河南省嵩县一高高考化学三轮冲刺 考点总动员24《探究性实验》.doc

考点总动员24探究性实验 题型介绍：探究性实验是现在高考的一个趋势，是新课程改革的突破口，贯穿于化学学习的全过程，将科学探究专设为学习主题，就是为了让学生有更多的机会主动地体验探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。在试题中以探究实验为基础，考查元素及化合物知识、实验基本操作、化学基本理论、化学计算等相关知识。高考选题：【2015四川理综化学】(13分)(nh4)2so4是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。查阅资料 (nh4)2so4在260和400时分解产物不同。实验探究该小组拟选用下图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）实验1：连接装置a-b-c-d，检查气密性，按图示加入试剂（装置b盛0.5000mol/l盐酸70.00ml）。通入n2排尽空气后，于260加热装置a一段时间，停止加热，冷却，停止通入n2。品红溶液不褪色，取下装置b，加入指示剂，用0.2000mol/l naoh溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗naoh溶液25.00 ml。经检验滴定后的溶液中无so42-。 （1）仪器x的名称是_。（2）滴定前，下列操作的正确顺序是_(填字母编号)。 a盛装0.2000mol/l naoh溶液 b用0.2000mol/l naoh溶液润洗 c读数、记录 d查漏、清洗 e排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面（3）装置b内溶液吸收气体的物质的量是_mol实验2：连接装置a-d-b，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入n2排尽空气后，于400加热装置a至(nh4)2so4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入n2。观察到装置a、d之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置d内溶液中有so32-，无so42-。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。（4）检验装置d内溶液中有so32-，无so42-的实验操作和现象是_.（5）装置b内溶液吸收的气体是_.（6）(nh4)2so4在400分解的化学方程式是_.【答案】（1）圆底烧瓶（2）dbaec（3）0.03 mol（4）取少量装置d内溶液于试管中，滴加bacl2溶液，生成白色沉淀；加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解，放出无色刺激性气体（5）nh3（6）3(nh4)2so44nh3+ n2+3so2 + 6h2o【考点定位】实验设计与评价【名师点睛】考纲明确要求考生能根据实验试题要求：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)了解控制实验条件的方法；(3)分析或处理实验数据，得出合理结论(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。实验方案设计与评价取材于教材、高于教材，注重创新是近年高考化学试题的一大特点。近年高考综合实验试题往往是在教材实验、演示实验或考生已有实验知识的基础上进行改进，创设新情境，提出新问题，考查考生的创新意识。主要体现在以下几个方面：(1)根据题干给予的新信息，预测实验现象等。(2)药品使用创新、仪器功能拓展、实验操作改进创新和实验操作新途径开辟等。(3)面对新情境，能够正确提取并处理信息(准确提炼规律、严密推理分析、做出合理解释等)。(4)面对新问题，能够全面深入思考，合理优化结构，准确深刻评价等。解题技巧：探究性实验题解题方法探究性实验的基本过程可用下列流程图表示：一、提出问题要提出问题，首先得发现问题，在学习新知识、实践新方法中进行思考、对比、质疑，通过思考提出值得探究的问题，探究清楚能更好地理解掌握物质的性质。此外，实验中出现异常现象也是发现问题、提出问题的重要契机。二、提出假设 所谓假设就是根据已有的知识对问题的解决提出的几种可能的情况。提出假设的主要方法有：1、排列组合法 如：三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，通常用作颜料，某红色粉末是fe2o3、cu2o 中的一种或两种，请你通过实验对红色粉末的组成进行探究。 提出假设： 假设 1：红色粉末为 cu2o； 假设 2：红色粉末为 fe2o3；假设 3：红色粉末为 fe2o3 和 cu2o 的混合物；2、程度副词变化法如：某粉末 na2so3 样品暴露在空气中一段时间，请你通过实验对其是否变质进行探究。