2022高考化學(xué)復(fù)習(xí)103 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價

第3講化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價

［考試要求］

1.學(xué)會常見氣體的實(shí)臉室制法（包括所用試劑、反應(yīng)原理、儀器和收集方法）及相關(guān)的實(shí)

臉設(shè)計(jì)與評價。2.根據(jù)化學(xué)實(shí)臉的目的和要求，能做到：①設(shè)計(jì)實(shí)臉方案；②正確選用實(shí)驗(yàn)裝

置；③掌握控制實(shí)臉條件的方法；④預(yù)測或描述實(shí)臉現(xiàn)象、分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理

結(jié)論：⑤評價或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。

考點(diǎn)一常見氣體的制備實(shí)驗(yàn)與評判

1知識梳理

1.氣體制備裝置

反應(yīng)裝

反應(yīng)裝置圖適用氣體操作注意事項(xiàng)

置類型

①試管要干燥；

②試管口略低

固、固*。2、于試管底；

加熱型rN%等③加熱時先均

勻加熱再固定

加強(qiáng)熱

①燒瓶加熱時

要隔石棉網(wǎng)；

固、液加

。2、②反應(yīng)物均為

熱型或液、d(

HC1等液體時，燒瓶內(nèi)

液加熱型

JG--要加碎瓷片（或

沸石）

①使用長頸漏

斗時，要使漏斗

下端插入液面

以下；

收

②啟普發(fā)生器

固、液不

力H2>CO2、只適用于塊狀

孔

加熱型捌

料SO2、NO、固體和液體反

板

或液、液

u------------------UNO2等應(yīng)，且氣體不溶

不加熱型

于水；

L③使用分液漏

斗既可以增強(qiáng)

氣密性，又可控

制液體流速

2.氣體的收集方法

收集收集氣體可收集的氣體

收集裝置

方法的類型（舉例）

難溶于水或

U

微溶于水，1Ch、七、NO、

排水法

又不與水反?XCO等

應(yīng)的氣體

t—

:

排向上排空氣密度大于空Cl2>SO2、NO2、

空法氣且不與空co2

氣氣中的成分

法反應(yīng)

密度小于空

向下排空氣氣且不與空

H2、NH3

法氣中的成分

反應(yīng)

3.氣體干燥凈化裝置

液態(tài)固態(tài)固態(tài)固體，

類型

干燥劑干燥劑干燥劑加熱

裝置r噌：

4.防倒吸裝置

①②③④

［提醒］

涉氣類制備實(shí)驗(yàn)先后順序

(1)裝配儀器時：先下后上，先左后右。

(2)加入試劑時，先固后液。

(3)實(shí)驗(yàn)開始時：先檢查裝置氣密性，再加藥品，后點(diǎn)酒精燈。

(4)凈化氣體時：一般先除去有毒、有刺激性氣味的氣體，后除

去無毒、無味的氣體，最后除水蒸氣。

(5)防倒吸實(shí)驗(yàn)：往往是最后停止加熱或停止通氣。

(6)防氧化實(shí)驗(yàn)：往往是最后停止通氣。

2對點(diǎn)速練

練點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)裝置的選擇

1.下列制備和收集氣體的實(shí)驗(yàn)裝置合理的是()

c用鋅粒對稀硫酸制%D用坨0劑MnO2g2

2.下列實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的藥品和裝置圖正確的是()

練后歸納

氣體制備實(shí)驗(yàn)的基本思路

反應(yīng)物氣體據(jù)氣體氣體據(jù)氣體

狀態(tài)及及雜的性質(zhì)水溶的毒性

反應(yīng)條質(zhì)的選擇干性及選擇吸

件性質(zhì)燥劑密度收劑

練點(diǎn)二氣體制備實(shí)驗(yàn)的綜合設(shè)計(jì)

3.某化學(xué)興趣小組為研究生鐵（含碳）與濃硫酸的反應(yīng)情況及產(chǎn)

物性質(zhì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。請回答下列問題:

（1）按上圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持裝置及尾氣處理裝置未畫

出）。儀器b的名稱為；實(shí)驗(yàn)過程中，裝置B中觀察的現(xiàn)象

是;裝置C中有白色沉淀生成，該沉淀是

（填化學(xué)式）。

（2）裝置A中還會產(chǎn)生CO?氣體，請寫出產(chǎn)生CO?的化學(xué)方程

式

（3）為了驗(yàn)證裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有C02,請從下列①?④

中選出必要的裝置，連接到A裝置的c處管口，從左到右的順序?yàn)?/p>

（填序號）；然后再進(jìn)行的操作是從a處多次鼓入N2,其目的是

（4）某同學(xué)通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)后期裝置A中產(chǎn)生的氣體知道還含有

