高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第10章 化學(xué)實驗基礎(chǔ) 第34講 實驗方案的設(shè)計與評價課件 魯科版.ppt

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第34講實驗方案的設(shè)計與評價 熱點一 熱點二 熱點三 練出高分 熱點一 物質(zhì)組成 型實驗方案的設(shè)計 一 定性檢測例1某混合粉末由Fe2O3 Fe CuO C Al中的幾種物質(zhì)組成 為檢測其成分 取樣品進行下列實驗 部分產(chǎn)物略去 回答下列問題 1 取少量溶液X 加入過量的NaOH溶液 有沉淀生成 取上層清液 通入CO2 無明顯變化 說明樣品中不含的物質(zhì)是 填化學(xué)式 2 Z為一種或兩種氣體 若Z只為一種氣體 試劑a為飽和NaHCO3溶液 則反應(yīng) 中能同時生成兩種氣體的化學(xué)方程式是 若Z為兩種氣體的混合物 試劑a為適量水 則Z中兩種氣體的化學(xué)式是 3 向Y溶液中通入過量氯氣 并不斷攪拌 充分反應(yīng)后 溶液中的陽離子是 填離子符號 4 取Y溶液 調(diào)pH約為7 加入淀粉 KI溶液和H2O2 溶液呈藍(lán)色并有紅褐色沉淀生成 當(dāng)消耗2molI 時 共轉(zhuǎn)移3mol電子 該反應(yīng)的離子方程式是 5 另取原樣品 加入足量稀硫酸充分反應(yīng) 若溶液中一定不會產(chǎn)生紅色固體 則原樣品中所有可能存在的物質(zhì)組合是 各組合中的物質(zhì)用化學(xué)式表示 答案 解題流程 解題流程首先要注意框圖中量的描述為 過量 其次進行大致推斷 最后根據(jù)具體設(shè)問提供的信息具體分析 能與Fe2O3 Fe CuO C Al幾種物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生兩種氣體的濃酸不可能是濃鹽酸 如果是濃硫酸 在加熱時可以與Fe C Al發(fā)生氧化還原反應(yīng) 濃硫酸被還原為SO2 C被氧化為CO2 Fe和Al分別被氧化為Fe3 和Al3 如果是濃硝酸 則兩種氣體是CO2和NO2 無論是哪種濃酸均可以使兩種氧化物Fe2O3 CuO轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的鹽 1 無論加什么濃酸 濃硫酸或濃硝酸 溶液X中都可能含有Fe3 Cu2 Al3 三種金屬陽離子 向溶液X中加入過量的NaOH溶液 Fe3 和Cu2 可轉(zhuǎn)化為Fe OH 3和Cu OH 2沉淀析出 如果有Al3 則轉(zhuǎn)化為 Al OH 4 向上層清液中通入CO2后 會產(chǎn)生白色沉淀Al OH 3 離子方程式為2 Al OH 4 CO2 少量 2Al OH 3 CO H2O或 Al OH 4 CO2 足量 Al OH 3 HCO 與題目中 取上層清液 通入CO2 無明顯變化 不相符 所以可以肯定溶液X中沒有Al3 樣品中沒有Al 2 有了前面的分析 問題 2 就比較容易解答了 3 向溶液X中加入過量Fe粉 得Y溶液和兩種固體 且其中一種固體為紅色 Cu 另一種就是過量的Fe粉 Y溶液中的陽離子為Fe2 通入過量的Cl2后 Fe2 被氧化為Fe3 Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO 兩者電離產(chǎn)生H 故溶液中的陽離子為Fe3 和H 4 依據(jù)信息 當(dāng)消耗2molI 時 共轉(zhuǎn)移3mol電子 轉(zhuǎn)移的3mol電子中有2mol來自I 另外1mol電子來自Fe2 5 根據(jù)前面四步設(shè)問可知 樣品中一定沒有Al 一定有CuO和C 不能確定是否有Fe和Fe2O3 加入足量稀硫酸后一定不產(chǎn)生Cu 那么排除Fe 符合整個設(shè)問的組合只有兩種 CuO C CuO C Fe2O3 答案 1 Al 2 C 2H2SO4 濃 CO2 2SO2 2H2O NO CO2 3 Fe3 H 4 2Fe2 3H2O2 4I 2Fe OH 3 2I2 5 CuO C或CuO C Fe2O3 固體成分檢測實驗方案設(shè)計的一般方法方法一 取少量固體試樣 溶于水配成溶液 檢測溶液中存在的陰 陽離子 得出實驗結(jié)論 方法二 取少量固體試樣 在氧氣流等中反應(yīng) 檢測所產(chǎn)生的物質(zhì) 如氣體 得出實驗結(jié)論 方法三 取少量固體試樣 加酸 或堿 溶液產(chǎn)生氣體 檢測氣體產(chǎn)物的成分 得出實驗結(jié)論 二 固體物質(zhì)組成的定量測定數(shù)據(jù)測定的常用方法1 沉淀法先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀 然后稱量純凈 干燥的沉淀的質(zhì)量 再進行相關(guān)計算 2 測氣體體積法對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng) 可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度 量氣裝置的設(shè)計 下列裝置中 A是常規(guī)的量氣裝置 B C D是改進后的量氣裝置 3 測氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中 通過稱量實驗前后吸收劑的質(zhì)量 求得所吸收氣體的質(zhì)量 然后進行相關(guān)計算 4 滴定法即利用滴定操作原理 通過酸堿中和滴定 沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進行相關(guān)計算 5 熱重法只要物質(zhì)受熱時發(fā)生質(zhì)量變化 都可以用熱重法來研究物質(zhì)的組成是在控制溫度的條件下 測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的方法 通過分析熱重曲線 