高考化学二轮复习 第一部分 专题6 学案16 综合实验探究课件.ppt

学案16 综合实验探究 专题6化学实验 1 了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法 2 能对常见的物质进行检验 分离和提纯 3 能根据实验要求 完成相关实验探究 1 设计 评价或优化实验方案 2 了解控制实验条件的方法 3 描述及分析实验现象 收集及处理相关数据 得出合理结论 4 识别和绘制典型的实验仪器装置图 最新考纲展示 基础回扣 题型1实验室制备物质与性质探究 题型2实验室制备有机物与基本操作 题型3组成成分探究及测定 题型5实验方案的设计与评价 题型4反应原理的探究 基础回扣 1 据下图所示的实验装置回答问题 1 实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气应选用的发生装置是 收集装置为 2 实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是 收集装置为 a e c d 3 实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气 氨气的密度比空气的小 极易溶于水 推断 实验室制取氨气应选用的发生装置为 收集装置为 用c装置可以快速制取氨气 所用试剂是 4 实验室用浓盐酸与mno2制氯气时 应选用的发生装置是 收集装置可用 5 用c装置也可以制取cl2 锥形瓶中的固体物质是 填化学式 a f 浓氨水和 naoh固体 或生石灰 碱石灰 b d或e kmno4 2 写出下列在生产 生活应用中气体的产生原理 用化学方程式表示 1 潜水艇和消毒呼吸面具中产生o2 2 泡沫灭火器用于灭火时产生co2 3 制备消毒气cl2 用kmno4代替mno2 2na2o2 2co2 2na2co3 o2 2na2o2 2h2o 4naoh o2 al2 so4 3 6nahco3 3na2so4 2al oh 3 6co2 2kmno4 16hcl 浓 2kcl 2mncl2 5cl2 8h2o 3 设计实验证明酸性 ch3cooh h2co3 h2sio3 利用反应 2ch3cooh na2co3 2ch3coona h2o co2 na2sio3 h2o co2 na2co3 h2sio3 即向na2co3溶液中加入醋酸 有大量气泡 co2 产生 证明醋酸酸性强于碳酸 将co2气体通入na2sio3溶液 有白色沉淀生成 证明碳酸的酸性强于硅酸 题型1实验室制备物质与性质探究 真题回顾 2014 福建理综 25 1 2 3 4 5 焦亚硫酸钠 na2s2o5 是常用的食品抗氧化剂之一 某研究小组进行如下实验 实验一焦亚硫酸钠的制取采用右图装置 实验前已除尽装置内的空气 制取na2s2o5 装置 中有na2s2o5晶体析出 发生的反应为na2so3 so2 na2s2o5 1 装置 中产生气体的化学方程式为 2 要从装置 中获得已析出的晶体 可采取的分离方法是 3 装置 用于处理尾气 可选用的最合理装置 夹持仪器已略去 为 填序号 实验二焦亚硫酸钠的性质na2s2o5溶于水即生成nahso3 4 证明nahso3溶液中hso的电离程度大于水解程度 可采用的实验方法是 填序号 a 测定溶液的phb 加入ba oh 2溶液c 加入盐酸d 加入品红溶液e 用蓝色石蕊试纸检测 5 检验na2s2o5晶体在空气中已被氧化的实验方案是 解析 1 装置 中发生的是实验室制备so2的反应 采用的原理是强酸制备弱酸 故化学方程式为na2so3 h2so4 浓 na2so4 so2 h2o 2 将焦亚硫酸钠晶体从溶液中分离出来应该采取过滤的方法 3 实验产生的尾气主要是so2气体 a装置是密闭的环境 so2通不进去 b装置中食盐水吸收so2的效果不如d好 且易引起倒吸 c装置浓h2so4不吸收so2 so2是一种酸性氧化物 因此用naoh溶液吸收最好 且d装置还不易引起倒吸 答案 1 na2so3 h2so4 浓 na2so4 so2 h2o 或na2so3 2h2so4 浓 2nahso4 so2 h2o 2 过滤 3 d 4 ae 5 取少量na2s2o5晶体于试管中 加适量水溶解 滴加足量盐酸 振荡 再滴入氯化钡溶液 有白色沉淀生成 得分技巧 有关气体制备及连续装置的综合考查问题的解决方案 1 明确实验目的 2 选择气体发生装置和净化装置 一般 先除杂 后除水 加热装置放末尾 3 性质实验 主要通过明显的现象论证某气体的酸碱性 氧化性 还原性等其它特殊性质 注意 装置中的空气是否对性质实验有影响 上一个性质实验是否对下一个实验有影响 题型1实验室制备物质与性质探究 4 若探究影响性质的因素 首先应确定变量 其次是 定多变一 即其它因素不变 只改变一种因素 看这种因素与探究的问题存在怎样的关系 5 注意装置最后尾气的处理方法 常见的尾气处理方法 吸收法 收集法 点燃法 对点模拟 1 某化学小组在实验室中利用caso4 nh3 co2制备 nh4 2so4 工艺流程如下 题型1实验室制备物质与性质探究 回答下列问题 1 操作 的名称 操作 需要用到的仪器有铁架台 带铁圈 酒精灯 玻璃棒和 2 所得母液显酸性的原因用离子方程式表示为 