2026届高考化学一轮复习探究类实验专练：实验方案的设计

实验方案的设计——高考一轮复习化学探究类实验专练 1.亚硫酸氢铵（）常在制药工业中作还原剂，既能与酸作用也能和碱作用，在空气中易被氧化，遇热分解放出。某化学学习小组设计如图装置（加热和夹持装置已省略）制备亚硫酸氢铵，回答下列问题： 已知：是一种酸性氧化物。 （1）甲装置中盛装铜片的仪器名称为______；丙装置的作用是______；丁装置用于吸收多余的，则丁装置中的试剂为______（填标号）。 a.无水 b.碱石灰 c. d.浓硫酸 （2）戊装置的试管内发生反应的化学方程式为______。 （3）实验开始时，先关闭，打开，一段时间后，关闭，打开。先打开后打开的原因可能是______。 （4）写出亚硫酸氢铵与等物质的量的氢氧化钡溶液反应的离子方程式：______。 （5）亚硫酸氢铵有较强的还原性，设计实验检验制备的亚硫酸氢铵样品是否被氧化：______（填操作、现象及相应的结论，可供选择的试剂：水、稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液、硝酸银溶液）。 2.某小组拟探究液氨与钠反应。 【资料】 ①氨的熔点是-77.70℃，沸点是-33.35℃。碱金属的液氨溶液中含有蓝色溶剂化电子；②-70℃时，1000g溶解11.29molNa，先形成蓝色溶液并缓慢发生置换反应，产物之一是氨基化钠（）；③氨基化钠有潮解性，遇水激烈反应。 【装置】 回答下列问题： （1）橡胶管L的作用是________。 （2）A装置中生石灰可以用________替代。 （3）C、E装置依次选择药品为________（填字母）。 a.五氧化二磷、碱石灰 b.碱石灰、碱石灰 c.五氧化二磷、无水氯化钙 d.碱石灰、五氧化二磷 （4）具有________（填“强氧化性”“强还原性”或“氧化性和还原性”）；其中形成聚合氨分子的原因是________。 （5）写出钠和液氨发生置换反应的化学方程式：________。 （6）设计实验证明产生气体中含有：________。 3.在工业上常作催化剂和刻蚀剂。实验室中，先合成，再与反应制备无水，装置如图所示（加热及夹持仪器略）。 已知：①实验室合成的原理为； ②的熔点为-101℃，沸点为75.6℃，遇水剧烈分解为两种酸性气体；沸点为105℃。忽略共沸。 回答下列问题： （1）仪器甲的名称为______，仪器乙中所装的最佳试剂为______（填序号）。 a.98% b.70% c.36.5%盐酸 d.70% （2）打开，将三通阀调至，接下来进行的操作是______，一段时间后，加热装置C至60℃。仪器丙的作用为______。 （3）当C中出现较多液体后，关闭、。制得的操作为：①调节三通阀的位置为______（填序号）；②……；③加热E处硬质玻璃管。②的操作为______。 （4）该化学学习小组探究在溶液中的颜色变化，进行以下实验。 试剂 加热前溶液颜色 加热后溶液颜色 实验Ⅰ 溶液+蒸馏水 棕黄色 深棕色 实验Ⅱ 溶液+ 几乎无色 几乎无色 实验Ⅲ 溶液+ 黄色 深黄色 已知：水溶液中，几乎无色，为黄色；水解生成（棕黄色）。 ①从影响平衡移动因素的角度分析，加热前后，实验I中溶液颜色无明显变化的原因为______。 ②设计实验证明实验Ⅲ中溶液呈黄色的原因是：______。 4.过氧化钙微溶于水，溶于酸，是一种用途广泛的化工产品。以石灰石（含有少量铁、硅的氧化物）为原料制备的实验流程如下： 已知：①双氧水在弱酸性或中性条件下性质较稳定，在碱性条件下不稳定。 ②273 K时， (1)判断“酸浸1”完成的标志是_______________。 (2)“除杂”时，待充分反应后将溶液煮沸并趁热过滤，“滤渣”的主要成分为_______________；相比普通过滤装置，使用如图所示的热抽滤装置的优点是_______________。 (3)“转化”需在冰水浴中进行，生成晶体的离子方程式为__________；与直接反应不易发生，制备时加入适量氨水有利于生成，其可能原因为_______________。 (4)测定产品中含量。高锰酸钾滴定法原理为：在酸性条件下，与稀酸反应生成，用标准酸性溶液滴定所生成的，以确定含量。下列关于滴定分析的说法，不正确的是___________（填字母）。 A.滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化 B.当滴入半滴酸性溶液后，溶液颜色从无色刚好变为浅红色，且半分钟内不变色，表示已经到达滴定终点 C.滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则测定结果偏小 D.