1、专题 24 化学实验的设计与评价1利用待测样品和指定的试剂设计实验能达到实验目的的是实验目的 待测样品 试剂A 检验补铁剂硫酸亚铁片是否部分氧化 硫酸亚铁片的水溶液 铁氰化钾溶液B 检验洁厕剂的主要成分是盐酸 洁厕剂 硝酸银溶液C 检验是否患糖尿病 患者尿液 硫酸铜溶液、纯碱溶液D 检验海带中的碘元素 海带灰浸出液 氯水淀粉溶液【答案】D2下列实验所用试剂、现象和结论均正确的是选项 实验装置 现象 结论A 装置中有浅黄色沉淀苯和浓溴水发生取代反应B高锰酸钾溶液褪色，溴的四氯化碳溶液褪色石蜡油的分解产物中含有不饱和烃C盛有饱和碳酸钠溶液的试管中，上方出现油状液体制备乙酸乙酯D 甲醚有气泡鉴别乙醇
2、与甲醚(CH3OCH3)【答案】B3下图中能较长时间看到 Fe（OH） 2白色沉淀的是A B C D【答案】D4下列实验不合理的是A用红色石蕊试纸检验 NH 3 时，需先用蒸馏水润湿B采用加热升华法除 Fe 中的 I 2C用水可以鉴别乙醇、苯和 CCl 4D利用丁达尔效应可鉴别溶液和胶体【答案】B【解析】ANH 3 溶于水形成弱碱 NH3H2O，才能使石蕊变蓝，故需先用蒸馏水润湿，A 项合理；B因 Fe和 I2在加热条件下反应生成 FeI2，所以不能用升华法除去 Fe 粉中混有的 I2，故 B 项不合理；C水与乙醇可以互溶，水与苯和四氯化碳不互溶，但是苯比水密度小，而四氯化碳的密度比水的大，所
3、以苯与水混合时，苯在上层；而四氯化碳与水混合时,四氯化碳在下层。故 C 项合理；D胶体具有丁达尔效应，而溶液没有，可用丁达尔现象区分溶液与胶体，故 D 合理。 通入 H2S 饱和溶液中有浅黄色浑浊，该气体可能是 SO2，也可能为 Cl2或 NO2等气体，错误；通入足量的 NaOH 溶液中，再滴入 BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于盐酸，不一定为二氧化硫，也可能为二氧化碳，错误；通入溴水中使溴水褪色，再滴加 BaCl2溶液有白色沉淀产生，该沉淀难溶于稀硝酸。沉淀为 BaSO4，该气体具有还原性，可被溴单质氧化，证明气体为 SO2，正确；只有符合题意，故合理选项是 D。8下列各项中实验的设
4、计或操作能达到预期实验目的是( )选项实验目的 实验的设计或操作A比较 Cl 与 S 元素的非金属性强弱相同条件下，测定相同浓度的 NaCl 溶液和 Na2S 溶液的 pH，前者小于后者 B比较 Ksp(AgCl)与 Ksp(AgI)的大小向 AgNO3溶液中先滴加 NaCl 溶液，有白色沉淀生成，再滴加 NaI溶液，有黄色沉淀生成，说明 Ksp(AgCl)Ksp(AgI)C欲除去苯中混有的苯酚 向混合液中加入 NaOH 溶液，充分震荡，静置后分液 D证明氧化性 H2O2比 Fe3+强 将硫酸酸化的 H2O2溶液滴入 Fe(NO3)2溶液中【答案】C9有关下列四组实验描述不正确的是A加热甲装置
5、中的烧杯可以分离 SiO2和 NH4ClB利用装置乙可证明非金属性强弱：ClCSiC打开丙中的止水夹，一段时间后，可观察到烧杯内溶液上升到试管中D向丁中铁电极区滴入 2 滴铁氰化钾溶液，一段时间后，烧杯中不会有蓝色沉淀生成【答案】B10欲进行下列实验，其方案设计合理的是A B C D检验装置气密性 制过氧化钠验证浓 H2SO4 的脱水性、强氧化性比较 NaHCO3和 Na2CO3溶解度【答案】C【解析】A.该装置为恒压装置，加热气体会从长颈漏斗逸出，无法检验装置气密性，故 A 错误；B.利用该装置制得的过氧化钠不纯，过氧化钠会和空气中的水、二氧化碳反应，故 B 错误；C.浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖
6、变黑，体现浓硫酸的脱水性；品红溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液褪色，说明碳和浓硫酸反应生成二氧化硫，体现浓硫酸的强氧化性，故 C 正确；D.向 NaHCO3和 Na2CO3固体中分别滴加少量水，触摸试管外壁，只能判断它们溶于水的温度变化，不能比较溶解度大小，故 D 错误。 14下列实验方案、现象、得出的结论均正确的是( )选项 实验及现象 结论A向 NaCN 溶液中通入少量 CO2气体，生成碳酸钠（酸性：H 2CO3HCNHCO 3-）2CN-+H2O+CO2=2HCN+CO32-B在 KSCN 与 FeCl3的混合液中再加入 KCl 固体,溶液颜色不变增大 Cl-浓度,平衡不移动C将硫酸酸化的 H
