第4講實驗方案的設(shè)計與評價 考點突破題型透析 學(xué)科素養(yǎng)技能提升 考點二化學(xué)實驗方案的評價 定量實驗題及解題策略 考綱要求 第十章化學(xué)實驗基礎(chǔ) 備選素材 考綱要求 1 設(shè)計 評價或改進實驗方案 2 了解控制實驗條件的方法 3 分析或處理實驗數(shù)據(jù) 得出合理的結(jié)論 4 繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖 5 以上各部分知識與技能的綜合應(yīng)用 考點一化學(xué)實驗方案的設(shè)計 知識梳理思維深化 1 實驗方案設(shè)計的基本要求 2 化學(xué)實驗設(shè)計的基本內(nèi)容一個相對完整的化學(xué)實驗方案一般包括下述內(nèi)容 實驗名稱 實驗原理 實驗用品 藥品 儀器 裝置 設(shè)備 及規(guī)格 實驗裝置圖 實驗步驟和操作方法 實驗注意事項 實驗現(xiàn)象的記錄及結(jié)果處理 問題與討論 知識梳理思維深化 考點一化學(xué)實驗方案的設(shè)計 實驗?zāi)康?3 化學(xué)實驗方案設(shè)計的步驟 1 明確目的 原理 知識梳理思維深化 考點一化學(xué)實驗方案的設(shè)計 2 選擇儀器 藥品 知識梳理思維深化 考點一化學(xué)實驗方案的設(shè)計 3 化學(xué)實驗方案設(shè)計時儀器選用及連接的順序 知識梳理思維深化 考點一化學(xué)實驗方案的設(shè)計 4 記錄現(xiàn)象 數(shù)據(jù)根據(jù)觀察 全面而準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù) 5 分析得出結(jié)論根據(jù)實驗觀察現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù) 通過分析 計算 圖表 推理等處理 得出正確的結(jié)論 知識梳理思維深化 考點一化學(xué)實驗方案的設(shè)計 1 2015 廣州模擬 某學(xué)習(xí)小組在研究水處理問題時 將一定量NaClO溶液與FeSO4溶液相混合 得到含有大量懸浮物的混合液 請完成對反應(yīng)物剩余情況的探究 1 提出合理假設(shè) 假設(shè)1 FeSO4有剩余 假設(shè)2 NaClO有剩余 假設(shè)3 2 樣品初步處理 取少量混合液于試管中 滴加足量稀硫酸得到澄清溶液 此澄清溶液中肯定含有的金屬陽離子是 題組設(shè)計思維建模 題組一對未知產(chǎn)物的探究實驗設(shè)計 3 設(shè)計后續(xù)實驗方案驗證假設(shè) 請在下表中寫出實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 限選實驗試劑 3mol L 1H2SO4 0 01mol L 1KMnO4 20 KSCN 30 H2O2 淀粉 KI溶液 紫色石蕊溶液 解析 題組一對未知產(chǎn)物的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 1 NaClO和FeSO4均無剩余 2 Na Fe3 3 答案 將一定量NaClO溶液與FeSO4溶液相混合 發(fā)生的反應(yīng)是 2Fe2 ClO H2O OH Fe3 Fe OH 3 Cl 1 由假設(shè)1和假設(shè)2可以推測出假設(shè)3是NaClO與FeSO4都沒有剩余 2 向混合液中滴加足量稀硫酸 得到的溶液中一定含有Na 和Fe3 3 滴加稀硫酸時 ClO 立即轉(zhuǎn)化為HClO 所得澄清液中可能含有的離子和分子中 只有Fe2 能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 因此可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗澄清液中是否含有Fe2 HClO和Fe3 都能氧化淀粉 KI溶液 因此 無法用淀粉 KI溶液檢測澄清液中是否含有HClO 此外 30 H2O2遇到HClO或Fe3 都會逸出無色無味氣體 其中 HClO可以氧化雙氧水 逸出氧氣 Fe3 可作雙氧水分解的催化劑 也逸出氧氣 故只能用紫色石蕊試液檢測澄清液中是否含有HClO 2 某興趣小組采用如圖裝置制取并探究SO2氣體的性質(zhì) 1 下列實驗方案適用于用如圖所示裝置制取所需SO2的是 填序號 A Na2SO3溶液與HNO3B Na2SO3固體與濃硫酸C 固體硫在純氧中燃燒D 銅與濃H2SO4 題組二對物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 