H2理由是

（用離子方程式表示）。

4.過氧化鋸（SrO2）通常用作分析試劑、氧化劑、漂白劑等。制

△

備原理為Sr+O2=SrO2o某興趣小組利用下列裝置在實(shí)驗(yàn)室中模

擬制備過氧化鋰。

（1）選擇必要儀器制備過氧化錮（氣流按從左到右的流向）:

（填字母）。

（2）該實(shí)驗(yàn)制備氧氣的化學(xué)方程式為

（3）連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下，正確的操作順序?yàn)?/p>

（填序號）。

①打開分液漏斗活塞，將水滴入燒瓶中②在相應(yīng)裝置中裝入藥

品③檢查裝置氣密性④加熱⑤停止加熱⑥關(guān)閉分液漏斗活塞

2

（4）利用反應(yīng)Sr++H2O2+2NH3+8H2O=SrO2-8H2OI+2NH：

制備過氧化錮，裝置如下：

魯30%達(dá)。2溶液

溶液

水混合液

①儀器X的作用是

②氨氣在該反應(yīng)中所起的作用是

③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，得到SrO2-8H2O的操作為

(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性強(qiáng):

5.實(shí)驗(yàn)室用下圖所示裝置制備KC10溶液，并通過KC10溶液與

Fe(N03)3溶液的反應(yīng)制備高效水處理劑K2FeO4。

已知KzFeCU具有下列性質(zhì)：①可溶于水、微溶于濃KOH溶液，

②在。?5℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定，③在Fe3+和Fe(OH)3催化作

用下發(fā)生分解，④在酸性至弱堿性條件下，能與水反應(yīng)生成Fe(OH)

3和0

(1)裝置A中KMnO4與鹽酸反應(yīng)生成MnCl2和Cl2,其離子方程

式為，將制備的Cl2通過裝置B可除去

(填化學(xué)式)。

(2)CL與KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KC1O3O在不改變KOH

溶液的濃度和體積的條件下，控制反應(yīng)在0?5℃進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中可采取

的措施是、。

(3)制備RFeCti時，KC1O飽和溶液與Fe(N03)3飽和溶液的

混合方式為

(4)提純KzFeCU粗產(chǎn)品［含有Fe(OH)3、KC1等雜質(zhì)］的實(shí)驗(yàn)方

案：將一定量的LFeCh粗產(chǎn)品溶于冷的3mol-L-*1KOH溶液中，

(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有：飽和KOH溶液，乙醇；除常用儀器外須使

用的儀器有：砂芯漏斗，真空干燥箱)。

考點(diǎn)二化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評價

1知識梳理

1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本原則

-實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程科學(xué)合理

保護(hù)人身、儀器、環(huán)境安全

儀器、條件、試劑在中學(xué)現(xiàn)有條件下能滿足

要求

步驟少、儀器裝置簡單、節(jié)省藥品、效果好

在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下，盡量選用常

見而價廉的儀器和藥品

2.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的步驟

認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，弄清題給信息，結(jié)合已

學(xué)知識，通過類比、遷移、分析等明確實(shí)駛出理

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮怼⒎磻?yīng)物和生成物的性質(zhì)、

反應(yīng)條件，如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕

儀器、反應(yīng)是否需要加熱及溫度是否可控制在一

定的他闈等，選擇合理的儀器和藥品

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原?以及所選用的儀器、藥品,設(shè)計(jì)

出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和完整而乂簡明的實(shí)驗(yàn)操作步驟

:觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，全面而準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過程中的

：現(xiàn)象和數(shù)據(jù)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、

計(jì)算、推理等方法，得出正確的結(jié)論

3.實(shí)驗(yàn)方案評價的四大原則

(1)可行性原則

①分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行；

②實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理；

③實(shí)驗(yàn)步驟是否簡單方便；

④實(shí)驗(yàn)效果是否明顯。

(2)綠色化學(xué)原則

①實(shí)驗(yàn)過程中是否造成環(huán)境污染;

