高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教案 第10章 第1講《評價(jià)與探究型實(shí)驗(yàn)題》

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第1講　評價(jià)與探究型實(shí)驗(yàn)題 熱點(diǎn)一　有關(guān)物質(zhì)組成的評價(jià)與探究性實(shí)驗(yàn)題 【例1】　已知某白色粉末中含有CuSO4、K2SO4、NH4HCO3、NH4Cl、NaCl五種物質(zhì)中的兩種，且物質(zhì)的量之比為1∶1。請完成下述探究混合物組成的實(shí)驗(yàn)。 限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、藥匙、酒精燈、火柴、試管夾、鑷子；紅色石蕊試紙、淀粉碘化鉀試紙；1 molL－1硫酸、1 molL－1硝酸、1 molL－1鹽酸、1molL－1 NaOH溶液、Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液、蒸餾水。 a．初步探究 取適量白色粉末于燒杯中，加入蒸餾水?dāng)嚢?，混合物完全溶解，得到無色透明溶液A。用膠頭滴管取少量溶液A于試管中，再滴加稀硝酸，溶液中有無色氣泡產(chǎn)生；繼續(xù)滴加過量稀硝酸至溶液中不再產(chǎn)生氣泡，得到無色透明溶液B。 (1)用________(填實(shí)驗(yàn)儀器名稱)取白色粉末于燒杯中。 (2)上述實(shí)驗(yàn)可以得到的初步結(jié)論是____________________________________________。 (3)CuSO4、NH4Cl的溶液呈酸性，有人認(rèn)為二者屬于酸，你的觀點(diǎn)是_________________。 b．進(jìn)一步探究 (4)請?jiān)O(shè)計(jì)最簡單的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)一步確定該固體混合物的組成。敘述實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 (5)寫出所有探究過程中可能發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式： ________________________________________________________________________。 在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價(jià)試題中，有關(guān)檢測物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是最為常見的一類考題。需要注意的是，在離子檢測、氣化后的成分檢測的過程中，要嚴(yán)格掌握離子檢測、氣體成分檢測的先后順序，防止各成分檢驗(yàn)過程中的相互干擾。 解題思路： ①取少量固體試樣 溶于水 檢測固體中的陰、陽離子 得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 ②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(shí)驗(yàn)結(jié)論。 ③取少量固體試樣 溶于水配成溶液加 酸(或堿、鹽)溶液使其氣化(或沉淀)檢測氣體的成分(或沉淀性質(zhì)) 得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 注意事項(xiàng)： ①有水蒸氣生成的，先檢驗(yàn)水蒸氣，再檢驗(yàn)其他成分，如教材中C和濃H2SO4的反應(yīng)，產(chǎn)物有SO2、CO2和H2O(g)，通過實(shí)驗(yàn)可檢驗(yàn)三種氣體物質(zhì)的存在，但要注意檢驗(yàn)SO2、CO2都要通過水溶液，對檢驗(yàn)H2O(g)有干擾。 ②對于需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化才能檢測的成分，如CO的檢測，要注意先檢測CO中是否含有CO2，如果有CO2，先除去CO2，接著對CO實(shí)施轉(zhuǎn)化，最后再檢測轉(zhuǎn)化產(chǎn)物CO2，如HOOC－COOHCO2↑＋CO↑＋H2O(g)中CO的檢測。 ③若試題只給出部分藥品和裝置，則應(yīng)需要給出必要的補(bǔ)充；若有剩余，則應(yīng)進(jìn)行篩選。 ④如采用最合理的實(shí)驗(yàn)步驟，這些要求對考慮反應(yīng)原理、選擇藥品和裝置、確定操作步驟都做了限定，必須高度重視。 ⑤要十分重視藥品的名稱，有些題目要求指出藥品的名稱，這類問題很難回答準(zhǔn)確，如有些藥品的準(zhǔn)確描述為：無水硫酸銅、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸、飽和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外還應(yīng)注意某些儀器的規(guī)格。 1．某研究性學(xué)習(xí)小組在網(wǎng)上收集到如下信息：鉀、鈣、鈉、鎂等活潑金屬都能在CO2氣體中燃燒。他們對鈉在CO2氣體中燃燒后的產(chǎn)物中的白色物質(zhì)進(jìn)行了如下探究： 【實(shí)驗(yàn)】　將燃燒的鈉迅速伸入到盛有裝滿CO2的集氣瓶中，鈉在其中繼續(xù)燃燒，反應(yīng)后冷卻，瓶底附著黑色顆粒，瓶壁上粘附著白色物質(zhì)。 【提出假設(shè)】　假設(shè)1：白色物質(zhì)是Na2O。 假設(shè)2：白色物質(zhì)是Na2CO3。 假設(shè)3：___________________________________________________________________(請你寫出)。 