2023版高考化學總復習：專題十六實驗方案的設計與評價專題檢測題組

第第頁專題十六實驗方案的設計與評價1.在實驗室進行物質(zhì)制備,下列設計的實驗方案中,理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟上合理的是()A.CCOCO2Na2CO3B.CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2C.FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液D.CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液答案DA項,C在空氣中燃燒,無法控制只產(chǎn)生CO,而且操作麻煩,況且NaOH的價格比Na2CO3貴,不符合要求;B項,AgNO3價格昂貴,用來制取Cu(OH)2經(jīng)濟上不合理;C項,鐵燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4,不是Fe2O3,理論上不正確;D項,由生石灰制備價格較高的NaOH,過程中利用了水和Na2CO3,符合題目要求。2.亞硝酰氯(ClNO),熔點為-64.5℃,沸點為-5.5℃,遇水反應生成一種氫化物和兩種氧化物。某學習小組利用Cl2和NO通過下圖所示裝置制備亞硝酰氯,下列說法不正確的是()A.裝置X可以隨開隨用,隨關隨停B.裝置Y中的試劑可以換成濃硫酸C.該實驗在進行反應制備之前,應先通氣體將裝置內(nèi)的空氣全部排掉D.裝置Z上方的K2接口處需要連接一個干燥裝置,防止水進入答案BA項,打開K1,銅絲與稀硝酸接觸立即發(fā)生反應,生成的NO被排出,關閉K1,生成的NO不被排出且NO不溶于稀硝酸,X裝置中氣壓增大,左邊液面上升,右邊液面下降,直至銅絲與稀硝酸分離,反應停止,正確;B項,裝置內(nèi)可能含有O2,NO可與O2反應產(chǎn)生NO2,若將Y裝置中的試劑換成濃硫酸,則無法除去X中可能混有的NO2等氣體雜質(zhì),且一般情況下,用U形管裝置盛裝的干燥劑應該為固體,錯誤;C項,為防止NO與空氣中O2反應生成NO2,應先通入Cl2排除裝置內(nèi)的空氣,正確;D項,由于亞硝酰氯遇水反應生成一種氫化物和兩種氧化物,故在裝置Z上方的K2接口處需要連接一個干燥裝置,防止水進入,正確。3.Cl2O是一種強氧化劑,易溶于水且會與水反應生成次氯酸,與有機物或還原劑接觸會發(fā)生燃燒并爆炸。一種制取Cl2O的裝置如圖所示,加熱裝置和夾持儀器已略。已知:Cl2O的熔點為-116℃,沸點為3.8℃;Cl2的沸點為-34.6℃;HgO+2Cl2HgCl2+Cl2O。下列說法正確的是()A.裝置②③中盛裝的試劑依次是濃硫酸和飽和食鹽水B.通干燥空氣的目的是作氧化劑C.從裝置⑤中逸出氣體的主要成分是Cl2OD.裝置④與⑤之間不用橡皮管連接,是為了防止橡皮管燃燒和爆炸答案DA項,從飽和食鹽水中逸出的氣體中含有水蒸氣,所以氯氣要先通過飽和食鹽水,再通過濃硫酸,即裝置②③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水和濃硫酸,錯誤;B項,通干燥空氣的目的是將Cl2O從發(fā)生裝置完全趕出至收集裝置,錯誤;C項,從裝置⑤中逸出氣體的主要成分是Cl2,錯誤;由題給信息Cl2O與有機物接觸會發(fā)生燃燒并爆炸可知,D項正確。解題點睛裝置①②③制取干燥純凈的Cl2,裝置④中生成Cl2O氣體,裝置⑤中的液氨將從裝置④逸出的Cl2O、Cl2混合氣體中的Cl2O冷凝為液體,從而和Cl2分離。4.