2 指導(dǎo)老師指出應(yīng)增加一尾氣吸收裝置 并幫助同學(xué)們設(shè)計了如下裝置 其中合理的是 填序號 3 小組同學(xué)設(shè)計在試管d中加入FeCl3溶液 驗證SO2的還原性 為了驗證SO2與Fe3 發(fā)生了氧化還原反應(yīng) 他們在通入足量SO2后 取試管d中的溶液 分成三份 并設(shè)計了如下實驗 方案A 往第一份試液中加入KMnO4溶液 紫紅色褪去方案B 往第二份試液中加入KSCN溶液 不變紅 再加入新制的氯水 溶液變紅方案C 往第三份試液中加入用稀鹽酸酸化的BaCl2 產(chǎn)生白色沉淀 上述方案不合理的是 原因是 題組二對物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 解析 答案 1 B 2 AD 3 A因為SO2和Fe2 都可以使KMnO4溶液褪色 所以無法確定一定有Fe2 生成 3 2015 龍巖質(zhì)檢 MnO2是中學(xué)化學(xué)中常見的一種試劑 可作氧化劑和催化劑 某興趣小組通過實驗對MnO2的性質(zhì)進行了一系列的研究 1 欲探究MnO2的催化效果 需要用30 的H2O2溶液 密度近似為1g cm 3 配制濃度為3 的H2O2溶液 密度近似為1g cm 3 100mL 簡述其配制方法 2 該小組設(shè)計了如下4個方案以驗證MnO2的氧化性 可行的是 題組二對物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 A 把MnO2固體加入到FeSO4溶液中 再加入KSCN溶液 觀察溶液是否變血紅B 把MnO2固體加入到FeCl3溶液中 再加入KSCN溶液 觀察溶液是否變血紅C 把MnO2固體加入到Na2SO3溶液中 再加入BaCl2溶液 觀察是否有白色沉淀生成D 把MnO2固體加入到稀鹽酸中 觀察是否有黃綠色氣體生成 題組二對物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 3 該小組為研究在不同酸堿性的溶液中MnO2的氧化能力 他們控制KI溶液的濃度和MnO2固體的質(zhì)量相同 恒定實驗溫度在298K 設(shè)計如下對比實驗 從上述對比實驗中 可以得出的結(jié)論是 寫出在酸性條件下 MnO2氧化I 的離子方程式 題組二對物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 4 利用二氧化錳的氧化性 讓其與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣 下列儀器可作為該反應(yīng)的反應(yīng)容器的是 填序號 題組二對物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 解析 答案 1 需30 的H2O2溶液100mL 3 30 10mL 質(zhì)量為10g 需水90g 即90mL 2 B項MnO2固體不可能將FeCl3氧化 加入KSCN溶液也無實際意義 C項無論Na2SO3是否被氧化 都能生成白色沉淀 D項MnO2不能將稀鹽酸氧化 3 根據(jù)信息 棕褐色應(yīng)該是I2溶液的顏色 因而MnO2將I 氧化為單質(zhì) 本身被還原為Mn2 據(jù)此可寫出相應(yīng)的離子方程式 4 C為容量瓶 不能加熱 B為燒杯 無法將制得的氯氣導(dǎo)入集氣瓶 1 用量筒量取10 0mL30 的H2O2溶液放入燒杯中 再加入90mL水 攪拌均勻 2 A 3 酸性越強 MnO2氧化性越強MnO2 2I 4H Mn2 I2 2H2O 4 AD 4 某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中 發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率 請回答下列問題 1 上述實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有 2 硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是 3 實驗室中現(xiàn)有Na2SO4 MgSO4 Ag2SO4 K2SO4等4種溶液 可與上述實驗中CuSO4溶液起相似作用的是 4 要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率 還可采取的措施有 答兩種 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 5 