高考化學大一輪復習 專題講座五 探究與評價綜合型實驗題的解題策略課件

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1、化學課標版專題講座五探究與評價綜合型實驗題的解題策略專題講座五探究與評價綜合型實驗題的解題策略專題講座五探究與評價綜合型實驗題的解題策略探究與評價綜合型實驗題一般為新課標全國卷第26題,分值為1315分。該類題通常以與教材或時事相關的新物質為載體,考查物質的制備與混合物的分離和提純、反應產(chǎn)物的探究、樣品純度或物質組成的定量測定以及實驗方案的評價等。其中儀器(如近幾年高考中出現(xiàn)的玻璃液封管、防倒吸的長導管等)的選擇與使用、實驗方案的設計與評價等成為高考命題熱點。1.提出問題提出問題要提出問題,首先得發(fā)現(xiàn)問題。通過思考、對比、質疑,提出值得探究的問題,探究問題有助于理解、掌握反應的本質。此外,在平

2、時實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象也是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的重要契機。2.作出猜想與假設作出猜想與假設所謂猜想與假設就是根據(jù)已有的知識對問題的解釋提出幾種可能的情況。3.設計驗證方案設計驗證方案作出猜想與假設后,就要結合現(xiàn)有的實驗條件,設計出科學、合理、安全的實驗方案,對可能的情況進行探究。實驗設計的關鍵是對試劑的選擇和對實驗條件的調(diào)控,驗證實驗應具備簡單、易操作且現(xiàn)象明顯的特點。4.觀察實驗現(xiàn)象觀察實驗現(xiàn)象,得出結論得出結論根據(jù)設計的實驗方案進行實驗,認真觀察實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象并及時記錄,根據(jù)實驗現(xiàn)象進行推理分析或計算得出結論,若不能得出結論則要加做實驗,或進行對比實驗,或改進實驗,直至得出結論。典例典例某

3、化學興趣小組為研究過氧化鈉與SO2的反應情況,進行如下探究。(1)提出假設向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO2,對反應后的固體產(chǎn)物成分及反應原理提出如下假設。假設一:反應后固體中只有Na2SO3,證明SO2未被氧化;假設二:反應后固體中只有Na2SO4,證明SO2完全被氧化;假設三:反應后固體中,證明SO2部分被氧化。(2)定性研究為驗證假設三,該小組進行如下研究,請你完善表中內(nèi)容。實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)預期的實驗現(xiàn)象和結論取適量反應后的固體置于試管中,(3)定量研究通過測量氣體的體積判斷發(fā)生的化學反應,實驗裝置如圖所示:裝置B中所盛裝試劑的名稱為。裝置D的作用是。請畫出裝置E

4、。實驗測得裝置C中過氧化鈉的質量增加了m1g,裝置D的質量增加了m2g,裝置E中收集到的氣體為VL(已換算成標準狀況下),利用上述有關測量數(shù)據(jù)將下列表格補充完整。SO2被氧化的程度V與m1或m2的關系未被氧化完全被氧化V=0部分被氧化答案答案(1)既有Na2SO3,又有Na2SO4(2)(其他合理答案均可)(3)濃硫酸吸收未反應的SO20V實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)預期的實驗現(xiàn)象和結論加少量水溶解,加入BaCl2溶液,再加入稀鹽酸加入BaCl2溶液有白色沉淀產(chǎn)生,加入稀鹽酸沉淀部分溶解。證明原固體中既有Na2SO3,又有Na2SO41730m307V解析解析(1)結合假設一和假設二,很

5、容易確定假設三是反應后固體為Na2SO3和Na2SO4的混合物。(2)證明SO2部分被氧化,其反應可能為2Na2O2+2SO22Na2SO3+O2,Na2O2+SO2Na2SO4。為證明固體為Na2SO3和Na2SO4的混合物,實驗時應取少量固體溶解于水后再加入試劑,并且現(xiàn)象與結論要對應。(3)定量研究中,裝置A制得的SO2氣體要先干燥,故裝置B中所盛試劑為濃硫酸,SO2在裝置C中與過氧化鈉反應,過量的SO2被裝置D中的堿石灰吸收,用裝置E收集可能生成的O2并測量其體積。若SO2完全被氧化,只發(fā)生反應,V=0;若SO2未被氧化,只發(fā)生反應,利用裝置C中過氧化鈉的質量增加了m1g,根據(jù)差量法,可

