（提高）知识讲解 原理实验设计与评价

1 原理实验设计与评价（提高） 【高考展望】 一、考纲要求 １．能根据实验试题要求，做到： (1).设计、评价或改进实验方案； (2).采取适当方法控制实验条件； (3).描述实验现象和收集有关数据； (4).分析或处理实验数据，得出合理结论； (5).能绘制和识别典型的实验仪器装置图。 2．实验知识和技能的综合应用。 二、高考动向 化学反应原理实验设计此类题主要是对化学反应基本原理的结论（如化学反应速率和化 学平衡、电化学等）进行验证或探究，如探究浓度化学反应速率的影响，其方案设计的基本 思路是控制其他条件一定，改变某一反应物的浓度从定性和定量的角度说明浓度对化学反应 速率的影响。 【方法点拨】 一、实验方案的设计思路和要求 1、化学实验方案设计的基本要求 ①科学性（即实验原理、操作程序和方法必须正确、合理）； ②安全性（即用药及操作要注意安全，注意环境保护等问题）； ③可行性（条件允许，效果明显，操作正确）； ④简约性（装置简单、步骤少、药品用量少、时间短）。 ⑤经济性：原料利用率用高，所用原料易得，价廉物美。 2、化学实验方案设计的基本思路和一般步骤： 实验目的→实验原理（反应途径）→反应的仪器的选择→设计实验装置和操作步骤→记 录实验现象，数据处理方法→形成方案。 ①明确目的原理：首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信 息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。 ②选择仪器药品：根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件， 如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定的范 围等，从而选择合理的化学仪器和药品。 ③设计装置步骤：根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理 的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步 骤应完整而又简明。 ④记录现象数据：根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。 2 ⑤分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理 等处理，得出正确的结论。 以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法。在解答过程中，应根据实验设计题的 具体情况和要求，作出正确的回答。 (3)化学实验方案设计的注意事项 ① 净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸； ② 进行某些易燃易爆实验时要防爆炸 (如 H2 还原 CuO 应先通 H2，气体点燃先验纯 等)； ③防氧化(如 H2 还原 CuO 后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等)； ④防吸水(如实验、取用、制取易吸水、潮解、水解宜采取必要措施，以保证达到实验 目的)； ⑤冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应 装置上加装冷凝回流装置 (如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)； ⑥易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却； ⑦仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度 考虑)； ⑧其他(如实验操作顺序、试剂加人顺序、实验方法使用顺序等)。 综合性实验方案的设计，主要以教材内容为主考查学生的基本操作、基本技能或考查学 生对典型实验有关而又易忽略和重要细节的掌握情况。解答此类题必须依据反应原理、基本 实验操作和亲自动手实验的经验来解答。 二、化学实验方案的评价 对给出的实验方案作出选择、评价或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生的 分析问题和解决问题的能力。 1.选择：包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置 （几种基本类型）、净化装置（除杂质的试剂和顺序）、反应装置、收集装置、尾气处理装置 等；药品的选择，包括种类、浓度、物质聚集状态等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺 序、导管接口的连接等。 