北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
专题十七 实验方案的设计与评价
基础篇
考点一 制备实验方案的设计与评价
1.(2022广东,8,2分)实验室用 MnO 和浓盐酸反应生成Cl 后,按照净化、收集、性质检
2 2
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
2.(2021江苏,3,3分)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
4 2
的的是 ( )
A.用装置甲除去废铜屑表面的油污
B.用装置乙溶解废铜屑
C.用装置丙过滤得到CuSO 溶液
4
D.用装置丁蒸干溶液获得CuSO ·5H O
4 2
答案 D北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
3.(2022北京海淀期末,9)下列实验方案能达到实验目的的是 ( )
选项 A B
目的 制备并收集乙酸乙酯 制备氢氧化铁胶体
实验
方案
选项 C D
目的 证明AgI的溶解度小于AgCl 探究化学反应速率的影响因素
实验
方案
答案 B
4.(2021福建,7,4分)利用下列装置和试剂进行实验,不能达到实验目的的是 ( )
答案 D
5.(2023届湖北枣阳一中9月月考,13)无水AlCl (183 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,
3
实验室可用Al和氯气通过下列装置制备。已知A中产生的氯气混有少许HCl和水蒸气。
下列说法正确的是 ( )北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
A.试剂瓶B、C、F中分别盛饱和NaHCO 、浓硫酸、浓硫酸
3
B.氯化铝产品最后在装置E中收集
C.实验开始时应先点燃D中酒精灯
D.装置F和G可用盛无水CaCl 的干燥管替换
2
答案 B
6.(2022山西太原三模,11)氮化钡(Ba N )是一种重要的化学试剂。高温下,向氢化钡(BaH )
3 2 2
中通入氮气反应生成氮化钡,在实验室可用如图装置制备(每个装置只用一次)。已知:
Ba N 遇水反应;BaH 在潮湿空气中能自燃,遇水反应。下列说法不正确的是 ( )
3 2 2
甲 乙 丙 丁
A.实验时,先点燃装置丙中的酒精喷灯,后点燃装置乙中的酒精灯
B.该实验装置中缺少尾气处理装置
C.按气流方向,装置的连接顺序可为c→b→a→d→e→g
D.装置甲中的浓硫酸和装置丁中的碱石灰均可防止水蒸气进入装置丙中
答案 A
7.(2019课标Ⅲ,12,6分)下列实验不能达到目的的是 ( )
选项 目的 实验
A 制取较高浓度的次氯酸溶液 将Cl 通入碳酸钠溶液中
2
B 加快氧气的生成速率 在过氧化氢溶液中加入少量MnO
2北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
C 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
D 制备少量二氧化硫气体 向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸
答案 A
8.(2021广东,12,4分)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NO
B 将密闭烧瓶中的NO 降温 探究温度对平衡移动的影响
2
C 将溴水滴入KI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NaCl固体放回原试剂瓶 节约试剂
答案 B
9.(2021海南,17,12分)亚硝酰氯(NOCl)可作为有机合成试剂。
已知:①2NO+Cl 2NOCl。
2
②沸点:NOCl为-6 ℃,Cl 为-34 ℃,NO为-152 ℃。
2
③NOCl易水解,能与O 反应。
2
某研究小组用NO和Cl 在如图所示装置中制备NOCl,并分离回收未反应的原料。
2
回答问题:
(1)通入Cl 和NO前先通入氩气,作用是 ;仪器D的名称是 。
2
(2) 将 催 化 剂 负 载 在 玻 璃 棉 上 而 不 是 直 接 平 铺 在 玻 璃 管 中 , 目 的 是
。北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
(3)实验所需的NO可用NaNO 和FeSO 溶液在稀H SO 中反应制得,离子反应方程式为
2 4 2 4
。
(4)为分离产物和未反应的原料,低温浴槽A的温度区间应控制在 ,仪器C收集的
物质是 。
(5)无色的尾气若遇到空气会变为红棕色,原因是 。
答案 (1)排净装置中的空气 干燥管
(2)增大催化剂与反应物的接触面积,加快反应速率
(3)N O−+Fe2++2H+ NO↑+Fe3++H
2
O
2
(4)-34 ℃~-6 ℃ Cl
2
(5)NO遇到空气中的氧气被氧化为红棕色的NO
2
10.(2021湖北,18,14分)超酸是一类比纯硫酸更强的酸,在石油重整中用作高效催化剂。
某实验小组对超酸HSbF 的制备及性质进行了探究。由三氯化锑(SbCl )制备HSbF 的反
6 3 6
应如下:
SbCl +Cl SbCl
3 2 5
SbCl +6HF HSbF +5HCl
5 6
制备SbCl 的初始实验装置如图(毛细管连通大气,减压时可吸入极少量空气,防止液体暴
5
沸;夹持、加热及搅拌装置略):
相关性质如下表:
物质 熔点 沸点 性质
SbCl 73.4 ℃ 220.3 ℃ 极易水解
3
140 ℃分解
SbCl 3.5 ℃ 极易水解
5
79 ℃/2.9 kPa
回答下列问题:北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
(1)实验装置中两个冷凝管 (填“能”或“不能”)交换使用。
(2)试剂X的作用为 、 。
(3)反应完成后,关闭活塞a、打开活塞b,减压转移 (填仪器名称)中生成的SbCl
5
至双口烧瓶中。用真空泵抽气减压蒸馏前,必须关闭的活塞是 (填“a”或“b”);
用减压蒸馏而不用常压蒸馏的主要原因是 。
(4) 实 验 小 组 在 由 SbCl 制 备 HSbF 时 , 没 有 选 择 玻 璃 仪 器 , 其 原 因 为
5 6
。(写化学反应方程式)
(5)为更好地理解超酸的强酸性,实验小组查阅相关资料了解到:弱酸在强酸性溶剂中表现
出碱的性质,如冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为
CH COOH+H SO [CH C(OH) ]+[HSO ]-
3 2 4 3 2 4
以此类推,H SO 与HSbF 之间的化学反应方程式为 。
2 4 6
(6)实验小组在探究实验中发现蜡烛可以溶解于HSbF 中,同时放出氢气。已知烷烃分子
6
中碳氢键的活性大小顺序为:甲基(—CH )<亚甲基(—CH —)<次甲基( )。写出
3 2
2-甲基丙烷与HSbF 反应的离子方程式 。
6
答案 (1)不能
(2)吸收氯气,防止污染空气 防止空气中的水蒸气进入三口烧瓶使SbCl 、SbCl 水解
3 5
(3)三口烧瓶 b 防止SbCl 分解
5
(4)SiO +4HF SiF ↑+2H O
2 4 2
(5)H SO +HSbF [H SO ]+[SbF ]-
2 4 6 3 4 6
F−
(6) +HSbF (CH ) C++Sb 6 + H ↑
6 3 3 2
11.(2022天津河西三模,15)实验室可用如图所示装置模拟工业上制备 FeCl 的过程,向
3
500~600 ℃的铁粉中通入Cl 制备无水FeCl (熔点为306 ℃,沸点为315 ℃,易吸收空气中
2 3
的水分而潮解)北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
已知:工业上采用向炽热铁粉中通入HCl制备FeCl (熔点为670 ℃,易升华)。
2
请按要求回答下列相关问题:
(1)完善该实验步骤:
①将n导管口与框线框内装置导管口 (填字母)连接;检查装置的气密性;盛装药
品。
②启动装置A反应,直至 。
③用酒精灯在铁粉下方加热,假设铁粉反应完全。
④体系冷却后,停止装置A中反应;改用干燥的气体Y,Y可能是 (填化学式)赶尽
体系中的气体,将收集器密封。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为 。
(3)为在收集器中收集到更多的产品,装置D已采取的有效措施:用较粗的导管m、
。
(4)用此装置制得的产品比理论含Fe量偏高,其中含有杂质是 (填化学式);为验证
此结论,除了蒸馏水外,还需的试剂Z是 ;为消除该误差,需对装置进行的改进是
。
(5)某同学为了验证FeCl 溶液与K [Fe(CN) ]溶液中的铁元素存在形式的区别,进行了下
3 3 6
表实验:
操作 现象 结论
④
ⅰ.向盛有2 mL蒸馏水的试管a中滴加2滴FeCl 溶液,然后再滴加2滴KSCN
3 ②
溶液
ⅱ.① ③北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
答案 (1)①h(或efg) ②整个装置充满黄绿色气体 ④N (合理即可)
2
(2)Cl O−+5Cl-+6H+ 3Cl
2
↑+3H
2
O (3)实验前在水槽中盛装好冷水
3
(4)FeCl K [Fe(CN) ]溶液 在装置A、B之间加装一个盛有饱和食盐水的洗气瓶
2 3 6
(5)①向盛有2 mL蒸馏水的试管b中滴加2滴K [Fe(CN) ]溶液,然后再滴加2滴KSCN溶
3 6
液 ②溶液变为红色 ③无明显现象 ④溶液中FeCl 能电离出Fe3+,而K [Fe(CN) ]电离
3 3 6
出的[Fe(CN) ]3-是配离子,结构较稳定,与Fe3+的性质不同
6
12.(2021辽宁,18,14分)Fe/Fe O 磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各
3 4
步均在N 氛围中进行):
2
①称取9.95 g FeCl ·4H O(M=199),配成50 mL溶液,转移至恒压滴液漏斗中。
2 2 r
②向三颈烧瓶中加入100 mL 14 mol·L-1 KOH溶液。
③持续磁力搅拌,将FeCl 溶液以2 mL·min-1的速度全部滴入三颈烧瓶中,100 ℃下回流3
2
h。
④冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在40 ℃干燥。
