2020版高考化学总复习第十章第4讲化学实验方案的设计与评价教案新人教版.docx

第4讲化学实验方案的设计与评价2017级教学指导意见核心素养1.运用化学实验知识，对实验方案作出分析和判断。了解实验设计的基本要求。2通过对实验设计的分析和判断，了解实验设计的一般思路。1.科学探究与创新意识：能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究；对特殊现象敢于提出见解，并进行研究。2证据推理与模型认知：针对不同类型的综合实验题建立思维模型。能运用模型，依据答题模板快速准确的回答问题。考点一定量型实验方案的设计学在课内1固体成分检测实验方案设计的一般方法方法一：取少量固体试样溶于水配成溶液检测溶液中存在的阴、阳离子得出实验结论。方法二：取少量固体试样在氧气流等中反应检测所产生的物质(如气体)得出实验结论。方法三：取少量固体试样加酸(或碱)溶液产生气体检测气体产物的成分得出实验结论。2固体物质组成的定量测定的常用方法(1)沉淀法先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。(2)测气体体积法对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。量气装置的设计：下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的量气装置。(3)测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。(4)滴定法即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。(5)热重法只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。3“五看法”处理实验数据(1)看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得的质量的精度为0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是错误的。(2)看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。(3)看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。(4)看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算。(5)看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。基础点巩固1茶叶中含有多种有益于人体健康的有机成分及钙、铁等微量金属元素，某化学研究性学习小组设计方案用以检验某品牌茶叶中铁元素的存在并测定钙元素的质量分数(已知CaC2O4为白色沉淀物质)。首先取200 g茶叶样品进行如图操作：已知：文献资料显示，某些金属离子的氢氧化物完全沉淀时的pH如表所示。离子Ca2Fe3完全沉淀时的pH134.1(NH4)2C2O4溶液显酸性。请回答下列有关问题：(1)实验前要先将茶叶样品高温灼烧为灰粉，该步操作需要用到的实验仪器有酒精灯、三脚架、玻璃棒、_，其主要目的是使样品中的有机物完全分解。A蒸发皿 B坩埚C泥三角 D石棉网(2)从滤液A沉淀D的过程中需要加入的物质X可以选择_。ACaO BCa(OH)2CNH3H2O(3)用KMnO4标准溶液滴定滤液C时发生的反应为：5C2O2MnO16H=10CO22Mn28H2O。现将滤液C稀释至250 mL，再取其中的25.00 mL溶液，用硫酸酸化后，用0.10 molL1的KMnO4标准溶液滴定，终点时消耗KMnO4溶液体积如表所示：编号终点时消耗KMnO4溶液体积/mL119.98222.00320.02此步操作过程中需要用到图示中哪些仪器_(填写序号)。滴定达到终点时的现象是_。为保证实验精确度，沉淀D及E需要分别洗涤，并将洗涤液转移回母液中，若不洗涤沉淀D，会使测定的钙元素的含量_(填“偏低”“偏高”或“无影响”，下同)。若不洗涤沉淀E，会使测定的钙元素的含量_。原茶叶中钙元素的质量分数为_。(用含a的代数式表示)(4)设计最简单的实验检验茶叶中含有铁元素的操作和现象是_。解析(1)高温灼烧需在坩埚中进行，坩埚应放在泥三角上，故本题选BC。(2)该实验需要测定钙元素的质量分数，所以不能选择CaO和Ca(OH)2，故本题选C。(3)配制溶液需要用到一定规格的容量瓶，用酸式滴定管盛装KMnO4溶液，滴定过程中还需用到锥形瓶，故本题选BCD。当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟不恢复原色，说明达到滴定终点。若不洗涤沉淀D，沉淀D上会残留钙元素，造成测定的钙元素的含量偏低。若不洗涤沉淀E，则使CaC2O4质量偏高，从而使测定的钙元素的含量偏高。