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第十章
化学实验基础
第58讲　化学实验方案的设计与评价
复习目标 根据化学实验的目的和要求，能做到：
(1)设计、评价、改进实验方案；
(2)正确选用实验装置；
(3)掌握控制实验条件的方法；
(4)预测或描述实验现象、分析或处理实验数据、得出合理结论。
考点二
提能训练　练案[58]
考点一
考点一　化学实验方案的设计
1．实验方案设计的基本原则
2．实验方案设计的基本内容
3．实验方案设计步骤
步骤 要求
明确目 的原理 首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理
选择仪 器药品 根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，是否腐蚀仪器、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品
步骤 要求
设计装 置步骤 根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明
记录现 象数据 根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据
分析得 出结论 根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论
1．(2025·河南卷)某同学设计以下实验，探究简单配合物的形成和转化。
微考点1　方案设计综合实验探究
下列说法错误的是(　　)
A．②中沉淀与④中沉淀不是同一种物质
B．③中现象说明配体与Cu2＋的结合能力：NH3>H2O
C．④中深蓝色物质在乙醇中的溶解度比在水中小
D．若向⑤中加入稀硫酸，同样可以得到黄绿色溶液
[思路分析]　CuSO4与氨水反应生成Cu(OH)2，②中沉淀为Cu(OH)2，继续加氨水，Cu(OH)2与氨水反应得到的深蓝色的溶液中含有[Cu(NH3)4]2＋，[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度比在水中小，加入乙醇得到的深蓝色沉淀为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，向[Cu(NH3)4]SO4·H2O中加入过量浓盐酸得到的黄绿色溶液中含有[CuCl4]2－。
[答案]　D
[解析]　②中蓝色沉淀为Cu(OH)2，④中深蓝色沉淀为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，A正确；③中现象说明NH3更易与Cu2＋结合形成配合物，则与Cu2＋的结合能力：NH3>H2O，B正确；根据③→④的现象可知[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度比在水中小，C正确；向[Cu(NH3)4]SO4·H2O中加入稀硫酸生成CuSO4与(NH4)2SO4，为蓝色溶液，D错误。
2．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下的方案：
编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 温度
/℃
浓度/ (mol·L－1) 体积/ mL 浓度/ (mol·L－1) 体积/ mL ① 0.10 2.0 0.010 4.0 25
② 0.20 2.0 0.010 4.0 25
③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥________。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，0～40 s这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝______。
(4)该小组的同学发现实验开始时反应产生气泡非常慢，一段时间后反应产生气泡速率明显加快。其原因可能是________(填字母)。
A．反应放热导致温度升高
B．压强增大
C．生成物的催化作用
D．反应物接触面积增大
该小组测定了实验①反应过程中不同时间溶液的温度，结果如表：
时间/s 0 5 10 15 20 25 35 40 50
温度/℃ 25 26 26 26 26 26 26.5 27 27
结合实验目的和表中数据，你得出的结论是： __________________
_____________________________________________。
[答案]　(1)5∶2　(2)②③　①②