2.评价：对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考 虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境无污染等。 3.最佳方案的选择：所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得并价格低廉、现象明 显、无干扰物质以及无污染等。 解题警示： 实验评价问题是高考题经常考查的一类综合性实验试题，可以很好的考查学生分析问题 和解决问题的能力。 在比较几个实验方案及选择合理装置时，首先要明确实验原理和实验目的，体会各方案 3 设计是否合理，确定不合理方案的原应。认真对比各方案、各装置的异同，重点分析其中的 不同之处，体会在不同之处哪个方案、装置更合理有效。经过对不同之处逐一分析，选择各 方案中的优点，重新组合可以得到最佳方案。 【典型例题】 类型一、化学理论验证性实验 例 1、下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是 选项 实验操作及现象 实验目的或结论 A 向 1，2 两试管中分别加入等浓度 H2O2 溶液 10 mL、 1 mL，再向 H2O2 溶液中分别滴入等浓度等体积 CuSO4、FeCl3 溶液；试管 2 中产生气体较快 证明 FeCl3 溶液的催化效率 更高 B 将洁净的铁钉在饱和食盐水中浸泡一段时间；铁钉 上有气泡产生 证明铁发生析氢腐蚀 C 测定物质的量浓度相同的盐酸和醋酸溶液的 pH； 盐酸 pH 小于醋酸 pH 证明盐酸酸性比醋酸强 D 硅酸钠溶液中滴入酚酞，溶液变红，再滴加稀盐酸， 溶液红色变浅直至消失 证明非金属性：Cl>Si 【思路点拨】A 项，要证明催化剂的催化效率高低，必须使混合后 H2O2 浓度相同才可。 D 项，非金属性越强，最高价氧化物的水化物酸性越强。 【答案】.C 【解析】A 项，H2O2 溶液体积各为 10 mL、1 mL，加入等浓度等体积 CuSO4、FeCl3 溶 液后，H2O2 浓度不相同。B 项，饱和食盐水显中性，主要发生吸氧腐蚀。D 项，滴加高氯 酸才能证明非金属性：Cl>Si。 【总结升华】审题要细心，注意关键字词及一些定量数据。 举一反三： 【变式 1】(2016 江苏高考)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 A 室温下，向苯酚钠溶液中通入足量 CO2，溶液变浑浊。 碳酸的酸性比苯酚的强 B 室温下，向浓度均为 0.1 mol·L-1 的 BaCl2 和 CaCl2 混 合溶液中滴加 Na2SO4 溶液，出现白色沉淀。 Ksp （ BaSO4 ） < Ksp （CaSO4） C 室温下，向 FeCl3 溶液中滴加少量 KI 溶液，再滴加 几滴淀粉溶液，溶液变蓝色。 Fe3+的氧化性比 I2 的强 4 D 室温下，用 pH 试纸测得：0.1mol·L-1 Na2SO3 溶液的 pH 约为 10；0.1mol·L-1 NaHSO3 溶液的 pH 约为 5。 HSO3－结合 H＋的能力比 SO32－的强 【答案】AC 【解析】A 项，室温下，向苯酚钠溶液中通入足量 CO2，溶液变浑浊，说明生成苯酚， 可说明碳酸的酸性比苯酚的强，故 A 正确；B 项，硫酸钙为微溶物、硫酸钡为难溶物，均 能形成白色沉淀，不能确定生成的沉淀成分，则不能比较溶度积大小，故 B 错误；C 项， 室温下，向 FeCl3 溶液中滴加少量 KI 溶液，发生反应：2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2，可说明 Fe3+ 的氧化性比 I2 的强，故 C 正确；D 项，阴离子水解程度越大，溶液 pH 越大，说明越易结合 氢离子，则 HSO3－结合 H+的能力比 SO32－的弱，故 D 错误。故选 AC。 