【志鸿优化设计】2015届高考化学一轮复习 10.4 化学实验方案的设计与评价随堂演练(含解析)鲁科版

第4节化学实验方案的设计与评价【考纲要求】根据化学实验的目的和要求，能做到：(1)设计实验方案；(2)正确选用实验装置；(3)掌握控制实验条件的方法；(4)预测或描述实验现象、分析或处理实验数据，得出合理结论；(5)评价或改进实验方案。

考点一化学实验方案的设计[学生用书P164]1．化学实验方案设计的五项基本原则2．化学实验方案设计的基本思路根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的装置，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。

3．化学实验方案的设计步骤(1)明确目的，弄清原理(2)选择实验用品(3)实施实验操作——注意严谨性、逻辑性、规范性、安全性。

(4)记录实验现象、数据——全面而准确。

(5)分析、归纳，得出结论。

1．用灼热的铜丝网除去N2中混有的少量O2( )2．测定同温同浓度的NaCl和NaF溶液的pH，确定F、Cl元素非金属性的强弱( ) 3．用通入酸性高锰酸钾溶液的方法除去乙烯中混有的二氧化硫( )4．将CuSO4·5H2O加入浓硫酸中，蓝色晶体变为白色，说明浓硫酸具有很强的脱水性( )答案：1.√ 2.× 3.× 4.×题组一考查“性质探究”型实验方案的设计1．(2017·高考全国卷Ⅱ，13，6分)由下列实验及现象不能推出相应结论的是( )3溶液不变色，可证明还原性：Fe>Fe2＋，A项正确；燃着的金属钠能在装有CO2的集气瓶中反应生成Na2CO3和C，说明CO2具有氧化性，B项正确；NH4HCO3受热分解生成的NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，只能说明NH3为碱性气体，不能确定NH4HCO3的酸碱性，C项错误；根据题中描述可知黄色沉淀为AgI，另一支试管中无明显现象，说明没有AgCl析出，可证明K sp(AgI)<K sp(AgCl)，D项正确。

2．某研究小组探究在加热条件下FeSO4分解的气体产物及相关性质。

已知：SO2的沸点为－10 ℃、SO3的沸点为44.8 ℃。

山东省高考化学一轮复习 第十章第4节 化学实验方案的设计和评价课时知能训练一、选择题1．下列操作可以得到纯净氧化铝的是( )A ．向AlCl 3溶液中加入过量的氨水后，蒸干并灼烧B ．向明矾溶液中加入过量氨水后，蒸干并灼烧C ．向Na[Al(OH)4]溶液中通入过量二氧化碳气体后，蒸干并灼烧D ．向Na[Al(OH)4]溶液中加入适量稀硫酸后，蒸干并灼烧【解析】 B 项中灼烧后还有K 2SO 4，C 项中灼烧后还有Na 2CO 3，D 项中灼烧后还有Na 2SO 4。

【答案】 A2．实验室为了简便制取干燥的氨气，下列方法中适合的是( )A ．加热氯化铵固体，产生的气体用碱石灰干燥B ．在N 2和H 2混合气中加入铁触媒并加热至500 ℃C ．在浓氨水中加入NaOH 固体并加热，产生的气体用碱石灰干燥D ．加热NH 4HCO 3，生成的气体用P 2O 5干燥【解析】 NH 4Cl 受热分解得到NH 3和HCl ，遇冷二者又重新化合生成NH 4Cl ，故加热NH 4Cl 固体无法制取氨气。

