1、化学实验的设计与评价一、选择题1下列相关实验的设计能达到预期目的的是()相关实验预期目的A在少量食用碱中滴加食醋探究食用碱是碳酸钠还是碳酸氢钠B在食用盐中滴加少量淀粉液探究食用盐是否为加碘盐C用激光笔照射淀粉液探究淀粉液是胶体还是溶液D将鸡蛋清溶于水后，滴加AgNO3溶液验证蛋白质中含有硫元素解析：选C。碳酸钠、碳酸氢钠均能与乙酸反应生成二氧化碳，A不能达到预期目的；食用盐中加入的是化合态的碘，不能用淀粉检验，B不能达到预期目的；蛋白质不是电解质，不能电离出硫离子，D不能达到预期目的。2下列实验装置或操作设计正确，且能达到实验目的的是() A实验：配制一定物质的量浓度的稀硫酸B实验：用二氧化碳
2、做喷泉实验C实验：进行中和热的测定D实验：验证酸性强弱H2SO4H2CO3HClO解析：选B。一定物质的量浓度溶液的配制，应该先在烧杯中稀释，待冷却后再转移到容量瓶内，故A错误；二氧化碳易溶于氢氧化钠溶液，打开弹簧夹，挤压胶头滴管，可以产生喷泉现象，故B正确；进行中和热的测定缺少环形玻璃搅拌棒，故C错误；二氧化碳通入NaClO溶液中会生成HClO，但是该反应没有现象，无法通过该实验看出是否有HClO生成，故D错误。3(2016高考全国卷)下列实验操作能达到实验目的的是()实验目的实验操作A制备Fe(OH)3胶体将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中B由MgCl2溶液制备无水MgCl2将Mg
3、Cl2溶液加热蒸干C除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥D比较水和乙醇中氢的活泼性分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中解析：选D。NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中得到的是Fe(OH)3沉淀，并非Fe(OH)3胶体，A项错误；加热能促进MgCl2水解和HCl逸出，最终MgCl2完全水解生成 Mg(OH)2，不能得到无水MgCl2，B项错误；加入稀硝酸，CuO和Cu均溶解，C项错误；根据Na分别与水、乙醇反应的剧烈程度或产生气泡的快慢可比较水和乙醇中氢的活泼性，D项正确。4下列实验设计能够成功的是()A检验亚硫酸钠试样是否变质：试样溶液白色沉淀沉淀不溶解B除去乙酸乙酯
4、中混有的乙酸：混合液溶液分层得到上层液体C证明酸性条件下H2O2氧化性比I2强：NaI溶液溶液变蓝色D鉴定盐A的成分是FeBr3：解析：选B。Na2SO3与Ba(NO3)2反应生成的BaSO3可被HNO3氧化生成BaSO4，A错误；乙酸能与Na2CO3反应，上层液体是乙酸乙酯，B正确；在NaI溶液中加HNO3酸化，HNO3可氧化I，C错误；若盐A是FeBr2，也会出现同样的现象，D错误。5某同学为探究SO2与Ba2只有在碱性条件下才能形成BaSO3沉淀，设计了如下方案，你认为可行的是()A将SO2通入Ba(OH)2溶液中观察有白色沉淀生成B将SO2通入Ba(NO3)2溶液中观察有白色沉淀生成C
5、将SO2分别通入BaCl2溶液、BaCl2与HCl的混合溶液、Ba(OH)2溶液中，观察到只有Ba(OH)2溶液中有白色沉淀生成D将SO2通入BaCl2与NH3的混合溶液中有白色沉淀生成解析：选C。A、D项方案不能说明SO2与Ba2在非碱性条件下不能反应生成BaSO3沉淀；B项中SO2溶解后会形成酸性溶液，NO在酸性条件下可将SO氧化成SO，得到的沉淀是BaSO4。6某课外实验小组设计的下列实验不合理的是()解析：选C。A项，生成的H2能将体系中的O2排出，能观察到Fe(OH)2白色沉淀；B项，脱脂棉燃烧能说明Na2O2与水反应放热；C项，NO2 与水发生反应，故不能用排水法收集NO2气体；D
6、项，NaOH固体溶于水放热且提供OH，抑制NH3H2O的电离，促进NH3的挥发，能用于制备少量NH3。二、非选择题7(2019山东八校第二次联考).某化学兴趣小组利用以下装置模拟合成氨并制备少量氨水。已知：加热(85 )NH4Cl和NaNO2饱和溶液可以制取N2。(1)B装置中仪器名称是_。(2)为了完成实验，装置从左到右接口的连接顺序是_。(3)D装置中玻璃纤维的作用是_。(4)小组中甲同学认为F装置不太合理，实验中会产生倒吸。乙同学认真分析后认为该装置无需改进，他的理由是_。.实验探究(5)该小组同学利用制备的氨水再进行银镜反应实验。经查阅资料，配制的银氨溶液主要成分是Ag(NH3)2OH
