第4節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)一、選擇題1下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正確的是()A檢驗(yàn)淀粉已完全水解：在淀粉水解液中滴加碘水B證明氧化性H2O2比Fe3強(qiáng)：將硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中C檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐泻現(xiàn)e2：可先向溶液中通入氯氣，再滴加少量KSCN溶液D配制100 mL 0.9 molL1硫酸：將18 molL1硫酸5 mL移入100 mL容量瓶，加水至刻度線解析：選A。A.淀粉遇碘顯藍(lán)色，則檢驗(yàn)淀粉已完全水解時(shí)可以在淀粉水解液中滴加碘水，A正確；B.在酸性溶液中硝酸根也能氧化亞鐵離子，因此將硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中不能證明氧化性H2O2比Fe3強(qiáng)，B錯(cuò)誤；C.檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐泻現(xiàn)e2：可先向溶液中加入少量KSCN溶液，如果沒有現(xiàn)象，再通入氯氣，C錯(cuò)誤；D.容量瓶不能用于稀釋溶液，D錯(cuò)誤。2下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能達(dá)到預(yù)期目的的是()相關(guān)實(shí)驗(yàn)預(yù)期目的A在少量食用堿中滴加食醋探究食用堿是碳酸鈉還是碳酸氫鈉B在食用鹽中滴加少量淀粉液探究食用鹽是否為加碘鹽C用激光筆照射淀粉液探究淀粉液是膠體還是溶液D將雞蛋清溶于水后，滴加AgNO3溶液驗(yàn)證蛋白質(zhì)中含有硫元素解析：選C。碳酸鈉、碳酸氫鈉均能與乙酸反應(yīng)生成二氧化碳，A不能達(dá)到預(yù)期目的；食用鹽中加入的是化合態(tài)的碘，不能用淀粉檢驗(yàn)，B不能達(dá)到預(yù)期目的；蛋白質(zhì)不是電解質(zhì)，不能電離出硫離子，D不能達(dá)到預(yù)期目的。3化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常將某些溶液或試劑進(jìn)行酸化或堿化。下列處理中正確的是()A檢驗(yàn)KClO3中的氯元素，可加入AgNO3和稀硝酸B為提高KMnO4溶液的氧化能力，用濃鹽酸將 KMnO4溶液酸化C檢驗(yàn)蔗糖在稀硫酸中水解產(chǎn)生的葡萄糖，應(yīng)先用NaOH溶液堿化后才能進(jìn)一步檢驗(yàn)D檢驗(yàn)溶液中是否含有SO時(shí)，先加氯化鋇溶液后，再加稀鹽酸酸化解析：選C。KClO3中的氯元素以ClO的形式存在，不能用AgNO3檢驗(yàn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；為提高KMnO4溶液的氧化能力，應(yīng)用稀硫酸酸化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；檢驗(yàn)溶液中是否含有SO時(shí)，應(yīng)先加稀鹽酸酸化，排除銀離子、碳酸根離子、亞硫酸根離子等的干擾，再加氯化鋇溶液，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4下列能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)解析：選C。A選項(xiàng)，HCl與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2氣體，使得Cl2中混入雜質(zhì)CO2，應(yīng)選用飽和NaCl溶液；B選項(xiàng)，Cl2密度比空氣密度大，Cl2會直接進(jìn)入NaOH溶液，收集不到Cl2；C選項(xiàng)，F(xiàn)e絨絲可作合成氨的催化劑，如有NH3生成，則濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)；D選項(xiàng)，HCl易溶于水，仍會發(fā)生倒吸，應(yīng)在燒杯中加入H2O和CCl4，導(dǎo)管插入CCl4層中可防止倒吸。5關(guān)于下圖中各裝置的敘述不正確的是()A裝置能驗(yàn)證AgCl沉淀可轉(zhuǎn)化為溶解度更小的Ag2S沉淀B裝置中若X為四氯化碳，可用于吸收氨氣，并防止發(fā)生倒吸C裝置的實(shí)驗(yàn)可推斷硫、碳、硅三種元素的非金屬性強(qiáng)弱D裝置可檢驗(yàn)溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)得到的氣體中含有乙烯解析：選A。硝酸銀與氯化鈉的反應(yīng)中硝酸銀過量，再加入硫化鈉，硫化鈉與過量的硝酸銀反應(yīng)會產(chǎn)生硫化銀沉淀，故不能說明是氯化銀沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧y沉淀，不正確。