N 2和H 2合成氨，该反应是可逆反应，得到的NH 3纯度低，且反应需高温高压，不适合在实验室里制取。

加热分解NH 4HCO 3，所得气体中有CO 2且用P 2O 5干燥时NH 3被吸收。

NaOH 固体溶于水时放热，故在浓氨水中加入NaOH 固体并加热会有大量氨气逸出，且NH 3可用碱性干燥剂(如碱石灰)干燥。

【答案】 C3．(2011·青浦模拟)下列表示物质制备的方法中正确的是( )A ．NaCl(饱和溶液)――→浓硫酸 HClB ．Cu ――→稀硫酸CuSO 4溶液――→加热至饱和冷却CuSO 4·5H 2O 晶体C ．MnO 2――→稀盐酸，加热Cl 2D ．C 6H 6――→浓硫酸，浓硝酸50 ℃～60 ℃硝基苯【解析】 因为HCl 极易溶于水，所以制备HCl 时，用固体氯化钠与浓硫酸，而非氯化钠饱和溶液，否则不利于HCl 的挥发，A 错误；Cu 与稀硫酸不反应，所以B 错误；MnO 2应该与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，稀盐酸还原性弱不与MnO 2反应，C 错误；制取硝基苯，用浓硫酸作催化剂及脱水剂，D 正确。

第五节 化学实验方案的设计与评价梳理基础一、实验方案的设计1．化学实验方案的设计遵循的原则。

________、________、________和简约性。

答案：科学性 安全性 可行性2．化学实验设计的步骤。

(1)认真审题，明确实验____________，找出实验________。

(2)根据实验原理选择________和________，并设计出合理的实验________和操作________。

(3)准确地记录实验过程中的______和________，并运用________、计算、图表、推理等方法处理有关实验________和________，得出正确的________。

答案：(1)目的 原理 (2)仪器 药品 装置 步骤 (3)现象 数据 分析 现象 数据 结论二、实验方案的评价1．从实验设计的“科学性”与“可行性”方面对实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断，并提出改进的措施。

2．从实验设计的“安全性”方面对实验过程中是否对环境造成________、能否发生________或着火事故等做出判断，并提出________措施。

答案：污染 爆炸 改进3．从实验设计的“简约性”方面判断实验经济上是否合算，是否符合“绿色化学”的理念，并优化实验方案。

1．了解控制实验条件的方法，能改进简单的实验方案。

2．能绘制和识别典型的实验仪器装置图。

3．能综合运用化学实验原理和方法，设计实验方案解决简单的化学问题，能对实验方案、实验过程、实验结果进行分析和评价。

判断正误正确的打“√”，错误的打“×”。

1．铜与浓H2SO4反应时，可用品红溶液验证SO2的生成()答案：√2．测定硫酸铜晶体中结晶水含量时，灼烧至固体发黑，测定值小于理论值()答案：×3．用浓盐酸酸化的KMnO4与H2O2反应，证明H2O2具有还原性()答案：×4．向0.1 mol/L FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，说明Fe2＋具有氧化性()答案：×5．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性()答案：√解析：将浓硫酸滴到蔗糖表面，浓硫酸因脱水性使蔗糖脱水炭化，浓硫酸因强氧化性与碳反应生成二氧化碳和二氧化硫气体，所以蔗糖固体变黑膨胀，A正确；Al放入浓硝酸，因浓硝酸具有强氧化性使Al钝化，阻碍反应继续进行，B错误；Na放入无水乙醇中，会与活泼性较强的羟基反应，置换出氢气，C正确；铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的四氧化三铁和氢气，D错误。

高考化学一轮精品教学案 11.4 化学试验方案设计评价与改善（2）一、选择题(本题包括10小题, 每题5分, 共50分)1. (·湘潭模拟)下列除去杂质旳试验措施对旳旳是( )A. 除去K2CO3固体中少许NaHCO3: 置于坩埚中加热B. 除去FeCl3酸性溶液中少许旳FeCl2: 加入稍过量双氧水后放置C. 除去乙烷中混有旳少许乙烯: 在一定条件下加入适量氢气充足反应D. 除去蛋白质溶液中混入旳少许氯化钠: 加入AgNO3溶液后过滤2．(·广东惠州调研)选用下图所示仪器组合一套可用来测定过氧化钠与水反应生成氧气体积旳装置, 其合理旳连接次序是( )A. 1－2－3－4－5－7B. 1－2－3－5－4－7C. 6－4－5－7D. 6－5－4－7解析：测量生成旳O2旳体积, 可以直接把水排入量筒中, 不需要连接储氮气旳气囊。