检验该溶液含有铵根离子的方法是 3 下列装置能用于实验室制氨气的是 填序号 选择氨气的制取装置后 再选用下列装置收集干燥的氨气 并制取硫酸铵溶液 连接的顺序 用接口序号字母表示 是 a接 4 该小组还通过实验研究氨气的性质 利用下图所示装置探究nh3能否被no2氧化 k1 k2为止水夹 夹持固定装置略去 e装置中制取no2反应的离子方程式是 a中发生反应的化学方程式为 若nh3能被no2氧化全部生成无毒物质 预期观察到c装置中的现象是 若此反应转移电子0 4mol 则消耗标准状况下的no2 l 实验过程中 未能观察到c装置中的预期现象 该小组同学从反应原理的角度分析了原因 认为可能是 no2氧化性较弱 不能将nh3氧化 在此条件下 nh3的转化率极低 此实验装置存在一个明显的缺陷是 解析 1 从流程上 明显看出操作 是固液分离 因而是过滤 操作 是先蒸发浓缩 冷却结晶 再过滤 2 母液是 nh4 2so4的饱和溶液 溶液呈酸性的原因是nh水解 3 甲中nh4hco3分解产生的nh3 co2 h2o中的co2和水被碱石灰吸收 可制nh3 乙中试管口应稍向下倾斜 丙中nh4cl分解产生的nh3和hcl在试管口附近又重新化合成nh4cl 不能产生nh3 丁由于naoh固体吸水 放热使浓氨水分解产生氨气 注意题目要求收集干燥的氨气 必须用碱石灰干燥 收集氨气应 短进长出 最后尾气处理时还要防倒吸 4 no2是红棕色气体被nh3还原为无毒物质 只能是n2 可写出反应的化学方程式 6no2 8nh3 7n2 12h2o no2中的氮从 4价变为0价 转移0 4mole 需no20 1mol 解释c中现象的原因时 要留意问题要求是从 反应原理 的角度分析 一般应从以下三个方面 有没有反应的可能性 从平衡的角度 即转化率 从速率的角度 答案 1 过滤蒸发皿 漏斗 烧杯 2 nh h2onh3 h2o h 取少量溶液于试管中 加入浓naoh溶液 加热 在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验 若变蓝 则证明含有nh 3 甲丁degfcbh 4 cu 4h 2no cu2 2no2 2h2o2nh4cl ca oh 2cacl2 2nh3 2h2o红棕色消失2 24反应速率慢无尾气处理装置 2 硫化氢 h2s 是一种无色剧毒有臭鸡蛋气味的气体 蛋白质腐败和某些生命活动中均可以产生硫化氢 在工农业生产及科研活动中有重要的用途 资料 h2s可溶于水 其水溶液叫氢硫酸 是一种二元弱酸 fes是一种不溶于水的黑褐色块状固体 能溶于盐酸或稀硫酸生成h2s 1 某化学实验小组设计了制取少量h2s并验证其性质的实验 如下图所示 b中盛放cuso4溶液 c中放有湿润的蓝色石蕊试纸 d中盛放fecl3溶液 请回答下列问题 装置a中仪器a的名称是 写出装置a中发生反应的离子方程式 b中有黑色沉淀产生 b中发生反应的化学方程式为 工业上利用该反应检验cu2 的存在 并使用h2s作为除去废水中某些重金属离子的沉淀剂 d中只有浅黄色沉淀产生 且溶液变浅绿色 写出发生反应的离子方程式 检验溶液中的fe3 已经反应完全的操作过程 2 下图是实验室制取气体的常用反应装置 现在该小组在实验室中要用硫化亚铁和稀硫酸制备较大量的h2s气体 可选择装置 有同学选择了乙 请指出采用乙装置制取硫化氢气体的主要缺点 3 为进一步探究 2价硫的化合物与 4价硫的化合物发生反应的条件 该小组同学又设计了下列实验 根据上述实验 可以得出结论 在 条件下 4价硫的化合物可以氧化 2价硫的化合物 已知 电离平衡常数 h2ska1 1 3 10 7 ka2 7 1 10 15h2so3ka1 1 7 10 2 ka2 5 6 10 8将so2气体通入h2s水溶液中直至过量 下列表示溶液ph随so2气体体积变化关系示意图正确的是 填序号 解析 1 由于cus的溶解度很小 不溶于水和强酸 因而h2s能与cuso4溶液反应 浅黄色沉淀只能是s 溶液变浅绿色 说明fe3 被还原为fe2 3 依据电离平衡常数可知h2so3的酸性强 由于2h2s so2 3s 2h2o 开始一段时间ph应升高 反应完全后 so2溶于水生成亚硫酸 ph逐渐下降 最终应比原h2s水溶液的ph小 只有c符合 答案 1 长颈漏斗fes 2h fe2 h2s cuso4 h2s cus h2so4 2fe3 h2s 2fe2 s 2h 取少量溶液置于试管中 滴加2 3滴kscn溶液 若不变血红色 说明fe3 已反应完全 2 丁无法做到随开随用 随关随停 浪费药品 污染环境 3 酸性 c 题型2实验室制备有机物与基本操作 真题回顾 2014 新课标全国卷 26 乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一 具有香蕉的香味 实验室制备乙酸异戊酯的反应 装置示意图和有关数据如下 实验步骤 在a中加入4 4g异戊醇 6 0g乙酸 数滴浓硫酸和2 3片碎瓷片 开始缓慢加热a 回流50min 反应液冷至室温后倒入分液漏斗中 分别用少量水 饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤 分出的产物加入少量无水mgso4固体 静置片刻 