加入的(NH4)2C2O4的物质的量为 mol，由题表知，编号2消耗的KMnO4溶液的体积误差较大，应舍去，故消耗的KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL，由5C2O2MnO可得，与KMnO4反应的(NH4)2C2O4的物质的量为0.02 L0.10 molL15103 mol，故与溶液中Ca2反应的(NH4)2C2O4的物质的量为(5103) mol(0.05)mol，故钙元素的质量分数为0.01。(4)取滤液A，加入KSCN溶液，溶液变为血红色，则证明含有铁元素。答案(1)BC(2)C(3)BCD滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟不恢复原色偏低偏高0.01(4)取少量的滤液A于试管中，滴入KSCN溶液，溶液变为血红色，证明溶液中存在Fe3也证明茶叶中含有铁元素2碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。气体a的成分是_。若钢样中硫以FeS的形式存在，A中反应：3FeS5O21_3_。(2)将气体a通入测硫装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量。H2O2氧化SO2的化学方程式：_。用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液，若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：_。(3)将气体a通入测碳装置中(如下图)，采用重量法测定碳的含量。气体a通过B和C的目的是_。计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是_。 解析(1)钢样中的碳、硫在装置A中高温加热条件下生成CO2和SO2，还有未反应的O2，故气体a的成分为O2、SO2、CO2。根据得失电子守恒和质量守恒定律配平化学方程式：3FeS5O2Fe3O43SO2。(2)H2O2和SO2发生氧化还原反应：H2O2SO2=H2SO4。根据题意，消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，则消耗z mL NaOH溶液，相当于硫的质量为yz g，所以钢样中硫的质量分数为或100%。(3)气体a中含有O2、SO2和CO2，在吸收CO2测定碳的含量时，也可能吸收SO2，故气体a通过装置B和C的目的是排除SO2对CO2测定的干扰。计算钢样中碳的质量分数，应测量吸收CO2前、后吸收瓶的质量，其质量差为CO2的质量。答案(1)O2、SO2、CO2Fe3O4SO2(2)H2O2SO2=H2SO4100%(3)排除SO2对CO2测定的干扰吸收CO2前、后吸收瓶的质量能力点提升3某助熔剂具有较好的热稳定性，是两种常见钠盐的混合物，其中一种组分是NaCl。为确定另一种组分X及其含量，甲、乙两个小组进行了以下实验。(1)取适量样品，注入装置A中，测定组分X的化学式。甲组用图的装置进行实验，观察到相应实验现象，则X的化学式是_。乙组只用图 中装置A和C进行实验，得到与甲组相同的实验结论，则分液漏斗中盛放的溶液应换为_，原因是_。(2)甲、乙组分别用以下方法测定组分X的含量。甲组用装置A和图中所示的部分装置(可重复选用)进行实验。请选择必要的装置，依次连接的合理顺序为装置A后接_(填仪器接口的字母)。完成一组实验，除样品的质量外，还需测定的实验数据有_。乙组用酸碱滴定法测定X的含量。准确称取两份样品，滴入少量水润湿后，分别加入0.200 0 molL1的盐酸40.00 mL，加入2滴酚酞作为指示剂，用0.200 0 molL1的NaOH溶液滴定过量盐酸至终点，实验数据列于下表中。m试样/gV(NaOH)/mL滴定前刻度滴定后刻度0.320 00.5220.480.320 00.3520.39回答下列问题：.滴定过程中选用的滴定管是_。.滴定至终点时的现象为_。.样品中X的质量分数为_。乙组测得的X含量比实际值偏高，可能的原因是_(填字母)。A用NaOH溶液润洗滴定管B滴定终点读数时仰视液面刻度C用样品溶液润洗锥形瓶D滴定终点时滴定管尖嘴部分出现气泡解析(1)与盐酸反应得到的气体不能使品红溶液褪色，而能使澄清石灰水变浑浊，说明生成的气体为CO2，则该助熔剂中含有Na2CO3或NaHCO3，由于NaHCO3受热易分解，热稳定性较差，所以X是Na2CO3。乙组只用装置A和C即可得到相同的实验结论，说明反应过程中只有CO2生成，则分液漏斗中应盛装稀硝酸，以排除亚硫酸钠的影响。(2)测定原理应为向样品中加入足量稀盐酸，使Na2CO3完全反应生成CO2，干燥后用碱石灰吸收，称量盛碱石灰的干燥管实验前后的质量，二者之差即为生成的CO2的质量。所以装置A出口处用浓H2SO4吸水，在碱石灰干燥管后，还要排除空气中CO2的干扰，用NaOH溶液隔绝空气。