通用版2020高考化學一輪復習第十章化學實驗基礎10.5大題考法1定性實驗的設計與評價學案含解析.doc

第5課時大題考法(1)定性實驗的設計與評價定性實驗以其創(chuàng)新、靈活的特點成為每年高考的熱點題型，試題將元素化合物知識與化學實驗知識巧妙地融合在一起，增加了題目的新穎度和難度，能充分考查學生的發(fā)散思維能力和分析問題的能力。實驗探究過程中往往通過對化學實驗進行比較甄別，從而揭示反應原理、解釋產(chǎn)生某些現(xiàn)象的原因等。學生只有靈活運用已有元素化合物的知識，深刻理解化學基本理論，才能使復雜問題簡單化。題型一反應產(chǎn)物的確定 典例1(2018全國卷)K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)曬制藍圖時，用K3Fe(C2O4)33H2O作感光劑，以K3Fe(CN)6溶液為顯色劑。其光解反應的化學方程式為2K3Fe(C2O4)32FeC2O43K2C2O42CO2；顯色反應的化學方程式為_。(2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物，按下圖所示裝置進行實驗。通入氮氣的目的是_。實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有_、_。為防止倒吸，停止實驗時應進行的操作是_。樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3，檢驗Fe2O3存在的方法是_。(3)測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。稱量m g樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c molL1 KMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的現(xiàn)象是_。向上述溶液中加入過量鋅粉至反應完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c molL1 KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液V mL。該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)的表達式為_。解析(1)加入K3Fe(CN)6溶液生成藍色的Fe3Fe(CN)62，反應的化學方程式為3FeC2O42K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K2C2O4。(2)空氣中含有O2，為防止Fe2被O2氧化，應先通入N2，隔絕空氣，且使反應產(chǎn)生的氣體全部進入后續(xù)裝置。B中澄清石灰水變渾濁，證明分解過程中產(chǎn)生CO2；F中澄清石灰水變渾濁，E中固體變?yōu)榧t色，說明E中發(fā)生反應：CuOCOCuCO2，所以分解產(chǎn)物中一定含有CO。實驗結束時，為了防止倒吸，應先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣。檢驗Fe2O3的方法是取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入12滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3。(3)滴定終點的現(xiàn)象是有粉紅色出現(xiàn)且半分鐘內(nèi)不變色。加入鋅粉后將Fe3還原為Fe2，再用KMnO4溶液滴定，將Fe2氧化為Fe3，MnO轉(zhuǎn)化為Mn2，可得關系式：5Fe2MnO已知n(MnO)(cV103)mol則n(Fe2)(5cV103)mol則m(Fe2)(5cV10356)g該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)w(Fe)100%100%。答案(1)3FeC2O42K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K2C2O4(2)隔絕空氣、使反應產(chǎn)生的氣體全部進入后續(xù)裝置CO2CO先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入12滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3(3)粉紅色出現(xiàn)100%備考方略1常見物質(zhì)的熱分解反應規(guī)律(1)難溶性碳酸鹽氧化物CO2。