考点24 实验方案的设计和评价 备战2020高考化学优选名校好题分项版汇编1（原卷版）

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1、1（2018届河北省五个一联盟（邯郸一中石家庄一中张家口一中保定一中唐山一中）高三上学期第二次模拟考试）CuCl是一种白色粉末，在空气中易被氧化成绿色，见光则分解,变成褐色,是应用广泛的有机合成催化剂,它可采取多种方法制取。方法I:铜粉还原CuSO4溶液。已知:CuCl微溶于水，难溶于乙醇，在水溶液中存在平衡:CuCl+2Cl-CuCl32-(无色溶液)。(1)将废铜板浸入热的H2SO4溶液中，并通入空气，可以生成CuSO4。该反应的离子方程式为_。(2)中观察到_现象时，即表明反应已经完全；中加入大量水的目的是_(请用平衡移动原理解释)。(3)上述流程中，“洗涤”操作所用洗涤剂应选用_(填所

2、用试剂名称)以减少滤渣的溶解损失；“真空干燥”的原因是_。方法:铜电极电解饱和食盐水。往U形管中注入饱和食盐水，将两边的铜丝分别与电源的正、负极相连,实验装置如图。(4)运用电解法制备CuCl的电极反应式为_。(5)产品分析:准确称取所制备的氣化亚铜样品mg，将其置于足量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用amol/L的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液bmL，反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,样品中CuCl的质量分数为_。2（2019届福建省莆田市第二十四中学高三上学期第一次调研考试）FeCl3 为中学化学中经常使用的物质，长郡化学实验小组为探究 F

3、eCl3 的性质，进行了如下实验。来源:Zxxk.Com(1)学习小组 A 为探究 FeCl3与 KI 溶液的反应，特设计如右图所示的原电池实 验装置。在实验过程中，学习小组 A 发现，灵敏电流计的指针先偏转，最后 示数为零。若此时向甲中加入适量 FeCl2 固体，灵敏电流计的指针又发生偏转 此时_（填“甲”或“乙”）中石墨电极为负极，对应的电极反应方程式为_(2)学习小组 B 把 FeCl3 溶液分别加入Na2CO3 溶液和Na2SO3溶液中，发现有如下实验现象：对于中的实验现象，学习小组 B 的同学们有诸多猜测，继续进行实验： I小明取中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的 BaCl2溶液，产

4、生白色沉淀。小明得出结论：FeCl3 与 Na2SO3 发生了氧化还原反应，离子方程式是_。，小红认为小明的实验不严谨，重新设计实验方案并进行实验，证实了小明的结论是正确的。其实验方 案是_。(3)学习小组 C 进一步探究 FeCl3 溶液与足量锌粉的反应。实验操作及实验现象如下表所示：已知：Zn 的化学性质与 Al 相似，能发生反应结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因：_分离出黑色固体，经下列实验证实了其中含有的主要物质。i黑色固体可以被磁铁吸引ii向黑色固体中加入足量的 NaOH 溶液，产生气泡；iii将 ii 中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡； iv.向

5、iii 反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，无变化。 a黑色固体中一定含有的物质是_。b学习小组 C 认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有 Fe3O4，理由是_ (4)为进一步探究 10 mol/L FeCl3 溶液中 Fe3+和 H+氧化性的相对强弱，学习小组 C 补充实验并观察到反应开始时的实验现象如下表所示：学习小组 C 得出结论：在 10 mol/L FeCl3 溶液中，Fe3+的氧化性比 H+强。则表格中横杠处应填_。3（2019届甘肃省武威市第六中学高三上学期第二次阶段性复习过关考试）某学习小组通过查阅资料得知,CO2与Na2O2的反应需要在一定量水蒸气存在的条件下才能进行,于是

6、他们设计了如图所示的装置对此问题进行探究,同时验证Na2O2与CO2反应的气体产物。（1）写出装置A中有关反应的离子方程式:_,装置B中的试剂是_,装置E的作用是_。（2）U形管C中的试剂是_。若要求根据装置D中的现象来确定CO2与Na2O2之间的反应是否需要在潮湿的条件下才能进行,对两个止水夹的操作方式为先打开K1,关闭K2，D中无明显现象；当打开K2，关闭K1，D中的现象为 _,则说明反应需要在潮湿条件下进行。（3）检验气体产物的方法:用玻璃片在水里盖住集气瓶口,将集气瓶从水中取出,正放在实验台上,_。（4）有人认为,经过较长时间反应后,装置D中生成的物质只有Na2CO3而没有NaOH。请

