2017高考化学实验设计与评价专项练习题及答案
2017高考化学实验设计与评价专项练习题一、选择题
①用pH试纸测定Na2CO3溶液的pH ②从氯酸钾和二氧化锰制取氧气的剩余固体中提取KCl
③实验室用新制的FeSO4溶液和预处理过的NaOH溶液制备Fe(OH)2白色沉淀 ④用已知浓度的盐酸和未知浓度的氢氧化钠溶液进行中和滴定实验 ⑤将适量氯化铁饱和溶液滴入沸水中制氢氧化铁胶体 ⑥用适量的蔗糖、浓硫酸和水在小烧杯中进行浓硫酸的脱水性实验 ⑦探究Ba(OH)2•8H2O晶体和NH4Cl晶体反应过程中的能量变化
A.②③⑦ B.③④⑤ C. ⑤⑥⑦ D.④⑥⑦
解析：①需要使用玻璃棒蘸取待测液;②需使用玻璃棒搅拌以加速固体的溶解，过滤时应使用玻璃棒引流;⑥⑦需使用玻璃棒不断搅拌混合物。
答案：B
2.某同学想用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO-4的颜色，而不是K+的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是( )
A.将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少
B.观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K+无色
C.在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K+无反应
D.在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色退去，表明MnO-4离子为紫红色
解析：A项中高锰酸钾晶体加热分解过程中，固体物质的颜色变化不明显。
答案：A
3. 进行淀粉水解实验，同时检验水解产物和水解是否完全，除加淀粉和水之外，还需加入相应的试剂及加入顺序最好的是( )
A.碘水→NaOH溶液→新制Cu(OH)2悬浊液
B.稀H2SO4溶液→碘水→NaOH溶液→新制Cu(OH)2悬浊液
C.稀H2SO4溶液→NaOH溶液→碘水→新制Cu(OH)2悬浊液
D.稀H2SO4溶液→碘水→新制Cu(OH)2悬浊液
解析：淀粉在酸性环境中水解，故先加稀H2SO4，新制Cu(OH)2悬浊液在碱性条件下反应，故加碘水反应后应加入NaOH溶液调整至碱性。
答案：B
4.进行化学实验必须注意安全，下列说法不正确的是( )
A.万一酒精灯碰倒，酒精在桌上燃烧起来，立即用湿抹布盖灭
B.不慎将浓硫酸沾到皮肤上，应迅速用水冲洗，再涂上稀碳酸氢钠溶液
C.如果将苯酚溶液沾到皮肤上，应立即用酒精擦洗
D.加热浓硫酸与酒精的混合物制乙烯时，必须加某些物质如碎瓷片以防暴沸
解析：浓硫酸遇水放出大量热，会灼伤皮肤，应先用干抹布擦去，再用水冲洗。
答案：B
5.要求设计一个实验，证明某种盐的水解是吸热的，有四位学生分别作出如下回答，其中正确的是( )
A.甲学生：将硝酸铵晶体溶于水若水温下降，说明盐类水解是吸热的
B.乙学生：在盐酸中加入相同温度的氨水，若实验过程中混合液温度下降，说明盐类水解是吸热的
C.丙学生：在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体，若溶液温度下降，说明盐类水解是吸热的
D.丁学生：在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若红色加深，说明盐类水解是吸热的
解析：CH3COONa+H2O CH3COOH+NaOH，加热酚酞试液红色加深，说明碱性增强，平衡向右移动，促进了水解，说明盐类水解是吸热的。
答案：D
6.判断物质在不同溶剂中的溶解性时，有一条经验规则：“极性分子组成的溶剂易于溶解极性分子组成的溶质;非极性分子组成的溶剂易于溶解非极性分子组成的溶质。”下列装置中，不适宜用做HCl气体尾气吸收的是( )
解析：A、D的吸收原理是一样的，由于HCl气体不溶于B中四氯化碳，所以吸收安全。
答案：C
7.下列试剂应保存在棕色试剂瓶中的是( )
A.乙醇 B.浓硝酸 C.福尔马林 D.氨水
解析：浓HNO3在光照或受热时会发生分解：4HNO3=====△或光照4NO2↑+O2↑+2H2O，因此浓HNO3应用棕色试剂瓶进行遮光保存。
答案：B
8.图中集气瓶里充满了溴化氢气体，若要把集气瓶中的溴化氢气体排出到集气试管里，漏斗里应装的液体是( )
A.浓H2SO4 B.H2O
C.浓H3PO4 D.浓盐酸
解析：HBr与HCl类似，极易溶于水，且具有还原性，可被浓H2SO4氧化，故A、B不正确;D项浓盐酸具有挥发性，可导致试管中气体不纯;浓H3PO4具有难挥发性和吸水性，故应选择C项。
答案：C
9. 下列操作能实现预期目的的是( )
A.通过加热、过滤，除去HNO3溶液中的Fe3+
B.用酸式滴定管量取15.25 mL KMnO4溶液
C.在乙酸乙酯和乙酸的混合物中加入乙醇以除去其中的乙酸
D.用浓盐酸酸化KMnO4溶液以增强其氧化性
解析：A项，Fe3+在酸性环境中，不能转化为沉淀;C项中乙酸与乙醇之间的反应不能彻底进行;D项，KMnO4可氧化浓盐酸，故A、C、D三项均不能达到目的。
答案：B
10.下列盛放试剂的方法正确的是( )