②原料是否無毒、安全、易得；

③原料利用率是否較高；

④反應(yīng)速率是否較快。

（3）安全性原則

化學(xué)實(shí)驗(yàn)從安全角度?？紤]的主要因素如下：

①凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸；

②進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時要防爆炸；

③防氧化；

④污染性的氣體要進(jìn)行尾氣處理；有粉末狀態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)，

要注意防止導(dǎo)氣管堵塞；

⑤防吸水。

（4）規(guī)范性原則

①冷凝回流（有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充

分利用原料，需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、豎裝

的干燥管及冷凝管等）；

②易揮發(fā)液體產(chǎn)物（導(dǎo)出時可為蒸氣）的及時冷卻；

③儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序；

④其他（如實(shí)驗(yàn)操作順序、試劑加入順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等）。

2對點(diǎn)速練

練點(diǎn)一化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案一致性判斷

1.下列實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ?/p>

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)方案

取適量蔗糖溶于盛有蒸儲水的試管中，

檢驗(yàn)蔗糖水解生成葡滴入稀硫酸加熱一段時間，冷卻，滴入

A

萄糖新制氫氧化銅懸濁液，加熱至沸騰，觀

察有無磚紅色沉淀

向盛有25mL蒸鏘水的燒杯中滴入5?

實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鐵

B6滴氯化鐵飽和溶液，加熱煮沸至溶液

膠體

呈紅褐色，停止加熱

向盛有10滴0.1mol.L「AgNCh溶液的

比較AgCkAgl的%試管中滴加0.1molL-,NaCl溶液至不

C

大小再有沉淀生成，再滴加0.1molL-1KI

溶液

比較Mg、Al的金屬性用導(dǎo)線連接鎂片和鋁片，插入盛有氫氧

D

強(qiáng)弱化鈉溶液的燒杯中，觀察氣泡

2.由下列實(shí)驗(yàn)操作得出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論均正確的是（）

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

將石灰石和鹽酸反應(yīng)

碳酸的酸性比硅

A產(chǎn)生的氣體直接通入生成白色沉淀

酸強(qiáng)

硅酸鈉溶液中

B向FeCh溶液中通入生成兩種沉淀Fe3+的氧化性強(qiáng)

足量的H2s于S

向某無色溶液中滴加加入淀粉后溶液變

C原溶液中含有「

少量新制氯水成藍(lán)色

向AgCl固體滴加飽%

D有磚紅色沉淀生成

和NazCrOd溶液Ag2CrO4<AgCl

3.室溫下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的

是（）

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象結(jié)論

向X溶液中滴加幾滴新制氯

A水，振蕩，再加入少量KSCNX溶液中一定含有Fe2+

溶液，溶液變?yōu)榧t色

向濃度均為0.05mol-L1的

NaLNaCl混合溶液中滴加少

BKsp(Agl)>Kp(AgCl)

量AgNCh溶液，有黃色沉淀生

成

向3mLKI溶液中滴加幾滴澳

C水，振蕩，再滴加1mL淀粉溶Br2的氧化性比b的強(qiáng)

液，溶液顯藍(lán)色

用pH試紙測得：CH3COONa

HNCh電離出H十的能力比

D溶液的pH約為9,NaNO?溶液

CH3COOH的強(qiáng)

的pH約為8

練點(diǎn)二化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

4.已知①Na2CrC>4溶液中加酸調(diào)節(jié)pH為3.5時，CrOf轉(zhuǎn)化為

Cr2O7o

②相關(guān)物質(zhì)在不同溫度時溶解度如下表:

溫度

溶解度/g20℃30℃40℃60℃80℃90℃

物質(zhì)

Na2so419.540.848.845.343.742.7

NazCr?。？183198215269376405

“過濾”時產(chǎn)生的濾渣［Cr（OH）3］可用于制備NazSS晶體。

（1）濾渣經(jīng)干燥后與Na2co3混合在空氣中燃燒生成NazCrCU和

co2,此反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（2）請補(bǔ)充完整上述煩燒后混合物制備NazCrzO?晶體（橙紅色）

的實(shí)驗(yàn)方案：水浸，過

濾，，得

NazCoCh晶體（必須使用的試劑有：硫酸，蒸儲水）。

5.［2019?江蘇化學(xué)，19］實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)廢渣（主要含CaSO/HzO,

