2021高考化学（江苏专用）一轮试题：专题18　实验方案的设计与评价 WORD版含解析.docx

1、专题18实验方案的设计与评价备考篇提纲挈领【考情探究】课标解读考点实验方案的设计实验方案的评价解读1.能设计实验方案,正确选用实验装置2.掌握控制实验条件的方法3.能绘制和识别典型的实验仪器装置图1.能评价或改进实验方案2.能预测或描述实验现象,分析或处理实验数据,得出合理结论考情分析本专题的考题以难题为主。设题形式为实验题和计算题。实验题第16题侧重工业生产过程,第19题侧重实验研究,两者都常以实验流程图为载体,以生产及研究中实际问题层层递进设问,内容涉及元素化合物知识及相关实验原理,主要考查学生对框图和文字信息的整合分析、推理预测能力;计算题第18题第3小问侧重实验结果分析(常涉及守恒法)

2、,主要考查学生对实验数据的处理能力备考指导2021年高考备考要关注与实验有关的基本知识,如化学(离子)方程式书写、反应产物分析、反应条件控制、仪器使用、实验原理分析、实验方案设计、实验数据处理、误差分析等【真题探秘】基础篇固本夯基【基础集训】考点一实验方案的设计1.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K2MnO4溶液(墨绿色)中加入醋酸,溶液逐渐变为紫色且有黑色沉淀醋酸具有氧化性B向Fe(NO3)2溶液中滴入HI和淀粉混合溶液,溶液变蓝氧化性:Fe2+I2C向苯酚钠溶液中通入CO2,溶液变浑浊结合H+能力:C6H5O-CO32-HCO3-D将K2CrO4滴入

3、AgNO3溶液至不再产生沉淀,再滴加相同浓度的Na2S溶液,沉淀由红棕色转化为黑色Ksp(Ag2CrO4)Ksp(Ag2S)答案D2.下列设计的实验方案能达到实验目的的是()A.制备Fe(OH)3胶体:将饱和FeCl3溶液滴加到NaOH溶液中,并煮沸片刻B.除去Cu粉中混有的CuO:向混合粉末中加入足量稀硝酸,过滤、洗涤并干燥C.检验木炭与浓硫酸加热产生的气体中含有CO2:将气体通入澄清石灰水中,观察现象D.提纯含有少量KBr的KCl并回收Br2:将混合物溶于水并通入足量Cl2,用CCl4萃取、分液,水相进行蒸发结晶收集KCl,有机相进行蒸馏回收Br2和CCl4答案D3.实验室从含溴化氢的废液

4、中提取溴单质,下列图示装置和原理能达到实验目的的是()A.用装置甲氧化废液中的溴化氢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答案B考点二实验方案的评价4.下列设计的实验方案能达到实验目的的是()实验目的实验方案A配制0.0100molL-1的NaOH溶液称取0.4gNaOH固体于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至1000mL容量瓶中定容B制取并纯化乙烯将体积比为13的乙醇与浓硫酸混合液(加沸石)加热至170,产生的气体依次通过NaOH溶液、碱石灰C比较Cl2与H2SO4氧化性强弱向漂白粉中加入8molL-1硫酸,观察有无黄绿色气体D探究温度对化学反

5、应速率的影响向2支试管中分别加入2mL0.01molL-1KMnO4溶液,再分别加入2mL0.1molL-1H2C2O4溶液,一支放入80热水中,另一支置于室温下,观察现象答案BD5.下列图示装置及操作能达到实验目的的是()A.装置甲用于实验室制取少量Cl2B.装置乙用于除去Cl2中少量的HClC.装置丙用于蒸发NaCl溶液D.装置丁用于探究SO2的漂白性和氧化性答案D6.以粉煤灰(主要成分为Al2O3、SiO2,还含少量Fe2O3等)为原料制取氧化铝的部分工艺流程如下:(1)“结晶”是向浓溶液中通入HCl气体,从而获得AlCl36H2O晶体的过程,溶液中Al3+和盐酸的浓度随通气时间的变化如

6、下图所示。Al3+浓度减小的原因是。(2)上述流程中,可以循环利用的物质是。答案(1)盐酸浓度增大,溶液中Cl-浓度增大,促进Al3+形成AlCl36H2O晶体析出(2)HCl(或盐酸)综合篇知能转换【综合集训】1.(2020届盐城中学学情测试一,9)下列实验操作或装置正确的是()A.用图1所示操作制备氢氧化铁胶体B.用图2所示装置制取NH3C.用图3所示装置制备Fe(OH)2,向试管中加入NaOH溶液,振荡D.用图4装置测定中和反应的反应热答案B2.(2020届南通海门中学质检一,6)下列图示装置操作规范且能达到实验目的的是()A.用装置甲制备少量氨气B.用装置乙收集SO2并完成尾气处理C.

