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专题 12 化学实验方案的设计（表格图象型）
1．（2022·广东卷）实验室用 和浓盐酸反应生成 后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺
序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
【答案】D
【解析】A．浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl 可用浓硫酸干燥，A
2
装置能达到实验目的，故A不符合题意；
B．氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯气，故B不符合题意；
C．湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C不符合题意；
D．氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，故D符合题意；
答案选D。
2．（2022·浙江卷）亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观、口感与食盐相似，人若误服会中毒。现将适量某
样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液，分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、
现象和结论都正确的是
方案设计 现象和结论
KClO AgNO
A
先加入少量 3溶液，再加 3溶液和足量稀硝酸，振
若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠
荡
B 加到少量 KMnO 4溶液中，再加硫酸酸化，振荡 若溶液褪色，则样品为亚硝酸钠
C 先加到少量 FeCl 2溶液中，再加入稀盐酸酸化，振荡 若溶液变黄色，则样品为亚硝酸钠
D 先加入少量Na 2 SO 3溶液，再加入 BaCl 2溶液和稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠
【答案】C
KClO
【解析】A． 3溶于水，电离出钾离子和氯酸根离子，亚硝酸钠溶于水电离出钠离子和亚硝酸根离子，由于AgNO 沉淀可溶于稀硝酸，滴加硝酸银和足量稀硝酸不能生成白色沉淀，A错误；
2
B．氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化，而使其褪色，B错误；
C．亚硝酸有氧化性，可以把二价铁氧化为三价铁，溶液变为黄色，C正确；
D．稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，再加入氯化钡可以生成硫酸钡白色沉淀，D错误；
故选C。
FeCl FeCl Na SO 0.1molL-1
3．（2022·湖南卷）为探究 3的性质，进行了如下实验( 3和 2 3溶液浓度均为 )。
实
操作与现象
验
① 在5mL水中滴加2滴 FeCl 3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色。
在 5mL FeCl 3溶液中滴加2滴Na 2 SO 3溶液，变红褐色；
②
K Fe(CN)
再滴加 3 6 溶液，产生蓝色沉淀。
5mL Na SO FeCl
在 2 3溶液中滴加2滴 3溶液，变红褐色；
③ K Fe(CN)
将上述混合液分成两份，一份滴加 3 6 溶液，无蓝色沉淀生；
另一份煮沸，产生红褐色沉淀。
Fe3+
依据上述实验现象，结论不合理的是A．实验①说明加热促进 水解反应
Fe3+
B．实验②说明 既发生了水解反应，又发生了还原反应
Fe3+
C．实验③说明 发生了水解反应，但没有发生还原反应
SO2- Fe3+
D．整个实验说明 3 对 的水解反应无影响，但对还原反应有影响
【答案】D
【解析】铁离子水解显酸性，亚硫酸根离子水解显碱性，两者之间存在相互促进的水解反应，同时铁离子
具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，两者还会发生氧化还原反应，在同一反应体系中，铁离子的水解
