实验4-5 综合实验设计实践知识点题库

某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验．

（1）实验I 制取氯酸钾和氯水利用如图所示的实验装置进行实验．
（i）盛放浓盐酸的实验仪器名称是．
（ii）A中发生反应的化学方程式是．
（iii）B中生成氯酸钾的离子反应方程式是
（iv）若对调B和C装置的位置，（填“能”或“不能”）提高B中氯酸钾的产率，原因是．
（2）实验II 测定圆底烧瓶中反应残余液中盐酸的浓度
圆底烧瓶中所发生的反应会因盐酸浓度下降而停止．为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：
甲方案：采用酸碱中和滴定法测定．
乙方案：与足量Zn反应，测量生成的H₂体积．
继而进行下列实验：
①进行甲方案实验：准确量取冷却后的残余清液，稀释一定的倍数后作为试样．
a．量取试样20.00ml，用0.10mol•L^﹣1NaOH标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗标准溶液24.00ml，则该次滴定所测的试样中盐酸浓度为；
b．重复滴定三次后获得实验结果．
②进行乙方案实验：装置如图所示（夹持器具已略去）
．
（i）使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将转移到中，否则会造成实验结果偏低．
（ii）反应完毕，读取H₂的体积，读数时应注意：a．冷却至室温b． c．视线与凹液面最低处相切．

如图所示是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出．

（1）在组装好装置后，若要检验A﹣E装置的气密性，其操作是先
和，然后微热A，察到E中有气泡冒出，移开酒精灯，E中导管有水柱形成说明装置气密性良好．
（2）请用平衡移动的原理解释A中制取氨气的原理．
（3）装置B中盛放试剂是．
（4）关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗活塞，点燃C处酒精灯，装置C中黑色固体逐渐变红，装置E中
（答现象）；从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，请写出在C中发生反应的化学方程式．
（5）当C中固体全部变红色后，关闭弹簧夹1，慢慢移开酒精灯，待冷却后，称量C中固体质量．若反应前固体质量为16g，反应后称重固体质量减少2.4g．通过计算确定该固体产物的成分是．
（6）在关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入F中，很快发现装置F中产生白烟，同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中．写出产生白烟的化学方程式．迅速产生倒吸的原因是．

已知木炭在一定条件下与浓硝酸反应生成两种+4价的氧化物．为了探究一氧化氮（NO）能否与过氧化钠反应，以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠（NaNO₂），

某小组同学设计了如图所示装置（夹持仪器和连接用的乳胶管已经省略）．为了完成该实验，按气流方向A→E→C→B→D→尾气处理装置（略）顺序连接以下装置．请回答相关问题：

（1）仪器P的名称是．
（2）写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式．
（3）检查气密性并装入药品后，要进行以下三项操作：a．点燃酒精灯，b．滴加浓硝酸，c．通入一段时间的氮气，则它们正确顺序是（填字母编号）．反应开始时先通入氮气的主要目的是．
（4）实验中装置C的作用是．装置E中观察到的主要实验现象有．
（5）某同学经查阅资料后发现亚硝酸是弱酸，性质不稳定，室温下易分解生成一氧化氮．装置D中充分反应后，设计实验证明D中是否有亚硝酸钠生成．

某兴趣小组采用如图2装置制取并探究SO₂气体的性质．

①下列实验方案适用于如图2所示装置制取所需SO₂的是（填序号）

A．Na₂SO₃溶液与HNO₃B．Na₂SO₃固体与浓硫酸C．固体硫在纯氧中燃烧

D．铜与浓H₂SO₄

②组装完仪器后，检查装置气密性的方法是：

③若要证明c中生成的气体是SO₂ ， d中加入品红溶液后，打开活塞b，反应开始，待d中溶液后，再（填实验的操作）试管d中的溶液，颜色又恢复，证明气体是SO₂ ．

④指导老师指出应增加一尾气吸收装置，并帮助同学们设计了如图2装置，其中合理的是（填序号）．

实验室制取乙炔常因含杂质生成少量H₂S，有人设计了下列实验以确证上述混合气体中含有乙炔和H₂S．

（1）如图所示A、B、C、D装置中可盛放的试剂是（填序号）
A．； B．； C．； D．．
①CuSO₄溶液 ②NaOH溶液 ③溴水 ④KMnO₄酸性溶液
（2）能说明H₂S气体存在的现象是，
（3）使用装置B的目的是_，
（4）使用装置C的目的是，
（5）确证含有乙炔的现象是．