提出假设：假设 1：na2so3样品完全没有变质；假设 2：na2so3样品没有完全变质；假设 3：na2so3样品完全变质了。三、设计实验提出假设后，就要结合实验的条件，明确反应原理，运用顺向思维、逆向思维，设计出科学、合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。实验设计中，关键的就是试剂的选择和实验条件的调控。方法技巧：流程图；流程图能够清晰、直观地展现个人思维，理清答题步骤与操作顺序；四、进行实验、得出结论1、解题技巧（1）限制条件限选仪器、用品与试剂 若题目给出限选的实验仪器、用品与试剂，实验过程中所使用的仪器、用品和试剂必须是给定的，不能超出其范围； 若题目没有限制实验仪器、用品与试剂，实验过程中所使用的仪器用品与试剂也应尽量安全、用量恰当、易于操作、符合绿色化学的思想；（2）限制条件基于某假设 若题目要求基于某假设，即假定该假设是正确的，要且根据该假设给出预期现象和结论； 若题目无要求基于某假设，则每个假设都应给出恰当的证明；（3）注意离子间干扰，过量试剂对后续步骤影响；（4）实际浓度选择、反应条件确定 通常，试剂浓度不同，反应速率亦不同，有时甚至反应产物也不同，题目通常会给出不同浓度的同种试剂，要根据实际情况选择合适浓度的试剂；通常，反应条件不同也会导致反应产物不同，因此也要根据反应原理确定反应条件；（5）题目信息处理 有时，题目也会给出部分参考资料或信息，如物质性质、溶解度曲线、沉淀溶解时 ph 等，这从另一角度考查学生获取信息和处理信息的能力，应充分利用题目信息。2、实验步骤实验过程通常有以下步骤：（1）取样：取样品进行实验处理，应写明选用仪器；注意用量：少量、适量；（2）样品处理：如粉碎、用研钵研细等；（3）溶解配成溶液：写明选用仪器，是否需过滤或取上层清液等；（4）加入试剂：注意关键词：滴加、加入等；注意用量：少量、适量、过量等；注意试剂浓度；（5）实验其他处理：如振荡、静臵、过滤、把气体通入 xx 溶液等。3、表达严谨（1）实验步骤实验步骤的描述应用操作性语言，而非原理性语言，并注意以下注意事项： 实验仪器：实验过程应写明实验所用仪器、用品等，并不能超出题目所给定的仪器(如果有)； 试剂及样品的用量：少量、适量、过量等； 试剂加入方法：滴加、加入等； 试剂浓度：amol/l 的，b%的等； 试管编号，以便于描述。（2）实验现象：基于某假设：(现象)，证明(含有)；不基于某假设：若(现象)，则(结论)；并分点描述，以便于综合；实验现象的描述不能使用“否则”“无明显现象”等模糊性词语表达；、实验现象还要清楚写明沉淀(固体)或气体的颜色、气体气味等；答题模板：有关化学实验的描述不仅要求准确，还要求全，有时还需要指明是何处产生了什么现象，其答题规范可利用下面的模板来处理：海（溶液）： 颜色由变成； 液面上升或下降（形成液面差）； 溶液变浑浊； 生成（产生）沉淀； 溶液发生倒吸； 产生大量气泡； 有气体从溶液中逸出； 有液体溢出；陆（固体）： 固体表面产生大量气泡； 固体逐渐溶解； 固体体积逐渐变小（变细）； 颜色由变成；空（气体）： 生成色（味）气体； 气体由色变成色； 先变后（加深、变浅、褪色）；高频考点一：对未知物（产物或剩余物）的探究【典例】【广东仲元中学2016届11月月考】（13分）某研究性学习小组将一定浓度的na2co3溶液滴入cuso4溶液中得到蓝色沉淀。甲同学认为沉淀可能是cuco3；乙同学认为沉淀可能是cu(oh)2；丙同学认为沉淀可能是cuco3和cu(oh)2的混合物。（查阅资料知：cuco3和cu(oh)2均不带结晶水）、（1）按照甲同学的观点，发生反应的离子反应方程式为_；（2）在探究沉淀成分前，须将沉淀从溶液中过滤、洗涤、低温干燥，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。、请用下图所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分。（1）各装置连接顺序为_。（2）能证明生成物中有cuco3的实验现象是_。、若cuco3和cu(oh)2两者都有，可利用下列装置通过实验测定其组成。（1）装置c中碱石灰的作用是_。（2）若沉淀样品的质量为m克，装置b质量增加了n克，则沉淀中cuco3的质量分数为_。 【答案】、（1）co32-+cu2+=cuco3（2）取最后一次洗涤液，滴加bacl2溶液，无沉淀生成，说明已洗净。、（1）acb （2）装置b中澄清石灰水变浑浊、（1）吸收空气中的水蒸气和co2 （2） 1（49n/9m）【解析】试题分析：i（1）na2co3溶液与cuso4溶液反应的离子方程是为co32-+cu2+=cuco3。（2）检验沉淀是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液，滴加bacl2溶液，无沉淀生成，说明已洗净。