7、2O2溶液滴入 Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄色证明氧化性:H 2O2Fe3+DAgCl 的浊液中加入 0.1molL-1 K2CrO4溶液,生成Ag2CrO4砖红色沉淀(已知：Ksp(AgCl)=1.810 -10；Ksp(Ag 2CrO4)=2.010-12)Ag2CrO4的溶解度比 AgCl 的小【答案】B15将气体 X 通入溶液 A（如下图，尾气吸收装置略）中，实验现象能够支持结论的是选项气体 X 溶液 A 及反应现象 结论A乙醇与浓硫酸共热 170产生的气体Br2的水溶液由橙黄色变为无色乙烯与溴发生反应B电石与饱和食盐水反应产生的气体KMnO4 酸性溶液紫色逐渐变浅乙炔被高锰酸钾酸
8、性溶液氧化C溴乙烷与氢氧化钠醇溶液共热生成的气体Br2的水溶液由橙黄色变为无色乙烯与溴发生反应D碳酸钠固体与醋酸溶液反应产生的气体苯酚钠溶液中出现白色沉淀碳酸的酸性强于苯酚【答案】C16某同学在常温下设计以下实验流程探究 Na2S2O3的化学性质。下列说法正确的是A实验说明 Na2S2O3溶液中水电离的 c(OH)10 8 molL1BNa 2S2O3溶液 pH8 的原因用离子方程式表示为 S2O32-2H 2O H2S2O32OH C生成的沉淀 B 可能是 BaSO3或 BaSO4，要进一步确认还需加入稀硝酸验证D实验说明 Na2S2O3具有还原性【答案】D17下列实验装置进行相应实验，不能
9、达到实验目的的是 A用图 1 所示装置可制备氢氧化亚铁B用图 2 所示装置从碘的 CCl4溶液中分离出碘单质C用图 3 所示装置验证 Na 和水反应的热效应D用图 4 所示装置蒸干 NaCl 饱和溶液制备 NaCl 晶体【答案】B【解析】蒸馏时，温度计水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口附近，故 B 项错误；其余选项均可达到实验目的；综上，本题选 B。 20实验小组同学对乙醛与新制的 Cu(OH)2反应的实验进行探究。实验：取 2mL 10%的氢氧化钠溶液于试管中，加入 5 滴 2%的 CuSO4溶液和 5 滴 5%的乙醛溶液，加热时蓝色悬浊液变黑，静置后未发现红色沉淀。实验小组对影响实验成败的因素进
10、行探究：(1)探究乙醛溶液浓度对该反应的影响。编号 实验 实验实验方案实验现象加热，蓝色悬浊液变红棕色，静置后底部有大量红色沉淀加热，蓝色悬浊液变红棕色，静置后上层为棕黄色油状液体，底部有少量红色沉淀已知：乙醛在碱性条件下发生缩合反应： ，生成亮黄色物质，加热条件下进一步缩合成棕黄色的油状物质。 能证明乙醛被新制的 Cu(OH)2 氧化的实验现象是_ _。 乙醛与新制的 Cu(OH)2 发生反应的化学方程式是_。 分析实验产生的红色沉淀少于实验的可能原因：_。(2)探究 NaOH 溶液浓度对该反应的影响。编号 实验 实验实验方案实验现象 加热，蓝色悬浊液变黑加热，蓝色悬浊液变红棕色，静置后底部
11、有红色沉淀依据实验，得出如下结论：. NaOH 溶液浓度一定时，适当增大乙醛溶液浓度有利于生成 Cu2O。. 乙醛溶液浓度一定时，_。(3)探究 NaOH 溶液浓度与乙醛溶液浓度对该反应影响程度的差异。编号 实验 实验实验方案实验现象 加热，蓝色悬浊液变黑 加热，静置后底部有红色沉淀由以上实验得出推论： _。【答案】蓝色悬浊液最终变为红色沉淀 CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH CH3COONa + Cu2O+ 3H2O 相同条件下，乙醛的缩合反应快于氧化反应；多个乙醛缩合，使醛基物质的量减少 适当增大 NaOH 浓度有利于生成 Cu2O 氢氧化钠溶液浓度对该反应的影响程度更大