6下述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到目的的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)A證明鹽酸酸性比醋酸強(qiáng)用同一電路測等體積的鹽酸、醋酸溶液的導(dǎo)電性B證明H2CO3酸性比H2SiO3強(qiáng)將CO2通入Na2SiO3溶液中C證明鈉的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)向CuCl2溶液中投入金屬鈉D證明溶液中含有I向溶液中加入淀粉解析：選B。通過導(dǎo)電性比較鹽酸和醋酸的酸性強(qiáng)弱，必須使用相同濃度的鹽酸和醋酸溶液，A錯(cuò)誤。金屬鈉投入CuCl2溶液中，鈉與水反應(yīng)生成NaOH，NaOH與Cu2反應(yīng)生成Cu(OH)2，金屬鈉不能從CuCl2溶液中置換出銅，不能比較金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱，C錯(cuò)誤。淀粉只能檢驗(yàn)出碘單質(zhì)，D錯(cuò)誤。7某興趣小組探究SO2氣體還原Fe3，他們使用的藥品和裝置如圖所示：下列說法不合理的是()A能表明I的還原性弱于SO2的現(xiàn)象是B中藍(lán)色溶液褪色 B裝置C的作用是吸收SO2尾氣，防止污染空氣C為了驗(yàn)證A中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，加入用稀鹽酸酸化的BaCl2，產(chǎn)生白色沉淀D為了驗(yàn)證A中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，加入KMnO4溶液，紫紅色褪去 解析：選D。B中藍(lán)色溶液褪色，說明SO2的還原性大于I，A項(xiàng)正確；NaOH溶液吸收SO2尾氣，防止污染空氣，B項(xiàng)正確；若A中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，SO2被氧化生成SO，F(xiàn)e3被還原成Fe2，檢驗(yàn)硫酸根加入用稀鹽酸酸化的BaCl2，產(chǎn)生白色沉淀，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)欲用 KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl2，但是SO2也能與 KMnO4溶液反應(yīng)，使紫紅色褪去，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說法不正確的是()A利用圖1裝置，可以研究Ca(OH)2的溶解度隨溫度的變化B利用圖2裝置，可以利用乙醇制備乙烯C利用圖3裝置，可以利用熟石灰和NH4Cl固體制NH3D利用圖4裝置，可以測定濃硝酸與銅反應(yīng)生成的NO2氣體體積解析：選D。A.Mg與鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，如果有Ca(OH)2析出，說明氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而降低，故A說法正確；B.實(shí)驗(yàn)室制備乙烯，用乙醇和濃硫酸混合液加熱到170 ，溫度計(jì)的水銀球插入到液體中，但不能接觸燒瓶內(nèi)壁，故B說法正確；C.熟石灰和氯化銨都是固體，加熱時(shí)試管口略向下傾斜，氨氣的密度小于空氣，因此用向下排空氣法收集，試管口用棉花，防止形成對流，故C說法正確；D.NO2與水發(fā)生反應(yīng)，故D說法錯(cuò)誤。9下列實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論都正確且兩者具有因果關(guān)系的是()實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論A向Ba(NO3)2溶液中通入二氧化硫氣體有白色沉淀生成SO2與Ba(NO3)2反應(yīng)得到BaSO3B向FeI2的溶液中滴加少量的氯水溶液顏色變深Cl2與Fe2反應(yīng)生成Fe3C向蔗糖溶液中加幾滴稀硫酸，水浴加熱5 min后，再加新制Cu(OH)2懸濁液后加熱無磚紅色沉淀生成蔗糖沒有水解D向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固體溶液紅色變淺證明Na2CO3溶液中存在水解平衡解析：選D。A.SO2通入Ba(NO3)2溶液中，酸性條件下硝酸根離子將亞硫酸氧化后與鋇離子反應(yīng)產(chǎn)生的白色沉淀是BaSO4而不是BaSO3，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.少量的氯水將I氧化成I2而使溶液顏色變深，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.蔗糖溶液水解后顯酸性，必須先用堿中和至堿性再用新制氫氧化銅懸濁液檢驗(yàn)，否則無法證明醛基的存在，也就無法證明蔗糖水解，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.Na2CO3溶液中存在水解平衡COH2OHCOOH，加入少量BaCl2固體，鋇離子與碳酸根離子反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，碳酸根離子濃度減小，平衡逆向移動(dòng)，堿性減弱，溶液紅色變淺，選項(xiàng)D正確。二、非選擇題10MnO2是中學(xué)化學(xué)中常見的一種試劑，可作氧化劑和催化劑。