高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題講座五 探究與評(píng)價(jià)綜合型實(shí)驗(yàn)題的解題策略課件

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1、化學(xué)課標(biāo)版專題講座五探究與評(píng)價(jià)綜合型實(shí)驗(yàn)題的解題策略專題講座五探究與評(píng)價(jià)綜合型實(shí)驗(yàn)題的解題策略專題講座五探究與評(píng)價(jià)綜合型實(shí)驗(yàn)題的解題策略探究與評(píng)價(jià)綜合型實(shí)驗(yàn)題一般為新課標(biāo)全國(guó)卷第26題,分值為1315分。該類題通常以與教材或時(shí)事相關(guān)的新物質(zhì)為載體,考查物質(zhì)的制備與混合物的分離和提純、反應(yīng)產(chǎn)物的探究、樣品純度或物質(zhì)組成的定量測(cè)定以及實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)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(zhǎng)導(dǎo)管等)的選擇與使用、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)等成為高考命題熱點(diǎn)。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(duì)比、質(zhì)疑,提出值得探究的問題,探究問題有助于理解、掌握反應(yīng)的本質(zhì)。此外,在平

2、時(shí)實(shí)驗(yàn)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(jī)。2.作出猜想與假設(shè)作出猜想與假設(shè)所謂猜想與假設(shè)就是根據(jù)已有的知識(shí)對(duì)問題的解釋提出幾種可能的情況。3.設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案作出猜想與假設(shè)后,就要結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)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)的關(guān)鍵是對(duì)試劑的選擇和對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)控,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)應(yīng)具備簡(jiǎn)單、易操作且現(xiàn)象明顯的特點(diǎn)。4.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論得出結(jié)論根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象并及時(shí)記錄,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行推理分析或計(jì)算得出結(jié)論,若不能得出結(jié)論則要加做實(shí)驗(yàn),或進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),或改進(jìn)實(shí)驗(yàn),直至得出結(jié)論。典例典例某

3、化學(xué)興趣小組為研究過氧化鈉與SO2的反應(yīng)情況,進(jìn)行如下探究。(1)提出假設(shè)向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO2,對(duì)反應(yīng)后的固體產(chǎn)物成分及反應(yīng)原理提出如下假設(shè)。假設(shè)一:反應(yīng)后固體中只有Na2SO3,證明SO2未被氧化;假設(shè)二:反應(yīng)后固體中只有Na2SO4,證明SO2完全被氧化;假設(shè)三:反應(yīng)后固體中,證明SO2部分被氧化。(2)定性研究為驗(yàn)證假設(shè)三,該小組進(jìn)行如下研究,請(qǐng)你完善表中內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫出具體操作過程)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論取適量反應(yīng)后的固體置于試管中,(3)定量研究通過測(cè)量氣體的體積判斷發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),實(shí)驗(yàn)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(qǐng)畫出裝置E

4、。實(shí)驗(yàn)測(cè)得裝置C中過氧化鈉的質(zhì)量增加了m1g,裝置D的質(zhì)量增加了m2g,裝置E中收集到的氣體為VL(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下),利用上述有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)將下列表格補(bǔ)充完整。SO2被氧化的程度V與m1或m2的關(guān)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(yīng)的SO20V實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫出具體操作過程)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)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(jié)合假設(shè)一和假設(shè)二,很

5、容易確定假設(shè)三是反應(yīng)后固體為Na2SO3和Na2SO4的混合物。(2)證明SO2部分被氧化,其反應(yīng)可能為2Na2O2+2SO22Na2SO3+O2,Na2O2+SO2Na2SO4。為證明固體為Na2SO3和Na2SO4的混合物,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)取少量固體溶解于水后再加入試劑,并且現(xiàn)象與結(jié)論要對(duì)應(yīng)。(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(yīng),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(cè)量其體積。若SO2完全被氧化,只發(fā)生反應(yīng),V=0;若SO2未被氧化,只發(fā)生反應(yīng),利用裝置C中過氧化鈉的質(zhì)量增加了m1g,根據(jù)差量法,可

