2015届高考化学(人教版)专题训练：第十二章第4节《实验方案的设计与评价》.pdf

高考真题提能训1. [2013·上海高考]为测定镀锌铁皮锌镀层的厚度，将镀锌铁皮与足量盐酸反应，待产生的气泡明显减少时取出，洗涤，烘干，称重。

关于该实验的操作对测定结果的影响判断正确的是( )
A．铁皮未及时取出，会导致测定结果偏小
B．铁皮未洗涤干净，会导致测定结果偏大
C．烘干时间过长，会导致测定结果偏小
D．若把盐酸换成硫酸，会导致测定结果偏大
答案：C
解析：本题考查实验误差分析。

将镀锌铁皮投入到盐酸中，组成原电池，锌先失电子，当气泡明显减少时，锌已经反应完，故反应前铁皮质量(m1)与反应后铁皮质量(m2)的差为金属锌的质量。

当铁皮未及时取出时，有一部分铁溶解，m2减小导致结果偏大，A错；铁皮未洗涤干净，则m2增大，结果偏小，B错；烘干时间过长，有些铁被氧化，m2增大，结果偏小，C正确；把盐酸换为硫酸对结果无影响，D错。

2. [2013·浙江高考]现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂，某同学为了确认其成分
，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验：
已知：控制溶液pH＝4时，Fe(OH)3沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。

该同学得出的结论正确的是( )
A．根据现象1可推出该试液中含有Na＋
B．根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根
C．根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2＋，但没有Mg2＋
D．根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2＋
答案：C
解析：本题考查溶液中离子的鉴定与推断。

由于在焰色反应之前操作中加过NaOH溶液，所以不能确定原溶液中是否含有Na＋，A项错误；葡萄糖酸中不存在醛基，所以无法用是否发生银镜反应来判断葡萄糖酸根的存在，B项错误；现象3说明无Mg2＋，现象4说明存在Ca2＋，C项正确；由于之前加过H2O2，则最后检测到存在Fe3＋，可能是原来已有的，也可能是由Fe2＋氧化得到的，D项错误。

3. [2013·北京高考]某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：
操作现象取4 g漂粉精固体，加入100 mL水部分固体溶解，溶液略有颜色过滤，测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝(约为12)，后褪色.液面上方出现白雾；
.稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；
.稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是
________________________________________________________________________。

(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是__________________。

(3)向水中持续通入SO2，未观察到白雾。

推测现象的白雾由HCl小液滴形成，进行如下实验：
a．用湿润的淀粉碘化钾试纸检验白雾，无变化；
b．用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。

①实验a的目的是
________________________________________________________________________。

②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl，理由是
________________________________________________________________________。

(4)现象中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和Cl－发生反应。

通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是
________________________________________________________________________。

(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X。

①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。

取上层清液，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。

则沉淀X中含有的物质是
________。

②用离子方程式解释现象中黄绿色褪去的原因：
________________________________________________________________________。

答案：(1)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(2)碱性、漂白性
(3)①检验白雾中是否含有Cl2，排除Cl2干扰
②白雾中混有SO2，SO2可与酸化的AgNO3反应产生白色沉淀
(4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色
(5)①CaSO4
②Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋4H＋＋SO42－
解析：本题以非金属化合物的性质为载体考查综合实验。

(1)考查氯气与石灰乳的反应，化学方程式为
2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O。

(2)根据pH试纸先变蓝，可知漂粉精溶液显碱性；后褪色，说明漂粉精溶液具有强氧化性，即漂白性。

(3)用湿润的淀粉碘化钾试纸可以检验氯气；不能说明白雾中含HCl的原因为SO2也能和酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀。

(4)要证明现象中黄绿色为溶液酸性增强漂粉精的有效成分与Cl－发生反应引起的，可以在原溶液中滴加稀硫酸，观察溶液的颜色变化即可。

(5)①SO2被漂粉精氧化为SO42－，则加入BaCl2溶液后产生BaSO4沉淀。

②SO2能与Cl2发生氧化还原反应：SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋SO42－＋2Cl－。