為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響 該同學(xué)設(shè)計了如下一系列的實驗 將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中 收集產(chǎn)生的氣體 記錄獲得相同體積的氣體所需時間 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 請完成此實驗設(shè)計 其中 V1 V6 V9 反應(yīng)一段時間后 實驗A中的金屬呈 色 實驗E中的金屬呈 色 該同學(xué)最后得出的結(jié)論為當加入少量CuSO4溶液時 生成氫氣的速率會大大提高 但當加入的CuSO4溶液超過一定量時 生成氫氣的速率反而會下降 請分析氫氣生成速率下降的主要原因 解析 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 1 在稀硫酸中加入硫酸銅后發(fā)生了兩個反應(yīng) CuSO4 Zn ZnSO4 Cu Zn H2SO4 ZnSO4 H2 2 CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn可形成Cu Zn原電池 加快了氫氣產(chǎn)生的速率 3 只要是比鋅的金屬性差的金屬都可以與鋅組成原電池 都可以加快生成氫氣的反應(yīng)速率 故在所給的物質(zhì)中只有Ag2SO4符合題意 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 4 要加快生成氫氣的反應(yīng)速率 還可以采取如下措施 升高溫度 適當增大硫酸的濃度 增加鋅粒的比表面積等 5 因為要研究硫酸銅的量對反應(yīng)速率的影響 故應(yīng)保持硫酸的濃度在各組實驗中相同 則硫酸溶液的體積均取30mL 根據(jù)F中增加的水與硫酸銅溶液的體積之和為20mL 可以求得V6 10mL V8 19 5mL V9 17 5mL V10 15mL 當溶液中沒有銅析出時 故顯示的是鋅的顏色 灰黑色 E中析出較多的銅 則顯示了銅晶體的顏色 暗紅色 由于析出的銅的量較多 會覆蓋在鋅的表面 使得鋅與稀硫酸接觸面積大大減小 故反應(yīng)速率反而減慢了 解析 答案 1 CuSO4 Zn ZnSO4 Cu Zn H2SO4 ZnSO4 H2 2 CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn可形成Cu Zn原電池 加快了氫氣產(chǎn)生的速率 3 Ag2SO4 4 升高反應(yīng)溫度 適當增大硫酸的濃度 增加鋅的比表面積等 答兩種即可 5 301017 5 灰黑暗紅 當加入一定量的CuSO4后 生成的單質(zhì)Cu會沉積在Zn的表面 降低了Zn與H2SO4溶液的接觸面積而使反應(yīng)速率下降 1 實驗方案的設(shè)計對細節(jié)要求較高 往往在細節(jié)上失分 如實驗原理 儀器選擇 操作步驟 實驗現(xiàn)象的描述 實驗安全等方面 不全面 不準確是失分的重要方面 2 實驗設(shè)計不完整 也是實驗題失分的重要原因 如制備一些在空氣中易變質(zhì)的物質(zhì)時 在制備裝置后還要連接一防變質(zhì)裝置 3 補畫裝置圖的題目中 裝置圖畫得不準確也會失分 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 題組設(shè)計思維建模 1 2014 高考安徽卷 某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素 將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部 塞上瓶塞 如圖1 從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液 同時測量容器中的壓強變化 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 高考真題明確考向 1 請完成以下實驗設(shè)計表 表中不要留空格 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 高考真題明確考向 2 編號 實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2 t2時 容器中壓強明顯小于起始壓強 其原因是鐵發(fā)生了 腐蝕 請在圖3中用箭頭標出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向 