实验设计与评价限时训练

第22课时 实验设计与评价1.某同学想利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，静置后见紫红色褪去，表明MnO －4为紫红色2.用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计得最严密的是( )A ．检验试液中的SO 2－4： 试液――→足量稀硝酸无沉淀――→BaCl 2溶液白色沉淀B ．检验试液中的SO 2－4： 试液――→足量稀BaCl 2无沉淀――→HCl 溶液白色沉淀C ．检验试液中的I －：试液――→H 2O 2棕黄色溶液――→淀粉溶液蓝色溶液D ．检验试液中的CO 2－3： 试液――→足量稀BaCl 2白色沉淀――→足量稀盐酸沉淀溶解3.为了检验某化合物中是否含有NH ＋4、SO 2－4、Fe 2＋和结晶水，设计了下列操作步骤：①取少量晶体加热，发现试管口处有液体，且该液体能使无水硫酸铜变蓝；②另取少量晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSCN 溶液，有红色出现；③取少量溶液于试管，加入盐酸，没有现象，再加入BaCl 2溶液，有白色沉淀生成；④取少量溶液于试管中，加入浓NaOH 溶液，微热有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时也有白色沉淀产生，该沉淀很快变成灰绿色沉淀。

下列说法一定正确的是( )A ．②中的现象说明一定有Fe 2＋B ．为了检验SO 2－4，可以将③中的试剂换为HNO 3酸化的Ba(NO 3)2 C ．通过上述实验可确定该化合物的化学式为(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2OD ．④中的沉淀长时间放置会变成红褐色沉淀4.用下图装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差，实验测得m(H)∶m(O)>1∶8。

下列对导致这一结果的原因的分析中，一定错误的是()A．Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置B．CuO没有全部被还原C．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝D．Ⅲ装置后缺少干燥装置5.(2012·安徽)仅用下表提供的玻璃仪器(非玻璃仪器任选)就能实现相应实验目的的是()6.(2012·天津)完成下列实验所选择的装置或仪器(夹持装置已略去)正确的是()7.(2012·北京)用右图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是()8.(2011·天津)某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：CH 3CH===CH 2＋CO ＋H 2――→一定条件CH 3CH 2CH 2CHO ――→H2Ni ，△CH 3CH 2CH 2CH 2OH ；CO 的制备原理：HCOOH ――→浓H 2SO 4△CO↑＋H 2O ，并设计出原料气的制备装置(如图)。

请填写下列空白：(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。

写出化学反应方程式：________________________________________________________________________，________________________________________________________________________。

(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO ，装置中a 和b 的作用分别是 恒压 ， 防倒吸 。

c 和d 中盛装的试剂分别是 NaOH 溶液 ， 浓H 2SO 4 。

若用以上装置制备H 2，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是 分液漏斗、蒸馏烧瓶 ；在虚线框内画出收集干燥H 2的装置图。

(3)制丙烯时，还产生少量SO 2、CO 2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是 ④⑤①②③(或④⑤①③②) (填序号)。

①饱和Na 2SO 3溶液 ②酸性KMnO 4溶液③石灰水 ④无水CuSO 4⑤品红溶液(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是 b 。

a ．低温、高压、催化剂b ．适当的温度、高压、催化剂c ．常温、常压、催化剂d ．适当的温度、常压、催化剂(5)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R —CHO ＋NaHSO 3(饱和)―→RCH(OH)SO 3Na↓；②沸点：乙醚34 ℃，1-丁醇118 ℃，并设计出如下提纯路线： 粗品――→试剂1操作1滤液――→乙醚操作2,分液有机层――→干燥剂过滤1-丁醇乙醚,操作3纯品试剂1为 饱和NaHSO 3溶液 ，操作1为 过滤 ，操作2为 萃取 ，操作3为 蒸馏 。

9.(2012·北京)有文献记载：在强碱条件下，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：a ．Ag(NH 3)＋2＋2H 2O Ag ＋＋2NH 3·H 2Ob ．AgOH 不稳定，极易分解为黑色Ag 2O(1)配制银氨溶液所需的药品是 AgNO 3溶液和氨水 。