【变式 2】下列各项中“操作或现象”能达到预期“实验目的”的是 选项 实验目的 操作或现象 A 检验碳与浓硫酸反应后的 气体产物 将产生的气体依次通过无水 CuSO4、澄清石灰水和品红溶液 B 证明蛋白质在某些无机盐 溶液作用下发生变性 向鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸钠溶液，有沉淀析出；再把沉 淀加入蒸馏水中 C 检验溴乙烷中的溴元素 将少量溴乙烷与 NaOH 溶液混合共热，充分反应并冷却后,向 上层清液中加稀 HNO3 酸化，再滴加 AgNO3 溶液 D 证明溶液中存在平衡： Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 将 1 mL KSCN 溶液与 1 mL 同浓度 FeCl3 溶液充分混合；再 继续加入 KSCN 溶液，溶液颜色加深 【答案】C 【解析】D 项，将 1 mL KSCN 溶液与 1 mL 同浓度 FeCl3 溶液充分混合好后 FeCl3 过 量，再继续加入 KSCN 溶液，KSCN 与过量 FeCl3 的溶液反应使溶液颜色加深，与平衡无关。 例 2、下列实验方案不能达到实验目的的是 实验目的 实验方案 A 证明溴乙烷发生消去反应 有乙烯生成 向试管中加入适量的溴乙烷和 NaOH 的乙醇溶液，加热， 将反应产生的气体通入溴的四氯化碳溶液 B 证 明 Mg(OH)2 沉 淀 可 以 转化为 Fe(OH)3 沉淀 向 2 mL 1 mol/L NaOH 溶液中先加入 3 滴 1 mol/L MgCl2 溶液，再加入 3 滴 1 mol/L FeCl3 溶液 C 检验蔗糖水解产物具有还 原性 向蔗糖溶液中加入几滴稀硫酸，水浴加热几分钟，然后加 入适量稀 NaOH 溶液，再向其中加入新制的银氨溶液，并 水浴加热 D 测定铝箔中氧化铝的含量 取 a g 铝箔与足量稀盐酸充分反应，逸出的气体通过碱石 灰后，测其体积为 b L（已转化为标准状况下） 【思路点拨】B 项，要注意根据实验数据判断反应物的相对量。 【答案】B 【解析】A 选项，溴乙烷消去后，生成乙烯，可以使溴水褪色。B 选项，注意 NaOH 是 5 过量的，再加入 3 滴 1 mol/L FeCl3 溶液必然与 NaOH 反应生成红褐色沉淀，不能证明 Mg(OH)2 沉淀可以转化为 Fe(OH)3 沉淀。C 选项，蔗糖水解是酸性环境，水解后加入了碱化 的步骤，故正确。D 选项，Al 和 NaOH 反应后生成氢气，碱石灰吸收水蒸气，氢气体积为 b L，故 D 正确。 【总结升华】本题考查简单的定性和定量实验设计方案的评价。 举一反三： 【变式 1】利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论是（  ） 选项 ① ② ③ 实验结论 A 稀硫酸 Na2S AgNO3 与 AgCl 的浊 液 Ksp（AgCl）＞Ksp（Ag2S） B 浓硫酸 蔗糖 溴水 浓硫酸具有脱水性、氧化性 C 稀盐酸 Na2SO3 Ba（NO3）2 溶液 SO2 与可溶性钡盐均可生成白色 沉淀 D 浓硝酸 Na2CO3 Na2SiO3 溶液 酸性：硝酸＞碳酸＞硅酸 【答案】B 【解析】A．稀硫酸与 Na2S 反应生成 H2S 气体，H2S 与 AgNO3 反应生成 Ag2S 黑色沉淀，AgCl 的溶解平衡未受影响，不能比较溶度积大小，故 A 错误； B．浓硫酸使蔗糖变黑生成碳单质，说明浓硫酸具有脱水性。然后碳与浓硫酸发生氧化 还原反应生成的气体使溴水褪色，说明生成了二氧化硫和二氧化碳，体现浓硫酸的强氧化性， 故 B 正确； C．盐酸与亚硫酸钠生成二氧化硫，与 Ba（NO3）2 溶液发生氧化还原反应生成硫酸钡沉 淀，但 SO2 与可溶性钡盐不一定生成白色沉淀，如 SO2 与氯化钡不反应，故 C 错误； D．浓硝酸与碳酸钠反应生成二氧化碳，但浓硝酸易挥发，硝酸、碳酸均可与硅酸钠溶 液反应生成硅酸沉淀，则不能比较碳酸与硅酸的酸性，应排除硝酸的干扰，故 D 错误。 【变式 2】下述实验能达到预期目的的是 编号 实验内容 实验目的 A 将 SO2 通入酸性 KMnO4 溶液中，紫色褪去 证明 SO2 具有漂白性 B 在滴有酚酞的 Na2CO3 溶液中，加入 BaC12 溶液后红色 褪去 证明 Na2CO3 溶液中存在水解平衡 C 向 1mL0.2 mol/L NaOH 溶液中滴入 2 滴 0.1 mol/L 的 MgCl2 溶液产生白色沉淀后，再滴加 2 滴 0.1 mol/L 的 FeCl3 溶液，又生成红棕色沉淀 证明在相同温度下，氢氧化镁的溶解 度大于氢氧化铁的溶解度 D 测定等物质的量浓度的 Na2SO3 与 Na2CO3 溶液的 pH， 后者较大 证明非金属性 S＞C 【答案】B 类型二、反应原理综合实验设计 例 3、（2015 广东高考）NH3 及其盐都 是重要的化工原料。 （1）用 NH4Cl 和 Ca(OH)2 制备 NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 6 （2）按图装置进行 NH3 性质实验。 ①先打开旋塞 1，B 瓶中的现象是 ，原因是 ，稳定后，关闭旋塞 1。 ②再打开旋塞 2，B 瓶中的现象是 。 （3）设计实验，探究某一种因素对溶液中 NH4Cl 水解程度的影响。 限制试剂与仪器：固体 NH4Cl、蒸馏水、100mL 容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药 匙、天平、PH 计、温度计、恒温水浴槽（可控制温度） ①实验目的：探究 对溶液中 NH4Cl 水解程度的影响。 ②设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出能直接读取数据的相关物理 量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中 V(溶液)表示所配制溶液的体积）。 ② 实验序号 I 所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为 Y，则 NH4Cl 水解反 应的平衡转化率为 （只列出算式，忽略水自身电离的影响）。 【答 案】（1）ACG（2）①产生白色的烟；氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒，氯化铵 小颗粒形成白烟。②烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到 B 瓶中。（3）①温度 ② ③ (10-Y×5.35)/m 【解析】（1）固固加热反应，生成密度小于空气且极易溶于水的气体，故选 A、C、G。 7 （2）①A 中压强大于 B 中气体压强，开启旋塞 1 后，A 中 HCl 进入 B 中发生反应： HCl+NH3=NH4Cl 产生白烟。 ②反应后，A、B 的总压强小于大气压，石蕊溶液倒吸并且 NH4Cl 与残余 HCl 水溶液均呈酸 性，溶液呈红色。 ③NH4Cl 水解平衡转化率为 C(H+)/C(NH4Cl),其中 C(H+)=10-ymol/L, C(NH4Cl)= m1/5.35 mol/L,代入即可。 举一反三： 【变式 1】(1) 已知 Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + S↓+ SO2 + H2O 。甲同学通过测定该反应发 生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下（所取溶 液体积均为 10mL）： 实验编号 实验温度/℃ c(Na2S2O3)/mol·L-1 c(H2SO4)/mol·L-1 ① 25 0.1 0.1 ② 25 0.2 0.1 ③ 25 0.1 0.2 ④ 50 0.2 0.1 ⑤ 50 0.1 0.1 其他条件不变时：探究温度对化学反应速率的影响，应选择 （填实验编号）； 探究浓度对化学反应速率的影响，应选择 （填实验编号）。 若同时选择①②③溶液变浑浊的时间，探究 对化学反应速率的影响。 (2)已知 Na2S2O3 溶液与 Cl2 反应时， 1mol Na2S2O3 转移 8 mol 电子。该反应的离子方程式 是 。 甲同学设计如下实验流程探究 Na2S2O3 的化学性质。 （Ⅰ）甲同学设计实验流程的目的是证明 Na2S2O3 溶液具有碱性和 性。 （Ⅱ）生成白色沉淀 B 的离子方程式是 。 （Ⅲ）乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒，你认为甲、乙两同学的设计更合 理的是 （填“甲”或“乙”），理由是 。 8 【答案】（1）①⑤或②④；①②或①③或④⑤；比较改变不同反应物的浓度对反应速率 的影响。 （2）S2O32- + 4Cl2 + 5H2O = 2SO42- + 8Cl- + 10H+ （Ⅰ）还原 （Ⅱ）SO42- + Ba2+ = BaSO4 ↓（Ⅲ）乙，可以排除 BaS2O3 的干扰 【高清课堂 407420 例 2】 【变式 2】某同学欲在实验室中对 Fe3+与 I-的反应进行探究，实现 Fe2+与 Fe3+的相互转化。 （1）该同学最初的实验操作和现象如下： 编号 操作 现象 I 先向 2 mL 0.1 mol/L FeCl2 溶液中滴加 KSCN 溶液，再滴加新制氯水 II 先向 2 mL 0.1 mol/L FeCl3 溶液中滴加 KSCN 溶液，再滴加 0.1 mol/L KI 溶液 滴加 KSCN 溶液后，溶液变成 红色；滴加 KI 溶液后，红色无 明显变化 ①实验 I 的现象为 。 ②FeCl2 溶液与新制氯水反应的离子方程式为 。 （2）该同学分析了导致实验 II 现象的可能原因，并对实验方案进行了改进。