(2)碳酸的酸式鹽碳酸的正鹽CO2H2O。(3)銨鹽NH3相應的酸(或酸性氧化物H2O)(NH4NO3除外)。(4)硝酸鹽金屬(或金屬氧化物、亞硝酸鹽)氮氧化物(NO或NO2)O2。(5)草酸晶體CO2COH2O。 2.實驗大題中文字表述題的各種答題規(guī)范(1)液體體積測量中讀數(shù)的答題關鍵答題要素平視：視線與刻度線和凹液面最低處在同一水平線上讀數(shù)：液面最低點(最底端、最底部、最低處)與刻度線相切得分點及關鍵詞“平視”“刻度線”“凹液面”“液面最低點”“相切”(2)沉淀洗滌是否完全的檢驗答題模板取少許最后一次洗滌濾液，滴入少量溶液(試劑)，若(現(xiàn)象)，表示已經(jīng)洗滌完全。說明：解答此類題目要注意四個得分點：取樣試劑現(xiàn)象結論。取樣要取“少許最后一次”洗滌濾液試劑選擇合理的試劑現(xiàn)象須有明顯的現(xiàn)象描述結論根據(jù)現(xiàn)象得出結論(3)實驗操作的原因、目的、作用的答題要點答題要素明確實驗目的：做什么明確操作目的：為什么這樣做明確結論：這樣做會有什么結果？理由是什么得分點及關鍵詞操作：怎么“做”，為什么這樣“做”作用：須有明確的結論、判斷、理由(4)實驗現(xiàn)象的準確、全面描述答題要素現(xiàn)象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的現(xiàn)象描述要準確：如A試管中B處有按“現(xiàn)象結論”格式描述，忌現(xiàn)象結論不分、由理論推現(xiàn)象、指出具體生成物的名稱得分點及關鍵詞溶液中：顏色由變成，液面上升或下降(形成液面差)，溶液變渾濁，生成(產(chǎn)生)沉淀，溶液發(fā)生倒吸，產(chǎn)生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出)，有液體溢出等固體：表面產(chǎn)生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色由變成等氣體：生成色(味)氣體，氣體由色變成色，先變后(加深、變淺、褪色)等(5)試劑的作用的答題模板答題要素試劑的作用是什么？要達到的目的是什么得分點及關鍵詞作用類：“除去”“防止”“抑制”“使”等，回答要準確作用目的類：“作用”是“”，“目的”是“”，回答要準確全面對點練1綠礬(FeSO47H2O)在不同溫度下可分解得到各種鐵的氧化物和硫的氧化物。已知SO3是一種無色晶體，熔點16.8 ，沸點44.8 ，氧化性及脫水性較濃硫酸強，能漂白某些有機染料，如品紅等?；卮鹣铝袉栴}：(1)同學甲按如圖所示裝置實驗檢驗綠礬的分解產(chǎn)物。裝置B中可觀察到的現(xiàn)象是_，由此得出綠礬的分解產(chǎn)物中含有SO2。裝置C的作用是_。(2)同學乙認為同學甲的實驗結論不嚴謹。乙對甲做完實驗的B裝置試管進行加熱，發(fā)現(xiàn)褪色的品紅溶液未恢復紅色，則可證明綠礬分解的產(chǎn)物中_。(填字母)A不含SO2B可能含SO2C一定含有SO3(3)同學丙查閱資料發(fā)現(xiàn)綠礬受熱分解還可能有O2放出，為此，丙選用甲的部分裝置和下列圖部分裝置設計出了一套檢驗綠礬分解氣態(tài)產(chǎn)物的裝置：同學丙的實驗裝置中，依次連接的合理順序為_。能證明綠礬分解產(chǎn)物中有O2的實驗操作及現(xiàn)象是_。(4)為證明綠礬分解產(chǎn)物中含有三價鐵，選用的實驗儀器有試管、藥匙、_；選用的試劑為_。解析：本題以探究綠礬分解產(chǎn)物為載體，考查SO2的性質(zhì)，實驗裝置的連接，物質(zhì)的檢驗，實驗方案的設計和評價。(1)根據(jù)題意，綠礬在不同溫度下可分解得到各種鐵的氧化物和硫的氧化物，SO2、SO3都能使品紅溶液褪色，裝置B中可觀察到的現(xiàn)象是品紅溶液褪色。裝置C的作用是吸收尾氣，防止SO2(SO3)等氣體擴散到空氣污染環(huán)境。(2)經(jīng)SO2漂白過的品紅溶液加熱后可恢復紅色，SO3也能漂白品紅，但SO3漂白后的品紅溶液加熱不恢復紅色。對B裝置試管進行加熱，褪色的品紅溶液未恢復紅色，說明產(chǎn)物中一定含SO3，可能含SO2，答案選B、C。(3)根據(jù)題意，綠礬分解的氣態(tài)產(chǎn)物可能有H2O(g)、SO2、SO3和O2。檢驗H2O(g)用無水CuSO4；檢驗SO2用品紅溶液；根據(jù)題給SO3的物理性質(zhì)，檢驗SO3將氣態(tài)產(chǎn)物冷卻觀察是否有晶體析出；檢驗O2用帶火星的木條。