侯德榜是我國近代化學工業(yè)的奠基人之一,他將氨堿法和合成氨工藝聯(lián)合起來,發(fā)明了“聯(lián)合制堿法”。氨堿法中涉及的反應如下:反應Ⅰ:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl;反應Ⅱ:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。下列制取少量Na2CO3的相關實驗原理和裝置能達到實驗目的的是()答案CA項,長頸漏斗未液封,氣體會從該裝置逸出,錯誤;B項,“洗氣”應采取“長進短出”的方式,錯誤;C項,過量CO2通入后發(fā)生反應CO2+NaCl+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl或CO2+NaCl+NH3·H2ONaHCO3↓+NH4Cl,NaHCO3因在體系中溶解度較小而析出,正確;D項,加熱NaHCO3固體時,試管口應略向下傾斜,錯誤。5.某學習小組設計實驗制備供氫劑——氫化鈉(NaH),實驗裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.相同條件下,粗鋅(含少量C)比純鋅反應速率快B.裝置a還能用來制備CO2氣體C.實驗時先打開活塞K,再點燃c處酒精燈D.判斷鈉是否剩余,可取c中固體加水檢驗答案D粗鋅與稀硫酸形成原電池,會加快化學反應速率,A項正確;啟普發(fā)生器能夠制備氫氣、二氧化碳等氣體,B項正確;實驗時先打開K,利用氫氣排盡裝置內(nèi)的空氣,C項正確;D項,產(chǎn)物氫化鈉也會與水反應產(chǎn)生氫氣,D項錯誤。6.以含鈷廢渣(主要成分為CoO和Co2O3,含少量Al2O3和ZnO)為原料制備鋰電池的電極材料CoCO3的工藝流程如下:下列說法錯誤的是()A.通入SO2發(fā)生反應的離子方程式:2Co3++SO2+2H2O2Co2++SO42?+4HB.加入適量Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH是利用幾種氫氧化物Ksp的不同除鋁C.若萃取劑的總量一定,則分多次加入比一次加入萃取效果更好D.將含Co2+的溶液緩慢滴加到Na2CO3溶液中沉鈷,以提高CoCO3的產(chǎn)率答案DA項,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒,可得離子方程式,正確;B項,氫氧化物Ksp不同,則開始沉淀時所需的pH不同,加入適量Na2CO3溶液調(diào)節(jié)相應的pH可以只沉淀Al3+,正確;C項,萃取過程中,多次萃取能使萃取效率提高,正確;D項,將含Co2+的溶液緩慢滴加到Na2CO3溶液中,碳酸鈉過量,溶液堿性過強,會生成Co(OH)2沉淀,降低CoCO3的產(chǎn)率,錯誤。7.苯酚的性質(zhì)實驗如下:步驟1:常溫下,取1g苯酚晶體于試管中,向其中加入5mL蒸餾水,充分振蕩后液體變渾濁,將該液體平均分成三份。步驟2:向第一份液體中滴加幾滴FeCl3溶液,觀察到溶液顯紫色{查閱資料可知配離子[Fe(C6H5O)6]3-顯紫色}。步驟3:向第二份液體中滴加少量濃溴水,振蕩,無白色沉淀。步驟4:向第三份液體中加入5%NaOH溶液并振蕩,得到澄清溶液,再向其中通入少量CO2,溶液又變渾濁,靜置后分層。下列說法不正確的是()A.步驟1說明常溫下苯酚的溶解度小于20gB.步驟2中紫色的[Fe(C6H5O)6]3-由Fe3+提供空軌道C.步驟3中溴水與苯酚沒有發(fā)生化學反應D.