课时作业(10)　简单实验方案的设计与评价 -【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

课时作业(10)　简单实验方案的设计与评价 1．(双选)(2025·湖南长郡中学开学考)下列实验方案能够达到目的的是(　　) A．除去氯气中的水蒸气：将混合气体通过盛有碱石灰的干燥管 B．鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液：向溶液中分别逐滴滴加等浓度的稀盐酸 C．检验存在Fe3+和Fe2+的混合溶液中的Fe2+：向溶液中加入铁氰化钾溶液，观察现象 D．制备CaCO3：向氯化钙溶液中通入适量CO2至不再产生沉淀，过滤、洗涤、干燥 BC　解析：氯气与碱石灰能够发生化学反应，不能用碱石灰干燥氯气，A不符合题意；向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，碳酸钠先与稀盐酸反应生成碳酸氢钠，刚开始无气体生成，而向碳酸氢钠溶液中加入稀盐酸，立即产生气体，B符合题意；氯化钙溶液与二氧化碳不反应，无法生成碳酸钙，D不符合题意。 2．(2025·江西智学联盟体第一次联考)下列操作或装置(略去部分夹持仪器)能达到预期目的的是(　　) A.证明过氧化钠与水反应放热 B.蒸发结晶得NaHCO3 C.酸式滴定管排气操作，排气后记录初始读数 D.验证非金属性：N>C>Si A　解析：NaHCO3不稳定，受热易分解，不能利用蒸发结晶的方式制备碳酸氢钠固体，同时蒸发结晶也不能用坩埚操作，B不符合题意；带乳胶管的滴定管不是酸式滴定管，而是碱式滴定管，C不符合题意；浓硝酸易挥发，则盛有硅酸钠溶液的洗气瓶中若有白色沉淀生成，不一定是二氧化碳与硅酸钠溶液反应所导致，也可能是挥发的硝酸与硅酸钠反应而得到的硅酸沉淀，不能达到预期目的，D不符合题意。 3．(双选)(2025·辽宁十校联合体联考)由下列实验操作及现象所得结论正确的是(　　) 实验操作及现象 结论 A 向酸性 KMnO4溶液中滴加足量的H2O2溶液，紫红色褪去 H2O2具有还原性 B 向AgCl悬浊液中，加入少量 KI 溶液，沉淀由白色转化为黄色 AgI溶解度小于AgCl C 向NaHCO3溶液中滴加足量的稀盐酸，有大量无色气体产生 非金属性：Cl>C D 将Fe(NO3)2样品酸化后，滴加几滴KSCN溶液，溶液显红色 Fe(NO3)2样品已氧化变质 AB　解析：酸性高锰酸钾溶液可氧化过氧化氢，导致酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了过氧化氢的还原性，A正确；向AgCl悬浊液中加入少量KI，此时AgCl沉淀转化为AgI沉淀，说明AgI的溶解度小于AgCl，B正确；要比较元素的非金属性，需要比较元素最高价含氧酸的酸性强弱，盐酸不是Cl元素的最高价含氧酸，不能通过HCl酸性强于碳酸说明非金属性Cl>C，C错误；Fe(NO3)2酸化后，NO、Fe2+和H＋发生氧化还原反应生成Fe3+，滴加KSCN溶液，溶液显红色，不能说明硝酸亚铁溶液已氧化变质，D错误。 4．(2025·陕西汉中第一次质检)下列实验装置能达到相应目的的是(　　) A.制备Fe(OH)3胶体 B.验证NH3易溶于水 C.用浓硫酸配制一定浓度的稀硫酸 D.测定中和反应的反应热 B　解析：制取Fe(OH)3胶体时，不能用玻璃棒搅拌，因为搅拌容易使Fe(OH)3胶体粒子形成大颗粒沉淀析出，A不符合题意；向圆底烧瓶中滴入水，烧瓶中的氨溶于水导致气压减小，气球变大，该装置可以验证NH3易溶于水，B符合题意；用浓硫酸配制一定浓度的稀硫酸实验中，不能在容量瓶中稀释浓硫酸，C不符合题意；测定中和反应的反应热实验中，缺少玻璃搅拌器，D不符合题意。 