过滤除去mgso4固体 进行蒸馏纯化 收集140 143 馏分 得乙酸异戊酯3 9g 回答下列问题 1 仪器b的名称是 2 在洗涤操作中 第一次水洗的主要目的是 第二次水洗的主要目的是 3 在洗涤 分液操作中 应充分振荡 然后静置 待分层后 填标号 a 直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出b 直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出 c 先将水层从分液漏斗的下口放出 再将乙酸异戊酯从下口放出d 先将水层从分液漏斗的下口放出 再将乙酸异戊酯从上口倒出 4 本实验中加入过量乙酸的目的是 5 实验中加入少量无水mgso4的目的是 6 在蒸馏操作中 仪器选择及安装都正确的是 填标号 7 本实验的产率是 填标号 a 30 b 40 c 60 d 90 8 在进行蒸馏操作时 若从130 开始收集馏分 会使实验的产率偏 填 高 或 低 其原因是 解析 1 仪器b是球形冷凝管 起冷凝回流作用 2 第一次水洗 主要洗去大部分硫酸和醋酸 第二次水洗除去nahco3杂质 3 乙酸异戊酯的密度小于水 在水层上方 分液时先将水层从分液漏斗的下口放出 再将乙酸异戊酯从上口倒出 4 该反应为可逆反应 加入过量乙酸 能够提高异戊醇的转化率 5 加入无水mgso4固体的目的是除去混合物中的少量水分 6 蒸馏操作中 需要测定馏分的温度 所以温度计水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处 b和c中温度计位置均正确 但c中的冷凝装置为球形冷凝管 它一般用作反应装置 主要用于冷凝回流 使反应更彻底 故只有b项正确 7 据h2o可知 4 4g异戊醇完全反应消耗3 0g乙酸 故乙酸有剩余 生成乙酸异戊酯的理论产量为6 5g 故该反应的产率为 100 60 8 异戊醇的沸点为131 蒸馏时 若从130 开始收集馏分 将会有一部分未反应的异戊醇被蒸出 使产率偏高 答案 1 球形冷凝管 2 洗掉大部分硫酸和醋酸洗掉碳酸氢钠 3 d 4 提高醇的转化率 5 干燥 6 b 7 c 8 高会收集少量未反应的异戊醇 得分技巧 涉及有机物制取的综合实验 重点考察物质分离中的蒸馏 分液操作 反应条件的控制 产率的计算等问题 1 熟悉有机物制取中的典型装置图 反应装置 题型2实验室制备有机物与基本操作 蒸馏装置 2 条件控制 试剂加入顺序 温度控制 主要考虑副反应 改变反应速率和平衡移动 3 产率计算公式 产率 100 对点模拟 1 苯甲酸甲酯是一种重要的香料 其合成装置为 题型2实验室制备有机物与基本操作 反应物和产物的部分性质如下表所示 实验步骤如下 步骤一 在干燥的圆底烧瓶 如图甲 中加入12 20g苯甲酸和12 10ml甲醇 边缓缓摇动边加入3ml浓硫酸 再加上几粒固体x 装上冷凝管 加热 步骤二 取下图甲所示冷凝管 在烧瓶上安装图乙所示的装置 利用热水浴加热烧瓶 一段时间后 冷却 将烧瓶中溶液倒入分液漏斗中 先用水洗涤 再用浓碳酸钠溶液洗涤即得粗苯甲酸甲酯 步骤三 将苯甲酸甲酯重新加入图乙所示装置中 加热 收集一定温度下的馏分 即得纯净的苯甲酸甲酯 质量为8 84g 回答下列问题 1 步骤一中固体x的作用是防止暴沸 x的名称是 2 图甲装置中冷凝管的作用是 3 图乙装置中仪器a的名称是 仪器d的名称是 4 步骤二中热水浴的目的是 在分液漏斗中用水洗涤的目的是 用碳酸钠洗涤的目的是 5 步骤三中收集的馏分温度范围为 填正确答案标号 a 63 66 b 197 198 c 248 250 d 250 6 本实验中 苯甲酸甲酯的产率为 解析 1 由 防止暴沸 的作用可知x为沸石 2 图甲中的冷凝管为竖直状态 所起作用是使反应物和产物回流 提高原料利用率 减少产物挥发 3 由装置乙中仪器的作用与装置特点可知a b c d分别为烧瓶 温度计 冷凝管 锥形瓶 4 由表格中给出的反应物和产物的沸点可知甲醇的沸点较低 用蒸馏的办法可除去产品中的大多数甲醇 甲醇易溶于水 所以水洗涤除去的是甲醇 苯甲酸与碳酸钠反应生成可溶性的苯甲酸钠 5 产品精制蒸馏收集的是苯甲酸甲酯 由表格中的沸点数据可知应该收集198 的馏分 故选项b正确 6 甲醇过量 理论上生成的苯甲酸甲酯为12 20g 122g mol 1 136g mol 1 13 6g 故产率为 100 65 答案 1 沸石 2 冷凝回流 提高原料利用率 3 圆底烧瓶锥形瓶 4 除去产品中的甲醇除去残留的甲醇除去苯甲酸 5 b 6 65 2 2014 大纲全国卷 29 苯乙酸铜是合成优良催化剂 传感材料 纳米氧化铜的重要前驱体之一 下面是它的一种实验室合成路线 制备苯乙酸的装置示意图如右 加热和夹持装置等略 已知 苯乙酸的熔点为76 5 微溶于冷水 溶于乙醇 回答下列问题 1 在250ml三口瓶a中加入70ml70 硫酸 配制此硫酸时 加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是 2 将a中的溶液加热至100 缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中 然后升温至130 继续反应 在装置中 