2021届高考化学一轮复习同步优化专练（全国通用）：专题10 化学实验方案设计与评价（含解析）

2021 届高考化学一轮复习同步优化专练（全国通用） 专题 10 化学实验方案设计与评价 1. (2020 江西八所重点中学联考)下列有关实验的说法不正确的是(　　) A．容量瓶、量筒和滴定管上都标有使用温度，量筒、容量瓶都无“0”刻度，滴定管有 “0”刻度；使用时滴定管水洗后还需润洗，但容量瓶水洗后不用润洗 B．向 4 mL 0.1 mol·L －1 的 K2Cr2O7 溶液中滴加数滴 1 mol·L－1 的 NaOH 溶液，溶液颜 色从橙色变成黄色 C．探究化学反应的限度：取 5 mL 0.1 mol·L －1 KI 溶液，滴加 0.1 mol·L－1 FeCl3 溶液 5～6 滴，充分反应，可根据溶液中既含 I2 又含 I－的实验事实判断该反应是可逆反应 D．将含有少量氯化钾的硝酸钾放入烧杯中，加水溶解并加热、搅拌，当溶液表面出现 一层晶膜时停止加热，冷却结晶，过滤即可得到大量硝酸钾晶体 [解析]　滴定管水洗后还需润洗，以避免待装溶液被稀释，A 项正确；Cr2O2－7 (橙色)＋ H2O2CrO2－4 (黄色)＋2H＋，向 4 mL 重铬酸钾溶液中滴加几滴 NaOH 溶液，平衡向右移动， 溶液由橙色变成黄色，B 项正确；KI 过量，因此不管该反应是否为可逆反应，反应后溶液 中均有 I2 和 I－，故不能据此判断该反应是可逆反应，C 项错误；硝酸钾的溶解度随着温度 升高变化较大，而氯化钾的溶解度随着温度升高变化不大，因此将含有少量氯化钾的硝酸钾 溶液蒸发至出现晶膜，降低温度，KNO3 大量析出，氯化钾留在溶液中，过滤即可得到 KNO3 晶体，D 项正确。 [答案]　C 2．(2020 青岛模拟)为探究硫酸亚铁的分解产物，将硫酸亚铁装入如图所示的装置 a 中， 打开 K1 和 K2，缓缓通入 N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。下列说法中正 确的是(　　) A．分解的气体产物中有 SO3、SO2，应该先检验 SO3 B．装置 b 中的试剂为 Ba(NO3)2 溶液，反应后有白色沉淀生成 C．装置 c 中的试剂为酸性 KMnO4 溶液，作用是除去混合气体中的 SO2 D．装置 d 之后需要增加尾气处理装置 [解析]　硫酸亚铁高温下分解生成氧化铁、二氧化硫和三氧化硫；先把混合气体通入氯化钡溶液中，二氧化硫气体与氯化钡溶液不反应，三氧化硫气体与氯化钡溶液反应生成硫酸 钡白色沉淀，因此分解的气体产物中应该先检验 SO3，A 正确。二氧化硫溶于水，溶液显酸 性，酸性条件下，硝酸根离子将二氧化硫氧化为硫酸根离子，再与钡离子结合生成硫酸钡沉 淀，所以无法判断使硝酸钡溶液出现白色沉淀的是 SO2 还是 SO3，B 错误。装置 c 中的试剂 为酸性 KMnO4 溶液，作用是检验混合气体中的 SO2，如果溶液褪色，证明存在 SO2，C 错 误。装置 d 中装有氢氧化钠溶液，吸收多余的二氧化硫气体，因此装置 d 之后不需要增加尾 气处理装置，D 错误。 [答案]　A 3．(2020 东北三省模拟)实验室从含 Br－的废液中提取溴单质，下列实验操作能达到实 验目的的是(　　) A．用装置甲氧化废液中的 Br－ B．用装置乙分离 CCl4 层和水层 C．用装置丙分离 CCl4 和液溴 D．用仪器丁长期贮存液溴 [解析]　Cl2 可以将 Br－氧化成 Br2，但废液瓶中通入 Cl2 的导管应该长导管进短导管出， A 项错误；CCl4 萃取 Br2 后，出现分层，CCl4 层在下层，水层在上层，可用分液漏斗分液， B 项正确；CCl4 和液溴的沸点不同，可用蒸馏法分离，但是丙装置中的温度计的水银球应该 与蒸馏烧瓶的支管口相平，C 项错误；液溴具有挥发性，长期放置会腐蚀橡胶塞造成溴蒸气 泄漏，D 项错误。 [答案]　B4．