通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些物质逐一进行检验来确定究竟含有哪些物质。虽然探究性实验主要考查学生的探究能力，但在问题中常常包含了对实验基础知识的考查。如：常见物质分离的提纯方法：结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取法、渗析法等；常见气体的制备、净化、干燥、收集等方法；熟悉重点的操作：气密性检查、测量气体体积、防倒吸、防污染等。高频考点二：物质的性质探究【典例】【黑龙江牡丹江一中2016届10月月考】（13分）工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：【探究一】（1）将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是_（2）另称取铁钉6.0 g放入15.0 ml浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液x并收集到气体y。甲同学认为x中除fe3外还可能含有fe2。若要确认其中的fe2应选用_(选填序号)。akscn溶液和氯水 b铁粉和kscn溶液 c浓氨水 dkmno4酸性溶液乙同学取336 ml(标准状况)气体y通入足量溴水中，发生反应：so2br22h2o=2hbrh2so4 然后加入足量bacl2溶液，经_操作后得固体2.33 g。由此推知气体y中so2的体积分数为_。【探究二】分析上述实验中so2体积分数的结果，丙同学认为气体y中还可能含有h2和q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。（3）装置b中试剂的作用是_（4）认为气体y中还含有q的理由是_(用化学方程式表示)。（5）为确认q的存在，需在装置中添加m于_(选填序号)。aa之前 ba-b间 cb-c间 dc-d间（6）如果气体y中含有h2，预计实验现象应是_（7）若要测定336ml气体中h2的含量(标准状况下约有28 ml h2)，可否用托盘天平称量d或e反应前后的质量差的方法？做出判断并说明理由_ 【答案】（13分）（1）铁钉表面被氧化（2）d 过滤、洗涤、干燥 66.7%（3）检验二氧化硫是否除尽（4）c+2h2so4=co2+2so2+2h2o（加热）（5）c（6）d中固体由黑色变红和e中固体由白变蓝（7）否，用托盘天平无法称量d或e的差量【解析】试题分析：（1）铁钉放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉表面被氧化成一层致密的氧化膜而钝化阻止反应进一步进行。（2）亚铁离子能是酸性高锰酸钾溶液褪色，溶液中以及有铁离子，选择a会造成干扰，b能检验铁离子的存在，c生成两种沉淀，受氢氧化铁的颜色的影响无法分辨，所以选d。二氧化硫具有还原性，通入足量的溴水中，发生反应，生成硫酸和溴化氢，硫酸遇到氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀，则计算混合气体的物质的量=0.336/22.4=0.015摩尔，二氧化硫的物质的量等于硫酸钡的物质的量=2.33/233=0.01摩尔，则二氧化硫的体积分数为0.01/0.015=66.7%。（3）a除去二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色，所以b可以检验a中是否完全除去二氧化硫。（4）在加热时铁钉中不仅铁和浓硫酸反应，碳也和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫和水，所以气体中含有二氧化硫和二氧化碳。（5）q为二氧化碳，二氧化硫和二氧化硫都能是澄清的石灰水变浑浊，选择a或b受二氧化硫的影响无法判断二氧化碳的存在，选d时二氧化硫被碱石灰吸收。所以选c。（6）氢气还原氧化铜会生成水蒸气，能是白色的硫酸铜粉末变蓝色，同时有红色的铜单质生成。（7）标况下28毫升氢气的物质的量为0.028/22.4=0.00125摩尔，生成水的质量为18*0.00125=0.0225g，即de的质量差小于0.1g，而中学阶段质量的称量选择托盘天平，分度值为0.1g，无法精确称量出d或e的差量，所以不能用通过托盘天平称量质量的方法测量氢气含量。物质性质的探究实验中要注意：在探究过程中往往可以利用对比实验，即设置几组平行实验来进行对照和比较，从而研究和揭示某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。无机物、有机物性质的探究，必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上，大胆猜想，细心论证。脱离元素化合物知识，独立看待实验问题是不科学的，只有灵活运用已有的元素化合物知识，才能变探究型实验为验证型实验，使复杂问题简单化。高频考点三：化学反应原理探究【典例】某化学兴趣小组的同学学习了同周期元素性质递变规律后，设计了一套实验方案进行实验探究，并记录了有关实验现象如下表。