反应与还原反应共存并相互竞争，结合实验分析如下：实验①为对照实验，说明铁离子在水溶液中显棕黄
色，存在水解反应Fe3++3H O
Fe(OH) +3H+，煮沸，促进水解平衡正向移动，得到红褐色的氢氧化铁
2 3
胶体；实验②说明少量亚硫酸根离子加入铁离子后，两者发生水解反应得到红褐色的氢氧化铁胶体；根据
铁氰化钾检测结果可知，同时发生氧化还原反应，使铁离子被还原为亚铁离子，而出现特征蓝色沉淀；实验③通过反滴操作，根据现象描述可知，溶液仍存在铁离子的水解反应，但由于铁离子少量，没检测出亚
铁离子的存在，说明铁离子的水解反应速率快，铁离子的还原反应未来得及发生。
A．铁离子的水解反应为吸热反应，加热煮沸可促进水解平衡正向移动，使水解程度加深，生成较多的氢
氧化铁，从而使溶液显红褐色，故A正确；
B．在5mLFeCl 溶液中滴加2滴同浓度的NaSO 溶液，根据现象和分析可知，Fe3+既发生了水解反应，生
3 2 3
成红褐色的氢氧化铁，又被亚硫酸根离子还原，得到亚铁离子，加入铁氰化钾溶液后，出现特征蓝色沉淀，
故B正确；
C．实验③中在5mL Na SO 溶液中滴加2滴同浓度少量FeCl 溶液，根据现象和分析可知，仍发生铁离子
2 3 3
的水解反应，但未来得及发生铁离子的还原反应，即水解反应比氧化还原反应速率快，故C正确；
D．结合三组实验，说明铁离子与亚硫酸根离子混合时，铁离子的水解反应占主导作用，比氧化还原反应
的速率快，因证据不足，不能说明亚硫酸离子对铁离子的水解作用无影响，事实上，亚硫酸根离子水解显
碱性，可促进铁离子的水解反应，故D错误。
综上所述，答案为D。
1．（2021·浙江）下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的 方案设计 现象和结论
取 乙醇，加入 浓硫酸、少量
探究乙醇消去反应的 若溴水褪色，则乙醇消去反应的
A 沸石，迅速升温至140℃，将产生的气体
产物 产物为乙烯
通入 溴水中
取少量样品，加入 蒸馏水和少量乙
探究乙酰水杨酸样品 若有紫色沉淀生成，则该产品中
B
中是否含有水杨酸 醇，振荡，再加入1-2滴 溶液 含有水杨酸
若无气体生成，则固体粉末为
探究金属钠在氧气中
；若有气体生成，则固体
C 燃烧所得固体粉末的 取少量固体粉末，加入 蒸馏水
成分
粉末为
取少量待测样品溶于蒸馏水，加入足量稀
探究 固体样品 若有白色沉淀产生，则样品已经
D
是否变质 盐酸，再加入足量 溶液 变质
【答案】D
【详解】
A.乙醇在140℃，浓硫酸的作用下，会发生分子间脱水，而不发生消去反应，A项不符合题意；
B.乙酰水杨酸中没有酚羟基，水杨酸中酚羟基，酚羟基可以与FeCl 溶液显紫色，但是生成络合物，所以
3
不会有沉淀，B项不符合题意；C.如果金属钠没有完全燃烧，剩余的金属钠与水反应也可以生成氢气，C项不符合题意；
D.加入稀盐酸，亚硫酸根离子会转化为二氧化硫气体，加入氯化钡生成的沉淀只能是硫酸钡沉淀，可以说
明样品已经变质，D项符合题意；故选D。
2.（2021·湖南）下列实验设计不能达到实验目的的是
实验目的 实验设计
A 检验溶液中 是否被氧化 取少量待测液，滴加 溶液，观察溶液颜色变化
B 净化实验室制备的 气体依次通过盛有饱和 溶液、浓 的洗气瓶
C 测定 溶液的pH 将待测液滴在湿润的pH试纸上，与标准比色卡对照
D 工业酒精制备无水乙醇 工业酒精中加生石灰，蒸馏
【答案】C
【详解】
A.若Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+能与SCN-生成Fe(SCN) ，溶液变成血红色，能达到实验目的，故A不符合题
3
意；
B．实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气，先用饱和食盐水除去混有的氯化氢，再通过浓硫酸的洗气瓶
干燥，能达到实验目的，故B不符合题意；
C．用pH试纸测定NaOH溶液的pH不能润湿pH试纸，否则会因浓度减小，而影响测定结果，不能达到
实验目的，故C符合题意；
D．制取无水酒精时，通常把工业酒精跟新制的生石灰混合，加热蒸馏，能达到实验目的，故D不符合题
意。
答案选C。
3．（2021·广东）化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项 操作或做法 目的