读取溶液体积时，滴定前俯视读数，滴定后仰视读数，则测定结果偏大 (5)以电石渣[主要成分为，还含有少量等杂质]为原料也可制备，设计制备晶体的实验方案：_______________。（须使用的试剂：溶液、溶液、冰水） 5.碳酸亚铁可以用于制备多种食品添加剂。已知易被氧化：。某兴趣小组设计如下方案制备，实验装置如图所示： (1)仪器A的名称是______________。 (2)利用如图所示装置进行实验，进行以下两步操作： 第一步：打开活塞1、3，关闭活塞2，反应一段时间； 第二步：关闭活塞3，打开活塞2，发现C中有白色沉淀和气体生成。 ①第一步骤的目的是______________。 ②C中反应生成白色沉淀的离子方程式是______________。 ③装置D中可盛装适量的水，该装置作用是______________。 (3)某固体被部分氧化，为测定其中Fe3+的质量分数，现进行如下实验：称取5.600g固体样品，加足量盐酸溶解，将溶液稀释至100mL，量取25.00mL该溶液，加入过量KI溶液充分反应，然后加入几滴淀粉溶液，用溶液滴定，当滴定至终点时消耗溶液20.00mL。已知实验过程中发生反应如下：，。计算固体样品中Fe3+的质量分数，写出计算过程______________。 (4)与反应可制得摩尔盐。摩尔盐易溶于水，不溶于乙醇，性质比一般亚铁盐稳定，接近l00℃时易失去结晶水。相关物质的溶解度曲线如图所示。 请补充完整由久置于空气中的样品合成摩尔盐的。实验步骤：将样品溶于适量的硫酸溶液中，加热使其溶解，然后向其中加入______________。[可选试剂：蒸馏水、饱和硫酸铵溶液、铜粉、铁粉、无水乙醇] 答案以及解析 1.答案：（1）圆底烧瓶；吸收尾气中的，防止污染空气；b （2） （3）氨气极易溶于水，先通氨气，使溶液呈碱性，有利于吸收更多，提高的产率 （4） （5）取适量样品于试管中，加水溶解，加入足量稀盐酸酸化后，滴加氯化钡溶液，若无沉淀产生，说明样品未被氧化，反之，则被氧化 解析：（2）戊装置制备氨气，试管内发生反应的化学方程式为； （3）由于氨气极易溶于水，先通氨气，使溶液呈碱性，有利于吸收更多，提高的产率所以先打开后打开。 （4）亚硫酸氢铵与等物质的量的氢氧化钡溶液反应的离子方程式为； （5）亚硫酸氢铵有强还原性，样品若被空气氧化则有硫酸根离子，因此检验样品是否被氧化的方法是取适量样品于试管中，加水溶解，加入足量稀盐酸酸化，排除亚硫酸氢铵的干扰，再加氯化钡溶液，若无白色沉淀产生，说明样品没有被氧化，反之，则被氧化。 2.答案：（1）平衡气压，使氨水顺利下滴 （2）NaOH（或碱石灰） （3）d （4）强还原性；分子间形成氢键 （5） （6）验纯后，再在E装置后点燃产生的气体，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，若火焰呈淡蓝色且烧杯内壁有水滴，则证明产生气体中含有 解析：（1）橡胶管L能够平衡气压，使氨水顺利下滴； （2）A装置中生石灰溶于水放出热量，并生成碱，促进氨水挥发出氨气。可以用氢氧化钠、碱石灰替代生石灰； （3）C装置用于干燥氨气，避免水与钠反应；E装置吸收尾气中挥发出来的氨气以及防止外界水蒸气进入D装置。用碱石灰干燥氨气，用五氧化二磷吸收氨气并防止外界水蒸气进入D装置，d项符合题意； （4）溶剂化电子能释放电子，具有强还原性；氨分子中N的电负性较大，氨分子之间能形成氢键，缔合成多氨分子； （5）钠置换氨中氢，生成氨基化钠（）和氢气，化学方程式为； （6）验纯后，再在E装置后点燃产生的气体，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，若火焰呈淡蓝色且烧杯内壁有水滴，则证明产生气体中含有。 3.答案：（1）圆底烧瓶；b （2）打开；吸收，防止外界水蒸气进入 （3）c；调节温度计水银球位置至三颈瓶口处，将C装置升温至75.6℃~105℃ （4）对平衡的影响大于温度的影响；向实验Ⅱ溶液中加入NaCl溶液后变为黄色，加热后变为深黄色 解析：（1）仪器甲的名称为圆底烧瓶，98％硫酸中水分较少，电离程度较弱，不利于制二氧化硫，所以选用70％硫酸； （2）打开，将三通阀调至，接下来进行的操作：打开，一段时间后，加热装置C至60℃。仪器丙的作用：吸收，防止外界水蒸气进入； （3）当C中出现较多液体后，关闭、。制得的操作为：①调节三通阀的位置为，②调节温度计水银球位置至三颈瓶口处，将C装置升温至75.6℃~105℃，使以气态形式进入玻璃管中发生反应； （4）①从影响平衡移动因素的角度分析，加热前后，实验I中溶液颜色无明显变化的原因：对平衡的影响大于温度的影响； ②设计实验证明实验Ⅲ中溶液呈黄色的原因是：向实验Ⅱ溶液中加入NaCl溶液后变为黄色，加热后变为深黄色。 