⑤管式炉内焙烧2 h,得产品3.24 g。
部分装置如图:
回答下列问题:
(1) 仪 器 a 的 名 称 是 ; 使 用 恒 压 滴 液 漏 斗 的 原 因 是
。
(2)实验室制取N 有多种方法,请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论,结合下
2
列供选试剂和装置,选出一种可行的方法,化学方程式为 ,对应
的装置为 (填标号)。
可供选择的试剂:CuO(s)、NH (g)、Cl (g)、O (g)、饱和NaNO (aq)、饱和NH Cl(aq)
3 2 2 2 4
可供选择的发生装置(净化装置略去):北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
(3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe O ,离子方程式为 。
3 4
(4)为保证产品性能,需使其粒径适中、结晶度良好,可采取的措施有 。
A.采用适宜的滴液速度
B.用盐酸代替KOH溶液,抑制Fe2+水解
C.在空气氛围中制备
D.选择适宜的焙烧温度
(5)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为 ;使用乙
醇洗涤的目的是 。
(6)该实验所得磁性材料的产率为 (保留3位有效数字)。
答案 (1)(球形)冷凝管 平衡气压,便于液体顺利流下
(2)2NH +3CuO 3Cu+N +3H O(或NH Cl+NaNO NaCl+2H O+N ↑) A(或B)
3 2 2 4 2 2 2
(3)4Fe2++8OH- Fe↓+Fe O ↓+4H O
3 4 2
(4)AD
(5)稀硝酸和硝酸银溶液 除去晶体表面水分,便于快速干燥
(6)90.0%
13.(2023届福建泉州监测一,12)五水合硫代硫酸钠(Na S O ·5H O)俗称海波、大苏打,为
2 2 3 2
无色结晶或白色颗粒,在工业生产中有广泛的用途。某化学实验小组制备 Na S O ·5H O,
2 2 3 2
并测定产品纯度,设计如下实验。回答下列问题:
步骤Ⅰ.制备Na S O ·5H O
2 2 3 2
按如图所示装置(加热及夹持装置省略)进行实验,可得到Na S O 溶液,再经一系列步骤获
2 2 3
得Na S O ·5H O产品。
2 2 3 2北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
已知:S与Na SO 在加热条件下可反应生成Na S O
2 3 2 2 3
(1) 仪 器 a 的 名 称 为 , 装 置 A 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为
。
(2)装置B的作用为 。
(3)补充完成装置 C中主要反应的离子方程式:① ,②S
。
O2−+S S O2−
3 2 3
(4)C中溶液经过 、过滤、洗涤、烘干,得Na S O ·5H O晶体(填实
2 2 3 2
验操作)。
(5)D中浸有品红溶液的棉花的作用为 。
步骤Ⅱ.测定产品纯度
准确称取上述产品12.40 g于烧杯中,加入适量水配制成100 mL待测液,取25.00 mL待测
液于锥形瓶中,以淀粉溶液作指示剂,用0.25 mol·L-1的I 标准液滴定重复滴定3次,测得
2
消耗I 标准液的平均体积为20.00 mL。(已知:I +2S )
2 2 2O2− 2I−+S O2−
3 4 6
(6)①滴定达到终点时的现象为 ,该产品中
Na S O ·5H O的质量分数为 。
2 2 3 2
②下列情况能使测量结果偏低的是 。
A.产品中硫代硫酸钠晶体失去部分结晶水
B.滴定前,装I 标准液的滴定管未用标准液润洗
2
C.滴定过程中,锥形瓶振荡太剧烈,有少量液滴溅出
D.滴定前平视读数,滴定后俯视读数
答案 (1)长颈漏斗 Cu+2H SO (浓) CuSO +SO ↑+2H O
2 4 4 2 2
(2)作安全瓶,用于监测实验进行时装置C中是否发生堵塞北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
(3)SO +C +CO
2 O2− SO2− 2
3 3
(4)蒸发(加热)浓缩、冷却结晶
(5)检验尾气中SO 是否除尽
2
(6)①滴入最后半滴标准液时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟不褪色 80% ②CD
考点二 探究实验方案的设计与评价
1.(2022全国甲,13,6分)根据实验目的,下列实验及现象、结论都正确的是 ( )
选项 实验目的 实验及现象 结论
分别测浓度均为 0.1 mol·L-1 的
比 较 CHCOO- 和
A HCO−的水 3 解常数 CH 3 COONH 4 和NaHCO 3 溶液的pH,K h (CH 3 COO-)<K h (HCO− 3 )
3 后者大于前者
检验铁锈中是否含将铁锈溶于浓盐酸,滴入KMnO 溶
B 4 铁锈中含有二价铁
有二价铁 液,紫色褪去
探究氢离子浓度对
Cr 向KCrO 溶液中缓慢滴加硫酸,黄增大氢离子浓度,转化平衡向生
C O2− 、Cr2O2−
色变
2
为橙
4
红色
成CrO2−的方向移动
4 7 2 7
相互转化的影响