還含少量SiCh、AI2O3、Fe2O3）為原料制取輕質(zhì)CaCCh和（NH4）2SO4

晶體，其實(shí)驗(yàn)流程如下：

:NHJCO?溶液

廢渣粉木一衩取一*過濾——?海渣------輕質(zhì)CaCO,

I

油液------A(NHJ2sO,晶體

(1)室溫下,反應(yīng)CaSO4(s)+C01-(aq)-CaCO3(s)+S01-

(aq)達(dá)到平衡，則溶液中:；=[A：sp(CaSO4)=

4.8義10-5,&p(CaCO3)=3X10"9]o

(2)將氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2cO3溶液，

其離子方程式為;浸取廢渣時，向(NHQ2CO3

溶液中加入適量濃氨水的目的是o

(3)廢渣浸取在如圖所示的裝置中進(jìn)行。控制反應(yīng)溫度在60-

70℃,攪拌，反應(yīng)3小時。溫度過高將會導(dǎo)致CaSQi的轉(zhuǎn)化率下降，

其原因是;保持溫度、反應(yīng)時間、反應(yīng)物和溶劑的

量不變，實(shí)驗(yàn)中提高CaSCU轉(zhuǎn)化率的操作有o

(4)濾渣水洗后，經(jīng)多步處理得到制備輕質(zhì)CaCO3所需的CaCb

溶液。設(shè)計(jì)以水洗后的濾渣為原料，制取CaCb溶液的實(shí)驗(yàn)方案：

[已知pH=5時Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5時

Al(OH)3開始溶解。實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑：鹽酸和Ca(OH)2]o

練點(diǎn)三化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案綜合評價

6.某同學(xué)設(shè)計(jì)兩種方案來檢驗(yàn)Na2sCh溶液是否發(fā)生變質(zhì)。

方案一：取樣，加入稀鹽酸有氣泡生成，認(rèn)為亞硫酸鈉溶液沒有

變質(zhì)。

方案二：取樣，加入氯化鋼溶液有白色沉淀生成，認(rèn)為亞硫酸鈉

溶液完全變質(zhì)。

請你對兩方案作出評價：

方案一：(填“合理”或“不合理”)，理由是

方案二：(填“合理”或“不合理”)，理由是

7.實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(QFeOQ并探究其性質(zhì)。

資料：QFeCU為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強(qiáng)氧化性,

在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生。2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。

（1）制備KzFeCU（夾持裝置略）

①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是

（鎰被還原為MM+）。

②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。

（2）探究KzFeCU的性質(zhì)

①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a,經(jīng)

檢驗(yàn)氣體中含有Cb。為證明是否是KzFeCU氧化了C廠而產(chǎn)生Cb，設(shè)

計(jì)以下方案：

方案

取少量a,滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色

I

用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將

方案

K2FeO4溶出，得到紫色溶液b,取少量b,滴加鹽酸，有Cb

II

產(chǎn)生

由方案I中溶液變紅可知a中含有離子，但該離子的產(chǎn)

生不能判斷一定是K2FeO4將C1一氧化，還可能由

產(chǎn)生（用方程式表示）。

②根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出：氧化性Cl2FeO廠（填“>”

或“v”），而方案H實(shí)驗(yàn)表明，Ch和FeO廠的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，原

因是O

③資料表明，酸性溶液中的氧化性FeOt>MnOi",驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下:

將溶液b滴入MnSCU和足量H2so4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫

色。該現(xiàn)象能否證明氧化性FeOt>MnOi-o若能，請說明理由；若不

能，進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

理由或方案：

8.實(shí)驗(yàn)室以菱鎂礦（主要成分MgCO3,少量的CaO、SiO2、AI2O3、

Fe2O3）為原料生產(chǎn)高純MgO,其主要實(shí)驗(yàn)流程如下：

_,

2.5mol?LNH4C110%氨水

整-均3T浸%H過戶H沉%卜|洗滌卜瞥-震

II

0濾渣（SiO2,Al20j'Fe2Oj）

（1）寫出用熱的NH4C1溶液浸出鎂元素的離子方程式：

(2)在溫度、攪拌時間一定的情況下，攪拌轉(zhuǎn)速對Mg(OH)2

的沉淀量的影響如圖1所示。攪拌轉(zhuǎn)速大于500轉(zhuǎn)/分，Mg(OH)2沉

淀量降低的原因是

與

購.48

磐.40

外32

4

H,24

O.18

及S.10

200300400500600

攪拌轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)

圖1

(3)灼燒n所用裝置如圖2所示，儀器A的名稱是o為提

高M(jìn)gO的純度，需充分灼燒，通過“稱量”確定灼燒已經(jīng)完全的方法

是O

(4)將用NH4C1浸出所得溶液直接蒸干、灼燒也能制得MgO,

該方法的缺點(diǎn)是0

(5)補(bǔ)充完整由濾渣(SiO2>AI2O3、Fe2O3)制備純凈的Al2(SO4)