步驟4中CO2與苯酚鈉反應生成苯酚和NaHCO3答案CA項,若5mL的水恰好能夠溶解1g的苯酚,則該溫度下苯酚的溶解度S=1g5g×100g=20g,步驟1形成的是懸濁液,說明常溫下苯酚的溶解度小于20g,正確;B項,[Fe(C6H5O)6]3-中Fe3+提供空軌道,正確;C項,步驟3中由于溴水為少量,溴與苯酚生成的2,4,6-三溴苯酚溶解在過量的苯酚中,觀察不到沉淀,錯誤;D項,酸性:H2CO3>>HCO3-,故步驟4中CO2與苯酚鈉反應生成苯酚和NaHCO8.下圖為探究Na2O2與水反應的實驗。已知:H2O2H++HO2-;HO2-H+A.①④實驗中均只發(fā)生了氧化還原反應B.③和④實驗說明Ksp(BaO2)<Ksp(BaSO4)C.⑤實驗中說明H2O2具有氧化性D.②⑤實驗中產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復燃,說明Na2O2與水反應有H2O2生成答案DA項,①中的反應機理為Na2O2與水反應生成H2O2與NaOH,H2O2分解生成H2O和O2,④中BaO2與稀硫酸反應生成H2O2和BaSO4沉淀,H2O2分解生成H2O和O2,因此兩個試管中均發(fā)生了氧化還原反應和復分解反應,錯誤;B項,④中BaO2與稀硫酸反應生成H2O2和BaSO4沉淀,證明BaO2溶于酸,BaSO4不溶于酸,不能說明Ksp(BaO2)<Ksp(BaSO4),錯誤;C項,⑤中產(chǎn)生的氣體為O2,H2O2中氧元素化合價升高,作還原劑,具有還原性,錯誤;D項,②⑤實驗中產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復燃,說明Na2O2與水反應有H2O2生成,正確。9.實驗室模擬制備亞硝酰硫酸(NOSO4H)的反應裝置如圖所示。下列關于實驗操作或敘述錯誤的是()已知:①亞硝酰硫酸為棱形結(jié)晶,溶于硫酸,遇水易分解;②反應原理為SO2+HNO3SO3+HNO2、SO3+HNO2NOSO4H。A.濃硝酸與濃硫酸混合時,是將濃硫酸慢慢滴加到濃硝酸中,邊加邊攪拌B.裝置B和D中的濃硫酸的作用是防止水蒸氣進入C導致亞硝酰硫酸分解C.冷水的溫度應控制在20℃左右,太低,反應速率太慢;太高,硝酸易分解、SO2逸出D.實驗時用98%的濃硫酸代替70%的H2SO4產(chǎn)生SO2速率更快答案DA項,濃硝酸與濃硫酸混合時,應將濃硫酸慢慢滴加到濃硝酸中,且邊加邊攪拌,正確;B項,亞硝酰硫酸遇水易分解,裝置B、D中的濃硫酸的作用是防止裝置A、E中的水蒸氣進入裝置C中,正確;C項,為保證反應速率不能太慢,同時又要防止溫度過高硝酸分解、SO2逸出,故冷水的溫度應控制在20℃左右,正確;D項,98%的濃硫酸難電離出H+,產(chǎn)生SO2的速率更慢,錯誤。10.下列實驗過程可以達到實驗目的的是()選項實驗目的實驗過程A配制0.4mol/L的NaOH溶液稱取2.0g固體NaOH于燒杯中,加入少量蒸餾水溶解,立即轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中定容B制取純凈的氯氣MnO2和濃鹽酸共熱,將生成的氣體通過飽和食鹽水,然后收集C制備Fe(OH)3膠體將飽和FeCl3溶液滴加到沸水中,繼續(xù)煮沸至液體呈紅褐色D探究SO2的漂白性向溴水中通入SO2,觀察溶液顏色變化答案CA項,不能立即轉(zhuǎn)移,應冷卻至室溫再轉(zhuǎn)移,錯誤;B項,此方法收集到的氯氣中會混有水蒸氣,錯誤;D項,SO2使溴水褪色是因為二氧化硫具有還原性,錯誤。11.碳酸鑭[La2(CO3)3]可用于治療終末期腎病患者的高磷酸鹽血癥,其制備反應的化學方程式為2LaCl3+6NH4HCO3La2(CO3)3↓+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O。