【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、驗(yàn)證假設(shè)】　該小組對燃燒后的白色產(chǎn)物進(jìn)行如下探究： 實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 方案1 取少量白色物質(zhì)于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入無色酚酞試液 溶液變成紅色 白色物質(zhì)為Na2O 方案2 ①取少量白色物質(zhì)于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入過量的CaCl2溶液 出現(xiàn)白色沉淀 (此處不要求填寫) ②靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無色酚酞試液 無明顯現(xiàn)象 【思考與交流】 (1)甲同學(xué)認(rèn)為方案1得到的結(jié)論不正確，其理由是________________________________。 (2)通過方案1和方案2的實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為上述三個(gè)假設(shè)中，________成立。你的理由是 ________________________________________________________________________。 (3)鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為________________________________________。 (4)乙同學(xué)認(rèn)為白色物質(zhì)有可能是氫氧化鈉。你是否同意乙同學(xué)的觀點(diǎn)，并簡述理由：________________________________________________________________________。 2．濃硫酸有強(qiáng)氧化性，鐵在冷的濃硫酸中能發(fā)生鈍化。某興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)將一定量的鐵與濃硫酸加熱時(shí)，觀察到鐵完全溶解，并產(chǎn)生大量氣體。請你協(xié)助他們探究所得氣體的成分。 Ⅰ　【提出猜想】 猜想1：所得氣體中可能是SO2。 猜想2：所得氣體中可能是__________。 猜想3：所得氣體中可能是____________的混合氣體。 Ⅱ　【實(shí)驗(yàn)探究】 (1)將所得氣體通入如下裝置 證明猜想3正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________________________________________。 (2)點(diǎn)燃余下的氣體前，必須要進(jìn)行的操作是_____________________________________。 (3)寫出濃硫酸表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性的化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________。 (4)如果把一定量的鐵與濃硫酸加熱時(shí)產(chǎn)生的氣體通過裝有過量Na2O2粉末的玻璃管，則玻璃管中反應(yīng)的生成物可能含有(填化學(xué)式)__________________________________。 熱點(diǎn)二　有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的評價(jià)與探究型實(shí)驗(yàn)題 【例2】　某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了金屬的知識后，探究Cu的常見化合物的性質(zhì)。過程如下： 【提出問題】 ①在周期表中，Cu、Al位置接近。Cu不如Al活潑，Al(OH)3具有兩性，Cu(OH)2也具有兩性嗎？ ②通常情況，＋2價(jià)Fe的穩(wěn)定性小于＋3價(jià)Fe，＋1價(jià)Cu的穩(wěn)定性也小于＋2價(jià)Cu嗎？ ③CuO有氧化性，能被H2、CO等還原，也能被NH3還原嗎？ 【實(shí)驗(yàn)方案】 (1)解決問題①需用到的藥品有CuSO4溶液、________、________(填試劑名稱)，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。 (2)解決問題②的實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下：取98 g Cu(OH)2固體，加熱至80～100 ℃時(shí)，得到黑色固體粉末，繼續(xù)加熱到1 000 ℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末A。冷卻后稱量，A的質(zhì)量為72 g，則A的化學(xué)式為____________。向A中加入適量的稀硫酸，得到藍(lán)色溶液，同時(shí)觀察到容器中還有紅色固體存在。 (3)為解決問題③，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置為(夾持及尾氣處理裝置未畫出)： 實(shí)驗(yàn)中觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)。查資料可知，同時(shí)生成一種無污染的氣體。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 (1)Cu(OH)2具有兩性。