科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则。以下是实验设计与评价专项练习，请考生练习。

1.(安徽卷)为实现下列实验目的，依据下表提供的主要仪器，所用试剂合理的是()

选项 实验目的 主要仪器 试 剂 A 分离Br2和CCl4混合物 分液漏斗、烧杯 Br2和CCl4混合物、蒸馏水 B 鉴别葡萄糖和蔗糖 试管、烧杯、酒精灯 葡萄糖溶液、蔗糖溶液、银氨溶液 C 实验室制取H2 试管、带导管的橡皮塞 锌粒、稀HNO3 D 测定NaOH溶液浓度 滴定管、锥形瓶、烧杯 NaOH溶液、0.100 0 molL-1盐酸 【答案】B

【解析】Br2和CCl4互溶，无法通过分液的方法将二者分离，可以采用蒸馏法进行分离，A错误;葡萄糖分子中有5个羟基和1个醛基，可以用鉴别醛基的方法进行鉴别，加入的试剂可以使银氨溶液或者新制氢氧化铜悬浊液等，而蔗糖中没有醛基，B正确;硝酸具有强氧化性，当与金属反应时不会产生氢气，会随着浓度的变化生成NO2、NO等气体，C错误;酸碱中和滴定要有指示剂(甲基橙)显示滴定终点(用标准盐酸溶液来测定氢氧化钠溶液的浓度选用酸式滴定管，待测液是氢氧化钠，滴入甲基橙后溶液颜色是黄色，当向氢氧化钠溶液中滴入的甲基橙时呈黄色，不断的滴加稀盐酸，溶液随着氢氧化钠和稀盐酸的反应碱性减弱酸性增强，当正好中和再滴一滴稀盐酸溶液就呈酸性，溶液的pH 3.1～4.4之间显示橙色)，D错误。

2.某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸的方案时，设计如下方案：

方案 操 作 预测现象并作出结论 ① 分别将硫酸滴在火柴梗上 变黑者为浓硫酸 ② 分别加入小块金属铝片 产生刺激性气味者为浓硫酸 ③ 分别加入到盛水的试管中 放热者为浓硫酸 ④ 分别用玻璃棒蘸浓氨水靠近酸的瓶口 冒白烟者为浓硫酸 ⑤ 分别加到CuSO45H2O晶体中 晶体表面由蓝变白者为浓硫酸 其中可行的是()

A.①③④ B.②③④

C.①③⑤ D.②③⑤【答案】C

3.(广东卷)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是()

选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A KNO3的溶解度大 用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl B BaSO4难溶于酸 用盐酸和BaCl2溶液检验SO C NH3能使酚酞溶液变红 NH3可用于设计喷泉实验 D Ca(OH)2能制成澄清石灰水 可配制2.0 molL-1的Ca(OH)2溶液 【答案】B

【解析】A项，先将混合物溶解于热水制成热的饱和溶液，然后冷却，KNO3的溶解度大幅降低结晶析出，NaCl的溶解度基本不变仍溶解在溶液中，过滤、洗涤，得到较纯净的KNO3晶体。用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl是利用两者的溶解度随温度降低而减小的程度不同而不是因为KNO3的溶解度大;B选项中叙述叙述Ⅰ和Ⅱ均正确， BaSO4难溶于酸，加盐酸是排除Ag+、CO、SO对SO的干扰，加过量盐酸无沉淀析出再加BaCl2溶液有白色沉淀析出，就证明有SO;C选项中叙述叙述Ⅰ和Ⅱ均正确，但NH3用于设计喷泉实验是因为NH3在水中的溶解度很大而不是它能使酚酞溶液变红;D项中Ca(OH)2是微溶物质，其在水中的溶解度不会达到2.0 molL-1。

4.(重庆卷)茶叶中铁元素的检验可经过以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是()