某化學興趣小組利用如圖所示裝置模擬制備碳酸鑭。下列說法錯誤的是()XYZWA.導管的連接順序為f→a→b→d→e→cB.X中盛放的試劑是飽和NaHCO3溶液C.球形干燥管的作用為防倒吸D.Z中通入氣體的方式是先通入足量CO2,后通入過量的NH3答案DA項,由裝置可知,W中制備CO2,X除去HCl,Y中制備NH3,在Z中制備碳酸鑭,故導管的連接順序為f→a→b→d→e→c,正確;B項,X中盛放的試劑是飽和NaHCO3溶液,其作用為吸收揮發(fā)的HCl、同時生成CO2,正確;C項,氨氣極易溶于水,球形干燥管的作用為防倒吸,正確;D項,先通入NH3,后通入過量的CO2,NH3在水中溶解度大,CO2在水中溶解度不大,堿性溶液更容易吸收CO2,生成較大濃度的NH4HCO3,錯誤。12.下列實驗過程可以達到實驗目的的是()選項實驗目的實驗過程A配制0.1mol·L-1的FeCl3溶液用托盤天平稱取16.25gFeCl3固體加入少量蒸餾水溶解,轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中定容B探究H2O2的氧化性向盛有2mL酸性KMnO4溶液的試管中滴入H2O2溶液,觀察溶液顏色變化C制備純凈的二氧化硫向Na2SO3中加入濃硝酸,產(chǎn)生的氣體通過濃硫酸DFe3+與I-所發(fā)生的反應為可逆反應取5mL0.1mol·L-1KI溶液,加入1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液,萃取分液后,向水層滴入KSCN溶液,溶液變成紅色答案D托盤天平精確度是0.1g,無法稱量16.25gFeCl3固體,A項錯誤;酸性KMnO4溶液具有強氧化性,會將H2O2氧化,體現(xiàn)了H2O2的還原性,B項錯誤;濃硝酸具有強氧化性,能將Na2SO3氧化為Na2SO4,C項錯誤;故選D。13.某化學興趣小組利用藥品鐵粉、稀硫酸、氫氧化鈉溶液,用下圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。下列有關說法不正確的是()A.儀器1中應該盛放稀硫酸B.本實驗通過控制A、B、C三個開關,將儀器中的空氣排盡后,先關閉開關A,再打開開關B就可觀察到氫氧化亞鐵的顏色C.實驗時為防止儀器2中鐵粉通過導管進入儀器3中,可在儀器2底部放上一塊吸鐵石D.本實驗制備的氫氧化亞鐵可以相對較長時間保持白色狀態(tài)答案B將儀器中的空氣排盡后,應先關閉開關B,再打開開關A,利用生成的H2使2中壓強增大,將FeSO4溶液壓入3中與NaOH溶液反應,可較長時間觀察到氫氧化亞鐵白色沉淀,B項錯誤。14.實驗室用干燥、純凈的氯氣和二氧化硫合成硫酰氯(SO2Cl2),裝置如圖所示(夾持儀器已省略)。已知:SO2Cl2熔點-54.1℃,沸點69.1℃,潮濕環(huán)境易水解產(chǎn)生白霧,受熱易分解為SO2和Cl2。下列說法錯誤的是()A.M為蛇形冷凝管,實驗中應從a口進冷水B.N中盛放堿石灰,其作用是除去未反應的SO2和Cl2,并防止外界水蒸氣進入裝置C.乙和丙裝置中分別盛放飽和食鹽水和濃硫酸D.丁中發(fā)生反應的離子方程式為ClO3-+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2答案CM為蛇形冷凝管,冷凝水是下進上出即a口進冷水,A項正確;SO2和Cl2都會污染環(huán)境,N中盛放堿石灰,其作用是除去未反應的SO2和Cl2,并防止外界水蒸氣進入裝置,B項正確;丁中生成的Cl2通往甲中反應時應先除去揮發(fā)出的HCl氣體,再除去水蒸氣,因此乙和丙裝置中分別盛放濃硫酸和飽和食鹽水,C項錯誤;丁中是制取氯氣的反應,其反應的離子方程式為ClO3-+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H215.