5．(2025·河南信阳高级中学月考)利用下列装置(部分夹持装置略)进行实验，不能达到相应实验目的的是(　　) A．装置甲：用Na2S2O3标准溶液滴定锥形瓶中的碘水 B．装置乙：制备硝基苯 C．装置丙：探究铁与水蒸气的反应 D．装置丁：验证乙醇的结构简式是CH3OCH3还是CH3CH2OH A　解析：Na2S2O3标准溶液显碱性，要装在碱式滴定管中，A符合题意；制备硝基苯温度为50～60 ℃，采用水浴加热，能达到实验目的，B不符合题意；湿棉花受热产生的水蒸气与铁共热反应生成四氧化三铁和氢气，生成的氢气能使肥皂液产生肥皂泡，则装置能探究铁与水蒸气的反应，C不符合题意；用一定量乙醇和足量钠反应，按照反应产生的气体体积、消耗的乙醇的物质的量的关系可推测出乙醇的结构简式是CH3OCH3还是CH3CH2OH，D不符合题意。 6．(2025·山西忻州名校联考)下列装置及操作能达到目的的是(　　) A.验证镁比铝活泼 B.分离乙醇和水 C.除去CO2中的HCl D.制备干燥的氨 D　解析：镁和氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应，不能用氢氧化钠溶液验证镁和铝的活动性强弱，A不符合题意；乙醇和水互溶，不能用分液法分离，B不符合题意；纯碱溶液会吸收二氧化碳，要用饱和碳酸氢钠溶液除掉二氧化碳中氯化氢，C不符合题意；浓氨水加到生石灰中，生石灰和水反应放出大量热，促使浓氨水受热分解生成氨，氨用碱石灰干燥，从而制备干燥的氨，D符合题意。 7．(双选)(2025·河南项城五校联考)根据下列实验操作及现象得出的结论正确的是(　　) 实验操作及现象 结论 A 常温下，将铝片和镁片分别插入相同浓度的NaOH溶液中，前者产生无色气体，后者无明显现象 Al的金属性比Mg强 B 向某盐溶液中加入浓NaOH溶液并加热，有大量刺激性气味的气体产生 该溶液中一定含有铵盐 C 将银和AgNO3溶液与石墨和KI溶液组成原电池，连通后银电极表面有银白色金属沉积，石墨电极附近加淀粉溶液变蓝色 Ag＋与I－能发生氧化还原反应 D 向含有Fe(NO3)3的BaCl2溶液中通入SO2产生白色沉淀 Fe3+具有强氧化性 BC　解析：金属性的强弱可根据金属与酸反应失电子的能力强弱判断，A错误；向某盐溶液中加入浓NaOH溶液并加热，有大量刺激性气味的气体产生，可证明溶液中含铵根离子，则该溶液中一定含有铵盐，B正确；根据银电极表面有银白色金属沉积，石墨电极附近加淀粉溶液变蓝色，说明银作正极，发生还原反应，电极反应：Ag＋＋e－===Ag，石墨作负极，碘离子失电子发生氧化反应，电极反应：2I－－2e－===I2，C正确；二氧化硫与溶液中水反应生成亚硫酸，酸性环境下硝酸根离子也具有氧化性，D错误。 8．(双选)实验装置、实验步骤的科学设计是实验达到预期目的的关键。下列说法正确的是(　　) A．用装置甲探究NaHCO3的稳定性 B．用装置乙分离溴苯中溶解的少量苯 C．用KMnO4固体和浓盐酸为原料制Cl2时，可在装置丙中进行 D．由FeCl3溶液制备FeCl3·6H2O，可在装置丁中进行 AC　解析：NaHCO3受热分解生成二氧化碳，可以使澄清石灰水变浑浊，A正确；蒸馏时温度计的水银球应该位于蒸馏烧瓶的支管口处，B错误；用KMnO4固体和浓盐酸为原料制Cl2时不需要加热，C正确；由FeCl3溶液制备FeCl3·6H2O，应该采用降温结晶，而装置丁为蒸发结晶时使用的装置，D错误。 9．(2025·山东日照校际联考)利用如图实验装置(部分夹持装置已省略)正确且能完成对应实验的是(　　) A.用装置甲进行喷泉实验 B．用装置乙探究浓度对反应速率的影响 C．