我們可以知道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成 熱穩(wěn)定性 熱分解情況及生成產(chǎn)物等與質(zhì)量相聯(lián)系的信息 例2 2014 北京理綜 27 碳 硫的含量影響鋼鐵性能 碳 硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳 硫轉(zhuǎn)化為氣體 再用測碳 測硫裝置進行測定 1 采用裝置A 在高溫下將x克鋼樣中碳 硫轉(zhuǎn)化為CO2 SO2 氣體a的成分是 解析鋼樣中的碳 硫在裝置A中高溫加熱條件下生成CO2和SO2 還有未反應(yīng)的O2 故氣體a的成分為O2 SO2 CO2 O2 SO2 CO2 解析答案 若鋼樣中硫以FeS的形式存在 A中反應(yīng) 3FeS 5O21 3 解析據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒定律配平化學(xué)方程式 3FeS 5O2Fe3O4 3SO2 Fe3O4 SO2 解析答案 2 將氣體a通入測硫裝置中 如下圖 采用滴定法測定硫的含量 H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式 解析H2O2和SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng) H2O2 SO2 H2SO4 H2O2 SO2 H2SO4 解析答案 用NaOH溶液滴定生成的H2SO4 消耗zmLNaOH溶液 若消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克 則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 解析根據(jù)題意 消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克 則消耗zmLNaOH溶液 相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yzg 所以鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 100 解析答案 3 將氣體a通入測碳裝置中 如下圖 采用重量法測定碳的含量 氣體a通過B和C的目的是 解析氣體a中含有O2 SO2和CO2 在吸收CO2測定碳的含量時 也可能吸收SO2 故氣體a通過裝置B和C的目的排除SO2對CO2測定的干擾 排除SO2對CO2測定的干擾 解析答案 計算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是 解析計算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 應(yīng)測量吸收CO2前 后吸收瓶的質(zhì)量 其質(zhì)量差為CO2的質(zhì)量 吸收CO2前 后吸收瓶的 質(zhì)量 解析答案 例3 2014 江蘇 18 堿式碳酸鋁鎂 MgaAlb OH c CO3 d xH2O 常用作塑料阻燃劑 1 堿式碳酸鋁鎂具有阻燃作用 是由于其受熱分解需吸收大量熱量和 解析因為堿式碳酸鋁鎂分解得到Al2O3 MgO 二者的熔點都較高 都具有阻燃作用 生成的產(chǎn)物具有阻燃作用 解析答案 2 MgaAlb OH c CO3 d xH2O中a b c d的代數(shù)關(guān)系式為 解析Al元素的化合價為 3價 Mg元素的化合價為 2價 OH 整體顯示 1價 CO整體顯示 2價 根據(jù)化合物中化合價代數(shù)和為0可得出關(guān)系 2a 3b c 2d 2a 3b c 2d 解析答案 3 為確定堿式碳酸鋁鎂的組成 進行如下實驗 準(zhǔn)確稱取3 390g樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng) 生成CO20 560L 已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下 另取一定量樣品在空氣中加熱 樣品的固體殘留率 固體樣品的剩余質(zhì)量 固體樣品的起始質(zhì)量 100 隨溫度的變化如下圖所示 樣品在270 時已完全失去結(jié)晶水 600 以上殘留固體為金屬氧化物的混合物 根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算堿式碳酸鋁鎂樣品中的n OH n CO 寫出計算過程 答案 m CO2 2 50 10 2mol 44g mol 1 1 10g在270 600 之間 失去結(jié)晶水后的樣品進一步受熱分解放出CO2和H2Om CO2 m H2O 3 390g 0 7345 0 3702 1 235gm H2O 1 235g 1 10g 0 135g n OH 7 50 10 3mol 2 1 50 10 2mol 1 某研究性學(xué)習(xí)小組用下列裝置 鐵架臺等夾持儀器略 探究氧化鐵與乙醇的反應(yīng) 并檢驗反應(yīng)產(chǎn)物 1 用2 的CuSO4溶液和10 的NaOH溶液配制Cu OH 2懸濁液的注意事項是 解析新制Cu OH 2懸濁液與醛基的反應(yīng)需要堿性條件 在過量NaOH溶液中滴加數(shù)滴CuSO4溶液 或NaOH過量 1 2 3 解析答案 2 為快速得到乙醇?xì)怏w 可采用的方法是 若實驗時小試管中的溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸 可采取的措施是 填字母 a 取下小試管b 移去酒精燈c 將導(dǎo)管從橡膠管中取下d 以上都可以解析升高溫度可以加速乙醇的揮發(fā) 若液體倒吸進入加熱的反應(yīng)管 可能會造成反應(yīng)管炸裂 取下小試管已無濟于事 因 溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸 在燒杯中加入熱水 或?qū)?