(3)1.67×10－4 mol/(L·s)[或0.01 mol/(L·min)]
(4)AC　随着反应的进行反应速率明显加快，但是溶液温度变化不是很大，说明温度不是反应速率明显加快的主要原因
反应，温度升高，反应速率增大，生成物Mn2＋对反应也可能有催化作用，而反应在溶液中进行，则压强对反应速率基本没有影响，且随着反应的进行，反应物的接触面积逐渐减小，故选AC；结合实验目的和表中数据，得出的结论是随着反应的进行反应速率明显加快，但是溶液温度变化不是很大，说明温度不是反应速率明显加快的主要原因。
3．将含有水蒸气的氯气通入干燥、疏松的碳酸钠中可以得到一种固体物质X，利用如图所示实验装置(部分夹持装置略)可以探究固体物质X的成分。
(1)试剂甲的名称为__________，试剂乙的名称为______________。
微考点2　原理猜想型综合实验
(2)经测定可知固体X中至少含有NaHCO3和一种含氯的盐类物质，装置D中的物质为含氯氧化物。下面对固体X的成分进行猜想和探究。
①提出合理猜想。
猜想1：固体X含有两种成分为NaHCO3和________；
猜想2：固体X含有三种成分为NaHCO3和________。
②下面是针对固体X中的成分猜想进行的实验探究。请填写下表中的空格(可不填满)。
限选试剂：酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀硝酸、蒸馏水、AgNO3溶液、澄清石灰水。
实验步骤 预期现象和结论
步骤1：取少量固体X样品，加入适量蒸馏水，使固体完全溶解，将溶液分装到两支试管中 —
步骤2：_________________________________ ___________________
步骤3：_________________________________ ___________________
(3)上述装置C中，如果标准状况下的2.24 L氯气与0.1 mol碳酸钠正好完全反应，则湿润的氯气与碳酸钠反应的化学方程式为____________
__________________________________。
[答案]　(1)浓盐酸　饱和食盐水
(2)①NaCl　NaCl、Na2CO3
②
实验步骤 预期现象和结论
步骤2：向一支试管中滴加足量BaCl2溶液 若无明显现象，则固体X中不含Na2CO3；若溶液变浑浊，则固体X中含有Na2CO3
步骤3：向另一支试管中滴加足量稀硝酸，再加入适量AgNO3溶液 若溶液未变浑浊，则固体X中不含NaCl；若溶液变浑浊，则固体X中含有NaCl
(3)2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O
4．(2024·广东卷)含硫物质种类繁多，在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中，浓硫酸与铜丝反应，所产生的尾气可用________(填化学式)溶液吸收。
(2)工业上，烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收，生成石膏。该过程中，________(填元素符号)被氧化。
(3)工业锅炉需定期除水垢，其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时，发生反应：
兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。
①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度。
ⅰ.该过程中用到的仪器有________。
序号 V(Na2CO3)/mL V(H2O)/mL V(滤液)/mL V消耗(盐酸)/mL
a 100.0 0 V0 2V1/5
b 80.0 x V0 3V1/10
则x＝________，测得的平均反应速率之比va∶vb＝________。
(4)兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)平衡的建立，进行实验。
①初步实验　将1.00 g硫酸钙(M＝136 g·mol－1)加入到100.0 mL 0.100 mol·L－1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH随时间t的变化曲线如图。
②分析讨论　甲同学根据t2 min后pH不改变，认为反应(Ⅰ)已达到平衡；乙同学认为证据不足，并提出如下假设：
假设1　硫酸钙固体已完全消耗；
假设2　硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉淀包裹。