下列實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是()選項實驗操作現(xiàn)象結(jié)論A向無水乙醇中加入濃硫酸并加熱,將產(chǎn)生的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液溶液紫紅色褪去產(chǎn)生了乙烯氣體B向某溶液中滴加濃鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入石蕊試液溶液先變紅后褪色溶液中含有SO3HSOC室溫下,測定濃度均為0.1mol·L-1的CH3COONa與HCOONa溶液的pHCH3COONa溶液的pH大結(jié)合H+的能力:HCOO-<CH3COO-D向1mL蛋白質(zhì)溶液中逐滴加入飽和硫酸銨溶液出現(xiàn)沉淀蛋白質(zhì)發(fā)生變性答案CA項,產(chǎn)生的SO2及乙醇蒸氣均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,錯誤;B項,SO2只能使石蕊試液變紅,不能使其褪色,錯誤;C項,相同濃度的CH3COONa溶液的pH比HCOONa溶液的大,說明酸性:CH3COOH<HCOOH,即給出H+的能力:CH3COOH<HCOOH,則結(jié)合H+的能力:CH3COO->HCOO-,正確;D項,蛋白質(zhì)發(fā)生的是鹽析,錯誤。疑難突破B項,石蕊試液先變紅后褪色,產(chǎn)生的氣體可能是Cl2,則原溶液中含有能將Cl-氧化成Cl2的離子,如ClO-、MnO4-、Cr216.為探究溴乙烷與NaOH的醇溶液共熱發(fā)生的是水解反應還是消去反應,甲、乙、丙三名同學分別設計如下三個實驗方案:甲:向反應混合液中滴入溴水,若溶液顏色很快褪去,則可證明發(fā)生了消去反應。乙:向反應混合液中滴入稀硝酸中和NaOH,然后再滴入AgNO3溶液,若有淺黃色沉淀生成,則可證明發(fā)生了消去反應。丙:向反應混合液中滴入酸性KMnO4溶液,若溶液顏色變淺,則證明發(fā)生了消去反應。則有關上述實驗方案敘述()A.甲正確B.乙正確C.丙正確D.上述實驗方案都不正確答案DA項,反應混合液中存在NaOH,Br2與NaOH反應而褪色,不能說明發(fā)生了消去反應,甲錯誤;B項,溴乙烷發(fā)生水解反應也會有此現(xiàn)象,不能說明發(fā)生了消去反應,乙錯誤;C項,反應混合液中的醇也可以使酸性KMnO4溶液顏色變淺,不能說明發(fā)生了消去反應,丙錯誤;故選D。17.下列實驗操作和現(xiàn)象及結(jié)論均正確的是()選項實驗操作和現(xiàn)象結(jié)論A用pH試紙測定NaCl和NaF溶液的pH,pH(NaCl)<pH(NaF)F元素非金屬性強于ClB用聚光束照射淀粉溶液看到一條光亮的通路淀粉分子的直徑大于10-7mC向某無色溶液中滴加氯化鐵溶液和四氯化碳,振蕩后靜置,下層呈紫色可確定原溶液中含有I-D向1mL0.1mol·L-1NaOH溶液中加入2mL0.1mol·L-1CuSO4溶液,振蕩后滴加0.5mL某有機溶液,加熱未出現(xiàn)紅色沉淀該有機物不含有醛基答案CA項,元素非金屬性越強,其氣態(tài)氫化物水溶液的酸性不一定越強,錯誤;B項,實驗現(xiàn)象說明淀粉溶液屬于膠體,淀粉分子的直徑介于10-7m~10-9m之間,錯誤;C項,下層呈紫色,說明有I2生成,故可確定原溶液中含有I-,正確;D項,NaOH的量不足,生成的是堿式硫酸銅,不能得到Cu(OH)2堿性懸濁液,未出現(xiàn)紅色沉淀,不能說明該有機物不含有醛基,錯誤。