改进后的 实验操作和现象如下： 编号 操作 现象 III 向 2 mL 0.1 mol/L KI 溶液中滴加 1 mL 0.1 mol/L FeCl3 溶液，再滴加 KSCN 溶液 滴加 FeCl3 溶液后，溶液变成黄色； 滴加 KSCN 溶液后，溶液变成红色 根据实验 III，甲同学认为 Fe3+有可能与 I-发生氧化还原反应，请结合实验现象用简 明的文字说明他得出上述结论的理由 。 （3）该同学认为需要进一步设计实验证明根据实验 III 中现象得出的结论。请补全下表中 的实验方案。 编号 操作 预期现象及结论 IV 向 2 mL 0.1 mol/L KI 溶液中滴加 1 mL 0.1 mol/L FeCl3 溶液， （4）上述实验结果表明，Fe3+有可能与 I-发生氧化还原反应。进一步查阅资料知，参加反 应的 Fe3+与 I-的物质的量相同。该同学结合上述实验结论，分析了实验 III 中加入 KSCN 后溶液变红的原因，认为 Fe3+与 I-反应的离子方程式应写为 。 【答案】（1）① 滴加 KSCN 后溶液无明显变化，加入氯水后溶液变成红色 ② 2Fe2+ + Cl2 === 2Fe3+ + 2Cl- （2）溶液变成黄色，推测生成了 I2 （3） 9 编号 操作 预期现象及结论 IV 再滴加淀粉溶液（或 CCl4；或铁氰 化钾溶液） 预期现象：溶液变蓝（或溶液分层， 下层溶液为紫色；或生成蓝色沉淀）， 结论：Fe3+能与 I-发生氧化还原反应， 生成 I2（或 Fe2+） （其他合理答案均可） （4）2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2 【变式 3】某小组利用 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4 溶液反应来探究“条件对化学反应速率的 影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时， 通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下的方案。 H2C2O4 溶液 酸性 KMnO4 溶液 编号 浓度/ mol·L － 1 体积/mL 浓度/ mol·L － 1 体积/mL 温度/℃ ① 0.10 2.0 0.010 4.0 25 ② 0.20 2.0 0.010 4.0 25 ③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50 （1）已知反应后 H2C2O4 转化为 CO2 逸出，KMnO4 转化为 MnSO4，每消耗 1mol H2C2O4 转移_____mol 电子。为了观察到紫色褪去，H2C2O4 与 KMnO4 初始的物质的量需要 满足的关系为：c(H2C2O4)：c(KMnO4) ≥______________。 （2）探究温度对化学反应速率影响的实验编号是___________（填编号，下同），可探究反 应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是_____________。 （3）实验①测得 KMnO4 溶液的褪色时间为 40s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这 段时间内平均反应速率 v（KMnO4）＝_______________ mol·L－1·min－1。 （4）已知 50℃时 c(MnO4—)～反应时间 t 的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在答 题卡坐标图中，画出 25℃时 c(MnO4—)～t 的变化曲线示意图。 【答案】（1）2 ； 2.5 （2）②和③ ； ①和② （3）0.010 或 1.0 ×10-2 c (MnO 4 — ) 0 50℃ 25℃ c (MnO 4 — ) t0 50℃ 10 （4）如右图 11 【巩固练习】 一、选择题（每题有 1~2 个选项符合题意） 1．（2015 东城二模）室温下进行的下列实验，不能达到预期目的是( ) 序号 实验内容 实验目的 A 测定相同浓度的 NaClO 溶液、CH3COONa 溶液的 pH 比较 HClO 和 CH3COOH 的酸性 强弱 B 向 Mg(OH)2 浊液中滴加少量 0.1 mol／L FeCl3 溶液 比 较 Mg(OH)2 和 Fe(OH)3 的 溶 解度 C 将两个完全相同且充满 NO2 的密闭烧瓶， 分别浸泡于热水、冰水中 探究温度对化学平衡状态的影响 D 向同体积同浓度的 H2O2 溶液中，分别加入 1 mL 同浓度的 CuSO4、FeCl3 溶液 比较 Cu2+、Fe3+对 H2O2 分解速率 的影响 2．