加熱 c 1 2 3 解析答案 3 如圖實驗 觀察到紅色的Fe2O3全部變?yōu)楹谏腆wM 充分反應(yīng)后停止加熱 取下試管加熱 有磚紅色沉淀生成 為了檢驗M的組成 進行下列實驗 M能被磁鐵吸引 加入足量稀硫酸 振蕩 固體全部溶解 未觀察到有氣體生成 經(jīng)檢驗溶液中有鐵離子和亞鐵離子 檢驗鐵離子的方法是 證明溶液含有亞鐵離子的方法是 能得出的結(jié)論是 填字母 a M中一定有 3價和 2價鐵 不能確定是否有0價鐵b M中一定有 3價和0價鐵 無 2價鐵c M中一定有 3價鐵 0價和 2價鐵至少有一種d M中一定有 3價 2價和0價鐵 1 2 3 解析答案 解析分析黑色固體 M 可能的成分 鐵的氧化物Fe3O4 FeO和鐵粉均為黑色 Fe3O4中既有 3價鐵又有 2價鐵 且具有磁性 Fe3 能溶解單質(zhì)鐵 答案 取少量溶液于試管中 加入KSCN溶液 溶液變成血紅色 則有Fe3 取少量溶液滴入適量酸性高錳酸鉀溶液中 高錳酸鉀溶液退色 則有Fe2 a 1 2 3 4 若M的成分可表示為FexOy 用CO還原法定量測定其化學(xué)組成 稱取mgM樣品進行定量測定 實驗裝置和步驟如下 組裝儀器 點燃酒精燈 加入試劑 打開分液漏斗活塞 檢查氣密性 停止加熱 關(guān)閉分液漏斗活塞 正確的操作順序是 填字母 a b c d 若M完全被還原后堿石灰增重ng 則為 用含m n的代數(shù)式表示 1 2 3 解析答案 解析檢查氣密性屬于實驗的準(zhǔn)備階段 應(yīng)在加藥品前進行 為防止Cu再次被氧化 撤去酒精燈后 應(yīng)繼續(xù)通入CO 冷卻后再停止通氣 計算比值時 應(yīng)從質(zhì)量守恒的角度去思考 M FexOy 中的氧原子全部使CO轉(zhuǎn)化為CO2 因而堿石灰增加的質(zhì)量即為反應(yīng)產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量 得關(guān)系式M中n O n CO2 答案b 1 2 3 2 下圖是1 00gMgC2O4 nH2O晶體放在坩堝里從25 緩慢加熱至700 分解時 所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量 m 隨溫度 t 變化的關(guān)系曲線 已知該晶體100 以上才會逐漸失去結(jié)晶水 并大約在230 時完全失去結(jié)晶水 試回答下列問題 1 MgC2O4 nH2O中n 2 1 2 3 答案 2 通過計算確定C點固體物質(zhì)的化學(xué)式 要求寫出推斷過程 1 2 3 答案 答案解法一 14818 2 x 1 00g 1 00 0 88 g 故B點固體的化學(xué)式為MgC2O4 H2O 1 2 3 答案 解法二 11218x0 76g 0 88 0 76 g 故B點固體的化學(xué)式為MgC2O4 H2O 1 2 3 3 通過計算確定從E點到F點過程中的化學(xué)方程式 要求寫出推斷過程 答案設(shè)Mg元素與其他元素組成的化合物為X 利用Mg原子守恒 1 2 3 答案 3 鋁鎂合金是飛機制造 化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料 研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為測定某含鎂3 5 的鋁鎂合金 不含其他元素 中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 設(shè)計了下列兩種不同實驗方案進行探究 方案一實驗方案將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng) 測定剩余固體質(zhì)量 實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 解析方案一 將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng) 鎂不和NaOH溶液反應(yīng) 鋁發(fā)生反應(yīng) 2Al 2NaOH 6H2O 2Na Al OH 4 3H2 2Al 2NaOH 6H2O 3H2 2Na Al OH 4 1 2 3 解析答案 實驗步驟 1 稱取10 8g鋁鎂合金粉末樣品 溶于體積為V 物質(zhì)的量濃度為4 0mol L 1的NaOH溶液中 充分反應(yīng) 則NaOH溶液的體積V mL 解析假設(shè)合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少為3 則10 8g鋁鎂合金粉末樣品中含有鋁10 476g 其物質(zhì)的量是0 388mol 根據(jù)反應(yīng)2Al 2NaOH 6H2O 2Na Al OH 4 3H2 知 需要n NaOH n Al 0 388mol V NaOH 0 388mol 4 0mol L 1 0 097L 97 1 2 3 解析答案 2 過濾 洗滌 干燥 稱量固體 該步驟中若未洗滌固體 測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將 填 偏高 偏低 或 無影響 解析過濾后 金屬鎂的表面會沾有其他離子 如果沒有洗滌 稱量后的固體的質(zhì)量將大于鎂的實際質(zhì)量 所測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高 偏高 1 2 3 解析答案 方案二實驗方案將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng) 測定生成氣體的體積 實驗步驟 1 同學(xué)們擬選用下列實驗裝置完成實驗 你認(rèn)為最簡易的裝置其連接順序是A接 接 接 填接口字母 可不填滿 1 2 3 解析答案 解析方案二 很明顯 該同學(xué)采用排水法來測量產(chǎn)生氫氣的體積 故A應(yīng)連接E D連接G 最后讀數(shù)時要調(diào)節(jié)廣口瓶和量筒中的液面高度 F接口的導(dǎo)管太短 答案方案二 EDG 1 2 3 2 仔細(xì)分析實驗裝置后 同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點會引起較大誤差 