348比0晶體的實(shí)驗(yàn)步驟：向一定量濾渣中加入足量的稀硫酸，充分反

應(yīng)后過濾，向?yàn)V液中滴加NaOH溶液至生成的沉淀不再減少，過

濾，，抽干，裝瓶(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑：CO2氣體、

稀硫酸、蒸憎水、無水乙醇)。

本講真題研練

1.[2020.天津卷，15]為測定CuSCU溶液的濃度，甲、乙兩同學(xué)設(shè)

計(jì)了兩個方案。回答下列問題：

I.甲方案

實(shí)驗(yàn)原理：CuSO4+BaCl2=BaSO41+CuCl2

實(shí)驗(yàn)步驟：

足量BaCl2溶液

CuS()、溶液|①過濾后R②洗滌③灼燒

------?固體------?------?

(25.00mL)

④稱重|固體

------>

(wg)

(1)判斷SO廠沉淀完全的操作為o

(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為o(3)步

驟③灼燒時盛裝樣品的儀器名稱為。

(4)固體質(zhì)量為則c(CuSO4)=mol-L-1o

(5)若步驟①從燒杯中轉(zhuǎn)移沉淀時未洗滌燒杯，則測得c(CuSO4)

（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

II.乙方案

實(shí)驗(yàn)原理：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2t

實(shí)驗(yàn)步驟：

①按如圖安裝裝置（夾持儀器略去）

②……

③在儀器A、B、C、D、E中加入圖示的試劑

④調(diào)整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在?；蚵缘陀??？?/p>

度位置，讀數(shù)并記錄

⑤將CuSCU溶液滴入A中并攪拌，反應(yīng)完成后，再滴加稀硫酸至

體系不再有氣體產(chǎn)生

⑥待體系恢復(fù)到室溫，移動E管，保持D、E中兩液面相平，讀

數(shù)并記錄

⑦處理數(shù)據(jù)

（6）步驟②為o

（7）步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫的原因是（填序號）。

a.反應(yīng)熱受溫度影響

b.氣體密度受溫度影響

c.反應(yīng)速率受溫度影響

（8）Zn粉質(zhì)量為。g,若測得H2體積為bmL,已知實(shí)驗(yàn)條件下

-1-1

p（H2）=dg-L,則c（CuSO4）=mol-L（列出計(jì)算表達(dá)

式）。

（9）若步驟⑥E管液面高于D管，未調(diào)液面即讀數(shù)，則測得c

（CuSO4）（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

（10）是否能用同樣的裝置和方法測定MgSO4溶液的濃度：

（填“是”或"否"）o

2.[2019?浙江4月卷，28]某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置（氣密性已檢查）

制備Fe（OH）2白色沉淀。

請回答：

（1）儀器1的名稱o裝置5的作用O

（2）實(shí)驗(yàn)開始時，關(guān)閉K2,打開Ki，反應(yīng)一段時間后，再打開

K2,關(guān)閉KI，發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。請為裝置作一處改進(jìn)，使

溶液能進(jìn)入4中。

（3）裝置改進(jìn)后，將3中反應(yīng)后溶液壓入4中，在4中析出了灰

綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操作過程分析沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因

3.［2018?全國卷I,26］醋酸亞銘［(CH3coO)2<3『2叢0］為磚紅色

晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般

制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鋁還原為二

價銘；二價格再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞輅。實(shí)驗(yàn)裝置如圖

所示，回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)中所用蒸儲水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的