下列相关实验不能达到预期目的的是(  ) 相关实验 预期目的 A 相同温度下，等质量的大理石块、大理石 粉末分别与等体积、等浓度的盐酸反应 探究接触面积对化学反应速率的影响 B 把装有颜色相同的 NO2 和 N2O4 混合气的 两支试管(密封)分别浸入冷水和热水中 探究温度对化学平衡的影响 C 在蔗糖中加入稀硫酸，水浴加热，再加入 新制的氢氧化铜悬浊液并加热 探究蔗糖水解产物具有还原性 D 两支试管中装有等体积、等浓度 H2O2 溶液， 向其中一支试管中加入 CuSO4 溶液 探究 CuSO4 溶液对 H2O2 分解速率的影响 3．中学化学中很多“规律”都有其适用范围，下列根据有关“规律”推出的结论正确的是 （  ） 选项 规律 结论 A 较强酸可以制取较弱酸 次氯酸溶液无法制取盐酸 B 反应物浓度越大，反应速率越快 常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀 硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完 C 结构和组成相似的物质，沸点随相对 分子质量增大而升高 NH3 沸点低于 PH3 D 溶解度小的沉淀易向溶解度更小的 沉淀转化 ZnS 沉淀中滴加 CuSO4 溶液可以得到 CuS 沉淀 4．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(  ) 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 过量的 Fe 粉中加入稀 HNO3， 充分反应后，滴入 KSCN 溶液 溶液呈红色 稀 HNO3 将 Fe 氧化为 Fe3＋ B AgI 沉淀中滴入稀 KCl 溶液 有白色沉淀出现 AgCl 比 AgI 更难溶 12 C Al 箔加入稀 HNO3 中 无现象 Al 箔表面被 HNO3 氧化， 形成致密的氧化膜 D 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色 石蕊试纸上 试纸变蓝色 浓氨水呈碱性 5．下列实验方案不能达到预期目的的是 选项 实验方案 预期目的 A 将含有 HCl 的 CO2 气体通过饱和 NaHCO3 溶液 除去 CO2 中的 HCl B 向 X 溶液中滴加盐酸酸化的 BaCl2 溶液 检 验 X 溶 液 中 是 否 含 有 SO42- C 向醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若红色加深 证明盐类的水解是吸热的 D 向含有少量苯酚的苯中加入 NaOH 溶液，振荡、静置、分液 除去苯中的苯酚 6． (2016 北京高考)K2Cr2O7 溶液中存在平衡：Cr2O72-（橙色）+H2O 2CrO42-（黄色）+2H+ 。用 K2Cr2O7 溶液进行下列实验： 结合实验，下列说法不正确的是（ ）。 A．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄 B．②中 Cr2O72-被 C2H5OH 还原 C．对比②和④可知 K2Cr2O7 酸性溶液氧化性强 D．若向④中加入 70%H2SO4 溶液至过量，溶液变为橙色 7．下列化学实验事实及其解释都正确的是(  ) A．向 KMnO4 溶液中滴加盐酸，KMnO4 溶液的氧化能力增强。说明盐酸具有氧化性 B．向澄清的 AlCl3 稀溶液中加入 NaOH 浓溶液，振荡，溶液仍为澄清。说明该两种溶 液混合是物理变化 C．向 FeCl3 溶液中加入过量 Cu 粉，振荡、静置，溶液由黄色变为绿色。说明 Fe3＋具 有氧化性 D．向 CaCl2 溶液中滴入少量 Na2CO3 溶液，产生白色沉淀。说明 CaCO3 难溶于水 13 8．有 X、Y、Z 三种物质。常温下分别用 Y 或 Z 与 X 混合时，反应速率几乎相同的是 选项 X Y Z A 2mL 5%H2O2 溶液 1mL 1 mol·L-1CuSO4 溶液 1mL 1 mol·L-1FeCl3 溶液 B 1mL 1 mol·L-1 NaHCO3 溶液 1 mL 1 mol·L-1 HCl 溶液 1mL 0.5 mol·L-1 H2SO4 溶液 C 钠块 10 mL 乙醇 10 mL 水 D 经过酸洗除锈的铁钉 5mL 海水 5 mL 蒸馏水 9．下列实验原理、装置、试剂选用、结论正确的是 图 1 图 2 图 3 图 4 A．用图 1 实验装置制取氨气 B．用图 2 实验验证酸性：CH3COOH > H2CO3 > C6H5OH C．用图 3 组成锌—铜原电池 D．用图 4 验证溴乙烷发生消去反应生成烯烃 10．下图所示的实验，能达到实验目的的是 11．