為了防止檢驗其他氣體時帶出的H2O(g)干擾分解產(chǎn)物H2O(g)的檢驗，故先檢驗產(chǎn)物H2O(g)；由于SO3也能漂白品紅，所以先檢驗SO3并除去SO3，后檢驗SO2；檢驗SO2后用堿液吸收SO2，收集并檢驗O2；裝置連接的合理順序為AFGBDH。O2能使帶火星的木條復燃，證明綠礬分解產(chǎn)物中有O2的實驗操作及現(xiàn)象是：把H中的導管移出水面，撤走酒精燈，用拇指堵住試管口，取出試管，立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，木條復燃，證明試管中收集的氣體是O2。(4)綠礬分解得到鐵的氧化物和硫的氧化物，要證明分解產(chǎn)物中含有三價鐵，用非氧化性酸將分解的固體產(chǎn)物溶解，再用KSCN溶液檢驗；選用的實驗儀器有試管、藥匙、膠頭滴管；選用的試劑是鹽酸、KSCN溶液。答案：(1)品紅溶液褪色吸收尾氣，防止SO2(SO3)等氣體擴散到空氣污染環(huán)境(2) BC(3)AFGBDH把H中的導管移出水面，撤走酒精燈，用拇指堵住試管口，取出試管，立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，木條復燃，證明試管中收集的氣體是氧氣(4)膠頭滴管鹽酸、KSCN溶液題型二物質(zhì)性質(zhì)的探究典例2(2018北京高考)實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應方程式是_(錳被還原為Mn2)。將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應有3Cl22Fe(OH)310KOH=2K2FeO46KCl8H2O，另外還有_。(2)探究K2FeO4的性質(zhì)取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a，經(jīng)檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl而產(chǎn)生Cl2，設計以下方案：方案取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色方案用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生.由方案中溶液變紅可知a中含有_離子，但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl氧化，還可能由_產(chǎn)生(用方程式表示)。.方案可證明K2FeO4氧化了Cl。用KOH溶液洗滌的目的是_。根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出：氧化性Cl2_FeO(填“>”或“<”)，而方案實驗表明，Cl2和FeO的氧化性強弱關系相反，原因是_。資料表明，酸性溶液中的氧化性FeO>MnO，驗證實驗如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色。該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO>MnO。若能，請說明理由；若不能，進一步設計實驗方案。理由或方案：_。解析(1)KMnO4被HCl還原為MnCl2，HCl被氧化為Cl2，反應的化學方程式為2KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2O。應在裝置B中加入飽和食鹽水，以除去混在Cl2中的HCl。洗氣時，氣體應長管進、短管出。過量的KOH還能與Cl2發(fā)生歧化反應，化學方程式為Cl22KOH=KClKClOH2O。(2).滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明原溶液中含有Fe3。有Fe3生成，不能判斷FeO一定與Cl發(fā)生了反應，根據(jù)題目給出的信息，K2FeO4在酸性或中性條件下，F(xiàn)eO會與H發(fā)生氧化還原反應生成Fe3和O2，離子方程式為4FeO20H=4Fe33O210H2O。.用KOH溶液洗滌可除去混在C所得固體中的ClO。堿性條件下，氧化性Cl2>FeO；而在酸性條件下，F(xiàn)eO的氧化能力增強，氧化性Cl2<FeO。由此可見，兩者氧化性強弱關系相反，主要原因是溶液的酸堿性不同。理由：FeO在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3和O2，溶液淺紫色一定是MnO的顏色。