證明Cu(OH)2具有兩性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________________。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案(2)，得出的+1價(jià)Cu與+2價(jià)Cu穩(wěn)定性大小的結(jié)論是：在高溫時(shí)　　　　　　　　　，在酸性溶液中　　　　　　　　　　　。 (3)CuO能夠被NH3還原。 【問題討論】 有同學(xué)認(rèn)為NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)是Cu，也有同學(xué)認(rèn)為NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)是Cu和A的混合物。請你設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)中是否含有A? 　物質(zhì)性質(zhì)的探究與評價(jià)類試題主要是先在題干中給出某物質(zhì)的部分性質(zhì)，然后讓考生判斷是什么物質(zhì)，具有哪些性質(zhì)，并且通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)定性和定量探究與評價(jià)。解題時(shí)，首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模缓蠼Y(jié)合所給實(shí)驗(yàn)裝置或?qū)嶒?yàn)步驟分析反應(yīng)原理，分析出可能具有哪些性質(zhì)、能用哪些方法來驗(yàn)證、方案是否完整合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟(jì)上是否合算和是否存在環(huán)境污染等問題，最后整理出解題思路。該試題主要分為兩類。 1．性質(zhì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證型 　 設(shè)計(jì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案可分為多種情況：一是已知物質(zhì)的性質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物質(zhì)的某些性質(zhì)；二是已知某類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(或含有的官能團(tuán))，設(shè)計(jì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；三是根據(jù)性質(zhì)設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)；四是根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)驗(yàn)證化學(xué)原理(理論)或根據(jù)化學(xué)原理來驗(yàn)證物質(zhì)的某些性質(zhì)。因此設(shè)計(jì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的程序可分為如下兩種情況： (1)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計(jì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案 (2)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(官能團(tuán))設(shè)計(jì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn) 2．性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究型 設(shè)計(jì)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)方案時(shí)應(yīng)注意： (1)實(shí)驗(yàn)方案要可行。 要盡量避免使用高壓和特殊催化劑等實(shí)驗(yàn)室難以達(dá)到的條件，實(shí)驗(yàn)方案要簡單易行。 (2)實(shí)驗(yàn)順序要科學(xué)。 要對各個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和安排，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確和高效。同時(shí)要減少副反應(yīng)的發(fā)生和避免實(shí)驗(yàn)步驟間的干擾。 (3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要直觀。 如“證明醋酸是弱電解質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)，可配制一定濃度的CH3COONa溶液，用pH試紙測溶液的pH，通過測定的結(jié)果pH＞7從而得出結(jié)論，既操作簡便又現(xiàn)象明顯。 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論要可靠。 要反復(fù)推敲實(shí)驗(yàn)步驟和多方論證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，做到實(shí)驗(yàn)結(jié)論準(zhǔn)確可靠。 3. 某同學(xué)為了探究碳酸的酸性強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。 (1)A為碳酸鈣，B為濃醋酸，C為硅酸鈉溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：C中產(chǎn) 生白色膠狀沉淀。由此可得出結(jié)論：醋酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)。 你認(rèn)為這個(gè)結(jié)論合理嗎？　　　　(填“合理”或“不合理”)，原 因是______________________________________________________________________， 改進(jìn)的方法是_______________________________________________________________ (若認(rèn)為合理，此空可不填)。 (2)少量CO2與硅酸鈉溶液反應(yīng)，對其除硅酸沉淀外的反應(yīng)產(chǎn)物，不同的同學(xué)持有不同的觀點(diǎn)：甲同學(xué)認(rèn)為是碳酸鈉、乙同學(xué)認(rèn)為是碳酸氫鈉。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： ________________________________________________________________________。 (3)若A為NaHCO3，B為稀硫酸，C為漂白粉溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為C中產(chǎn)生白色沉淀，文獻(xiàn)資料的觀點(diǎn)是，該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明碳酸比次氯酸的酸性強(qiáng)。小明則認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)不能證明碳酸一定比次氯酸的酸性強(qiáng)。他的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。本實(shí)驗(yàn)告訴我們：在保存漂白粉時(shí)要注意的事項(xiàng)是　　　　　　　　　　　。 (4)在常溫下高錳酸鉀能將濃鹽酸氧化成Cl2。若將A改為KMnO4，B改為濃鹽酸，C改為淀粉KI溶液，　　　　(填“能”或“不能”)用此裝置來驗(yàn)證氯元素、碘元素的非金屬性強(qiáng)弱，若不能，需如何改進(jìn)　　　　(若能，此問不用回答)。 4．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)俗稱海波，它可看成是用一個(gè)硫原子取代了Na2SO4中的一個(gè)氧原子而形成的。某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組運(yùn)用類比的思想，通過實(shí)驗(yàn)探究Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì)。 【提出問題】　Na2S2O3與Na2SO4結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)是否也相似呢？ 【實(shí)驗(yàn)探究】　取適量Na2S2O3晶體，溶于水中制成Na2S2O3溶液，進(jìn)行如下探究。 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 現(xiàn)象解釋(用離子方程式表示) 探究① A.____________ a.溶液pH＝8 i.____________ B.向pH＝2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液 b.______ ii.S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O 探究② C.向新制氯水(pH＜2)中滴加少量Na2S2O3溶液 c.氯水顏色變淺 iii.__________ 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 探究①：_____________________________________________________________________。 探究②：_____________________________________________________________________。 【問題討論】 (1)甲同學(xué)向探究②反應(yīng)后的溶液中滴加硝酸銀溶液，觀察到有白色沉淀生成，并據(jù)此認(rèn)為氯水可將Na2S2O3氧化，你認(rèn)為該方案是否正確并說明理由：____________________。 (2)請你重新設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明Na2S2O3被氯水氧化。你的方案是________________________________________________________________________。 熱點(diǎn)三　有關(guān)物質(zhì)制備的評價(jià)與探究型實(shí)驗(yàn)題 【例3】　請回答下列實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的有關(guān)問題。 (1)下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡易裝置。 裝置B、C、D的作用分別是： B________________________________________________________________________； C________________________________________________________________________； D________________________________________________________________________。 (2)在實(shí)驗(yàn)室欲制取適量NO氣體。 ①下圖中最適合完成該實(shí)驗(yàn)的簡易裝置是　　　　　(填序號)； ②根據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填)： 應(yīng)加入的物質(zhì) 所起的作用 A B C D ③簡單描述應(yīng)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_____________________________________________。 (1)有關(guān)物質(zhì)的制備，特別是有關(guān)氣體的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是高考中考查的重要內(nèi)容。學(xué)生應(yīng)掌握的氣體制備實(shí)驗(yàn)有：三種單質(zhì)(H2、O2、Cl2)的制備；三種氫化物(HCl、H2S、NH3)的制備；五種氧化物(CO2、SO2、NO2、NO、CO)的制備；兩種有機(jī)物(C2H4、C2H2)的制備。復(fù)習(xí)時(shí)，除了掌握好教材中經(jīng)典的制備方法外，還應(yīng)對藥品選擇、反應(yīng)原理進(jìn)行拓展和創(chuàng)新。 (2)常見氣體的制取流程 (3)實(shí)驗(yàn)裝置總思路 (4)信息類物質(zhì)制備思考方法：①瀏覽全題，確定目的，②注意表格信息及后續(xù)設(shè)問中的提示性信息，并在分析和解題中隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)系和調(diào)用。③分析并思考從原料到產(chǎn)品依次進(jìn)行的反應(yīng)，利用的反應(yīng)原理，目標(biāo)產(chǎn)物與副產(chǎn)物的關(guān)系等。 5．氣體是物質(zhì)聚集狀態(tài)的重要形式之一，在實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)上經(jīng)常需制備氣體。以下是某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的一些裝置。 (1)上面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中不能得到氨氣的是__________。 (2)利用B裝置和下列提供的試劑，能制備的下列氣體有__________(填氣體的化學(xué)式)。 氣體 所用試劑 SO2 NaHSO3(固)＋H2SO4(濃) Cl2 MnO2(固)＋HCl(濃) H2S Na2S(固)＋H2SO4(濃) O2 Na2O2(固)＋H2O (3)實(shí)驗(yàn)室制備、收集干燥的NO2，所需儀器如圖所示，按氣流方向連接各儀器接口，順序?yàn)閍→____→____→____→____→f。裝置D的作用是____________，裝置E中盛放的溶液是________。制備時(shí)，燒瓶中裝少量銅片，從分液漏斗向燒瓶中滴加濃硝酸，燒瓶中的現(xiàn)象是________________________________________________________________。 6．高純MnCO3是制備高性能磁性材料的主要原料。實(shí)驗(yàn)室以MnO2為原料制備少量高純MnCO3的操作步驟如下： (1)制備MnSO4溶液：在燒瓶中(裝置見上圖)加入一定量MnO2和水，攪拌，通入SO2和N2混合氣體，反應(yīng)3h。停止通入SO2，繼續(xù)反應(yīng)片刻，過濾(已知MnO2+H2SO3===MnSO4+H2O)。 ①石灰乳參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________。 ②反應(yīng)過程中，為使SO2盡可能轉(zhuǎn)化完全，在通入SO2和N2比例一定、不改變固液投料的條件下，可采取的合理措施有　　　　　　　　　　、_________________________。 ③若實(shí)驗(yàn)中將N2換成空氣，測得反應(yīng)液中Mn2+、SO的濃度隨反應(yīng)時(shí)間t變化如下圖。導(dǎo)致溶液中Mn2+、SO的濃度變化產(chǎn)生明顯差異的原因是________________________。 (2)制備高純MnCO3固體：已知MnCO3難溶于水、乙醇，潮濕時(shí)易被空氣氧化，100 ℃開始分解；Mn(OH)2開始沉淀的pH＝7.7。請補(bǔ)充由(1)制得的MnSO4溶液制備高純MnCO3的操作步驟[實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]。 ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________； ⑤低于100 ℃干燥。 熱點(diǎn)四　有關(guān)化學(xué)原理的評價(jià)與探究型實(shí)驗(yàn)題 【例4】　溴水和氯化鐵溶液均是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的常用試劑，濃度較小時(shí)，兩種溶液均呈黃色。在探究鐵的化合物的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)操作：向足量20 mL的FeSO4溶液中，滴入幾滴濃溴水，振蕩。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液由淺綠色變成黃色。 (1)對該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋 ①如果發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，則使溶液呈黃色的物質(zhì)是________(填化學(xué)式，下同)； ②如果未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則使溶液呈黃色的物質(zhì)是________。 (2)通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，可證明溴水和FeSO4溶液是否發(fā)生反應(yīng)。下列是設(shè)計(jì)的一些實(shí)驗(yàn)方案和預(yù)測： 操作 預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論 方案1 取少量黃色溶液，加入NaOH溶液 如果生成紅褐色沉淀，則說明已發(fā)生了反應(yīng) 方案2 取少量黃色溶液，加入淀粉碘化鉀溶液 如果溶液變藍(lán)色，則說明未發(fā)生反應(yīng) 方案3 取少量黃色溶液，加入四氯化碳，振蕩 如果下層溶液呈橙紅色，則說明___ ①方案1是否合理？________(填“是”或“否”)。 方案2中，由于存在反應(yīng)_______________________________________________________ (用離子方程式表示)，所以預(yù)測結(jié)論不正確。 ②請另外設(shè)計(jì)一個(gè)合理方案，證明已經(jīng)反應(yīng)。將有關(guān)內(nèi)容填入下表。 實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論 解釋現(xiàn)象的離子方程式 有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理的探究與評價(jià)類試題的思維方法。 (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維方法 ①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，選擇合理儀器及試劑，采取恰當(dāng)操作步驟。 ②實(shí)驗(yàn)原理的探究與評價(jià)常有干擾因素，要設(shè)計(jì)合理方案，排除干擾因素，保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? ③審題仔細(xì)，識別信息，合理遷移。 ④方案設(shè)計(jì)要前后聯(lián)系，防止片面，造成失誤。 (2)實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)的思維方法 ①從實(shí)驗(yàn)原理上評價(jià)，實(shí)驗(yàn)方案要符合原理，保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? ②從操作步驟，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上評價(jià)，實(shí)驗(yàn)方案要步驟簡單，現(xiàn)象明顯。 ③從環(huán)境保護(hù)上評價(jià)，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要充分體現(xiàn)出環(huán)保意識。 ④從節(jié)能、安全可靠上評價(jià)，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要節(jié)約能源，節(jié)省原料且安全可靠。 7．實(shí)驗(yàn)室用銅制取硫酸銅，將適量硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中加熱，使之反應(yīng)完全，通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體。 (1)為了節(jié)約原料，硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比最佳為___________________________， 為了吸收該反應(yīng)中產(chǎn)生的尾氣，請選擇下列中合適的裝置________________。 (2)為符合綠色化學(xué)的要求，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：第一組：空氣為氧化劑法 方案1：以空氣為氧化劑。將銅粉在儀器X中反復(fù)灼燒，使銅與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)。 方案2：將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)。向反應(yīng)液中加少量FeSO4，即發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸銅。反應(yīng)完全后，加入物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH，鐵元素全部沉淀(一般認(rèn)為鐵離子的濃度下降到10-5 molL-1，就認(rèn)為沉淀完全。已知：Ksp[Fe((OH)3]≈10-38)，然后過濾、濃縮、結(jié)晶。 請回答下列問題： ①方案1中的儀器X名稱是__________________________________________________。 ②方案2為了使鐵離子全部沉淀，應(yīng)調(diào)節(jié)pH至少為________。 ③方案2中甲物質(zhì)可選用的是 (　　) A．CaO　　 B．NaOH　　 C．CuCO3　　 D．Cu2(OH)2CO3　 E．