(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題10 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 6 第五單元 探究型實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)教案

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(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題10 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 6 第五單元 探究型實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)教案_第1頁(yè)
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1、(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題10 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 6 第五單元 探究型實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)教案1能根據(jù)要求設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。2.能掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。3.以上各部分知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用。探究型實(shí)驗(yàn) 知識(shí)梳理一、探究型實(shí)驗(yàn)的常見(jiàn)類型1對(duì)未知產(chǎn)物的探究通過(guò)化學(xué)反應(yīng)原理猜測(cè)可能生成哪些物質(zhì),對(duì)這些物質(zhì)逐一進(jìn)行檢驗(yàn)來(lái)確定究竟含有哪些物質(zhì)。雖然探究型實(shí)驗(yàn)主要考查學(xué)生的探究能力,但在問(wèn)題中常常包含了對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的考查。例如:(1)常見(jiàn)物質(zhì)分離的提純方法:結(jié)晶法、蒸餾法、過(guò)濾法、升華法、萃取法、滲析法等。(2)常見(jiàn)氣體的制備、凈化、干燥、收集等方法。(3)熟悉重點(diǎn)的操作:氣密性

2、檢查、測(cè)量氣體體積、防倒吸、防污染等。2物質(zhì)性質(zhì)的探究(1)在探究過(guò)程中往往可以利用對(duì)比實(shí)驗(yàn),即設(shè)置幾組平行實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行對(duì)照和比較,從而研究和揭示某種規(guī)律,解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機(jī)理。(2)無(wú)機(jī)物、有機(jī)物性質(zhì)的探究,必須在牢牢掌握元素化合物知識(shí)的基礎(chǔ)上,大膽猜想,細(xì)心論證。脫離元素化合物知識(shí),獨(dú)立看待實(shí)驗(yàn)問(wèn)題是不科學(xué)的,只有靈活運(yùn)用已有的元素化合物知識(shí),才能變探究型實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。二、探究型實(shí)驗(yàn)的基本程序解答探究型實(shí)驗(yàn)題的基本程序可用以下流程圖表示:1提出問(wèn)題要提出問(wèn)題,首先得發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,對(duì)題給信息進(jìn)行對(duì)比、質(zhì)疑,通過(guò)思考提出值得探究的問(wèn)題。此外,實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的特殊

3、現(xiàn)象也是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題的重要契機(jī)。2提出猜想所謂猜想就是根據(jù)已有知識(shí)對(duì)問(wèn)題的解決提出的幾種可能的情況。有一些問(wèn)題,結(jié)論有多種可能(這就是猜想),只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。3設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案提出猜想后,就要結(jié)合題給條件,設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理、安全的實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)可能的情況進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)試劑的選擇和實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)控。4觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行推理分析或計(jì)算分析得出結(jié)論。(2017高考北京卷)某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe2Ag=Fe22Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到Fe3,發(fā)現(xiàn)和探究過(guò)程如下。向硝酸酸化的0.05 molL1硝酸銀溶液(pH2)中加入過(guò)量鐵粉,攪拌后靜置,燒杯

4、底部有黑色固體,溶液呈黃色。(1)檢驗(yàn)產(chǎn)物取出少量黑色固體,洗滌后,_(填操作和現(xiàn)象),證明黑色固體中含有Ag。取上層清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說(shuō)明溶液中含有_。(2)針對(duì)“溶液呈黃色”,甲認(rèn)為溶液中有Fe3,乙認(rèn)為鐵粉過(guò)量時(shí)不可能有Fe3,乙依據(jù)的原理是_(用離子方程式表示)。針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn):取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生,且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān),對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下:序號(hào)取樣時(shí)間/min現(xiàn)象3產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液呈紅色30產(chǎn)生白色沉淀,較3 min時(shí)量少;溶液紅色較3 min時(shí)加深120產(chǎn)生白色沉淀

5、,較30 min時(shí)量少;溶液紅色較30 min時(shí)變淺(資料:Ag與SCN生成白色沉淀AgSCN)對(duì)Fe3產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè):假設(shè)a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產(chǎn)生Fe3;假設(shè)b:空氣中存在O2,由于_(用離子方程式表示),可產(chǎn)生Fe3;假設(shè)c:酸性溶液中的NO具有氧化性,可產(chǎn)生Fe3;假設(shè)d:根據(jù)_現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag,可產(chǎn)生Fe3。下述實(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3的主要原因。實(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)d成立。實(shí)驗(yàn):向硝酸酸化的_溶液(pH2)中加入過(guò)量鐵粉,攪拌后靜置,不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液。3 min時(shí)溶液呈淺紅色,30 min后溶液幾乎無(wú)色。實(shí)驗(yàn):裝置如圖。其中甲溶液是

6、_,操作及現(xiàn)象是_。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合方程式推測(cè)實(shí)驗(yàn)中Fe3濃度變化的原因:_。解析(1)黑色固體溶于熱的硝酸溶液后,向其中加入稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,可證明黑色固體中含有Ag。可利用K3Fe(CN)6檢驗(yàn)Fe2的存在。(2)過(guò)量的鐵粉會(huì)與Fe3反應(yīng)??諝庵械腛2會(huì)與Fe2發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生Fe3;加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明溶液中存在Ag,Ag可與Fe2反應(yīng)產(chǎn)生Fe3。實(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3的主要原因,只要將原實(shí)驗(yàn)反應(yīng)體系中的Ag替換,其他微粒的種類及濃度保持不變,做對(duì)比實(shí)驗(yàn)即可,所以可選用0.05 molL1 NaNO3溶液(pH2);實(shí)驗(yàn)利用原電池裝置證