实验操作实验现象1、用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞(a)浮于水面，熔成一个小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变红色(b)产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色 (c)反应不十分强烈，产生的气体可以在空气中燃烧(d)剧烈反应，产生可燃性气体(e)生成白色胶状沉淀，进而沉淀消失(f)生成淡黄色沉淀2、向新制的h2s饱和溶液中滴加新制的氯水3、钠与滴有酚酞试液的冷水反应4、镁带与2 moll1的盐酸反应5、铝条与2 moll1的盐酸反应6、向alcl3溶液滴加naoh溶液至过量请你帮助该同学整理并完成实验报告（1）实验目的：_。（2）实验用品：仪器：_、_、_、试管夹、镊子、小刀、玻璃片、砂纸、胶头滴管等。药品：钠、镁带、铝条、2 moll1的盐酸、新制的氯水、饱和的h2s溶液、alcl3溶液、naoh溶液等。（3）请你写出上述的实验操作与对应的现象1_、2_、3_、4_、5_、6_。(用af表示)写出实验操作2、6的离子反应方程式实验2_。实验6_。（4）实验结论：_。【答案】（1）探究同周期元素性质的递变规律（2）试管烧杯酒精灯（3）bfadcecl2h2s=2hcls al34oh=alo2h2o（4）金属性：namgal非金属性：cls化学反应原理探究包括化学反应速率与化学平衡、电化学、元素周期律、氧化还原反应、电解溶液等基本理论。在解题过程中必须以课本上的基本理论为依托，进行发散思维，开展相关的探究。1【2015安徽理综化学】（14分）某研究小组将纯净的so2气体通入0.1moll-1的ba（no3）2溶液中，得到了baso4沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的so2，该小组突出了如下假设:假设一：溶液中的no3-假设二：溶液中溶解的o2（1） 验证假设一该小组涉及实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象实验步骤实验现象结论实验1：在盛有不含o2的25ml0.1mol/lbacl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的so2气体假设一成立实验2：在盛有不含o2的25ml0.1mol/lba（no3）2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的so2气体（2）为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的ph随通入so2体积的变化曲线入下图实验1中溶液ph变小的原因是_;v1时，实验2中溶液ph小于实验1的原因是（用离子方程式表示）_。（3）验证假设二请设计实验验证假设二，写出实验步骤，预期现象和结论。实验步骤、预期现象和结论（不要求写具体操作过程）（4）若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别通入足量的o2和kno3，氧化相同的h2so3溶液（溶液体积变化忽略不计），充分反映后两溶液的ph前者_(填大于或小于)后者，理由是_【答案】（1）无明显现象、有白色沉淀生成（2）so2溶于水后生成h2so3 ;3so2+2no3-+2h2o=3so42-+4h+2no;（3）实验步骤实验现象结论实验1：作为参考实验假设二成立实验3：将纯净的so2气体通入未经脱o2处理的25ml0.1mol/l的bacl2溶液中有白色沉淀生成（4）小于，反应的离子方程式表明，足量的o2和no3-分别氧化相同的h2so3，生成的h+的物质的量前者多余后者（3）实验步骤实验现象结论实验1：在盛有不含o2的25ml0.1mol/lbacl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的so2气体无现象假设二成立实验2：在盛有富含o2的25ml0.1mol/lbacl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的so2气体有白色沉淀生成（4）小于，反应的离子方程式表明，足量的o2和no3-分别氧化相同的h2so3，生成的h+的物质的量前者多余后者（其它合理答案也正确）【考点定位】本题属于实验设计和评价题，考查学生对实验的设计探究能力，多属于开放性试题，可能出现多种正确答案，属于综合性较强的较难题型，【名师点睛】解决本题首先应具备的知识基础是掌握基本的化学实验原理及方法，比如物质的分离与提纯的原理和方法，物质的检验的原理和方法，数据的处理的方法和误差分析等方法。解决本题型的关键在于审题仔细，找出要探究的具体问题，像题目中的“研究、验证、探究”等字眼后面的一般就是我们需要把握的探究问题。