7、，该小组同学对其组成进行了如下实验探究：在洁净的小试管中加入2 mL 2%的AgNO3溶液，然后边振荡试管边滴加2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，制得银氨溶液。在制得的银氨溶液中加入无水乙醇，溶液变浑浊，过滤，用_洗涤，得到白色固体。将该白色固体用适量蒸馏水溶解，得到无色溶液，用广范pH试纸检验溶液近似呈中性；向溶液中逐滴加入稀盐酸至不再产生沉淀，静置，取上层清液于另一支放有一小片铜的小试管中并微热，发现铜片的表面有气泡产生，遇到空气变成红棕色；另取少量上层清液加过量的NaOH溶液并加热，得到无色刺激性气体。由此确定通过上述方法制备的白色固体的主要成分是_。(6)请根据以上探究，设计
8、实验来制备少量纯净的Ag(NH3)2OH 溶液：取2 mL 2%的AgNO3溶液于洁净的小试管中，_，即得到纯净的Ag(NH3)2OH溶液。解析：本实验分两部分，是物质的制备，反应原理为N23H22NH3，NH3H2ONH3H2O，该实验可分解为“常见仪器的使用”“装置的连接”“实验安全(防倒吸)”三个小实验；是探究物质的成分，依据元素化合物的性质即可作答。(2)根据实验原理N23H22NH3，A装置产生N2(含水蒸气)，B装置产生H2(含HCl和水蒸气)，H2通过E装置除去HCl后与N2一同通入C装置(干燥、混合、调节两气体比例)，得到N2和H2的混合气体，然后进入D装置，与铁触媒接触发生反
9、应，生成的NH3中混有未反应的N2、H2，该混合气体通入F装置中制得氨水，尾气中的H2用G装置处理，因此装置接口的连接顺序是 (或gf)kjl。(4)弄清产生倒吸的原理本问就不难回答。产生倒吸的原理是大量气体迅速溶于水，导致导管内气体压强迅速减小，液体被外界气压压入导管内从而产生倒吸现象。本题中反应产生的NH3中含有大量的未反应的N2和H2，这两种气体均难溶于水，不会使导管内压强迅速减小，因而也就不会产生倒吸现象。(5)在银氨溶液中加入无水乙醇， 溶液变浑浊，说明得到的沉淀物难溶于乙醇，因此可用无水乙醇洗涤该沉淀。由实验现象可知，该白色固体中含有Ag(NH3)和NO，因此其成分是 Ag(NH3
10、)2NO3。(6)实验探究中制备银氨溶液的反应原理为AgNO3NH3H2O=AgOHNH4NO3，AgOH2NH3H2O=Ag(NH3)2OH2H2O，按此反应原理分析，实验方案就不难设计了。答案：(1)启普发生器(2)bihfg(或gf)kjl(3)增大气体与催化剂铁触媒的接触面积(4)该反应为可逆反应，反应物的转化率低，NH3中混有较多难溶于水的气体，F装置中不会产生倒吸(5)无水乙醇Ag(NH3)2NO3(6)逐滴加入稀NaOH溶液至不再有沉淀生成，过滤，用适量蒸馏水洗涤，再将固体转移至小试管中，逐滴加入2%的稀氨水至沉淀恰好溶解(其他合理答案均可)8(2019遵义模拟)某校研究性学习小
11、组选择使用下列仪器和药品，验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含有NO(实验中使用的N2和O2的用量可自由控制)。已知：NONO22OH=2NOH2O；气体液化温度：NO2：21 、NO：152 。(1)现有甲、乙、丙三位同学分别设计了以下三个实验方案(用仪器的连接顺序表示)。甲：ACFDB；乙：ABCE；丙：AFDB。甲、乙、丙三位同学提出的实验方案是否能验证Cu与适量浓硝酸反应产生的气体中含有NO？甲：_；乙：_；丙：_。(填“能”或“不能”)具体说明不能验证的主要原因(能验证的方案，不必回答原因)：甲方案：_。乙方案：_。丙方案：_。(2)实验开始时首先通入足量的N2，其目的是_。(3)
12、确认气体中含NO的现象是_。(4)如果O2过量，则B装置中发生反应的离子方程式是_。解析：(1)甲方案：从A装置中出来的气体经浓硫酸干燥和冰水浴冷却除去NO2，若在D装置中出现红棕色，可证明Cu与适量浓硝酸反应产生的气体中含有NO，最后尾气用B装置吸收。乙方案：混合气体在通过B装置时，因发生反应：NONO22NaOH=2NaNO2H2O使NO消耗，后续实验无法验证产生的气体中是否有NO，且无尾气吸收装置。丙方案：混合气体通过F装置时，NO2与水蒸气发生反应：3NO2H2O=2HNO3NO，使部分NO2转化为NO，产生干扰，从而不能确认Cu和适量浓硝酸反应是否有NO生成。(2)装置内的空气中含有
