2025屆高三化學一輪復習：實驗方案的設計與評價

強化練57實驗方案的設計與評價

基礎落實

選擇題只有1個選項符合題意

1.（2024.安徽師大附中素質測試）下列有關實驗操作、現(xiàn)象和結論都正確的是（）

選項實驗操作和現(xiàn)象結論

向溶有SO2的BaC12溶液中加入Fe（NO3）3溶不能說明NCK在酸性條

A

液，有白色沉淀生成件下具有強氧化性

B向銅與濃硫酸反應后的溶液中加水，溶液變藍反應后有C/+生成

向濃HNO3中插入紅熱的木炭，產(chǎn)生紅棕色氣木炭可與濃HNO3反應生

C

體成NO2

鋁粉與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應，冷卻后將固體溶

氧化鐵已經(jīng)完全被鋁粉

D于鹽酸，向所得溶液滴加KSCN溶液，溶液顏

還原

色無明顯變化

2.（2024.遼寧省實驗中學段測）下列實驗目的、實驗操作及現(xiàn)象、結論有錯誤的是

（）

選項實驗目的實驗及現(xiàn)象結論

向10mL1mol/L的NaBr溶

比較。2、Br2、12的液中通入標況下22.4mLC12,

A氧化性Cl2>Br2>l2

氧化性充分反應后再加入淀粉一KI

溶液，溶液先變橙后變藍

灼燒銅絲至其表面變黑、灼

驗證有機物中有醇該有機物中有醇羥

B熱，伸入盛有某有機物的試管

羥基基

中，銅絲恢復亮紅色

驗證某固體是室溫下取少量固體于試管中，

CNa2c03還是插入溫度計，加入幾滴水，溫該固體是NaHCCh

NaHCO3度降低

D判斷強酸和弱酸用pH計測量溶液的pH,可以確定H2c03是

NaHCCh溶液顯堿性，弱酸，無法判斷

NaHSO3溶液顯酸性H2s03是否為弱酸

3.（2024.廣州執(zhí)信中學月考）下列實驗方案設計、現(xiàn)象和結論都正確的是（）

目的方案設計現(xiàn)象和結論

常溫下，用pH計測定等若Na2c03溶液的pH比

判斷C元素和S元素非

A濃度的Na2c03溶液和NazSCh溶液的大，貝U非

金屬性的強弱

Na2sCh溶液的pH金屬性：S>C

將黑色粉末加入稀鹽酸若溶液不顯紅色，則黑

檢驗CO還原Fe2O3固體

B溶解后，再加入KSCN色粉末中一定不存在的

所得黑色粉末的成分

溶液，觀察顏色FezOs

在一支試管中加入2mL

濃硫酸，然后邊振蕩邊

飽和碳酸鈉液面上出現(xiàn)

慢慢加入3mL乙醇和2

C乙酸乙酯的制備無色油狀液體，并有水

mL乙酸，再加入幾片碎

果香味，說明產(chǎn)生酯類

瓷片；連接好裝置，并

加熱，觀察現(xiàn)象

用飽和食鹽水和瓊脂粉

配制瓊脂溶液并倒入兩

個培養(yǎng)皿中，各滴加幾鐵釘A周圍出現(xiàn)紅色，

證明金屬防腐措施中犧滴酚酉太和鐵氟化鉀溶鐵釘B周圍出現(xiàn)紅色和

D

牲陽極法的有效性液，將一端裹有鋅皮的藍色，說明活潑性強的

鐵釘A和一端纏有銅絲鋅保護了鐵

的鐵釘B分別放入培養(yǎng)

皿，觀察現(xiàn)象

4.（2024.沈陽二中段考）同學們研究化學反應速率時設計了如下系列實驗。

I.甲同學用量氣法測量化學反應的速率

可上下拉動的銅絲

(1)圖2與圖1相比的優(yōu)點是

⑵也可以將圖1中的注射器改為連通器如圖3,為了準確地測量H2的體積，在讀

取反應后甲管中液面的讀數(shù)時，應注意(填寫序號)。

a.視線與凹液面最低處相平

b.等待片刻，待乙管液面不再上升時讀數(shù)

c.讀數(shù)時應上、下移動乙管，使甲、乙兩管液面相平

d.反應結束立即讀數(shù)