7、明反應(yīng)AgFe2=AgFe3能發(fā)生,所以甲溶液是FeSO4溶液。操作和現(xiàn)象:分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液,同時(shí)滴加KSCN溶液,后者紅色更深。答案(1)加硝酸加熱溶解固體,再滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀Fe2(2)2Fe3Fe=3Fe24Fe2O24H=4Fe32H2O加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀0.05 molL1 NaNO3FeSO4溶液分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液,同時(shí)滴加KSCN溶液,后者紅色更深(3)溶液中存在反應(yīng):2AgFe=Fe22Ag,AgFe2=Fe3Ag,F(xiàn)e2Fe3=3Fe2。反應(yīng)開(kāi)始時(shí),c(Ag)大,以反應(yīng)、為主,c(Fe3) 增大。約

8、30 min后,c(Ag)小,以反應(yīng)為主,c(Fe3)減小 探究型實(shí)驗(yàn)題 (2015高考北京卷)為探討化學(xué)平衡移動(dòng)原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系,某同學(xué)通過(guò)改變濃度研究“2Fe32I2Fe2I2”反應(yīng)中Fe3和Fe2的相互轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)如下:(1)待實(shí)驗(yàn)溶液顏色不再改變時(shí),再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),目的是使實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)達(dá)到_。(2)是的對(duì)比實(shí)驗(yàn),目的是排除中_造成的影響。(3)和的顏色變化表明平衡逆向移動(dòng),F(xiàn)e2向Fe3轉(zhuǎn)化。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋原因:_。(4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,該同學(xué)推測(cè)中Fe2向Fe3轉(zhuǎn)化的原因:外加Ag使c(I)降低,導(dǎo)致I的還原性弱于Fe2,用如圖裝置(a、b均為石墨電極)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)

9、證。K閉合時(shí),指針向右偏轉(zhuǎn),b作_極。當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達(dá)到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01 molL1 AgNO3溶液,產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè),該現(xiàn)象是_。(5)按照(4)的原理,該同學(xué)用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證實(shí)了中Fe2向Fe3轉(zhuǎn)化的原因。轉(zhuǎn)化原因是_。與(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,不同的操作是_。(6)實(shí)驗(yàn)中,還原性:IFe2;而實(shí)驗(yàn)中,還原性Fe2I。將(3)和(4)、(5)作對(duì)比,得出的結(jié)論是_。解析:(1)實(shí)驗(yàn)溶液的顏色不再發(fā)生變化,則說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。(2)為加入1 mL 1 molL1FeSO4溶液,為加入了1 mL H2O,結(jié)果是的顏色比略深,故以作對(duì)比,排除中溶液稀釋對(duì)

10、顏色變化造成的影響。(3)中加AgNO3溶液發(fā)生反應(yīng):AgI=AgI,使溶液中c(I)減小,平衡逆向移動(dòng);中加入Fe2,增大了c(Fe2),平衡逆向移動(dòng);故增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度,平衡均逆向移動(dòng)。(4)由反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2知Fe3在反應(yīng)中得電子,b應(yīng)為正極。達(dá)到平衡后向U形管左管中加入AgNO3溶液,AgI=AgI,使c(I)減小,若I還原性弱于Fe2,則a極改為正極,電流表指針應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)。(5)由(4)的原理可知c(I)降低則還原性減弱,則中Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3的原因可理解為Fe2的濃度增大,還原性增強(qiáng)。第(4)小題是證明c(I)減小,其還原性減弱,若做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn),可選擇增

11、大c(Fe2),使其還原性增強(qiáng),或減小c(Fe3),使其氧化性減弱。(6)中減小c(I),I的還原性減弱;中增大c(Fe2),F(xiàn)e2的還原性增強(qiáng)。得出的結(jié)論為該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng),在平衡時(shí),通過(guò)改變物質(zhì)的濃度,可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力,并影響平衡移動(dòng)方向。答案:(1)化學(xué)平衡狀態(tài)(2)溶液稀釋對(duì)顏色變化(3)加入Ag發(fā)生反應(yīng):AgI=AgI,c(I)降低;或增大c(Fe2),平衡均逆向移動(dòng)(4)正左側(cè)產(chǎn)生黃色沉淀,指針向左偏轉(zhuǎn)(5)Fe2隨濃度增大,還原性增強(qiáng),使Fe2還原性強(qiáng)于I向右管中加入1 molL1 FeSO4溶液(6)該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng),在平衡時(shí),通過(guò)改變物質(zhì)的濃度,可

12、以改變物質(zhì)的氧化、還原能力,并影響平衡移動(dòng)方向探究型實(shí)驗(yàn)題的命題思路探究型實(shí)驗(yàn)題的一般命題思路是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提出猜想設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象分析數(shù)據(jù)總結(jié)歸納得出結(jié)論。在能力考查點(diǎn)的設(shè)置上則可以考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力、提出問(wèn)題的能力(作出合理假設(shè)或猜想)、探究問(wèn)題的能力(設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究)、分析問(wèn)題的能力(根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出合理結(jié)論)等。在知識(shí)點(diǎn)的涵蓋上則既可以考查基本概念、基本理論又可以考查元素化合物的有關(guān)知識(shí);而且符合新課程改革在學(xué)習(xí)方法上強(qiáng)調(diào)的“探究學(xué)習(xí)”“自主學(xué)習(xí)”的概念。探究型試題一般有以下幾種命題形式:探究化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的反?,F(xiàn)象、探究對(duì)經(jīng)典問(wèn)題的質(zhì)疑、探究未知物的成