6、求得V=(此處注意m2g是一個干擾數(shù)據(jù),因為無法知道裝置A中生成SO2氣體的量；則部分被氧化時，反應1730m均有發(fā)生,0V。1730m1.某課題組設計實驗檢驗生鐵與濃硫酸反應的產(chǎn)物。(1)設計如下方案,檢驗氣體產(chǎn)物中的CO2、SO2和H2O。干燥管中M的化學式是。C裝置的作用是。能證明有二氧化碳生成的實驗現(xiàn)象是。(2)該課題組同學認為生鐵與濃硫酸反應可能有氫氣生成。為了驗證這一猜想,選擇下列儀器和藥品并結合上述裝置,重新設計實驗。根據(jù)實驗設計的簡約性原則,氣流從左至右,儀器排序為。能證明有氫氣生成的實驗現(xiàn)象是。(3)待生鐵與濃硫酸反應完畢后,取出A裝置燒瓶中的溶液于兩支試管中,一支試管中滴加

7、鐵氰化鉀溶液,產(chǎn)生藍色沉淀;另一支試管中滴加KSCN溶液,溶液變血紅色。對該溶液中金屬離子的推斷合理的是。a.一定含F(xiàn)e2+,一定不含F(xiàn)e3+b.一定含F(xiàn)e2+,可能含F(xiàn)e3+c.一定含有Fe2+和Fe3+d.可能含F(xiàn)e2+,一定含F(xiàn)e3+答案答案(1)CuSO4檢驗和除去SO2、確認SO2已除盡C中溶液顏色變淺,D中溶液變渾濁(2)AEHFJGJ中黑色粉末變成紅色、G中白色粉末變成藍色(3)c解析解析(1)用無水硫酸銅檢驗產(chǎn)物中的水。足量酸性高錳酸鉀溶液有三個作用:檢驗SO2、除去SO2、檢驗SO2是否除盡。SO2已除盡的依據(jù)是C中溶液顏色變淺,但不褪色。若酸性高錳酸鉀溶液褪色,則SO2可能

8、未完全反應,會干擾CO2的檢驗。C中溶液顏色變淺,D中溶液變渾濁可證明有CO2生成。(2)用氫氧化鈉溶液吸收SO2、CO2;用澄清石灰水檢驗CO2、SO2是否完全被除去;用濃硫酸除去水蒸氣;用剩余的氣體還原氧化銅;用無水硫酸銅檢驗是否有H2O生成。若有氫氣生成,則氧化銅會被還原成銅,無水硫酸銅吸水變成藍色晶體。(3)鐵氰化鉀溶液可檢驗Fe2+的存在,KSCN溶液可檢驗Fe3+的存在。2.氯化亞鐵具有獨有的脫色能力,適用于染料、染料中間體、印染、造紙行業(yè)的污水處理。某課題小組設計如下方案制備氯化亞鐵并探究氯化亞鐵中Fe2+的還原性。方案:甲同學設計如下裝置制備氯化亞鐵。已知:實驗室常用氯化鈉固體

9、與濃硫酸共熱制備氯化氫。(1)寫出A中發(fā)生反應的化學方程式:。D裝置中CCl4的作用是。(2)實驗過程中,觀察到D中現(xiàn)象是。(3)用物理方法檢驗氯化亞鐵產(chǎn)品中是否混有鐵粉:。方案:乙同學選擇下列裝置用氯化鐵制備少量氯化亞鐵(裝置可以重復使用,氯化鐵遇水劇烈水解)。查閱資料可知,在加熱條件下,氫氣還原氯化鐵生成氯化亞鐵和氯化氫。(4)氣流從左到右,裝置接口連接順序是a。(5)設計簡單實驗證明氫氣和氯化鐵已發(fā)生反應:。(6)為了探究上述實驗制備的氯化亞鐵中Fe2+具有還原性,設計如下方案:a.取少量氯化亞鐵樣品溶于蒸餾水,滴加酸性高錳酸鉀溶液,觀察現(xiàn)象b.取少量氯化亞鐵樣品溶于蒸餾水,滴加酸化的雙