稀硫酸滴入錐形瓶中 即使不生成氫氣 也會將瓶內(nèi)空氣排出 使所測氫氣體積偏大 實驗結(jié)束時 連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在 使所測氫氣體積偏小 于是他們設(shè)計了如圖所示的實驗裝置 裝置中導(dǎo)管a的作用是 解析用導(dǎo)管a連接后 滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進入分液漏斗的氣體體積 從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差 使分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等 打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下 滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進入分液漏斗的氣體體積 從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差 1 2 3 解析答案 實驗前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1mL V2mL 則產(chǎn)生氫氣的體積為 mL 解析量氣管的0刻度在上 故產(chǎn)生氫氣的體積為 V1 V2 mL 若需確定產(chǎn)生氫氣的量 還需測定的數(shù)據(jù)是 解析若需確定產(chǎn)生氫氣的量 還需知道實驗時的溫度和壓強 V1 V2 實驗時的溫度和壓強 1 2 3 返回 解析答案 熱點二 猜想判斷 型實驗方案的設(shè)計 猜想型實驗題的思維流程 1 漂白粉是生產(chǎn)生活中常用的消毒劑和殺菌劑 實驗室有一瓶密封不嚴(yán)的漂白粉樣品 其中肯定存在CaCl2 請設(shè)計實驗 探究該樣品中可能存在的其他固體物質(zhì) 1 提出合理假設(shè) 假設(shè)1 該漂白粉未變質(zhì) 只含有 假設(shè)2 該漂白粉全部變質(zhì) 只含有 假設(shè)3 該漂白粉部分變質(zhì) 既含有 又含 Ca ClO 2 CaCO3 Ca ClO 2 CaCO3 1 2 3 答案 2 設(shè)計實驗方案 進行實驗 請寫出實驗步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 限選用的儀器和藥品 試管 滴管 帶導(dǎo)管的單孔塞 蒸餾水 自來水 1mol L 1鹽酸 品紅溶液 新制澄清石灰水 提示 不必檢驗Ca2 和Cl 加入適量1mol L 1鹽酸溶解后 再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中 若澄清石灰水未變渾濁 則假設(shè)1成立 若澄清石灰水變渾濁 則假設(shè)2或假設(shè)3成立 向步驟 反應(yīng)后的試管中滴入1 2滴品紅溶液 振蕩 或另外取樣操作 若品紅溶液退色 則假設(shè)3成立 若品紅溶液不退色 則假設(shè)2成立 答案 1 2 3 2 工業(yè)上從廢鉛蓄電池的鉛膏回收鉛的過程中 可用碳酸鹽溶液與處理后的鉛膏 主要成分為PbSO4 發(fā)生反應(yīng) PbSO4 s CO aq PbCO3 s SO aq 某課題組用PbSO4為原料模擬該過程 探究上述反應(yīng)的實驗條件及固體產(chǎn)物的成分 1 上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式 K 1 2 3 解析答案 2 室溫時 向兩份相同的PbSO4樣品中分別加入同體積 同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化 在 溶液中PbSO4轉(zhuǎn)化率較大 理由是 解析Na2CO3溶液中c CO 較大 根據(jù)平衡移動原理 可知Na2CO3溶液中PbSO4轉(zhuǎn)化率較大 Na2CO3 1 2 3 解析答案 3 查閱文獻 上述反應(yīng)還可能生成堿式碳酸鉛 2PbCO3 Pb OH 2 它和PbCO3受熱都易分解生成PbO 該課題組對固體產(chǎn)物 不考慮PbSO4 的成分提出如下假設(shè) 請你完成假設(shè)二和假設(shè)三 假設(shè)一 全部為PbCO3 假設(shè)二 假設(shè)三 解析根據(jù)題中信息 提出另外兩種假設(shè) 假設(shè)二 全部為堿式碳酸鉛 2PbCO3 Pb OH 2 假設(shè)三 為PbCO3和2PbCO3 Pb OH 2的混合物 全部為2PbCO3 Pb OH 2 PbCO3和2PbCO3 Pb OH 2的混合物 1 2 3 解析答案 4 為驗證假設(shè)一是否成立 課題組進行如下研究 定性研究 請你完成下表中內(nèi)容 解析因為PbCO3受熱分解不產(chǎn)生水 而2PbCO3 Pb OH 2受熱分解產(chǎn)生水 所以可利用此不同設(shè)計實驗方案 充分加熱樣品 將產(chǎn)生的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管 若無水硫酸銅不變藍(lán) 則假設(shè)一成立 若無水硫酸銅變藍(lán) 則假設(shè)一不成立 1 2 3 解析答案 定量研究 取26 7mg的干燥樣品 加熱 測得固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如下圖 某同學(xué)由圖中信息得出結(jié)論 假設(shè)一不成立 你是否同意該同學(xué)的結(jié)論 并簡述理由 解析因為PbCO3PbO CO2 所以可以利用固體加熱前后質(zhì)量的改變量來確定結(jié)論 同意 若全部為PbCO3時 26 7mg完全分解后最終固體質(zhì)量應(yīng)為22 3mg 或 不同意 實驗最終得到固體的質(zhì)量與全部為PbCO3分解所得固體質(zhì)量相差不大 