（北京专用）2020届高考化学一轮复习 专题二十四 实验方案的设计与评价课件

专题二十四实验方案的设计与评价高考化学(北京专用)五年高考A组自主命题·北京卷题组考点实验方案的设计与评价1.(2014北京理综,28,15分)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值):序号电压/V阳极现象检验阳极产物Ⅰx≥a电极附近出现黄色,有气泡产生有Fe3+、有Cl2Ⅱax≥b电极附近出现黄色,无气泡产生有Fe3+、无Cl2Ⅲbx0无明显变化无Fe3+、无Cl2(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是。(2)Ⅰ中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应:。(3)由Ⅱ推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有性。(4)Ⅱ中虽未检验出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:序号电压/V阳极现象检验阳极产物Ⅳax≥c无明显变化有Cl2Ⅴcx≥b无明显变化无Cl2①NaCl溶液的浓度是mol/L。②Ⅳ中检验Cl2的实验方法:。③与Ⅱ对比,得出的结论(写出两点):。答案(1)溶液变红(2)2Cl--2e- Cl2、Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+(3)还原(4)①0.2②取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝③通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立;通过控制电压,验证了Fe2+先于Cl-放电解析(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是溶液变红。(2)依题意可知,相关反应为2Cl--2e- Cl2,2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。(3)Fe2+-e- Fe3+,Fe2+表现出还原性。(4)①做对照实验时,应控制变量,除pH相同外,c(Cl-)也应相同。0.1mol/LFeCl2溶液中c(Cl-)=0.2mol/L,故c(NaCl)=0.2mol/L。②取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝,可证明Ⅳ中阳极产物有Cl2。③由实验Ⅱ、Ⅴ可知通过控制电压,Fe2+可先于Cl-放电;实验Ⅳ表明,通过控制电压,可使Cl-放电产生Cl2,Cl2再将Fe2+氧化成Fe3+,从而说明通过控制电压,产生Fe3+的两种原因均成立。答题规范物质检验题的答题模板 2.(2012北京理综,27,15分)有文献记载:在强碱性条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异,查阅资料:a.Ag(NH3 +2H2O Ag++2NH3·H2Ob.AgOH不稳定,极易分解为黑色Ag2O(1)配制银氨溶液所需的药品是。(2)经检验,实验Ⅰ的气体中有NH3,黑色物质中有Ag2O。①用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,产生的现象是。装置实验序号试管中的药品现象 实验Ⅰ2mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液\有气泡产生;一段时间后,溶液逐渐变黑;试管壁附着有银镜实验Ⅱ2mL银氨溶液和数滴浓氨水有气泡产生;一段时间后,溶液无明显变化2)②产生Ag2O的原因是。(3)该同学对产生银镜的原因提出假设:可能是NaOH还原Ag2O。实验及现象:向AgNO3溶液中加入,出现黑色沉淀;水浴加热,未出现银镜。(4)重新假设:在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O。用下图所示装置进行实验。现象:出现银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。 (5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假设:在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。进行如下实验: ①有部分Ag2O溶解在氨水中,该反应的化学方程式是。②实验结果证实假设成立,依据的现象是。(6)用HNO3清洗试管壁上的Ag,该反应的化学方程式是。答案(1)AgNO3溶液和氨水(2)①试纸变蓝②在NaOH存在下,加热促进NH3·H2O分解,逸出NH3,促使Ag(NH3 +2H2O Ag++2NH3·H2O平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与OH-反应立即转化为Ag2O:2OH-+2Ag+ Ag2O↓+H2O(3)过量NaOH溶液(4) (5)①Ag2O+4NH3·H2O 2Ag(NH3)2OH+3H2O②与溶液接触的试管壁上析出银镜(6)Ag+2HNO3(浓) AgNO3+NO2↑+H2O2)解析(3)因该假设的反应物是NaOH和Ag2O,而Ag2O可由反应2AgNO3+2NaOH Ag2O↓+2NaNO3+H2O制得,故应加入过量NaOH溶液。(5)①有部分Ag2O溶解在氨水中,肯定是生成了Ag(NH3)2OH。②若实验结果证实假设成立,则与溶液接触的试管壁上会析出银镜。1.(2019课标Ⅲ,12,6分)下列实验不能达到目的的是 ()选项目的实验A.制取较高浓度的次氯酸溶液将Cl2通入碳酸钠溶液中B.加快氧气的生成速率在过氧化氢溶液中加入少量MnO2C.除去乙酸乙酯中的少量乙酸加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液D.制备少量二氧化硫气体向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸考点实验方案的设计与评价B组统一命题、省（区、市）卷题组答案A本题涉及常见物质的制备方法及除杂知识,通过物质制备的原理,考查了化学实验与探究能力;依据探究目的设计实验,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。A项,Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+NaCl+NaClO,故将Cl2通入Na2CO3溶液中不能制备较高浓度的HClO溶液,错误;B项,MnO2作催化剂可以加快H2O2的分解速率,正确;C项,乙酸和Na2CO3溶液可以反应,乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较低,溶液分层,正确;D项,根据强酸制弱酸原理可知正确。