31第三十一单元化学实验方案的设计与评价 （共100张PPT）

1实验方案的设计(1)基本原则科学性：实验的原理、操作顺序、操作方法等科学合理。可行性：原理可行，选用的药品、仪器、设备及实验方法能够满足现行的条件的要求。简约性：装置或方法简单，步骤少、节约药品，短时间能完成，符合绿色化学的要求。安全性：避免使用有毒药品或危险性的实验操作，有毒气体的尾气处理。(2)基本思路,知识梳理,考点一性质探究性实验的设计,图10311,(4)实验方案设计的流程,(3)实验设计的步骤明确实验目的、实验原理；选择药品和仪器；设计装置步骤，实施实验操作；记录实验现象、实验数据；分析得出结论。,2化学实验方案的评价(1)化学实验评价的内容(2)化学实验评价的5个方面可行性方面a分析实验方案是否科学可行；b实验操作是否安全合理；c实验步骤是否简单方便；d实验效果是否明显。,绿色化学方面a实验过程中是否造成环境污染；b原料是否无毒、安全、易得；c原料利用率及反应速率是否较高。安全性方面a净化、吸收气体，当熄灭酒精灯及左边有挥发性液体加热，气压不恒定时(如乙酸乙酯的制备)要防止液体倒吸；b进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)；,c防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；d污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；e防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)。从规范性方面a冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；b易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；c仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；d其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。e最佳方案的选择,几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。从评价的主要针对点来看，实验综合题可分为装置评价型和原理评价型两类。a实验装置的评价对比各方案装置，从装置的合理性、操作的简便可行等方面进行全面分析，优选最佳装置。b实验原理的评价紧扣实验目的，对各方案的原理综合考虑，从原理是否科学正确、是否节省原料、涉及的操作是否简便易行、是否误差较小等方面进行全面分析，设计或优选出最佳方案。,题组训练,题组一性质探究性实验的判断,1下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是(),答案D,解析应先加入KSCN溶液，无现象，再加入少量氯水，若溶液变成血红色，可说明含有Fe2，A错误；氢氧化钠溶液过量，不能证明溶度积大小，应加入足量氯化镁溶液完全生成氢氧化镁沉淀后再加入氯化铁溶液，能生成红褐色沉淀，则可证明，B错误；铁片投入浓硫酸后，没有明显变化，是由于铁与浓硫酸发生了钝化反应，在铁表面生成一层致密的氧化膜而阻碍反应的继续进行，并不是不反应，C错误；向盛有碘水的试管中加入CCl4后充分振荡、静置，发生萃取，碘溶解在四氯化碳中且在下层，液体分层后，上层基本无色，下层为紫红色，故D正确。,2.2015全国卷用如图10312所示装置进行下列实验：将中溶液滴入中，预测的现象与实际相符的是(),图10312,答案D,解析稀盐酸先和中的NaOH反应，然后再与Na2CO3反应，不会立即产生气体，A项错误；Al片遇到浓HNO3表面钝化，不会产生气体，B项错误；AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，开始时NaOH溶液过量，不会出现白色沉淀，随着不断反应，后来出现白色沉淀，C项错误；草酸溶液具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，使KMnO4溶液褪色，D项正确。,题组二性质探究性实验的解读与改进,12016北京卷以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。,图10313,步骤二：_(按上图形式呈现)。b假设成立的实验证据是_。(4)根据实验，亚硫酸盐的性质有_。盐溶液间反应的多样性与_有关。,图10314,答案(1)2AgSO32-=Ag2SO3(2)析出红色固体a.HCl和BaCl2溶液b在I的作用下，Cu2转化为白色沉淀CuI，SO32-转化为SO42-(3)Al3、OHbV1明显大于V2(4)亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件,规律小结猜想型实验题的思维流程,2某同学欲在实验室中对Fe3与I的反应进行探究，实现Fe2与Fe3的相互转化。