(2)经检验，实验Ⅰ的气体中有NH 3，黑色物质中有Ag 2O 。

①用湿润的红色石蕊试纸检验NH 3，产生的现象是 试纸变蓝。

②产生Ag 2O 的原因是OH 存在下，加热促进NH 3·H 2O 分解，逸出氨气，促使Ag(NH 3)＋2＋2H 2O Ag ＋＋2NH 3·H 2O 平衡向正向移动，c (Ag ＋)增大，Ag ＋与OH －反应立即转化为Ag 2O ：2OH －＋2Ag ＋＝Ag 2O↓＋H 2O 。

(3)该同学对产生银镜的原因提出假设：可能是NaOH 还原Ag 2O 。

实验及现象：向AgNO 3溶液中加入 过量NaOH 溶液 ，出现黑色沉淀；水浴加热，未出现银镜。

(4)重新假设：在NaOH 存在下，可能是NH 3还原Ag 2O 。

用如图所示装置进行实验，现象：出现银镜。

(5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH 3)2OH 生成。

由此又提出假设：在NaOH 存在下，可能是Ag(NH 3)2OH 也参与了NH 3还原Ag 2O 的反应。

进行如下实验：――→2mL 氨水――→数滴较浓NaOH 溶液①有部分Ag 2O 溶解在氨水中，该反应的化学方程式是 Ag 2O ＋4NH 3·H 2O ＝2Ag(NH 3)2OH ＋3H 2O 。

②实验结果证实假设成立，依据的现象是 与溶液接触的试管壁上析出银镜 。

(6)用HNO 3清洗试管壁上的Ag ，该反应的化学方程式是 Ag ＋2HNO 3(浓)↑＝AgNO 3＋NO 2↑＋H 2O 。

10.(2011·广东)某同学进行实验研究时，欲配制1.0 mol·L －1 Ba(OH)2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)2·8H 2O 试剂(化学式量：315)。

在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。

为探究其原因，该同学查得Ba(OH)2·8H 2O 在283 K 、293 K 和303 K 时的溶解度(g/100 g H 2O)分别为2.5、3.9和5.6。

(1)烧杯中未溶物可能仅为BaCO 3，理由是 由于Ba(OH)2·8H 2O 与空气中CO 2反应，所取试剂大部分已变质为BaCO 3，未变质的Ba(OH)2·8H 2O 在配制溶液时能全部溶解 。

(2)假设试剂由大量Ba(OH)2·8H 2O 和少量BaCO 3组成，设计实验方案，进行成分检验，写出实验步骤、预期现象和结论。

(不考虑结晶水的检验；室温时BaCO 3饱和溶液的pH ＝9.6)限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH 溶液、澄清石灰水、pH 计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管(3)将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。

实验如下：①配制250 mL约0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水，搅拌溶解，将溶液转入250 mL容量瓶中，洗涤，定容，摇匀。

②滴定：准确量取25.00 mL所配Ba(OH)2溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将0.1980(填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”) mol·L－1盐酸装入50 mL酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。

重复滴定2次，平均消耗盐酸V mL。

③计算Ba(OH)2·8H2O的质量分数＝250×0.1980×10－3×315×V2×25.00×w×100%(只列出算式，不做运算)。

(4)室温下，不能(填“能”或“不能”)配制1.0 mol·L－1 Ba(OH)2溶液。

11.过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。

某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质。

Ⅰ.测定过氧化氢的含量请填写下列空白：(1)移取10.00 mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250 mL容量瓶(填仪器名称)中，加水稀释至刻度，摇匀。

移取稀释后的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。

(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。

MnO－4＋H2O2＋H＋===Mn2＋＋H2O＋(3)滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入酸式(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。

滴定到达终点的现象是滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色。

(4)重复滴定三次，平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为。

(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果偏高(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。

Ⅱ.探究过氧化氢的性质该化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验，分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。

(实验条件：试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液，实验仪器及用品可自选)请将他们的实验方法和实验现象填入下表：12.为比较Fe 3＋和Cu 2＋对H 2O 2分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。