Fe2(SO4)3 ④方案2中加入少量FeSO4可加速銅的氧化，用離子方程式解釋其原因_____________。 第二組：過氧化氫為氧化劑法 將3.2 g銅絲放到45 mL 1.5 molL－1的稀硫酸中，控溫在50 ℃加入18 mL 10%的H2O2反應(yīng)0.5 h，升溫到60 ℃，持續(xù)反應(yīng)1 h后，過濾、蒸發(fā)濃縮、減壓抽濾等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO45H2O 10.5 g。 請回答下列問題： ⑤反應(yīng)時(shí)溫度控制在50～60 ℃不宜過高的原因是_______________________________。 ⑥本實(shí)驗(yàn)CuSO45H2O的產(chǎn)率為__________。 8．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對銅與濃硫酸的反應(yīng)進(jìn)行探究， 實(shí)驗(yàn)的部分裝置如圖所示： [探究一] (1)將6.4 g銅片和10 mL 18 molL-1濃硫酸放在圓底燒瓶 中共熱，直到無氣體生成為止，該小組的甲同學(xué)根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識認(rèn)為還有一定量的 硫酸剩余。 甲同學(xué)認(rèn)為硫酸剩余的理論依據(jù)是　　　　　　　　。 (2)下列藥品中能夠用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有硫酸剩余的是________(填編號)。 a．鐵粉 b．氯化鋇溶液 c．銀粉 d．碳酸氫鈉溶液 [探究二] 為定量測定當(dāng)剩余硫酸濃度不大于何值時(shí)，銅與硫酸就不能反應(yīng)，甲、乙兩位同學(xué)進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)： (3)甲同學(xué)設(shè)想“先測定生成SO2的量，然后計(jì)算剩余硫酸的濃度”，他設(shè)計(jì)了如下四種測定SO2的量的方案。 a．將產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^預(yù)先稱量過的盛有堿石灰的干燥管，結(jié)束反應(yīng)后再次稱量，發(fā)現(xiàn)干燥管質(zhì)量增加m1 g。 b．將產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔苛蛩崴峄腒MnO4溶液中，再加入足量BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥、稱得沉淀的質(zhì)量為m2 g。 c．用排CCl4的方法測定產(chǎn)生氣體的體積V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 d．將氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔肯跛徜^溶液中，然后過濾、洗滌、干燥、稱得沉淀的質(zhì)量為m3 g。 經(jīng)仔細(xì)分析后，發(fā)現(xiàn)有幾種方案是不合理的，請?zhí)顚懴卤?可以不填滿也可以增加欄數(shù))： 序號 不合理的原因 改進(jìn)措施 (4)乙同學(xué)設(shè)計(jì)的方案：分離出反應(yīng)后的溶液(假定反應(yīng)前后燒瓶中溶液的體積不變)并加蒸餾水稀釋至1 000 mL，取20.00 mL于錐形瓶中，滴入2～3滴酚酞指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液進(jìn)行滴定(已知?dú)溲趸~開始沉淀的pH約為5)，但這種方法不能求出余酸的濃度，理由是_____________________________________________________________________。 (5)利用(3)中所選方案中的數(shù)據(jù)(若你認(rèn)為方案不止一種，則任選其中一種)，計(jì)算出與銅反應(yīng)的硫酸的最低濃度為(溶液體積的變化忽略不計(jì))________。 答案 典例剖析 【例1】　(1)藥匙　(2)該混合物中肯定含有NH4HCO3，肯定不含CuSO4 (3)從兩種物質(zhì)的組成和性質(zhì)來看，CuSO4、NH4Cl不是酸而是鹽，只是由于Cu2＋、NH＋4的水解導(dǎo)致溶液呈酸性 (4) 實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 向溶液B中滴加Ba(NO3)2溶液 如果產(chǎn)生白色沉淀，說明原白色粉末中含有K2SO4；如果沒有白色沉淀產(chǎn)生，說明原白色粉末中不含K2SO4，含有NaCl或NH4Cl 取少量原白色粉末于試管中，將試管置于酒精燈上充分加熱 如果試管底部有固體殘留，說明原白色粉末中含有NaCl；如果試管底部無固體殘留，說明原白色粉末中含有NH4Cl (5)HCO＋H＋===CO2↑＋H2O、SO2－4＋Ba2＋===BaSO4↓ 【例2】　【實(shí)驗(yàn)方案】(1)HCl溶液　NaOH溶液　(2)Cu2O 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 (1)Cu(OH)2既能溶于鹽酸，又能溶于NaOH溶液 (2)＋1價(jià)Cu比＋2價(jià)Cu穩(wěn)定　＋2價(jià)Cu比＋1價(jià)Cu穩(wěn)定 【問題討論】 取NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)少許，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍(lán)色，說明紅色物質(zhì)中含有A，反之則無。 