可能是實驗過程中產(chǎn)生的誤差引起的 本題屬于開放性試題 合理答案均可 1 2 3 解析答案 3 2015 安徽理綜 28 某研究小組將純凈的SO2氣體通入0 1mol L 1的Ba NO3 2溶液中 得到了BaSO4沉淀 為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2 該小組提出了如下假設(shè) 1 2 3 1 驗證假設(shè)一該小組設(shè)計實驗驗證了假設(shè)一 請在下表空白處填寫相關(guān)實驗現(xiàn)象 1 2 3 解析答案 答案無明顯現(xiàn)象有白色沉淀 1 2 3 2 為深入研究該反應(yīng) 該小組還測得上述兩個實驗中溶液的pH隨通入SO2體積的變化曲線如下圖 實驗1中溶液pH變小的原因是 V1時 實驗2中溶液pH小于實驗1的原因是 用離子方程式表示 1 2 3 解析答案 1 2 3 3 驗證假設(shè)二請設(shè)計實驗驗證假設(shè)二 寫出實驗步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 1 2 3 解析答案 解析通過對比假設(shè)一的驗證過程 可設(shè)計如下實驗步驟 答案 1 2 3 4 若假設(shè)二成立 請預(yù)測 在相同條件下 分別用足量的O2和KNO3 氧化相同的H2SO3溶液 溶液體積變化忽略不計 充分反應(yīng)后兩溶液的pH前者 填 大于 或 小于 后者 理由是 小于 反應(yīng)的離子方程式表明 足量的O2和NO分別氧化相同量的H2SO3 生成H 的物質(zhì)的量前者多于后者 本題部分小題屬于開放性試題 合理答案均可 1 2 3 返回 解析答案 熱點三 原理探究 型實驗方案的設(shè)計 控制變量法 物質(zhì)變化往往受到多個因素的影響 在研究化學(xué)反應(yīng)與外界因素之間的關(guān)系時 對影響物質(zhì)變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制 使其他幾個因素不變 集中研究其中一個因素的變化所產(chǎn)生的影響 有利于在研究過程中 迅速尋找到物質(zhì)變化的規(guī)律 常涉及的題型有 1 外因 濃度 溫度 壓強等 對化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡的影響 2 物質(zhì)性質(zhì)的遞變規(guī)律 1 變量探究實驗題的解題策略解答變量探究類試題關(guān)鍵是在其他條件相同的前提下 只改變一個條件對研究對象的影響規(guī)律 注意 選擇數(shù)據(jù)要有效 且變量統(tǒng)一 否則無法作出正確判斷 思路總結(jié) 2 規(guī)律探究實驗題的解題策略物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律的探究也是中學(xué)化學(xué)實驗探究的一個重要內(nèi)容 研究同周期 同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 物質(zhì)的氧化還原反應(yīng) 如置換反應(yīng) 規(guī)律 物質(zhì)的酸 堿 性強弱規(guī)律 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電規(guī)律等 都是開展有關(guān)規(guī)律探究的重要素材 也是高考命題的經(jīng)典情境 解決有關(guān)規(guī)律探究問題的實驗設(shè)計 其常用方法示例如下 1 同周期 同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 一般通過設(shè)計判斷元素金屬性 非金屬性的強弱實驗來完成 如通過讓金屬單質(zhì)與相同濃度的非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的速率快慢來判斷金屬單質(zhì)的還原性強弱 推斷元素金屬性強弱 從而找出相應(yīng)的性質(zhì)遞變規(guī)律 2 物質(zhì)的酸 堿 性強弱的判斷 3 鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的規(guī)律探究 可以通過控制所含的雜質(zhì)是否與空氣接觸 所接觸的電解質(zhì)溶液的酸堿度 鋼鐵在腐蝕過程中體系內(nèi)的氣壓變化等角度設(shè)計實驗 找出規(guī)律 1 碘在科研與生活中有重要應(yīng)用 某興趣小組用0 50mol L 1KI 0 2 淀粉溶液 0 20mol L 1K2S2O8 0 10mol L 1Na2S2O3等試劑 探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 1 2 3 4 1 向KI Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液 當(dāng)溶液中的 耗盡后 溶液顏色將由無色變?yōu)樗{(lán)色 解析解答本題時 要圍繞實驗?zāi)康?探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 進行分析與處理 淀粉溶液遇I2顯藍(lán)色 溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色時 溶液中有I2 說明Na2S2O3消耗盡 為確保能觀察到藍(lán)色 溶液中Na2S2O3要耗盡 由題給離子反應(yīng)可得關(guān)系式 能觀察到藍(lán)色 Na2S2O3 2 解析答案 1 2 3 4 2 為探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 設(shè)計的實驗方案如下表 表中Vx 理由是 1 2 3 4 解析答案 解析實驗的目的是探究K2S2O8溶液的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 故應(yīng)保證每組實驗中其他物質(zhì)的濃度相等 