在设计实验时还有遵循以下原则，比如科学性原则、单一变量原则和对照原则等原则，比如此题在设计实验时用实验1作为对照实验，有利于更好的得出结论。实验探究一般步骤为，提出假设，设计实验，根据实验现象得出结论。2【2015广东理综化学】（17分）nh3及其盐都是重要的化工原料。（1）用nh4cl和ca(oh)2制备nh3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 （2）按图13装置进行nh3性质实验。先打开旋塞1，b瓶中的现象是 ，原因是 ，稳定后，关闭旋塞1。再打开旋塞2，b瓶中的现象是 。（3）设计实验，探究某一种因素对溶液中nh4cl水解程度的影响。限制试剂与仪器：固体nh4cl、蒸馏水、100ml容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、ph计、温度计、恒温水浴槽（可控制温度）实验目的：探究 对溶液中nh4cl水解程度的影响。设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中v(溶液)表示所配制溶液的体积）。物理量实验序号v（溶液）/ml11002100按实验序号i所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为y，则nh4cl水解反应得平衡转化率为 （只列出算式，忽略水自身电离的影响）。【答案】（1）a、c、g。（2）产生白烟；打开旋塞1，氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒，形成白烟。烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到b瓶中，形成红色溶液。（3）温度（或浓度）物理量实验序号v（溶液）/mlnh4cl质量(g)温度（）ph1100mt1y2100mt2z或物理量实验序号v（溶液）/mlnh4cl质量(g)温度（）ph1100mty2100m2tz(10-y5.35)/m【解析】（1）nh4cl和ca(oh)2制备nh3是固体混合物加热制取气体的反应，有水生成，试管口应向下倾斜，发生装置选a，nh3密度比空气小，用向下排空气法收集，收集装置选c，氨气极易溶于水，要用防倒吸装置，但不能距离水太远，也不能插入液面以下，选g，故选a、c、g。（2）先打开旋塞1，b瓶中的现象是产生白色的烟；原因是先打开旋塞1，氯化氢与氨气挥发出来，氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒，氯化铵小颗粒形成白烟。再打开旋塞2，b瓶中的现象是烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到b瓶中，是因为气体参与反应后使得烧瓶内的压强变小，打开旋塞2后，大气压就会把烧杯中的溶液压到烧瓶中来，同时由于a中的hcl不可能全部进入b中，a中hcl过量，就算不能完全进入瓶，中的氨气也应能完全反应，形成氯化铵，石蕊溶液进入b中，b中的nh4cl溶于石蕊溶液，若探究温度对nh4cl水解程度的影响时数据为：物理量实验序号v（溶液）/mlnh4cl质量(g)温度（）ph1100mt1y2100mt2z 若探究浓度对nh4cl水解程度的影响时数据为：物理量实验序号v（溶液）/mlnh4cl质量(g)温度（）ph1100m1ty2100m2tz 如果ph 为y，那么c(h+)=10-ymol/l，物质的量为10-ymol/l0.1l=10-y-1mol，那么水解的nh4cl的物质的量也为10-y-1mol，质量为10-y-1mol53.5g/mol=10-y5.35g，则nh4cl水解反应得平衡转化率为:( 10-y5.35)/m。【考点定位】本题主要考查了气体的制取、收集、尾气处理，将氨气和氯化氢反应的现象和喷泉实验的原理、盐类水解等结合到一起进行考查；还考察了通过控制变量进行探究的实验。【名师点睛】气体制取装置有多种，主要包括：固固、固液、液液几种组合，还要看反应要不要加热，再选则对应的装置；气体收集主要有排液法和排空气法，用排液法时气体在液体中的溶解度要小，用排空气法时就看怎样能把空气排走。进行实验探究时先要明确探究的目的，确定探究的方向，探究时要清楚哪些条件要控制不变的，要改变哪些条件，再根据实验用品设计实验方案，比如这道题，探究的是温度或浓度对nh4cl水解程度的影响，那么改变的条件就是温度或浓度，其它条件要控制一样，最后根据实验的数据得出结论，有的时候还要对一些意外现象进行讨论。3【2015新课标卷理综化学】（14分）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其k1=5.4102，k2=5.4105。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(h2c2o42h2o)无色，熔点为101，易溶于水，受热脱水、升华，170以上分解。