13、分、探究物質(zhì)的性質(zhì)、探究化學(xué)反應(yīng)的條件以及探究化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象等。 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 知識(shí)梳理1實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求2化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容一個(gè)相對(duì)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案一般包括下述內(nèi)容:(1)實(shí)驗(yàn)名稱;(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?3)實(shí)驗(yàn)原理;(4)實(shí)驗(yàn)用品(藥品、儀器、裝置、設(shè)備)及規(guī)格;(5)實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法;(6)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng);(7)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄及結(jié)果處理;(8)問(wèn)題與討論。3實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮砑八x用的藥品和儀器,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案,并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案。(2015高考全國(guó)卷,26,14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K15.4102,K

14、25.4105。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水,而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無(wú)色,熔點(diǎn)為101 ,易溶于水,受熱脫水、升華,170 以上分解。回答下列問(wèn)題:(1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置,通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_,由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有_。裝置B的主要作用是_。(2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO,為進(jìn)行驗(yàn)證,選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中,依次連接的合理順序?yàn)锳、B、_。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是_。能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明:草

15、酸的酸性比碳酸的強(qiáng):_。草酸為二元酸:_。解析(1)結(jié)合草酸晶體(H2C2O42H2O)的組成可知,澄清石灰水應(yīng)是用來(lái)檢驗(yàn)其分解產(chǎn)物CO2的存在。因草酸晶體易升華,且草酸鈣難溶于水,若草酸進(jìn)入C裝置,會(huì)干擾CO2的檢驗(yàn),故裝置B中冰水的主要作用是冷凝揮發(fā)出來(lái)的草酸。(2)要驗(yàn)證草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO,只能通過(guò)檢驗(yàn)CO與CuO反應(yīng)的產(chǎn)物CO2的存在來(lái)達(dá)到這一目的。因?yàn)椴菟峋w的分解產(chǎn)物本身含有CO2,會(huì)對(duì)CO的檢驗(yàn)造成干擾,所以在檢驗(yàn)CO前應(yīng)將分解產(chǎn)物中的CO2除盡,可選用F裝置來(lái)除去CO2,D裝置用來(lái)檢驗(yàn)CO2是否除盡。將除去CO2的氣體通過(guò)盛有無(wú)水氯化鈣的裝置G干燥,然后通過(guò)盛有CuO的

16、裝置H,CuO將CO氧化為CO2,再將氣體通過(guò)盛有澄清石灰水的D裝置,用來(lái)檢驗(yàn)CO2的存在。因CO有毒,最后可將尾氣通過(guò)排水法收集。若前一個(gè)裝置D中澄清石灰水不變渾濁,說(shuō)明草酸晶體分解的產(chǎn)物CO2已除盡;H中黑色CuO變紅,同時(shí)其后的裝置D中澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明草酸晶體分解產(chǎn)物中含有CO。(3)根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)原理,可選擇將NaHCO3加入草酸溶液的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)證明草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)。 根據(jù)酸堿中和反應(yīng)原理,可采用中和滴定的方法用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)滴定一定物質(zhì)的量濃度的草酸溶液,根據(jù)反應(yīng)的草酸與NaOH的物質(zhì)的量的比值為12,證明草酸是二元酸。 答案(1)有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁CO

17、2冷凝(水蒸氣、草酸等),防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀,干擾CO2的檢驗(yàn)(2)F、D、G、H、D、ICuOH中黑色粉末變?yōu)榧t色,其后的D中澄清石灰水變渾濁(3)向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液,有氣泡產(chǎn)生用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍要證明草酸的酸性強(qiáng)于碳酸,能否根據(jù)碳酸鈉溶液的堿性強(qiáng)于草酸鈉溶液的堿性證明?答案:不能。此方法只能證明草酸氫根的酸性強(qiáng)于碳酸氫根;應(yīng)根據(jù)碳酸氫鈉溶液的pH大于草酸氫鈉溶液的pH來(lái)證明。 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)1H2O2是一種綠色氧化還原試劑,在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。(1)某小組擬在同濃度Fe3的催化下,探究H2O2濃度對(duì)H2O

18、2分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器:30%H2O2、0.1 molL1 Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器。寫(xiě)出本實(shí)驗(yàn)H2O2分解反應(yīng)方程式并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:_。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:在不同H2O2濃度下,測(cè)定_(要求所測(cè)得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小)。參照下表格式,擬定實(shí)驗(yàn)表格,完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案(列出所選試劑體積、需記錄的待測(cè)物理量和所擬定的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)用字母表示)。物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào) V0.1 molL1Fe2(SO4)3/mL1a2a(2)利用圖(a)和(b)中的信息,按圖(c)裝置(連接的A、B瓶中已充有NO2氣體)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

19、??捎^察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的_(填“深”或“淺”),其原因是_。解析:(1)分析化合價(jià)并應(yīng)用化合價(jià)變化規(guī)律解決問(wèn)題。雙氧水中氧元素的化合價(jià)為1,發(fā)生分解反應(yīng)生成氧氣,O2中O的化合價(jià)為0,水中O元素的化合價(jià)為2,所以是自身的氧化還原反應(yīng),用單線橋法表示其電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:做實(shí)驗(yàn)題時(shí),首先要明確實(shí)驗(yàn)原理。該實(shí)驗(yàn)是探究雙氧水的分解速率,所以應(yīng)測(cè)定不同濃度雙氧水分解時(shí)產(chǎn)生氧氣的速率,即可以測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積。探究時(shí)一定要注意變量的控制,即只改變一個(gè)變量,才能說(shuō)明該變量對(duì)反應(yīng)的影響。表格中給出了硫酸鐵的量,且體積均相等。而探究的是不同濃度的雙氧水分解的速率,所以必須要有不同濃度的雙