即溶液的總體積相等 即為20 0mL 從而可知Vx 2 0 答案2 0保證反應(yīng)物K2S2O8的濃度改變 而其他物質(zhì)的濃度不變 1 2 3 4 答案 1 2 3 4 解析答案 2 已知亞硫酸鈉在空氣中能被氧氣氧化生成硫酸鹽 甲同學(xué)設(shè)計兩種方案來檢驗Na2SO3溶液是否發(fā)生變質(zhì) 方案一 取樣 加入稀鹽酸有氣泡生成 認(rèn)為亞硫酸鈉溶液沒有變質(zhì) 方案二 取樣 加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成 認(rèn)為亞硫酸鈉溶液完全變質(zhì) 請你對兩方案作出評價 方案一 填 合理 或 不合理 理由是 方案二 填 合理 或 不合理 理由是 1 2 3 4 解析答案 解析加入稀鹽酸有氣泡生成 證明溶液中含有亞硫酸鈉 Na2SO3溶液可能沒有變質(zhì) 也可能部分變質(zhì) 亞硫酸鈉 硫酸鈉都能與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀 故亞硫酸鈉溶液未變質(zhì) 部分變質(zhì) 全部變質(zhì)時的現(xiàn)象相同 都會生成白色沉淀 答案不合理亞硫酸鈉部分變質(zhì)時加入稀鹽酸也會產(chǎn)生氣泡不合理亞硫酸鈉也能與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀 亞硫酸鈉未變質(zhì)或部分變質(zhì)時也會產(chǎn)生白色沉淀 1 2 3 4 乙同學(xué)探究Na2SO3溶液是否發(fā)生變質(zhì) 設(shè)計如下實驗測定1 0mol L 1Na2SO3溶液的實際濃度 1 2 3 4 1 分液漏斗中應(yīng)加入足量的下列哪種試劑 填字母 a 濃硝酸b 65 硫酸c 濃鹽酸 2 實驗前后測得C裝置增重3 2g 則Na2SO3溶液實際的物質(zhì)的量濃度為 3 該實驗裝置還存在一個明顯的缺陷是 解析制備二氧化硫氣體選用硫酸 C裝置增重3 2g 產(chǎn)生的n SO2 0 05mol 所以n Na2SO3 0 05mol c Na2SO3 0 05mol 0 06L 0 83mol L 1 該實驗裝置中一個明顯的缺陷是缺少一個驅(qū)趕殘留二氧化硫氣體的裝置 b 0 83mol L 1 缺少一個驅(qū)趕殘留二氧化硫氣體 的裝置 或其他合理答案 1 2 3 4 解析答案 3 2014 廣東理綜 33 H2O2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H2O2分解反應(yīng)速率的影響 限選試劑與儀器 30 H2O2 0 1mol L 1Fe2 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 寫出本實驗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 1 2 3 4 解析答案 解析分析化合價并應(yīng)用化合價變化規(guī)律解決問題 雙氧水中氧元素的化合價為 1價 發(fā)生分解反應(yīng)生成氧氣 氧氣中氧元素的化合價為0價 水中氧元素的化合價為 2價 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 答案 答案合理即可 1 2 3 4 設(shè)計實驗方案 在不同H2O2濃度下 測定 要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小 解析做實驗題時 首先要明確實驗原理 該實驗是探究雙氧水的分解速率 所以應(yīng)測定不同濃度雙氧水分解時產(chǎn)生氧氣的速率 即可以測定相同時間內(nèi)生成氧氣的體積 生成相同體積的氧氣所需要的時間 或相同時間內(nèi) 生成氧氣的體積 1 2 3 4 解析答案 設(shè)計實驗裝置 完成如圖所示的裝置示意圖 解析根據(jù)題目給出的限選儀器可以選用導(dǎo)管 水槽 量筒組成氣體收集裝置 答案 1 2 3 4 解析答案 參照下表格式 擬定實驗表格 完整體現(xiàn)實驗方案 列出所選試劑體積 需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)用字母表示 1 2 3 4 解析答案 解析探究時一定要注意變量的控制 即只改變一個變量 才能說明該變量對反應(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 必須保證兩組實驗中雙氧水和蒸餾水的總體積相同 且兩組實驗中雙氧水和蒸餾水的體積不同兩個條件 同時還要記錄兩組實驗中收集相同體積氧氣所需時間或相同時間內(nèi)收集氧氣的體積大小 1 2 3 4 答案 或 1 2 3 4 2 利用下圖 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 進行實驗 可觀察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的 填 深 或 淺 其原因是 1 2 3 4 解析答案 解析通過分析能量變化圖像的起點和終點可判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng) 通過分析溫度對平衡移動的影響 可以判斷平衡移動的方向和結(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 所以B瓶中二氧化氮濃度增大 氣體顏色加深 答案深雙氧水分解放熱 使B瓶的溫度升高 2NO2 g N2O4 g 平衡向左移動 NO2濃度增大 氣體顏色加深 1 2 3 4 4 某化學(xué)興趣小組的同學(xué)學(xué)習(xí)了同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律后 設(shè)計了一套實驗方案進行實驗探究 并記錄了有關(guān)實驗現(xiàn)象如下表 1 2 3 4 請你幫助該同學(xué)整理并完成實驗報告 1 實驗?zāi)康?2 實驗用品 儀器 試管夾 鑷子 小刀 玻璃片 