高考专题二实验方案的设计与评价(试题部分).pdf
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1、专题二十实验方案的设计与评价探考情悟真题【考情探究】分析解读 高考对本部分内容的考查形式:一是保持对传统知识的考查;二是结合题目中信息对实验过程进行分析;三是对教材实验进行重新设计或改进创新(在形式上、实验方案或原理设计上创新),题型以选择题和综合实验题为主。考查考生科学探究与创新意识和证据推理与模型认知的学科核心素养。考点内容解读5 年考情预测热度考题示例难度关联考点实验方案的设计与评价1 .能根据实验要求,做到:设计、评价或改进实验方案。采取适当的方法控制实验条件。描述实验现象和收集有关数据。分析现象和处理数据并得出合理结论。识别或绘制典型的实验仪器装置图。2 .以上各部分知识与技能的综合
2、应用。2 0 1 9 北京理综,2 8(3)(4)2 0 1 8 北京2 8 (2)2 0 1 7 北京理综,1 0,1 2,2 8(2)2 0 1 6 北京理综,2 7(2),2 8 (2)2 0 1 5 北京理综,2 8较难元素及其化合物【真题探秘】破考点练考向【考点集训I】考点实验方案的设计与评价1.(2 0 1 9 北京海淀零模,9)由下列实验及现象推出的相应结论正确的是()实验现象结论A向CJLON a溶液中通入C0;.气体溶液变浑浊酸性 M O VC6H50HB向某溶液中滴加KF e(CN)M溶液产生蓝色沉淀该溶液中有F e,无F eC向盛有2矶F eCL溶液的试管中滴加几滴浓的维
3、生素C溶液黄色褪为几乎无色维生素C具有氧化性无明显D向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO,溶液的试管中同时加入2 mL 5%H。溶液 浓度对反应速率没有影响变化答 案 A2.用如图所示装置进行下列实验:将中溶液滴入中,预测的现象与实际不相符的是()选项中物质中物质预测中的现象A浓盐酸二氧化镒立即产生黄绿色气体B浓硝酸用砂纸打磨过的铝条无明显现象C浓氨水硫酸亚铁溶液产生白色沉淀,后迅速变为灰绿色,最终变为红褐色D亚硫酸氢钠溶液酸性高铳酸钾溶液溶液逐渐褪色答 案 A3.下列实验方案能达到实验目的的是()选项实验方案实验目的或结论A将硫酸酸化的1L0.溶液滴入he(NO;,),溶液中,溶液变黄证明氧
4、化性:B相同条件下,向两支盛有相同体积、不同浓度H O溶液的试管中分别滴入等体积、等浓度的CuSOi溶液和FeCL溶液探究CuSO,x FeCl.,对 分 解 速率的影响C取a g铝箔与足量氢氧化钠溶液充分反应,逸出的气体通过浓硫酸后,测其体积为V L(已转化为标准状况下)测定铝箔中A 1 O含量D匕瞰不同反应的反应热数据大小判断反应速率的快慢答 号 g C炼 技 法 提 能 力【方法集训】方法化学实验方案的设计思路及步骤1.利用下列装置分别完成相关实验,不能达到实验目的的是()B制备并收集氨气验证铁的吸氧腐蚀答 案ACD鉴别碳酸钠与碳酸氢钠证明温度对平衡移动的影响2.(2019北京西城一模,
5、10)下列实验结果不能作为相应定律或原理的证据之一的是()(阿伏加德罗定律:在同温同压下,相同体积的任何气体含有相同数目的分子)答 案 B序号实验方案实验结果A勒夏特列原理左球气体颜色加深右球气体颜色变浅B元素周期律烧瓶中冒气泡,试管中出现浑浊C盖斯定律测 得AH为AHUAH般口D阿伏加德罗定律与0。的体积比约为2:13.(2018北京朝阳二模,28)某小组设计不同实验方案比较(炉、Ag的氧化性。(1)方 案 1:通过置换反应匕徽向酸化的AgN O,溶液中插入铜丝,析出黑色固体,溶液变蓝。反应的离子方程式是说明氧化性:Ag Cu:(2)方案2:通过Cu、Ag分别与同一物质反应进行匕徽经检验,I
6、中溶液不含L,黄色沉淀是 _ _ _ _ _ _ _ _.实验试剂编号及现象试管滴管mol,L 1K I溶液mol,L 1AgNO,溶液I.产生黄色沉淀,溶液无色mol,L 1CuSO,溶液1 1 .产生白色沉淀A,溶液变黄经检验,II中溶液含1“推测Cu 作氧化剂,白色沉淀A 是 Cui,确认A 的实验如下:a.经检验,滤液中无1“溶液呈蓝色说明溶液中含有(填离子符号).b.白色沉淀B 是_.c.白色沉淀A与 AgN O,溶液反应的离子方程式是.,说明氧化性AgCu二(3)分析方案2中Ag未能氧化I ,但O?氧化了 I的原因,设计实验如下:编号 实验1实验2实验3现象无明显变化a中溶液较快变
7、棕黄色.b中电极上析出银;电流表指针偏转c中溶液较慢变浅黄色;电流表指针偏转(电极均为石墨,溶液浓度均为1 m o l -L b、d中溶液p H-4)(Da中溶液呈棕黄色的原因是(用电极反应式表示)。“实验3”不能说明Cu氧化了 I。依据是空气中的氧气也有氧化作用,设计实验证实了该依据,实验方案及现象是_O方案2中,Cu能氧化I,而Ag未能氧化I的原因:。(资料:Ag+I=Agl I K,6;2Ag+2I=2Ag I +L Kj)答 案(l)Cu+2Ag-2Ag+Cu2,-Cu+Agl+Ag(3)21-2e-L将d烧杯内的溶液换为p眸4的1 m o l L l N a;S0,溶液,c中溶液较慢