7、设计一个方案证明此结论是正确的:_。4（2019届辽宁省六校协作体高三上学期期初联考）实验室以绿矾(FeSO47H2O)制备补血剂甘氨酸亚铁(NH2CH2COO)2Fe 有关物质性质甘氨酸(NH2CH2COOH)柠檬酸甘氨酸亚铁易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物易溶于水和乙醇，有强酸性和还原性易溶于水，难溶于乙醇实验过程：.配制含0.10mol FeSO4的绿矾溶液。.制备FeCO3：将配制好的绿矾溶液与200mL 1.1molL-1NH4HCO3溶液混合，反应结束后过滤并洗涤沉淀。.制备(NH2CH2COO)2Fe：实验装置如下图（夹持和加热仪器已省略），将实验得到的沉淀和含0.20 mol甘

8、氨酸的水溶液混合后加入C中，然后利用A中的反应将C中空气排净，接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。回答下列问题：（1）实验I中：实验室配制绿矾溶液，将铁粉与稀硫酸混合时哪种试剂应该过量_（2）实验II中：制备FeCO3时应向_溶液中缓慢加入_溶液边加边搅拌，若颠倒试剂滴加顺序可能产生的后果是_生成沉淀的离子方程式为_（3）确认C中空气排尽的实验现象是_（4）加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解，另一个作用是_（5）洗涤实验中得到的沉淀，所选用的最佳洗涤试剂是_。（填序号）A热水 B乙醇溶液 C柠檬酸溶液 来源:ZXXK（6）若产

9、品的质量为17.34g,则产率为_%。5（2019届河北省邢台市第二中学高三上学期第一次月考）根据下图所示各装置和实验室制取氧气的原理，回答下列问题：(1) 仪器B的名称为_。(2) 用mgMnO2和n g KC1O3组成的固体混合物加热制取氧气时，可选用的实验装置是_(填装罝序号）。(3) 将MnO2和KC1O3的混合物充分加热至不再产生氧气时，若要将其中的催化剂MnO2回收再利用，应进行的实验操作是将固体冷却、加水溶解、_、洗涤、干燥。证明MnO2固体已洗涤干净的操作方法为_。(4) 将(2)中的固体混合物加热一段时间，冷却后称得剩余固体为p g，则当(m+n-p):n=_时，表明KC1O

10、3已完全分解。(5) 用双氧水和MnO2制取氧气时，不能选用装置c，其原因是_。(6) 用装置d制取氨气时，所需的化学药品是_。用电子式表示氨气的形成过程_。6（2019届山东省德州市武城县第二中学高三9月月考）有一含NaCl、Na2CO310H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。（1）实验步骤：按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是_。称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的

11、是_。关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为_、_。打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。（2）关于该实验方案，请回答下列问题。如果实验中没有E装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。若样品质量为w g，反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g，则混合物中Na2CO310H2O的质量分数为_(用含w、m1、m2的代数式表示)。7（2019届云南省玉溪市华宁县第二中学高三一轮复习摸底检测）过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒

12、剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：(一)碳酸钙的制备(1)步骤加入氨水的目的是_。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于_。(2)下图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是_(填标号)。a漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗来源:e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO3滤液白色结晶(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈_性(填“酸”、“碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。(4)步骤中反应的化学方程式为_，该反应需要在冰浴下进行，原因是_

13、。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_。(6)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_，产品的缺点是_。8（2019届全国大联考高三入学调研考试卷四）氯气是一种重要的工业原料。（1）实验室可用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式是：_。（2）资料显示：Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2+2H2O。某学习小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质：在该实验中，甲部分的装置是_(填字母)。来源:Z.X.X.K如何检查该装置的气密性?_。乙装置中

14、FeCl2溶液与Cl2：反应的离子方程式是_。丙装置中通人少量Cl2，可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。已知碳酸的酸性强于次氯酸，则丙中发生反应的化学方程式是_。该实验存在明显的缺陷，改进的方法_。9（2018届江西省赣州市第四中学高三上学期第二次月考）某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然氨气具有还原性，能否像H2那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究：（一）制取氨气（1）写出实验制取氨气的化学方程式_；（2）在实验室中，还可以用浓氨水与_（填写一种试剂）快速制取少量氨气；（二）该小组中某同学设计了下图

15、所示的实验装置（夹持及尾气处理装置未画出），探究氨气的还原性：（1）该装置在设计上有一定缺陷，为保证实验结果的准确性，对该装置的改进措施是_。（2）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色，同时生成一种无污染的气体。写出氨气与CuO反应的化学方程式：_ （三）问题讨论（1）有同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的稳定性比Cu2+差（Cu+ Cu+Cu2+）。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O_。（2）在解决了问题（1）后，又有同学提出：Cu2O与CuO的热稳定性哪个