砂紙 膠頭滴管等 藥品 鈉 鎂帶 鋁條 2mol L 1的鹽酸 新制的氯水 新制的飽和H2S溶液 AlCl3溶液 NaOH溶液等 1 2 3 4 3 請你寫出上述的實驗操作與對應(yīng)的現(xiàn)象 用A F表示 寫出實驗操作 的離子反應(yīng)方程式 實驗 實驗 4 實驗結(jié)論 1 2 3 4 返回 解析答案 解析本題通過實驗探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 在元素周期表中 從左至右 元素的金屬性逐漸減弱 非金屬性逐漸增強 金屬單質(zhì)與H2O 或酸 反應(yīng) 置換出H2越來越難 最高價氧化物對應(yīng)水化物堿性減弱酸性增強 非金屬單質(zhì)與H2化合越來越易 右邊的非金屬單質(zhì)可從化合物中置換出左邊的非金屬單質(zhì) 如Cl2 H2S 2HCl S 答案 1 探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 2 試管燒杯酒精燈 3 BFADCECl2 H2S 2HCl S Al3 3OH Al OH 3 Al OH 3 OH Al OH 4 4 金屬性 Na Mg Al 非金屬性 Cl S 1 2 3 4 返回 1 2 3 4 5 1 某無機鹽M是一種優(yōu)良的氧化劑 為確定其化學(xué)式 某小組設(shè)計并完成了如下實驗 1 2 3 4 5 已知 無機鹽M僅由鉀離子和一種含氧酸根組成 其分子中的原子個數(shù)比為2 1 4 上圖中 將1 98g該無機鹽溶于水 滴加適量稀硫酸后 再加入1 12g還原鐵粉 恰好完全反應(yīng)得混合溶液N 該小組同學(xué)將溶液N分為二等份 分別按路線 路線 進行實驗 在路線 中 首先向溶液N中滴加適量KOH至元素X剛好沉淀完全 過濾后將沉淀在空氣中充分灼燒得純凈的Fe2O3粉末1 20g 再將濾液在一定條件下蒸干 只得到3 48g純凈的不含結(jié)晶水的正鹽W 1 2 3 4 5 請按要求回答下列問題 1 由路線 的現(xiàn)象可知 溶液N中含有的陽離子是 2 由實驗流程圖可推得 含氧酸鹽W的化學(xué)式是 路線 可知 1 98g無機鹽M中所含鉀元素的質(zhì)量為 g 3 無機鹽M與1 12g還原鐵粉恰好完全反應(yīng)生成溶液N的化學(xué)方程式為 Fe2 K2SO4 0 78 2Fe K2FeO4 4H2SO4 3FeSO4 K2SO4 4H2O 答案 2 1 已知Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 S SO2 H2O 甲同學(xué)通過測定該反應(yīng)發(fā)生時溶液變渾濁的時間 研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 設(shè)計實驗如下 所取溶液體積均為10mL 1 2 3 4 5 其他條件不變時 探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 應(yīng)選擇 填實驗編號 下同 探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 應(yīng)選擇 若同時選擇 溶液測定變渾濁的時間 是探究 對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 解析探究溫度對反應(yīng)速率的影響 應(yīng)控制Na2S2O3 H2SO4的濃度相同 所以應(yīng)選擇 或 組 探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 應(yīng)控制溫度相同 所以應(yīng)選擇 或 或 在 中 溫度相同 改變的是不同反應(yīng)物的濃度 1 2 3 4 5 或 或 或 改變不同反應(yīng)物的濃度 解析答案 2 已知Na2S2O3溶液與Cl2反應(yīng)時 1molNa2S2O3轉(zhuǎn)移8mol電子 該反應(yīng)的離子方程式是 甲同學(xué)設(shè)計如下實驗流程探究Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì) 1 2 3 4 5 甲同學(xué)設(shè)計實驗流程的目的是證明Na2S2O3溶液具有堿性和 性 加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的離子方程式是 乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)將上述流程中 所加試劑順序顛倒 你認(rèn)為甲 乙兩同學(xué)的設(shè)計更合理的是 填 甲 或 乙 理由是 解析答案 1 2 3 4 5 還原 乙可以排除BaS2O3的干擾 3 保護環(huán)境是全球關(guān)注的問題 某環(huán)保部門處理含CN 電鍍廢水的方法如圖 CN 和CNO 中N的化合價均為 3價 1 2 3 4 5 某學(xué)習(xí)小組依據(jù)上述方法 用下圖實驗裝置進行該電鍍廢水處理的研究 1 2 3 4 5 操作步驟 先關(guān)閉裝置甲的開關(guān) 再將含CN 廢水與過量NaClO溶液混合 取200mL混合液 其中c CN 為0 200mol L 1 加入裝置甲中 塞上橡皮塞 待裝置甲中充分反應(yīng)后 打開開關(guān) 使溶液全部流入裝置乙中 關(guān)閉開關(guān) 測定干燥管 增加的質(zhì)量 1 寫出裝置乙中反應(yīng)的離子方程式 解析根據(jù)圖示 乙中CNO 和ClO 在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng) 最終CNO 被氧化為N2 ClO 被還原為Cl2 根據(jù)得失電子守恒 電荷守恒 原子守恒配平離子方程式 2 裝置丙中的試劑是 裝置丁的作用是 解析裝置丙的作用是吸收混合氣中的H2O 應(yīng)選擇濃硫酸 裝置丁的作用是吸收混合氣中的Cl2 1 2 3 4 5 2CNO 6ClO 8H N2 2CO2 3Cl2 