知识拓展制取高浓度次氯酸的方法是:往氯水中加入CaCO3粉末。因为氯水中存在Cl2+H2O HCl+HClO,CaCO3与HCl反应而不能与HClO反应。2.(2019江苏单科,13,4分)室温下进行下列实验,根据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X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色X溶液中一定含有Fe2+B向浓度均为0.05mol·L-1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黄色沉淀生成Ksp(AgI)Ksp(AgCl)C向3mLKI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色Br2的氧化性比I2的强D用pH试纸测得:CH3COONa溶液的pH约为9,NaNO2溶液的pH约为8HNO2电离出H+的能力比CH3COOH的强答案C本题涉及的考点有Fe2+的检验、Ksp大小比较、氧化性强弱判断、盐类的水解,考查考生化学实验与探究的能力,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。检验Fe2+应先加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变红色,A不正确;I-先沉淀,说明Ksp(AgI)Ksp(AgCl),B不正确;加淀粉后溶液显蓝色,说明溶液中发生了反应Br2+2I- I2+2Br-,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,C正确;CH3COONa溶液与NaNO2溶液浓度不一定相等,无法根据实验现象得出题给的结论,D不正确。易错警示用氯水和KSCN溶液检验Fe2+时要注意试剂的加入顺序,未认真审题易错选A项。3.(2018课标Ⅱ,13,6分)下列实验过程可以达到实验目的的是 ()编号实验目的实验过程A配制0.4000mol·L-1的NaOH溶液称取4.0g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250mL容量瓶中定容B探究维生素C的还原性向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化C制取并纯化氢气向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液D探究浓度对反应速率的影响向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察实验现象答案B本题考查实验方案的设计与评价。固体溶解后先将溶液冷却至室温,再转移至容量瓶,然后用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液一并倒入容量瓶中,最后定容,A不正确;FeCl3被还原后,溶液由黄色变为浅绿色,B正确;纯化氢气时应最后用浓硫酸干燥,C不正确;NaHSO3溶液与H2O2溶液反应时无明显现象,D不正确。关联知识①托盘天平的精确度为0.1g。②H2O2作氧化剂时,还原产物为H2O;作还原剂时,氧化产物为O2。4.(2017天津理综,4,6分)以下实验设计能达到实验目的的是 ()实验目的实验设计A.除去NaHCO3固体中的Na2CO3将固体加热至恒重B.制备无水AlCl3蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液C.重结晶提纯苯甲酸将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶D.鉴别NaBr和KI溶液分别加新制氯水后,用CCl4萃取答案DNaHCO3固体受热易分解,A不正确;Al与稀盐酸反应生成AlCl3和H2,蒸发AlCl3溶液最终得到Al(OH)3固体,B不正确;重结晶法提纯苯甲酸是将粗品溶于少量热水中,然后趁热过滤,冷却结晶,C不正确;2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2,2KI+Cl2 2KCl+I2,用CCl4萃取后,CCl4层显橙色的原溶液为NaBr溶液,CCl4层显紫色的原溶液为KI溶液,D正确。关联知识AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,加热促进水解,HCl挥发,最终得到Al(OH)3固体。5.(2016课标Ⅱ,13,6分)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MgCl2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.比较水与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答案D制备Fe(OH)3胶体时,应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,A项不能达到实验目的;将MgCl2溶液加热蒸干将得到Mg(OH)2,欲得到无水MgCl2,应在氯化氢气流中加热蒸干,B项不能达到实验目的;向混有CuO的Cu粉中加入稀HNO3,Cu也会与HNO3发生反应,C项不能达到实验目的。6.(2015重庆理综,4,6分)下列实验中,所使用的装置(夹持装置略)、试剂和操作方法都正确的是 ()  答案AA项,Fe(OH)2易与O2反应,所以在FeSO4溶液液面上方加一层植物油,且胶头滴管下端伸到液面下滴加NaOH溶液;B项,容量瓶不能用于直接溶解药品、稀释溶液;C项,实验室制NH3所用药品为NH4Cl和Ca(OH)2,氨气极易溶于水,不能用排水法收集;D项,温度计水银球应位于液面以下,乙醇和浓硫酸反应除有乙烯生成外,还有SO2、乙醇蒸气产生,而SO2、乙醇蒸气和乙烯均能使KMnO4酸性溶液褪色。7.(2019江苏单科,19,15分)实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下: (1)室温下,反应CaSO4(s)+C (aq) CaCO3(s)+S (aq)达到平衡,则溶液中 =[Ksp(CaSO4)=4.8×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9]。(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是。(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70℃,搅拌,反应3小时。温度过23O24O2423(SO)(CO)cc高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有。 (4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案:[已知pH=5时Fe(OH)