18.下列方案設計、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是()目的方案設計現(xiàn)象和結(jié)論A檢驗電解法制備的氯氣電解飽和食鹽水,用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗陰極產(chǎn)生的氣體若試紙變藍色,則說明有氯氣產(chǎn)生B探究H2O2和Fe3+的氧化性強弱將稀硫酸酸化的H2O2加入Fe(NO3)2溶液中若溶液出現(xiàn)黃色,則說明H2O2的氧化性比Fe3+強C探究CH3COOH和HClO的Ka大小用pH試紙分別測定0.1mol·L-1CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH若pH(NaClO)>pH(CH3COONa),則說明Ka(CH3COOH)>Ka(HClO)D探究有機物基團之間的相互影響取三支試管各加入等量的己烷、苯、甲苯,分別加入幾滴等量的酸性KMnO4溶液(必要時可以稍稍加熱),再觀察現(xiàn)象若加入甲苯中的溶液褪色,其他兩支試管中的溶液不褪色,則說明苯環(huán)對甲基有影響,使甲基更易被氧化答案DA項,應該用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗陽極產(chǎn)生的氣體,錯誤;B項,在酸性條件下,NO3-也能將Fe2+氧化為Fe3+,應將Fe(NO3)2換成FeSO4或FeCl2,錯誤;C項,NaClO溶液有強氧化性,會漂白pH試紙,無法用pH試紙測定NaClO溶液的pH,錯誤;D項,甲苯、己烷中都含有甲基,加入甲苯中的KMnO19.(根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是()選項實驗操作和現(xiàn)象結(jié)論A在Ca(ClO)2溶液中通入SO2氣體,有沉淀生成酸性:H2SO3>HClOB鈉在燃燒匙中點燃,迅速伸入盛滿CO2的集氣瓶中,產(chǎn)生大量白煙且瓶內(nèi)有黑色顆粒產(chǎn)生CO2有氧化性C將FeCl2溶液滴入酸性KMnO4溶液中,紫紅色褪去Fe2+有還原性D向淀粉溶液中加適量20%的H2SO4溶液,加熱;待冷卻后加入NaOH溶液至中性,再滴加少量碘水,溶液變藍淀粉未水解答案BSO2溶于水生成SO32?,繼而被氧化成SO42?,無法得出題干給出的結(jié)論,A項錯誤;CO20.化學是以實驗為基礎的學科。下列實驗操作或做法正確且能達到目的的是()選項操作或做法目的A往FeCl3溶液中加入稀硝酸除去溶液中的Fe2+,提純FeCl3溶液B往濃硫酸中依次加乙醇和乙酸,加熱制備乙酸乙酯C將灼燒后的銅絲插入無水乙醇中檢驗乙醇的還原性D往不同濃度H2C2O4溶液中分別加過量的KMnO4溶液探究濃度對反應速率的影響答案CA項,加入硝酸引進新的雜質(zhì),錯誤;B項,濃硫酸的密度大于乙醇和乙酸的密度,且混合過程中會放出大量熱,故應將濃硫酸加入乙醇和乙酸中,錯誤;C項,銅絲灼燒生成的CuO,可以氧化乙醇生成乙醛,銅絲變成紫紅色說明乙醇具有還原性,正確;D項,過量的KMnO4溶液將H2C2O4溶液全部消耗不能準確觀察到顏色變化,錯誤。21.化學是以實驗為基礎的科學。下列實驗操作和現(xiàn)象所得的結(jié)論正確的是()選項實驗操作現(xiàn)象結(jié)論A室溫下,向等體積、等pH的HA溶液和鹽酸中分別加入等量NaOH溶液,測混合后溶液的pH混合后溶液的pH:HA溶