硫化氢（H₂S）是一种具有臭鸡蛋气味的无色气体，有剧毒；存在于多种生产过程以及自然界中．在人体的很多生理过程中也起着重要作用．

资料：①H₂S可溶于水（约1：2），其水溶液为二元弱酸．

②H₂S可与许多金属离子反应生成沉淀．

③H₂S在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色．

（1）某化学小组设计了制取H₂S并验证其性质的实验，如图所示．A中是CuSO₄溶液，B中放有湿润的蓝色石蕊试纸，C中是FeCl₃溶液．
回答下列问题：
①A中有黑色沉淀（CuS）产生，A中发生反应的化学方程式为．
②B中的现象是．
③C中只有浅黄色沉淀产生，且溶液变浅绿色．则C中发生反应的离子方程式为．
④D中盛放的试剂可以是（填标号）．
a．水 b．盐酸 c．NaCl溶液 d．NaOH溶液

（2）为进一步探究﹣2价硫的化合物与+4价硫的化合物反应条件，小组同学又设计了下列实验．

	实验操作	实验现象
实验1	将等浓度的Na₂S和Na₂SO₃溶液按体积比2：1混合	无明显现象
实验2	将H₂S通入Na₂SO₃溶液中	未见明显沉淀，再加入少量稀硫酸，立即产生大量浅黄色沉淀
实验3	将SO₂通入Na₂S溶液中	有浅黄色沉淀产生

已知：电离平衡常数：H₂S K_a1=1.3×10^﹣7；K_a2=7.1×10^﹣15

H₂SO₃ K_a1=1.7×10^﹣2；K_a2=5.6×10^﹣8

①根据上述实验，可以得出结论：在条件下，+4价硫的化合物可以氧化﹣2价硫的化合物．

②将SO₂气体通入H₂S水溶液中直至过量，下列表示溶液pH随SO₂气体体积变化关系示意图正确的是（填序号）．

（3）文献记载，常温下H₂S可与Ag发生置换反应生成H₂ ．现将H₂S气体通过装有银粉的玻璃管，请设计简单实验，通过检验反应产物证明H₂S与Ag发生了置换反应．

用如图装置进行浓硫酸和木炭反应的实验，并检验有CO₂和SO₂两种气体生成．

回答下列问题：

（1）仪器a的名称为，A装置中发生反应的化学方程式为．
（2）虚线框内有一处错误，请指出，装置B的作用是．
（3）装置C中酸性KMnO₄溶液用于除去SO₂ ，其目的是．（填序号）
甲：防止SO₂干扰CO₂的检验乙：吸收CO₂气体丙：检验SO₂
（4）装置E的现象是，E中发生反应的离子方程式为．

铝镁合金是制造飞机的重要材料。为测定己除去表面氧化膜的某铝镁合金（假设不含共他元素）镁的质量分数，学习小组同学设计了如下两种实验方案。

（1） [方案1]准确称最ag铝镁合金样品与足量NaOH溶液反应，经过滤、洗涤、干燥后，称量剩余固体的质量。该样品与NaOH溶液反应的化学方程式是。若剩余固体质量为bg，则铝镁合金中镁的质量分数是(列出计算式即可）。若未洗涤过滤后的滤渣，则最终测量结果是。（填“偏低、偏高、不影响” )。
[方案2]将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。
（2）同学们选用甲装置进行实验：实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸就不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因是。
（3）同学们经讨论认为甲装置有两个方面会引起较大误差，分别是和。
（4）于是他们设计了实验装置乙。乙中导管a的作用是。若实验前后滴定管中液面读数分别为V₁mL、V₂mL。则产生氢气的体积为mL。

常温下，KMnO₄固体和浓盐酸反应产生氯气。为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。

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实验过程：

Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。

Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。

Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。

Ⅳ.……

（1）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是。
（2） B中溶液发生反应的离子方程式是。
（3）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是。
（4）过程Ⅲ实验的目的是。
（5）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下，电子层数依次增多，，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。

下列各组中的两种物质作用时，反应物用量改变，不会引起产物改变的是( )