甲—乙

圖3

(3)若想用圖3測定二氧化碳的體積，結合平衡移動理論，為了減小誤差，甲管中

應盛放(填試劑名稱，已知：CO2+H2OH2co3,H2CO3H++

HCO,)。

II.乙同學測定室溫下溶液與用硫酸酸化的KMnO4溶液的反應速率。實驗時，先

分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時。該小組設計

了如下的方案。

H2c2。4溶液酸性KMnO4溶液

濃度/mol?L-1體積/mL濃度/moLL-i體積/mL

5.06.02.04.0

(4)寫出H2c2。4與KMnO4(H+)反應的離子反應方程：

(5)實驗測得酸性KMnCU溶液褪色所用的時間為10s,忽略混合前后溶液體積的

微小變化，這段時間內(nèi)平均反應速率0(H2c2。4)=o

5.（2023?北京東城綜合練）石墨電極常用作惰性電極，但在電解過程中常伴有損耗

（石墨的氧化和脫落）。用如圖所示裝置分別電解下列溶液（通過相同電量），記錄陽

極區(qū)的現(xiàn)象如下。

電解液

編號電解液陽極區(qū)的現(xiàn)象

有氣體逸出，液體顏色不變，池底逐漸沉積黑色

甲1mol-L1Na2SO4

粉末

乙2mol-L1NaOH有氣體逸出，液體逐漸變?yōu)樽睾稚?/p>

內(nèi)2mol-L1NaCl有氣體逸出，液體逐漸變?yōu)辄S綠色，無黑色粉末

（1）甲中陽極產(chǎn)生氣體的電極反應式是

（2）甲所得陽極液中有H2O2。某同學設計實驗：向硫酸酸化的FeSCU溶液中滴加

幾滴KSCN溶液，再滴入少量電解后的陽極液，溶液立即變紅。該實驗不能證明

陽極液中含有H2O2,因為陽極液中還含有（填物質）。

⑶探究乙所得陽極液的成分。

①證實該分散系是膠體：用激光筆照射陽極液，在與光束垂直的方向觀察到

__________________________________________（填實驗現(xiàn)象）o

②證實陽極液中含有CO3

2滴酚酷溶液

口滴加NaOH「一滴加2滴「

滴加鹽酸至溶液至恰好CaCk溶液

恰好褪色,-變紅（pH=10”