7、用装置丙除去粗盐水中的泥沙D.用装置丁灼烧Al(OH)3制备Al2O3答案A3.2019扬州期中,19(1)(3)磷酸工业的副产品氟硅酸(H2SiF6)溶液中含少量碘,其回收方案如下。已知:氟硅酸溶液中碘的可能存在形式为I2、I-、I3-;I2+I-I3-。(1)K2Cr2O7、H2O2、NaClO和NaNO2都能使I-氧化为I2。NaNO2在氧化I-时会产生NO,该反应的离子方程式为。从减少对环境污染的角度,上述氧化剂可选用的有H2O2、。(2)生成的I2可用热空气吹出的原因是。(3)在吸收时采用气-液逆流接触,则从吸收装置底部通入的是(填“吸收液”或“含碘空气”)。吸收后的溶液需反复多次循

8、环吸收含碘空气,其作用是:提高SO2的利用率;。答案(1)4H+2NO2-+2I-I2+2NO+2H2ONaClO(2)I2受热易升华(3)含碘空气增加吸收后溶液中I-浓度4.(2018常州教育学会学业水平监测,19)以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料,制取氧化钴的流程如下:(1)溶解:溶解后过滤,将滤渣洗涤23次,再将洗液与滤液合并,目的是。(2)氧化:在加热搅拌条件下加入NaClO3,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式是。已知:铁氰化钾化学式为K3Fe(CN)6;亚铁氰化钾化学式为K4Fe(CN)63H2O。3Fe2+2Fe(CN)63-Fe3Fe(CN)62(蓝色

9、沉淀)4Fe3+3Fe(CN)64-Fe4Fe(CN)63(蓝色沉淀)确定Fe2+已被完全氧化的方法是(可供选择的试剂:铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)。(3)除铁:加入适量的Na2CO3调节pH,生成黄钠铁矾Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀,写出该反应的化学方程式:。(4)沉淀:生成沉淀碱式碳酸钴2CoCO33Co(OH)2,沉淀需洗涤,洗涤的操作是。(5)溶解:CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸,边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤,其目的是。答案(1)提高钴元素的利用率(2)6Fe2+6H+ClO3-6Fe3+Cl-+3H2O取氧化后的

10、溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则Fe2+已全部被氧化(3)3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3Na2Fe6(SO4)4(OH)12+5Na2SO4+6CO2(4)沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,静置使蒸馏水流下,重复操作23次(5)防止因温度降低,CoCl2晶体析出应用篇知行合一【应用集训】1.(2020届南通调研,13)下列设计的实验方案能达到实验目的的是()A.检验乙醇中是否含有少量水:向乙醇中投入金属钠B.除去CO2气体中的HCl:将气体通入盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶C.比较Al和Al2O3的熔点大小:将一小块铝箔在酒精灯上加热并轻轻晃动

11、D.比较Cl2和Fe3+的氧化性大小:向FeCl2溶液中先滴加KSCN溶液,再通入少量Cl2答案CD2.2019苏州期末,19(3)氯化镍(NiCl26H2O)常用于电镀、陶瓷等工业,某实验室以单质Ni为原料制取氯化镍晶体的实验步骤如下:已知:Fe(OH)3完全沉淀pH为3.2;Ni(OH)2开始沉淀pH为7.2,完全沉淀pH为9.2。NiCl2易水解,从溶液中获取NiCl26H2O须控制pH2。(3)在NiCO3Ni(OH)2固体中混有少量Fe(OH)3。请补充完整由NiCO3Ni(OH)2固体制备NiCl26H2O的实验方案:向NiCO3Ni(OH)2固体中加入盐酸,边加边搅拌,。(NiC

12、l2的溶解度曲线如下图所示。实验中须选用的仪器和试剂:pH计、盐酸、乙醇等)答案(3)用pH计测定反应液3.2pHKsp(AgI)答案D2.2014江苏单科,19(3)(4),8分实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40左右反应(实验装置如下图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是;锥形瓶里盛放的溶液为。(4)已知:5SO32-+2IO3-+2H+I2+5SO42-+H2O某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO3-中的一种或两种。请补充完整检验