(2016 年海淀区高三一模)将 1.5mL 0.1mol/L Na2SO4 溶液和 1.0mL 0.1mol/L BaCl2 溶液混 合后得到浊液 a ，过滤得到滤液 b 和白色沉淀 c。下列分析不正确的是（ ） A．浊液 a 中存在沉淀溶解平衡： B．若向滤液 b 中滴加 0.01mol/L Na2SO4 溶液，无明显现象 C．若向滤液 b 中滴加 0.01mol/L BaCl2 溶液，会出现白色沉淀 D．若向滤液 b 中滴加 0.1mol/L AgNO3 溶液，无明显现象 二、填空题 1．某同学设计了如下图所示装置（部分夹持装置已略去）进行实验研究。 14 请回答： （1）用上述装置探究影响化学反应速率的因素。 ① 圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是 。 ② 用上述装置进行实验，以生成 9.0 mL 气体为计时终点，结果为 t1＞t2。 序号 V(H2SO4)/mL c(H2SO4)/mol·L－1 t/s Ⅰ 40 1 t1 Ⅱ 40 4 t2 比较实验Ⅰ和Ⅱ可以得出的实验结论是 。 实验过程中，对量气管的操作是 。 ③ 若将锌片换成含杂质的粗锌片，且控制其他条件使其与上述实验完全一致，所测 得的反应速率均大于上述实验对应的数据。粗锌片中所含杂质可能是（填序 号） 。 a．石墨 b．银 c．铜 d．沙粒（二氧化硅） （2）用上述装置验证生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀。 ① 圆底烧瓶中的试剂可选用（填序号） 。 a．NaOH 溶液 b．C2H5OH c．NaCl 溶液 d．稀硫酸 ② 能证明生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀的现象是 。 2．过氧化氢对环境友好，性质多样，有很重要的研究和应用价值。 （1）实验室利用反应 2H2O2 2H2O+O2↑可制备氧气。 ① 取等物质的量浓度等体积 H2O2 溶液分别进行下列实验，研究外界条件对该反应速率的影 响，实验报告如下表所示。 条件 序号 温度/℃ 催化剂 现象 结论 1 40 FeCl3 溶液 2 20 FeCl3 溶液 3 20 MnO2 4 20 无 实验 1、2 研究的是 对 H2O2 分解速率的影响。 催化剂 15 实验 2、3 的目的是____ __。 实验中可以表明该反应速率差异的现象是 。 ② 实验室用 MnO2 做该反应的催化剂，使用如下图所示装置的 A 部分制备 O2，避免反应过 于剧烈的操作是 。 （2）Na2O2 与水反应也可生成 O2。某同学取 4 g Na2O2 样品与过量水反应，待反应完全终止 时，得 100 mL 溶液 X 和 448 mL O2（已折算为标准状况）。该同学推测样品中含有杂质或 反应中生成 H2O2，并进行实验研究。 ① 取少量 X 于试管中，滴加 FeCl2 溶液，立即生成红褐色沉淀。则反应的离子方程式 是 。 ② 通过如上图所示整套实验装置测定 Na2O2 样品的纯度，假设所含杂质不参加反应。取 25 mL X，滴入烧瓶内使其与过量 KMnO4 酸性溶液反应，最终生成 56 mL O2（已折算为标准 状况），则此样品中 Na2O2 的质量分数是 。 3．I．某校化学实验小组探究浓度对化学反应速率的影响，并测定(NH4)2S2O8 和 KI 反应的 化学反应速率。进行如下实验探究： 【实验原理】 (NH4)2S2O8 和 KI 反应的离子方程式为： S2O82－ + 2I－ 2SO42－ + I2 （1） 平均反应速率的计算式为 。 实验时，向 KI、Na2S2O3 和淀粉指示剂混合溶液中加入(NH4)2S2O8 溶液，不断搅拌。 在反应（1）进行的同时，发生反应： （2） 反应(1)生成的 I2 立即与 S2O32－反应，生成无色的 S4O62－和 I－。S2O32－耗尽时，反应（1） 继续生成的 I2 才与淀粉作用呈现蓝色。从加入(NH4)2S2O8 溶液到出现蓝色的时间为Δt。 【实验内容】 （1）实验小组设计的实验记录表和数据记录如下，请将表中字母表示的空格填上。 