20、氧水,但題給試劑中只有30%的雙氧水,因此還需要蒸餾水,要保證硫酸鐵的濃度相同,必須保證兩組實(shí)驗(yàn)中雙氧水和蒸餾水的總體積相同,且兩組實(shí)驗(yàn)中雙氧水和蒸餾水的體積不同兩個(gè)條件。同時(shí)還要記錄兩組實(shí)驗(yàn)中收集相同體積氧氣所需時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)收集氧氣的體積大小。(2)通過(guò)分析能量變化圖像的起點(diǎn)和終點(diǎn)可判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),通過(guò)分析溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響,可以判斷平衡移動(dòng)的方向和結(jié)果。由本小題給出的能量變化圖像可知,雙氧水的分解和二氧化氮生成四氧化二氮的反應(yīng)都屬于放熱反應(yīng),由此可知(c)裝置中右邊燒杯的溫度應(yīng)高于左邊燒杯的溫度,溫度升高,使平衡2NO2(g)N2O4(g)向左移動(dòng),所以B瓶中二氧化

21、氮濃度增大,氣體顏色加深。答案:(1)生成相同體積的氧氣所需要的時(shí)間(或相同時(shí)間內(nèi),生成氧氣的體積)V(H2O2)/mLV(H2O)/mLV(O2)/mLt/s1bced2cbef或V(H2O2)/mLV(H2O)/mLt/sV(O2)/mL1bced2cbef(2)深雙氧水分解放熱,使B瓶的溫度升高,2NO2(g)N2O4(g)平衡向左移動(dòng),NO2濃度增大,氣體顏色加深2高純MnCO3是制備高性能磁性材料的主要原料。實(shí)驗(yàn)室以MnO2為原料制備少量高純MnCO3的操作步驟如下:(1)制備MnSO4溶液:在燒瓶中(裝置見(jiàn)下圖)加入一定量MnO2和水,攪拌,通入SO2和N2的混合氣體,反應(yīng)3 h。

22、停止通入SO2,繼續(xù)反應(yīng)片刻,過(guò)濾(已知:MnO2H2SO3=MnSO4H2O)。石灰乳參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。反應(yīng)過(guò)程中,為使SO2盡可能轉(zhuǎn)化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改變固液投料的條件下,可采取的合理措施有_、_。若實(shí)驗(yàn)中將N2換成空氣,測(cè)得反應(yīng)液中Mn2、SO 的濃度(c)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如下圖。導(dǎo)致溶液中Mn2、SO 濃度變化產(chǎn)生明顯差異的原因是_。(2)制備高純MnCO3固體:已知MnCO3難溶于水、乙醇,潮濕時(shí)易被空氣氧化,100 開(kāi)始分解;Mn(OH)2開(kāi)始沉淀時(shí)pH7.7。請(qǐng)補(bǔ)充由(1)制得的MnSO4溶液制備高純MnCO3的操作步驟實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑:Ca(

23、OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH。_;_;_;_;低于100 干燥。解析:(1)石灰乳的作用是吸收SO2。為了提高SO2的轉(zhuǎn)化率,可從溫度、反應(yīng)時(shí)間(即通氣速率)來(lái)思考。N2換成空氣,空氣中O2會(huì)氧化H2SO3;但隨著Mn2的增大,c(SO )迅速增大,可能是Mn2起了催化作用。(2)制備高純MnCO3固體時(shí)的注意點(diǎn):一是Mn(OH)2開(kāi)始沉淀的pH7.7,加Na2CO3生成MnCO3時(shí),因Na2CO3堿性較強(qiáng),所以要控制溶液的pH7.7。二是MnCO3純度要高,所以要除去SO 等離子,必須水洗,并檢驗(yàn)SO 是否洗凈。三是注意題給信息:潮濕的MnCO3易被氧化,所以要用乙醇洗

24、去水。答案:(1)Ca(OH)2SO2=CaSO3H2O控制適當(dāng)?shù)臏囟染徛ㄈ牖旌蠚怏wMn2催化O2與H2SO3反應(yīng)生成H2SO4 (2)邊攪拌邊加入Na2CO3,并控制溶液pH7.7過(guò)濾,用少量水洗滌23次檢驗(yàn)SO 是否洗凈用少量乙醇洗滌綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題思路(1)巧審題,明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理。實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)題的核心,是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和起點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理可從題給的化學(xué)情景(或題首所給實(shí)驗(yàn)?zāi)康?并結(jié)合元素及其化合物等有關(guān)知識(shí)獲取。在此基礎(chǔ)上,遵循可靠性、簡(jiǎn)捷性、安全性的原則,確定符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求的方案?2)想過(guò)程,理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理所確定的實(shí)驗(yàn)方案中的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,確定實(shí)驗(yàn)

25、操作的方法和步驟,把握各步實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn),理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。(3)看準(zhǔn)圖,分析各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置的作用。有許多綜合實(shí)驗(yàn)題圖文結(jié)合,思考容量大。在分析解答過(guò)程中,要認(rèn)真細(xì)致地分析圖中所示的各項(xiàng)裝置,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,確定它們?cè)谠搶?shí)驗(yàn)中的作用。(4)細(xì)分析,得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))是化學(xué)原理的外在表現(xiàn)。在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過(guò)程中,要善于找出影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵以及產(chǎn)生誤差的原因,或從有關(guān)數(shù)據(jù)中歸納出定量公式,繪制變化曲線等。 實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)與改進(jìn) 知識(shí)梳理一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的三大視角1綠色化視角(1)分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行、無(wú)污染;(2)實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理;(3)實(shí)驗(yàn)步驟是