仪器b的作用是 仪器c的名称是 其作用是 反应结束后加适量冷水 再分离出苯乙酸粗品 加入冷水的目的是 下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是 填标号 a 分液漏斗b 漏斗c 烧杯d 直形冷凝管e 玻璃棒 3 提纯粗苯乙酸的方法是 最终得到44g纯品 则苯乙酸的产率是 4 用cucl2 2h2o和naoh溶液制备适量cu oh 2沉淀 并多次用蒸馏水洗涤沉淀 判断沉淀洗干净的实验操作和现象是 5 将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中 充分溶解后 加入cu oh 2搅拌30min 过滤 滤液静置一段时间 析出苯乙酸铜晶体 混合溶剂中乙醇的作用是 解析 1 稀释浓硫酸时应向适量蒸馏水中缓缓加入浓硫酸 防止暴沸 2 从苯乙酸的制备原理可知仪器b的作用是滴加苯乙腈 从冷凝管的结构特征可判断出c为球形冷凝管 其作用是冷凝回流 根据已知信息可知苯乙酸微溶于冷水 加入冷水使其溶解度减小 便于苯乙酸析出 苯乙酸的熔点为76 5 析出的苯乙酸应为固体 分离不溶性固体与液体的常用方法为过滤 所需仪器为漏斗 烧杯 玻璃棒 铁架台等 4 在制备cu oh 2沉淀的同时还有可溶性nacl生成 故判断沉淀洗干净的方法就是检验最后一次洗涤液中是否还含有cl 5 根据 苯乙酸微溶于冷水 溶于乙醇 故乙醇与水的混合溶剂中的乙醇能增大苯乙酸的溶解度 便于充分反应 答案 1 先加水 再加入浓硫酸 2 滴加苯乙腈球形冷凝管回流 或使汽化的反应液冷凝 便于苯乙酸析出bce 3 重结晶95 4 取少量洗涤液 加入稀硝酸 再加agno3溶液 无白色浑浊出现 5 增大苯乙酸溶解度 便于充分反应 3 实验室用下列仪器 以乙醇 浓硫酸和溴为原料制备1 2 二溴乙烷 已知1 2 二溴乙烷熔点为9 c2h5ohch2 ch2 h2o 2c2h5ohc2h5 o c2h5 h2o 乙醚 1 如果气体流向为从左到右 正确的连接顺序是 短接口或橡皮管均已略去 b经a 插入a中 d接a a 接 接 接 接 2 装置a中反应器的名称为 仪器d的名称为 河沙的作用为 3 写出仪器c的两个作用 4 温度计水银球的正确位置是 5 反应管e中加入少量水及把反应管e置于盛有冷水的小烧杯中是因为 6 若产物中有少量未反应的br2 最好用 填正确选项前的字母 洗涤除去 a 饱和亚硫酸氢钠溶液b 氢氧化钠溶液c 碘化钠溶液d 乙醇 7 产品中可能会有的有机杂质是 可用 方法除去 解析 1 1 2 二溴乙烷熔点低 易阻塞导管 c装置应加在生成1 2 二溴乙烷之前 若e中1 2 二溴乙烷凝固阻塞导管 c中直导管液面上升 则立即停止实验 在制取的ch2 ch2气体中可能含有so2气体 需先除去 4 温度计是用来测定反应液温度的 因而要插入液面以下 但不能接触瓶底 5 由于液溴易挥发 常用水液封 6 1 2 二溴乙烷能与naoh反应 b不可用 c会生成i2溶在1 2 二溴乙烷中 d中乙醇与1 2 二溴乙烷互溶 7 在制取乙烯时 乙醇分子间脱水会生成乙醚 答案 1 cfeg 2 三颈烧瓶恒压分液漏斗防暴沸 3 安全瓶防倒吸 防止气体通道被阻塞而发生危险 4 应插入液面以下 不接触瓶底 5 溴易挥发 可以减少溴因挥发造成的损失 6 a 7 乙醚蒸馏 题型3组成成分探究及测定 真题回顾 2014 北京理综 27 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形式存在 a中反应 3fes 5o21 3 2 将气体a通入测硫装置中 如右图 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zmlnaoh溶液 若消耗1mlnaoh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 含有铁 碳 硫 在高温下与o2反应 除生成co2 so2外 还有剩余的o2 故气体a中含有co2 so2 o2 该反应中 s元素由 2价被氧化为 4价 即生成so2 再结合元素守恒及元素的化合价升降总数相等 配平该反应方程式 3fes 5o2fe3o4 3so2 2 h2o2具有强氧化性 so2具有强还原性 二者发生氧化还原反应生成h2so4 化学方程式为h2o2 so2 h2so4 消耗1mlnaoh溶液相当于硫的质量为yg 则消耗zmlnaoh溶液相当于硫的质量为yzg 那么钢样中硫的质量分数为 3 装置b中活性mno2将so2氧化 装置c中k2cr2o7 浓h2so4具有强氧化性 用于吸收气体a中的so2 防止so2进入co2吸收瓶 影响实验结果 实验中应测定实验前后co2吸收瓶的质量变化 从而确定co2的质量 继而求出钢样中碳的质量分数 2 h2o2 so2 h2so4 3 排除so2对co2测定的干扰 co2吸收瓶吸收co2前 后的质量 答案 1 so2 co2 o2 fe3o4so2 得分技巧 定量实验解答过程中 五大 注意问题常见的定量测定实验包括混合物成分的测定 物质纯度的测定等 该类试题常涉及物质的称量 物质的分离与提纯 中和滴定等实验操作 实验过程中或问题解答中要特别注意以下五个问题 1 