(1)该同学最初的实验操作和现象如表所示：实验的现象为_。写出FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为_。(2)该同学分析了导致实验现象的可能原因，并对实验方案进行了改进。改进后的实验操作和现象如表所示：,根据实验，该同学认为Fe3有可能与I发生氧化还原反应，请结合实验现象用简明的文字说明他得出上述结论的理由：_。(3)该同学认为需要进一步设计实验，证明根据实验中现象得出的结论。请补全表中的实验方案：,(4)上述实验结果表明，Fe3有可能与I发生氧化还原反应。进一步查阅资料知，参加反应的Fe3与I的物质的量相同。该同学结合上述实验结论，分析了实验中加入KSCN后溶液变血红色的原因，认为Fe3与I反应的离子方程式应写为_。,答案(1)滴加KSCN溶液后无明显变化，加入氯水后溶液变成血红色2Fe2Cl2=2Fe32Cl(2)溶液变成黄色，推测生成了I2(其他合理答案也可)（3）(其他合理答案也可)(4)2Fe32I2Fe2I2,解析(1)Fe2和SCN不反应，加入新制氯水发生反应Cl22Fe2=2Cl2Fe3，Fe3和SCN反应生成血红色溶液。(2)I2溶解在水中呈黄色(因浓度较小)，所以可能Fe3把I氧化成I2。(3)因为Fe3把I氧化成I2，I2遇淀粉变蓝，在CCl4中呈紫色，生成的Fe2与铁氰化钾溶液反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀。(4)当把Fe3和I等物质的量反应后，加入KSCN溶液后仍变血红色，说明该反应为可逆反应，即2Fe32I2Fe2I2。,规律小结解答物质性质探究题的流程(1)第一步明确实验干什么：审题干及设问，明确实验目的；(2)第二步题干信息有什么：审题干明确物质的特性及其他有效信息；(3)第三步思考实验原理是什么：根据目的、题干信息及已有知识，设想探究、验证物质性质的实验原理；(4)第四步问什么：细审试题设问，斟酌命题意图，确定答题方向；(5)第五步规范解答：结合第三步、第四步，用学科语言、化学用语有针对性的回答问题。,考点二组成探究性的设计,题组训练,题组一气体的制备,12016福建厦门质检为测定石灰石样品中碳酸钙(含SiO2杂质)的含量。现利用如图10316所示装置进行实验，充分反应后，测定装置C中生成的BaCO3沉淀的质量。下列说法正确的是(),图10316,答案C,解析装置A的作用是吸收空气中的二氧化碳，故装置A中试剂应为NaOH溶液，A错误；在BC之间增添除去氯化氢气体的装置，可用水溶液，但不能用饱和NaHCO3溶液，否则会产生CO2气体，干扰实验，B错误；装置C中增加的质量除CO2之外，还有水蒸气，D错误。,A装置A中试剂应为浓硫酸B在BC之间应增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置，以除去氯化氢气体C为了测得C中生成的沉淀的质量，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作D只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，也可以确定碳酸钙的质量分数,22015浙江卷某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。实验(一)碘含量的测定取0.0100molL1的AgNO3标准溶液装入滴定管，取100.00mL海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势(E)反映溶液中c(I)的变化，部分数据如下表：,图10317,实验(二)碘的制取另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：,图10318,已知：3I26NaOH=5NaINaIO33H2O。请回答：(1)实验(一)中的仪器名称：仪器A_，仪器B_。(2)根据表中数据绘制滴定曲线：,图10319,该次滴定终点时用去AgNO3溶液的体积为_mL，计算得海带中碘的百分含量为_%。(3)分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为_。步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是_。下列有关步骤Y的说法，正确的是_。A应控制NaOH溶液的浓度和体积B将碘转化成离子进入水层C主要是除去海带浸取原液中的有机杂质DNaOH溶液可以由乙醇代替实验(二)中操作Z的名称是_。