是，儀器a的名稱是o

(2)將過量鋅粒和氯化鋁固體置于c中，加入少量蒸館水，按圖

連接好裝置，打開KI、K2,關(guān)閉K3。

①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為

②同時c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用

是O

(3)打開K3,關(guān)閉K1和K2oc中亮藍(lán)色溶液流入d,其原因

是;d中析出磚紅色沉淀，

為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是、、

洗滌、干燥。

（4）指出裝置d可能存在的缺

點(diǎn)O

第3講化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價

考點(diǎn)一

2對點(diǎn)速練

1.解析：用氯化鐵和氫氧化鈉固體加熱制備N%時也有水生成，

則加熱時試管□應(yīng)略向下傾斜，以防止試管口的水滴倒流炸裂試管，

且收集試管的管口應(yīng)塞一團(tuán)棉花，以防止對流，收集到較純凈的NH3,

A錯誤；NO易被氧化不能利用排空氣法收集，應(yīng)利用排水法收集，B

錯誤；氫氣的密度比空氣小，氫氣應(yīng)短導(dǎo)管進(jìn)長導(dǎo)管出，采用向下排

空氣法收集，C錯誤；H2O2在二氧化鎰的催化作用下，分解生成水和

氧氣，反應(yīng)不用加熱，氧氣不溶于水可用排水法收集，D正確。

答案：D

2.解析：實(shí)驗(yàn)室用氫氧化鈣和氯化錠固體混合加熱制取氨氣，A

項(xiàng)錯誤；用濃鹽酸與二氧化鎰反應(yīng)制取氯氣需要加熱，B項(xiàng)錯誤；裝

置右邊的導(dǎo)管口應(yīng)與飽和碳酸鈉溶液液面相切，導(dǎo)管不能插入液體中，

C項(xiàng)錯誤；氫氧化亞鐵易被空氣中的氧氣氧化，加煤油液封可防止氧

氣與氫氧化亞鐵反應(yīng)，D項(xiàng)正確。

答案：D

3.解析：(1)由裝置圖可知，儀器b為分液漏斗，生鐵(含碳)

與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體，可使?jié)駶櫟钠芳t試紙褪色，濕潤的

藍(lán)色石蕊試紙變紅；把二氧化硫通入硝酸鋼溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生

成硫酸銀沉淀。

△

(2)C與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃)—

C02f+2SO2t+2H2OO

(3)二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，因此應(yīng)先用

酸性高鎰酸鉀溶液除去二氧化硫，然后通過品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是

否除盡，最后通入澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的存在，所選儀器從左到

右的順序?yàn)棰邰冖?，然后從a處多次鼓入N2的目的是趕盡裝置中的空

氣，防止空氣中的CCh干擾實(shí)驗(yàn)。

(4)某同學(xué)通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)后期裝置A中產(chǎn)生的氣體知道還含有

H2的理由是隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃硫酸逐漸變?yōu)橄×蛩?，稀硫酸與鐵單質(zhì)

+2+

反應(yīng)生成氫氣，其反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H=Fe+H2to

答案：(1)分液漏斗濕潤的品紅試紙褪色，濕潤的藍(lán)色石蕊試

紙變紅BaSO4

△

(2)C+2H2SO4(濃)—CO2t+2SO2t+2H2O

(3)③②④趕盡裝置中的空氣，防止空氣中的CCh干擾實(shí)驗(yàn)

2+

(4)Fe+2H'=Fe+H2t

4.解析：(1)根據(jù)反應(yīng)原理，需要制備氧氣。由于鋸是活潑金屬,

能與水發(fā)生反應(yīng)，因此需要預(yù)先除去氧氣中的水蒸氣，然后通入玻璃

管中與鋸發(fā)生反應(yīng)，同時防止空氣中的水和二氧化碳進(jìn)入E裝置，因

此裝置的連接順序是A-B-EfB。(3)由于有氣伍參加反應(yīng)，所以

首先要檢查裝置的氣密性，然后加入藥品。打開分液漏斗活塞，排盡

裝置內(nèi)的空氣，對玻璃管進(jìn)行加熱，發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)完全后，停止加

熱，關(guān)閉分液漏斗活塞，故實(shí)驗(yàn)操作的順序是③②①④⑤⑥。(4)①

氨氣極易溶于水，因此儀器X的作用是防倒吸。②根據(jù)反應(yīng)原理SF'

+

+H2O2=SrO2+2H,通入氨氣可中和H十，促進(jìn)反應(yīng)的正向進(jìn)行。

答案：(1)AfB-EfB

(2)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2t

(3)③②①?⑤⑥

(4)①防倒吸②中和生成的氫離子，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行③過

濾、洗滌、干燥

(5)在鹽酸酸化的氯化亞鐵溶液中滴加硫氟化鉀溶液，無明顯現(xiàn)

象,再向其中加入少量過氧化電思，溶液變?yōu)榧t色，證明SrCh的氧化性

比FeCI3的強(qiáng)

5.解析：(1)KMnCU具有強(qiáng)氧化性，能將C「氧化成Cb,反應(yīng)