答案：D3. (·浙江模拟)下表中试验操作能到达试验目旳或得出对旳结论旳是( )选项试验操作试验目旳或结论A SO2通入溴水中, 溶液褪色检查SO2旳漂白性B 向2 mL淀粉溶液中加入稀硫酸, 加热2 min, 加入新制Cu(OH)2再加热, 无明显现象淀粉在酸性条件下不水解C 将已燃旳火柴头浸于水中, 半晌后取少许溶液, 加AgNO3溶液、稀硝酸, 出现白色沉淀检查火柴头中旳氯元素D 等体积、pH同为3旳酸A和B分别与足量旳Zn反应,酸A放出旳氢气多酸性A比B强4. (·邹城模拟)做完铜与浓硝酸反应旳试验后, 同学们发现圆底烧瓶中溶液呈绿色, 而不显示蓝色, 甲同学认为是该溶液中硝酸铜旳质量分数较高导致旳, 而乙同学认为是该溶液中溶解了生成旳气体, 同学们分别设计了如下4个试验来判断两种见解与否对旳, 这些方案中不可行旳是( )A. 加热该绿色溶液, 观测颜色变化B. 加水稀释绿色溶液, 观测颜色变化C. 向该绿色溶液中通入氮气, 观测颜色变化D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生旳气体, 观测颜色变化解析：加水稀释时, 溶液中旳溶质和所溶气体旳量没有变化, 浓度均减小, 故不能判断。

1．下列装置能达到实验目的的是( ) A．除去乙醇中的苯酚 B．制取金属锰 C．实验室制氨气 D．从碘的CCl4溶液中分离I2 2．下列制取气体的方案，可以直接采用如图所示装置进行的有( ) ①用H2O2和MnO2制取O2 ②用CaCO3和稀盐酸制取CO2 ③用KClO3和MnO2制取O2 ④用Zn和稀H2SO4制取H2 ⑤用Cu和浓HNO3制取NO2 A．①④ B．①②④ C．①②⑤ D．①②④⑤ 解析：CO2、NO2均不能用排水法收集，③需要加热，所以只有①④正确。

答案：A 3．下列制备和收集气体的实验装置合理的是( ) 4．图中装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。

该装置可用于( ) A．锌和盐酸生成氢气 B．亚硫酸钠和浓硫酸生成二氧化硫 C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳 D．浓氨水和烧碱制取氨气 5．下列实验操作正确的是( ) 6．关于下列各实验装置的叙述中，正确的是( ) A．装置①制备乙酸乙酯 B．装置②中X若为CCl4，可用于吸收NH3或HCl，并防止倒吸 C．装置③可用于干燥，收集Cl2，并吸收多余的Cl2 D．装置④配制一定物质的量浓度的溶液时转移液体 答案：B 5．下列实验方案设计正确的是( ) A．分解高锰酸钾制取氧气后，残留在试管内壁上的黑色物质可用稀盐酸洗涤 B．失去标签的AgNO3溶液、稀盐酸、NaOH溶液、AlCl3溶液可选用(NH4)2CO3溶液作鉴别试剂 C．用铜丝代替铂丝做焰色反应 D．在裂化汽油中加入酸性高锰酸钾，振荡后若紫色褪去即可证明其中含甲苯等苯的同系物 6．向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是( ) 操作现象结论A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SOB滴加氯水和CCl4，振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有I－C用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中有Na＋、无K＋D滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NH7．下列①～④四个图是某学习小组设计的相关物质的制备装置，其中正确的是( ) A．用装置①可以制备氨气 B．若装置②中X物质为苯，可用于实验室制备少量氨水，并防止发生倒吸 C．装置③可用于制备并收集少量NO2气体 D．装置④可用火柴头燃烧制备少量SO2，并检验产生的SO2 8．下列实验现象预测正确的是( ) A．实验Ⅰ：振荡后静置，上层溶液颜色保持不变 B．实验Ⅱ：酸性KMnO4溶液中出现气泡，且颜色逐渐褪去 C．实验Ⅲ：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色 D．实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应 9．为探究某种盐的水解是吸热反应。