6、求得V=(此處注意m2g是一個(gè)干擾數(shù)據(jù),因?yàn)闊o法知道裝置A中生成SO2氣體的量；則部分被氧化時(shí)，反應(yīng)1730m均有發(fā)生,0V。1730m1.某課題組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)生鐵與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物。(1)設(shè)計(jì)如下方案,檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物中的CO2、SO2和H2O。干燥管中M的化學(xué)式是。C裝置的作用是。能證明有二氧化碳生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。(2)該課題組同學(xué)認(rèn)為生鐵與濃硫酸反應(yīng)可能有氫氣生成。為了驗(yàn)證這一猜想,選擇下列儀器和藥品并結(jié)合上述裝置,重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)約性原則,氣流從左至右,儀器排序?yàn)?。能證明有氫氣生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。(3)待生鐵與濃硫酸反應(yīng)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(lán)色沉淀;另一支試管中滴加KSCN溶液,溶液變血紅色。對(duì)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(yàn)和除去SO2、確認(rèn)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(lán)色(3)c解析解析(1)用無水硫酸銅檢驗(yàn)產(chǎn)物中的水。足量酸性高錳酸鉀溶液有三個(gè)作用:檢驗(yàn)SO2、除去SO2、檢驗(yàn)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(yīng),會(huì)干擾CO2的檢驗(yàn)。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(yàn)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(yàn)是否有H2O生成。若有氫氣生成,則氧化銅會(huì)被還原成銅,無水硫酸銅吸水變成藍(lán)色晶體。(3)鐵氰化鉀溶液可檢驗(yàn)Fe2+的存在,KSCN溶液可檢驗(yàn)Fe3+的存在。2.氯化亞鐵具有獨(dú)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(shè)計(jì)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(xué)設(shè)計(jì)如下裝置制備氯化亞鐵。已知:實(shí)驗(yàn)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(yīng)的化學(xué)方程式:。D裝置中CCl4的作用是。(2)實(shí)驗(yàn)過程中,觀察到D中現(xiàn)象是。(3)用物理方法檢驗(yàn)氯化亞鐵產(chǎn)品中是否混有鐵粉:。方案:乙同學(xué)選擇下列裝置用氯化鐵制備少量氯化亞鐵(裝置可以重復(fù)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(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明氫氣和氯化鐵已發(fā)生反應(yīng):。(6)為了探究上述實(shí)驗(yàn)制備的氯化亞鐵中Fe2+具有還原性,設(shè)計(jì)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(hào))。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(yīng);否則,未發(fā)生反應(yīng)(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(yīng),四氯化碳起防倒吸作用。(2)氯化氫與鐵粉反應(yīng)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(yàn)氯化氫可以確認(rèn)氫氣與氯化鐵是否已發(fā)生反應(yīng)。(6)驗(yàn)證氯化亞鐵中Fe2+的還原性,要排除Cl-、Fe3+的干擾。a項(xiàng),氯離子能和酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)使其褪色。b項(xiàng),加入酸化的雙氧水和KSCN溶液,可能會(huì)有Fe3+干擾,所以,溶液顯血紅色不一定是Fe2+被氧化成Fe3+。c項(xiàng),加入鐵氰化鉀溶液,只能檢驗(yàn)Fe2+,不能證明Fe2+有還原性。d項(xiàng),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(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

12、氯酸鉀和氯水利用上圖所示的實(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,過濾,洗滌。該實(shí)驗(yàn)操作過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)12340.20molL-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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象系列a實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?。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。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15.0mL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-。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(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)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(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)3O解析解析(2)若對(duì)調(diào)B、C位置,Cl2中的HCl氣體雜質(zhì)因溶于C中的水而被除去,B中與Cl2反應(yīng)的KOH的量增加,故能提高B中KClO3的產(chǎn)率。(3)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)記錄表可知,4個(gè)實(shí)驗(yàn)中KClO3、KI的

15、濃度均相同,只有H2SO4的濃度不同,實(shí)驗(yàn)的目的顯然是研究硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。1號(hào)試管中H2SO4的濃度為0,該實(shí)驗(yàn)的作用是硫酸濃度為0的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。(4)氯水中氯元素以Cl2、HClO、Cl-和ClO-等形式存在,加熱時(shí)HClO分解產(chǎn)生O2,部分Cl2因受熱逸出,因此只能測(cè)出O2及逸出的Cl2的量,溶液中Cl-、ClO-及殘余Cl2的量無法測(cè)定,故此方案不可行。(5)依題給信息,欲測(cè)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(cè)出生成AgCl沉淀的質(zhì)量,即可計(jì)算出飽和氯水中氯元素的總量。