全國高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第10章 化學(xué)實驗熱點 第34講 實驗方案的設(shè)計與評價課件 新人教版

《全國高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第10章 化學(xué)實驗熱點 第34講 實驗方案的設(shè)計與評價課件 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《全國高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第10章 化學(xué)實驗熱點 第34講 實驗方案的設(shè)計與評價課件 新人教版（118頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、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、定性檢測一、定性檢測例例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

2、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，溶液呈藍色并有紅褐色沉淀生成。當(dāng)消耗2 mol I時，共轉(zhuǎn)移3 mol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

3、化還原反應(yīng)，濃硫酸被還原為SO2，C被氧化為CO2，F(xiàn)e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，F(xiàn)e3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(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

4、的Cl2后，F(xiàn)e2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2 mol I時，共轉(zhuǎn)移3 mol電子”，轉(zhuǎn)移的3 mol電子中有2 mol來自I，另外1 mol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。答案答案答案(1)Al(2)C2H2SO4(濃) CO22SO22H2ONO、CO2(3)Fe3、H(4)2Fe23H2O24I=2Fe(

5、OH)32I2(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。歸納總結(jié)二、固體物質(zhì)組成的定量測定數(shù)據(jù)測定的常用方法二、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

6、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。例例2(2014北京理綜，27)碳、硫的含量影響鋼鐵

7、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。解析解析鋼樣中的碳、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、CO2Fe3O4SO2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：_。用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液，若消耗1 mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分數(shù)：_。解析答案(3)將氣體a通入測碳裝置中(如

8、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_。計算鋼樣中碳的質(zhì)量分數(shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是_。 解析答案解析解析 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。計算鋼樣中碳的質(zhì)量分數(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。答案答案 排除SO2對CO2測定的干擾吸收CO2前、后吸收瓶的質(zhì)量例例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_。解析解析因為堿式碳酸

9、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)dxH2O中a、b、c、d的代數(shù)關(guān)系式為_。 2a3bc2d解析答案(3)為確定堿式碳酸鋁鎂的組成，進行如下實驗：準確稱取3.390 g樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，生成CO2 0.560 L(已換算成標準狀況下)。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)。解析答案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)

10、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)解題探究解析答案(2)為快速得到乙醇氣體，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

11、水(或?qū)訜?c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價鐵解析答案解析解析分析黑色固體(M)可能的成分，鐵的氧化物Fe3O4、FeO和鐵粉均為

12、黑色，F(xiàn)e3O4中既有3價鐵又有2價鐵，且具有磁性，F(xiàn)e3能溶解單質(zhì)鐵。 答案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，高錳酸鉀溶液褪色，則有Fe2a (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m g M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n g，則 為 (用含m、n的代數(shù)式表示)。 解析答案 解析解析檢查氣密性屬于實驗的準備階段，應(yīng)

13、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b2.下圖是1.00 g MgC2O4nH2O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)MgC2O4nH2O中n_。2答案答案(2)通過計算確定C點固體物質(zhì)的化學(xué)式：_。(要求寫

14、出推斷過程)148 18(2x) 1.00 g(1.000.88)g故B點固體的化學(xué)式為MgC2O4H2O。112 18x 0.76 g (0.880.76)g故B點固體的化學(xué)式為MgC2O4H2O。(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。 可推測出X即為MgO，而完整的化學(xué)方程式為答案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)量分數(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)

15、，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)：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2解析答案實驗步驟(1)稱取10.8 g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體積為V、物質(zhì)的量濃度為4.0 molL1的NaOH溶液中，充分反應(yīng)。則NaOH溶液的體積V_mL。 解析解析 假設(shè)合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)最少為3%，則10.8 g鋁鎂合金粉末樣品中含有鋁10.476 g，其物質(zhì)的量是0.388 mol，根據(jù)反應(yīng)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2知，需要n(NaOH

16、)n(Al)0.388 mol，V(NaOH)0.388 mol4.0 molL10.097 L。97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)量分數(shù)將_(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。 解析解析 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)量分數(shù)將偏高。偏高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)。解析解析 很明顯，該同學(xué)采用排水法來測量

17、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(xiàn)接口的導(dǎo)管太短)。EDG解析答案(2)仔細分析實驗裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認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_；實驗前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為_mL；若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需測定的數(shù)據(jù)是_。解析解析 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

18、入稀硫酸引起的氫氣體積誤差；量氣管的 0刻度在上，故產(chǎn)生氫氣的體積為(V1V2) mL；若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需知道實驗時的溫度和壓強。 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(V1V2)實驗時的溫度和壓強解析答案返回?zé)狳c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思維流程1 11.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)