此時 碳粉表面發(fā)生了 填 氧化 或 還原 反應(yīng) 其電極反應(yīng)式是 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 高考真題明確考向 3 該小組對圖2中0 t1時壓強變大的原因提出了如下假設(shè) 請你完成假設(shè)二 假設(shè)一 發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體 假設(shè)二 4 為驗證假設(shè)一 某同學(xué)設(shè)計了檢驗收集的氣體中是否含有H2的方案 請你再設(shè)計一個實驗方案驗證假設(shè)一 寫出實驗步驟和結(jié)論 解析 答案 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 高考真題明確考向 1 對比參照實驗 通過控制變量法控制條件 中碳粉 鐵粉質(zhì)量與 相同 故填2 0 與 對比 鐵粉質(zhì)量相同 醋酸濃度相同 實驗?zāi)康氖翘骄刻挤鄣牧康挠绊?2 由于壓強減小 故發(fā)生吸氧腐蝕 負極反應(yīng)式為Fe 2e Fe2 正極上碳粉發(fā)生還原反應(yīng) 電子流向為Fe C 3 圖2中開始壓強變大 假設(shè)一為析氫腐蝕產(chǎn)生氫氣 壓強變大還可能是反應(yīng)放熱 溫度升高 4 為驗證假設(shè)一 可以先將瓶中氣體排凈 再滴入醋酸溶液 觀察實驗結(jié)果 1 2 0 碳粉含量的影響 2 吸氧如下圖還原O2 2H2O 4e 4OH 或4H O2 4e 2H2O 3 反應(yīng)放熱 溫度升高 4 藥品用量和操作同編號 實驗 多孔橡皮塞增加進 出導(dǎo)管 通入氬氣排凈瓶內(nèi)空氣 滴入醋酸溶液 同時測量瓶內(nèi)壓強變化 也可測溫度變化 檢驗Fe2 等 如果瓶內(nèi)壓強增大 假設(shè)一成立 否則假設(shè)一不成立 本題屬于開放性試題 合理答案均可 2 2014 高考廣東卷 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 恒溫水溶槽 注射器 寫出本實驗H2O2分解反應(yīng)方程式并標明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目 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 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 高考真題明確考向 設(shè)計實驗裝置 完成下圖的裝置示意圖 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 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 高考真題明確考向 2 利用下圖 a 和圖 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 解析 答案 題組三對反應(yīng)規(guī)律的探究實驗設(shè)計 高考真題明確考向 1 相同時間內(nèi)所得O2的體積 或收集到相同體積的O2所需的時間 2 深據(jù)圖 a 可知 H2O2分解放熱 導(dǎo)致B瓶溫度升高 又據(jù)圖 b 可知 2NO2 g N2O4 g 為放熱反應(yīng) 溫度升高使反應(yīng)平衡向左移動 從而使B瓶中NO2濃度升高 顏色變深 考點二化學(xué)實驗方案的評價 知識梳理思維深化 1 實驗評價的主要形式 1 對實驗用品選擇的評價包括儀器的選擇 藥品的選擇 連接方式的選擇等 儀器的選擇包括發(fā)生裝置 幾種基本類型 凈化裝置 除雜質(zhì)的試劑與順序 反應(yīng)裝置 收集裝置 尾氣處理裝置等的選擇 藥品的選擇包括種類 濃度 物質(zhì)狀態(tài)等的選擇 連接方式的選擇 包括儀器的先后順序 導(dǎo)管接口的連接方式等的選擇 2 對不同實驗方案的評價對幾個實驗方案的正確與錯誤 嚴密與不嚴密 準確與不準確作出判斷 要考慮是否合理 有無干擾現(xiàn)象 經(jīng)濟上是否合算和對環(huán)境有無污染等 3 最佳方案的選用幾個實驗方案都能達到目的 應(yīng)分析各方案的優(yōu)劣并選出其中最佳的一個 所謂最佳 無非是裝置最簡單 藥品容易取得且價格低廉 原料利用率高 現(xiàn)象明顯 無干擾物質(zhì)以及無污染等 知識梳理思維深化 考點二化學(xué)實驗方案的評價 2 實驗方案評價的解題思路 1 從可行性方面對實驗方案做出評價科學(xué)性和可行性是設(shè)計實驗方案的兩條重要原則 