③验证假设　乙同学设计如下方案，进行实验。
步骤 现象
ⅰ.将①实验中的反应混合物进行固液分离 —
ⅱ.取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加_____ ______，沉淀完全溶解
ⅲ.继续向ⅱ的试管中滴加________ 无白色沉淀生成
④实验小结　假设1成立。假设2不成立。①实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。
⑤优化方案、建立平衡　写出优化的实验方案，并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据： ____________________________________。
[答案]　(1)NaOH　(2)S
(4)③盐酸　有气泡产生　BaCl2溶液　⑤将2.00 g硫酸钙加入100.0 mL 0.100 mol·L－1 Na2CO3溶液中，充分反应，过滤，向滤液中滴加盐酸，有气泡产生
考点二　化学实验方案的评价
1．实验方案评价题的解题要点
(1)理论上要科学。
(2)操作上要简单可行。
(3)原料用量要节约。
(4)要环保，符合绿色化学原则。
2．实验评价题的常见考查角度
(1)可行性方面
①分析实验方案是否科学可行；②实验操作是否安全合理；③实验步骤是否简单方便；④实验现象是否明显。
(2)绿色化学方面
①实验过程中是否造成环境污染；②原料是否无毒、安全、易得；③原料利用率是否较高；④反应速率是否较快。
(3)安全性方面
化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：①净化、吸收气体及实验结束熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；②进行某些易燃、易爆实验时要防爆炸；③防氧化；④污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞。
(4)规范性方面
①冷凝回流：有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、冷凝管等；②易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；③仪器拆卸顺序与组装顺序相反，按照从右向左、从高到低的顺序；④其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序等。
(5)最佳方案的选择
几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。
1．(2026·河北保定期末)下列操作能达到相应实验目的的是(　　)
微考点1　化学实验方案的评价
选项 实验目的 操作
A 检验FeCl3溶液中是否含Fe2＋ 向溶液中加入少量溴的CCl4溶液，观察CCl4层颜色变化
B 鉴别亚硝酸钠和氯化钠 分别向NaNO2和NaCl溶液中滴入几滴甲基橙，观察颜色变化
[答案]　A
选项 实验目的 操作
C 用95%乙醇溶液制99%乙醇溶液 向95%乙醇溶液中加入生石灰后，进行过滤
D 实验室制备乙酸乙酯 向试管中加入乙醇、乙酸和稀硫酸，充分加热
[解析]　溴可氧化亚铁离子，溴的CCl4溶液颜色变浅或消失，则FeCl3溶液中含Fe2＋，反之不含，A正确；分别向NaNO2和NaCl溶液中滴入几滴甲基橙，溶液均为黄色，不能鉴别，B错误；CaO与水反应生成氢氧化钙，应蒸馏分离，不能过滤，过滤不能除去微溶于乙醇的Ca(OH)2，C错误；酯化反应需要浓硫酸作催化剂、吸水剂，不能使用稀硫酸，D错误。
2．(2026·重庆西南大学附中一诊)按如图所示装置进行实验，将产生的气体持续通入c中，最终出现浑浊。下列组合不符合要求的是(　　)
选项 a中试剂 b中试剂 c中溶液
A 稀盐酸 CaCO3固体 BaCl2溶液
B 浓氨水 CaO固体 AlCl3溶液
C 浓盐酸 KMnO4固体 AgNO3溶液
D 稀硫酸 FeS固体 CuSO4溶液
[答案]　A
[解析]　CO2与BaCl2不反应，A错误；CaO与水反应放热，使NH3逸出，NH3能与AlCl3溶液反应产生Al(OH)3沉淀(NH3过量也不溶解)，B正确；浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2(其中也含有挥发的HCl)，能使AgNO3溶液变浑浊，C正确；稀硫酸与FeS反应生成H2S，H2S与CuSO4溶液反应生成CuS沉淀，D正确。
3．(2025·广东卷)酸及盐在生活生产中应用广泛。