气体体积的测量是考查的重点和难点 对于气体体积的测量读数时要特别注意消除 压强差 和读数误差 如保持液面相平 还要注意视线与凹液面最低处相平 题型3组成成分探究及测定 2 测定实验中还要注意消除干扰气体的影响 如可利用 惰性 气体 指与反应中涉及到的物质不发生反应的气体 将装置中的干扰气体排出等 3 使被测量气体全部被测量 如可采取反应结束后继续向装置中通入惰性气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收 4 测定固体物质的质量一般要注意以下几个小问题 被称量的固体是否纯净 如果是沉淀 是否洗涤 干燥 对特殊药品应在何种容器中称量 如易潮解的naoh要在小烧杯中称量 而不能放在纸上称量 等 5 操作失误的误差分析 仪器使用不规范的误差分析等 特别是对精密仪器的使用 如容量瓶 滴定管等 此外 需要特别说明的是在滴定实验中的锥形瓶和在一定物质的量浓度溶液配制实验中的容量瓶只要洁净即可 不必要干燥 对点模拟 1 有难溶于水的粉末状固体样品 可能含al fe2o3 cu2o sio2 fe3o4中的一种或几种 研究小组通过实验确定样品的成分 查阅资料知 cu2o 2h cu cu2 h2o 部分氢氧化物在溶液中沉淀的ph见下表 题型3组成成分探究及测定 注 金属离子的起始浓度为0 1mol l 1 实验步骤 取一定量样品于烧杯中 加足量naoh溶液 有气体产生 过滤得固体a和无色溶液b 向b中加入稀硫酸 出现白色沉淀 继续滴加稀硫酸至过量 白色沉淀完全溶解 向a中加入足量稀硫酸并微热 固体完全溶解 得溶液c 向c中加入naclo 调节溶液的ph至4 5 产生红褐色沉淀 过滤得到蓝绿色溶液d 向d中加入naoh 调节溶液的ph到7 8 产生蓝色絮状沉淀 请回答下列问题 1 中产生气体的离子方程式为 2 由 知 原样品中一定不存在的物质是 3 溶液c中除h cu2 外一定还含有的阳离子是 为验证溶液c中存在该阳离子 可选用的试剂及对应的现象是 4 中加naclo的目的是 5 由上述实验可以获得结论 原样品所有可能的成分组合为 用化学式表示 任写两种即可 解析 能与naoh反应产生气体的只有al 加入稀硫酸产生白色沉淀 且能完全溶解 白色沉淀是al oh 3 不含h2sio3 说明原混合物中一定没有sio2 中的现象说明 所得溶液c中含有cu2 原物质中一定有cu2o 但cu2o与稀硫酸反应有固体铜生成 要使溶液中的固体完全溶解 必然还会有产生fe3 的物质 因而fe2o3和fe3o4至少有一种 溶液c中除含h cu2 fe2 外还可能含有fe3 因而检验fe2 要用酸性kmno4溶液 注意 此处不能选kscn和氯水 答案 1 2al 2oh 2h2o 2alo 3h2 2 sio2 3 fe2 向酸性kmno4溶液中滴加待测液 酸性kmno4溶液褪色 或向待测液中滴加k3 fe cn 6 溶液 出现蓝色沉淀 4 将fe2 氧化成fe3 增大溶液的ph使fe3 生成fe oh 3沉淀 5 组合1 al fe2o3 cu2o组合2 al cu2o fe3o4组合3 al fe2o3 cu2o fe3o4 2 实验室用下列方法测定某水样中o2的含量 1 实验原理用如图所示装置 使溶解在水中的o2在碱性条件下将mn2 氧化成mno oh 2 反应的离子方程式为 再用i 将生成的mno oh 2还原为mn2 反应的离子方程式为mno oh 2 2i 4h mn2 i2 3h2o 然后用na2s2o3标准溶液滴定生成的i2 反应的化学方程式为i2 2na2s2o3 2nai na2s4o6 2 实验步骤 打开止水夹a和b 从a处向装置内鼓入过量n2 此操作的目的是 用注射器抽取某水样20 00ml从a处注入锥形瓶 再分别从a处注入含mmolnaoh溶液及过量的mnso4溶液 完成上述操作后 关闭a b 将锥形瓶中溶液充分振荡 打开止水夹a b 分别从a处注入足量nai溶液及含nmolh2so4的硫酸溶液 重复 的操作 取下锥形瓶 向其中加入2 3滴 作指示剂 用0 005mol l 1na2s2o3滴定至终点 3 数据分析 若滴定过程中消耗的na2s2o3标准溶液体积为3 90ml 则此水样中氧 o2 的含量为 单位 mg l 1 若未用na2s2o3标准溶液润洗滴定管 则测得水样中o2的含量将 填 偏大 偏小 或 不变 实验要求加入适量的h2so4使溶液接近中性 其原因是 解析 3 根据得失电子守恒 结合已知方程式可得关系式 o2 2mno oh 2 2i2 4na2s2o3故水样中o2的含量为 7 8mg l 1 答案 1 2mn2 o2 4oh 2mno oh 2 2 赶走装置内的空气 避免空气中o2的干扰 淀粉溶液 3 7 8mg l 1 偏大 若碱过量 则mno oh 2不能全部转变为mn2 而酸过量时 滴定过程中na2s2o3可与酸反应 3 为测定某碳酸氢钠样品的纯度 含有少量氯化钠 实验小组同学提出下列实验方案 甲方案 沉淀法乙方案 重量法丙方案 气体体积法丁方案 滴定法 已知 每个方案均称取m1g样品 继而进行下列判断和实验 实验过程中需持续缓缓通入空气 其作用除了可搅拌b c中的反应物外 还有 c中反应生成baco3的化学方程式是 1 甲方案用下图装置进行实验 