用装置丙比较Zn、Fe的活泼性 D．用装置丁探究催化剂对反应速率的影响 C　解析：NO既不溶于水，也不和水反应，不能用装置甲进行喷泉实验，A错误；锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，浓硫酸与锌粒反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，两个反应原理不同，不能用浓、稀硫酸探究浓度对反应速率的影响，B错误；该装置为原电池，酸化的NaCl溶液作电解质溶液，反应过程中Zn电极上有气泡产生，说明Zn作负极，说明锌比铁活泼，C正确；探究催化剂对反应速率的影响，应保持温度相同，D错误。 10．草酸(H2C2O4)是一种重要的有机化工原料。为探究草酸的制取和草酸的性质，进行如下实验。 实验 Ⅰ ：探究草酸的制备 实验室用硝酸氧化淀粉水解液法制备草酸：C6H12O6＋12HNO3―→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O。装置如下图所示： (1)上图实验装置中仪器乙的名称为________，装置B的作用________________________________________________________________________。 (2)检验淀粉是否完全水解所需要的试剂为________________。 实验 Ⅱ ：探究草酸的不稳定性 已知：草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，易溶于水，熔点为101 ℃，受热易脱水、升华，170 ℃以上分解产生H2O、CO和CO2。草酸的酸性比碳酸强，其钙盐难溶于水。 (3)请选取以上的装置证明草酸晶体分解的产物(可重复使用，加热装置和连接装置已略去)。仪器装置连接顺序为C→________→________→________→________→D→A→F。 (4)若实验结束后测得A管质量减轻4.8 g，则至少需分解草酸晶体的质量为________g(已知草酸晶体的M＝126 g/mol)。 实验 Ⅲ ：探究草酸与酸性高锰酸钾的反应 (5)取一定量草酸溶液装入试管，加入一定体积的酸性高锰酸钾溶液，振荡试管，发现溶液开始缓慢褪色，后来迅速变成无色(反应热效应不明显，可忽略不计)。 该实验中草酸表现____________性，该反应的离子方程式______________________，该反应的反应速率先慢后快的主要原因可能是________________________________________ ________________________________。 (6)设计实验证明草酸是弱酸。实验方案：_____________________________(提供的药品及仪器：蒸馏水、0.1 mol/L NaOH溶液、pH计、0.1 mol/L草酸溶液，其他仪器自选) 答案：(1)球形冷凝管　防倒吸或安全瓶 (2)碘水或I2　(3)B　F　E　F　(4)37.8 (5)还原　5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　反应生成的MnSO4(或Mn2＋)对反应有催化作用，加快反应速率 (6)取少量0.1 mol/L草酸溶液于试管中，测定其pH，若pH＞1，则说明草酸为弱酸 