yiitiiiL

陽極液（PH=8）

白色渾濁

i和ii的目的是排除OH-的干擾。ii中反應的離子方程式是

(4)設計實驗用化學方法證明，電解時甲和丙中陽極產(chǎn)生的氣體不同：

(5)儀器分析表明，析氧后的石墨電極表面與新打磨的石墨電極表面相比，一0H、

—COOH等含氧官能團的含量明顯增加。

①結合石墨晶體結構分析，電解過程中石墨粉末脫落時破壞的作用力有

②與甲對比，乙中脫落的石墨更易分散成膠體的原因是

6.無水四氯化錫(SnC14)常用作媒染劑和部分有機合成的催化劑。某化學興趣小組

利用如圖裝置(部分加熱裝置略)制備SnC14并測定產(chǎn)品中S/+含量。

已知：①SnC14熔點為一33℃,沸點為114.1℃,在潮濕空氣中極易潮解(水解生

成SnO2xH2O),且熔融Sn與Cl2反應生成SnCl4時放出大量的熱。

②Sn熔點為232℃,無水SnCl2熔點為246℃、沸點為652℃。

回答下列問題：

(l)a管的作用是__________________________________________0

(2)裝置B、C中的試劑分別為、(填名稱)。

(3)為了獲得較純的產(chǎn)品，當觀察F裝置液面上方時,再點燃D處酒精燈。

反應制得的產(chǎn)品中可能會含有雜質SnCh,為加快反應速率并防止產(chǎn)品中混有

SnCh,除了通入過量C12外，還應控制反應的最佳溫度范圍為0

(4)甲同學欲證明裝置A產(chǎn)生的氣體中含有HC1,設計如圖裝置進行實驗。

H

乙同學認為，不能確定進入裝置I的氣體只有一種，為證明最終進入裝置I的氣

體只有一種，乙同學提出再加一個裝置，即可完成論證。請給出改進方案：

（5）碘氧化法滴定分析產(chǎn)品中Si?+的含量。準確稱取ag產(chǎn)品于錐形瓶中，用蒸儲

水溶解，淀粉溶液做指示劑，用bmol-L1碘標準溶液滴定，發(fā)生反應：Sn2++

4+

l2=Sn+2ro滴定終點消耗碘標準溶液VmL,則產(chǎn)品中S/+的質量分數(shù)為

（用含a、b、V的代數(shù)式表示）。

能力提升

7.（2023?石家莊一中月考）為改變生橡膠受熱發(fā)粘遇冷變硬的不良性能，工業(yè)上常

將橡膠硫化來改善橡膠的性能，S2c12和SC12均為改善橡膠性能的重要化工產(chǎn)品。

I.已知下列化學鍵的鍵能及S4的結構式

7/

S4的結構式

化學鍵S—SS—ClCl—Cl

鍵能/(kJ/mol)abc

已知反應：S4（g）+4C12（g）===4SC12（g）。1molS4與4molCh完全反應可放出dkJ

熱量，則6=（用含a,c,d的代數(shù)式表示）。

II.資料卡片：

i.二氯化二硫常溫下是一種黃紅色液體，有室息性、刺激性惡臭，熔點一80℃,

沸點135.6℃；

ii.S2c12遇水強烈反應。

工業(yè)上可以用氯氣和硫單質反應制得S2c12,實驗室用如圖裝置模擬工業(yè)制取少量

S2c12。

（1）制取少量S2c12（必要的加熱裝置未省略）

實驗室可利用硫與少量氯氣在110?140℃反應制得S2c12粗品。

①S2c12的電子式是O請寫出實驗室適合A裝置制取氯氣的離子方程式

②請補充完整實驗裝置連接順序：A-。其中，D裝置的作用是

冰鹽水的作用是o

③實驗過程中，實驗前和停止加熱后，都需通一段時間的氮氣，若停止加熱后沒

有繼續(xù)通氮氣，S2c12的產(chǎn)率將（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

（2）①S2c12遇水強烈反應，已知其中一種氣體產(chǎn)物X能使品紅溶液褪色，加熱后

又恢復原狀，且反應過程中只有一種元素化合價發(fā)生變化，寫出該反應的化學方

程式____________________________________________________

②假設共收集到S2c12和水反應生成的混合氣體VL（標準狀況），請利用下列試劑

設計實驗方案測定混合氣中氣體X的體積分數(shù)：

試齊U：HNO3酸化的AgNO3溶液H2s04酸化的KMnO4溶液H2O2溶液

Ba（0H）2溶液

實驗步驟現(xiàn)象

a.取VL混合氣體，通入足量____________

產(chǎn)生白色沉

b.向a中充分反應后的溶液中加入________

淀

C.___________________,稱量（填必要的操作名稱）

d.計算。白色沉淀的質量為mg,則X的體積分數(shù)為________%

8.為測定CuSCU溶液的濃度，甲、乙兩同學設計了兩個方案?；卮鹣铝袉栴}:

I.甲方案

實驗原理：CuSO4+BaC12=BaSO4I+CuCl2

實驗步驟：

足量Ba。2溶液

(1)判斷S01沉淀完全的操作為

(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)固體質量為wg,則c(CuS04)=mol-L-1o

⑸若步驟①從燒杯中轉移沉淀時未洗滌燒杯，則測得c(CuS04)(填

“偏高”“偏低”或“無影響”)。

n.乙方案

實驗步驟：

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調整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，讀數(shù)并

記錄

⑤將CuS04溶液滴入A中攪拌，反應完成后，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需保證體系恢復到室溫的原因是(填序號)。

a.反應熱受溫度影響

b.氣體密度受溫度影響

c.反應速率受溫度影響

(8)Zn粉質量為ag,若測得H2體積為6mL,已知實驗條件下p(H2)=dgXL-L

則c(CuS04)moLL一上列出計算表達式)。

(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調液面即讀數(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MgSCU溶液的濃度：(填“是”或

