灯对AgNO3固体加热的操作方法是____________________。 (2)步骤a的操作目的是____________________。 (3)步骤b中先通入一段时间N2的目的是____________________________。 (4)装置C瓶中盛装的药品名称为____________，装置D中可观察到的实验现象为________________________________________。 (5)设计实验证明AgNO3分解产物中气体的体积比___________________。 (6)从实验安全角度考虑该实验装置有缺陷，应如何改进_________________。 实验方案的设计与评价 一、选择题 1．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是(　　) 选项 实验操作和现象 结论 A 用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除 乙酸的酸性弱于碳酸的酸性 B 室温下，向浓度均为0.1 mol·L－1 BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液，出现白色沉淀 Ksp(BaSO4)＜Ksp(CaSO4) C 甲烷与氯气在光照条件下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 生成的氯代物具有酸性 D 室温下，用pH试纸测得0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液的pH为10,0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液的pH约为5 HSO结合H＋的能力比SO的弱 答案　D 2．(2024·河北九校高三联考)某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进行实验。下列说法不正确的是(　　) A．必须在②③间添加吸收HCl的装置 B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度 C．实验后通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中 D．称取样品和③中产生沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度 答案　A 解析　③中氢氧化钡溶液足量，故无需在②③间添加吸收HCl的装置，A错误；④中盛装碱石灰，可防止空气中的二氧化碳气体进入③中与Ba(OH)2反应，影响实验的精确度，B正确；实验后通入空气，可将生成的二氧化碳完全转移到③中，使其被充分吸收，减小实验误差，C正确；③中产生的沉淀为碳酸钡，根据碳酸钡的质量可计算样品中所含碳酸钠的质量，进而可计算样品中Na2CO3固体的纯度，D正确。 3．有关实验装置的说法中正确的是(　　) A．图甲装置可制取干燥纯净的NH3 B．图乙装置可以完成“喷泉”实验 C．图丙装置可直接测量Cu与浓硝酸反应产生气体的体积 D．图丁装置可用于实验室制备Fe(OH)2 答案　B 4．下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是(　　) 选项 实验目的 实验操作 A 称取2.0 gNaOH固体 先在托盘上各放1张滤纸，然后在右盘上添加2 g砝码，左盘上添加NaOH固体 B 配制FeCl3溶液 将FeCl3固体溶于适量蒸馏水 C 检验溶液中是否含NH 取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体 D 验证铁的吸氧腐蚀 将铁钉放入试管中，用盐酸浸没 答案　C 5．实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是(　　) 选项 a中的物质 b中的物质 c中收集的气体 d中的物质 A 浓氨水 CaO NH3 H2O B 浓硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH溶液 C 稀硝酸 Cu NO2 H2O D 浓盐酸 MnO2 Cl2 NaOH溶液 答案　B 6．下列各项操作能达到预期实验目的的是(　　) 选项 实验目的 操作 A 分离Fe2O3、Al2O3 将混合物置于足量的NaOH溶液中，然后依次进行过滤、洗涤、蒸发、灼烧四项操作 B 确定KCl中是否含有NaCl 做焰色反应实验，观察焰色是否显黄色 C 确定FeCl2是否完全变质 取少量已变质的FeCl2晶体于试管中，逐滴加入酸性高锰酸钾溶液 D 除去Fe粉中的I2 加热使I2升华 答案　B 解析　过滤、洗涤后可得到Fe2O3和NaAlO2溶液，NaAlO2溶液经蒸发、灼烧无法得到Al2O3，A错误；Na元素的焰色反应显黄色且能掩盖K元素的紫色，B正确；Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色，C错误；加热时Fe粉与I2能发生化合反应，D错误。 