A.氢氟酸或浓硝酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中
B.汽油或煤油存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中
C.碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
D.氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
解析：A.氢氟酸会与玻璃的成分二氧化硅反应，浓硝酸会腐蚀(氧化)橡皮塞;B.汽油或煤油会使橡皮塞溶解膨胀;C.由于碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液的碱性，会与磨口玻璃塞的成分二氧化硅反应;D.氯水或硝酸银溶液存放时，为防止氯水腐蚀(氧化)橡皮塞，用磨口塞，为了避免硝酸银与氯水见光分解，存放在棕色玻璃瓶中。
答案：D
11.按下述实验方法制备气体，合理而又实用的是( )
A.锌粒与稀硝酸反应制备H2 B.二氧化锰与稀盐酸反应制备Cl2
C.亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2 D.大理石与浓硫酸反应制备CO2
解析：A选项明显不合理，因硝酸具有强氧化性，与Zn反应不产生H2;B选项用稀盐酸也不合理;C选项正确;D选项用大理石制CO2，用硫酸也不合理，应当用稀盐酸。
答案：C
12.下图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫酸时，发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了，为使该反应顺利进行，则可以从长颈漏斗中加入的试剂是( )
①食盐水 ②KNO3溶液 ③适量稀硫酸铜溶液 ④Na2CO3溶液
⑤CCl4 ⑥浓氨水
A.①③⑤ B.②⑥
C.③⑤ D.①②④
解析：②加入KNO3溶液后不产生H2，而产生NO;④Na2CO3溶液会与稀H2SO4反应产生CO2，既消耗稀H2SO4又会使产生的气体不纯;⑤CCl4在下层，使稀H2SO4与锌粒接触;⑥浓氨水会与稀H2SO4反应。
答案：A
13.某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：
方案Ⅰ：铜铝混合物――→足量溶液A充分反应测定生成气体的体积
方案Ⅱ：铜铝混合物――→足量溶液B充分反应测定剩余固体的质量
下列有关判断中不正确的是( )
A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液
B.若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小
C.溶液A和B均可选用稀硝酸
D.实验室中方案Ⅱ更便于实施
解析：利用铜与铝的性质差异，可选择非氧化性酸、强碱或冷的氧化性酸，让其中一种金属参加反应，可达到目的。对于B项，铝可钝化，生成少量氧化铝，测铝的质量偏大，故铜的质量分数偏小。
答案：C
14.水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2的存在，可采用的方法是( )
A.1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积
B.1 L水蒸气通过稀硫酸后，测稀硫酸增重的质量
C.该水蒸气冷凝后，测水的pH
D.该水蒸气冷凝后，测氢氧原子比
解析：因为水蒸气中含有(H2O)2,1 L水蒸气中水的物质的量增加，故A正确。
答案：A
2017高考化学实验设计与评价专项练习题二、非选择题
15. 现有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH+4、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO2-3、SO2-4，现取三份100 mL溶液进行如下实验：
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;
②第二份加入足量NaOH溶液加热后，在标准状况下收集到气体0.896 L气体;
③第三份加入足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27 g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33 g。根据上述实验，回答下列问题：
(1)原溶液中一定存在的离子有______________，一定不存在的离子有____________，可能存在的离子有________________________________________________________。
(2)写出实验③发生反应的离子方程式____________________________________。
(3)请你设计实验，确认可能存在离子的情况____________________________________。