方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色。答案(1)2KMnO416HCl=2MnCl22KCl5Cl28H2OCl22OH=ClClOH2O(2).Fe34FeO20H=4Fe33O210H2O.排除ClO的干擾>溶液酸堿性不同理由：FeO在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3和O2，溶液淺紫色一定是MnO的顏色方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色備考方略1實驗類型(1)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)設計實驗方案(2)根據(jù)物質(zhì)的結構(或官能團)設計性質(zhì)實驗方案2命題角度類型思考方向酸性強弱比較可通過強酸制弱酸、對應鹽的堿性、同濃度溶液導電能力或pH等方法來比較金屬性強弱比較可通過與水或酸反應置換氫的能力、最高價氧化物對應水化物的堿性、置換反應、原電池的正負極、電解池中陰極陽離子的放電順序等方法來比較非金屬性強弱比較可通過最高價氧化物對應水化物的酸性、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、與H2化合的難易程度、相互之間的置換、對應陰離子的還原性等方法來比較弱酸酸式鹽的電離程度與水解程度比較可通過測得溶液的酸堿性的方法來比較Ksp的大小比較(以AgCl、AgI為例)向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成，再向其中滴加KI溶液產(chǎn)生黃色沉淀；向濃度均為0.1 molL1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1 molL1AgNO3溶液先產(chǎn)生黃色沉淀一元酸、二元酸判斷可用NaOH溶液進行中和滴定測定消耗V(NaOH)來確定羥基的數(shù)目判斷可通過取一定量試劑與足量Na反應測定放出氫氣的量來確定羧基的數(shù)目判斷可通過取一定量試劑與足量NaHCO3反應測定放出CO2的量來確定對點練2SO2氣體為無色氣體，有強烈刺激性氣味，是大氣主要污染物之一，某學習小組為了探究二氧化硫的某些性質(zhì)，進行了如下實驗。.如圖所示，使用試劑和裝置探究二氧化硫的還原性：(1)裝置C的名稱為_。(2)裝置B中溶液的現(xiàn)象為_。(3)學生甲預測裝置D中沒有白色沉淀產(chǎn)生，但隨著反應的進行，發(fā)現(xiàn)裝置D中產(chǎn)生了少量白色沉淀。學生乙經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)少量白色沉淀可能是硫酸鋇，因為裝置或溶液中少量的氧氣參與了氧化反應，請寫出裝置D中反應的化學方程式：_。.經(jīng)過思考，設計了如下裝置，且所配制的溶液均使用無氧蒸餾水，檢驗SO2 在無氧干擾時，是否與氯化鋇反應生成沉淀。(4)加入碳酸鈉粉末的目的是_。(5)當_時，氯化鋇溶液中沒有沉淀出現(xiàn)，說明二氧化硫不與氯化鋇溶液反應，此時滴加雙氧水，出現(xiàn)了白色沉淀。(6)裝置中選用澄清石灰水而不用氫氧化鈉溶液的目的是_。解析：(1)裝置C為分液漏斗。(2)裝置A中生成二氧化硫，氣體進入裝置B中，二氧化硫會將氯化鐵還原為氯化亞鐵，所以看到的現(xiàn)象為溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。(3)裝置或溶液中少量的氧氣參與了氧化反應，則一定是氧氣將4價S氧化為6價，反應物一定有SO2、O2和BaCl2，生成物一定有硫酸鋇沉淀，那么Cl元素只能以HCl的形式存在，還要添加H2O，所以反應為2SO2O22BaCl22H2O=2BaSO44HCl。(4)裝置需要排除空氣，所以用碳酸鈉和硫酸反應生成的二氧化碳來排空氣。(5)當?shù)矸鄣馊芤核{色褪去時，說明二氧化硫已經(jīng)到達淀粉碘溶液，但是氯化鋇溶液中無沉淀，說明二氧化硫不與氯化鋇溶液反應。(6)最后的氫氧化鈣溶液的主要作用是指示裝置的空氣已經(jīng)被除盡，即看到澄清石灰水變渾濁，代表二氧化碳氣體已經(jīng)到達最后的燒杯中，裝置中的空氣被排凈。答案：(1)分液漏斗(2)溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色(3)2SO2O22BaCl22H2O=2BaSO44HCl(4)產(chǎn)生二氧化碳，排除裝置中的氧氣(5)淀粉碘溶液藍色褪去(6)檢驗二氧化碳是否已排盡裝置中的空氣