回答下列问题：（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置c中可观察到的现象是_，由此可知草酸晶体分解的产物中有_。装置b的主要作用是_。（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有co，为进行验证，选用甲组实验中的装置a、b和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为a、b、_。装置h反应管中盛有的物质是_。能证明草酸晶体分解产物中有co的现象是_。（3）设计实验证明：草酸的酸性比碳酸的强_。草酸为二元酸_。【答案】（1）有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊；co2；冷凝（水蒸气、草酸等），避免草酸进入装置c反应生成沉淀，干扰co2的检验。（2） f、d、g、h、d、i； cuo（氧化铜）；h中的粉末有黑色变为红色，其后的d中的石灰水变浑浊；（3） 向盛有少量nahco3溶液的试管中滴加草酸溶液，有气泡产生。用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液，消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍（2） 问考查实验原理和物质性质综合应用能力。由装置a、b出来的气体含有co2、co，容易想到用灼热氧化铜来氧化co，进而检验其产物co2。但要注意到原产物中有co2，故要设计除去co2和验证co2除尽的环节。最终确认连接顺序f（除co2）、d（验证co2被除尽）、g（干燥，这是气体进入加热装置的常规要求）、h（氧化co）、d（验证h中生成的co2来证明co的存在）、i（尾气处理）；h中要装cuo（氧化铜）；（3）问考查实验设计能力，证明“草酸的酸性比碳酸强”这个命题很常规。设计一个常量浓度的溶液混合，产生气泡即可。题中不给试剂浓度的话，浓度大小可不强调。碳酸盐也可以是na2co3，但最好不用caco3（题目开始部分又暗示cac2o4难溶）。证明“草酸是二元酸”这个难一点，要用到中和滴定。用一元强碱naoh中和，根据酸碱完全反应时的物质的量之比来作判断，这是草酸是二元酸的最可靠的证据。【考点定位】co、co2的性质；化学实验基本知识；化学实验知识的简单应用。难度为较难等级【名师点晴】相信每个考生看到这道高考题的第一感都是：题目情景绝对的新颖！ 这个实验是我没有做过的！其实破题的关键是要分析出草酸分解的产物，那个反应（h2c2o42h2o = co2co3 h2o ）高中化学里并不常见，我们要学会从题文中捕捉信息来猜想关键产物（co2来自澄清石灰水的联想，co来自第二小问），进而用氧化还原反应原理（化合价升降）来验证。知道发生装置中产生的气体是co2、co、h2o(g)、少量草酸蒸气（由“受热脱水、升华”这句联想），后续的实验分析和设计大家基本就会了，一道刚刚谋面的新题就变成你的常规题了。可以看出：对你所研究体系的成分进行仔细分析，是好多难题的突破良方。4【2014年高考安徽卷第28题】(14分) 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0（2）编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了 腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了 (“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是 。 （3）该小组对图2中0t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二： ；（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有h2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：【答案】（1） 2.0碳粉质量的影响（2）吸氧腐蚀 还原反应 2h2o+o2+4e=4oh （或4h+o2+4e-=2h2o）（3）反应放热，温度升高（4）实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）药品用量和操作同编号实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）通入氩气排净瓶内空气；滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验fe2+等）。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。