12、实验中上层清液出现棕黄色油状液体，底部有少量红色沉淀，其可能的原因是相同条件下，乙醛的缩合反应快于氧化反应；多个乙醛缩合，使醛基物质的量减少，故答案为：相同条件下，乙醛的缩合反应快于氧化反应；多个乙醛缩合，使醛基物质的量减少；（2）通过实验和实验的现象可以看出，乙醛溶液浓度一定时，适当增大 NaOH 浓度有利于生成 Cu2O，故答案为：适当增大 NaOH 浓度有利于生成 Cu2O； （3）通过对比实验和实验，实验中氢氧化钠的浓度较大，乙醛的浓度较小，通过现象可以得出结论，氢氧化钠溶液浓度对该反应的影响程度更大，故答案为：氢氧化钠溶液浓度对该反应的影响程度更大。21实验小组研究二价铁的还原性，设
13、计如下实验。序号 实验方案 现象现象 a：生成白色沉淀，3 min 后沉淀基本变为红褐色现象 b：生成白色沉淀，3 min 后沉淀颜色几乎不变（1）实验所用的 FeSO4溶液由 Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，离子方程式是_。（2）实验 I 中沉淀变为红褐色的化学方程式是_。（3）关于实验 II 中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。 已知 Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成作出如下假设，请补充完整。假设 a：依据 NaHCO3溶液显_性，推测白色沉淀可能为 Fe(OH)2； 假设 b：白色沉淀可能为_。 研究白色沉淀组成的实验如下：i取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸
14、，沉淀完全溶解，产生无色气泡；ii向所得溶液中滴入 KSCN 试剂，溶液几乎不变红；iii向 ii 溶液中再滴入少量 H2O2，溶液立即变为红色。由此说明，白色沉淀中一定含有_离子。 研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验 I 中所得的 Fe(OH)2_（填“难”或“易” ）于被空气氧化。（4）对比实验 I，研究酸碱性对二价铁还原性的影响，设计实验 III：将实验方案补充完整_。（5）据以上实验，为避免二价铁被空气氧化，可采取的措施是_。【答案】2Fe 3+Fe=3Fe2+ 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 碱 FeCO3 Fe2+和
15、CO32- 难 滴加 H2SO4溶液 控制溶液为酸性环境、使二价铁以碳酸盐的形式沉淀 i取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡，则无色气泡应为二氧化碳，则沉淀中应含有碳酸根；ii向所得溶液中滴入 KSCN 试剂，溶液几乎不变红，说明溶液中不含有三价铁离子；iii向 ii 溶液中再滴入少量 H2O2，溶液立即变为红色，说明原溶液中存在亚铁离子，被 H2O2 氧化为铁离子；因此可以说明沉淀中一定含有 Fe2+和 CO32- ；实验 II，3min 后白色沉淀无变化，在空气中久置，最终变为红褐色。而实 验 I 中的氢氧化亚铁在 3min后完全被氧化，因此实验 II 中
16、沉淀比实验 I 中所得的 Fe(OH)2难于被空气氧化。(4)实验 III 的实验目的是研究酸碱性对二价铁还原性的影响，而实验 I 已经研究了碱性条件对二价铁的还原性的影响，因此实验 III 应为研究酸性条件的影响，实验方案应为向硫酸亚铁溶液中滴加 H2SO4溶液；(5)实验 III 的现象显示，在酸性条件下，二价铁离子不易被氧化，因此为避免二价铁被空气氧化，可采取的措施是控制溶液为酸性环境，或使二价铁以碳酸盐的形式沉淀。 (4)若要更直接说明“NO 2能否支持木条燃烧”这一问题，实验设计要除去 NO2中的水蒸气，利用纯净的NO2做实验可充分证明“NO 2能支持燃烧” ， 即用金属铜与浓硝酸反