(4)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是_。,答案(1)坩埚500mL容量瓶(2)20.000.635(3)向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水液体分上下两层，下层呈紫红色AB过滤(4)由于碘易升华，会导致碘的损失,规律小结实验数据统计与整理的一般方法(1)数据的表格化根据实验原理确定应记录的项目：所测的物理量。注意数据的有效数字及单位和必要的注解。设计好的表格要便于数据的查找、比较，便于数据的计算和进一步处理，便于反映数据间的关系。,表格型数据解读要点在于通过审题，获取有用信息，然后对表格中数据进行比较分析，依据物质的性质、变化规律进行解答。(2)数据的图像化图像化是用直线图或曲线图对化学实验结果进行处理的一种简明化形式，适用于一个量的变化引起另一个量的变化的情况。图像化的最大特点是直观、明了。直角坐标系图像数据的解读要点在于解题时要求首先清楚自变量和因变量到底是什么，注意理解起点、终点、转折点的含义，然后根据所学知识分析概念、图像、数值三者之间的关系。,32016云南统考黄铁矿石的主要成分为FeS2和少量FeS(假设其他杂质中不含Fe、S元素，且高温下不发生化学变化)，它是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学兴趣小组对该黄铁矿石进行如下实验探究。将m1g该黄铁矿石的样品放入如图103110装置(夹持和加热装置略)的石英管中，,图103110,从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧黄铁矿样品至反应完全。其反应的化学方程式为4FeS211O22Fe2O38SO24FeS7O22Fe2O34SO2,实验一测定硫元素的含量反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如图103111所示处理：(1)鼓入空气的作用是_。(2)反应结束后乙瓶中的溶液加入足量H2O2溶液的目的是_(用化学方程式表示)。H2O2可以看作是一种很弱的酸，写出其电离方程式：_。(3)该黄铁矿石中硫元素的质量分数为_(列出表达式即可)。,图103111,实验二测定铁元素的含量(4)中，若用铁粉作还原剂，则所测得的铁元素的含量_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(5)中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有_。(6)某同学一共进行了四次滴定实验，实验结果记录如表：,图103112,根据所给数据，计算该稀释液中Fe2的物质的量浓度c(Fe2)_。,42016山东日照二模醋酸亚铬晶体是一种氧气吸收剂，化学式为Cr(CH3COO)222H2O，不溶于冷水，易溶于盐酸。由于Cr2易被氧气氧化，制备醋酸亚铬时，需在封闭体系中用锌作还原剂，先将Cr3还原为Cr2，再与醋酸钠溶液作用制得，其总反应为2Cr3Zn4CH3COO2H2O=Cr(CH3COO)222H2OZn2。请回答下列问题：,图103113,(1)实验中用恒压滴液漏斗，相比普通分液漏斗，显著的优点是_。(2)实验开始前，必需进行的实验操作是_；实验开始时，打开恒压滴液漏斗的旋塞，让盐酸滴入装置2中，打开A，关闭B，目的是_，反应一段时间后，保持盐酸持续滴下，关闭A，打开B，目的是_。,实验所用的CrCl3溶液的物质的量浓度为_。滴定过程中所用的指示剂是_。下列操作导致实验结果偏低的是_。a移取CrCl3溶液的滴定管，水洗后未用CrCl3溶液润洗b盛硫代硫酸钠溶液的滴定管滴定前有气泡，滴定后无气泡c量取CrCl3溶液时先俯视后仰视d滴定终点时，盛硫代硫酸钠溶液的滴定管尖嘴外挂有一滴液珠未滴落,答案(1)平衡压强，使液体顺利滴下(2)检验装置气密性盐酸与锌反应产生的氢气将装置中的空气排出，形成还原性氛围，防止Cr2被氧化让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应(3)75%(4)0.08mol/L淀粉溶液ac,水洗后未用CrCl3溶液润洗，CrCl3溶液被稀释，消耗硫代硫酸钠溶液的体积偏小，测定浓度偏小，a符合；气泡体积计算在消耗硫代硫酸钠溶液体积之内，测定浓度偏大，b不符合；量取CrCl3溶液时先俯视，液面在读数下方，读数偏小，后仰视，液面在读数上方，读数偏大，则CrCl3溶液体积偏大，测定其浓度偏小，c符合；外挂有一滴液珠未滴落，已计算在消耗硫代硫酸钠溶液体积内，测定浓度偏大，d不符合。