1、第 28讲 实验设计与评价教材习题回扣1(必修 1 P7110 改编)现有一瓶明矾溶液，某同学设计实验验证其中含有的离子，其中不正确的是( )。A用铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色，说明溶液中不含 KB取少量溶液于试管中，滴加几滴氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有 SO24C取少量溶液于试管中，逐滴加入 NaOH溶液，先生成白色沉淀，后沉淀溶解，说明溶液中含有 Al3D用洁净的玻璃棒蘸取少量溶液点在 pH试纸上，试纸变红，说明溶液中含有 H2(必修 2 P839 改编)在以淀粉为原料生产葡萄糖的水解过程中，下列试剂能用于检验淀粉的水解是否完全的是( )。A银氨溶液 B碘酒
2、C淀粉KI 试纸 D新制备的 Cu(OH)23(必修 2 P1051 )为实现消除碘缺乏症的政府目标，卫生部门规定食盐必须加碘，其中的碘以碘酸钾(KIO 3)形式存在。已知在溶液中 IO 和 I 可发生反应：IO 5I 6H =3I23H 2O。根据3 3上述反应，可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验，证明食盐中存在 IO 。可供选用的物质有3自来水；蓝色石蕊试纸；淀粉碘化钾试纸；淀粉；食糖；食醋；白酒。进行上述实验时必须使用的物质是( )。A BC D能力提升训练一、单项选择题1(2016 届江苏泰州一模)下列设计的实验方案能达到实验目的的是( )。A制备氢氧化铁胶体：向沸腾的 NaOH溶
3、液中，滴加氯化铁饱和溶液，煮沸至红褐色B提纯含少量苯酚的苯：加入氢氧化钠溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水C检验亚硫酸钠是否变质：将试样溶解后加入氯化钡溶液，观察实验现象D比较铁与铜的活泼性：将铜粉加入 1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中，观察实验现象2(2016 届四川宜宾测试)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )。选项 实验操作 现象 解释或结论A在新生成的 AgCl沉淀中滴入稀 KI溶液，振荡白色沉淀转化为黄色沉淀 Ksp(AgCl)Ksp(AgI)B 向装有 Fe(NO3)2溶液的试 在管口观察到红棕色气体 HNO3分解成了 NO2管中加入稀 H2SO4 C
4、向 CH3CH2X中加入少量AgNO3溶液，加热有浅黄色沉淀生成 CH3CH2X中含有 BrD向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加热几分钟，冷却后再加入新制 Cu(OH)2浊液，加热没有红色沉淀生成 淀粉没有水解成葡萄糖3.下列实验设计能够成功的是( )。A检验亚硫酸钠试样是否变质：试样 溶液 白色沉淀 沉淀不溶解 溶 解 硝 酸 钡 溶 液 稀 硝 酸 B除去乙酸乙酯中混有的乙酸：混合液 溶液分层 上层液体 饱 和 碳 酸 钠 溶 液 振 荡 分 液 C证明酸性条件下 H2O2氧化性比 I2强：NaI溶液 溶液变蓝色 30%H2O2溶 液 、 稀 硝 酸 及 淀 粉 D鉴定 A盐的成分是 FeB
5、r2：4(2016 届北京西城一模)将一定量的 SO2通入 FeCl3溶液中，取混合溶液，分别进行下列实验，能证明 SO2与 FeCl3溶液发生氧化还原反应的是( )。选项 操作 现象A 加入 NaOH溶液 有红褐色沉淀B 加入 Ba(NO3)2溶液 有白色沉淀C 加入酸性 KMnO4溶液 紫色褪去D加入 K3(铁氰化钾)溶液有蓝色沉淀5.(双选)下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是( )。选项 实验操作 实验目的或结论A在新制的氯水中加入大理石粉末，充分搅拌后，过滤可提高氯水中 HClO的浓度BC2H5Br与 NaOH溶液混合充分振荡，再加入AgNO3溶液检验 C2H5Br中的溴