NaOH溶液应盛在碱式滴定管中，到达滴定终点时，溶液由无色变成红色，且30秒内不褪色。两次滴定消耗NaOH溶液的体积的平均值为20.00 mL，则样品消耗盐酸n(HCl)0.200 0 molL10.040 00 L0.200 0 molL10.020 00 L0.004 mol，n(Na2CO3)n(HCl)0.002 mol，则样品中Na2CO3的质量分数为100%66.25%。滴定时，滴定管必须用标准溶液润洗，不会造成误差，A项不符合题意；滴定终点读数时仰视液面刻度，使所读数值偏大，则结果会偏小，B项不符合题意；用样品溶液润洗锥形瓶，会使样品消耗的盐酸体积偏大，则结果偏大，C项符合题意；滴定终点时滴定管尖嘴部分出现气泡，会造成HCl所消耗的NaOH溶液的体积偏小，则样品消耗的盐酸的体积偏大，最终结果偏大，D项符合题意。答案(1)Na2CO3稀硝酸Na2CO3和Na2SO3分别与稀硝酸反应装置C中的实验现象不同(2)e，f，d，c，h(其他合理答案也可)盛装碱石灰的干燥管实验前后的质量.碱式滴定管.最后一滴标准液滴下，溶液由无色变成红色，且30秒内不褪色.66.25%CD高考真题体验4(2018天津理综，9)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：.采样采样系统简图采样步骤：检验系统气密性；加热器将烟道气加热至140 ；打开抽气泵置换系统内空气；采集无尘、干燥的气样；关闭系统，停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为_。(2)C中填充的干燥剂是(填序号)_。a碱石灰b无水CuSO4cP2O5(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。(4)采样步骤加热烟道气的目的是_。.NOx含量的测定将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入V1 mL c1 molL1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 molL1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2，终点时消耗V2 mL。(5)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式为_。(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有_。(7)滴定过程中发生下列反应：3Fe2NO4H=NO3Fe32H2OCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O则气样中NOx折合成NO2的含量为_mgm3。(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)若缺少采样步骤，会使测定结果_。若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果_。解析(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用是除去烟道气中的粉尘。(2)C中填充的干燥剂不能吸收NOx，因此不能为碱石灰，而无水CuSO4通常只用于检验水而不是吸收水，故该干燥剂为P2O5。(3)D的作用是吸收NOx，故该装置中应装有碱液，为洗气瓶装置，气体从长管进、短管出。(4)NOx中的NO2能溶于水且与水反应，故加热烟道气的目的是防止NOx溶于冷凝水。(5)NO被H2O2氧化为NO，则H2O2被还原为H2O，配平离子方程式为2NO3H2O2=2NO2H2H2O。(6)K2Cr2O7标准溶液具有强氧化性，能氧化碱式滴定管下端的橡胶部分，因此滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、酸式滴定管。(7)根据滴定原理，可得原溶液中NO消耗的n(Fe2)c1 molL1V1103 Lc2 molL1V2103L65(c1V16c2V2)103 mol，则n(NO)n(Fe2)(c1V16c2V2)103mol，故气样中NOx折合成NO2的含量为(c1V16c2V2)103 mol46 000 mgmol1(V103)m3104 mgm3。(8)若缺少采样步骤，则采集的烟道气中混有空气，测定结果偏低；若FeSO4标准溶液部分变质，则消耗的K2Cr2O7标准溶液的体积偏小，测定结果偏高。答案(1)除尘(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝水(5)2NO3H2O2=2H2NO2H2O(6)锥形瓶、酸式滴定管(7)104(8)偏低偏高考点二“猜想判断”型实验方案的设计学在课内1方案设计流程2实验方案设计的基本要求3实验方案的评价(1)评价原则实验原理科学合理；操作和装置简单可行；符合绿色化学理念；药品和操作安全可靠。