下列各项措施中 不能提高测定准确度的是 a 在加入盐酸之前 应排尽装置内的co2气体b 滴加盐酸不宜过快c 在a b之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d 在b c之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 2 乙方案用下图装置进行实验 a装置中naoh溶液的作用是 若直接向试样溶液中鼓入空气会导致实验测定结果 填 偏高 偏低 或 无影响 该方案需直接测定的物理量是 3 丙方案用如图装置进行实验 为了减小实验误差 量气管中加入的液体x为 溶液 使y形管中的硫酸溶液与试样反应的正确操作是将 转移到 中 反应完毕 每间隔1min读取气体体积 气体体积逐渐减小 直至不变 气体体积逐次减小的原因是 排除仪器和实验操作的影响因素 通过实验 测得该试样中碳酸氢钠质量分数偏低 产生这种现象的原因可能是 a 测定气体体积时未冷却至室温b 测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面c y形管中留有反应生成的气体d 气体进入量气管前未用浓硫酸干燥 4 丁方案为称取m1g样品 配成100ml溶液 取出20ml 用cmol l 1的标准hcl溶液滴定至终点 平行测定三次 有关实验数据记录如下表 则该试样中碳酸氢钠质量分数的计算式为 解析 1 在加入盐酸之前 应排尽装置内的co2气体 否则会影响测量结果 滴加盐酸不宜过快 以保证生成的co2完全被吸收 在a b之间不必增添盛有浓硫酸的洗气装置 因为整个装置中不需要干燥 水蒸气不会影响co2的吸收 在b c之间不必增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 因为c瓶中有足量ba oh 2 可以吸收co2中的hcl 而不影响co2的吸收 也不影响沉淀生成量 所以不需要除去co2中的hcl 选c d 2 本方案是通过碳酸氢钠与硫酸反应生成二氧化碳 再用碱石灰吸收二氧化碳 通过二氧化碳的质量求碳酸氢钠的质量分数 故应排除空气中二氧化碳的干扰 否则空气中的二氧化碳被吸收会导致测定结果偏高 需要直接测定的物理量是装置c反应前后的质量 其质量差即为二氧化碳的质量 3 二氧化碳能溶于水 用饱和碳酸氢钠溶液可以降低二氧化碳的溶解度 减小实验误差 使试样进入硫酸中让其发生反应 这样硫酸就可以充分反应 如果反过来 硫酸不可能全部转移到左边 反应完毕时 相同时间内则气体体积减少 又排除了仪器和实验操作的影响 只能从气体本身角度思考 联想到该反应是放热的 就可以想到气体冷却了 a项会使测定结果偏高 b项气体压强大于大气压 会使测定的体积偏小 导致碳酸氢钠的测定结果偏低 c项 原y形管内有空气 后留有反应产生的气体不影响实验结果 本题是用排饱和nahco3溶液测定气体体积 不需要干燥 d项无影响 选项b正确 4 根据化学方程式 nahco3 hcl nacl co2 h2o 可知反应消耗的盐酸与碳酸氢钠的物质的量相等 在滴定实验中 为了提高实验的准确度和可靠性 消除实验过程中的偶然误差 往往需进行平行实验 对平行实验所得的数据 必须进行合理的取舍 舍弃离群值 在去掉了离群值后 其他比较集中的数据在中学阶段一般用算术平均值的方法来对其进行统计 分析可知数据2为离群值 舍去 数据1和3的平均值为30 00ml 因此碳酸氢钠的质量分数为w nahco3 100 答案 1 把生成的co2全部排入c中 使之完全被ba oh 2溶液吸收 co2 ba oh 2 baco3 h2o cd 2 吸收空气中的co2酸性气体等偏高 装置c反应前后的质量 3 饱和碳酸氢钠 试样硫酸 反应放热 气体冷却过程中体积减小 b 4 100 题型4反应原理的探究 真题回顾 2014 安徽理综 28 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 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 填 氧化 或 还原 反应 其电极反应式是 3 该小组对图2中0 t1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 解析 1 本题采用 控制变量法 进行研究 即保持其他条件相同 只考虑其中一个因素对实验的影响 探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时 应保证碳粉和铁粉的质量与参照实验相同 因此实验 中铁粉为2 0g 对比实验 和 可知 铁粉的质量及醋酸的浓度相同 而碳粉的质量不同 显然探究的是碳粉的含量对铁的电化学腐蚀的影响 2 当铁发生析氢腐蚀时 由于生成h2 容器的压强不断增大 而发生吸氧腐蚀时 由于消耗o2 容器的压强不断减小 t2时容器的压强明显小于起始压强 说明铁发生了吸氧腐蚀 此时fe作负极 失去电子发生氧化反应 碳粉作正极 o2在其表面得到电子发生还原反应 电极反应式为o2 2h2o 4e 4oh 或4h o2 4e 2h2o 3 fe发生电化学腐蚀时 放出热量 使体系的温度升高 4 参照实验 中药品的用量及操作方法 更换多孔橡皮塞 增加进 