13、氧气，会使生成的NO被氧化为NO2，而检验不到NO的存在，通入氮气可排尽整个装置中的空气，保证NO不损失。(3)NO遇氧气生成红棕色NO2。(4)如果氧气过量，则进入B装置中的气体为NO2和O2，在碱性条件下，氮的氧化物最终会被氧化为硝酸盐，离子方程式是4NO2O24OH=4NO2H2O。答案：(1)能不能不能乙方案：混合气体在通过B装置时，因发生反应：NONO22NaOH=2NaNO2H2O使NO消耗，后续实验无法验证产生的气体中是否有NO，且无尾气吸收装置丙方案：混合气体通过F装置时，NO2与水蒸气发生反应：3NO2H2O=2HNO3NO，使部分NO2转化为NO，产生干扰，从而不能确认Cu
14、和适量浓硝酸反应是否有NO生成(2)排尽整个装置中的空气，防止产生的NO被氧气氧化生成NO2(3)D装置中通入O2后有红棕色气体产生(4)4NO2O24OH=4NO 2H2O9(2017高考全国卷)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：_、_。(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2
15、g。按下图连接好装置进行实验。仪器B的名称是_。将下列实验操作步骤正确排序_(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。a点燃酒精灯，加热b熄灭酒精灯c关闭K1和K2 d打开K1和K2，缓缓通入N2e称量A f冷却到室温根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x_(列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使x_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，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。C、D中的溶液依次为_(填标号)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_。a品红 bN
16、aOHcBaCl2 dBa(NO3)2e浓H2SO4写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式：_。解析：(1)加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中不含三价铁；再向试管中通入空气，溶液逐渐变红，说明FeSO4易被空气中的氧气氧化。(2)仪器B是干燥管。根据实验目的及绿矾易被氧化的性质可知，实验时先打开K1和K2，缓缓通入N2排出装置中的空气，避免空气中的氧气将绿矾氧化；再点燃酒精灯进行加热；一段时间后熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭K1和K2，再称量A。故正确的操作顺序是dabfce。根据题意，绿矾样品的质量为(m2m1) g，绿矾中结晶水的质量为(m2m3) g，则FeSO4的质量为(m3
17、m1) g，故绿矾中FeSO4与H2O的物质的量之比为1，因此绿矾化学式中结晶水数目为。如果实验时按照a、d次序操作，则部分绿矾被氧化，导致m3增大，所以会偏小。(3)实验后残留的红色固体是氧化铁。根据氧化还原反应规律，反应中硫元素的化合价必然降低，生成二氧化硫。根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式：2FeSO4Fe2O3SO2SO3。由于三氧化硫极易溶于水且能与水反应生成硫酸，欲检验二氧化硫和三氧化硫，必须先用氯化钡溶液检验三氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫。答案：(1)样品中没有Fe()Fe()易被氧气氧化为Fe()(2)干燥管dabfce偏小(3)c、a生成白色沉淀、褪色2FeSO4Fe2O3SO2SO3 - 8 -