(2)评价类型评价实验原理；评价实验方案；评价药品和仪器；评价实验现象和结论。基础点巩固1某学生对Na2SO3与AgNO3在不同pH下的反应进行探究。(1)测得Na2SO3溶液pH10，AgNO3溶液pH5。(2)调节pH，实验记录如下：实验序号pH实验现象a10产生白色沉淀，稍后溶解，溶液澄清b6产生白色沉淀，一段时间后，沉淀未溶解c2产生大量白色沉淀，一段时间后，产生海绵状棕黑色物质X查阅资料得知：.Ag2SO3：白色，难溶于水，溶于过量的Na2SO3溶液。.Ag2O：棕黑色，不溶于水，能和酸反应。该学生对产生的白色沉淀提出了两种假设：白色沉淀为Ag2SO3。白色沉淀为Ag2SO4，推测的依据是_。(3)取b、c中白色沉淀，置于Na2SO3溶液中，沉淀溶解。该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag2SO4。实验方法是：另取Ag2SO4固体置于_溶液中，未溶解。(4)将c中X滤出、洗净，为确认其组成，实验如下：.向X中滴加稀盐酸，无明显变化。.向X中加入过量浓HNO3，产生红棕色气体。.分别用Ba(NO3)2、BaCl2溶液检验中反应后的溶液，前者无明显变化，后者产生白色沉淀。实验的目的是_。根据实验现象分析，X的成分是_。中反应的化学方程式是_。(5)该同学综合以上实验，分析产生X的原因：随着酸性的增强，体系的还原性增强。解析(2)SO具有较强的还原性，易被空气中的氧气氧化为SO，故提出假设白色沉淀为Ag2SO4。(3)要确定b、c中的白色沉淀不是Ag2SO4，只需证明Ag2SO4不溶于过量的Na2SO3溶液即可。(4)确定c中X的组成，实验的目的是验证棕黑色物质X不是Ag2O，因为Ag2O与HCl发生反应。实验加入浓硝酸，产生红棕色气体，说明X具有还原性，实验向中反应后的溶液中加入Ba(NO3)2溶液无变化，加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明中反应后的溶液中含Ag，进而推出X为Ag。Ag与浓HNO3反应的化学方程式为Ag2HNO3(浓)=AgNO3NO2H2O。答案(2)SO具有较强的还原性，若被空气中的O2氧化为SO即为Ag结合生成Ag2SO4沉淀(3)过量的Na2SO3(或亚硫酸钠)(4)验证棕黑色物质X不是Ag2OAgAg2HNO3(浓)=AgNO3NO2H2O2将含有水蒸气的氯气通入到干燥疏松的碳酸钠中可以得到一种固体物质X，利用下图实验装置可以探究固体物质X的成分。(1)试剂甲的名称为_，试剂乙的名称为_。(2)经测定可知固体X中至少含有NaHCO3和一种含氯的盐类物质，装置D中的物质为含氯氧化物。下面对固体X的成分进行猜想和探究。提出合理猜想。猜想1固体X含有两种成分：NaHCO3和_；猜想2固体X含有三种成分：NaHCO3和_。下面是针对固体X中的成分猜想进行的实验探究。请填写下表中的空格(可不填满)。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量固体X样品，加入适量蒸馏水，使固体完全溶解，将溶液分装到两支试管中步骤2：_步骤3：_限选试剂：酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀HNO3、蒸馏水、AgNO3溶液、澄清石灰水(3)上述装置C中，如果标准状况下的氯气2.24 L与0.1 mol碳酸钠正好完全反应，则湿润的氯气与碳酸钠反应的化学方程式为_。解析(1)实验室制备氯气一般用浓盐酸与MnO2反应，制得的氯气中含有HCl杂质，一般用饱和食盐水除去。(2)反应物为Cl2、H2O、Na2CO3，而D中物质为含氯氧化物，其中Cl元素显正价，则C中含氯的盐中Cl元素必显负价，该盐为NaCl。固体X的成分可能为NaHCO3、NaCl或NaHCO3、NaCl、Na2CO3。(2)由于可以确定固体X中含有NaHCO3，因此对固体X的成分的探究，实质是检验NaCl、Na2CO3的存在，即可以通过检验Cl、CO来探究固体X的组成，检验CO选择BaCl2溶液，需要注意的是不能选择澄清石灰水，否则NaHCO3会有干扰，检验Cl选择稀HNO3和AgNO3溶液。(3)设含氯氧化物的化学式为Cl2Ox，则该反应可表示为Cl2Na2CO3H2O=NaHCO3NaClCl2Ox，根据氧元素守恒，得x1，故该反应的化学方程式为2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O。