出气导管 并通入稀有气体 排出空气 滴加醋酸溶液 同时测量瓶内压强的变化 温度变化等 确定猜想一是否成立 答案 1 2 0 碳粉含量的影响 2 吸氧还原2h2o o2 4e 4oh 或4h o2 4e 2h2o 3 反应放热 温度升高 4 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 本题属于开放性试题 答案合理即可 得分技巧 化学反应原理探究题易错的 4 个问题 1 评价实验过程中忽视反应条件设置与控制 回答问题时遗漏某一限制条件 易造成想当然或默认某些条件等错误 2 实验探究中易将待探究的结果当成已知内容进行设计 造成明确的探究指向 3 实验探究过程中提出的假设不够完整 遗漏某种情况 有时也会在方案设计中遗漏某一种可能 造成方案不完整 或非此即彼的情况 4 实验设计思路中从已知数据中找不到合理的规律 无法将综合实验解答完整 题型4反应原理的探究 对点模拟 1 某同学清洗银镜实验后试管内壁上的银并探究其中的反应原理 进行下列实验 1 用稀硝酸可以清洗试管内壁上的银 反应的化学方程式为 2 为消除 1 中所产生的污染问题 改为如下实验 题型4反应原理的探究 该同学由现象推测h2o2将ag氧化为ag 但通过实验排除了这种可能性 他的操作及现象是 取实验 所得液体于试管中 经查阅资料 发现 实验 中银镜溶解后经一系列反应 最后产物为ag 但是因为颗粒很小 直径在1 100nm间 分散在液体中 肉眼无法识别 该同学设计实验 证实了a中存在直径在1 100nm间的颗粒 他的操作及现象是 写出实验 的化学方程式 3 进一步探究银的化合物在h2o2分解反应中的作用 进行如下实验 实验 的目的是 根据实验 的现象提出假设 假设1 ag2o在h2o2分解反应中作氧化剂 假设2 ag2o在h2o2分解反应中作催化剂 若假设1成立 请写出该反应的化学方程式 结合所给试剂 请设计一个简单的实验证明假设1 并将表格填写完整 可选试剂 1mol l 1盐酸 0 1mol l 1氨水 1mol l 1naoh溶液 答案 1 3ag 4hno3 3agno3 no 2h2o 2 加入稀盐酸 或nacl溶液 后振荡 没有产生白色沉淀 用一束光照射液体a 产生丁达尔现象 2h2o2o2 2h2o 3 证明ag 对h2o2分解反应无作用 h2o2 ag2o 2ag o2 h2o 步骤和操作 加入足量0 1mol l 1氨水现象及结论 若固体仍有剩余 则假设1成立 若固体完全溶解 则假设1不成立 2 铝及铝合金经过阳极氧化 铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜 某研究性学习小组对铝表面氧化膜的保护作用展开了研究 他们查阅有关资料得知 尽管铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质 如空气 水等 隔绝 对铝制品起到保护作用 但铝制容器仍不能长期盛放或腌制咸菜 该小组同学设计了一个实验以探究其中的原因 他们的实验过程如下所示 1 你认为实验1 2中盐酸和硫酸的浓度分别为1 0mol l 1 0 5mol l 1的原因是 2 根据该实验现象 你认为铝制容器不能长期盛放或腌制咸菜的原因是 解析对比1 3实验可知h 的浓度影响氧化膜的溶解 4实验说明氧化膜的溶解与so无关 两种酸采用不同的浓度是为了保持h 的浓度相同 腌制咸菜时会产生酸 同时有氯离子存在 会使铝的氧化膜溶解 从而引入al3 影响人的身体健康 答案 1 保持两溶液中h 的浓度相同 对比cl 和so对实验产生的不同影响 2 腌制咸菜加入食盐带入的cl 和腌制过程中产生的酸会腐蚀铝质容器表面的氧化膜 破坏容器 也引入al3 影响人的身体健康 3 某实验小组的同学在获得了如下资料的情况下 利用下面的装置来探究二氧化氮与碳酸氢钠溶液反应的产物及反应的机理 资料 亚硝酸是一种弱酸 酸性较碳酸酸性强 亚硝酸不稳定 很易分解 3hno2 hno3 2no h2o 实验步骤如下 检查装置气密性 在u形管中盛满蒸馏水 从b处通入二氧化氮气体 在u形管的b处得到无色气体 打开分液漏斗活塞 使少量气体进入分液漏斗 在分液漏斗中看到有红棕色气体 在u形管中盛满饱和碳酸氢钠溶液 从b处通入二氧化氮气体 在u形管的b处也得到无色气体 打开分液漏斗活塞 使少量气体进入分液漏斗 在分液漏斗中却看不到红棕色气体 将 中b处无色气体通过导管b通入足量澄清石灰水中有白色沉淀生成 将u形管中盛满氢氧化钠溶液 从b处通入二氧化氮时在b处得不到任何气体 请回答下列各题 1 检查装置气密性的方法为 2 在 中b处得到的无色气体是 用两个化学方程式表示二氧化氮与水反应的化学反应机理 3 在 中b处得到的无色气体 单一纯净 是 只得到该无色气体的原因是 4 取出 中得到的溶液 加入足量稀盐酸 预测可观察到的现象 5 写出 中发生反应的化学方程式 解析解答该题的关键是能及时迁移应用资料卡中的信息 结合已掌握的氮及其化合物的性质 合理解释每步实验现象 带有长颈漏斗的装置检查气密性 一般都采用 液差法 首先应注意密封一端 说明no2与水反应生成no 印证3no2 h2o 2hno3 no的存在 说明no2与nahco3溶液反应 气体产物只有co2 