(1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2 mL甲苯的试管中，加入几滴酸性KMnO4溶液，振荡，观察到体系颜色_______________________。
(2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中，需要的操作及其顺序为：加热溶解、________(填下列操作编号)。
(3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度c0和苯甲酸的Ka，实验如下：取50.00 mL苯甲酸饱和溶液，用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定，用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得：
①c0＝________mol·L－1。
②苯甲酸的Ka＝________(列出算式，水的电离可忽略)。
(4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾　羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸Ka的变化顺序为：CH3COOH随着卤原子电负性______，羧基中的羟基______增大，酸性增强。
②提出假设　甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为：
③验证假设　甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足，不能用所测得的pH直接判断Ka大小顺序，因为_________________________。
乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的Ka，其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
④实验小结　假设不成立，芳香环上取代基效应较复杂，①中规律不可随意推广。
(5)该小组尝试测弱酸HClO的Ka。
①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验，其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为_____________________________。
②小组讨论后，选用0.100 mol·L－1 NaClO溶液(含少量NaCl)进行实验，以获得HClO的Ka。简述该方案___________________________(包括所用仪器及数据处理思路)。
③教师指导：设计实验方案时，需要根据物质性质，具体问题具体分析。
[答案]　(1)紫红色褪去
(2)d、a、b
(4)①增大　极性　③三者的饱和溶液浓度并不相同；芳香环上的取代基会通过电子效应和空间效应改变羧酸的酸性
实验方案设计与评价的一般解题思路
提能训练　练案[58]
1．(2026·河北衡水高三检测)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是(　　)
[答案]　D
[解析]　A项装置为净化装置，通过饱和食盐水除掉氯化氢杂质，再通过浓硫酸干燥，处理顺序正确，不符合题意；B项装置为收集装置，氯气的密度比空气大，收集氯气时导管应长进短出，装置正确，不符合题意；C项装置为性质检验装置，干燥的氯气通过干燥的红布条时，红布条不褪色，而通过湿润的红布条时，红布条褪色，据此可知氯气不具备漂白性，可以达到实验目的，不符合题意；D项装置为尾气处理装置，氯气在水中的溶解度不大，选用水吸收尾气会造成尾气吸收不完全，应选用氢氧化钠溶液吸收，D项不能达到实验目的，符合题意。
2．(2023·重庆卷)下列实验操作和现象，得出的相应结论正确的是(　　)
选项 实验操作 现象 结论
A 向盛有Fe(OH)3和NiO(OH)的试管中分别滴加浓盐酸 盛NiO(OH)的试管中产生黄绿色气体 氧化性：
NiO(OH)>Fe(OH)3
B 向CuSO4溶液中通入H2S气体 出现黑色沉淀(CuS) 酸性：
H2SC 乙醇和浓硫酸共热至170 ℃，将产生的气体通入溴水中 溴水褪色 乙烯发生了加成反应
D 向Na2HPO4溶液中滴加AgNO3溶液 出现黄色沉淀(Ag3PO4) Na2HPO4发生了水解反应
[答案]　A
3．(2024·浙江1月选考)根据实验目的设计方案并进行实验，观察到相关现象，其中方案设计或结论不正确的是(　　)
选项 实验目的 方案设计 现象 结论