或者将锥形瓶中反应后的溶液过滤滤液中滴加几滴kscn溶液，再滴入几滴新制氯水若加kscn溶液不变红，滴入氯水后溶液变红，则证明假设一正确；若加kscn溶液不变红，滴入氯水后溶液也不变红，则证明假设一错误（本题属于开放性试题，合理答案均给分）【命题意图】本题主要是考查实验设计与探究，侧重是探究影响铁的电化学腐蚀。该题综合性强，考查了学生对化学实验基本操作的掌握，对常见仪器或试剂的主要用途和使用方法的掌握情况。考查了应用所学知识进行必要的分析、类推或计算一些具体的化学问题的能力。高考化学试题中对考生设计简单实验能力的考查赋予较多的关注，它要求学生能够通过题给实验情境中适当迁移，准确把化学实验基础知识和基本操作技能运用到某些类似的实验中去，解决一些原理和操作较简单的问题。5【2014年高考广东卷第33题】（17分）h2o2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。（1）某小组拟在同浓度fe3+的催化下，探究h2o2浓度对h2o2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% h2o2、0.1moll-1fe2(so4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器写出本实验h2o2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：_设计实验方案：在不同h2o2浓度下，测定 _（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。设计实验装置，完成图20的装置示意图。参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。 物理量实验序号v0.1moll-1fe2(so4)3/ml1a2a（2）利用图21（a）和21（b）中的信息，按图21（c）装置（连能的a、b瓶中已充有no2气体）进行实验。可观察到b瓶中气体颜色比a瓶中的_（填“深”或“浅”），其原因是_。【答案】（1）生成相同体积的氧气所需的时间测定反应时间h2o2的体积(ml)0.1moll-1fe2(so4)3的体积（ml）加入蒸馏水的体积（ml）生成o2的体积(ml)反应时间（min）实验1bacd实验2cabd（2）深；因为过氧化氢分解是放热反应，2no2(g)n2o4(g)也是放热反应，所以b瓶温度高于a瓶，温度升高，平衡逆向移动，二氧化氮浓度增大，颜色加深。（1）过氧化氢在硫酸铁作催化剂条件下分解生成水和氧气，过氧化氢既作氧化剂又作还原剂，化学方程式及电子转移方向和数目为反应速率是单位时间内物质浓度的改变量，所以测定不同浓度的过氧化氢对分解速率的影响，需测定相同时间内，产生氧气的体积的多少，或生成相同体积的氧气所需时间的多少；利用排水量气法，收集一定体积的o2，需要水槽、量筒、导气管，量筒内盛满水倒扣在水槽中，装置如图h2o2的体积(ml)0.1moll-1fe2(so4)3的体积（ml）加入蒸馏水的体积（ml）生成o2的体积(ml)反应时间（min）实验1bacd实验2cabd（2）由图a可知过氧化氢的分解反应是放热反应，由图b可知二氧化氮转化为四氧化二氮的反应也是放热反应，所以装置c中，右侧烧杯b瓶温度高于左侧烧杯a瓶，而温度升高，使平衡2no2(g)n2o4(g)逆向进行，二氧化氮浓度增大，b瓶的颜色比a瓶的颜色深。【命题意图】：本题以探究浓度对反应速率的影响，考查学生对简单实验的分析、设计能力，对常见仪器的用途的考查，准确把化学实验基础知识和基本操作技能运用到某些类似的定量实验中去，对氧化还原反应的分析，单线桥或双线桥表示电子转移，对图像的分析判断，化学平衡移动原理的应用，它充分体现了“源于教材又不拘泥于教材”的命题指导思想，在一定程度上考查了学生的创新思维能力。6（2013重庆卷）9（15分）某研究小组利用题9图装置探究温度对co还原fe2o3的影响(固定装置略)第9题图mgco3zn粉fe2o3无水cacl2澄清石灰水足量naoh溶液abcdef（1）mgco3的分解产物为 ，（2）装置c的作用是 ，处理尾气的方法为 ，（3）将研究小组分为两组，按题9图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置d加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。步骤操作甲组现象乙组现象1取黑色粉末加入稀盐酸溶解，无气泡溶解，有气泡2取步骤1中溶液，滴加k3fe(cn)6溶液蓝色沉淀蓝色沉淀3取步骤1中溶液，滴加kscn溶液变红无现象4向步骤3溶液中滴加新制氯水红色褪去先变红，后褪色乙组得到的黑色粉末是 ，甲组步骤1中反应的离子方程式为 ，乙组步骤4中，溶液变红的原因为 ；溶液褪色可能的原因及其验证方法为 ， 从实验安全考虑，题9图装置还可采取的改进措施是 ，【答案】（15分）（1）mgo、co2 （2）除co2，点燃（3）fefe3o4+8h+=2fe3+fe2+4h2ofe2+被氧化为fe3+，fe3+遇scn显红色；假设scn被cl2氧化，向溶液中加入kscn溶液，若出现红色，则假设成立（其它合理答案均可得分）在装置bc之间添加装置e防倒吸（其它合理答案均可得分）【解析】本题考查实验装置、实验方法、实验现象、产物的判断以及方程式的书写。