8、变浅黄色,电流表指针偏转KOK“故Ag更易与 发生复分解反应,生成Agl。2CU2+4I-2CuI I +L,生成了 Cui沉淀,使得Cu”的氧化性增强考 点 实 验 方 案 的 设 计 与 评 价A组 自主命题北京卷题组1.(2014北京理综,28.15分)用F eCL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p H=l的m o l/L F eCL溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值):用KSCN溶液检验出F e的现象是_。序号电压/V阳极现象检验阳极产物1x2 a电极附近出现黄色,有气泡产生有Fe、有Ch1 1ax2b
9、电极附近出现黄色,无气泡产生有Fe晨 无 SI I Ibx0无明显变化无Fe、无CL【中,F e产生的原因可能是C1在阳极放电,生成的C L将F e 氧化。写出有关反应:(3)由II推测,F e产生的原因还可能是F e,在阳极放电,原因是F e,具 有 一 性。(4)II中虽未检验出Cl,但 Cl 在阳极是否放电仍需进一步验证。电解PH=1的 N aCI溶液做对照实验,记录如下:N aCI溶液的浓度是 m o l/L.序号电压/V阳极现象检验阳极产物IVax?c无明显变化有 SVcxeb无明显变化无ChIV 中检验CL的实验方法:。与U 对比,得出的结论(写出两点):。答 案(D溶液变红(2)
10、2Cl -2 e Cl2s Cl2+2F e2=-2t T+2F e*(3)还原取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝通过控制电压,证实了产生F C 的两种原因都成立;通过控制电压,验证了 F e先于C1放电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:装置实验序号试管中的药品现象实 验12 mL银氨溶液和数滴较浓NaOII溶液有气泡产生;一段时间后,溶液逐渐变黑;或管壁附着有银镜实验II2 mL银氨溶液和数滴浓氨水有气泡产生;一段时间后,溶液无明显变化必Ag+
11、2N H;,H20不稳定,极易分解为黑色AgQ(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N H“,黑色物质中有AgQ用湿润的红色石蕊试纸检验刈“产生的现象是一产生Ag?0的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。该同学对产生银镜的原因提出假设:可能是N aOH还原A g Q 实验及现象:向AgN O,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N aOH存在下,可能是阳,还原加。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的装置简图(夹持仪器略)。该同学认为在(4)的实验中会
12、有Ag(N H3)20H生成。由此又提出假设:在N aOH存在下,可能是Ag(N H3)2OH也参与了 N H,还原Ag2O 的反应。进行如下实验:有部分Ag2O 溶解在氨水中,该反应的化学方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _实验结果证实假设成立,依据的现象是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(6)用 1IN 0清洗试管壁上的Ag,该反应的化学方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
13、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _答 案 AgN O:溶液和SzK(2)试纸变蓝在N aOH存在下,加 热 促 进 H式)分解,逸出N H“促使Ag(N H3)1+2HQ=Ag+2N H3-H Q 平衡正向移动,c(Ag)增大,Ag,与0H 反应立即转化为 A&0:20H+2Ag,-Ag20 I +HQ(3)过量N aOH溶液(5)Ag2O+4N H3 H20=2Ag(N H3OH+3H力与溶液接触的试管壁上析出银镜(6)Ag+2HN O,(?R)=AgN Ch+N G t +H:0B组 统一命题、省(区、市)卷题组3.(2019课标山,
14、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C L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Mn O,C.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答 案 A4.(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()选项实验操倍口现象结论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B向浓度均为m o l L的N ai.N aCl混合溶液中滴加少量AgN O,溶液,有黄色沉淀K.,(AgI)K,.