26、否簡(jiǎn)單方便;(4)實(shí)驗(yàn)效果是否明顯。2安全性視角(1)避免炸裂:受熱不均勻、液體倒吸、氣流不暢、易燃?xì)怏w中混有助燃?xì)怏w等。(2)防污染:有毒尾氣未經(jīng)處理、剩余藥品隨意丟棄、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液隨意傾倒等。(3)防失火:點(diǎn)燃或熄滅酒精燈的方法不正確、易燃試劑與明火接觸等。(4)防吸水:極易水解、吸水性強(qiáng)(潮解)的物質(zhì)未密封保存或與潮濕空氣接觸,大量吸水導(dǎo)致液體溢出或反應(yīng)變質(zhì)等。3規(guī)范性視角(1)儀器的安裝與拆卸;(2)試劑添加的順序與用量;(3)加熱的方式、方法和時(shí)機(jī);(4)儀器的查漏、氣密性檢驗(yàn);(5)溫度計(jì)的規(guī)范使用、水銀球的位置;(6)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀?。?7)冷卻、冷凝的方法等。二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的

27、改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)一般分為如下三種情況:1氣體實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)掌握的氣體制備實(shí)驗(yàn)有:三種單質(zhì)(H2、O2、Cl2)的制備;兩種氫化物(HCl、NH3)的制備;四種氧化物(CO2、SO2、NO2、NO)的制備;一種有機(jī)物(C2H4)的制備。復(fù)習(xí)時(shí),除了掌握好教材中經(jīng)典的制備方法外,還應(yīng)對(duì)藥品選擇、反應(yīng)原理進(jìn)行拓展和創(chuàng)新。典型的氣體實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)設(shè)計(jì)有:依據(jù)啟普發(fā)生器原理設(shè)計(jì)的反應(yīng)器,尾氣吸收、防倒吸裝置的設(shè)計(jì),液封裝置的設(shè)計(jì),恒壓裝置的設(shè)計(jì)等。2性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)研究物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的最主要功能。對(duì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)已成為近幾年的高考熱點(diǎn),以考查考生的創(chuàng)新思維能力

28、。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單易行,用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)藥品,并能在較短的時(shí)間內(nèi)完成,且效果明顯。例如:用套管實(shí)驗(yàn)證明Na2CO3、NaHCO3的熱穩(wěn)定性(圖甲);用一套培養(yǎng)皿通過(guò)向NaOH固體上滴濃氨水,探究氨氣的性質(zhì)(圖乙)等。3制備實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)制備一種物質(zhì),應(yīng)根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的組成來(lái)確定原料及反應(yīng)原理,設(shè)計(jì)反應(yīng)路徑,選擇合適的儀器和裝置。最后,根據(jù)生成物的性質(zhì)將產(chǎn)品分離提純出來(lái)。整個(gè)過(guò)程如下圖所示:改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)在設(shè)計(jì)物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)方案時(shí),要優(yōu)化上述流程中的每一個(gè)具體環(huán)節(jié)。遵循的優(yōu)化原則是原料廉價(jià),原理綠色,條件優(yōu)化,儀器簡(jiǎn)單,分離方便。(2)一些物質(zhì)的制備,由于其性質(zhì)

29、上的特殊性,需要設(shè)計(jì)一些特殊的裝置來(lái)完成,如實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)2固體,由于Fe(OH)2遇空氣易被氧化而變質(zhì),故其制備實(shí)驗(yàn)裝置必須嚴(yán)格防止制備的Fe(OH)2固體與O2接觸;再如常見(jiàn)有機(jī)物的制備中,由于有機(jī)反應(yīng)緩慢、副產(chǎn)品多、原料容易揮發(fā),所以常見(jiàn)有機(jī)物的制備裝置都要加裝冷凝回流裝置,使原料回流、充分反應(yīng),提高產(chǎn)率。(2018湖北八校聯(lián)考)某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進(jìn)行有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一制取氯酸鉀和氯水利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,取出B中試管冷卻結(jié)晶,過(guò)濾,洗滌。該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程需要的玻璃儀器有_。(2)若對(duì)調(diào)B和C裝置的位置,_(填“能”或“不能”)提高B

30、中氯酸鉀的產(chǎn)率。實(shí)驗(yàn)二氯酸鉀與碘化鉀反應(yīng)的研究(3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn)研究反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響,其中系列a實(shí)驗(yàn)的記錄表如下(實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行):試管編號(hào)12340.20 molL1 KI/mL1.01.01.01.0KClO3(s)/g0.100.100.100.106.0 molL1 H2SO4/mL03.06.09.0蒸餾水/mL9.06.03.00實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象系列a實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀。設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是_。若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色;假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,則此反應(yīng)的離子方程式為

31、_。實(shí)驗(yàn)三測(cè)定飽和氯水中氯元素的總量(4)該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為使用下圖裝置,加熱15.0 mL飽和氯水試樣,測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是_。(不考慮實(shí)驗(yàn)裝置及操作失誤導(dǎo)致不可行的原因)(5)根據(jù)下列資料,為該小組設(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案(不必描述操作過(guò)程的細(xì)節(jié)):_。資料:.次氯酸會(huì)破壞酸堿指示劑;.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2和FeCl2等物質(zhì)還原成Cl。解析(1)過(guò)濾需要漏斗、玻璃棒、燒杯等儀器,而洗滌沉淀也需要漏斗、玻璃棒、燒杯等儀器。(2)若對(duì)調(diào)B和C裝置,可以通過(guò)水先把Cl2中的HCl除去,可提高KClO3的產(chǎn)率。(3)根據(jù)圖表可看出其他條件都相同,只有H2SO4