在對實驗方案進行評價時 要分析實驗方案是否科學(xué)可行 實驗方案是否遵循化學(xué)理論和實驗方法要求 在實際操作時能否做到可控易行 評價時 從以下4個方面分析 實驗原理是否正確 可行 實驗操作是否安全 合理 實驗步驟是否簡單 方便 實驗效果是否明顯等 知識梳理思維深化 考點二化學(xué)實驗方案的評價 2 從 綠色化學(xué) 視角對實驗方案做出評價 綠色化學(xué) 要求設(shè)計安全的 對環(huán)境友好的合成線路 降低化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中對人類健康和環(huán)境的危害 減少廢棄物的產(chǎn)生和排放 據(jù)此 對化學(xué)實驗過程或方案從以下4個方面進行綜合評價 反應(yīng)原料是否易得 安全 無毒 反應(yīng)速率是否較快 原料利用率以及生成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高 實驗過程中是否造成環(huán)境污染 知識梳理思維深化 考點二化學(xué)實驗方案的評價 3 從 安全性 方面對實驗方案做出評價化學(xué)實驗從安全角度?？紤]的主要因素如下 凈化 吸收氣體及熄滅酒精燈時要防液體倒吸 進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸 如H2還原CuO應(yīng)先通H2 氣體點燃先驗純等 防氧化 如H2還原CuO后要 先滅燈再停氫 防吸水 如實驗取用 制取易吸水 潮解 水解的物質(zhì)時宜采取必要措施 以保證達到實驗?zāi)康?知識梳理思維深化 考點二化學(xué)實驗方案的評價 冷凝回流 有些反應(yīng)中 為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料 需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置 如長玻璃管 豎裝的干燥管及冷凝管等 易揮發(fā)液體產(chǎn)物 導(dǎo)出時可為蒸氣 的及時冷卻 儀器拆卸的科學(xué)性與安全性 也從防污染 防氧化 防倒吸 防爆炸 防泄漏等角度考慮 其他 如實驗操作順序 試劑加入順序 實驗方法使用順序等 知識梳理思維深化 考點二化學(xué)實驗方案的評價 1 2015 北京朝陽區(qū)模擬 下列實驗裝置不能達到實驗?zāi)康牡氖?A項通過記錄一定時間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積可計算反應(yīng)速率 B項通過觀察顏色變化判斷溫度對化學(xué)平衡的影響 C項 通過電流計是否產(chǎn)生電流可判斷化學(xué)能是否轉(zhuǎn)化成電能 D項 小試管內(nèi)導(dǎo)管中水柱上升 說明大試管中壓強減小 不能證明有H2析出 題組設(shè)計思維建模 解析 答案 D 解析 答案 題組設(shè)計思維建模 C 鹽酸或NaOH溶液均可溶解銅鋁混合物中的金屬鋁 因此可測定反應(yīng)放出H2的體積 也可測定剩余的金屬銅的質(zhì)量 A說法正確 稱量剩余固體的質(zhì)量比測定氣體的體積更容易實施 B說法正確 溶液B若為稀硝酸 則Cu Al均可溶解 沒有固體剩余 C說法錯誤 若溶液B選用濃硝酸 則Cu可完全溶解 但鋁在濃硝酸中鈍化導(dǎo)致剩余固體質(zhì)量增加 則使測定的銅的質(zhì)量分數(shù)偏小 D說法正確 3 2015 山東壽光月考 某興趣小組同學(xué)共同設(shè)計了如圖所示的實驗裝置 既可用于制取氣體 又可用于驗證物質(zhì)的性質(zhì) 請回答下列問題 題組設(shè)計思維建模 1 利用裝置 制取某些氣體 制取氣體的反應(yīng)所具有的特點是 2 利用裝置 制取氣體 K2關(guān)閉 K1打開 甲同學(xué)認為 利用裝置 可以收集H2 NH3等氣體 但不能收集O2和NO 理由是 乙同學(xué)認為 利用裝置 作簡易改進 不改變儀器裝置 可收集NO O2 改進的方法是 丙同學(xué)認為 利用裝置 作簡易改進 改變儀器裝置 可收集NO2氣體 改進的方法是 3 利用裝置 驗證物質(zhì)的性質(zhì) K2打開 K1關(guān)閉 如設(shè)計實驗證明氧化性 KMnO4 Cl2 Br2 則在A中加濃鹽酸 B中加 C中加 觀察到C中的現(xiàn)象是 1 依據(jù)裝置 的特點 可知所制取的氣體的特點為反應(yīng)不需要加熱 且為固體 液體 氣體或液體 液體 氣體的反應(yīng) 2 由于裝置 中經(jīng)K1的進氣管為短管 