第一部分 专题二十三实验方案的设计与评价一、选择题1．(2022·河北邯郸质检)下列实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是( )A．装置甲可用于检验有乙烯生成B．装置乙可用于收集和吸收氨气C．装置丙可用于除去Cl2中混有的HCl气体D．装置丁可分离CH3COOC2H4和饱和碳酸钠溶液解析：根据物质的化学、物理性质可对其检验、收集、除杂、分离等有关问题做出判断。由乙醇和浓硫酸共热制乙烯时往往会发生碳化，碳与浓硫酸又会反应生成SO2而混在乙烯中，同时乙醇易挥发，SO2和乙醇都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以装置甲不能用于检验有乙烯生成，A错误；氨气的密度小于空气，应该用向下排空气法收集，即导气管短进长出，B错误；氯气也能与碳酸氢钠反应，应该用饱和食盐水，C错误；乙酸乙酯不溶于水，与饱和碳酸钠溶液混合后静置分液即可分离，D正确。答案：D2．(2022·课标Ⅱ)用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是( )选项①中物质②中物质预测②中的现象A．稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡B．浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C．氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀\nD．草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色解析：稀盐酸滴入Na2CO3和NaOH的混合溶液中，NaOH优先发生反应，不会立即产生气泡，A项错误；常温下，铝遇浓硝酸发生钝化，不会产生红棕色气体，B项错误；AlCl3溶液滴加到NaOH溶液中发生反应：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，不会产生沉淀，C项错误；H2C2O4与高锰酸钾酸性溶液发生氧化还原反应，而使KMnO4溶液褪色，D项正确。答案：D3．(2022·安徽理综)某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是( )选项实验及现象结论A将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝反应中有NH3产生B收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色反应中有H2产生C收集气体的同时测得溶液的pH为8.6弱碱性溶液中Mg也可被氧化D将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生弱碱性溶液中OH－氧化了Mg解析：NH4Cl溶液中存在平衡：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，镁条与H＋反应生成H2，同时平衡正向移动，溶液由弱酸性渐变为弱碱性，NH3·H2O浓度变大，分解产生NH3，A、B、C项均合理；pH＝8.6的NaHCO3溶液中存在HCOCO＋H＋，Mg与H＋仍可反应产生H2，D项不合理。答案：D4．(2022·广东理综)(双选)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分别加热Na2CO3和NaHCO3固体试管内壁均有水珠两种物质均受热分解B向稀的苯酚水溶液滴加饱和溴水生成白色沉淀产物三溴苯酚不溶于水C向含I－的无色溶液中滴加少量新制氯水，再滴加淀粉溶液加入淀粉后溶液变成蓝色氧化性：Cl2>I2D向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液加入H2O2后溶液变成血红色Fe2＋既有氧化性又有还原性解析：A项，Na2CO3\n受热不分解、现象、结论均不正确；B项，苯酚水溶液能和饱和溴水发生取代反应生成三溴苯酚白色沉淀，有关反应的化学方程式为；C项，I－与少量新制氯水可发生反应：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知：氧化性Cl2>I2；D项，FeSO4与H2O2反应时，Fe2＋被氧化为Fe3＋，故Fe2＋只表现出还原性，无法得出Fe2＋有氧化性的结论。答案：BC5．(2022·南昌零模)下列有关各实验的叙述中正确的是( )A．①利用氯仿(CHCl3)密度大于乙醇，进行氯仿与乙醇混合物的分离B．②进行H2，NH3，CO2，Cl2，HCl，NO2等气体收集，但不能用于NO气体收集C．③当X选用苯时可进行NH3和HCl的吸收，并防止倒吸D．④可用于SO2气体的干燥，收集并吸收多余SO2气体，防止SO2逸出污染空气并防止倒吸解析：本题考查化学实验的基本操作，意在考查考生分析问题的能力。氯仿和乙醇互溶，不能用分液漏斗分离，A项错误；密度大于空气的气体(如CO2、Cl2、HCl、NO2)，可长进短出来收集气体，密度小于空气的气体(如H2、NH3)，可短进长出来收集气体，NO能与O2反应，不能用排空气法收集NO，B项正确；苯的密度小于水的密度，应在上层，不能防止倒吸，C项错误；SO2气体不能用碱石灰干燥，D项错误。答案：B6．(2022·云南一检)下列实验目的能实现的是(部分夹持装置已略去)( )\n解析：本题考查实验原理及操作，意在考查考生的实验能力。蒸发操作应在蒸发皿中进行，A项不符合题意；己烯可以与溴发生加成反应，故不能用己烯作萃取剂，B项不符合题意；NaOH溶液应装在碱式滴定管中，C项不符合题意；NO气体不溶于水，可以用排水法收集，D项符合题意。答案：D二、填空题7．(2022·河南八市联考)甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行买验探究。操作现象Ⅰ.A中溶液变红Ⅱ.