“否”)。

參考答案

l.A[A.溶液中Fe3+也能將S02氧化成SOF,從而生成白色沉淀，故A正確；

B.操作中應將銅與濃硫酸反應后的溶液慢慢加入水中，故B錯誤；C.濃HNO3受

熱分解也可產(chǎn)生紅棕色氣體，故C錯誤；D.反應中生成鐵單質，鐵單質也會將氧

化鐵與稀鹽酸反應生成的鐵離子還原為亞鐵離子，使得溶液不變紅色，不能證明

氧化鐵已經(jīng)完全被鋁粉還原，故D錯誤。]

2.B[A.向lOmLlmol/L的NaBr溶液中通入標況下22.4mLCb,充分反應后再

加入淀粉一KI溶液，溶液先變橙后變藍，在該過程中氯氣少量和澳化鈉反應消耗

完，產(chǎn)生的澳單質氧化碘離子生成碘單質，故出現(xiàn)先變橙后變藍，A正確；B.灼

燒銅絲至其表面變黑、灼熱，伸入盛有某有機物的試管中，銅絲恢復亮紅色可能

是因為與醇羥基反應生成紅色的銅，也可能是因為含有竣基將黑色氧化銅反應掉

剩余紅色的銅，B錯誤；C.碳酸鈉溶于水放熱，碳酸氫鈉溶于水吸熱，故溫度降

低的是碳酸氫鈉,C正確;D用pH計測量溶液的pH,NaHCO3溶液顯堿性,NaHSCh

溶液顯酸性，只能說明碳酸氫鈉是強堿弱酸鹽，對應的碳酸是弱酸，不能說明亞

硫酸氫鈉對應的亞硫酸是強酸還是弱酸,因為硫酸氫鈉顯酸性對應的硫酸是強酸,

當酸式酸根離子的電離大于水解時就顯酸性，故不能說明是強酸還是弱酸，D正

確。]

3.D[A.判斷C元素和S元素的非金屬性強弱需通過實驗判斷其各自最高價氧化

物對應的水化物即碳酸和硫酸酸性的強弱，亞硫酸不是硫的最高價含氧酸，A錯

誤；B.CO還原Fe2O3固體生成鐵單質，鐵單質會將鐵離子還原為亞鐵離子，干擾

鐵離子的檢驗，B錯誤；C.濃硫酸溶于水放出大量的熱，實驗中應該首先加入乙

酸或乙醇然后再慢慢加入濃硫酸，C錯誤；D.金屬活潑性為鋅＞鐵＞銅，纏有銅絲

的鐵釘周圍出現(xiàn)藍色說明生成亞鐵離子，裹有鋅皮的鐵釘周圍出現(xiàn)紅色說明活潑

性強的鋅保護了鐵，該實驗能證實金屬防腐措施中犧牲陽極法的有效性,D正確。]