4.答案：(1)继续滴加盐酸，酸浸液中无气泡产生 (2)、;抽滤比普通过滤速度更快，同时通入热水保温可防止晶体析出 (3) ；氨水与反应生成的HCl中和，使H+浓度降低以及放出热量，均促进反应向生成的方向进行 (4)AC (5)在搅拌下，向溶液中分批加入电石渣，置于冰水浴中反应一段时间后，过滤；在冰水浴中，边搅拌边向溶液中缓慢滴加所得滤液，待有大量晶体生成，过滤，用少量冰水洗涤2--3次，干燥 解析：（1）石灰石主要成分是，在“酸浸1”时，会发生反应：，若“酸浸1”完成，再滴加稀盐酸时，不能再与发生反应产生气体，就无气泡产生； （2）石灰石主要成分是，还含有杂质、FeO、，加入酸浸时，、FeO反应产生、，加入双氧水，被氧化变为，加入的氨水与反应产生沉淀，经过滤除去，与HCl不能发生反应，也以沉淀的形式存在，故“除杂”时，待充分反应后将溶液煮沸并趁热过滤，“滤渣”的主要成分为、； 相比普通过滤装置，使用如图所示的热抽滤装置的优点是抽滤比普通过滤速度更快，同时通入热水保温可防止晶体析出； （3）“转化”需在冰水浴中进行，与氨水、在溶液中反应生成晶体，同时反应产生，该反应的离子方程式为； CaCl2与H2O2直接反应不易发生，制备时加入适量氨水有利于生成，其可能原因为氨水与反应生成的HCl中和，使浓度降低以及放出热量，均促进反应向生成的方向进行； （4）A. 与稀酸反应生成，用标准酸性溶液滴定所生成的，被氧化为，被还原为无色，因此滴加标准酸性溶液时，若无气泡产生，溶于由无色变为浅红色，则证明滴定达到终点，而不能一直观察滴定管中溶液体积的变化，A错误； B.用标准酸性溶液滴定溶液时，滴定终点判断方法是：滴入最后半滴酸性溶液后，溶液颜色从无色刚好变为浅红色，且半分钟内不变色，表示已经到达滴定终点，B正确； C.在滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则滴定消耗标准酸性溶液体积偏大，的质量偏大，因而会导致测定结果偏大，C错误； D.读取溶液体积时，滴定前俯视读数，V1偏小，滴定后仰视读数，V2偏大，则消耗标准溶液体积(V2-V1)就会偏大，最终导致测定结果偏大，D正确； 故合理选项是AC； （5）电石渣[主要成分为，还含有少量等杂质]，以电石渣为原料液可以制备，要求必须使用溶液、溶液、冰水，由于是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，其水溶液溶解，反应产生溶液，过滤除去酸性氧化物等固体杂质，溶液与溶液在冰水浴反应，就可得到晶体。故制备晶体的实验方案是：在搅拌下，向溶液中分批加入电石渣，置于冰水浴中反应一段时间后，过滤；在冰水浴中，边搅拌边向溶液中缓慢滴加所得滤液，待有大量晶体生成，过滤，用少量冰水洗涤2--3次，干燥。 5.答案：(1)分液漏斗 (2)蒸馏烧瓶产生氢气将装置内空气排尽，防止二价铁被氧化；；形成液封，防止C中产品接触空气被氧化变质 (3)8.0 % (4)足量铁粉，趁热过滤，向滤液中加入计算量的饱和硫酸铵溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用无水乙醇洗涤、低于100℃烘干 解析：（1）仪器A的名称为分液漏斗。 （2）①步骤一的目的是通过蒸馏烧瓶中产生的氢气将装置内的空气排尽，防止二价铁被氧化。 ②C中亚铁离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸亚铁、二氧化碳和水，离子方程式为。 ③装置D中盛放适量水，作用为形成液封，防止C中产品接触空气被氧化变质。 （3）消耗硫代硫酸钠物质的量为0.1mol/L×0.02L=0.002mol，则消耗的碘单质物质的量为0.001mol，生成0.001mol碘单质消耗0.002mol，则100mL溶液中含有铁离子0.008mol，质量为0.448g，固体样品中Fe3+的质量分数为0.448g÷5.6g=8%。 （4）久置的硫酸亚铁中，部分亚铁离子被氧化为铁离子，因此需要先将铁离子转化为亚铁离子，随后从图中可知，摩尔盐溶解度较小，可用蒸发浓缩，冷却结晶的方法从硫酸亚铁和饱和硫酸铵混合溶液中制取，具体实验方案为将样品溶于适量的硫酸溶液中，加热使其溶解，然后向其中加入足量铁粉，趁热过滤，向滤液中加入计算量的饱和硫酸铵溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用无水乙醇洗涤、低于100℃烘干。 学科网（北京）股份有限公司 $$