6、元素C 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔表面生成的氧化物具有高熔点D将少量某物质滴加到新制的氢氧化铜悬浊液中，加热后有红色沉淀生成说明该物质一定是醛6.(2016届山东三校联考)下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是( )。选项 实验操作 实验现象 结论A向盛有 Fe(NO3)2溶液的试管中加入 0.1 molL1 H2SO4溶液试管口出现红棕色气体溶液中 NO 被 Fe2 还原3为 NO2B向含有酚酞的 Na2CO3溶液中加入少量 BaCl2固体溶液红色变浅证明 Na2CO3溶液中存在水解平衡C等体积 pH2 的 HX和 HY两种酸分别与足量的铁反应，排水法收集气体HX放出的氢气多
7、且反应速率快HX酸性比 HY强D分别测定室温下等物质的量浓度的 Na2SO3与 Na2CO3溶液的 pH后者较大 证明非金属性 SC7.为比较 Fe3 和 Cu2 对 H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两组同学分别设计了下图中图、图所示的实验。下列叙述中不正确的是( )。A图实验可通过观察产生气泡快慢来比较反应速率的大小B若图所示实验中反应速率为，则一定说明 Fe3 比 Cu2 对 H2O2分解催化效果好C用图装置测定反应速率，需要测定在相同的时间内反应产生的气体体积D为检查图装置的气密性，可关闭 A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位 二、非选择题8(2
8、016 届四川绵阳诊断)NO 能否与 Na2O2反应？如果能反应，产物是什么？某兴趣小组对此进行探究。【查阅资料】NO 不与碱反应；亚硝酸盐除浅黄色的 AgNO2难溶于水外，其余易溶于水；2NaNO 3 2NaNO2O 2，NaNO 2热稳定性很高。= = = = = 【实验探究】兴趣小组的同学经讨论设计了如下图所示实验：(1)仪器 a的名称是_；干燥管 D的作用是_。(2)从分液漏斗中加稀硝酸之前，先加入少量稀硫酸让 A中锌粉完全溶解，其目的是_。(3)若无 B装置，后果是_。(4)实验观察到 C中固体颜色变白，E 中气体先变红棕色，最终又变无色。E 中总反应的化学方程式是_。【实验探究】
9、该兴趣小组进一步探究 C中生成的白色固体的成分。(5)提出假设：假设 1.白色固体只有 NaNO2；假设 2.白色固体只有_；假设 3.白色固体是两种物质的混合物。(6)实验验证：要证明假设 2是否成立，实验操作、现象和结论是_。为证明是假设 1还是假设 3成立，称取 C中生成的白色固体 a g置于坩埚中(坩埚质量为 c g)，用酒精灯加热至质量不再改变，冷却后称得坩埚和剩余固体总质量为 b g，假设 3成立时 b c的数字范围是_(用含 a的不等式表示)。9(2016 届安徽安庆二模)过氧化钠可作航天飞船的供氧剂，对其纯度要求很高，某小组同学为了测定过氧化钠的纯度(杂质为碳酸钠)，设计了如下
10、方案：方案一：取 m1 g样品，加入足量的 CaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，测得 CaCO3沉淀质量为 m2 g；方案二：取 m1 g样品，用如下装置测得生成二氧化碳质量为 m3 g；方案三：取 m1 g样品，加水充分溶解并微热至不再产生气体，用 c molL1 的盐酸标准溶液滴定所得溶液(甲基橙作指示剂)，终点时消耗盐酸的体积为 V mL。回答下列问题：(1)方案一中，经正确操作后，测得的过氧化钠的纯度比实际的偏低，其原因是_。(2)方案二中气囊要使用两次，第二次使用的目的是_，c 干燥管的作用是_，若用稀盐酸代替稀硫酸，则测定结果_(填“偏高” “偏低”或“不影响”)。(3)方
11、案三中，滴定终点的现象是_，测得过氧化钠的纯度为_(用含 m1、 c、 V的式子表示)。(4)某小组同学向过氧化钠与水反应的溶液中滴加酚酞，发现溶液先变红后褪色，针对导致溶液褪色的原因提出两种假设：假设一：因氢氧化钠溶液的浓度过大而使溶液褪色；假设二：因生成了过氧化氢而使溶液褪色。实验验证：向等体积浓度分别为 5 molL1 ,2 molL1 ,1 molL1 ,0.01 molL1 的氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液，观察到溶液变红后褪色的时间如下：氢氧化钠浓度/(molL 1 ) 5 2 1 0.01变红后褪色的时间/s 8 94 450 长时间不褪色本实验得出的结论是_，设计实验验证假设二_。