收集的氣體應(yīng)是密度比空氣小的 而O2的密度比空氣大 NO與空氣的密度相差不大且NO能與氧氣反應(yīng) 若利用裝置 作簡易改進 不改變儀器裝置 收集NO O2 應(yīng)將裝置 加滿水 利用排水法收集 若利用裝置 作簡易改進 改變儀器裝置 可收集NO2氣體 由于NO2的密度比空氣的大 因此可將裝置 中的進氣管伸入瓶底 出氣管剛剛露出瓶塞 3 由于A中加濃鹽酸 則B中加KMnO4固體 產(chǎn)生Cl2 從而驗證了氧化性 KMnO4 Cl2 然后將產(chǎn)生的Cl2通入裝置 中與Br 反應(yīng) 置換出Br2 依據(jù)Br2溶于水溶液呈橙色來判斷Br2的產(chǎn)生 從而驗證氧化性Cl2 Br2 解析 答案 題組設(shè)計思維建模 1 固 液反應(yīng) 或液 液反應(yīng) 且反應(yīng)不需加熱 2 O2的密度比空氣大 NO與空氣的密度相差不大且NO能與氧氣反應(yīng)將裝置 加滿水將裝置 中的進氣管伸入瓶底 出氣管剛剛露出瓶塞 3 KMnO4固體NaBr 或KBr 溶液溶液呈橙色 1 2014 高考課標 卷 利用如圖所示裝置進行下列實驗 能得出相應(yīng)實驗結(jié)論的是 高考真題明確考向 解析 答案 A項 由于溶液中含有AgNO3 Na2S與AgNO3溶液會生成Ag2S沉淀 不能證明Ksp AgCl Ksp Ag2S A錯誤 濃硫酸使蔗糖變黑 發(fā)生脫水反應(yīng)生成炭黑 溴水褪色說明產(chǎn)生了SO2 濃H2SO4被還原 B正確 SO2不能與BaCl2溶液反應(yīng) C錯誤 由于濃硝酸易揮發(fā)和分解 產(chǎn)生的CO2中含有HNO3 NO2 不能證明CO2與硅酸鈉反應(yīng) D錯誤 B 2 2013 高考福建卷 固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復(fù)雜 某學(xué)習(xí)小組以Mg NO3 2為研究對象 擬通過實驗探究其熱分解的產(chǎn)物 提出如下4種猜想 甲 Mg NO2 2 NO2 O2乙 MgO NO2 O2丙 Mg3N2 O2丁 MgO NO2 N2 1 實驗前 小組成員經(jīng)討論認定猜想丁不成立 理由是 查閱資料得知 2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2O針對甲 乙 丙猜想 設(shè)計如下圖所示的實驗裝置 圖中加熱 夾持儀器等均省略 高考真題明確考向 2 實驗過程 儀器連接后 放入固體試劑之前 關(guān)閉k 微熱硬質(zhì)玻璃管 A 觀察到E中有氣泡連續(xù)放出 表明 稱取Mg NO3 2固體3 7g置于A中 加熱前通入N2以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣 其目的是 關(guān)閉k 用酒精燈加熱時 正確操作是先 然后固定在管中固體部位下加熱 觀察到A中有紅棕色氣體出現(xiàn) C D中未見明顯變化 待樣品完全分解 A裝置冷卻至室溫 稱量 測得剩余固體的質(zhì)量為1 0g 取少量剩余固體于試管中 加入適量水 未見明顯現(xiàn)象 高考真題明確考向 3 實驗結(jié)果分析討論 根據(jù)實驗現(xiàn)象和剩余固體的質(zhì)量經(jīng)分析可初步確認猜想 是正確的 根據(jù)D中無明顯現(xiàn)象 一位同學(xué)認為不能確認分解產(chǎn)物中有O2 因為若有O2 D中將發(fā)生氧化還原反應(yīng) 填寫化學(xué)方程式 溶液顏色會褪去 小組討論認定分解產(chǎn)物中有O2存在 未檢測到的原因是 小組討論后達成的共識是上述實驗設(shè)計仍不完善 需改進裝置進一步研究 解析 答案 高考真題明確考向 1 不符合氧化還原反應(yīng)原理 或其他合理答案 2 裝置氣密性良好 避免對產(chǎn)物O2的檢驗產(chǎn)生干擾 或其他合理答案 移動酒精燈預(yù)熱硬質(zhì)玻璃管 3 乙 2Na2SO3 O2 2Na2SO4O2在通過裝置B時已參與反應(yīng) 或其他合理答案 1 定量實驗及解題策略 1 定量實驗是指用實驗的方法測定物質(zhì)的一些性質(zhì)參數(shù) 當需要弄清某物質(zhì)或某組分的含量時 就需要運用定量的方法進行測定 定量分析中需要利用化學(xué)反應(yīng)中的計量關(guān)系來求待測物質(zhì)的含量 高中知識體系中具有代表性的定量實驗 一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制與溶液稀釋的操作方法和簡單計算 酸堿中和滴定的操作方法與滴定曲線的繪制 定量實驗題及解題策略 