17、应制取 NO2气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象；故答案为：用金属铜与浓硝酸反应制取 NO2气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象。23在进行化学实验时，经常会有与预期不符的现象出现。某化学实验小组在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验，就出现了与预设不太一致的现象。实验 I：将 Fe3+转化为 Fe2+（1）Fe3+与 Cu 粉发生反应的离子方程式为_ _。（2）该小组同学用对比实验法探究白色沉淀产生的原因，请将其方案补充完整：实验方案 现象 结论步骤 1：取 4mL_mol/ L CuSO4溶液，向其中滴加 3
18、 滴 0.1mo/ L KSCN 溶液产生白色沉淀步骤 2：取 4mL0.2mol/ L FeSO4溶液，向其中滴加 3滴 0.1mol/ L KSCN 溶液_Cu SO4与 KSCN 反应产生了白色沉淀 查阅资料：SCN 的化学性质与 I 相似 2Cu 2+4I =2CuI+I 2(SCN) 2的化学性质与 I2相似则 Cu2+与 SCN反应的离子方程式为_。实验：将 Fe2+转化为 Fe3+实验方案 现象向 3mL0.1mol/L FeSO4 溶液中加入 lmL8mol/L 稀硝酸溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色探究上述现象出现的原因：查阅资料：Fe 2+NO Fe(N
19、O)2+(棕色) Fe(NO) 2+与 HNO3不反应（3）用离子方程式解释 NO 产生的原因_。（4）从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析： 反应 I：Fe 2+与 HNO3反应； 反应：Fe 2+与 NO 反应依据实验现象，甲认为反应 I 的速率比反应_(填“快”或“慢”)。乙认为反应 I 是一个不可逆反应，并通过实验证明其猜测正确，乙设计的实验方案是_。请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因 _。（5）丙认为若生成的 NO 与 Fe2+不接触，溶液就不会出现棕色，他利用实验室常用的仪器和药品设计并完成了如图所示的实验，实现了 Fe2+ Fe3+的转化，同时避免出
20、现此异常现象。实验发现：U 形管右侧有气泡，U 形管左侧的现象为_、B 溶液是_溶液(填化学式)。【答案】2Fe 3+Cu2Fe 2+Cu2+ 0.1 无明显现象 2Cu2+4SCN =2CuSCN+(SCN) 2 3Fe2+4H+NO3 3Fe 3+NO+2H 2O 慢 取反应后的黄色溶液少量于一支试管中，向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液，溶液无明显变化，说明反应 I 是不可逆反应 Fe2+被硝酸氧化为 Fe3+，导致溶液中Fe2+浓度降低，平衡 Fe2+NO Fe(NO)2+逆向移动，最终 Fe(NO)2+转化为 Fe3+，溶液由棕色变为黄色 溶液由浅绿色变为黄色 HNO 3 【解析】
21、 （1）Fe 3 与 Cu 粉发生反应生成铜离子与亚铁离子，反应离子方程式为：2Fe 3 +Cu2Fe2 +Cu2 ；（2）由反应 2Fe3 +Cu2Fe 2 +Cu2 ，可知图 1 中得到溶液中 Fe2 为 0.2molL1 ，Cu 2 为0.1molL1 ，分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液，滴入 KSCN 溶液进行对照实验，故实验方案为：步骤 1：取 4mL 0.1molL1 CuSO4溶液，向其中滴加 3 滴 0.1molL1 KSCN 溶液；步骤 2：取 4mL 0.2molL1 FeSO4溶液，向其中滴加 3 滴 0.1molL1 KSCN 溶液，无明显现象。由题目信息SCN
22、 的化学性质与 I 相似 2Cu 2+4I =2CuI+I 2，可知，Cu 2 与 SCN 反应生成 CuSCN沉淀，同时生成（SCN） 2，反应离子方程式为：2Cu 2 +4SCN =2CuSCN+（SCN） 2；（3）亚铁离子具有还原性，酸性条件下硝酸根具有强氧化性，反应生成铁离子、NO 与水，反应离子方程为：3Fe 2 +4H +NO3 3Fe 3 +NO+2H 2O；24某学习小组探究稀 HNO3、浓 HNO3与铜的反应。 装置（尾气处理装置略） 现象 中开始无明显现象，渐有小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色。(