10、氧水和KSCN溶液,觀察現(xiàn)象c.取少量氯化亞鐵樣品溶于蒸餾水,滴加鐵氰化鉀溶液,觀察現(xiàn)象d.取少量氯化亞鐵樣品溶于蒸餾水,先加KSCN溶液,后加氯水,觀察現(xiàn)象上述方案合理的是(填代號)。答案答案(1)2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl防倒吸(2)有氣泡逸出(3)用磁鐵吸附,若有黑色粉末被吸起,則混有鐵粉;否則,沒有混入鐵粉(4)cbghcbd(5)在G中滴加硝酸銀溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則已發(fā)生反應;否則,未發(fā)生反應(6)d解析解析(1)氯化鈉固體與濃硫酸共熱生成硫酸鈉和氯化氫。四氯化碳與氯化氫不反應,四氯化碳起防倒吸作用。(2)氯化氫與鐵粉反應生成氯化亞鐵和氫氣,在D中逸出了氫

11、氣。(3)用磁鐵可以吸附鐵粉。(5)2FeCl3+H22FeCl2+2HCl,檢驗氯化氫可以確認氫氣與氯化鐵是否已發(fā)生反應。(6)驗證氯化亞鐵中Fe2+的還原性,要排除Cl-、Fe3+的干擾。a項,氯離子能和酸性高錳酸鉀溶液反應使其褪色。b項,加入酸化的雙氧水和KSCN溶液,可能會有Fe3+干擾,所以,溶液顯血紅色不一定是Fe2+被氧化成Fe3+。c項,加入鐵氰化鉀溶液,只能檢驗Fe2+,不能證明Fe2+有還原性。d項,滴加KSCN溶液,無顏色變化;再滴加氯水,溶液變紅色,說明Fe2+具有還原性。3.(2015福建理綜,25,15分)某化學興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關探究實驗。實驗一制取

12、氯酸鉀和氯水利用上圖所示的實驗裝置進行實驗。(1)制取實驗結束后,取出B中試管冷卻結晶,過濾,洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有。(2)若對調(diào)B和C裝置的位置,(填“能”或“不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。實驗二氯酸鉀與碘化鉀反應的研究實驗二氯酸鉀與碘化鉀反應的研究(3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設計了系列實驗研究反應條件對反應產(chǎn)物的影響,其中系列a實驗的記錄表如下(實驗在室溫下進行):試管編號12340.20molL-1KI/mL1.01.01.01.0KClO3(s)/g0.100.100.100.106.0molL-1H2SO4/mL03.06.09.0蒸

13、餾水/mL9.06.03.00實驗現(xiàn)象系列a實驗的實驗目的是。設計1號試管實驗的作用是。若2號試管實驗現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色;假設氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,則此反應的離子方程式為。實驗三測定飽和氯水中氯元素的總量(4)該小組設計的實驗方案為:使用下圖裝置,加熱15.0mL飽和氯水試樣,測定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是。(不考慮實驗裝置及操作失誤導致不可行的原因)(5)根據(jù)下列資料,為該小組設計一個可行的實驗方案(不必描述操作過程的細節(jié)):。資料:.次氯酸會破壞酸堿指示劑;.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2和FeCl2等物質還原成Cl-。答案答案(1

14、)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可)(2)能(3)研究反應體系中硫酸濃度對反應產(chǎn)物的影響硫酸濃度為0的對照實驗Cl+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O(4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案無法測算試樣含氯總量(或其他合理答案)(5)量取一定量的試樣,加入足量的H2O2溶液,加熱除去過量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,稱量沉淀質量(或其他合理答案)3O解析解析(2)若對調(diào)B、C位置,Cl2中的HCl氣體雜質因溶于C中的水而被除去,B中與Cl2反應的KOH的量增加,故能提高B中KClO3的產(chǎn)率。(3)仔細觀察實驗記錄表可知,4個實驗中KClO3、KI的

15、濃度均相同,只有H2SO4的濃度不同,實驗的目的顯然是研究硫酸濃度對反應產(chǎn)物的影響。1號試管中H2SO4的濃度為0,該實驗的作用是硫酸濃度為0的對照實驗。(4)氯水中氯元素以Cl2、HClO、Cl-和ClO-等形式存在,加熱時HClO分解產(chǎn)生O2,部分Cl2因受熱逸出,因此只能測出O2及逸出的Cl2的量,溶液中Cl-、ClO-及殘余Cl2的量無法測定,故此方案不可行。(5)依題給信息,欲測定氯水中氯元素的總量,可量取一定體積的氯水,加入足量的H2O2溶液,將氯水中的Cl2、HClO、ClO-全部還原成Cl-,加熱除去過量的H2O2,冷卻,再加入足量AgNO3溶液,經(jīng)過濾、洗滌、干燥、稱量,測出生成AgCl沉淀的質量,即可計算出飽和氯水中氯元素的總量。