某興趣小組通過實(shí)驗(yàn)對MnO2的性質(zhì)進(jìn)行了一系列的探究。(1)欲探究MnO2的催化效果，需要用30%的H2O2溶液(密度近似為1 g cm3)配制濃度為3%的H2O2溶液(密度近似為1 g cm3)100 mL。簡述其配制方法： 。(2)該小組設(shè)計(jì)了如下四個(gè)方案以驗(yàn)證MnO2的氧化性，可行的是 。A把MnO2固體加入到FeSO4溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色B把MnO2固體加入到FeCl3溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色C把MnO2固體加入到Na2SO3溶液中，再加入BaCl2溶液，觀察是否有白色沉淀生成D把MnO2固體加入到稀鹽酸中，觀察是否有黃綠色氣體生成(3)該小組為探究在不同酸堿性的溶液中MnO2的氧化能力，他們控制KI溶液的濃度和MnO2固體的質(zhì)量相同，恒定實(shí)驗(yàn)溫度為298 K，設(shè)計(jì)如下對比實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)酸或堿現(xiàn)象A1滴0.2 molL1 NaOH溶液不變色B1滴水緩慢變淺棕褐色C1滴0.1 molL1硫酸迅速變棕褐色從上述對比實(shí)驗(yàn)中，可以得出的結(jié)論是 。寫出在酸性條件下，MnO2氧化I的離子方程式： 。(4)利用二氧化錳的氧化性，讓其與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，下列儀器可作為該反應(yīng)的反應(yīng)容器的是 。 解析：(1)需30%的H2O2溶液100 mL3%30%10.0 mL，質(zhì)量為10 g，需水90 g，即90.0 mL。(2)B項(xiàng)MnO2固體不可能將FeCl3氧化，加入KSCN溶液也無實(shí)際意義；C項(xiàng)無論Na2SO3是否被氧化，都能生成白色沉淀；D項(xiàng)MnO2不能將稀鹽酸氧化。(3)根據(jù)信息，棕褐色應(yīng)該是I2溶液的顏色，因而MnO2將I氧化為碘單質(zhì)，本身被還原為Mn2，據(jù)此可寫出相應(yīng)的離子方程式。(4)B為燒杯，無法將制得的氯氣導(dǎo)入集氣瓶；C為容量瓶，不能用作反應(yīng)容器。答案：(1)用量筒量取10.0 mL 30%的H2O2溶液放入燒杯中，再加入90.0 mL水，攪拌均勻(2)A(3)酸性越強(qiáng)，MnO2的氧化能力越強(qiáng)MnO22I4H=Mn2I22H2O(4)AD11(2015高考全國卷)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K15.4102，K25.4105。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點(diǎn)為101 ，易溶于水，受熱脫水、升華，170 以上分解?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是 ，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有 。裝置B的主要作用是 。(2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B、 。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是 。能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是 。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：草酸的酸性比碳酸的強(qiáng) 。草酸為二元酸 。解析：(1)結(jié)合草酸晶體(H2C2O42H2O)的組成可知，澄清石灰水應(yīng)是用來檢驗(yàn)其分解產(chǎn)物CO2的存在。因草酸晶體易升華，且草酸鈣難溶于水，若草酸進(jìn)入C裝置，會干擾CO2的檢驗(yàn)，故裝置B中冰水的主要作用是冷凝揮發(fā)出來的草酸。(2)要驗(yàn)證草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，只能通過檢驗(yàn)CO與CuO反應(yīng)的產(chǎn)物CO2的存在來達(dá)到這一目的。因?yàn)椴菟峋w的分解產(chǎn)物本身含有CO2，會對CO的檢驗(yàn)造成干擾，所以在檢驗(yàn)CO前應(yīng)將分解產(chǎn)物中的CO2除盡，可選用F裝置來除去CO2，D裝置用來檢驗(yàn)CO2是否除盡。將除去CO2的氣體通過盛有無水氯化鈣的裝置G干燥，然后通過盛有CuO的裝置H，CuO將CO氧化為CO2，再將氣體通過盛有澄清石灰水的D裝置，用來檢驗(yàn)CO2的存在。因CO有毒，最后可將尾氣通過排水法收集。若前一個(gè)裝置D中澄清石灰水不變渾濁，說明草酸晶體分解的產(chǎn)物CO2已除盡；H中黑色CuO變紅，同時(shí)其后的裝置D中澄清石灰水變渾濁，說明草酸晶體分解產(chǎn)物中含有CO。(3)根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)原理，可選擇向NaHCO3中滴加草酸溶液的實(shí)驗(yàn)方法來證明草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)。 