12、10(2015 年安徽卷)某研究小组将纯净的 SO2气体通入 0.1 molL1 的 Ba(NO3)2溶液中，得到了 BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的 SO2，该小组提出了如下假设：假设一：溶液中的 NO ；3假设二：溶液中溶解的 O2。(1)验证假设一。该小组设计实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象。实验步骤 实验现象 结论实验 1：在盛有不含 O2的 25 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的 SO2气体_实验 2：在盛有不含 O2的 25 mL 0.1 molL1 Ba(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的 SO2气体_假设一
13、成立(2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的 pH随通入 SO2体积的变化曲线如下图。实验 1中溶液 pH变小的原因是_； V1时，实验 2中溶液 pH小于实验 1的原因是(用离子方程式表示)：_。(3)验证假设二。请设计实验验证假设二，写出实验步骤，预期现象和结论。实 验 步 骤 、 预 期 现 象 和 结 论 不 要 求 写 具 体 操 作 过 程 (4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别通入足量的 O2和 KNO3，氧化相同的 H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计)，充分反应后两溶液的 pH前者_(填“大于”或“小于”)后者，理由是_。第 28讲 实验设计与评价【教
14、材习题回扣】1A 解析：焰色反应火焰呈黄色，说明含有 Na ，但不能说明没有 K 。2B 解析：检验淀粉的水解是否完全主要是检验是否有淀粉残留。3B 解析：根据提示的离子方程式，要检验 KIO3的存在，则要加入 I 和 H ，生成 I2后再用淀粉检验，只有 B选项同时具有这两种离子和淀粉。【能力提升训练】1B 解析：向沸腾的 NaOH溶液中，滴加氯化铁饱和溶液，会产生氢氧化铁沉淀，A 错误；提纯含少量苯酚的苯：加入氢氧化钠溶液，生成溶于水的苯酚钠，振荡后静置分液，并除去有机相的水，B 正确；检验亚硫酸钠是否变质：将试样溶解后加入氯化钡溶液，观察实验现象，无法判断，因为亚硫酸钡也是白色沉淀，C
15、错误；比较铁与铜的活泼性应用 Fe2 ，铜与 Fe3 反应生成 Cu2 和Fe2 ，D 错误。2A 解析：氯化银沉淀中加入稀碘化钾反应生成碘化银，说明碘化银的溶度积小于氯化银，故 A正确；硝酸亚铁中加入硫酸，NO 在酸性条件下氧化 Fe2 生成一氧化氮，故 B错误；卤代烃和3硝酸银不反应，故 C错误；没有加入氢氧化钠中和酸到碱性，所以不能生成砖红色沉淀，不能说明淀粉没有水解，故 D错误。3B 解析：A 项，HNO 3能氧化 SO ，不能证明原试样是否变质；B 项，乙酸能与 Na2CO3反应，23乙酸乙酯密度比水小，故在上层；C 项，HNO 3也能氧化 I ，不能证明；D 项，由于加硝酸酸化会使
16、Fe2 被氧化成 Fe3 ，不能鉴定原来 A盐的成分。4D 解析：有红褐色沉淀说明有 Fe(OH)3生成，不能说明两者反应，A 项错误；有白色沉淀生成，该白色沉淀可能是 BaSO3，不能说明两者反应，B 项错误；紫色褪去可能是因为 SO2的还原性，不能说明两者反应，C 项错误；铁氰化钾溶液是 Fe2 的专属检验试剂，有蓝色沉淀能说明两者需要发生氧化还原反应生成 Fe2 ，D 项正确。5AC 解析：氯气与水反应生成盐酸和 HClO，加大理石与盐酸反应，则氯气与水反应正向移动，可提高氯水中 HClO的浓度，故 A正确；C 2H5Br与 NaOH溶液混合充分振荡，发生水解反应，检验 Br 应在酸性溶
17、液中，应先加硝酸至酸性，再加硝酸银检验，故 B错误；氧化铝的熔点高，包裹在 Al的外面，则铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，故 C正确；含CHO 的有机物均能与氢氧化铜悬浊液反应生成红色沉淀，不一定为醛，可能为葡萄糖等，故 D错误。6B 解析：A 项酸性条件下 NO 被 Fe2 还原为 NO，故 A错误；B 项含有酚酞的 Na2CO3溶液，3因 CO 水解显碱性溶液变红，加入少量 BaCl2固体，水解平衡逆向移动，则溶液颜色变浅，证明23Na2CO3溶液中存在水解平衡，故 B正确； C 项 HX放出的氢气多且反应速率快，说明 HX浓度比 HY大，HX酸性比 HY弱，故 C错误；D 项等物质的