1．(2013·高考安徽卷)某酸性工业废水中含有K 2Cr 2O 7。

光照下，草酸(H 2C 2O 4)能将其中的Cr 2O 2－7转化为Cr 3＋。

某课题组研究发现，少量铁明矾[Al 2Fe(SO 4)4·24H 2O]即可对该反应起催化作用。

为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：(1)在25 ℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH 和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

测得实验①和②溶液中的Cr 2O 2－7浓度随时间变化关系如图所示。

(2)上述反应后草酸被氧化为______________(填化学式)。

(3)实验①和②的结果表明________________________；实验①中0～t 1时间段反应速率v (Cr 3＋)＝________________________ mol·L －1·min －1(用代数式表示)。

(4)该课题组对铁明矾[Al 2Fe(SO 4)4·24H 2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：Fe 2＋起催化作用； 假设二：________________； 假设三：________________； ……(5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。

[除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K 2SO 4、FeSO 4、K 2SO 4·Al 2(SO 4)3·24H 2O 、Al 2(SO 4)3等。

溶液中Cr 2O 2－7的浓度可用仪器测定]解析：首先看清实验目的，确定条件改变的唯一变量，再根据图给信息进行综合分析；对于实验方案的设计也主要考虑变量的控制。

(1)要保证其他量不变，草酸用量为唯一变量，必须保证溶液的体积为100 mL，所以加入草酸和水的体积之和应为40 mL，两者的具体体积没有要求，只需与②中数据不同即可。