32、的濃度不同,因此該實(shí)驗(yàn)研究的是硫酸的濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。1號(hào)實(shí)驗(yàn)中H2SO4的濃度為0,故該實(shí)驗(yàn)起到與其他實(shí)驗(yàn)對(duì)照的作用。淀粉遇到碘單質(zhì)會(huì)顯藍(lán)色,故氧化產(chǎn)物為碘單質(zhì),ClO被還原為Cl。(4)產(chǎn)生的Cl2會(huì)重新溶于水,同時(shí)HClO也會(huì)發(fā)生分解,生成極易溶于水的HCl,則無(wú)法計(jì)算氯元素的量。(5)根據(jù)信息可知SO2、H2O2、FeCl2都能將次氯酸或氯氣還原,如果選擇SO2會(huì)引入SO,對(duì)Cl的測(cè)定造成干擾,如果選擇FeCl2則會(huì)引入Cl,而H2O2不會(huì)引入雜質(zhì)離子,因此選擇H2O2將次氯酸或氯氣還原為Cl,再用AgNO3溶液測(cè)定Cl含量。答案(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”

33、也可)(2)能(3)研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響硫酸濃度為0的對(duì)照實(shí)驗(yàn)ClO6I6H=Cl3I23H2O(4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案無(wú)法測(cè)算試樣含氯總量(或其他合理答案)(5)量取一定量的試樣,加入足量的H2O2溶液,加熱除去過(guò)量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,稱量沉淀質(zhì)量(或其他合理答案)解答綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)題的基本流程原理反應(yīng)物質(zhì)儀器裝置現(xiàn)象結(jié)論作用或意義聯(lián)想。具體分析如下:(1)實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計(jì)的?實(shí)驗(yàn)的目的是什么?(2)所用各物質(zhì)名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理,進(jìn)行全面的分析比較和推理,并合理選擇)。(3

34、)有關(guān)裝置:性能、使用方法、適用范圍、注意問(wèn)題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。(4)有關(guān)操作:操作順序、注意事項(xiàng)或操作錯(cuò)誤的后果。(5)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:自下而上,自左而右全面觀察。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。 實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)與改進(jìn)1(2018漳州高三檢測(cè))資料表明,在加熱條件下SO3具有比較強(qiáng)的氧化性。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)綠礬(FeSO47H2O)受熱分解的情況進(jìn)行探究。(1)甲同學(xué)認(rèn)為,綠礬受熱分解的產(chǎn)物是FeO、SO3、H2O。你支持該觀點(diǎn)嗎?說(shuō)明理由:_。(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究綠礬受熱分解的情況(部分夾持裝置未畫(huà)出,C裝置的水槽中加冰鹽水)。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列表格。儀器加

35、入試劑預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A綠礬試樣BD(3)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)明顯不足之處是_。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要檢驗(yàn)綠礬是否分解完全,請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法:_。(5)若綠礬分解完全,C裝置中U形管內(nèi)有無(wú)色晶體出現(xiàn),請(qǐng)寫(xiě)出綠礬受熱分解的化學(xué)方程式:_。解析:(1)因題目中已知“在加熱條件下SO3具有比較強(qiáng)的氧化性”,而FeO具有還原性,二者受熱時(shí)會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存,故不支持該觀點(diǎn)。(2)FeSO47H2O受熱分解的產(chǎn)物一定有Fe2O3,根據(jù)化合價(jià)升降可知一定有SO2,還一定有H2O,故A中應(yīng)殘留紅棕色固體;B中試劑用于檢驗(yàn)產(chǎn)物水,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為無(wú)水CuSO4粉末變藍(lán);D中試劑用于檢驗(yàn)SO2,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為品紅或酸性高錳酸鉀溶

36、液或溴水褪色。(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足之處一般從有沒(méi)有防止倒吸的裝置以及尾氣處理裝置等方面考慮。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)明顯沒(méi)有尾氣吸收裝置。(4)“要檢驗(yàn)綠礬是否分解完全”,只需檢驗(yàn)有無(wú)Fe2即可:取A中殘留固體少許溶于足量稀硫酸,再取溶解液少許于試管中,滴入酸性KMnO4溶液,振蕩,若溶液不褪色,證明分解完全;否則分解不完全。(5)U形管內(nèi)的無(wú)色晶體是SO3,可寫(xiě)出綠礬受熱分解的化學(xué)方程式為2FeSO47H2OFe2O3SO2SO314H2O。答案:(1)不支持,F(xiàn)eO有還原性,SO3在加熱條件下有較強(qiáng)的氧化性,二者受熱時(shí)會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存(2)儀器加入試劑預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A殘留紅棕色固體B無(wú)水CuS

37、O4粉末白色粉末變藍(lán)D品紅或酸性高錳酸鉀溶液或溴水溶液褪色(3)沒(méi)有尾氣吸收裝置(4)取A中殘留固體少許溶于足量稀硫酸,再取溶解液少許于試管中,滴入酸性KMnO4溶液,振蕩,若酸性KMnO4溶液不褪色,證明分解完全;否則分解不完全(5)2FeSO47H2OFe2O3SO2SO314H2O2硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O35H2O)。.查閱資料 (1)Na2S2O35H2O是無(wú)色透明晶體,易溶于水,其稀溶液與BaCl2溶液混合無(wú)沉淀生成。 (2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得產(chǎn)品常含有少量Na2SO3和Na2S

38、O4。 (3)Na2SO3易被氧化;BaSO3難溶于水,可溶于稀HCl。.制備產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(省略?shī)A持裝置):實(shí)驗(yàn)步驟:(1)檢查裝置氣密性,按圖示加入試劑。儀器a的名稱是_;E中的試劑是_(選填下列字母編號(hào))。A稀H2SO4BNaOH溶液C飽和NaHSO3溶液(2)先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中燒瓶滴加濃H2SO4。(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,結(jié)束反應(yīng)。過(guò)濾C中混合物,濾液經(jīng)_(填寫(xiě)操作名稱)、結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥,得到產(chǎn)品。.探究與反思(1)為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4,該小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)將方案補(bǔ)充完整。(所需試劑從稀