4. [2013·四川高考]为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。

Ⅰ.AgNO3的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。

为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag＋除尽后
，进行了如下实验。

可选用的试剂：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。

(1)请完成下表：
操作现象结论取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡①________存在Fe3＋取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入②________，振荡③________存在Fe2＋【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2＋和Fe3＋。

Ⅱ.AgNO3的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。

当反应结束后，试管中残留固体为黑色。

(2)装置B的作用是________________________________________________________________________。

(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是
________________________________________________________________________。

(4)【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。

【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：.Ag；
.Ag2O；.Ag和Ag2O。

【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实脸。

实验编号操作现象a加入足量氨水，振荡黑色固体不溶解b加入足量稀硝酸，振荡黑色固体溶解，并有气体产生【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是________(填实验编号)。

【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有________。

答案：(1)①溶液呈红色　②K3[Fe(CN)6]溶液　③产生蓝色沉淀　(2)防倒吸　(3)将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明无色气体为O2　(4)b　Ag、NO2、O2
解析：本题考查了离子检验、装置用途、气体的检验、实验的分析与评价等。

(1)①能用来检验Fe3＋的试剂是KSCN溶液，如果溶液变红则溶液中含有Fe3＋。

②、③由于Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，故可以加入
K3[Fe(CN)6]溶液来检验Fe2＋的存在。

(2)装置B中的进气管和出气管的长度相等，故为安全瓶，作用是防止C中的溶液倒吸入A装置中。

(3)检验O2的方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃则证明气体为氧气。

(4)银不溶于氨水，而Ag2O可溶于氨水，实验a中，加入氨水后固体不溶解，说明黑色固体为Ag；金属银与稀硝酸反应生成NO，故实验b不能说明固体是Ag还是Ag与Ag2O的混合物；根据上述分析可知只能采用实验a的结论，故AgNO3固体热分解的产物为Ag、NO2、O2。

5. [2013·安徽高考]某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。

光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72－转化为Cr3＋。

某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应堆起催化作用。

为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
(1)在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验编号初始pH废水样品
体积/mL草酸溶液
体积/mL蒸馏水
体积/mL①4601030②5601030③560测得实验①和②溶液中的Cr2O72－浓度随时间变化关系如图所示。

(2)上述反应后草酸被氧化为________(填化学式)。

(3)实验①和②的结果表明____________________________；实验①中0～t1时间段反应速率
v(Cr3＋)＝________mol·L－1·min－1(用代数式表示)。

(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Fe2＋起催化作用；
假设二： ___________________________________________________________；
假设三： ___________________________________________________________；
……
(5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。

(除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。

溶液中的浓度可用仪器测定)
实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论答案：(1)
实验编号初始pH废水样品
体积/mL草酸溶液
体积/mL蒸馏水
体积/mL③2020(其他组合也可以，只要两者之和等于40即可)
(2)CO2
(3)溶液的pH对该反应速率有影响
(4)Al3＋起催化作用　SO42－起催化作用
(5)
实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2O72－)大于实验①中
c(Cr2O72－)，则假设一成立；若两溶液中的c(Cr2O72－)相同，则假设一不成立解析：本题考查考生分析数据、读图、识图及实验探究能力。

(1)根据题目的要求，实验③改变的是草酸的体积，草酸体积改变后，蒸馏水的体积也要改变
，但两者体积之和为40 mL。

(2)重铬酸根离子具有强氧化性，能将草酸氧化为二氧化碳。

(3)曲线越陡，反应速率越快，说明溶液pH越小，反应速率越快。

根据关系式Cr2O72－～2Cr3＋可得，v(Cr3＋)＝ mol·L－1·min－1。

(4)对于假设可以从加入的物质铁明矾中获取，故为Fe2＋、SO42－和Al3＋。

(5)根据提供的试剂，及溶液中c(Cr2O72－)可以通过仪器测定可知，加入与铁明矾仅相差Fe2＋的试剂，控制其他条件与实验①相同，反应进行相同时间后，通过测定溶液中的c(Cr2O72－)与实验是否相同来检验Fe2＋是否具有催化作用。