【例3】　(1)向上排空氣收集氯氣　安全瓶作用，防止D中的液體倒吸進(jìn)入集氣管B中　吸收尾氣，防止氯氣擴(kuò)散到空氣中污染環(huán)境 (2)①Ⅰ ② 應(yīng)加入的物質(zhì) 所起的作用 A 銅屑和稀硝酸 制取NO氣體 B 水 排水收集NO氣體 C 主要是接收B中排出的水 D ③反應(yīng)開始時(shí)，A中銅屑表面出現(xiàn)無色小氣泡，反應(yīng)速率逐漸加快；A管上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行又逐漸變?yōu)闊o色；A中的液體由無色變?yōu)闇\藍(lán)色；B中的水面逐漸下降，B管中的水逐漸流入燒杯C中 【例4】　(1)①Fe3＋?、贐r2 (2)未發(fā)生反應(yīng) ①否　2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2 ② 實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論 解釋現(xiàn)象的離子方程式 取少量黃色溶液，滴加KSCN溶液 溶液變?yōu)檠t色，則說明發(fā)生了反應(yīng) Fe3＋＋3SCN－=== Fe(SCN)3 熱點(diǎn)精練 1．假設(shè)3：白色物質(zhì)是Na2O和Na2CO3的混合物 (1)Na2CO3溶液顯堿性，也會(huì)使酚酞變紅 (2)假設(shè)2　方案2①中出現(xiàn)的白色沉淀是CaCO3，所以燃燒后的白色產(chǎn)物中有Na2CO3存在； 方案2②中滴加無色酚酞試液無明顯現(xiàn)象，說明燃燒后的白色產(chǎn)物中沒有Na2O存在 (3)4Na＋3CO22Na2CO3＋C (4)不同意，因?yàn)榉磻?yīng)物中無氫元素(或違背質(zhì)量守恒定律)(其他合理解釋也給分) 2．Ⅰ猜想2：H2　猜想3：SO2和H2 Ⅱ(1)甲中KMnO4溶液褪色，乙中KMnO4溶液顏色不變(或變淺但不完全褪色)；試管中收集到無色氣體 (2)驗(yàn)純 (3)2Fe＋6H2SO4Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O (4)Na2SO4、Na2SO3、NaOH、O2(其他合理答案也得分) 3．(1)不合理　醋酸具有揮發(fā)性，C中生成的白色膠狀沉淀可能是Na2SiO3與醋酸反應(yīng)所得　在A與C之間增加盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶(其他合理答案也可) (2)取C中反應(yīng)后的上層溶液少許于試管中，加入氯化鈣溶液，若有白色沉淀生成，則甲同學(xué)觀點(diǎn)正確；若無明顯現(xiàn)象，則乙同學(xué)觀點(diǎn)正確 (3)CO2溶于水，與Ca(ClO)2反應(yīng)生成難溶于水的CaCO3，減小了溶液中的離子濃度，使反應(yīng)能夠發(fā)生　密封、干燥 (4)不能　增加尾氣的處理裝置，因?yàn)镃l2擴(kuò)散到空氣中會(huì)導(dǎo)致大氣污染 4．【實(shí)驗(yàn)探究】　A．用潔凈的玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液點(diǎn)在pH試紙中部，將試紙顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照 i．S2O＋H2OHS2O＋OH－(二級水解方程式可不寫)　b．有淡黃色沉淀生成和無色有刺激性氣味氣體產(chǎn)生 iii.S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO2－4＋8Cl－＋10H＋ 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】　探究①：Na2S2O3溶液呈堿性，能與強(qiáng)酸反應(yīng)　探究②：Na2S2O3具有還原性 【問題探討】　(1)不正確，因氯水過量，氯水中含有Cl－，可以與AgNO3反應(yīng)生成AgCl白色沉淀　(2)取少量探究②反應(yīng)后的溶液，向其中加入氯化鋇溶液，若觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，則說明Na2S2O3能被氯水氧化 5．(1)AC　(2)SO2、O2　(3)d　e　c　b　防止E中的溶液倒吸到B中　NaOH溶液　銅片和濃硝酸劇烈反應(yīng)，放熱；產(chǎn)生大量紅棕色氣體，得到藍(lán)色溶液，銅片逐漸溶解 6．(1)①Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O ②控制適當(dāng)?shù)臏囟取【徛ㄈ牖旌蠚怏w ③Mn2＋催化O2與H2SO3反應(yīng)生成H2SO4 (2)①邊攪拌邊加入NaHCO3(或Na2CO3)，并控制溶液pH<7.7 ②過濾，用少量水洗滌2～3次 ③檢驗(yàn)SO2－4是否被洗滌除盡 ④用少量C2H5OH洗滌(凡合理答案均可) 7．(1)3∶2　B (2)①坩堝　②3?、跜D ④4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ⑤防止雙氧水分解 ⑥84% 8．(1)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸會(huì)變成稀硫酸，而稀硫酸不與銅反應(yīng)　(2)ad (3) 序號 不合理的原因 改進(jìn)措施 a 被堿石灰吸收的除了SO2外還有水蒸氣 先將混合氣體通過濃硫酸后再通過堿石灰 b 硫酸酸化的KMnO4溶液中的SO2－4也會(huì)轉(zhuǎn)化為BaSO4 用HNO3酸化的KMnO4溶液代替硫酸酸化的KMnO4溶液 (4)在pH＝5時(shí)能形成Cu(OH)2沉淀，會(huì)消耗一部分OH－ (5)(18－) molL－1 或(18－) molL－1 - 15 -