39、HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸餾水中選擇)取適量產(chǎn)品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,_,若沉淀未完全溶解,并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4。(2)為減少裝置C中生成Na2SO4的量,在不改變?cè)醒b置的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟(2)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的操作是_。(3)Na2S2O35H2O的溶解度隨溫度升高顯著增大,所得產(chǎn)品通過(guò)_方法提純。解析:.(1)儀器a中有活塞,故a為分液漏斗;在A裝置中產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體SO2,故E裝置用于處理未反應(yīng)的SO2,在給定的三種溶液中,只有NaOH溶液能吸收SO2。(3)從溶液中得到晶體的操作包括蒸發(fā)、結(jié)

40、晶、過(guò)濾、洗滌、干燥這五步。.(1)根據(jù)中(3)可知BaSO3可溶于HCl,而B(niǎo)aSO4難溶于HCl,則在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液后,將生成的沉淀過(guò)濾、洗滌后,向沉淀中加入HCl,沉淀未完全溶解,說(shuō)明溶液中含有SO,沉淀溶解的部分生成了刺激性氣味的氣體為SO2,則沉淀中含有BaSO3,故原溶液中含有SO。(2)由中(3)可知Na2SO3易被氧化,故裝置中的氧氣能將Na2SO3氧化,為了減少Na2SO4的生成量,應(yīng)先將裝置中的空氣排盡,可先用A裝置中生成的SO2將裝置中的空氣排盡。(3)因?yàn)榱虼蛩徕c的溶解度隨溫度升高而顯著增大,故可采用重結(jié)晶法將其提純。答案:.(1)分液漏斗B(3)蒸

41、發(fā).(1)過(guò)濾,用蒸餾水洗滌沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl(2)先向A裝置中燒瓶滴加濃H2SO4,產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后,再向C裝置中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液(3)重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)是對(duì)給出的實(shí)驗(yàn)方案作出選擇、評(píng)價(jià)或找出最佳方案,包含的知識(shí)點(diǎn)很多,能考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。(1)選擇。包括儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇,包括發(fā)生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質(zhì)的試劑與順序)、反應(yīng)裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等;藥品的選擇,包括種類、濃度、物質(zhì)狀態(tài)等;連接方式的選擇,包括儀器的先后順序、導(dǎo)管接口的連接等。(2)評(píng)價(jià)。對(duì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案

42、的正確與錯(cuò)誤、嚴(yán)密與不嚴(yán)密、準(zhǔn)確與不準(zhǔn)確作出判斷。要考慮是否完全合理、有無(wú)干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟(jì)上是否劃算和對(duì)環(huán)境有無(wú)污染等。(3)最佳方案的選用。幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都能達(dá)到目的,選出其中最佳的一個(gè)并分析各方案的優(yōu)劣。所謂最佳,無(wú)非是裝置最簡(jiǎn)單、藥品容易取得并價(jià)格低廉、現(xiàn)象明顯、無(wú)干擾物質(zhì)以及無(wú)污染等。 課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)1硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可看成是一個(gè)S原子取代了Na2SO4中的一個(gè)O原子而形成的。某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組運(yùn)用類比學(xué)習(xí)的思想,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì)。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)以下空白:提出問(wèn)題Na2S2O3是否與Na2SO4相似具備下列性質(zhì)呢?猜想:_;猜想:溶液呈中性,且不與酸反應(yīng);猜想:無(wú)

43、還原性,不能被氧化劑氧化。實(shí)驗(yàn)探究基于上述猜想、,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列表格。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象解釋(用離子方程式表示)猜想溶液pH8向pH2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液S2O2H=SSO2H2O猜想向新制氯水(pH2)中滴加少量Na2S2O3溶液氯水顏色變淺實(shí)驗(yàn)結(jié)論Na2S2O3溶液呈堿性,能與酸反應(yīng),具有還原性,與Na2SO4的化學(xué)性質(zhì)不相似。問(wèn)題討論(1)甲同學(xué)向探究“猜想”反應(yīng)后的溶液中滴加硝酸銀溶液,觀察到有白色沉淀產(chǎn)生,并據(jù)此認(rèn)為氯水可將Na2S2O3氧化。你認(rèn)為該方案是否正確并說(shuō)明理由:_。(2)請(qǐng)重新設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,證明Na2S2O3能被氯水氧化。該實(shí)驗(yàn)方

44、案是_。解析:本題考查驗(yàn)證性化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論的表述。基于實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,根?jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)論很容易判斷實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)目的及驗(yàn)證哪部分猜想。要求注意問(wèn)題討論中的細(xì)節(jié),即(1)中由猜想的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中滴加“少量”的Na2S2O3溶液可以得出甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)方案不合理,原因是過(guò)量氯水能提供Cl,與Ag產(chǎn)生白色沉淀,干擾性質(zhì)驗(yàn)證,可變換試劑,用鋇鹽檢測(cè)氧化產(chǎn)物SO。答案:提出問(wèn)題猜想:與BaCl2溶液反應(yīng)有沉淀生成實(shí)驗(yàn)探究取一小片pH試紙放到潔凈的表面皿上,用干燥潔凈的玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液,點(diǎn)到pH試紙的中央,將試紙呈現(xiàn)的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照有淡黃色沉淀和無(wú)色刺激性氣味氣體產(chǎn)生S2O4Cl2