答案(1)浓盐酸饱和食盐水(2)NaClNaCl、Na2CO3实验步骤预期现象和结论步骤2：向一支试管中滴加足量BaCl2溶液若无明显现象，则固体X中不含Na2CO3；若溶液变浑浊，则固体X中含Na2CO3步骤3：向另一支试管中滴加足量稀硝酸，再加适量AgNO3溶液若溶液未变浑浊，则固体X中不含NaCl；若溶液变浑浊，则固体X中含NaCl(3)2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O名师点拨假设判断型方案设计解题模板)能力点提升3漂白粉是生产生活中常用的消毒剂和杀菌剂实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该样品中可能存在的其他固体物质。(1)提出合理假设。假设1：该漂白粉未变质，只含有_；假设2：该漂白粉全部变质，只含有_；假设3：该漂白粉部分变质，既含有Ca(ClO)2，又含有CaCO3。(2)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤、预期现象和结论。限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1 molL1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必检验Ca2和Cl)实验步骤预期现象和结论取少量上述漂白粉于试管中，_解析第一步明确目的原理设计实验探究漂白粉变质后物质的成分，涉及反应：2Ca(OH)22Cl2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。Ca(ClO)2H2OCO2=CaCO32HClO。第二步提出合理假设根据假设3提供的物质及反应原理判断样品中可能含有Ca(ClO)2或CaCO3或二者的混合物。第三步寻求验证方法用CaCO3与盐酸反应产生澄清石灰水变浑浊的CO2来验证CaCO3的存在。用Ca(ClO)2与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的HClO来验证Ca(ClO)2的存在。第四步设计操作步骤固体样品中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(用于检验CO2)。向步骤反应后的溶液中滴入12滴品红溶液，振荡(用于检验HClO)。第五步分析得出结论若步骤中石灰水未变浑浊，则说明样品中无CaCO3，即假设1成立。若步骤中石灰水变浑浊，且步骤中品红溶液不褪色，说明CaCO3存在，不存在Ca(ClO)2，即假设2成立。若步骤中石灰水变浑浊，且步骤中品红溶液褪色，说明有CaCO3和Ca(ClO)2存在，即假设3成立。答案(1)假设1：只含有Ca(ClO)2；假设2：只含有CaCO3(2)实验步骤预期现象和结论加入适量1 molL1盐酸溶解后，再将产生的气体通入澄清石灰水中若澄清石灰水未见浑浊，则假设1成立；若澄清石灰水变浑浊，则假设2或假设3成立向步骤反应后的试管中滴入12滴品红溶液，振荡(或另外取样操作)若品红溶液褪色，则假设3成立；若品红溶液不褪色，则假设2成立高考真题体验4(2018北京理综，28)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。(1)制备K2FeO4(夹持装置略)A为氯气发生装置。A中反应方程式是_(锰被还原为Mn2)。将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl22Fe(OH)310KOH=2K2FeO46KCl8H2O，另外还有_。(2)探究K2FeO4的性质取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl而产生Cl2，设计以下方案：方案取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。方案用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。i.由方案I中溶液变红可知a中含有_离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl氧化，还可能由_产生(用方程式表示)。ii.方案可证明K2FeO4氧化了Cl。用KOH溶液洗涤的目的是_。根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2_FeO(填“”或“MnO，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性FeOMnO。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案：_。解析(1)由题图知A中反应物为浓盐酸和KMnO4，生成物有Cl2，且锰被还原为Mn2，根据得失电子守恒及元素守恒即可完成反应的化学方程式。由于装置C中高铁酸钾的制备环境呈碱性而制得的氯气中混有的氯化氢气体为酸性，可用饱和食盐水除去氯化氢气体，注意“长导管进短导管出”。氯气能与过量的KOH溶液反应。(2)i.Fe3遇KSCN溶液变红色。