A.将茶叶灼烧灰化，选用①、②和⑨

B.用浓硝酸溶解茶叶并加蒸馏水稀释，选用④、⑥和⑦

C.过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦

D.检验中滤液中的Fe3+，选用③、⑧和⑩

【答案】B

【解析】茶叶灼烧需要用酒精灯、坩埚、三脚架和泥三角等，A正确;容量瓶是用来配制一定物质的量浓度溶液的，不能用来稀释溶液或溶解固体，B不正确;过滤需要烧杯、漏斗和玻璃棒，C正确;检验铁离子一般用KSCN溶液，因此需要试管、胶头滴管和KSCN溶液，D正确。

5.某课外实验小组设计的下列实验不合理的是()

【答案】C

【解析】A项，生成的H2能将体系中的O2排出，观察到Fe(OH)2白色沉淀;B项，脱脂棉燃烧能说明Na2O2与水反应放热;C项，不能用排水法收集NO2气体;D项，NaOH固体溶于水放热且提供OH-，抑制NH3H2O的电离，能用于制备少量NH3。

6.(四川卷)下列实验方案中，不能达到实验目的的是()

选项 实验目的 实验方案 A 检验CH3CH2Br在NaOH溶液中是否发生水解 将CH3CH2Br与NaOH溶液共热。冷却后，取出上层水溶液用稀HNO3酸化加入AgNO3溶液，观察是否产生淡黄色沉淀 B 检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质 将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红 C 验证Br2的氧化性强于I2 将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振荡，静置。可观察到下层液体呈紫色 D 验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2 将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中，振荡，可观察到沉淀由白色变为红褐色 【答案】B

【解析】溴乙烷在氢氧化钠的溶液中加热发生水解生成乙醇、溴化钠。在酸性条件下溴化钠与硝酸银溶液反应产生淡黄色沉淀溴化银，能达到实验目的，A正确;在酸性条件下，NO具有氧化性，能把Fe2+氧化生成铁离子，铁离子与KSCN溶液发生显色反应，溶液显红色，不能达到实验目的，B不正确;下层液体呈紫色，说明反应中有碘生成，即溴与碘化钾发生了置换反应生成了碘和溴化钾，这说明溴的氧化性强于碘的氧化性，C正确;将FeCl2溶液加入Mg(OH)2悬浊液中，振荡，可观察到沉淀由白色变为红褐色，说明反应中有氢氧化铁生成，根据沉淀容易向更难溶的方向转化可知Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度，D正确。

7.以下进行性质比较的实验设计，合理的是()

A.用NaOH溶液与FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体

B.比较氯、溴非金属性：氯气通入溴化钠溶液中

C.将混有SO2的CO2通入NaOH溶液中除去SO2

D.比较镁、铝金属性：镁、铝(除氧化膜)分别放入4 molL-1NaOH溶液中

【答案】B

二、非选择题

8.在实验室用氢气、一氧化碳、碳均可还原氧化铜。比较三个反应并回答下列问题：

(1)上述四种装置中，可用于氢气还原氧化铜的装置是________(填装置序号，下同)，可用于碳还原氧化铜的装置是________。

(2)CO还原CuO若采用装置3，装置3中广口瓶内的溶液为澄清石灰水，反应开始后广口瓶中的现象是______________________，产生这种现象说明__________________________，写出产生该现象的化学方程式：_______________________________。

(3)CO还原CuO若采用装置4，装置4末端酒精灯的作用是___________________。

【答案】(1)装置1 装置2

(2)澄清石灰水变浑浊 有二氧化碳生成

Ca(OH)2+CO2===CaCO3+H2O

(3)点燃尾气，防止未反应完的一氧化碳污染空气

【解析】(1)氢气还原氧化铜时，氢气应先通入，待还原反应结束、冷却后再停止通入氢气，故需选装置1;用碳还原氧化铜时，两种固态反应物可先混合均匀后装入试管再加热，利用澄清石灰水检验有无CO2生成，从而证明反应是否已发生，故应选用装置2。(2)由CO+CuOCO2+Cu，可知反应开始后广口瓶中的石灰水会变浑浊;产生该现象的原因是CO2+Ca(OH)2===CaCO3+H2O。(3)CO 有毒，故CO还原CuO若采用装置4，要进行尾气处理，末端酒精灯的作用就是使CO燃烧，防止污染空气。