解析：根据①可知原溶液中至少含有Cl-、CO2-3、SO2-4的一种;根据②可知原溶液中含有0.896 L/22.4 L•mol-1=0.04 mol NH+4;根据③可计算出含有0.02 mol CO2-3，0.01 mol SO2-4，故原溶液中不存在Mg2+、Ba2+，可能存在Cl-;根据电荷守恒，阴离子的电荷至少为0.06 mol，而NH+4的电荷为0.04 mol，故原溶液中含有K+。Cl-的检验要排除CO2-3和SO2-4的干扰。
答案：(1)CO2-3、SO2-4、NH+4、K+ Mg2+、Ba2+ Cl- (2)Ba2++CO2-3===BaCO3↓，Ba2++SO2-4===BaSO4↓，BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O (3)取一定量的原溶液置于试管中，向其中加入足量的稀HNO3和Ba(NO3)2溶液，静置，向上层清液中加入AgNO3溶液，如有白色沉淀生成则有Cl-，如无白色沉淀生成则无Cl-
16.课题式课堂教学是研究性学习的一种方式，其基本教学模式为：
提出课题―→确定研究方案―→解决问题―→总结和评价
如图甲是关于“一氧化碳的化学性质”的课题式课堂教学中解决问题阶段，甲同学设计的证明CO具有还原性的实验装置。
(1)实验时应先点燃________处(填“A”或“B”)的酒精灯。
(2)硬质试管中反应的化学方程式为________________。
(3)乙同学认为甲装置有待优化，如尾气可先储存在瓶内，然后再处理。如下图乙是他设计的贮气瓶，尾气应从________(填“a”或“b”)口通入(其他装置略)。
(4)丙同学质疑：CO能否使澄清石灰水变浑浊?因此，他设计在CO通入CuO之前，应先通入澄清石灰水，以比较排除CO与澄清石灰水反应，试对此作出评价。你认为丙的设计是否有必要________，理由是________________________。
(5)如果开始时通入的是CO和CO2的混合气体，则应如何设计才能达到实验目的?________________________________________________________________________。
思路点拨：综合考虑CO和CO2的性质，根据所给仪器来设计，既要防止CO的污染还要考虑混合物的除杂问题。
解析：(1)CO为可燃性有毒气体，由于先通CO排空气，故应先点燃B处的酒精灯。
(2)CO能还原CuO生成CO2。
(3)贮气瓶应从a口进气，水从b口排出。
(4)由于整个设计过程中CO开始通过了澄清石灰水，故没必要排除CO的干扰。
(5)应先除去CO2再进入装置。
答案：(1)B (2)CuO+CO=====△Cu+CO2
(3)a (4)不必要 在酒精灯A点燃前，CO已通过了澄清石灰水 (5)先通过碱石灰除去CO2后再通入装置
规律方法：对实验方案的合理与否，严密与否作出评判要从“合理选择，排除干扰，操作准确”等方面入手。
①“合理选择”是指仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择又包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂与顺序)、反应装置、尾气处理装置等;药品的选择包括药品的种类、浓度、状态等;连接方式指仪器的先后顺序，导管接口的连接等。
②“排除干扰”是指反应条件的控制、防止空气成分介入、副反应尽量避免、杂质的清除以及防止物质的挥发性、溶解性、颜色等对实验的干扰。
③“操作准确”则要求熟悉主要仪器的性能、用途和典型的实验操作规则。
17. 乙二酸(HOOC—COOH)俗称草酸。某研究小组为探究乙二酸的部分化学性质，进行了下述实验：
(1)向盛有少量乙二酸的饱和溶液的试管内滴入用稀硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，观察到的现象为溶液紫红色退去，说明乙二酸具有________(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”)。
(2)向图甲的A试管中加入一定量的乙二醇、浓硫酸和乙二酸，用酒精灯小火均匀加热该试管3～5 min，在B试管中有油状液体产生，若反应中生成了六元环状化合物，该反应的化学方程式为_________________________________________________________
________________________________________________________________________，
其中B试管中的导管不伸入液面下的原因是_____________________________
________________________________________________________________________，
饱和碳酸钠溶液的作用是_______________________________________________。
(3)已知：草酸在约157℃时升华，在175℃时受热分解可生成H2O、CO2和CO;草酸钙是难溶于水的白色固体。该研究小组设计了一套验证草酸受热分解并检验产物中有CO2的实验装置，如图乙所示。请回答：