(2019 山东调研)某固体混合物中可能含有 K＋、Na＋、Cl－、CO2－3 、SO 2－4 等离子， 将该固体溶解所得到的溶液进行如下实验： 下列说法正确的是(　　) A．该混合物一定是 K2CO3 和 NaCl B．该混合物可能是 Na2CO3 和 KCl C．该混合物可能是 Na2SO4 和 Na2CO3 D．该混合物一定是 Na2CO3 和 NaCl [解析]　该固体溶解所得溶液的焰色反应呈黄色，说明溶液中含 Na＋；往溶液中加入过 量的 Ba(NO3)2，产生白色沉淀，加过量盐酸，沉淀完全溶解说明溶液中含 CO2－3 ，不含 SO2－4 ；往加入过量 Ba(NO3)2 后得到的溶液中加入 AgNO3/HNO3，产生白色沉淀说明溶液中 含 Cl－；由于该实验流程中的焰色反应步骤缺少“透过蓝色钴玻璃片观察”，所以不能排除 K ＋的存在。综上所述该混合物可能是 Na2CO3 和 NaCl、K2CO3 和 NaCl、Na2CO3 和 KCl。 [答案]　B 5．(2020 泉州质检)下列实验能达到实验目的的是(　　) A．用装置甲灼烧海带 B．用装置乙加热分解 NaHCO3 固体 C．用装置丙制备乙烯 D．用装置丁吸收尾气中氯化氢 [解析]　灼烧海带应该用坩埚，A 项错误。装置乙加热时，NaHCO3 固体分解产生的 H2O 倒流易引起试管炸裂，B 项错误。装置丙中未加碎瓷片或沸石，制备乙烯时加热乙醇和浓硫 酸的混合物容易发生暴沸，C 项错误。氯化氢难溶于四氯化碳易溶于氢氧化钠溶液，装置丁 既能吸收氯化氢气体又能防倒吸，D 项正确。 [答案]　D6．(2020 江西联考)下列装置能达到相应实验目的的是(　　) [解析]　制取 Fe(OH)2 时，为了防止 Fe(OH)2 被空气中的氧气氧化，在 FeSO4 溶液上层 加入煤油，将盛有 NaOH 溶液的胶头滴管伸入 FeSO4 溶液液面以下，A 项正确；NH4Cl 受 热分解生成的 NH3 和 HCl 遇冷会重新化合生成 NH4Cl，故不能用加热 NH4Cl 的方法制取 NH3，B 项错误；碘易溶于酒精，不能用分液的方法分离，C 项错误；NO2 与水反应生成硝 酸和 NO，不能用排水法收集 NO2，D 项错误。 [答案]　A 7．(2020 惠州调研)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是(　　) [解析]　向苯酚钠溶液中通入 CO2 生成苯酚和碳酸氢钠，溶液变浑浊，说明碳酸的酸 性强于苯酚，则结合 H＋的能力：CO2－3 >C6H5O－>HCO－3 ，A 项错误；向 Fe(NO3)2 溶液中滴 入 HI 和淀粉的混合溶液，溶液呈蓝色，说明 NO－3 、H＋、I－发生氧化还原反应生成 I2，即 氧化性：HNO3>I2，B 项错误；向 AgNO3 溶液中滴入 K2CrO4 溶液至不再产生沉淀，即 Ag＋ 完全转化为 Ag2CrO4 沉淀，再滴加相同浓度的 Na2S 溶液，红棕色沉淀变为黑色，说明 Ag2CrO4 转化为了 Ag2S，则 Ksp(Ag2CrO4)>Ksp(Ag2S)，C 项正确；向 K2MnO4 溶液中加入醋 酸，K2MnO4 在酸性条件下发生自身的氧化还原反应生成 KMnO4 和 MnO2，即 K2MnO4 既作 氧化剂又作还原剂，醋酸只表现出酸性，D 项错误。 [答案]　C 8．(2020 济南模拟)下列实验中，所采取的方法及其原理均正确的是(　　) 选项 实验目的 实验方法 实验原理 A 除去 NO 中的 NO2 通过盛有氢氧化钠溶液的 洗气瓶 NO2 能与 NaOH 溶液反应 而 NO 不反应 B 除去乙醇中的水 加入无水硫酸铜，然后蒸馏 无水硫酸铜能结合水形成 晶体 C 除去 KNO3 中的 NaCl 冷却热饱和溶液，重结晶 NaCl 的溶解度随温度变化 而改变较大 D 除去铁粉中混有的铝粉 加入过量 NaOH 溶液，充 分反应后过滤 铝能与 NaOH 溶液反应而 