由已知高铁酸钾在酸性溶液中快速产生氧气，反应过程中氧元素的化合价升高，根据氧化还原反应的规律，高铁酸钾中6价的铁元素化合价必然降低，其还原产物可能是Fe3。也就是说，Fe3可能来自于高铁酸钾自身的氧化还原反应。书写离子方程式时，可以先写出明确的、已知的反应物(即FeO)和生成物(即Fe3和O2)，根据得失电子守恒确定Fe3和O2的化学计量数之比为43，再根据电荷守恒和元素守恒确定反应物中还应有H，最后用观察法配平即可。ii.C中Cl2与KOH反应生成的ClO具有氧化性，也能氧化Cl，故需排除ClO的干扰。K2FeO4的制备实验中Cl2化合价降低作氧化剂，故氧化性Cl2FeO，该反应是在碱性条件下进行的，方案是在酸性条件下进行的，溶液的酸碱性对物质的氧化性或还原性会产生影响。答案(1)2KMnO416HCl=2MnCl22KCl5Cl28H2OCl22KOH=KClKClOH2O(2)i.Fe34FeO20H=4Fe33O210H2Oii.洗去固体表面附着的氧化性离子ClO，排除ClO的干扰，同时保持K2FeO4稳定存在溶液酸碱性不同能，理由：FeO在过量酸的作用下完全转化为Fe3和O2，溶液浅紫色一定是MnO的颜色或不能，方案：向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色5(2017课标全国，26)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3H3BO3=NH3H3BO3；NH3H3BO3HCl=NH4Cl H3BO3。回答下列问题：(1)a的作用是_。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是_。f的名称是_。(3)清洗仪器，g中加蒸馏水，打开K1，关闭K2、K3，加热b，蒸气充满管路，停止加热，关闭K1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是_；打开K2放掉水，重复操作23次。(4)仪器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭K1，d中保留少量水，打开K1，加热b，使水蒸气进入e。d中保留少量水的目的是_。e中主要反应的离子方程式为_，e采用中空双层玻璃瓶的作用是_。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为c molL1的盐酸V mL，则样品中氮的质量分数为_%，样品的纯度_%。解析(1)a管作用是平衡气压，防止b中压强过大。(2)碎瓷片防止液体加热时暴沸。f为直形冷凝管。(3)停止加热，管路中气体温度下降，水蒸气冷凝为液态水，形成负压，g中蒸馏水倒吸入c中。(4)d中少量水，起液封作用，防止有NH3逸出。e中NH 与OH加热反应放出NH3。因为加热水蒸气充满管路，中空双层玻璃瓶中也充满水蒸气，起保温作用，有利于NH3完全逸出。(5)C2H5NO2NH3NH3H3BO3HCl，样品中氮的质量分数为100%。样品的纯度100%。答案(1)避免b中压强过大(2)防止暴沸直形冷凝管(3)c中温度下降，管路中形成负压(4)液封，防止氨气逸出NHOHNH3H2O保温使氨完全逸出(5)考点三“原理探究”型实验方案的设计学在课内控制变量法：物质变化往往受到多个因素的影响，在研究化学反应与外界因素之间的关系时，对影响物质变化规律的因素或条件加以人为控制，使其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，有利于在研究过程中，迅速寻找到物质变化的规律。常涉及的题型有：(1)外因(浓度、温度、压强等)对化学反应速率、化学平衡的影响；(2)物质性质的递变规律。1变量探究实验题的解题策略解答变量探究类试题关键是在其他条件相同的前提下，只改变一个条件对研究对象的影响规律。注意：选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。思路总结2规律探究实验题的解题策略物质性质递变规律的探究也是中学化学实验探究的一个重要内容。研究同周期、同主族元素性质的递变规律，物质的氧化还原反应(如置换反应)规律，物质的酸(碱)性强弱规律，电解质溶液的导电规律等，都是开展有关规律探究的重要素材，也是高考命题的经典情境。解决有关规律探究问题的实验设计，其常用方法示例如下：(1)同周期、同主族元素性质的递变规律，一般通过设计判断元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，如通过让金属单质与相同浓度的非氧化性酸反应产生H2的速率快慢来判断金属单质的还原性强弱，推断元素金属性强弱，从而找出相应的性质递变规律。(2)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验，找出规律。