A 将铜丝插入浓硝酸中 制备
B 将密闭烧瓶中的 降温 探究温度对平衡移动的影响
C 将溴水滴入 溶液中，加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘
D 实验结束，将剩余 固体放回原试剂瓶 节约试剂
【答案】B
【详解】A．将铜丝插入浓硝酸中开始会产生二氧化氮，不能达到实验目的，A不符合题意；
B．二氧化氮气体在一定条件下存在平衡： ，正反应为放热反应，NO 为红棕色气体，将
2
密闭烧瓶中NO 降温，会使该平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，因此可达到实验目的，B符合题意；
2
C．乙醇与水互溶，不能作碘单质的萃取剂，做法不正确，C不符合题意；
D．一般情况下，剩余试剂需放到指定的容器中，不能放回原试剂瓶，以防污染原试剂，操作错误，D不
符合题意；故选B。
4．（2021·湖南）1-丁醇、溴化钠和70%的硫酸共热反应，经过回流、蒸馏、萃取分液制得1-溴丁烷粗产
品，装置如图所示：
已知：
下列说法正确的是
A．装置I中回流的目的是为了减少物质的挥发，提高产率
B．装置Ⅱ中a为进水口，b为出水口
C．用装置Ⅲ萃取分液时，将分层的液体依次从下放出
D．经装置Ⅲ得到的粗产品干燥后，使用装置Ⅱ再次蒸馏，可得到更纯的产品
【答案】AD
【分析】
根据题意1-丁醇、溴化钠和70%的硫酸在装置I中共热发生
得到含 、
、NaHSO、NaBr、HSO 的混合物，混合物在装置Ⅱ中蒸馏得到 和
4 2 4
的混合物，在装置Ⅲ中用合适的萃取剂萃取分液得 粗产品。【详解】
A．浓硫酸和NaBr会产生HBr，1-丁醇以及浓硫酸和NaBr产生的HBr均易挥发，用装置I回流可减少反应
物的挥发，提高产率，A正确；
B．冷凝水应下进上出，装置Ⅱ中b为进水口，a为出水口，B错误；
C．用装置Ⅲ萃取分液时，将下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，C错误；
D．由题意可知经装置Ⅲ得到粗产品，由于粗产品中各物质沸点不同，再次进行蒸馏可得到更纯的产品，D
正确；选AD。
5．（2021·山东）为完成下列各组实验，所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)
实验目的 玻璃仪器 试剂
配制100mL一定物质的 100mL容量瓶、胶头滴管、烧
A 蒸馏水、NaCl固体
量浓度的NaCl溶液 杯、量筒、玻璃棒
B 制备Fe(OH) 胶体 烧杯、酒精灯、胶头滴管 蒸馏水、饱和FeCl 溶液
3 3
烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸 待测NaOH溶液、已知浓度的
C 测定NaOH溶液浓度
式滴定管 盐酸、甲基橙试剂
冰醋酸、无水乙醇、饱和
D 制备乙酸乙酯 试管、量筒、导管、酒精灯
NaCO 溶液
2 3
【答案】AB
【详解】
A．配制100mL一定物质的量浓度的NaCl溶液的步骤为：计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀
等，需要的仪器有：托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管等，选项中所选玻
璃仪器和试剂均准确，A符合题意；
B．往烧杯中加入适量蒸馏水并加热至沸腾，向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色
停止加热，得到氢氧化铁胶体，所选玻璃仪器和试剂均准确，B符合题意；
C．用标准稀盐酸溶液滴定待测氢氧化钠溶液可测定出氢氧化钠的浓度，取待测液时需选取碱式滴定管，
酸式滴定管则盛装标准盐酸溶液，所以所选仪器还应有碱式滴定管，C不符合题意；
D．制备乙酸乙酯时需要用浓硫酸作催化剂和吸水剂，所选试剂中缺少浓硫酸，D不符合题意；
故选AB。
6．（2021·北京·高考真题）实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是气
试剂 制备装置 收集方法
体
A O KMnO a d
2 4
B H Zn+稀HSO b e
2 2 4
c
C NO Cu+稀HNO b
3
c
D CO CaCO +稀HSO b
