第5課時(shí)大題考法(1)定性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)定性實(shí)驗(yàn)以其創(chuàng)新、靈活的特點(diǎn)成為每年高考的熱點(diǎn)題型，試題將元素化合物知識(shí)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)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(xué)生的發(fā)散思維能力和分析問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中往往通過(guò)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較甄別，從而揭示反應(yīng)原理、解釋產(chǎn)生某些現(xiàn)象的原因等。學(xué)生只有靈活運(yùn)用已有元素化合物的知識(shí)，深刻理解化學(xué)基本理論，才能使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。題型一反應(yīng)產(chǎn)物的確定 典例1(2018全國(guó)卷)K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍(lán)圖。回答下列問(wèn)題：(1)曬制藍(lán)圖時(shí)，用K3Fe(C2O4)33H2O作感光劑，以K3Fe(CN)6溶液為顯色劑。其光解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2K3Fe(C2O4)32FeC2O43K2C2O42CO2；顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通入氮?dú)獾哪康氖莀。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)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(yàn)Fe2O3存在的方法是_。(3)測(cè)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(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_。向上述溶液中加入過(guò)量鋅粉至反應(yīng)完全后，過(guò)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(diǎn)，消耗KMnO4溶液V mL。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為_(kāi)。解析(1)加入K3Fe(CN)6溶液生成藍(lán)色的Fe3Fe(CN)62，反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)先通入N2，隔絕空氣，且使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置。B中澄清石灰水變渾濁，證明分解過(guò)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(shuō)明E中發(fā)生反應(yīng)：CuOCOCuCO2，所以分解產(chǎn)物中一定含有CO。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為了防止倒吸，應(yīng)先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮?dú)?。檢驗(yàn)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(diǎn)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(guān)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?jǐn)?shù)w(Fe)100%100%。答案(1)3FeC2O42K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K2C2O4(2)隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)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?dú)馊∩僭S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(jiàn)物質(zhì)的熱分解反應(yīng)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(yīng)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(shí)驗(yàn)大題中文字表述題的各種答題規(guī)范(1)液體體積測(cè)量中讀數(shù)的答題關(guān)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(diǎn)(最底端、最底部、最低處)與刻度線相切得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞“平視”“刻度線”“凹液面”“液面最低點(diǎn)”“相切”(2)沉淀洗滌是否完全的檢驗(yàn)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(shuō)明：解答此類題目要注意四個(gè)得分點(diǎn)：取樣試劑現(xiàn)象結(jié)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(jié)論根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論(3)實(shí)驗(yàn)操作的原因、目的、作用的答題要點(diǎn)答題要素明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤鍪裁疵鞔_操作目的：為什么這樣做明確結(jié)論：這樣做會(huì)有什么結(jié)果？理由是什么得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞操作：怎么“做”，為什么這樣“做”作用：須有明確的結(jié)論、判斷、理由(4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確、全面描述答題要素現(xiàn)象描述要全面：看到的、聽(tīng)到的、觸摸到的、聞到的現(xiàn)象描述要準(zhǔn)確：如A試管中B處有按“現(xiàn)象結(jié)論”格式描述，忌現(xiàn)象結(jié)論不分、由理論推現(xiàn)象、指出具體生成物的名稱得分點(diǎn)及關(guān)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(dá)到的目的是什么得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞作用類：“除去”“防止”“抑制”“使”等，回答要準(zhǔn)確作用目的類：“作用”是“”，“目的”是“”，回答要準(zhǔn)確全面對(duì)點(diǎn)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(wú)色晶體，熔點(diǎn)16.8 ，沸點(diǎn)44.8 ，氧化性及脫水性較濃硫酸強(qiáng)，能漂白某些有機(jī)染料，如品紅等?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)同學(xué)甲按如圖所示裝置實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)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(xué)乙認(rèn)為同學(xué)甲的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)。乙對(duì)甲做完實(shí)驗(yàn)的B裝置試管進(jìn)行加熱，發(fā)現(xiàn)褪色的品紅溶液未恢復(fù)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(xué)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(shè)計(jì)出了一套檢驗(yàn)綠礬分解氣態(tài)產(chǎn)物的裝置：同學(xué)丙的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)開(kāi)。能證明綠礬分解產(chǎn)物中有O2的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是_。(4)為證明綠礬分解產(chǎn)物中含有三價(jià)鐵，選用的實(shí)驗(yàn)儀器有試管、藥匙、_；選用的試劑為_(kāi)。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(shí)驗(yàn)裝置的連接，物質(zhì)的檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。