A . NaOH和CO₂ B . Al₂（SO₄）₃和NaOH C . Na₂CO₃和HCl D . Al₂O₃和NaOH

（1）比较非金属性强弱：CCl(填“>”、“＜”或“=”)，用一个化学方程式说明：。
（2） Mg₂C₃可以和水作用生成丙炔，试写出Mg₂C₃的电子式。
（3）写出乙醇钠溶液中加入盐酸的化学方程式。

为了探究甲烷的性质，某同学设计如下两组实验方案。

（1）（甲方案）探究甲烷与氯气反应的条件，如图所示。Ⅰ瓶放在光亮处，Ⅱ瓶用预先准备好的黑色纸套套上，并夹紧弹簧夹a和b。
一段时间后，打开弹簧夹a、b，观察到有水倒吸入Ⅰ瓶中，但水并不能充满Ⅰ瓶。除了上述现象外，该实验中还可能观察到的现象有______________(填字母)。

A . Ⅰ瓶中气体颜色变浅 B . Ⅰ瓶中出现白雾 C . Ⅰ瓶内壁出现油状物质 D . Ⅱ瓶中与Ⅰ瓶现象相同
（2）（乙方案）探究甲烷与氧化剂反应，如图所示。已知碳化铝( $\text{[math]}$ )与水反应生成氢氧化铝和甲烷。

实验现象：溴水不褪色，无水硫酸铜变蓝色，澄清石灰水变浑浊。

回答下列问题：

碳化铝与稀硫酸反应的化学方程式为。
（3）加入药品前，应先进行的一步操作是。
（4）下列对实验中的有关现象与结论叙述都正确的是_____________(填字母)。

A . 甲烷不能与溴水反应，推知甲烷不能与卤素单质反应 B . 酸性高锰酸钾溶液不褪色，结论是通常条件下甲烷不能与强氧化剂反应 C . 硬质玻璃管中黑色粉末无颜色变化，结论是甲烷不与氧化铜反应 D . 硬质玻璃管中黑色粉末变红色，推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳
（5）经测定，甲烷与氧化铜反应时每消耗1mol甲烷转移电子7mol，写出实验时硬质玻璃管中发生反应的化学方程式。
（6）浓硫酸的作用是，集气瓶中排水法收集到的气体(填“能”或“不能”)直接排入空气中。

某研究小组为了探究一种不溶性盐X（仅含四种元素）的组成和性质，设计并完成了如下实验：

请回答：

（1） X除了含有H、O元素外，还有元素（填元素符号）。
（2）混合气体通入溴水中发生反应③的离子方程式。
（3）写出X的化学式。

下列实验与图像对应的是）（）

选项	A	B	C	D
实验	NaAlO₂溶液中逐滴滴加盐酸至过量	AlCl₃溶液中逐滴滴加氨水至过量	明矾溶液中逐滴滴加Ba（OH）₂溶液至过量	澄清石灰水中缓慢通入CO₂至过量
图像

A . A B . B C . C D . D

下列实验现象与实验操作不相匹配的是（）

	实验操作	实验现象
A	向饱和溴化钾溶液中滴入氯化银饱和溶液	产生淡黄色沉淀
B	向盛有乙苯的试管中滴加3滴酸性高锰酸钾溶液，振荡	紫色不褪去
C	发黄的浓硝酸中通入O₂	黄色变浅
D	装有甲烷和氯气的试管置于光亮处	气体颜色变浅，试管壁有液珠

A . A B . B C . C D . D

在实验室中，用如下图所示装置(尾气处理装置略去)进行下列实验，将①中液体逐滴滴入②中，则预测的现象正确的是（）

选项	①中的物质	②中的物质	预测②中的现象
A	酚酞溶液	过氧化钠	溶液始终为红色
B	稀硫酸	苏打溶液	立即产生气泡
C	浓盐酸	二氧化锰	产生黄绿色气体
D	浓氨水	氯化银	固体溶解

A . A B . B C . C D . D

某校化学实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，用如图所示装置进行实验(加热装置和夹持装置均已略去，装置气密性良好，F是用于鼓入空气的双连打气球)。试回答下列问题：

（1）将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触，产生气体的化学式为。该操作的目的是。
（2）当C装置中产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，原因是。
（3）将A装置中铜丝放入稀硝酸中，给A装置微微加热，A装置中产生无色气体的离子方程式是。E装置中开始时出现浅红棕色气体的原因是。
（4）用F装置向E装置中鼓人空气，E装置内气体颜色加深的原因是。(用化学方程式表示)。
（5）反应一段时间后，C装置中白色沉淀溶解的原因是(用两个化学方程式说明)，。
（6） D装置的作用是。若一定体积的 $\text{[math]}$ ，被 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液恰好完全吸收，溶液质量增加 $\text{[math]}$ ，则x的值为。