4.(1)可以控制反應的發(fā)生與停止，同時能減小體積誤差

(2)abc(3)飽和NaHCO3溶液

+2+

(4)5H2c2。4+2MnO4+6H==2Mn+IOCO2T+8H2O

(5)0.2mol-L^s-1

解析(1)由題干裝置圖可知，圖2可以通過拉伸銅絲來控制反應的發(fā)生與停止，

故圖2與圖1相比的優(yōu)點是可以控制反應的發(fā)生與停止，同時能減小體積誤差；

(2)a.讀數(shù)時視線與凹液面最低處相平，以保證讀數(shù)準確，a符合題意；b.通過提拉

銅絲可以控制反應結束的時間，從硫酸中拉出銅絲后，需調節(jié)甲、乙兩管液面相

平，在這個過程中量氣管中的氣壓會發(fā)生變化，因此需等待片刻，待乙管液面不

再上升且兩管液面在同一水平時讀數(shù)，b符合題意；c.讀數(shù)時應上、下移動乙管，

使甲、乙兩管液面相平，以保證內(nèi)外壓強一致，以保證氣體的體積更加準確，c

符合題意；d.反應結束立即讀數(shù)，由于反應放熱，里面氣體膨脹，此時讀數(shù)不準

確，d不合題意；(3)根據(jù)已知，CO2+H2OH2co3,H2CO3H++HC0F,

用圖3測定二氧化碳的體積，結合平衡移動理論，為了減小誤差，即需使得上述

平衡逆向移動，以保證盡可能多的將C02排出，則甲管中應盛放飽和NaHCCh溶

液；(4)高鎰酸鉀具有強氧化性，發(fā)生還原反應生成Mn2+,H2c2O4具有還原性，

3

發(fā)生氧化反應生成CO2；(5)5H2c2。4?2KMn04,tt(H2C2O4)=5mol/Lx6xl0L=

3

0.03mol,n(KMnO4)=2mol/Lx4xl0_L=0.008mol,H2c2O4過量，KMnCk完全

_AcAn

反應，則參加反應的H2c2。4為0.02mol,平均反應速率v(H2c2。4)=7=石=0.2

mol/L-So

+

5.(l)2H2O-4e===4H+O2f(2)O2(3)①光亮的通路

@HCO?+OH-=COt+H2O(4)將濕潤的淀粉KI試紙分別靠近甲和丙的陽極

管口，只有丙的試紙變藍(或將帶火星的木條分別靠近甲和丙的陽極管口，只有甲

的火星變亮，合理即可)(5)①碳碳鍵和石墨層間的分子間作用力②堿性條件

下，一COOH中和成一COCF,增大了層間的斥力，使石墨粒子尺寸更小(使石墨

粒子親水性增強，更易分散)

解析(1)電解Na2s04溶液，陽極上水失去電子生成02,電極反應式為2H2。一

+

4e-=4H+O2to(2)陽極產(chǎn)生的O2會部分溶解在陽極液中，所以題述實驗不能

說明是H2O2把二價鐵離子氧化成三價鐵離子。(3)①膠體可產(chǎn)生丁達爾效應，具

體操作為用激光筆照射陽極液，可在與光束垂直的方向觀察到光亮的通路。②陽

極液中含有CO?,i的操作為滴加鹽酸至恰好褪色(pH=8),則發(fā)生的離子反應

++

為H+OH-=H2O>COr+H===HCO?,ii的操作為滴力口NaOH溶液至恰好變

紅(pH=10),此時HC03轉化成COF,以利于下步實驗，反應的離子方程式是

HCO?+OH===CO3"+H2OO(4)電解時甲中陽極產(chǎn)生氧氣，丙中陽極產(chǎn)生氯氣，

可用濕潤的淀粉KI試紙或帶火星的木條鑒別二者。(5)①石墨晶體為層狀結構，

同層的碳原子之間形成碳碳共價鍵，層與層之間以分子間作用力結合，析氧后的

石墨電極表面一OH、-COOH等含氧官能團的含量明顯增加，說明電解過程中

石墨粉末脫落時破壞的作用力有層間分子間作用力和碳碳鍵。

6.(1)平衡壓強，使?jié)恹}酸順利流下等

(2)飽和食鹽水濃硫酸

(3)充滿黃綠色氣體232?652℃

(4)在裝置H、I之間連接一個放有濕潤淀粉一KI試紙或濕潤紅色布條的試管

Z?xVxll9xlO3Z?xVx0.119

或或

(5)'a.xlOO%axlOO%

[xVxH.9代

解析由圖可知，裝置A制取氯氣，由于濃鹽酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的氯氣里含有氯化