(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(kuò)散到空氣污染環(huán)境。(2)經(jīng)SO2漂白過(guò)的品紅溶液加熱后可恢復(fù)紅色，SO3也能漂白品紅，但SO3漂白后的品紅溶液加熱不恢復(fù)紅色。對(duì)B裝置試管進(jìn)行加熱，褪色的品紅溶液未恢復(fù)紅色，說(shuō)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(yàn)H2O(g)用無(wú)水CuSO4；檢驗(yàn)SO2用品紅溶液；根據(jù)題給SO3的物理性質(zhì)，檢驗(yàn)SO3將氣態(tài)產(chǎn)物冷卻觀察是否有晶體析出；檢驗(yàn)O2用帶火星的木條。為了防止檢驗(yàn)其他氣體時(shí)帶出的H2O(g)干擾分解產(chǎn)物H2O(g)的檢驗(yàn)，故先檢驗(yàn)產(chǎn)物H2O(g)；由于SO3也能漂白品紅，所以先檢驗(yàn)SO3并除去SO3，后檢驗(yàn)SO2；檢驗(yàn)SO2后用堿液吸收SO2，收集并檢驗(yàn)O2；裝置連接的合理順序?yàn)锳FGBDH。O2能使帶火星的木條復(fù)燃，證明綠礬分解產(chǎn)物中有O2的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是：把H中的導(dǎo)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(fù)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(jià)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(yàn)；選用的實(shí)驗(yàn)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(kuò)散到空氣污染環(huán)境(2) BC(3)AFGBDH把H中的導(dǎo)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(fù)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(yīng)方程式是_(錳被還原為Mn2)。將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)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(yīng)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(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計(jì)以下方案：方案取少量a，滴加KSCN溶液至過(guò)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(shí)驗(yàn)得出：氧化性Cl2_FeO(填“>”或“<”)，而方案實(shí)驗(yàn)表明，Cl2和FeO的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，原因是_。資料表明，酸性溶液中的氧化性FeO>MnO，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)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(qǐng)說(shuō)明理由；若不能，進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2O。應(yīng)在裝置B中加入飽和食鹽水，以除去混在Cl2中的HCl。洗氣時(shí)，氣體應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)、短管出。過(guò)量的KOH還能與Cl2發(fā)生歧化反應(yīng)，化學(xué)方程式為Cl22KOH=KClKClOH2O。(2).滴加KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)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(yīng)，根據(jù)題目給出的信息，K2FeO4在酸性或中性條件下，F(xiàn)eO會(huì)與H發(fā)生氧化還原反應(yīng)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(qiáng)，氧化性Cl2<FeO。由此可見(jiàn)，兩者氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，主要原因是溶液的酸堿性不同。理由：FeO在過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(shí)驗(yàn)類型(1)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(2)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(或官能團(tuán))設(shè)計(jì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案2命題角度類型思考方向酸性強(qiáng)弱比較可通過(guò)強(qiáng)酸制弱酸、對(duì)應(yīng)鹽的堿性、同濃度溶液導(dǎo)電能力或pH等方法來(lái)比較金屬性強(qiáng)弱比較可通過(guò)與水或酸反應(yīng)置換氫的能力、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性、置換反應(yīng)、原電池的正負(fù)極、電解池中陰極陽(yáng)離子的放電順序等方法來(lái)比較非金屬性強(qiáng)弱比較可通過(guò)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)陰離子的還原性等方法來(lái)比較弱酸酸式鹽的電離程度與水解程度比較可通過(guò)測(cè)得溶液的酸堿性的方法來(lái)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(jìn)行中和滴定測(cè)定消耗V(NaOH)來(lái)確定羥基的數(shù)目判斷可通過(guò)取一定量試劑與足量Na反應(yīng)測(cè)定放出氫氣的量來(lái)確定羧基的數(shù)目判斷可通過(guò)取一定量試劑與足量NaHCO3反應(yīng)測(cè)定放出CO2的量來(lái)確定對(duì)點(diǎn)練2SO2氣體為無(wú)色氣體，有強(qiáng)烈刺激性氣味，是大氣主要污染物之一，某學(xué)習(xí)小組為了探究二氧化硫的某些性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。.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_(kāi)。(2)裝置B中溶液的現(xiàn)象為_(kāi)。(3)學(xué)生甲預(yù)測(cè)裝置D中沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)裝置D中產(chǎn)生了少量白色沉淀。學(xué)生乙經(jīng)過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)少量白色沉淀可能是硫酸鋇，因?yàn)檠b置或溶液中少量的氧氣參與了氧化反應(yīng)，請(qǐng)寫(xiě)出裝置D中反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。.經(jīng)過(guò)思考，設(shè)計(jì)了如下裝置，且所配制的溶液均使用無(wú)氧蒸餾水，檢驗(yàn)SO2 在無(wú)氧干擾時(shí)，是否與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀。(4)加入碳酸鈉粉末的目的是_。(5)當(dāng)_時(shí)，氯化鋇溶液中沒(méi)有沉淀出現(xiàn)，說(shuō)明二氧化硫不與氯化鋇溶液反應(yīng)，此時(shí)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(jìn)入裝置B中，二氧化硫會(huì)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(yīng)，則一定是氧氣將4價(jià)S氧化為6價(jià)，反應(yīng)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(yīng)為2SO2O22BaCl22H2O=2BaSO44HCl。(4)裝置需要排除空氣，所以用碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成的二氧化碳來(lái)排空氣。(5)當(dāng)?shù)矸鄣馊芤核{(lán)色褪去時(shí)，說(shuō)明二氧化硫已經(jīng)到達(dá)淀粉碘溶液，但是氯化鋇溶液中無(wú)沉淀，說(shuō)明二氧化硫不與氯化鋇溶液反應(yīng)。(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?xì)怏w已經(jīng)到達(dá)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(lán)色褪去(6)檢驗(yàn)二氧化碳是否已排盡裝置中的空氣