23、1)试管中 Cu 与稀 HNO3反应的化学方程式是_。(2)中反应的速率比中的快，原因是_。(3)针对中溶液呈绿色的原因，提出假设：假设 1：Cu 2+的浓度较大所致；假设 2：溶解了生成的 NO2。探究如下：取中绿色溶液，分为两等份。取一份于如图所示装置中，_(填“操作”和“现象”)，证实中溶解了 NO2。向另一份溶液加入_（填化学试剂） ，溶液变为蓝色。证实假设 1 不成立，假设 2 成立。 (4)对于稀 HNO3与铜生成 NO、浓 HNO3与铜生成 NO2的原因，提出两种解释：解释 1HNO 3浓度越稀，溶液中 NO3-的数目越少，被还原时，每个 NO3-从还原剂处获得较多电子的机会_（
24、填“增多”或“减少” ） ，因此被还原为更低价态。解释 2推测下列平衡导致了产物的不同，并通过如下实验证实了推测的合理性。3NO2+H2O=2HNO3+NOB 中盛放的试剂是_。C 中盛放 Cu(NO3)2和_。 该小组证实推测的合理性所依据的实验现象是_。【答案】3Cu+8HNO 3(稀)=3Cu(NO 3)2+2NO+ 4H2O 硝酸浓度大 向上拉动活塞 a，试管内 液面上方出现红棕色气体 Cu(OH) 2(或 CuO 等) 增多 水 浓硝酸 C 中溶液变绿 (4)解释 1. HNO3浓度越稀，溶液中 NO3-的数目越少，被还原时，每个 NO3-从还原剂处获得较多电子的机会增多，被还原为较
25、低的价态； 解释 2.Cu 与浓硝酸反应产生 NO2气体，NO 2气体与 B 中水发生反应：3NO 2+H2O=2HNO3+NO，将产生的 NO 气体通入到 C 溶液中，C 中含有较多 NO3-离子，盛放 Cu(NO3)2和浓硝酸，若 C 中溶液变为绿色，就证明解释 1 正确，否则 2 正确。25某同学在实验中不小心将几滴新制氯水滴入盛有溴化亚铁溶液的试剂瓶中，发现溶液变成了黄色，根据已有化学知识，请你参与上述现象形成原因的分析与探究：（1）提出问题猜想：猜想一：溶液呈黄色是因发生离子反应_(填离子方程式)所致。猜想二：溶液呈黄色是因发生离子反应_(填离子方程式)所致。（2）设计实验并验证为验
26、证与中是哪个原因导致了溶液变黄色，设计并进行了以下实验。请根据以下所给试剂，进行合理选用，完成实验方案 1 和方案2：_、_、_、_。（3）实验结论：以上实验不仅验证了溶液变黄的真实原因，同时证明了 Fe2 的还原性比Br _(填“强”或“弱”)。（4）实验反思.根据上述实验推测，若在溴化亚铁溶液中滴入足量氯水，再加入 CCl4并充分振荡后静止，产生的现象是_。.在 100 mL FeBr2溶液中通入 2.24 L Cl2(标准状况)，溶液中有 1/2 的 Br被氧化成单质 Br2，则原FeBr2溶液中 FeBr2的物质的量浓度为_。【答案】2Fe 2 Cl 2= 2Fe3 2Cl 2Br C
27、l 2= Br22Cl KSCN 溶液 CCl4 溶液分上下两层，上层为黄色，下层为无色 强 溶液分层，上层为黄色、下层为橙红色 1 molL1 （2）因 Fe3+遇 KSCN 溶液变为红色，溴易溶于四氯化碳中，四氯化碳与水不溶，且 Fe2+的还原性比 Br-强，若溴离子被氧化，溴单质溶解于四氯化碳中，显示橙红色，水和四氯化碳是互不相溶的，三价铁溶解在水中，显示黄色，所以产生的现象是：溶液分上下两层，上层为黄色、下层为无色可知成立；（3）由于当滴入少量氯水 时只有亚铁离子被氧化，溴离子没有被氧化，这说明 Fe2+的还原性比 Br-强；（4）由于氧化性 Br2Fe 3+，则若在溴化亚铁溶液中滴入足量氯水，亚铁离子、溴均被氧化，再加入 CCl4并充分振荡后静止，观察到溶液分层，上层为黄色、下层为橙红色；（5）设 FeBr2的物质的量浓度为 c，消耗氯气的物质的量是 2.24L22.4L/mol0.1mol，由电子守恒可知0.1mol21=c0.1L（3-2）+c0.1L21/2（1-0） ，解得 c=1mol/L。