氫氣體及水蒸氣，B裝置試劑為飽和食鹽水除去氯化氫，C裝置試劑為濃硫酸吸

收水蒸氣，裝置D生成SnC14,在裝置E中冷卻后收集，未反應的氯氣用氫氧化

鈉溶液在G中吸收，防止污染空氣，因SnC14極易水解，應防止G中產(chǎn)生的水蒸

氣進入E中，所以在E與G之間設置裝有濃硫酸的裝置Fo據(jù)以上分析解答。(l)a

管的作用是平衡壓強，使?jié)恹}酸順利流下等。(2)由分析可知，裝置B、C中的試

劑分別為飽和食鹽水、濃硫酸。(3)由于Sn與空氣中的氧氣反應，SnC14在空氣中

極易水解生成SnO2-xH2O,所以制備SnC14之前用C12排盡裝置中的空氣，當觀察

到裝置F中充滿黃綠色氣體時，表明裝置中空氣已排盡，可以點燃D處酒精燈進

行反應。錫在熔融狀態(tài)下與C12反應，可知溫度要高于232℃,又為了減少SnC12

揮發(fā)，要低于其沸點652℃,溫度范圍為：232?652℃。(4)只要含有CF的溶液

都可以與硝酸銀生成白色沉淀，改進措施為在裝置H、I之間連接一個放有濕潤

淀粉一KI試紙或濕潤紅色布條的試管。(5)根據(jù)Sn2++l2=Sn4++2「可得:〃(SnC12)

-32+_32

=n(I2)=^VxlOmol,m(Sn)=^VxlOmolxll9g/mol=0.119Z?Vg,產(chǎn)品中Sn

,，，一口&xVxll9xlO3

十的質量分數(shù)為-----------xlOO%-

T4a+4c+d

7」.§

：ci：s：S：C1：

II.⑴①(1)..............................2MnO3+1ocr+16H+=2Mn2++5CI2f+

8H2。②F—C—B—E—D防止空氣中水蒸氣進入，吸收尾氣冷凝收集S2c12

③偏低(2)①2s2cl2+2H2O=SO2T+3SJ+4HC1T②H2O2溶液Ba(0H)2溶液

過濾，洗滌，干燥漫/

解析I.斷鍵吸熱，成鍵放熱，則根據(jù)方程式可知86—4c—4a=d,解得b=

：：：：：

Aa+Ac+dClSSCI

一—；(1)①S2cb屬于共價化合物，電子式是..............。裝置A

O

不需要加熱,則實驗室適合A裝置制取氯氣的離子方程式為2MnO4+10C1+16H

+2+

=2Mn+5C12t+8H2O；②生成的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫，首先利用飽和

食鹽水除去氯化氫，然后利用濃硫酸干燥氯氣，再通入裝置B中制備S2c12,由

于S2c12的熔點是一80℃,可用冰鹽水冷卻收集，最后通過堿石灰防止空氣中的

水蒸氣進入，同時吸收尾氣，則實驗裝置連接順序：ATFTC—B—E—D。其中，

D裝置的作用是防止空氣中水蒸氣進入，吸收尾氣，冰鹽水的作用是冷凝收集

S2c12。③若停止加熱后沒有繼續(xù)通氮氣，部分產(chǎn)品沒有完全進入裝置E中，因此

S2c12的產(chǎn)率將偏低。(2)①S2c12遇水強烈反應，已知其中一種氣體產(chǎn)物X能使品

紅溶液褪色，加熱后又恢復原狀，X是二氧化硫，且反應過程中只有一種元素化

合價發(fā)生變化，因此還有氯化氫生成，其中二氧化硫是氧化產(chǎn)物，則+1價硫元

素降低被還原為單質硫，該反應的化學方程式為2s2cl2+2H2O==SO2T+3SJ+

4HClh②S2cI2遇水會生成SO2、HC1兩種氣體，要測定該混合氣體中SO2的體

積分數(shù)，需要將其轉化為硫酸領沉淀，則首先被氧化為硫酸，然后加入過量氫氧

化領溶液反應得到硫酸領沉淀，過濾洗滌干燥稱量得到硫酸領沉淀質量，根據(jù)元

素守恒計算二氧化硫體積分數(shù)，所以

實驗步驟現(xiàn)象

a.取VL混合氣體，通入足量H2O2溶液

b.向a中充分反應后的溶液中加入Ba(OH)2溶液產(chǎn)生白色沉淀

C.過濾，洗滌，干燥，稱量

由于最終得到mg硫酸領沉淀，物質的量是瑞mob根據(jù)硫原子守恒可知二氧