基础点巩固1某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验：.将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：_与盐酸反应最剧烈，_与盐酸反应的速度最慢。.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。(1)检查该装置气密性的操作方法是_，干燥管D的作用是_。(2)现有试剂：盐酸、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液，请从中选择试剂并用如图装置证明酸性：HClH2CO3H2SiO3，则B中应盛装的试剂为_，C中产生的现象为_。请判断_(填“能”或“不能”)据此实验现象判断非金属性：ClCSi。(3)若C中盛装的是Na2S溶液，A中盛装浓盐酸，B中盛装KMnO4粉末。(KMnO4与浓盐酸常温下快速反应生成氯气)。反应开始后观察到C中出现淡黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S_(填“强”“弱”或“无法比较”)，写出反应的离子方程式：_。解析.(1)检查装置气密性的方法：关闭分液漏斗A的旋塞，用热毛巾捂热锥形瓶B，试管C中有气泡冒出，移开热毛巾，C中液体倒吸；倒置的干燥管有缓冲作用，能防止倒吸。(2)要证明酸性强弱，应该采用强酸制取弱酸的方法，盐酸酸性最强，所以A中盛放盐酸，盐酸和碳酸钙制取二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸，则B中盛放碳酸钙、C中盛放硅酸钠溶液，硅酸难溶于水，所以看到的现象是有白色沉淀生成。最高价含氧酸的酸性越强，元素的非金属性越强，盐酸不是最高价含氧酸，所以不能由此判断非金属性ClC。(3)浓盐酸具有还原性，酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，两者发生氧化还原反应生成氯气，氯气具有强氧化性，能氧化Na2S溶液中的S2生成S，离子方程式为Cl2S2=2ClS，非金属元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则氧化性：Cl2S，所以非金属性ClS。答案.钾铝.(1)关闭分液漏斗A的旋塞，用热毛巾捂热锥形瓶B，试管C中有气泡冒出，移开热毛巾，C中液体倒吸防倒吸(2)碳酸钙有白色沉淀生成不能(3)强Cl2S2=2ClS2某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应，所用装置如图所示(夹持装置已略去)。(1)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色，然后开始实验。步骤配制1 molL1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化)，测其pH约为1，取少量装入试管A中，通入SO2气体FeCl3溶液显酸性的原因是_(用化学用语解释)。若用浓硫酸与Cu反应产生SO2，则该反应的化学方程式为_。(2)当SO2通入FeCl3溶液至饱和时，该小组同学观察到的现象是溶液由棕黄色变为红棕色，没有观察到丁达尔现象。将混合液放置12小时，溶液才变成浅绿色。【查阅资料】Fe(HSO3)2为红棕色，它可以将Fe3还原为Fe2；生成Fe(HSO3)2的反应为可逆反应。解释SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2的原因：_(用化学用语解释)。写出溶液中Fe(HSO3)2与Fe3反应的离子方程式：_。(3)为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间，该小组同学进行了步骤和步骤的实验。步骤往5 mL 1 molL1 FeCl3溶液中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。微热3 min，溶液颜色变为浅绿色步骤往5 mL重新配制的1 molL1 FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。几分钟后，发现溶液颜色变成浅绿色用铁氰化钾溶液检验步骤和步骤所得溶液中的Fe2，其现象为_。(4)综合上述实验探究过程，可以获得如下实验结论：aSO2与FeCl3溶液反应生成红棕色中间产物Fe(HSO3)2；b红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程；c_。解析(1)Fe3水解使FeCl3溶液显酸性。Cu与浓硫酸在加热条件下反应，生成CuSO4、SO2和H2O。(2)SO2与H2O反应生成H2SO3，H2SO3发生电离生成H和HSO，Fe3与HSO结合生成红棕色的Fe(HSO3)2