16、更强？于是他们进行了如下实验：取98 gCu(OH)2固体，加热至80100时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000以上，黑色粉末全部变为红色粉末A。冷却后称量，A的质量为72g。据此可推得，A的化学式为_。由此，得到的结论是:_ _。10（2019届云南省新平一中高三第一次月考）无水FeCl3呈棕红色，极易潮解， 100 左右时升华，工业上常用作有机合成催化剂。实验室可用下列装置(夹持仪器略去)制备并收集无水FeCl3。(1)装置A中反应的离子方程式为_。(2)装置F中所加的试剂为_。(3)导管b的作用为_；装置B的作用为_。(4)实验时应先点燃A处的酒精灯，反应一会儿后，再点燃D处的酒精灯

17、，原因为_。(5)反应结束后，拆卸装置前，必须进行的操作是_。(6)为检验所得产品为FeCl3，可进行如下实验：取E中收集的产物少许，加水溶解，向所得溶液中加入_(填试剂名称和现象)。11（2018年天津市高考理综）烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：.采样采样步骤：检验系统气密性；加热器将烟道气加热至140；打开抽气泵置换系统内空气；采集无尘、干燥的气样；关闭系统，停止采样。（1）A中装有无碱玻璃棉，其作用是_。（2）C中填充的干燥剂是（填序号）_。A碱石灰 B无水CuSO4 CP2O5（3）用实验室常用仪器组装一套装置，其作用是与D

18、（装有碱液）相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。_（4）采样步骤加热烟道气的目的是_。.NOx含量的测定将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NO3，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入v1 mL c1 molL1 FeSO4标准溶液（过量），充分反应后，用c2 molL1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗v2 mL。（5）NO被H2O2氧化为NO3的离子方程式是_。（6）滴定操作使用的玻璃仪器主要有_。（7）滴定过程中发生下列反应：3Fe2+NO3+4H+NO+3Fe3+2H2OCr2O72 + 6F

19、e2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3+7H2O则气样中NOx折合成NO2的含量为_mgm3。（8）判断下列情况对NOx含量测定结果的影响（填“偏高” 、“偏低”或“无影响 ”）若缺少采样步骤，会使测试结果_。若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果_。12（2018年普通高等学校招生全国统一考试新课标I卷）醋酸亚铬(CH3COO)2CrH2O为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示，回答下列问题：（1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷

20、却，目的是_，仪器a的名称是_。（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_。同时c中有气体产生，该气体的作用是_。（3）打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是_；d中析出砖红色沉淀，为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是_、_、洗涤、干燥。（4）指出装置d可能存在的缺点_。13（江西师大附中2018届高三年级测试最后一卷）索氏提取法是测定动植物样品中粗脂肪含量的标准方法。其原理是利用如图装置,用无水乙醚等有机溶剂连续、反复、多次萃取动植物样品中的粗脂肪。具体歩驟如下:包装

21、:取滤纸制成滤纸管,放入烘箱中干燥后，移至仪器X中冷却至室温。然后放入称量瓶中称量，貭量记作a；在滤纸筒中包入一定质量研细的样品，放入烘箱中干燥后，移至仪器X中冷却至室温,然后放入称量瓶中称量，貭量记作b.萃取:将装有样品的滤纸筒用长镊子放入抽提筒中,注入一定量的无水乙醚，使滤纸筒完全浸没入乙醚中,接通冷凝水.加热并调节温度，使冷凝下滴的无水乙醚呈连珠状，至抽提筒中的无水乙醚用滤纸点滴检查无油迹为止(大约6h12h).称量.萃取完毕后,用长镊子取出滤纸筒,在通风处使无水乙醚挥发后，将滤纸筒放入烘箱中干燥后,移至仪器X中冷却至室温.然后放入称量瓶中称量，貭量记作c。回答下列问题:(1)实验中使用

22、了三次的仪器X的名称_。为提高乙醚蒸气的冷凝效果,索氏提取器中的冷凝管可选用下列（_）A空气冷凝管 B直形冷凝管C蛇形冷凝管(2)实验中必须十分注意乙醚的安全使用，如不能用明火加热、室内保持通风等。为防止乙醚挥发到空气中形成燃爆，常在冷凝管上口连接一个球形干燥管，其中装入的药品为_(填字母)。来源:ZXXKA活性炭 B碱石灰 CP2O5 D浓硫酸无水乙醚在空气中可能氧化生成少量过氧化物，加热时发生爆炸。检验无水乙醚中是否含有过氧化物的方法是_。(3)实验中需控制温度在7080之间，考虑到安全等因素，应采取的加热方式是_。当无水乙醚加热沸腾后，蒸气通过导气管上升，被冷凝为液体滴入抽提管中，当液面超过回流管最高处时，萃取液即回流入提取器(烧瓶)中该过程连续、反复、多次进行，则萃取液回流入提取器(烧瓶)的物理现象为_。A冷凝回流 B虹吸 C倒吸 D分液索氏提取法与一般萃取法相比较，其优点为_。(4)数据处理:样品中纯脂肪百分含量_(填“”、“”或“=”)。11