9.(江南十校联考)聚合硫酸铁(PFS)是一种新型絮凝剂，化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m，实验室模拟其两种生产工艺流程如下：

(1)实验室用98%的硫酸(密度为1.84 g/cm3)配制100 g 20%的硫酸，所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还有__________(填字母)。

A.容量瓶 B.量筒

C.烧瓶

(2)原料的投料比为n(FeSO47H2O)∶n(H2SO4)=1∶(0.44～0.45)，酸度太高，不利于生成的Fe3+水解;酸度太低，______________________________。

(3)水解生成[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m的化学方程式为________________________。

(4)若NaNO2的价格为0.2 元/摩尔，NaClO3价格为0.45 元/摩尔，仅从原料的成本考虑，选择__________作氧化剂更合适。

(5)你认为甲、乙两个流程哪个更好(或不能确定)，写出理由。_____________________。

【答案】(1) B

(2)Fe3+易转化为Fe(OH)3沉淀

(3)Fe2(SO4)3+nH2O===Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n+H2SO4

(4)NaClO3

(5)乙流程，因为该法氧化相同量的Fe2+，原料成本较低，且从流程图可以看出反应条件温和，生产周期短，且无污染 (或不能确定，还需要考虑设备的腐蚀、产品质量的高低等其他因素)

10.已知碱金属或碱土金属(ⅡA)与H2在隔绝空气加热时可以发生反应，生成离子型金属氢化物，如NaH、CaH2等，它们易与水反应。现有甲、乙两位同学分别设计了制备CaH2的实验，装置如下图所示(分别以序号Ⅰ、Ⅱ表示)，铁架台等夹持固定仪器已略去。请回答下列问题：

(1)最后实验结果显示，两位同学的实验装置设计都有缺陷。

装置Ⅰ的不足之处是___________________________，

装置Ⅱ的不足之处是___________________________。

(2)请你从两套装置中选取你认为合理的部分，按从左到右的顺序组装一套制取CaH2的合理装置(用序号A、B、C表示)____________________。

(3)检查完装置的气密性后，为了保证产品的纯度和实验安全必须先____________，然后再____________________________，才能点燃酒精灯加热。同样，为了安全，反应开始后，在E口处应_____________________________________________。

(4)军事和气象野外作业常用CaH2作生氢剂，使之与水反应产生H2，其反应的化学方程式为__________________________________。

【答案】(1)制H2装置后缺少除HCl气体的装置 制CaH2装置后缺少干燥装置 (2)C、B (3)通氢气 检查氢气纯度至达标 点燃尾气(或外接气球等) (4)CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2

11.某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。

(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：SO2+2NaOH===________________。

(2)反应Cl2+Na2SO3+2NaOH===2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为________________。

(3)吸收尾气一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在Cl-、OH-和SO。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)。

①提出合理假设。

假设1：只存在SO;

假设2：既不存在SO也不存在ClO-;

假设3：____________。

②设计实验方案，进行实验。请在下面表格中写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 molL-1H2SO4、1 molL-1NaOH、0.01 molL-1 KMnO4、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液。

【答案】

实验步骤 预期现象和结论 步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 molL-1 H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中 步骤2：

步骤3：

【答案】(1)Na2SO3+H2O (2)Na2SO3 (3)①只存在ClO-

②

实验步骤 预期现象和结论 步骤2：在A试管中滴加紫色石蕊试液 若先变红后褪色，证明有ClO-，否则无 步骤3：在B试管中滴加0.01 molL-1 KMnO4溶液 若紫红色褪去，证明有SO，否则无

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