没有no 从而否定no2co2的常规认识 再根据资料卡中的信息 预测可能是no2与水反应生成hno3和hno2 生成的hno2立即与nahco3反应生成了稳定的nano2 不能分解产生no 更进一步验证了上述推测的正确性 答案 1 关闭分液漏斗的活塞 夹紧止水夹b 从长颈漏斗加水 长颈漏斗中形成一段稳定的水柱 证明气密性良好 2 no2no2 h2o hno2 hno3 3hno2 hno3 2no h2o 3 co2no2与水反应生成hno2和hno3 二者的酸性都比碳酸的酸性强 因而与nahco3反应生成co2 4 产生无色气体 在空气中变为红棕色 5 2no2 2naoh nano3 nano2 h2o 题型5实验方案的设计与评价 真题回顾 2014 四川理综 9 硫代硫酸钠是一种重要的化工产品 某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体 na2s2o3 5h2o 查阅资料 1 na2s2o3 5h2o是无色透明晶体 易溶于水 其稀溶液与bacl2溶液混合无沉淀生成 2 向na2co3和na2s混合溶液中通入so2可制得na2s2o3 所得产品常含有少量na2so3和na2so4 3 na2so3易被氧化 baso3难溶于水 可溶于稀hcl 制备产品 实验装置如图所示 省略夹持装置 实验步骤 1 检查装置气密性 按图示加入试剂 仪器a的名称是 e中的试剂是 选填下列字母编号 a 稀h2so4b naoh溶液c 饱和nahso3溶液 2 先向c中烧瓶加入na2s和na2co3混合溶液 再向a中烧瓶滴加浓h2so4 3 待na2s和na2co3完全消耗后 结束反应 过滤c中混合物 滤液经 填写操作名称 结晶 过滤 洗涤 干燥 得到产品 探究与反思 1 为验证产品中含有na2so3和na2so4 该小组设计了以下实验方案 请将方案补充完整 所需试剂从稀hno3 稀h2so4 稀hcl 蒸馏水中选择 取适量产品配成稀溶液 滴加足量bacl2溶液 有白色沉淀生成 若沉淀未完全溶解 并有刺激性气味的气体产生 则可确定产品中含有na2so3和na2so4 2 为减少装置c中生成na2so4的量 在不改变原有装置的基础上对实验步骤 2 进行了改进 改进后的操作是 3 na2s2o3 5h2o的溶解度随温度升高显著增大 所得产品通过 方法提纯 解析 1 仪器a有活塞 故a为分液漏斗 在a装置中产生污染环境的气体so2 故e装置用于处理未反应的so2 在给定的三种溶液中 只有naoh溶液能吸收so2 3 从溶液中得到晶体的操作包括蒸发 结晶 过滤 洗涤 干燥这五步 1 根据 中 3 可知baso3可溶于hcl 而baso4难溶于hcl 则在配制的稀溶液中加入bacl2溶液后 将生成的沉淀过滤 洗涤后 向沉淀中加入hcl 沉淀未完全溶解 说明溶液中含有so 沉淀溶解的部分生成了刺激性气味的气体为so2 则沉淀中含有baso3 故原溶液中含有so 2 由 3 可知na2so3易被氧化 故装置中的氧气能将na2so3氧化 为了减少na2so4的生成量 应先将装置中的空气排尽 可先用a装置中生成的so2将装置中的空气排尽 3 因为硫代硫酸钠的溶解度随温度升高而显著增大 故可采用重结晶法将其提纯 答案 1 分液漏斗b 3 蒸发 1 过滤 用蒸馏水洗涤沉淀 向沉淀中加入足量稀hcl 2 先向a中烧瓶滴加浓h2so4 产生的气体将装置中空气排尽后 再向c中烧瓶加入na2s和na2co3混合溶液 3 重结晶 规律方法 1 实验设计思维模型 题型5实验方案的设计与评价 2 解答评价型化学实验题的一般思维流程一般通过读题即可明确实验目的 弄清题目有哪些新的信息 综合已学过的知识 通过类比 迁移 分析 从而明确实验原理 对于检验型或性质型实验要注意 操作简单性 现象明显性 的要求 对于制备型实验要注意 产率要高 纯度要高 的要求 对点模拟 1 某化学兴趣小组对加碘食盐中碘酸钾进行研究 1 学生甲设计实验测出加碘食盐中碘元素的含量 步骤如下 a 称取wg加碘盐 加适量蒸馏水溶解 b 用稀硫酸酸化 再加入过量ki溶液 c 以淀粉为指示剂 用物质的量浓度为1 00 10 3mol l 1的na2s2o3标准溶液滴定 已知 io 5i 6h 3i2 3h2o i2 2s2o 2i s4o 题型5实验方案的设计与评价 滴定时na2s2o3溶液应放在 填 酸式滴定管 或 碱式滴定管 滴定至终点时消耗na2s2o3溶液20 00ml 其终点颜色变化为 加碘食盐样品中的碘元素含量是 mg kg 1 以含w的代数式表示 2 学生乙对纯净的nacl 不含kio3 进行了下列实验 请推测实验 中产生蓝色现象的可能原因 根据学生乙的实验结果 请对学生甲的实验结果作出简要评价 3 工业上通常用电解ki溶液的方法来制备碘酸钾 电解过程中请你帮助学生丙设计实验来判断电解是否完全 仪器不限 可选的试剂 淀粉溶液 h2o2溶液 稀硫酸 2 乙同学通过空白实验发现ki溶液在酸性条件下不加氧化剂kio3也会被空气中的o2氧化成i2 因此甲同学在测定碘元素含量的时候滴加ki过量很显然会造成i2过多 导致结果偏大 3 若电解完全 则溶液中不含i 因此只要利用信息中给出的 io 5i 6h 3i2 3h2o 取溶液使其