实 验 编 号 ① ② ③ ④ ⑤ 2 2 2 8 2 8 ( )( ) c S Ov S O t − − ∆= ∆ 2 2 2 3 2 4 62 2S O I S O I− − −+ = + 16 0.20 mol·L-1 (NH4)2S2O8 溶液 20.0 10.0 b 20.0 20.0 0.20 mol·L-1 KI 溶液 20.0 20.0 20.0 10.0 5.0 0.010 mol·L-1 Na2S2O3 溶液 a 8.0 8.0 8.0 8.0 0.2% 淀粉溶液 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 0.20 mol·L-1KNO3 溶液 0 0 0 10.0 c 试剂 用量 (mL) 0.20 mol·L-1(NH4)2SO4 溶液 0 10.0 15.0 0 0 20 ℃时，反应时间Δt（s） 32 67 130 66 135 为了使溶液的离子强度和总体积保持不变，减少的(NH4)2S2O8 溶液或 KI 溶液的用量， 分别用(NH4)2SO4 溶液或 KNO3 溶液补足；溶液混合后体积不变 （2）为了使反应充分进行，减少数据误差，实验过程中应该不断进行的操作是 。 （3）第①组实验的 v(S2O82－)= mol· (L·s)-1。 （4）根据上表数据分析，可以得到的结论有（写出一条即可） 。 II．实验小组查资料得知，向含有 Na2CO3 的 Na2S 溶液中通入 SO2，可以制备上述实验所需 的 Na2S2O3。 反 应 如 下 ： ； ； 该小组根据上述原理设计如图所示装置制备 。 (1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置①、②中盛放的试剂依次是① ；② 。 (2)实验过程中，随着气体的通入，装置①中有大量黄色固体析出，继续通入气体，可 以观察到的现象 是 。 (3)反应结束后，从制得的 稀溶液中得到 •5H 2O 晶体的主要操作包 2 3 2 2 3 2Na CO + SO = Na SO + CO 2 2 2 32Na S+ 3SO = 2Na SO + 3S− 2 3 2 2 3Na SO + S = Na S O 2 2 3Na S O 2 2 3Na S O 2 2 3Na S O 17 括： 。 4．用实验确定某酸 HA 是弱电解质。两同学的方案是：   甲方案：   ①称取一定质量的 HA 配制 0.1mol·L-1 的溶液 100mL；   ②用 pH 试纸测出该溶液的 pH 值，即可证明 HA 是弱电解质。   乙方案：   ①用已知物质的量浓度的 HA 溶液、盐酸，分别配制 pH=1 的两种酸溶液各 100mL；   ②分别取这两种溶液各 10mL，加水稀释为 100mL；   ③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即 可证明 HA 是弱电解质。   (1)在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是__________________。   (2)甲方案中，说明 HA 是弱电解质的理由是测得溶液的 pH__________________1(选填>、   (b)   (3)配制 pH＝1 的 HA 溶液难以实现，不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同    (4)配制 NaA 溶液，测其 pH 值>7 即证明 HA 是弱电解质。 【解析】设计实验判断 HA 是弱电解质有多种方法，应根据已学知识分析甲、乙两同学的方 案是否完善，可从影响化学反应速率的条件、c(H′)(pH 值)、Zn 片表面积以及配制溶液等角 度进行评价。 5．（1）正 O2 + 4e－ + 2H2O = 4OH－ 6 2 2 2 22Na O +2H O=4NaOH+O 2 2 2 2 2Na O +2H O=2NaOH+H O 3448 10 222.4 −× × 356 10 422.4 −× × 78× 3.9 100% 97.5%4 × = 52.5 10 /mol L S−× ⋅ 2- 2 8(S O )v 2- 2 3(S O )v 2- -5 2 3 0.01 8(S O ) = = 5 10 mol/ L S50 32v × × ⋅× 2- 2 8(S O )v -52.5 10 mol/ L S× ⋅ 4 2 2 8(NH ) S O 2 3Na SO 23 （2）1﹕2 4Na + TiCl4 4NaCl + Ti （3）①< ② CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H = kJ·mol-1 6．（1）其他条件相同时，增大 KMnO4 浓度（或反应物浓度），反应速率增大 （2）1.5 × 10-2 mol / (L·min) （3） ①生成物中的 MnSO4 为该反应的催化剂（或 Mn2+对该反应有催化作用） ②MnSO4 ③与实验 1 比较，溶液褪色所需时间短。 或：所用时间（t）小于 4min（或其他 合理答案） 9 a-