中和熱的測定原理 方法 硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定 物質(zhì)的質(zhì)量 液體或氣體體積 溶液pH的測定方法 其他定量實驗的數(shù)據(jù)處理等 定量實驗題及解題策略 2 從高考命題來看 定量實驗主要包含兩種類型 一是含量測定 二是物質(zhì)組成測定 這些測定都是以上五大定量實驗知識的遷移和應(yīng)用 主要包含定量實驗原理 數(shù)據(jù)處理 誤差分析等 實驗設(shè)計中的誤差分析 可從兩方面來考慮 一是外界環(huán)境 H2O CO2 O2等 對該實驗的影響而產(chǎn)生誤差 二是實驗操作中 由于操作不當引起的誤差 如果是分析最終結(jié)果的誤差 應(yīng)通過最后得出的表達式來觀察哪些物理量發(fā)生了變化 從而得出實際誤差情況 定量實驗題及解題策略 2 實驗數(shù)據(jù)的測定方法 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 最后進行相關(guān)計算 2 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的純度 定量實驗題及解題策略 3 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 最后進行相關(guān)計算 4 滴定法利用滴定操作原理 通過酸堿中和滴定 沉淀滴定和氧化還原滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù) 再進行相關(guān)計算 定量實驗題及解題策略 3 實驗數(shù)據(jù)的篩選與處理對實驗數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路為 五看 定量實驗題及解題策略 4 實驗數(shù)據(jù)的分析策略如何用好 選好數(shù)據(jù) 是解決定量實驗類試題的關(guān)鍵所在 解決這類試題的一般方法 1 對數(shù)據(jù)進行比較是解決問題的突破口 注意比較數(shù)據(jù)的交點與重合區(qū) 定量實驗題及解題策略 2 轉(zhuǎn)變物質(zhì)則是實現(xiàn)實驗?zāi)繕说闹匾緩?在一些物質(zhì)提純與制備的問題中 往往會提供一些物質(zhì)沉淀的pH范圍 物質(zhì)的沸點 密度 溶解性等呈現(xiàn)物質(zhì)物理性質(zhì)的數(shù)據(jù) 在多數(shù)情況下 一些物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)是有重疊的 而不利于問題的解決 一般可通過轉(zhuǎn)變物質(zhì)來解決 如CH3COOH與CH3CH2OH的沸點很接近 要分離二者的混合物 可以通過將CH3COOH轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3COONa的方法 增大其與CH3CH2OH沸點上的差異 然后通過蒸餾的方法進行分離 定量實驗題及解題策略 3 在實際生產(chǎn) 生活中 除了涉及是否能夠通過相應(yīng)反應(yīng)來實現(xiàn)實驗?zāi)繕送?還涉及經(jīng)濟效益的問題 在原理 環(huán)保等沒有大的差異時 選擇廉價原料完成相應(yīng)的實驗就成為首選 定量實驗題及解題策略 典例 某研究性學(xué)習(xí)小組利用下圖所示裝置研究乙醇與氧化鐵的反應(yīng) 請回答下列問題 1 裝置丙為安全瓶 可以防止液體倒吸入裝置乙中 丙裝置可以選用 定量實驗題及解題策略 2 實驗中可觀察到石英管A中無水硫酸銅變?yōu)樗{色 反應(yīng)停止后 取出試管C 在酒精燈上加熱至沸騰 觀察到有紅色沉淀生成 石英管A中乙醇與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 為了測定反應(yīng)后石英管A左部固體中鐵元素的含量 進行如下實驗 定量實驗題及解題策略 3 步驟 中配制250mL溶液需要用到的玻璃儀器有燒杯 玻璃棒 膠頭滴管 4 步驟 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 步驟 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 5 由上述數(shù)據(jù)計算 可得石英管A左部固體中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為 定量實驗題及解題策略 解析 答案