7．下列实验操作正确且能达到预期目的的是(　　) 编号 预期目的 实验操作 ① 比较水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱 用金属钠分别与水和乙醇反应 ② 欲证明CH2===CHCHO中含有碳碳双键 滴入酸性KMnO4溶液，看紫红色是否褪去 ③ 欲除去苯中混有的苯酚 向混合液中加入浓溴水，充分反应后，过滤 ④ 证明SO2具有漂白性 将SO2通入酸性KMnO4溶液中 ⑤ 比较铜和镁的金属活动性强弱 用石墨作电极电解Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合液 ⑥ 确定碳和硅两元素非金属性强弱 将CO2通入Na2SiO3水溶液中 A．①④⑤ B．②③⑤ C．①②③④⑤⑥ D．①⑤⑥ 答案　D 解析　可根据金属钠分别与水和乙醇反应的剧烈程度比较水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱，①正确；CH2===CHCHO中的碳碳双键和醛基均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，②错误；苯酚与溴反应生成的三溴苯酚能溶于苯，无法通过过滤除去苯中混有的苯酚，③错误；SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明SO2具有还原性，不能说明SO2具有漂白性，④错误；用石墨作电极电解含Cu2＋和Mg2＋的溶液，阴极只析出Cu，说明Cu2＋的氧化性强于Mg2＋，则Cu的金属性弱于Mg，⑤正确；将CO2通入Na2SiO3水溶液中生成H2SiO3沉淀，说明H2CO3的酸性强于H2SiO3 的酸性，而H2CO3和H2SiO3分别为碳元素和硅元素的最高价氧化物对应的水化物，能说明碳元素的非金属性比硅元素强，⑥正确。综上所述，本题选D。 8．(2024·湖南六校高三联考)下列有关化学实验的设计或操作合理的是(　　) A．可用无锈铁丝代替铂丝来做焰色反应实验 B．滴定实验前应用待测溶液润洗锥形瓶以减小实验误差 C．用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中混有的乙烯 D．可用澄清石灰水吸收尾气中的Cl2 答案　A 解析　铁无焰色，所以可用无锈铁丝代替铂丝来做焰色反应实验，A正确。 9．(2023·湖北鄂州高三期中)用下图所示实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是(　　) A．用①所示的操作可检查装置的气密性 B．用②所示的装置制取少量的NO C．用③所示的装置干燥H2、NH3、CO2等 D．用④所示装置制取Fe(OH)2 答案　A 解析　检查该装置的气密性的方法是当推动注射器的活塞时，锥形瓶内的空气体积减小，压强增大，把水压入长颈漏斗中，若气密性良好，则会形成一段稳定的水柱，该实验装置可以达到实验目的，故A正确；该装置的收集装置类似向下排空气法，NO的密度与空气的密度接近，且极易与空气中的氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集，应用排水法收集，该实验装置不能达到实验目的，故B错误；浓硫酸可以干燥中性和酸性气体，不能干燥碱性气体，NH3是碱性气体，不能用浓硫酸干燥，该实验装置不能达到实验目的，故C错误；该装置A试管中的导管应插入溶液中，当关闭止水夹a时，铁粉与稀硫酸反应产生的氢气使试管A中的压强增大，则铁粉与稀硫酸反应产生的硫酸亚铁溶液被压入B试管中，硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁。但该装置A试管中的导管未插入溶液中，则该实验装置不能达到实验目的，故D错误。 10．(2024·皖西高中教育联盟高三期末)下列有关实验装置、操作，不能实现相应实验目的的是(　　) 装置 目的 A 用KOH溶液除去溴苯中单质溴 B 证明浓硫酸有脱水性、强氧化性 C 先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀，证明Ksp(AgCl)<Ksp(Ag2CrO4) D 不能通过观察水能否全部流下来判断装置气密性 答案　C 解析　溴和NaOH反应生成可溶性的钠盐，溴苯不易溶于水，然后采用分液方法分离提纯溴苯，故A正确；浓硫酸具有脱水性和强氧化性，能将蔗糖脱水碳化(有黑色物质生成)并放出大量的热，在此条件下，碳可以把浓硫酸还原为二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色，故该过程可以证明浓硫酸表现了脱水性和强氧化性，故B正确；Ag2CrO4和AgCl的组成结构不相似，不能依据先生成白色沉淀就判断氯化银的Ksp较小，只能依此判断氯化银的溶解度较小，故C错误；该装置中分液漏斗和烧瓶通过橡皮管连接，可以使两者中的气压相同，打开分液漏斗的活塞后，分液漏斗中的水可以顺利完全流下，故不能依此判断该装置的气密性如何，故D正确。 