離子方程式為2MnO；+10C1+16H+=2Mn2++502t+8H2O,用飽

和食鹽水可除去CL中的HC1氣體。(2)由于Cb與KOH反應(yīng)是放熱

反應(yīng)，可以通過緩慢加入鹽酸來降低溶液的溫度或直接將裝置C用冰

水浴降溫。(3)由于KzFeCU在Fe3"的作用下會發(fā)生分解，故KC10與

Fe(NO3)3反應(yīng)時Fe3+不能過量，故需要將Fe(N03)3緩慢滴加到

KC10溶液中，并不斷攪拌。(4)RFeCU溶于稀KOH溶液，但微溶于

濃KOH溶液，故先將KzFeCU粗產(chǎn)品溶于稀KOH溶液，用砂芯漏斗過

濾除去Fe(OH)3雜質(zhì)，再加入飽和KOH溶液使KzFeCU從溶液中析

出。經(jīng)過濾(砂芯漏斗)、洗滌(乙醇洗滌)、干燥(真空干燥箱)后

得K2FeO4o

+2+

答案：(l)2MnO；+16H+10Cr=2Mn+5Cl2t+8H2OHC1

(2)緩慢滴加鹽酸裝置C加冰水浴

(3)在攪拌下，將Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到KC1O飽和

溶液中

(4)用砂芯漏斗過濾，將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和

KOH溶液，攪拌、靜置，再用砂芯漏斗過濾，晶體用適量乙醇洗滌2?

3次后，在真空干燥箱中干燥

考點(diǎn)二

2對點(diǎn)速練

1.解析：檢驗(yàn)蔗糖水解產(chǎn)物葡萄糖，硫酸是催化劑，檢驗(yàn)前需加

入NaOH溶液中和硫酸，否則不會產(chǎn)生磚紅色沉淀，故A選項(xiàng)錯誤；

制取氫氧化鐵膠體是向沸水中滴入飽和FeCb溶液，繼續(xù)加熱至液體呈

紅褐色，故B選項(xiàng)錯誤；向AgNCh溶液中加入NaCI溶液至不再有沉

淀生成，再滴加KI溶液發(fā)生了反應(yīng)AgCl(s)+r(aq)^Agl(s)+

CP(aq),發(fā)生了沉淀的轉(zhuǎn)化，可說明AgCl的Kp比Agl的大，故C

選項(xiàng)正確；元素金屬性強(qiáng)弱可比較其單質(zhì)置換水或酸中氫的難易，或

其最高價氧化物對應(yīng)水化物堿性的強(qiáng)弱，該實(shí)驗(yàn)方案中因Mg不能與

NaOH(aq)反應(yīng)作正極，Al作負(fù)極，不符合活潑的金屬作負(fù)極的規(guī)律,

故D選項(xiàng)錯誤。

答案：C

2.解析：石灰石和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO?氣體，由于HC1具有揮發(fā)

性，所以將氣體直接通入硅酸鈉溶液中，會發(fā)生反應(yīng)：2HC1+

Na2SiO3=H2SiO31+2NaCl；CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3I+

2Na2co3,因此不可以證明碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，A錯誤；向FeCb溶

液中通入足量的H2S,會發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3+H2S=2FeCl2+S1+

2HC1,只能形成S單質(zhì)一種沉淀，可以證明Fe3+的氧化性強(qiáng)于S,B

錯誤；向某無色溶液中滴加少量新制氯水，加入淀粉后溶液變成藍(lán)色，

說明反應(yīng)后的溶液中含有12,則加入氯水前溶液中含有「，發(fā)生反應(yīng)：

CL+2「=2C「+l2,C正確；同類型的難溶電解質(zhì)，Kp小的先沉淀,

而AgCl、AgzCrCU的類型不同，不能由現(xiàn)象直接比較Ksp,D錯誤。故

合理選項(xiàng)是C。

答案：C

3.解析：本題涉及的考點(diǎn)有Fe2十的檢驗(yàn)、Kp大小比較、氧化性

強(qiáng)弱判斷、鹽類的水解，考查考生化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究的能力，體現(xiàn)了科

學(xué)探究與創(chuàng)新意識的學(xué)科垓心素養(yǎng)。

檢驗(yàn)Fe2+應(yīng)先加KSCN溶液，溶液不變紅色，再滴加新制氯水，

溶液變紅色，A不正確；「先沉淀，說明Kp(Agl)<Kp(AgCl),B

不正確；加淀粉后溶液顯藍(lán)色，說明溶液中發(fā)生了反應(yīng)Br2+2r=I2

+2Br-,氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性，C正確；CH3COONa

溶液與NaNCh溶液濃度不一定相等，無法根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出題給的結(jié)

論,D不正確。

答案：C

4.解析：(2)NazCrOj溶液加硫酸至pH為3.5時生成NazCnCh：

2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H20,Na2Cr2O7溶液中含有

Na2s。4雜質(zhì)。利用90℃以上Na2sO,溶解度開始減小，進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶

除去，利用其在40C時溶解度最大，將Na2Cr2O7溶液降溫到40℃結(jié)晶。

高溫

答案：(1)4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2==4Na2CrO4+4CO2

+6H2O(2)向?yàn)V液中加入硫酸調(diào)節(jié)pH至3.5,將溶液加熱到90℃

(以上)蒸發(fā)結(jié)晶，有大量無色晶體析出，至有少量橙紅色晶體析出

時趁熱過濾，濾液降溫至40C結(jié)晶，過濾，用蒸儲水洗滌，干燥得

NazCmCh晶體

5.解析：本題涉及的考點(diǎn)有Kp的應(yīng)用，沉淀的轉(zhuǎn)化與生成，離

子方程式的書寫等；考查考生分析、解決化學(xué)問題的能力；體現(xiàn)了科

學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。

/、?*c(SOf)c(SOf)<(Ca2+)

(1)溶液中—2+

c(CO：)c(CO3)c(Ca2、)=

^nCCaSO4)4.8X10、

七(CaCO3)=3X10-9=L6X10。

(2)(NH4)2cO3溶液中CO打水解,C01-+H2O-HCO3+OH-,

加入適量濃氨水，溶液中OH一濃度增大，抑制COr水解，從而增加溶

液中CO歹的濃度，促進(jìn)CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3。

(3)(NH4)2cO3受熱易分解,生成N%、82、H2O；加快攪拌

速率可使反應(yīng)物反應(yīng)更充分，提高CaS04的轉(zhuǎn)化率。

解析：(4)濾渣的主要成分有CaCCh、SiO2.AI2O3、Fe2O3o用鹽

酸將其溶解后，過濾除去SiO2o用Ca(OH)2調(diào)節(jié)濾液的pH到5?

8.5,使Fe3+和AF+完全沉淀，過濾除去Fe(OH)3知Al(OH)3。

答案:(1)1.6X104

(2)HCO3+NH3H2O=NH^+C01"+H2O

(或

HCOJ+NH3H2O^NHJ+COg+H2O)

增加溶液中COg的濃度，促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化

(3)溫度過高，(NHQ2co3分解加快攪拌速率

(4)在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣，待觀察不到氣泡產(chǎn)

生后，過濾，向?yàn)V液中分批加入少量Ca(0H)2,用pH試紙測量溶液

pH,當(dāng)pH介于5?8.5時:過濾

6.答案：不合理亞硫酸鈉部分變質(zhì)時加入稀鹽酸也會產(chǎn)生氣泡

不合理亞硫酸鈉也能與氯化鋼反應(yīng)生成白色沉淀，亞硫酸鈉未變質(zhì)

或部分變質(zhì)時也會產(chǎn)生白色沉淀

7.解析：(1)①KMnCU被HC1還原為MnCb,HC1被氧化為Cb,

反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCb+5C12t+

8H20o②應(yīng)在裝置B中裝入飽和食鹽水，以除去混在Cb中的HC1。

洗氣時，氣體應(yīng)長管進(jìn)、短管出。(2)①滴加KSCN溶液，溶液變紅,

說明原溶液中含有Fe3+。有Fe3+生成，不能判斷FeO廠一定與C「發(fā)生

了反應(yīng)，根據(jù)題目給出的信息，LFeCU在酸性或中性條件下，會快速

產(chǎn)生02,FeO廠會與H+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3+和離子方程式

b3+

為4Fe0i-+20H=4Fe+3O2t+10H2Oo②堿性條件下，氧化性

Cl2>FeOi-；而在酸性條件下，F(xiàn)eOt的氧化能力增強(qiáng)，氧化性

Cl2<Fe0i-o由此可見，兩者氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，主要原因是溶液的

酸堿性不同。

答案：(1)①2KMnO4+16HCl=2MnC12+2KCl+5cbt+8H2。

43+

(2)①IV+4FeOl~+20H=4Fe+3O2t+10H2O②〉溶

液酸堿性不同

③理由：FeOt在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和。2,溶液淺

紫色一定是MnO]的顏色

方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2so4,觀察溶液紫色快速褪

去還是顯淺紫色

8.解析：(1)NH4cl溶解MgO可以理解為其水解呈酸性NH[+

+

H2O-NH3-H2O+H,水解生成的H+與MgO反應(yīng)，促進(jìn)水解平衡正

向移動，生成NH3O(2)利用氨水沉鎂，轉(zhuǎn)速過快，氨氣揮發(fā)；轉(zhuǎn)速

過快，生成Mg(OH)2顆粒小，不易沉降(類似于膠體的生成)。(4)

浸出液中含有MgCb、NH4C1,加熱時產(chǎn)生H。、NH3污