A 探究Cu和浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因 将NO2通入下列溶液至饱和：①浓硝酸； ②Cu(NO3)2和硝酸混合溶液 ①无色变黄色； ②蓝色变绿色 Cu和浓硝酸反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2
选项 实验目的 方案设计 现象 结论
B 比较F－与SCN－结合Fe3＋的能力 向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液，振荡 溶液颜色无明显变化 结合Fe3＋的能力：F－>SCN－
C 比较HF与H2SO3的酸性 分别测定等物质的量浓度的NH4F与(NH4)2SO3溶液的pH 前者pH小 酸性：HF>H2SO3
D 探究温度对反应速率的影响 等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3与H2SO4溶液在不同温度下反应 温度高的溶液中先出现浑浊 温度升高，该反应速率增大
[答案]　C
[解析]　探究Cu和浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因，将NO2分别通入①浓硝酸、②Cu(NO3)2和HNO3混合溶液至饱和，现象分别为①无色变黄色、②蓝色变绿色，可以说明Cu和浓硝酸反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2，故A正确；比较F－与SCN－结合Fe3＋的能力，向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液，振荡，溶液颜色无明显变化，说明结合Fe3＋的能力F－>SCN－，故B正确；不应该分别测定等物质的量浓度的NH4F与(NH4)2SO3溶液的pH，因为铵根离子也要水解，且同浓度NH4F与(NH4)2SO3溶液中的铵根离子浓度不相等，不能比较，事实上H2SO3的酸性大于HF，故C错误；探究温度对反应速率的影响，等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3与H2SO4溶液在不同温度下反应，温度高的溶液中先出现浑浊，能说明温度升高，反应速率增大，故D正确。
4．由下列实验操作及现象能得出相应结论的是(　　)
选项 实验操作 现象 结论
A 向KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和CCl4，振荡，静置 溶液分层，下层呈紫红色 氧化性：Cl2>Br2>I2
B 在火焰上灼烧搅拌过某无色溶液的玻璃棒 火焰出现黄色 溶液中含钠元素
选项 实验操作 现象 结论
C 用pH计测定pH： ①NaHCO3溶液 ②CH3COONa溶液 pH：①>② H2CO3酸性弱于CH3COOH
D 把水滴入盛有少量Na2O2的试管中，立即把带火星木条放在试管口 木条复燃 反应生成了O2
[答案]　D
[解析]　根据实验操作和现象，说明反应产生I2，发生反应2KI＋Cl2===2KCl＋I2，证明氧化性Cl2>I2，但不能比较Br2与Cl2的氧化性强弱，A错误；玻璃中含有钠元素，因此灼烧时火焰呈黄色，不能证明溶液中含钠元素，B错误；应该采用对照方法进行实验，但两种溶液的浓度未知，因此不能通过测定溶液的pH来判断H2CO3、CH3COOH的酸性强弱，C错误；氧气有助燃性，木条复燃，可以证明Na2O2与水反应产生了O2，D正确。
5．(2026·四川广元模拟)室温下，下列实验探究方案能达到实验目的的是(　　)
[答案]　A
6．(2026·合肥一模)下列由实验操作和现象可得出正确结论的是(　　)
[答案]　B
7．(2026·陕西渭南一模)下列实验操作能达到实验目的的是(　　)
选项 实验目的 操作
A 探究KI与FeCl3反应的限度 取5 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液于试管中，加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液
B 证明Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4 向少量铜与浓H2SO4反应后的溶液中慢慢加水，溶液变蓝
C 证明木炭在加热时能与浓硝酸发生反应 将灼热的木炭加入浓硝酸中，有红棕色气体产生
D 实验室制备乙酸乙酯 向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片，加热，蒸出的乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液收集
[答案]　A