45、5H2O=2SO8Cl10H問(wèn)題討論(1)不正確。因氯水過(guò)量且其本身含有Cl(2)取少量反應(yīng)后的溶液,向其中滴入BaCl2溶液,若觀察到有白色沉淀產(chǎn)生,則說(shuō)明Na2S2O3能被氯水氧化2化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究:查得資料:該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成;牙膏中其他成分遇到鹽酸時(shí)無(wú)氣體產(chǎn)生。.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn)取適量牙膏樣品,加水充分?jǐn)嚢琛⑦^(guò)濾。(1)往濾渣中加入過(guò)量NaOH溶液,過(guò)濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(2)往(1)所得濾液中先通入過(guò)量二氧化碳,再加入過(guò)量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是_。.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定利用下圖所示裝置

46、(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),充分反應(yīng)后,測(cè)定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量,以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問(wèn)題:(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝狻F渥饔贸丝蓴嚢鐱、C中的反應(yīng)物外,還有_。(4)C中反應(yīng)生成BaCO3的化學(xué)方程式是_。(5)下列各項(xiàng)措施中,不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是_(填標(biāo)號(hào))。a在加入鹽酸之前,應(yīng)排盡裝置內(nèi)的CO2氣體b滴加鹽酸不宜過(guò)快c在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置d在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置(6)實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00 g樣品三份,進(jìn)行三次測(cè)定,測(cè)得BaCO3平均質(zhì)量為3.94 g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)。(7)有人認(rèn)為不必測(cè)定C

47、中生成的BaCO3質(zhì)量,只要測(cè)定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差,一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高,原因是_。解析:.(1)Al(OH)3具有兩性,能溶于NaOH溶液:Al(OH)3OH=AlO2H2O。(2)通入過(guò)量CO2時(shí)發(fā)生反應(yīng):AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO,產(chǎn)生白色沉淀,再加過(guò)量鹽酸時(shí)發(fā)生反應(yīng):Al(OH)33H=Al33H2O,HCOH=H2OCO2,白色沉淀溶解,同時(shí)產(chǎn)生氣體。.(3)從裝置圖分析可知,為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,在加入鹽酸前,應(yīng)將裝置內(nèi)的空氣排盡,防止空氣中CO2的干擾;同時(shí)要將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2盡可能全部被Ba(OH)2溶液吸收

48、,因此需要持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝狻?4)Ba(OH)2溶液足量,因此反應(yīng)方程式為CO2Ba(OH)2=BaCO3H2O。(5)由前面分析知,a可提高測(cè)定準(zhǔn)確度,不符合題意;B裝置中有酸堿指示劑,說(shuō)明反應(yīng)中鹽酸的加入量是有限制的,為保證準(zhǔn)確,滴加過(guò)程要慢,b不符合題意;B中裝有溶液,因此氣體通入前沒(méi)必要干燥,c符合題意;在BC之間連接盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶會(huì)造成Ba(OH)2溶液還可能吸收由揮發(fā)出的HCl與NaHCO3反應(yīng)生成的CO2氣體,干擾實(shí)驗(yàn),d符合題意。(6)根據(jù)碳元素守恒得BaCO3CO2CaCO3,m(CaCO3)100 gmol12.00 g,CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%25

49、%。(7)B中的水蒸氣、氯化氫等氣體進(jìn)入裝置C中,質(zhì)量差要大于實(shí)際產(chǎn)生CO2氣體的質(zhì)量。答案:.(1)Al(OH)3OH=AlO2H2O(2)通入CO2氣體有白色沉淀生成;加入鹽酸有氣體產(chǎn)生,沉淀逐漸溶解.(3)在加入鹽酸前,排盡裝置內(nèi)的CO2氣體;把生成的CO2全部排入C中,使之完全被 Ba(OH)2 溶液吸收(4)Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O(5)cd(6)25%(7)B中的水蒸氣、氯化氫等氣體進(jìn)入裝置C中(或其他合理答案)3(2018湖北八校第二次聯(lián)考).某化學(xué)興趣小組利用以下裝置模擬合成氨并制備少量氨水。已知:加熱(85 )NH4Cl和NaNO2飽和溶液可以制取N2。(1)B

50、裝置中儀器名稱是_。(2)為了完成實(shí)驗(yàn),裝置從左到右接口的連接順序是(3)D裝置中玻璃纖維的作用是_。(4)小組中甲同學(xué)認(rèn)為F裝置不太合理,實(shí)驗(yàn)中會(huì)產(chǎn)生倒吸。乙同學(xué)認(rèn)真分析后認(rèn)為該裝置無(wú)需改進(jìn),他的理由是_。.實(shí)驗(yàn)探究(5)該小組同學(xué)利用制備的氨水再進(jìn)行銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)查閱資料,配制的銀氨溶液主要成分是Ag(NH3)2OH,該小組同學(xué)對(duì)其組成進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究:在潔凈的小試管中加入2 mL 2%的AgNO3溶液,然后邊振蕩試管邊滴加2%的稀氨水,至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止,制得銀氨溶液。在制得的銀氨溶液中加入無(wú)水乙醇,溶液變渾濁,過(guò)濾,用_洗滌,得到白色固體。將該白色固體用適量蒸餾水溶解,得到無(wú)色溶液,用廣范pH試紙檢驗(yàn)溶液近似呈中性;向溶液中逐滴加入稀鹽酸至不再產(chǎn)生沉淀,靜置,取上層清液于另一支放有一小片銅的小試管中并微熱,發(fā)現(xiàn)銅片的表面有氣泡產(chǎn)生,遇到空氣變成紅棕色;另取少量上層清液加過(guò)量的NaOH溶液并加熱,得到無(wú)色刺激性氣體。由此確定通過(guò)上述方法制備的白色固體的主要成分是_。(6)請(qǐng)根據(jù)以上探究,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)制備少量純凈的Ag(NH3)2OH溶液:取2 mL 2%的AgNO3溶液于潔凈的小試管中,_,即得到純凈的Ag(NH3)2OH溶液。解析:本實(shí)驗(yàn)分兩部分,是物質(zhì)

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