4H2O 濃硫酸 吸收混合氣中的Cl2 解析答案 1 2 3 4 5 3 假定上述實驗中的氣體都被充分吸收 若干燥管 增重1 408g 則CN 被處理的百分率為 80 0 解析答案 4 你認(rèn)為用此裝置進行實驗 與 3 對比 CN 被處理的百分率將 填 偏高 偏低 無法確定 或 無影響 簡述你的理由 防治空氣污染 燃煤脫硫很重要 目前 科學(xué)家對Fe3 溶液脫硫技術(shù)的研究已取得新成果 解析若Cl2在丁中沒有被完全吸收 則結(jié)果偏高 若CO2殘留在裝置中 則結(jié)果偏低 1 2 3 4 5 偏高 部分Cl2在裝置丁中沒有被吸收而在干燥管 中被吸收 或偏低部分CO2殘留在裝置內(nèi)沒有在干燥管 中被完全吸收或無法確定部分Cl2在干燥管 中被吸收 部分CO2沒有在干燥管 中被吸收 解析答案 5 某學(xué)習(xí)小組為了探究 SO2與Fe3 反應(yīng)的產(chǎn)物 將過量的SO2通入FeCl3溶液中后 各取10mL反應(yīng)液分別加入編號為A B C的試管中 并設(shè)計以下3種實驗方案 方案 A中加入少量KMnO4溶液 溶液紫紅色退去 方案 B中加入KSCN溶液 溶液不變紅 再加入新制的氯水 溶液變紅 方案 C中加入稀鹽酸酸化的BaCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀 上述實驗方案中不合理的是 解析方案 不合理 因為SO2 Fe2 均具有還原性 均能與KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使溶液退色 1 2 3 4 5 方案 解析答案 4 已知某純堿樣品中含有NaCl雜質(zhì) 為測定樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 甲同學(xué)用圖中裝置及試劑進行實驗 夾持儀器略 1 2 3 4 5 1 儀器A B的名稱分別是 2 甲同學(xué)按實驗正常操作的主要步驟如下 將ag試樣放入儀器B中 加適量蒸餾水溶解 得到樣品溶液 稱量盛有堿石灰的干燥管的質(zhì)量為bg 從儀器A中滴入濃鹽酸 直到不再產(chǎn)生氣體時為止 再次稱量盛有堿石灰的干燥管的質(zhì)量為cg 3 甲同學(xué)根據(jù)以上實驗求得的樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 用含a b c的式子表示 4 乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)在實驗裝置設(shè)計和使用藥品上都有缺陷 會導(dǎo)致測得的Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高 而丙同學(xué)則認(rèn)為甲同學(xué)的實驗裝置會使測得的結(jié)果偏低 丙同學(xué)認(rèn)為結(jié)果偏低的原因可能是 1 2 3 4 5 解析答案 解析從實驗裝置及實驗?zāi)康膩砜?本題就是利用分液漏斗 A 中的鹽酸與錐形瓶 B 中的Na2CO3反應(yīng)產(chǎn)生CO2 生成的CO2被干燥管中的堿石灰吸收 測量干燥管的前后質(zhì)量差便可計算出Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 該裝置存在如下缺陷 若裝置中存在殘留的CO2不能被堿石灰吸收 則Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低 若水蒸氣及揮發(fā)的HCl進入堿石灰中 則使其偏高 答案 1 分液漏斗錐形瓶 2 按圖組裝儀器 并檢查裝置的氣密性 1 2 3 4 5 4 裝置中殘留有CO2 未被堿石灰吸收 5 若要解決乙 丙同學(xué)指出的甲同學(xué)實驗中的問題 可對甲同學(xué)的實驗裝置和實驗藥品進行適當(dāng)?shù)母膭?請按合理順序選擇儀器并完成表格 用大寫字母代表儀器 儀器可重復(fù)使用 夾持儀器略 1 2 3 4 5 解析答案 解析針對這兩個問題 可以往發(fā)生裝置中通入空氣 使其生成的CO2全部進入干燥管中 又要避免空氣中的CO2一起進入 可以選用在C裝置中加入NaOH溶液 除去反應(yīng)裝置中的水蒸氣可以在干燥管前加盛有濃硫酸的C裝置 為防止空氣中的水蒸氣影響實驗的準(zhǔn)確性 需要在干燥管末端接上一干燥裝置 答案 1 2 3 4 5 答案合理即可 5 某研究性學(xué)習(xí)小組探究在含有鹽酸的Cu2 Ca2 的混合溶液中滴加Na2CO3溶液時發(fā)生反應(yīng)的過程 已知在水溶液中Cu2 CO發(fā)生雙水解反應(yīng)生成Cu OH 2和CO2 取適量樣品溶液 插入pH傳感器并逐滴滴入Na2CO3溶液 測得pH變化曲線如下圖所示 1 2 3 4 5 1 為簡單而精確地控制加入的Na2CO3溶液的體積 可將碳酸鈉溶液置于 填儀器名稱 中滴加 解析Na2CO3是強堿弱酸鹽 水溶液顯堿性 所以為簡單而精確地控制加入的Na2CO3溶液的體積 可將碳酸鈉溶液置于堿式滴定管中滴加 2 圖中有兩個pH增加較快的階段 第一階段 B點前 對應(yīng)的實驗現(xiàn)象是 解析圖中有兩個pH增加較快的階段 第一階段 B點前 發(fā)生的反應(yīng)是HCl和Na2CO3反應(yīng)產(chǎn)生氣體 所以對應(yīng)的實驗現(xiàn)象是有無色無味氣體產(chǎn)生 1 2 3 4 5 堿式滴定管 有無色無味的氣體產(chǎn)生 解析答案 3 對于B C之間溶液pH變化緩慢的本質(zhì) 該小組同學(xué)作出了如下推測 請補充推測2和3 推測1 生成了Cu OH 2沉淀 消耗了CO 推測2 推測3 若推測1符合實際情況 則此情況下反應(yīng)的離子方程式為 1 2 3 4 5 答案 4 請設(shè)計實驗驗證推測1 簡要寫出實驗步驟 試劑不受限制 1 2 3 4 5 取適量洗滌 干燥后的沉淀充分加熱 將產(chǎn)生的氣體依次通過無水硫酸銅 澄清石灰水 若無水硫酸銅由白變藍(lán) 澄清石灰水不變渾濁 則推測1成立 否則不成立 返回 答案