铁不反应 [解析]　NO、NO2 的混合气体通过盛有 NaOH 溶液的洗气瓶会发生反应：NO＋NO2＋ 2NaOH===2NaNO2＋H2O，欲除去 NO 中的 NO2，应将气体通过盛有水的洗气瓶，A 项错误； 除去乙醇中的水，应加入生石灰，然后蒸馏，B 项错误；KNO3 的溶解度随温度变化而改变较大，NaCl 的溶解度随温度变化而改变较小，除去 KNO3 中的 NaCl 时，冷却热饱和溶液， KNO3 结晶析出，C 项错误；铝能与 NaOH 溶液反应，而铁与 NaOH 溶液不反应，除去铁粉 中的铝粉，加入 NaOH 溶液，过滤后得到铁粉，D 项正确。 [答案]　D 9．(2019 长春质量监测)下列实验对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是 (　　) 选项 实验 现象 结论 A 将稀 H2SO4 滴加到 Fe(NO3)2 溶液中 溶液变棕黄色，有红棕色 气体生成 HNO3 分解生成 NO2 B 将过量 CO2 气体依次通过 饱和 Na2SO3 溶液、品红溶 液 品红溶液始终不褪色 H2SO3 的酸性比 H2CO3 强 C 常温下将大小相同的铝片 分别加入到浓硝酸和稀硝 酸中 浓硝酸比稀硝酸反应更剧 烈 反应物浓度越大，反应速 率越快 D 将 H2O2 溶液滴加到酸性 KMnO4 溶液中 紫色溶液褪色 H2O2 具有氧化性 [解析]　将稀 H 2SO4 滴入 Fe(NO3)2 溶液中，发生反应 3Fe2＋＋NO－3 ＋4H＋===3Fe3＋＋ NO↑＋2H2O，溶液变为棕黄色，有红棕色气体生成，是因为 NO 与 O2 反应生成了 NO2， 并不是 HNO3 分解生成 NO2，A 项错误；将过量 CO2 依次通过饱和 Na2SO3 溶液、品红溶液， 品红溶液始终不褪色，说明 CO2 不能与 Na2SO3 溶液反应生成 SO2，即酸性：H2SO3>H2CO3， B 项正确；常温下铝遇浓硝酸钝化，无明显现象，铝与稀硝酸反应更剧烈，现象错误，C 项 错误；将 H2O2 溶液滴入酸性 KMnO4 溶液中，反应时 H2O2 被氧化，作还原剂，体现还原性， D 项错误。 [答案]　B 10．(2020 郑州质量预测)实验室利用废弃旧电池的铜帽(主要成分为 Zn 和 Cu)回收 Cu 并制备 ZnO 的部分实验过程如图所示： 下列叙述错误的是(　　) A．“溶解”操作中可用酸性条件下不断鼓入 O2 代替 H2O2 B．铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的 H2O2C．与加入的锌粉反应的离子为 Cu2＋、H＋ D．“过滤”操作后，将滤液蒸干、高温灼烧即可制取纯净的 ZnO [解析]　“溶解”操作的目的是将 Cu 转化为 Cu2＋，可用酸性条件下不断鼓入 O2 代替 H2O2，其原理为：2Cu＋O2＋4H＋===2Cu2＋＋2H2O，A 项正确；铜帽溶解后，将溶液加热 至沸腾，H2O2 发生分解而被除去，B 项正确；加入锌粉，Cu2＋与 H＋均可以与 Zn 发生反应， C 项正确；“过滤”操作后，得到的滤液为 Na2SO4 和 ZnSO4 的混合溶液，蒸干、高温灼烧 得不到纯净的 ZnO，D 项错误。 [答案]　D 11．(2020 青岛调研)已知草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的熔点为 101℃，170℃以上分解。下 列选用的装置和药品能达到实验目的的是(　　) [解析]　实验室常用亚硫酸钠(或铜)与浓硫酸反应制 SO2，A 项用稀硫酸错误。实验室 常用浓硝酸与铜反应制 NO2，B 项铝遇浓硝酸会钝化，错误。由草酸晶体的熔点与分解温度 可知，草酸晶体分解时已转化为液态，试管口应该略向上倾斜，C 项错误。苯与溴苯互溶， 采用蒸馏的方法分离是正确的，D 项正确。 [答案]　D 12．