下列实验方案能达到相应实验目的的是（）

选项	实验目的	实验方案
A	制备无水FeCl₃固体	将FeCl₃溶液加热蒸干
B	检验浓H₂SO₄催化纤维素水解的产物含有还原糖	向水解后的溶液中加入新制的Cu(OH)₂ ，加热
C	配制1L1.0mol/LNaCl溶液	将58.5gNaCl固体直接溶于1L水中
D	证明醋酸是弱电解质	测0.1mol/LCH₃COOH溶液的pH

A . A B . B C . C D . D

某班同学想要设计实验验证元素性质变化规律，

（1） I.第一组同学拟利用原电池反应检测金属的活动性顺序，设计如图甲所示原电池装置，用铝片和铜片作电极，电解质为H₂SO₄溶液，
写出甲中负极的电极反应式：。此电池工作时导线中电流方向为：(选填“铜→铝”或“铝→铜”)。
（2）乙同学将铜电极换成镁电极，如图乙所示，实验发现也可组成原电池，此时铝片上有气体产生，则此原电池中负极是。(填“镁片”或“铝片”)。
（3）由以上实验推断，当把A、B两种金属用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，若B上发生还原反应，则A、B金属的活泼性可能是(填“A＞B”或“A＜B”)。

（4） II.为了验证元素周期律相关的结论，另一组同学也设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。

实验方案	实验现象
①将新制氯水滴入NaBr溶液中，振荡后加入适量CCl₄溶液，振荡，静置	分层，上层无色，下层橙红色
②将溴水滴入NaI溶液中，振荡后加入适量CCl₄溶液，振荡，静置	分层，上层无色，下层紫红色
③将少量I₂固体加入NaCl溶液中，振荡后加入适量淀粉溶液，振荡，静置	溶液变蓝色
④将少量I₂固体加入Na₂S溶液，振荡后静置	溶液变浑浊，出现淡黄色沉淀

方案①相关反应的离子方程式为。

（5）方案④相关反应的化学方程式为，由以上方案可知S、Cl、Br、I的非金属性由强到弱的顺序为(用化学符号表示)。
（6）实验结论：周期表中元素的非金属性变化规律为。

从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。为研究 $\text{[math]}$ 溶液的性质，某小组同学进行了如下探究实验。

（1） Ⅰ. $\text{[math]}$ 溶液的配制：
配制 $\text{[math]}$ 溶液时，先将 $\text{[math]}$ 溶于浓盐酸，再稀释至指定浓度。浓盐酸的作用是。
（2） Ⅱ.探究 $\text{[math]}$ 溶液与碱性物质的反应
$\text{[math]}$ 溶液与 $\text{[math]}$ 悬浊液的反应：向2mL $\text{[math]}$ 悬浊液中加入2mL 1mol/L $\text{[math]}$ 溶液，得到红褐色悬浊液。反应的离子方程式为。
（3） $\text{[math]}$ 溶液与 $\text{[math]}$ 溶液的反应向2mL1mol/L的 $\text{[math]}$ 溶液中加入2mL1mol/L $\text{[math]}$ 溶液，生成红褐色沉淀和无色体。反应的离子方程式为。

（4） Ⅲ.探究 $\text{[math]}$ 溶液与足量锌粉的反应

操作	现象
向反应瓶中加入足量锌粉，然后加入30mL 1.0mol/L的 $\text{[math]}$ 溶液，搅拌，充分反应	溶液温度迅速上升，出现红褐色沉淀，同时出现少量气泡；反应一段时间后静置，上层溶液变为浅绿色，反应瓶底部有黑色固体
收集并检验反应过程中产生的气体	集气管口靠近火焰，有爆鸣声

已知：Zn的性质与Al相似，能发生反应： $\text{[math]}$

结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因。

（5）用离子方程式表示溶液为浅绿色的原因。
（6）分离出黑色固体，经下列实验证实了其中含有的主要物质。
i.黑色固体可以被磁铁吸引；
ii.向黑色固体中加入足量的NaOH溶液，产生气泡；
iii.将ii中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸并加热，产生大量气泡；
黑色固体中一定含有的物质是。

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