根據(jù)酸堿中和反應(yīng)原理，可采用中和滴定的方法用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液來滴定一定物質(zhì)的量濃度的草酸溶液，根據(jù)反應(yīng)的草酸與NaOH的物質(zhì)的量的比值為12，證明草酸是二元酸。 答案：(1)有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁CO2冷凝(水蒸氣、草酸等)，防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(yàn)(2)F、D、G、H、D、ICuOH中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁(3)向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍12二氧化氯(ClO2)是目前國際上公認(rèn)的第四代高效、無毒的消毒劑，是一種黃綠色的氣體，其熔點(diǎn)為59 ，沸點(diǎn)為11.0 ，易溶于水。工業(yè)上用稍潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60 時(shí)反應(yīng)制得。某學(xué)生擬用圖1所示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO2。 (1)A裝置必須添加溫度控制裝置，除酒精燈外，還需要的玻璃儀器有燒杯、 。(2)B裝置必須放在冰水浴中，其原因是 。(3)反應(yīng)后在C裝置中可得NaClO2溶液。已知：NaClO2 飽和溶液在溫度低于38 時(shí)析出晶體NaClO23H2O，高于38 時(shí)析出晶體NaClO2，高于60 時(shí)NaClO2 分解成NaClO3和NaCl。NaClO2的溶解度曲線如圖2。獲得NaClO2晶體的操作步驟為減壓，55 蒸發(fā)結(jié)晶；趁熱過濾； ；在55 下干燥，得到成品。(4)ClO2很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的濃度，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：步驟一：準(zhǔn)確量取ClO2溶液10.00 mL，稀釋成100.00 mL試樣，量取V1 mL試樣加入到錐形瓶中；步驟二：用稀硫酸調(diào)節(jié)試樣的pH2.0，加入足量的KI晶體，靜置片刻；步驟三：加入指示劑，用c molL1 Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)。重復(fù)2次，測得消耗Na2S2O3溶液平均值為V2 mL(已知 2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI )。配制100 mL c molL1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒外還有 。若步驟二所得溶液放置時(shí)間太長，則測定結(jié)果 (填“偏高”“偏低”或“不變”)。原ClO2溶液的濃度為 gL1(用含字母的代數(shù)式表示)。解析：(1)氯酸鉀和草酸反應(yīng)生成碳酸鉀、二氧化碳、二氧化氯和水，反應(yīng)方程式為2KClO3H2C2O4K2CO3CO22ClO2H2O，反應(yīng)溫度是60 ，則A裝置需要控制溫度，故需要溫度計(jì)。(2)二氧化氯的熔點(diǎn)較低，為收集二氧化氯，應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行，所以應(yīng)該采用冰水浴。(3)從溶液中獲得溶質(zhì)，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥的方法，為防止析出晶體NaClO23H2O，應(yīng)趁熱過濾，NaClO2飽和溶液在溫度低于38 時(shí)析出晶體NaClO23H2O，高于60 時(shí)NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以用3860 熱水洗滌，在55 下干燥，得到成品。(4)配制100 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液用到的儀器有托盤天平、藥匙、玻璃棒、膠頭滴管、燒杯、100 mL容量瓶、量筒(可用可不用)，故還需要的玻璃儀器有100 mL容量瓶、膠頭滴管。步驟二所得溶液放置時(shí)間太長，過量的KI被空氣中氧氣氧化，生成的I2偏多，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高。二氧化氯具有氧化性，在酸性環(huán)境下，能將碘離子氧化，反應(yīng)的離子方程式為2ClO210I8H=2Cl5I24H2O，設(shè)原ClO2溶液的濃度為x molL1，2ClO2 5I2 10Na2S2O32 mol 10 mol mol cV2103 mol解得x，則原ClO2溶液濃度用“gL1”表示為 gL1。答案：(1)溫度計(jì)(2)使ClO2充分冷凝，減少揮發(fā)(3)用3860 熱水洗滌(4)100 mL容量瓶、膠頭滴管偏高