15、(AgCl)答 案cC向3 m L KI溶液中滴加几滴滨水,振荡,再滴加1 m L淀粉溶液.溶液显蓝色Br一的氧化性比L的强D用p H试纸测得:CKCOON a溶液的p H约为9.N aN O,溶液的p H约为8HN O电离出H的能力比CH-COOH的强5.(2018课标n,13,6分)下列实验过程可以达到实验目的的是()答 案B编号实验目的实验过程A配 制0 m o lL的N aOH溶液称 取g固体N aOH于烧杯中,加入少量蒸储水溶解,转移至250 m L容量瓶中定容B探究维生素C的还原性向盛有2 m l.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
16、入锌粒,将生成的气体依次通过N aOl l溶液、浓硫酸和KMn O,溶液I)探究浓度对反应速率的影响向2支盛有5 m L不同浓度N aHSO,溶液的试管中同时加入2 m L 5%H O溶液,观察实验现象6.(2017天津理综,4,6分)以下实验设计能达到实验目的的是()答 案I)实验目的实验设计A.除去N aHCO;,固体中的N a:CO.,将固体加热至恒重B.制备无水A1C1:,蒸发A1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N aBr和K1溶液分别加新制氯水后,用CCL萃取7.(2016课标II,13,6分)下列实验操作能达到实验目的的是()答 案DA.
17、实验目的实验操作制备F e(0D,胶体将N aOH浓溶液滴加到饱和F eCL溶液中B.由MgCL溶液制备无水MgCk将MgCL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8.(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A9.(2019江苏单科,19,15分)实验室以工业废渣(主要含CaSO,2H念还含少量Si0“A1A.Fe。,)为原料制取轻质CaCO,和(NHJSO,晶体,其实验流程如下:(1)室温下,反应 CaS01(s)+CO/(aq)
18、:;=CaC03(s)+SO彳(aq)达 至!RzW,贝 1)溶液中S c(co 幻一 K*(CaSO,5,Q(CaC03)=3X 109o(2)将氨水和N H,HCO,溶液混合,可制得(N H.,)0,溶液,其离子方程式为;浸取废渣时,向(N H.,)0,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6070 C,搅拌,反应3 小时。温度过高将会导致CaSO,的转化率下降,其原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
19、_ _ _ _ _ _ _ _ _;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO;转化率的操作有_ _ _ _ _ _.(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO:所需的CaCL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 F e(0H),和Al (0H),沉淀完全时Al (OH)开始溶解.实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)J.答 案(15分 HC03+N H,HQ-N H+CO1+H20(或 HCOj+N H:,N Ht+C01+H:0)增加溶液中CO/的浓度,促进CaSO,的转化(3)温度过高,(N H,)O,分解加快搅拌速率(4
20、)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH);,用PH试纸测量溶液p H,当 p H介于时,过滤10.(2018课标H,28,15分)KF e(CO),SHO(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图.回答下列问题:(1)晒制蓝图时,用Kj F e(GO,)J 3H2 作感光剂,以K,F e(CN)J 溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式光照为:2K3F e(C20.,)3 :-2F eC20,+3K2C20.,+2C021 ;显色反应的化学方程式为;,(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验.入氮气的目的是
21、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _实验中观察到装置B、F 中澄清石灰水均变浑浊,装置E 中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _样品完全分解后,装置A 中的残留物含有F eO和 F e/。、,检验F e O 存在的方法是:。(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。称量m g
22、 样品于锥形瓶中,溶解后加稀H60,酸 化 用 c m o l KMn O,溶液滴定至终点.滴定终点的现象8 _.向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H.SO,酸化,用 c m o l -L:KMn O,溶液滴定至终点,消耗KMn O,溶液V m L.该晶体中铁的质量分数的表达式为答 案(l)3F eC204+2K3F e(CN)6-F e3F e(CN)62+3K&0,(2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置C O?CO先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液变红
23、色,证明含有F eD(3)粉红色出现 聋篝X100配l i t X 1 UUU11.(2017课标山,26,14分)绿桃是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矶的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)在试管中加入少量绿桃样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:_ _、_(2)为测定绿矶中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K,和KJ(设为装置A)称重,记为m,g0将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为耽g。按下图连接好装置进行实验.仪器B的名称是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _将
24、下列实验操作步骤正确排序(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g.a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯c.关闭Ki和&d.打开K,和K“缓缓通入N:e.称量A f.冷却到室温根据实验记录,计算绿机化学式中结晶水数目x=_ _ (列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x(填“偏大”“偏小”或“无影响”).(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K,和K“缓缓通入%加热.实验后反应管中残留固体为红色粉末.C、D中的溶液依次为_ _ _ _(填标号).C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为.a.品红 aa)a e.浓 HzSO(写出硫酸亚铁高
25、温分解反应的化学方程式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.答 案(1)样品中没有F e(l l l)F e(Il)易被氧气氧化为F e(I)(2)干 燥 管dabfee瞪也粤偏小啊3-啊)(3)c、a生成白色沉淀、褪色高温2F eS0,-F eG+SO?f +S0:)t12.(2016课标I,26,14分)氮的氧化物(N OJ是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用N M将 N 0,还原生成瓯 某同学在实验室中对N H:与 N O反应进行了探究。回答下列问题:(1)氨气的制备氨气的发生装置可以选择上图中的_ 反应
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