稍后，溶液由红色变为黄色(1)B中反应的离子方程式是______________________________。(2)A中溶液变红的原因是________________________。(3)为了探究现象Ⅱ的原因，甲同学进行如下实验。①取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在________。②取A中黄色溶液于试管中，加入过量的KSCN溶液，最终得到红色溶液。甲同学的实验证明产生现象Ⅱ的原因是SCN－与Cl2发生了反应。(4)甲同学猜想SCN－可能被Cl2氧化了，他又进行了如下研究。资料显示：SCN－的电子式为[∶∶C⋮⋮N∶]－。①甲同学认为SCN－\n中碳元素没有被氧化，理由是____________________________________________________。②取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，由此证明SCN－中被氧化的元素是________。③通过实验证明了SCN－中氮元素转化为NO，他的实验方案是__________________________________________________。④若SCN－与Cl2反应生成1molCO2，则转移电子的物质的量是________mol。解析：本题主要考查了氯气、Fe2＋、Fe3＋的性质，氧化还原反应等知识，意在考查考生的分析判断能力和推理能力。(1)多余的氯气在B中与NaOH溶液发生反应。(2)Fe2＋被Cl2氧化成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应生成Fe(SCN)3，导致溶液变红。(3)①红褐色沉淀是Fe(OH)3，说明溶液中含有Fe3＋。(4)①在SCN－中，C的非金属性最弱，故C显正价，N显－3价、S显－2价，由此可求出C为＋4价，碳元素已处于最高价态，故它不可能被氧化。②由于BaSO4不溶于酸，故SCN－中被氧化的元素是硫元素。④当生成1molCO2时，由元素守恒知有1molSCN－被氧化，生成1molSO、1molNO，共失去16mol电子。答案：(1)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O(2)Fe2＋被Cl2氧化成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应生成红色的Fe(SCN)3，所以溶液变红(3)①Fe3＋(4)①SCN－中的碳元素是最高价态(＋4价) ②硫元素 ③取足量铜粉于试管中，加入A中黄色溶液和一定量的稀盐酸，加热，观察到试管上方有红棕色气体生成，证明A中黄色溶液中存在NO、SCN－中氮元素被氧化成NO ④168．(2022·厦门期末)为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素，进行如下实验。实验一 探究铜和稀硝酸反应的产物实验装置如图所示，气密性已检查。已知：FeSO4＋NO===[Fe(NO)]SO4，该反应较缓慢，待生成一定量[Fe(NO)]2＋时突显明显棕色。(1)实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，缓慢滴入稀硝酸，该实验操作的目的是______________________________________________________。(2)铜片和稀硝酸反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________。(3)本实验A生成的气体中，若有NO2，则B的实验现象为__________________________；若只有NO生成，则B的实验现象是__________________________。实验二 探究化学反应产物对反应速率的影响\n设计了如下实验，利用图示装置测定溶液突显明显棕色的时间。序号温度铜片/g硝酸/mL硝酸铜/g125℃①②③225℃5200.5325℃5201.0(4)请将上表中实验1的实验条件填写完整。①________ ②________ ③________(5)通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，为达到实验目的还需要继续进行的实验是_____________________________________________________________。解析：本题考查化学实验探究，意在考查考生的分析推理能力。(1)实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，使碳酸钙与稀硝酸反应产生CO2，利用生成的CO2将整个装置内的空气赶尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰。(2)铜片和稀硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铜、NO和H2O，反应的化学方程式为：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(3)若生成的气体中有NO2，NO2溶于水生成的硝酸能将Fe2＋氧化为Fe3＋，B瓶溶液出现血红色；若生成的气体中只有NO，则B瓶溶液出现棕色。(4)探究化学反应产物对反应速率的影响，应保持其他条件不变，只改变反应产物的量，由于产物为硝酸铜和NO，故铜片和硝酸的量不变，本题中实验1为对照实验，不加硝酸铜。实验2、3分别改变硝酸铜的量。(5)由于硝酸铜的量几乎不影响反应速率，故还需研究另一反应产物NO对反应速率的影响。答案：(1)利用生成的CO2将整个装置内的空气赶尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)B瓶溶液出现出红色 B瓶溶液出现棕色(4)5 20 0(5)研究NO对反应速率的影响