专题40 实验方案的设计与评价1．下列装置或操作能达到实验目的（必要的夹持装置及石棉网已省略）的是A．实验室制乙烯B．实验室制乙炔并验证乙炔发生氧化反应C．实验室中分馏石油D．若a为硫酸，b为纯碱粉末，c为苯酚钠溶液，验证硫酸、碳酸、苯酚酸性的强弱2．下列实验装置设计正确且能达到目的的是（）CClA．分离2I并回收4B ．合成氨并检验氨的生成C ． 乙醇和乙酸反应D ．实验室制取氨气3．根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是 选项 实验操作和现象结论A 向苯酚浊液中滴加Na 2CO 3溶液，浊液变清苯酚的酸性强于H 2CO 3的酸性B将溴乙烷和氢氧化钠的乙醇溶液共热后产生的气体通入溴的四氯化碳溶液，溶液褪色溴乙烷发生消去反应C2SO 通入4KMnO 溶液，溶液褪色2SO 有漂白性D向NaC1、NaI 的混合稀溶液中滴入少量稀3AgNO 溶液，有黄色沉淀生成()()sp sp K AgC1>K AgI4．下列操作对应的现象不符合．．．事实的是 A ．将灼烧至黑色的铜丝插入无水乙醇，铜丝变成红色B．用激光笔照射Fe(OH)3胶体，产生丁达尔效应C．将湿润的有色布条放入盛有干燥氯气的瓶中，布条不褪色D．将滴管中的浓盐酸加入碳酸氢钠溶液，气球体积由小变大5．下列实验方案不能达到实验目的的是（）A．图A装置Cu和稀硝酸制取NOB．图B装置实验室制备Cl2C．图C装置实验室制取乙酸乙酯D．图D装置若溴水褪色则证明石蜡油分解产生不饱和烃6．下列有关实验原理、装置、操作或结论的描述，错误的是A．图1所示装置可实现甲烷与氯气在光照条件下的取代反应B．图2所示装置可分离CH3COONa溶液和CH3COOC2H5的混合液C．图3是原电池装置，有明显的电流D．图4所示装置可说明浓H2SO4具有脱水性、强氧化性，SO2具有漂白性、还原性7．下列实验中，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操作现象解释或结论A 将铜粉加入到Fe2(SO4)3溶液中铜粉溶解，溶液由黄色变为蓝色铁比铜活泼B 向某溶液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀出现原溶液中一定含有SO42－C某固体加入足量盐酸，将气体通入澄清石灰水石灰水变浑浊此固体物质一定是碳酸盐D 用某化合物做焰色反应实验火焰颜色为黄色该物质中一定含有Na+8．下列实验操作、现象和结论均正确的是选项实验操作现象结论A用双氧水滴定KI-淀粉溶液溶液变蓝达到滴定终点B 向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液，再加入CCl4振荡，静置下层呈紫红色该食用加碘盐中含有KIO3C用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2、溴蒸气试纸变蓝该气体为溴蒸气D 最后试管有浅黄色沉淀有机物中含有溴原子9．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（）10．下列实验操作、现象及结论均正确的是11．下列有关实验的选项正确的是（）A ．X 若为苯，可用于吸收NH 3或HCl ，并防止倒吸B ．除去CO 中的CO 2C ．可用于分离C 2H 5OH 和H 2O 的混合物D ．记录滴定终点读数为12.20 mL12．下列实验方案不能．．达到相应目的的是ABCD目的比较碳酸根与碳酸氢根水解程度研究浓度对化学平衡的影响比较不同催化剂对化学反应速率的影响比较碳酸、醋酸和硼酸的酸性强弱实验方案13．侯氏制碱法制备碳酸氢钠的原理为NH 3+H 2O+CO 2 +NaCl=NH 4Cl+NaHCO 3↓，某化学小组用如图装置在实验室中模拟该制备过程，下列说法不正确的是A．装置A中仪器X的名称为蒸馏烧瓶B．装置B中球形干燥管的作用是防止倒吸C．装置C中橡胶管的作用是平衡压强，使溶液顺利滴下D．实验开始后，应先打开K1一段时间，然后再打开K214．下列实验操作、现象与对应的结论或解释正确的是选项操作现象结论或解释A 用洁净铂丝蘸取某溶液进行焰色反应火焰吴黄色原溶液中有，无B 将与乙醇溶液共热产生的气体通入盛有少量酸性溶液中溶液紫色褪去发生消去反应，且气体产物有乙烯C 向溶液中滴加过量氨水得到澄清溶液与能大量共存D向盛有少量溴水的分液漏斗中加入裂化汽油，充分振荡，静置上、下层液体均近无色裂化汽油不可用作溴的萃取溶剂15．某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质，相关说法正确的是A．如果MnO2过量，浓盐酸就可全部被消耗B ．量筒中发生了取代反应C ．生成蓝色的烟D ．湿润的有色布条褪色说明了Cl2具有漂白性16．下列实验中，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操作实验现象结论A 向浓HNO3中加入炭粉并加热，产生的气体通入少量澄清石灰水中有红棕色气体产生，石灰水变浑浊有NO2和CO2产生B 向酸性KMnO4溶液中滴加乙醇溶液褪色乙醇具有还原性C 向稀溴水中加入苯，充分振荡、静置水层几乎无色苯与溴发生了反应D向试管底部有少量铜的Cu(NO3)2溶液中加入稀硫酸铜逐渐溶解铜可与稀硫酸反应17．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 向含酚酞的Na2CO3溶液中，加入少量的BaCl2固体，溶液的红色变浅Na2CO3溶液中存在水解平衡B 将铜片与锌片用导线连接后，插入稀硫酸中，铜片上有气泡产生铜将硫酸还原产生氢气C向浓度均为0.1 mol•L-1KCl和KI混合溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色Ksp(AgI)＞Ksp(AgCl)D室温下，用pH试纸测得：CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO2溶液的pH约为8HNO2电离H＋的能力比CH3COOH的强18．用下列装置进行实验，装置正确且能达到相应实验目的的是A．甲装置：证明铁钉发生吸氧腐蚀B．乙装置：蒸发MgCl2溶液制无水MgCl2C．丙装置：制备Fe(OH)3胶体D．丁装置：除去Cl2中混有的HCl19．下列操作对应的现象不符合．．．事实的是A．将灼烧至黑色的铜丝插入无水乙醇，铜丝变成红色B．烧杯中出现白色沉淀，并能较长时间保存C．将胆矾晶体悬挂于盛有浓H2SO4的密闭试管中，蓝色晶体逐渐变为白色D．通入SO2气体后，高锰酸钾溶液紫红色变浅20．下列仪器和装置，用橡胶管经过简单连接，可制备收集多种不同的纯净、干燥的气体 (考虑尾气吸收)。