18、量浓度的 Na2SO3与 Na2CO3溶液的 pH，后者较大，可比较亚硫酸与碳酸的酸性，因亚硫酸不是最高价含氧酸，则不能比较非金属性，故 D错误。7B 解析：B 项因为 FeCl3和 CuSO4所含的阴离子不同，Cl 、SO 也可能对此反应有催化效24果，所以只能说明 FeCl3比 CuSO4催化效果好。8(1)锥形瓶 防止 E中的水蒸气进入 C管(2)产生 H2来排出装置中的空气(3)A中挥发出的水蒸气和硝酸蒸气会进入 C管与 Na2O2反应，干扰实验(4)4NO3O 22H 2O=4HNO3 (5)NaNO 3(6)取 C管中的固体少量于试管中溶于水，加入 AgNO3溶液，若没有浅黄色沉淀
19、，则假设 2成立；若有沉淀则假设 2不成立(其他合理答案均可) a b c a6985解析：(1)过氧化钠易与水反应，干燥管 D的作用是防止 E中的水蒸气进入 C管。(2)NO 在空气中不能存在，遇氧气会被氧化成二氧化氮，故先加入稀硫酸产生 H2来排出装置中的空气。(3)A 中的硝酸易挥发，水蒸气和硝酸能与过氧化钠反应，B 中的碱石灰可以吸收硝酸和水。(4)C 中固体颜色变白，说明过氧化钠发生了反应，E 中气体先变红棕色，最终又变无色是 NO生成二氧化氮又生成 NO的过程，总反应：4NO3O 22H 2O=4HNO3。(5)NO 可能被氧化成亚硝酸钠或硝酸钠，故假设 2是白色固体只有 NaNO
20、3。(6)根据硝酸根与亚硝酸根的区别，可以用硝酸银，取 C管中的固体少量于试管中溶于水，加入 AgNO3溶液，若没有浅黄色沉淀，则假设 2成立；若有沉淀则假设 2不成立；若全是亚硝酸钠，则 b c a；若全是硝酸钠，据硝酸钠分解反应2NaNO3 2NaNO2O 2， b c a；故 a b c a。= = = = = 6985 69859(1)生成微溶的 Ca(OH)2，致使 m2数值偏大(2)使生成的 CO2完全被碱石灰吸收 防止空气中水和二氧化碳进入 b中 偏低(3)溶液由黄色变成橙色，且半分钟内不变黄 100% 53cV10 3 m1 3914m1(4)酚酞在浓的 NaOH溶液中先变红后
21、褪色，且碱浓度越大、褪色越快 取两份等量的反应液于试管中，向其中一支试管加入少量二氧化锰并微热，滴几滴酚酞，溶液变红且不褪色，另一支试管中直接加入几滴酚酞，溶液变红后又褪色，说明假设二成立解析：(1)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠，OH 可与 Ca2 形成微溶的氢氧化钙导致 m2数值偏大。(2)第二次使用气囊的目的为使生成的 CO2完全被碱石灰吸收，干燥管 c的作用为防止空气中水和二氧化碳进入 b中，用稀盐酸代替硫酸，由于稀盐酸易挥发，使 m3数值偏大，会导致测定结果偏低。(3)方案三中，达到滴定终点时，盐酸遇甲基橙会变为橙色，滴定终点的现象为溶液由黄色变成橙色，且半分钟内不变黄。设过氧化钠纯度
22、为 a，由关系式 Na2O22HCl 及 Na2CO32HCl 知： 2m1a78 cV103 ，整理得： a2m1 1 a106 53cV10 3 m1 3914m1100%。(4)由题意可得出，酚酞在浓的 NaOH溶液中先变红后褪色，且碱浓度越大、褪色越快。验证生成了过氧化氢而使溶液褪色的实验为取两份等量的反应液于试管中，向其中一支试管加入少量二氧化锰并微热，滴几滴酚酞，溶液变红且不褪色，另一支试管中直接加入几滴酚酞，溶液变红后又褪色，说明假设二成立。10(1)无明显现象 有白色沉淀生成(2)SO2溶于水后生成 H2SO3，亚硫酸显酸性，故 pH减小 3SO 22H 2O2NO =2NO4H 3SO324(3)实验步骤 实验现象 结论实验 1：在盛有不含 O2的 25 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的 SO2气体无现象实验 3：在盛有未经脱 O2处理的 25 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体有白色沉淀生成假设二成立(4)小于 反应的离子方程式表明，足量的 O2和 NO 分步氧化相同的亚硫酸，生成的氢离子的3物质的量前者大于后者