(2020 郑州市质量预测)下列试剂的保存方法正确的是(　　) A．硝酸银固体通常应密封保存于无色广口瓶中 B．疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性 C．HF 溶液通常应密封保存于细口玻璃瓶中 D．Na2SiO3 溶液通常应密封保存于带玻璃塞的细口瓶中 [解析]　硝酸银见光易分解，应密封于棕色试剂瓶中，A 项错误。疫苗中含有蛋白质， 易变性，一般低温保存，B 项正确。HF 能与玻璃中的 SiO2 反应，应存放于塑料瓶中，C 项 错误。Na2SiO3 溶液属于矿物胶，易把玻璃塞与瓶颈粘在一起，应存放于带橡胶塞的试剂瓶 中，D 项错误。 [答案]　B13．(2019·武汉模拟)下列说法正确的是(　　) A．分离四氯化碳萃取溴水后的溶液，先打开旋塞使水层流出，再关闭旋塞，将溴的四 氯化碳溶液从分液漏斗的上口倒出 B．将过量 CO2 通入饱和氨盐水中制取 NaHCO3 C．测氯水的 pH，可用干燥洁净的玻璃棒蘸取氯水点在 pH 试纸上，待其变色后和标准 比色卡比较 D．在蒸馏分离有机混合物的实验中，可使用球形冷凝管收集产物以提高冷凝效果 [解析]　四氯化碳的密度比水的大，先打开旋塞使溴的四氯化碳溶液流出，再关闭旋塞， 将水层从分液漏斗的上口倒出，故 A 错误；向饱和食盐水中通入 NH3 可调整溶液为碱性， 促进对 CO2 的吸收，且生成的碳酸氢钠的溶解度较小，容易析出，B 项正确；氯水中的 HClO 具有强氧化性，将氯水滴到 pH 试纸上，试纸先变红后褪色，无法测定其 pH，C 项错误； 球形冷凝管一般用于反应物的冷凝回流，冷凝蒸馏产物时应选择直形冷凝管，D 项错误。 [答案]　B 14．(2020 邢台调研)用题给所示装置制备气体，不能达到目的的是(　　) 选项 试剂与制备气体 反应装置 A 二氧化锰固体与浓盐酸制 Cl2 B 二氧化锰与过氧化氢溶液制 O2 C 浓硝酸与铜片反应制 NO2 D Na2SO3 固体与 70%浓硫酸制 SO2 [解析]　二氧化锰固体与浓盐酸需要在加热条件下反应制 Cl2，A 项不能达到目的。过 氧化氢在二氧化锰的催化作用下常温时即可分解制取 O2，B 项能达到目的。浓硝酸与铜在 常温下发生氧化还原反应可制得 NO2，Na2SO3 与 70%浓硫酸发生复分解反应可制得 SO2， C、D 项能达到目的。 [答案]　A 15．(2020 衡水调研)下列物质的鉴别不能达到实验目的的是(　　) A．用灼烧的方法鉴别蚕丝和人造纤维 B．用核磁共振仪鉴别乙醇与二甲醚 C．用氯化铁溶液鉴别苯酚和苯甲酸 D．观察焰色鉴别碳酸钠和硫酸钠 [解析]　蚕丝燃烧时有烧焦羽毛的气味，人造纤维燃烧时没有烧焦羽毛的气味，A 项可 以鉴别；乙醇与二甲醚中氢原子所处的环境不同，用核磁共振仪可以鉴别，B 项正确；苯酚 遇氯化铁溶液显紫色，苯甲酸与氯化铁溶液不反应，C 项可以鉴别；碳酸钠与硫酸钠的焰色 反应均为黄色，D 项不能鉴别。 [答案]　D16．(2020 南充市适应性考试)下列实验操作正确的是(　　) A．用排水集气法收集 NH3 B．给试管里的液体加热时，液体的体积不超过试管容积的三分之一 C．pH 计不能用于酸碱中和滴定终点的判断 D．用 CCl4 萃取溴水中的溴时，将溴的 CCl4 溶液从分液漏斗上口倒出 [解析]　氨气极易溶于水，所以不能用排水法收集氨气，A 项错误。给试管里的液体加 热时，液体体积不能超过试管容积的三分之一，以防加热时液体沸腾溅出伤人，B 项正确。 在酸碱中和滴定过程中，判断滴定终点的主要依据是溶液的 pH 变化，指示剂借助溶液颜色 的改变来粗略指示溶液的 pH，而 pH 计是一种精确测量溶液 pH 的仪器，所以可在酸碱中和 滴定过程中用来判断滴定终点，C 项错误。四氯化碳的密度大于水的密度，用四氯化碳萃取 溴水中的溴时，溴的四氯化碳溶液在下层，分液时应从分液漏斗的下端流出，D 项错误。 [答案]　B