[解析]　反应中碘离子过量，充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液，若溶液变红色，说明KI与FeCl3的反应存在限度，故A符合题意；不能向浓硫酸中加水，会产生危险，应将反应后的溶液加入水中，故B不符合题意；浓硝酸受热也会分解产生二氧化氮气体，故C不符合题意；浓硫酸溶解放出大量的热，应先加入乙醇，再沿器壁慢慢加入浓硫酸、乙酸，故D不符合题意。
8．(2026·辽宁葫芦岛统考模拟预测)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是(　　)
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 向盛有饱和Na2S2O3溶液的试管中滴加稀盐酸 溶液变浑浊且有气泡逸出 生成了S和H2S
B 向饱和食盐水中通入氨气至饱和后，再通入过量二氧化碳 溶液变浑浊 析出了NaHCO3
选项 实验操作 实验现象 实验结论
C 加热无水乙醇和浓H2SO4的混合液至170 ℃，将气体通入酸性KMnO4溶液 紫色褪去 乙醇发生消去反应生成了乙烯
D 铁片与铜片同导线相连，放入盛有浓硝酸的烧杯中 铜片不断溶解，而铁片表面无明显变化 铜单质的还原性强于铁单质
[答案]　B
9．(2026·山东菏泽一模)下列实验操作能达到相应实验目的的是(　　)
选项 实验目的 实验操作
A 测定“84”消毒液的pH 用洁净的玻璃棒蘸取少许“84”消毒液滴在pH试纸上
B 验证Mg(OH)2可以转化为Fe(OH)3 向2 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中加入2 mL 1 mol·L－1 MgCl2溶液，产生白色沉淀，再加入几滴1 mol·L－1 FeCl3溶液
[答案]　B
选项 实验目的 实验操作
C 检验Fe(NO3)2固体是否变质 取少量固体溶于蒸馏水，滴加少量稀硫酸，再滴入KSCN溶液，振荡，观察溶液颜色变化
D 验证氯的非金属性强于碳 向NaHCO3溶液中滴加足量稀盐酸，观察有无气体产生
[解析]　“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠，具有漂白性，能使pH试纸褪色，所以不能用pH试纸测定“84”消毒液的pH，应该用pH计，故A不符合题意；向少量NaOH溶液中加入过量MgCl2溶液，生成Mg(OH)2白色沉淀，再加入FeCl3溶液，Mg(OH)2沉淀转化为更难溶的Fe(OH)3红褐色沉淀，可验证Mg(OH)2可以转化为Fe(OH)3，故B符合题意；加入稀硫酸后，溶液中含有氢离子和硝酸根离子，相当于含有硝酸，硝酸能将亚铁离子氧化为铁离子，故C不符合题意；盐酸为无氧酸，由碳酸、盐酸的酸性强弱不能比较C、Cl的非金属性强弱，故D不符合题意。
10．(2026·江西南昌一模)下列方案设计、现象和结论不正确的是(　　)
选项 目的 方案设计 现象和结论
A 探究铝在浓硝酸中会形成致密氧化膜 将去除氧化膜的铝片放入浓硝酸中，片刻后取出，立即用水洗净，并快速放入硫酸铜溶液中 铝片表面未见紫红色固体，说明铝片表面已形成致密的氧化膜
B 探究Fe2＋、Br－的还原性强弱 向FeBr2溶液中加入少量氯水，再加CCl4萃取 若CCl4层无色，则Fe2＋的还原性强于Br－
选项 目的 方案设计 现象和结论
C 比较H2O2和Fe3＋的氧化性强弱 取适量H2O2溶液于试管中，滴入Fe2(SO4)3溶液，振荡，观察现象 若产生的气体使带火星的木条复燃，说明Fe3＋的氧化性强于H2O2
D 探究温度对Fe3＋水解程度的影响 向25 mL冷水和沸水中分别滴入5滴饱和FeCl3溶液 若沸水中溶液颜色比冷水中溶液颜色深，则说明升温能促进Fe3＋水解
[答案]　C
[解析]　铝片表面形成致密氧化膜后，与铜离子不反应，故A正确；CCl4层无色，说明氯气未与溴离子反应，而是与亚铁离子反应，故B正确；产生的气体使带火星的木条复燃，可能是铁离子的催化作用使双氧水分解，故C错误；向25 mL冷水和沸水中分别滴入5滴饱和FeCl3溶液，若沸水中溶液颜色比冷水中溶液颜色深，则说明升温能促进Fe3＋水解，温度高，水解程度大，故D正确。
B．若将三颈烧瓶N中的导气管口插入液面以下，则更有利于监测反应过程
C．乙醇比丙酮更不适合作为雷尼Ni悬浮液的分散剂
D．判断氢化完全的依据是水准管中液面不再改变D
[思路分析]　向集气管中充入氢气时，氢气从左侧向下进入集气管，由集气管向装置Ⅱ供气时，孔路位置需调节为气体由下方的集气管向右进入装置Ⅱ。若将三颈烧瓶N中的导气管插入液面以下，可能会导致装置中的液体倒吸进入集气管中且三颈烧瓶N中为雷尼Ni的悬浮液，则倒吸时雷尼Ni会堵塞导管。氢化反应完全时，装置中不再消耗氢气，则可以根据水准管内液面不再下降来判断氢化反应完全。