7（2013安徽卷）28（14分）某酸性工业废水中含有k2cr2o7。光照下，草酸（h2c2o4）能将其中的cr2o转化为cr3+。某课题组研究发现，少量铁明矾al2fe(so4)424h2o即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：（1）在25c下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始ph和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。实验编号初始ph废水样品体积ml草酸溶液体积ml蒸馏水体积ml46010305601030560测得实验和溶液中的cr2o浓度随时间变化关系如图所示。（2）上述反应后草酸被氧化为 （填化学式）。（3）实验和的结果表明 ；实验中0t1时间段反应速率v（cr3+）= moll-1min-1 (用代数式表示)。（4）该课题组队铁明矾al2fe(so4)424h2o中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：fe2+起催化作用；假设二： ；假设三： ；（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有k2so4、feso4、al2fe(so4)424h2o、al2(so4)3等，溶液中cr2o的浓度可用仪器测定。）实验方案（不要求写具体操作过程）预期实验结果和结论【答案】（1） 20 20（2）co2（3）ph越大，反应的速率越慢 （4）al3+起催化作用； so起催化作用（5）实验方案（不要求写具体操作过程）预期实验结果和结论用等物质的量的代替实验中的铁明矾，控制其他反应条件与相同，进行对比实验反应进行相同时间后，若溶液中c(cr2o)大于实验中的c(cr2o)，则假设一成立；若量溶液的c(cr2o)相同，则假设一不成立。（其他答案合理即可）【考点定位】考查化学实验探究基本能力和化学反应基本原理。(本题属于开放性试题。)8（2013北京卷）28（15分）某学生对so2与漂粉精的反应进行实验探究：操作现象取4g漂粉精固体，加入100ml水部分固体溶解，溶液略有颜色过滤，测漂粉精溶液的phph试纸先变蓝（约为12），后褪色i. 液面上方出现白雾；ii. 稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；iii. 稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去（1）c12和ca（oh）2制取漂粉精的化学方程是 。（2）ph试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。（3）向水中持续通入so2，未观察到白雾。推测现象i的白雾由hc1小液滴形成，进行如下实验：a用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；b用酸化的agno3溶液检验白雾，产生白色沉淀。 实验a目的是 。由实验a、b不能判断白雾中含有hc1，理由是 。 （4）现象ii中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和c1-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是 。（5）将a瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀x向沉淀x中加入稀hc1，无明显变化。取上层清液，加入bac12溶液，产生白色沉淀。则沉淀x中含有的物质是 。 用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因： 。 【答案】（1）2cl22ca(oh)2 =ca(clo)2cacl22h2o。（2）漂白性。（3）检验氯气。so2也能和酸化的硝酸银生成白沉。 （4）要证明现象ii中黄绿色为溶液酸性的增强引起的，可以在原溶液中滴加稀硫酸，观察溶液的颜色变化即可。（5）caso4。cl2so22h2o=2cl-4h+ so42-。 【解析】本题以非金属化合物的性质为载体考查综合实验。（1）考查氯气与石灰乳的反应，基础方程式2cl22ca(oh)2 =ca(clo)2cacl22h2o（2）漂粉精中clo-水解显碱性、同时具有漂白性（3）用湿润的淀粉碘化钾试纸可以检验氯气，不能说明白雾为hcl的原因为：so2也能和酸化的硝酸银生成白沉（4）要证明现象ii中黄绿色为溶液酸性的增强引起的，可以在原溶液中滴加稀硫酸，观察溶液的颜色变化即可（5）x为caso4 黄色褪去的方程式也为基础方程式cl2so22h2o=2cl-4h