2 3 2 4
【答案】B
【解析】A．KMnO 是固体物质，加热分解产生O，由于O 难溶于水，因此可以用排水方法或向上排空
4 2 2
气的方法收集，故不可以使用a、d装置制取和收集O，A错误；
2
B．Zn与HSO 发生置换反应产生H，块状固体与液体反应制取气体，产生的H 难溶于水，因此可以用排
2 4 2 2
水方法收集，故可以使用装置b、e制取H，B正确；
2
C．Cu与稀HNO 反应产生NO气体，NO能够与O 发生反应产生NO 气体，因此不能使用排空气的方法
3 2 2
收集，C错误；
D．CaCO 与稀硫酸反应产生的CaSO、CO 气体，CaSO 微溶于水，使制取CO 气体不能持续发生，因此
3 4 2 4 2
不能使用该方法制取CO 气体，D错误；
2
故合理选项是B。
7．（2021·江苏·高考真题）下列由废铜屑制取CuSO ·5H O的实验原理与装置不能达到实验目的的是
4 2A．用装置甲除去废铜屑表面的油污B．用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑
C．用装置丙过滤得到CuSO 溶液 D．用装置丁蒸干溶液获得CuSO ·5H O
4 4 2
【答案】D
【解析】A.碳酸钠溶液显碱性，在加热的条件下可以除去铜屑表面的油污，A正确；
B.在酸性条件下，铜与双氧水发生氧化反应得到硫酸铜，B正确；
C.装置丙为过滤装置，过滤可以除去难溶杂质，得到硫酸铜溶液，C正确；
D.用装置丁蒸干溶液得到硫酸铜固体，而不是CuSO ·5H O，D错误；
4 2
答案选D。
1．[2020江苏卷]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
向淀粉溶液中加适量20%H SO 溶液，加热，冷却后加NaOH溶液至
A 2 4 淀粉未水解
中性，再滴加少量碘水，溶液变蓝
室温下，向 HCl溶液中加入少量镁粉，产生大量气泡，
B 镁与盐酸反应放热
测得溶液温度上升
室温下，向浓度均为 的BaCl 和CaCl 混合溶液中加入
C 2 2 白色沉淀是BaCO
3
NaCO 溶液，出现白色沉淀
2 3
D 向 HO 溶液中滴加 KMnO 溶液，溶液褪色 HO 具有氧化性
2 2 4 2 2
【答案】B
【解析】
A .加入碘水后，溶液呈蓝色，只能说明溶液中含有淀粉，并不能说明淀粉是否发生了水解反应，故A错误；
B.加入盐酸后，产生大量气泡，说明镁与盐酸发生化学反应，此时溶液温度上升，可证明镁与盐酸反应放
热，故B正确；
C.BaCl 、CaCl 均能与NaCO 反应，反应产生了白色沉淀，沉淀可能为BaCO 或CaCO 或二者混合物，故
2 2 2 3 3 3
C错误；
D.向HO 溶液中加入高锰酸钾后，发生化学反应2KMnO +3H O=2MnO+2KOH+2H O+3O↑等(中性条件)，
2 2 4 2 2 2 2 2
该反应中HO 被氧化，体现出还原性，故D错误；
2 2
综上所述，故答案为：B。
【点睛】
淀粉在稀硫酸作催化剂下的水解程度确定试验较为典型，一般分三种考法：①淀粉未发生水解：向充分反应后的溶液中加入碘单质，溶液变蓝，然后加入过量氢氧化钠溶液使溶液呈碱性，然后加入新制氢氧化铜
溶液并加热，未生成砖红色沉淀；②淀粉部分发生水解：向充分反应后的溶液中加入碘单质，溶液变蓝，
然后加入过量氢氧化钠溶液使溶液呈碱性，然后加入新制氢氧化铜溶液并加热，生成砖红色沉淀；③向充
分反应后的溶液中加入碘单质，溶液不变蓝，然后加入过量氢氧化钠溶液使溶液呈碱性，然后加入新制氢
氧化铜溶液并加热，生成砖红色沉淀。此实验中需要注意：①碘单质需在加入氢氧化钠溶液之前加入，否
则氢氧化钠与碘单质反应，不能完成淀粉的检验；②酸性水解后的溶液需要加入氢氧化钠溶液碱化，否则
无法完成葡萄糖的检验；③利用新制氢氧化铜溶液或银氨溶液检验葡萄糖试验中，均需要加热，银镜反应
一般为水浴加热。
2．[2020天津卷]检验下列物所选用的试剂正确的是
待检验物质 所用试剂
A 海水中的碘元素 淀粉溶液
B SO 气体 澄清石灰水
2
C 溶液中的Cu2+ 氨水
D 溶液中的 NaOH溶液，湿润的蓝色石蕊试纸
【答案】C
【解析】
A．淀粉溶液可以检验碘单质，不能检验碘元素，故A错误；
B．能使澄清石灰水变浑浊的气体可以是二氧化硫或二氧化碳，应该用品红检验二氧化硫气体，故B错误；