[答案]　D
12．(2026·江苏盐城三模)利用如图装置(部分加热装置略)，根据实验现象得出的实验结论正确的是(　　)
选项 实验操作Ⅰ 溶液a 实验现象 实验结论
A 碳酸钠与盐酸反应 硅酸钠 溶液　 白色沉淀 碳酸的酸性强于硅酸
B 向苯和液溴的混合物中加入铁粉 硝酸银 溶液　 有淡黄色 沉淀生成 苯与Br2发生取代反应
[答案]　D
选项 实验操作Ⅰ 溶液a 实验现象 实验结论
C 乙醇与浓硫酸共热至170 ℃ 酸性KMnO4溶液　 紫色褪去 C2H4被氧化
D 蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，加热，加入足量氢氧化钠溶液 银氨溶液　　 产生光亮 的银镜　 蔗糖水解
[解析]　盐酸易挥发，A项实验操作Ⅰ制取的CO2气体中会有HCl，HCl也能与Na2SiO3溶液反应生成H2SiO3沉淀，无法得出碳酸的酸性强于硅酸的结论，A错误；有淡黄色沉淀生成，只能说明B项实验操作Ⅰ有Br－产生，可能是苯在溴化铁作催化剂的条件下与液溴发生取代反应生成溴化氢，也可能是挥发的溴单质与水反应生成的HBr，B错误；乙醇在浓硫酸条件下加热至170 ℃，发生消去反应，同时会产生副产物SO2，且乙醇有挥发性和还原性，SO2和挥发的乙醇都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误；蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，加热一段时间后，加入足量NaOH溶液，中和剩余的稀硫酸，再加入银氨溶液中加热，产生光亮的银镜，证明蔗糖发生水解反应生成了葡萄糖，D正确。
13．(2026·三湘名校教育联盟联考)FeCl3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Fe2(SO4)3均为重要的铁盐。某学习小组展开如下探究。
已知：Fe3＋的配离子在溶液中呈现颜色情况如表所示：
配离子 [Fe(H2O)6]3＋ [Fe(H2O)5(OH)]2＋
颜色 淡紫色(稀溶液时为无色) 黄色
配离子 [FeCl4]－ [Fe(C6H5O)6]3－
颜色 亮黄色 紫色
请回答下列问题：
(1)实验室若要用FeCl3·6H2O配制100 mL 0.200 mol·L－1的FeCl3溶液，下列仪器中不需要使用的是________(填仪器名称)。
(2)向盛有0.2 g铜片的试管中加入5 mL 0.5 mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液，铜片部分溶解，溶液变为蓝色，则发生反应的离子方程式为______
___________________________________________。
(3)淡紫色的Fe(NO3)3·9H2O晶体溶于水后依次加入硝酸和NaCl，溶液颜色出现下列变化：
①溶液Ⅰ为黄色的原因是_____________________________。
②溶液Ⅲ又变为亮黄色的原因是_________________________(用离子方程式表示)。
随着NaOH溶液的滴加，紫色溶液先变深、后变浅的主要原因是___
_____________________________________________(不考虑体积影响)。
实验ⅰ：向有银镜的试管中加入0.2 mol·L－1的Fe(NO3)3溶液(pH＝2)，银镜慢慢消失，溶液变澄清；
实验ⅱ：向有银镜的试管中加入0.2 mol·L－1的FeCl3溶液(pH＝2)，银镜快速溶解，反应后溶液中有明显灰色沉淀。
①经小组讨论认为，实验ⅰ不能证明Fe3＋能与银反应，其原因为_____________________________________________________。
②推测实验ⅱ比实验ⅰ中银镜溶解快的可能原因：______________
__________________________________________。
[答案]　(1)碱式滴定管
(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(3)①部分Fe3＋水解生成[Fe(H2O)5(OH)]2＋(合理即可)
(4)开始时中和H＋，平衡正向移动；随着NaOH溶液的滴加，OH－与Fe3＋反应生成Fe(OH)3，平衡逆向移动(合理即可)
溶液紫色变浅。(5)①0.2 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液(pH＝2)中含有的稀硝酸也能溶解银，因此实验i不能证明Fe3＋能与银反应。②氯化铁、硝酸铁溶液中的阳离子都是Fe3＋，单质银与Fe3＋反应被氧化为银离子，氯化铁中的氯离子与银离子结合产生氯化银沉淀，使Ag的“溶解”平衡正向移动，从而加速了银的溶解。