11．由下列实验操作及现象所得结论错误的是(　　) 选项 实验操作及现象 结论 A 用pH试纸测得：CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO2溶液的pH约为8 HNO2电离出H＋的能力比CH3COOH的强 B 向待测溶液中加入淀粉溶液，无明显变化，再加入新制氯水，变蓝 待测溶液中有I－存在 C 向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，先生成白色沉淀，后沉淀消失 Al(OH)3具有酸性 D 向AgCl悬浊液中，加入少量Na2S溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀 Ag2S溶解度小于AgCl 答案　A 12．(2023·甘肃永昌第一高级中学高三模拟)下列实验操作和现象及实验结论均正确的是(　　) 选项 实验操作和现象 实验结论 A 向盛有氨水的烧杯中插入两个石墨电极，接通电源，电流表指针发生较大偏转 氨水是电解质 B 向某溶液中滴加稀盐酸，产生的气体通入品红溶液，品红溶液褪色 该溶液中一定含有SO C 取久置的氯水于试管中，加入几滴紫色石蕊溶液，溶液变为红色，且一段时间内不褪色 氯水已经完全变质 D 向蔗糖晶体中加入浓硫酸，轻轻搅拌，有海绵状的碳生成 浓硫酸具有吸水性 答案　C 二、非选择题 13．(2023·黑龙江重点中学高三联考)(19分)硝酸银是一种无色晶体，常用于照相、制镜、印刷、医药等。其水溶液和固体常被保存在棕色试剂瓶中，硝酸银不稳定，受热分解生成固体、NO2和O2。为了验证AgNO3受热分解的产物，某同学设计了以下实验，实验所用的装置如图(图中加热、夹持仪器等均略去)。 实验步骤为：a.仪器连接后，放入AgNO3固体之前，关闭K，微热硬质玻璃管A。 b．称取AgNO3固体1.7 g置于A中，先通一段时间N2，再关闭K，用酒精灯加热硬质玻璃管A。 c．待样品完全分解，装置A冷却至室温，称量，测得剩余固体的质量为1.08 g。 请回答下列问题： (1)使用酒精灯对AgNO3固体加热的操作方法是____________________。 (2)步骤a的操作目的是____________________。 (3)步骤b中先通入一段时间N2的目的是____________________________。 (4)装置C瓶中盛装的药品名称为____________，装置D中可观察到的实验现象为________________________________________。 (5)设计实验证明AgNO3分解产物中气体的体积比___________________。 (6)从实验安全角度考虑该实验装置有缺陷，应如何改进_________________。 答案　(1)先预热再集中加热 (2)检查装置气密性(或检验装置是否漏气) (3)将装置内部存在的氧气排出，以免影响实验结果 (4)NaOH酚酞溶液(合理即可)　溶液红色变浅(甚至消失) (5)取一定量AgNO3固体充分加热，用排水法收集气体，直到试管内气体体积不再变化，测量气体占试管容积的比(答案合理即可) (6)在装置A和B之间加防倒吸装置(或安全瓶) 解析　(1)对AgNO3固体加热的操作方法是先用酒精灯对硬质玻璃管均匀加热，再在有硝酸银的部位集中加热。 (2)仪器连接后，放入AgNO3固体前，关闭K，微热硬质玻璃管A，目的是检查装置气密性。 (3)AgNO3受热分解产生氧气，装置内部也存在氧气，通入氮气可把装置内的氧气排净，以免影响实验结果。 (4)硝酸银受热分解产生的二氧化氮气体能被氢氧化钠溶液吸收，用装置C检验其是否吸收完全，所以装置C瓶中盛装的药品为NaOH酚酞溶液；亚硫酸钠酚酞溶液显红色，氧气与亚硫酸钠反应生成硫酸钠，硫酸钠溶液呈中性，故溶液红色变浅或褪去。 (5)1.7 g AgNO3固体受热完全分解，剩余固体的质量为1.08 g，根据银元素守恒，可知剩余的固体为Ag，则硝酸银受热分解的化学方程式为2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑，欲证明AgNO3分解产物中NO2和O2的体积比为2∶1，结合4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知，可使一定量AgNO3固体受热完全分解，用排水法收集产生的气体，直至试管中气体体积不再变化，测量气体占试管容积的比，即可证明AgNO3分解产物中气体的体积比。 (6)硝酸银受热分解产生的二氧化氮气体的量较氧气多，当二氧化氮气体进入装置B中时，二氧化氮气体被迅速吸收，容器内压强减小，容易产生倒吸，发生危险，因此需要在装置A和B之间加防倒吸装置(或安全瓶)。 学科网（北京）股份有限公司 $$