①从环境保护的角度看，应增加尾气处理装置，你如何进行尾气处理________________________________________________________________________。
②依据题给数据，请分析根据D试管中澄清石灰水变浑浊的现象，能否确定草酸分解产物中有CO2________(填“能确定”或“不能确定”)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本题是关于乙二酸的结构、性质的综合题。综合了化学实验、有机化学、元素化合物性质等板块知识。
(1)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，还原性物质能使酸性高锰酸钾溶液退色，所以乙二酸使酸性高锰酸钾溶液退色应是表现了还原性。
(2)乙酸可以与醇发生酯化反应，乙二酸也可以与醇发生酯化反应，乙二酸与乙二醇的酯化反应可由乙酸与乙醇的酯化反应迁移过来，包括实验装置的特点、饱和碳酸钠溶液的作用等都可以迁移过来。
(3)草酸分解的产物中有H2O、CO2、CO，由此可知，尾气处理要除去CO，可以采用一个点燃的酒精灯。由题意可知草酸钙是白色沉淀，若草酸受热挥发进入澄清石灰水中，草酸能与氢氧化钙反应生成草酸钙，也会产生浑浊，因此，D试管中石灰水变浑浊不能确定草酸分解产物中有CO2。
答案：
(1)还原性
(2)
防止加热不均匀而使碳酸钠溶液倒吸入加热的A试管中 除去酯中混有的乙二酸和乙二醇，同时减小酯在水中的溶解度，便于分层析出
(3)①在装置的尾端放一个点燃的酒精灯(其他合理答案均可)
②不能确定 草酸升华后可能有部分草酸进入D试管，与澄清石灰水反应生成草酸钙沉淀，从而对CO2的检验造成干扰
18.有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离时可产生下列离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)
阳离子 Na+、Ba2+、NH+4
阴离子 CH3COO-、Cl-、OH-、SO2-4
已知：①A、C溶液的pH均大于7，A、B两溶液中水的电离程度相同;
②C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀，B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体，A溶液和D溶液混合时无明显现象。
(1)A是__________，B是__________，C是________，D是________;
(2)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合，反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为：____________。
解析：由A、C两溶液的pH>7，结合离子共存可推知，A、C为Ba(OH)2、CH3COONa中的一种，又由A、B溶液中水的电离程度相同，知A、B水解程度相近，即水解形成的弱酸或弱碱的电离程度相近，进而推知A、B为CH3COONa、NH4Cl中的一种，再结合C溶液和D溶液相遇时只产生白色沉淀，B溶液和C溶液相遇时只产生刺激性气味的气体，A溶液和D溶液混合时无明显现象，推出A为CH3COONa，B为NH4Cl，C为Ba(OH)2，D为Na2SO4。当B、C混合时，发生反应NH+4+OH-===NH3↑+H2O，故等体积等物质的量浓度的NH4Cl与Ba(OH)2混合时，各离子浓度由大到小的顺序为：c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)。
答案：(1)CH3COONa NH4Cl Ba(OH)2 Na2SO4 (2)c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)
19.实验室需要制备纯净的氯化钾。现有含少量KBr和K2SO4的氯化钾样品，按照如图所示的实验方案进行提纯。
请回答下列问题：
(1)操作Ⅰ的名称为__________，操作Ⅱ所需要的玻璃仪器有______________。
(2)若用硝酸钡来代替氯化钡，是否可行?请说明理由
________________________________________________________________________。
(3)某同学对该实验方案提出质疑，他认为加适量氯化钡溶液不容易控制，应该加入过量氯化钡溶液，请你按照他的思路，用上述实验流程图表示出他后面的实验过程，要注明所用试剂和所得产物的化学式以及相应操作的名称。
溶液――→过量BaCl2过滤
解析：本题制备纯净的氯化钾，事实上是物质的分离、提纯，在设计实验流程时，应注意不能引入不易除去的杂质离子，在(2)中不能用Ba(NO3)2替代BaCl2。
(3)中设计的关键在于除去过量的Ba2+、其他杂质离子。
答案：(1)过滤 玻璃棒、酒精灯
(2)否，会引入KNO3杂质
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