19、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)2CaCO3Ca(ClO)2CaCO3解題探究2 2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、1 molL1鹽酸、品紅溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必檢驗Ca2和Cl)實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論取少量上述漂白粉于試管中，_ 答案答案答案加入適量1 molL1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

20、試管中滴入12滴品紅溶液，振蕩(或另外取樣操作)若品紅溶液褪色，則假設(shè)3成立；若品紅溶液不褪色，則假設(shè)2成立(1)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：K_。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_。Na2CO3解析答案(3)查閱文獻：上述反應(yīng)還可能生成堿式碳酸鉛2PbCO3Pb(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：_。解析解析 根據(jù)題中信息，提出

21、另外兩種假設(shè)。假設(shè)二：全部為堿式碳酸鉛2PbCO3Pb(OH)2；假設(shè)三：為PbCO3和2PbCO3Pb(OH)2的混合物。全部為2PbCO3Pb(OH)2為PbCO3和2PbCO3Pb(OH)2的混合物解析答案(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。實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)預(yù)期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論取一定量樣品充分干燥_, 定量研究：取26.7 mg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：_。解析答案解析解析 因為PbCO3受熱分解不產(chǎn)生水，而2PbCO3Pb(

22、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。答案答案實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)預(yù)期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論充分加熱樣品，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，則假設(shè)一成立；若無水硫酸銅變藍，則假設(shè)一不成立同意，若全部為PbCO3時，26.7 mg完全分解后最終固體質(zhì)量應(yīng)為22.3 mg(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)3.(2015安徽理綜，28)某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.1 molL1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀。為探究

23、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)：實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論實驗1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體_假設(shè)一成立實驗2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 molL1 Ba(NO3)2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體_(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)象無明顯現(xiàn)象有白色沉淀解析答案(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)_

24、。SO2溶于水后生成H2SO3解析答案(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。實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)： 解析答案解析解析 通過對比假設(shè)一的驗證過程，可設(shè)計如下實驗步驟：實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)：實驗1：作為參照實驗實驗3：將純凈的SO2氣體緩慢通入未經(jīng)脫O2處理的25 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假設(shè)二成立，否則不成立答案答案實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)：實驗1：作為參照實驗實驗3：將純凈的SO2氣體緩慢通入未經(jīng)脫O2處理的25 mL 0.1 molL1 BaCl

25、2溶液中，若有白色沉淀，表明假設(shè)二成立，否則不成立(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)解析答案返回?zé)狳c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

26、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。思維流程1 11.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)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，

27、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?？梢酝ㄟ^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0.50 molL1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL1 K2S2O8、0.10 molL1 Na2S

28、2O3等試劑，探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。解題探究2 2解析答案解析解析解答本題時，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顯藍色，溶液由無色變?yōu)樗{色時，溶液中有I2，說明Na2S2O3消耗盡。為確保能觀察到藍色，溶液中Na2S2O3要耗盡。由題給離子反應(yīng)可得關(guān)系式：答案答案Na2S2O32(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：實驗序號體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0表中Vx_，理由是_。解析答案解析

29、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20.0 mL)，從而可知Vx2.0。答案答案2.0保證反應(yīng)物K2S2O8的濃度改變，而其他物質(zhì)的濃度不變解析答案答案答案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_

30、。解析答案解析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.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1.0 molL1 Na2SO3溶液的實際濃度。(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3.2 g，

31、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_。解析答案解析解析.制備二氧化硫氣體選用硫酸。C裝置增重3.2 g，產(chǎn)生的n(SO2)0.05 mol，所以n(Na2SO3)0.05 mol，c(Na2SO3)0.05 mol0.06 L0.83 molL1。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。答案答案(1)b(2)0.83 molL1(3)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) 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

32、H2O2分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器：30%H2O2、0.1 molL1Fe2(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)。設(shè)計實驗裝置，完成如圖所示的裝置示意圖。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)。物理量實驗序號V0.1 molL1Fe2(SO4)3/mL 1a 2a 解析答案解析解析分析化合價并應(yīng)用化合價變化規(guī)律

33、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：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。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。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，

34、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。 答案答案(1) (答案合理即可)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) V(H2O2)/mLV(H2O)/mLV(O2)/mLt/s1bced2cbef或 V(H2O2)/mLV(H2O)/mLt/sV(O2)/mL1bced2cbef(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?？捎^察到B瓶中氣體顏色比A瓶

35、中的_(填“深”或“淺”)，其原因是_。解析答案解析解析 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

36、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：實驗操作實驗現(xiàn)象.用砂紙打磨后的鎂帶與沸水反應(yīng)，再向反應(yīng)后溶液中滴加酚酞A.浮于水面，熔成一個小球，在水面上不定向移動，隨之消失，溶液變紅色B.產(chǎn)生氣體，可在空氣中燃燒，溶液變成淺紅色C.反應(yīng)不十分強烈，產(chǎn)生的氣體可以在空氣中燃燒.向新制的H2S飽和溶液中滴加新制的氯水.鈉與滴有酚酞溶液的冷水反應(yīng)請你幫助該同學(xué)整理并完成實驗報告。(1)實驗?zāi)康模?_。(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、2 molL1的鹽酸、新制的氯水、新制的飽和H2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶

37、液等。實驗操作實驗現(xiàn)象.鎂帶與2 molL1的鹽酸反應(yīng)D.劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生可燃性氣體E.生成白色膠狀沉淀，進而沉淀消失F.生成淡黃色沉淀.鋁條與2 molL1的鹽酸反應(yīng).向AlCl3溶液滴加NaOH溶液至過量(3)請你寫出上述的實驗操作與對應(yīng)的現(xiàn)象：_、_、_、_、_、_。(用AF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： _。解析答案返回解析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

38、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Cl2H2S=2HClS。答案答案(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)BFADCECl2H2S=2HClSAl33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO 2H2O(4)金屬性：NaMgAl，非金屬性：ClS返回練出高分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：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214；上圖中，將1.98 g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

39、，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1.20 g；再將濾液在一定條件下蒸干，只得到3.48 g純凈的不含結(jié)晶水的正鹽W。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，1.98 g無機鹽M中所含鉀元素的質(zhì)量為_g。(3)無機鹽M與1.12 g還原鐵粉恰好完全反應(yīng)生成溶液N的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。Fe2K2SO40.78 2FeK2FeO44H2SO4= 3FeSO4K2SO44H2O答案2.(1)已知Na2S2O

40、3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O。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10 mL)：實驗編號 實驗溫度/c(Na2S2O3)/molL1c(H2SO4)/molL1250.10.1250.20.1250.10.2500.20.1500.10.1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。解析答案解析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

41、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。答案答案或或或改變不同反應(yīng)物的濃度(2)已知Na2S2O3溶液與Cl2反應(yīng)時，1 mol Na2S2O3轉(zhuǎn)移 8 mol 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)。()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)認為應(yīng)將上述流程中所加試劑順序顛倒，你認為甲、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()還原()乙可以排除BaS2O3的干擾3.

42、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)：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。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200 mL混合液其中c(CN)為0.200 molL1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

43、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。2CNO6ClO8H= N22CO23Cl24H2O濃硫酸吸收混合氣中的Cl2解析答案(3)假定上述實驗中的氣體都被充分吸收。若干燥管增重1.408 g。則CN被處理的百分率為_。80.0%解析答案(4)你認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：_。解析解析 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。 部分Cl2在裝

44、置丁中沒有被吸收而在干燥管中被吸收(或部分CO2殘留在裝置內(nèi)沒有在干燥管中被完全吸收或部分Cl2在干燥管中被吸收，部分CO2沒有在干燥管中被吸收) “偏高”（或“偏低”或“無法確定”）解析答案.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。(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10 mL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，溶液紫紅色褪去。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

45、溶液，產(chǎn)生白色沉淀。上述實驗方案中不合理的是_。解析解析 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)而使溶液褪色。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)量分數(shù)，甲同學(xué)用圖中裝置及試劑進行實驗(夾持儀器略)。(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a g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b g；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c g。(3)甲同學(xué)根據(jù)以上實驗求得的樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)是_

46、(用含a，b，c的式子表示)。(4)乙同學(xué)認為甲同學(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)量分數(shù)偏高，而丙同學(xué)則認為甲同學(xué)的實驗裝置會使測得的結(jié)果偏低，丙同學(xué)認為結(jié)果偏低的原因可能是_。(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)： 選用的儀器 添加的藥品(必要的操作) 解析答案解析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

47、前后質(zhì)量差便可計算出Na2CO3的質(zhì)量分數(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)量分數(shù)偏低，若水蒸氣及揮發(fā)的HCl進入堿石灰中，則使其偏高。(5)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確性，需要在干燥管末端接上一干燥裝置。答案答案(1)分液漏斗錐形瓶(2)按圖組裝儀器，并檢查裝置的氣密性(4)裝置中殘留有CO2，未被堿石灰吸收(5)選用的儀器CDCAB添加的

48、藥品(必要的操作)NaOH溶液，從e口鼓入空氣稀硫酸樣品溶液濃硫酸 堿石灰 堿石灰(答案合理即可)(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。堿式滴定管解析答案(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。有無色無味的氣體產(chǎn)生解析答案推測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_。既生成了CaCO3沉淀，又生成了Cu(OH)2沉淀，都消耗了H2O=Cu(OH)2CO2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。實驗方法、步驟實驗現(xiàn)象和結(jié)論取適量洗滌、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，澄清石灰水不變渾濁，則推測1成立，否則不成立答案返回