C．铜离子遇到氨水会先产生氢氧化铜蓝色沉淀，继续加氨水会生成四氨合铜离子，检验铜离子可以用氨
水，故C正确；
D．铵根离子遇氢氧化钠溶液（加热）生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，不能使用湿润的蓝
色石蕊试纸检验氨气，故D错误；答案选C。
3．[2020年山东新高考]利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到实验目的的是
A．用甲装置制备并收集CO
2B．用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生
C．用丙装置制备无水MgCl
2
D．用丁装置在铁上镀铜
【答案】C
【解析】
A. CO 密度大于空气，应采用向上排空气法收集，A错误；
2
B. 苯与溴在溴化铁作用下反应，反应较剧烈，反应放热，且溴易挥发，挥发出来的溴单质能与水反应生成
氢溴酸，所以验证反应生成的HBr，应先将气体通过四氯化碳，将挥发的溴单质除去，B错误；
C. MgCl 能水解，在加热时通入干燥的HCl，能避免MgCl 的水解，C正确；
2 2
D. 电解时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，所以丁装置铁为阳极，失去电子，生成二价铁离子，
铜为阴极，溶液中的铜离子得到电子，得到铜，D错误。答案选C。
【点睛】
本题为实验题，结合物质的性质和电解的原理进行解题，掌握常见物质的制备方法，注意水解的知识点。
4．[2020年山东新高考] 实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下：
已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl]-，该配离子在乙醚（EtO，沸点34.6℃）中生成缔合物
4 2
。下列说法错误的是
A．萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向下
B．分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出
C．分液后水相为无色，说明已达到分离目的
D．蒸馏时选用直形冷凝管
【答案】A
【解析】
A．萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向上，A错误；
B．分液时，密度大的液体在下层，密度小的液体在上层，下层液体由分液漏斗下口放出，下层液体放完
后，密度小的上层液体从分液漏斗上口倒出，B正确；
C．Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子，该离子在乙醚中生成缔合物，乙醚与水不互溶，故分液后水相为无色，则水相中不再含有Fe3+，说明已经达到分离目的，C正确；
D．蒸馏时选用直形冷凝管，能使馏分全部转移到锥形瓶中，而不会残留在冷凝管中，D正确；
答案选A。
5．[2020年山东新高考] 下列操作不能达到实验目的的是
目的 操作
A 除去苯中少量的苯酚 加入适量NaOH溶液，振荡、静置、分液
B 证明酸性：碳酸>苯酚 将盐酸与NaHCO 混合产生的气体直接通入苯酚钠溶液
3
C 除去碱式滴定管胶管内的气泡 将尖嘴垂直向下，挤压胶管内玻璃球将气泡排出
向试管中加入 2mL10%NaOH溶液，再滴加数滴 2%CuSO 溶
D 配制用于检验醛基的氢氧化铜悬浊液 4
液，振荡
【答案】BC
【解析】
A. 苯酚可与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的苯酚钠，最后与苯混合后互不相溶，分层，该操作能达到
实验目的，故A正确；
B. 盐酸易挥发，若将盐酸与碳酸氢钠溶液混合产生的气体直接通入苯酚钠，可能挥发的HCl会与苯酚钠
反应生成常温下难溶于水的苯酚，不能证明是二氧化碳与其发生的反应，达不到实验目的，应该先除去二
氧化碳中可能挥发的HCl再进行实验操作，故B错误；
C. 除去碱式滴定管胶管内气泡时，尖嘴不应该垂直向下，应向上挤压橡胶管，利用空气排出，该实验操作
达不到实验目的，故C错误；
D. 为检验醛基，配制氢氧化铜悬浊液时，碱需过量，保证醛基是在碱性条件下发生反应，该操作可达到
实验目的，故D正确；答案选BC。