解析：(1)题给实验装置中仪器乙的名称为球形冷凝管，装置B的作用防倒吸或安全瓶；(2)淀粉遇碘变蓝色，在已经水解的淀粉溶液中滴加几滴碘水，溶液显蓝色，则证明淀粉没有完全水解，溶液若不显色，则证明淀粉完全水解；(3)检验H2O、CO和CO2，首先应该用无水硫酸铜检验H2O，再利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的性质检验CO2，一氧化碳具有还原性，能还原黑色的氧化铜，生成的二氧化碳用澄清石灰水检验，据此进行排序；(4)假设草酸晶体分解生成x mol CO； 至少需分解草酸晶体的质量为0.3 mol×126 g/mol＝37.8 g；(5)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，可以与草酸发生氧化还原反应，锰离子具有催化剂的作用；(6)弱酸不完全电离，故取少量0.1 mol/L草酸溶液于试管中，测定其pH，若pH＞1，则说明草酸为弱酸。 11．(2025·吉林、黑龙江高考适应性测试)芳基亚胺酯是重要的有机反应中间体，受热易分解，可由腈在酸催化下与醇发生Pinner反应制备，原理如下图所示。 某实验小组的同学以苯甲腈(，Mr＝103 g/mol)和三氟乙醇(CF3CH2OH，Mr＝100 g/mol) 为原料合成苯甲亚胺三氟乙脂。步骤如下： Ⅰ .将20.6 g苯甲腈与21.6 g三氟乙醇置于容器中，冰浴降温至0 ℃。 Ⅱ .向容器中持续通入HCl 4小时，密封容器。 Ⅲ .室温下在HCl氛围中继续搅拌反应液24小时，冷却至0 ℃，抽滤得到白色固体，用乙腈洗涤。 Ⅳ.将洗涤后的白色固体加入饱和Na2CO3溶液中，低温下反应，有机溶剂萃取3次，合并有机相。 Ⅴ.向有机相中加入无水MgSO4，过滤，蒸去溶剂得产品20.3 g。 回答下列问题： (1)实验室中可用浓盐酸和无水CaCl2制备干燥HCl，下列仪器中一定需要的为________(填仪器名称)。 (2)第 Ⅱ 步通气完毕后，容器密封的原因为____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)第 Ⅲ 步中得到的白色固体主要成分为________(填标号)。 (4)第Ⅳ步中选择低温的原因为________。 (5)第Ⅳ步萃取时可选用的有机溶剂为________(填标号)。 A．丙酮 B．乙酸 C．乙酸乙酯 D．甲醇 (6)第Ⅴ步中无水MgSO4的作用为______________________________________________。 (7)本实验的产率为____________。 答案：(1)恒压滴液漏斗　(2)保证不漏液、不漏气　(3)C　(4)防止苯甲亚胺三氟乙酯受热分解 (5)C　(6)除去有机相中的水　(7)50% 解析：由反应原理可知，先在HCl的气流中反应转化为，再和CF3CH2OH反应生成，和碳酸钠溶液反应生成苯甲亚胺三氟乙酯。 (1)实验室中可用浓盐酸和无水CaCl2制备干燥氯化氢气体，需要用到恒压滴液漏斗，不需要球形冷凝管、容量瓶和培养皿。 (2)该反应过程中涉及HCl有毒，需要考虑不能有气体漏出，第 Ⅱ 步通气完毕后，容器密封的原因为保证不漏液、不漏气。 (3)由流程分析可知，先在HCl气流中反应转化为，再和CF3CH2OH反应生成，故白色固体为，选C。 (4)芳基亚胺酯受热易分解，第Ⅳ步中选择低温的原因为防止苯甲亚胺三氟乙酯受热分解。 (5)苯甲亚胺三氟乙脂属于酯，在乙酸乙酯中的溶解度较大，乙酸和甲酸与水互溶，不能用来萃取，第Ⅳ步萃取时可选用的有机溶剂为乙酸乙酯，选C。 (6)第Ⅴ步中无水MgSO4的作用为除去有机相中的水。 (7)实验中20.6 g苯甲腈的物质的量为＝0.2 mol，21.6 g三氟乙醇的物质的量为＝0.216 mol，由流程图可知，理论上可以制备0.2 mol苯甲亚胺三氟乙脂，本实验的产率为×100%＝50%。 学科网（北京）股份有限公司 $$