13、含碘废水中是否含有I-、IO3-的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;。实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。答案(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化)NaOH溶液(4)从水层取少量溶液,加入12mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-。另从水层取少量溶液,加入12mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有IO3-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO3-3.(2010

14、江苏单科,15,12分)高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下:(1)制备MnSO4溶液:在烧瓶中(装置见下图)加入一定量MnO2和水,搅拌,通入SO2和N2混合气体,反应3h。停止通入SO2,继续反应片刻,过滤(已知MnO2+H2SO3MnSO4+H2O)。石灰乳参与反应的化学方程式为。反应过程中,为使SO2尽可能转化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下,可采取的合理措施有、。若实验中将N2换成空气,测得反应液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如下图。导致溶液中Mn2+、SO42-的浓度变化产生明

15、显差异的原因是。(2)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100开始分解;Mn(OH)2开始沉淀的pH=7.7。请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤实验中可选用的试剂:Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH。;低于100干燥。答案(12分)(1)Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O控制适当的温度缓慢通入混合气体Mn2+催化O2与H2SO3反应生成H2SO4(2)边搅拌边加入NaHCO3(或Na2CO3),并控制溶液pH12时Cr(OH)3能溶于NaOH溶液生成Cr(OH)4-;pH11时Zn(OH)2能溶于N

16、aOH溶液生成Zn(OH)42-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1molL-1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHCr2+6.68.6Cr3+4.35.6Zn2+6.28.2镀锌工业中(电解液为ZnCl2溶液)会产生大量含铬杂质(主要以Cr3+形式存在,含少量Cr2+),结合题给信息,请补充完整由该电解液制备ZnO的实验方案:向电解液中加入适量1molL-1HCl溶液酸化,边鼓入空气边搅拌,使其充分反应;900煅烧。(实验中可选用的试剂:1molL-1HCl溶液、1.0molL-1HNO3溶液、1.0molL-1NaOH溶液)答案(6)滴加

17、1.0molL-1NaOH溶液,调节溶液pH约为6(或5.6pHKsp(FeAsO4)=5.710-21。测得酸浸液中杂质铁元素(以Fe2+存在)、砷元素(以H3AsO3存在)的浓度分别为1.15gL-1、0.58gL-1,可采用“氧化中和共沉淀”法除去,请设计实验方案:实验中须使用的试剂有:30%双氧水、0.001molL-1K3Fe(CN)6溶液、回收的铜锌沉淀物。答案(5)向酸浸液中加入过量30%双氧水(1分),搅拌使其充分反应,取样滴加0.001molL-1K3Fe(CN)6溶液(1分),无深蓝色沉淀时加入回收的铜锌沉淀物(1分)并搅拌,调节pH为3.2(1分),静置,过滤(1分),取

18、滤液16.2018南京、盐城一模,18(5)(5分)PbCrO4是一种黄色颜料,制备PbCrO4的一种实验方法如下:6molL-1NaOH溶液6%H2O2溶液CrCl3溶液制NaCrO2(aq)氧化煮沸冷却液PbCrO4小火加热已知:Cr(OH)3(两性氢氧化物)呈绿色且难溶于水;Pb(NO3)2、Pb(CH3COO)2均易溶于水,Ksp(PbCrO4)=2.810-13,Pb(OH)2开始沉淀时pH为7.2,完全沉淀时pH为8.7;六价铬在溶液中物种分布分数与pH关系如图所示;PbCrO4可由沸腾的铬酸盐溶液与铅盐溶液作用制得,含PbCrO4晶种时更易生成。(5)请设计用“冷却液”制备PbCrO4的实验方案:实验中须使用的试剂有6molL-1的醋酸溶液、0.5molL-1的Pb(NO3)2溶液、pH试纸。答案(5)在不断搅拌下,向“冷却液”中加入6molL-1的醋酸溶液至用pH试纸测溶液pH为7,将溶液加热至沸腾,先加入一滴0.5molL-1Pb(NO3)2溶液,搅拌片刻产生少量沉淀,然后继续滴加0.5molL-1Pb(NO3)2溶液至有大量沉淀产生,静置,向上层清液中滴入0.5molL-1Pb(NO3)2溶液,若无沉淀生成,停止滴加,静置、过滤、洗涤、干燥