14．(2026·辽宁沈阳二中检测)同学们研究化学反应速率时设计了如下系列实验。
Ⅰ.甲同学用量气法测量化学反应的速率
(1)图2与图1相比的优点是______________________________。
(2)也可以将图1中的注射器改为连通器如图3，为了准确地测量H2的体积，在读取反应后甲管中液面的读数时，应注意________(填字母)。
a．视线与凹液面最低处相平
b．等待片刻，待乙管液面不再上升时读数
c．读数时应上、下移动乙管，使甲、乙两管液面相平
d．反应结束立即读数
Ⅱ.乙同学测定室温下H2C2O4溶液与用硫酸酸化的KMnO4溶液的反应速率。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时。该小组设计了如下的方案：
H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 浓度/(mol·L－1) 体积/mL 浓度/(mol·L－1) 体积/mL
5.0 6.0 2.0 4.0
(4)写出H2C2O4与KMnO4(H＋)反应的离子方程式：______________
____________________________。
(5)实验测得酸性KMnO4溶液褪色所用的时间为10 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)＝_______。
[答案]　(1)可以控制反应的发生与停止，同时能减小体积误差
(2)abc
(3)饱和NaHCO3溶液
15．(2025·甘肃卷)某兴趣小组按如下流程由稀土氧化物Eu2O3和苯甲酸钠制备配合物Eu(C7H5O2)3·xH2O，并通过实验测定产品纯度和结晶水个数(杂质受热不分解)。已知Eu3＋在碱性溶液中易形成Eu(OH)3沉淀。Eu(C7H5O2)3·xH2O在空气中易吸潮，加强热时分解生成Eu2O3。
(1)步骤①中，加热的目的为__________________________。
(2)步骤②中，调节溶液pH时需搅拌并缓慢滴加NaOH溶液，目的为____________________________________________________________；
pH接近6时，为了防止pH变化过大，还应采取的操作为__________
_________________________________________。
(3)如图所示玻璃仪器中，配制一定物质的量浓度的苯甲酸钠溶液所需的仪器名称为________。
(4)准确称取一定量产品，溶解于稀HNO3中，萃取生成的苯甲酸，蒸去有机溶剂，加入一定量的NaOH标准溶液，滴入1～2滴酚酞溶液，用HCl标准溶液滴定剩余的NaOH。滴定终点的现象为_______________
____________________________________________________________。
实验所需的指示剂不可更换为甲基橙，原因为__________________
______________________________________。
(5)取一定量产品进行热重分析，每个阶段的重量降低比例数据如图所示，0～92 ℃范围内产品质量减轻的原因为_____________________。
[答案]　(1)加快溶解速率，提高浸出速率
(2)防止局部pH过大生成Eu(OH)3沉淀　逐滴加入NaOH溶液，并同时检测溶液的pH
(3)容量瓶、烧杯
(4)滴入最后半滴HCl标准溶液时，溶液由红色变为无色，且半分钟内颜色不恢复　甲基橙的变色范围为3.1～4.4，误差较大
(5)Eu(C7H5O2)3·xH2O吸潮的水分蒸发　1.7
[解析]　(1)步骤①中，加热的目的是加快溶解速率并提高浸出率。(2)搅拌的目的是混合均匀，且加快反应速率，搅拌和缓慢加入NaOH溶液可防止体系内局部pH过大生成Eu(OH)3沉淀。pH接近6时，应逐滴加入NaOH溶液，并且要随时检测溶液pH，以防超过6。(3)配制一定物质的量浓度的苯甲酸钠溶液时，溶解苯甲酸钠要用到烧杯，定容要使用容量瓶。(4)盐酸标准溶液滴定NaOH溶液，酚酞为指示剂，则达到滴定终点的现象是滴入最后半滴HCl标准溶液，溶液由红色变为无色，且半分钟内颜色不恢复。甲基橙的变色范围为3.1～4.4，误差较大，故不能用甲基橙代替酚酞。(5)Eu(C7H5O2)3·xH2O在空气中易吸潮，故0～92 ℃范
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