,规律小结实验数据筛选与处理策略对实验数据筛选的一般方法和思路为“五看”：一看数据是否符合测量仪器的精确度，如用托盘天平测得的质量的精确度为0.1g，若精确度值超过了这个范围，说明所得数据无效；二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；三看反应是否完全，是否是不足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应用；四看所得数据的测量环境是否一致，特别是气体体积，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算；五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要舍去。,题组二热重定量分析型实验,根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH)n(CO)(写出计算过程)。,图103114,解析(1)碱式碳酸铝镁分解后生成Al2O3、MgO、CO2，这些物质都可起到阻燃作用。(2)根据化合物中各元素的化合价代数和为0，故2a3b(1)c(2)d0，即2a3bc2d。(3)利用标准状况下CO2的体积计算所含CO2的物质的量，从而求出CO2的质量；再结合图像，求出分解过程中生成H2O的质量，从而求出H2O的物质的量。解题时要特别注意：固体残留率在73.45%以前，结晶水已经全部失去，此时减少的质量为分解生成的CO2和H2O，固体分解可看成是镁铝的氢氧化物及其碳酸盐的分解，故分解生成1molH2O需要2molOH，分解生成1molCO2需要1molCO32-。,2图103115是1.00gMgC2O4nH2O晶体放在坩埚里从25缓慢加热至700分解时，所得固体产物的质量(m)随温度(t)变化的关系曲线。(已知该晶体100以上才会逐渐失去结晶水，并大约在230时完全失去结晶水)。试回答下列问题：(1)MgC2O4nH2O中n_。(2)通过计算确定C点固体物质的化学式：_。(要求写出推断过程),图103115,(3)通过计算确定从E点到F点过程中的化学方程式：_。(要求写出推断过程),规律小结热重定量分析法在程序控制温度下，测量物质的质量与温度或时间关系的方法。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。热重法的特点是定量性强，能够准确测量物质的质量变化，根据这一特点，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与变化。热重计算法：根据热重曲线上的失重量，由产物(即逸出物质)的量计算反应物(即试样组成)的量。,题组训练,考点三原理探究性实验的设计,题组一原理探究性实验的判断,12016河南郑州三模根据下列有关实验得出的结论一定正确的是(),答案C,解析Zn和硫酸铜反应生成Cu，甲中Cu、Zn和稀硫酸构成原电池而加快反应速率，但甲中生成氢气体积减少，A错误；H2O2能氧化亚铁离子，酸性条件下，硝酸根离子也能氧化亚铁离子，B错误；其他条件相同时，反应物的接触面积越大，反应速率越快，粉状的大理石表面积大于块状的大理石，C正确；硫化钠过量导致两种沉淀都产生，所以不能比较溶度积大小，D错误。,2.下列实验方案设计合理且能达到相应实验预期目的的是(),图103116,答案A,解析B中NO2溶于水生成NO，不能用排水法收集，错误；C中无法确定氧化性Br2I2，错误；D中吸收尾气的装置不对，会引起倒吸，导管不应伸进NaOH溶液液面下，可在导管口接一倒置的漏斗。,规律小结解决有关规律探究问题的实验设计，常用方法示例(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)物质的酸(碱)性强弱的判断。(3)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。,题组二原理探究性实验的设计与解读,图103117,(1)待实验溶液颜色不再改变时，再进行实验，目的是使实验的反应达到_。(2)iii是ii的对比试验，目的是排除ii中_造成的影响。(3)i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2向Fe3转化。用化学平衡移动原理解释原因：_。(4)根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中Fe2向Fe3转化的原因：外加Ag使c(I)降低，导致I的还原性弱于Fe2，用如图103118装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。K闭合时，指针向右偏转，b作_极。,图103118,当指针归零(反应达到平衡)后，向U形管左管中滴加0.01mol/LAgNO3溶液，产生的现象证实了其推测。该现象是_。,(5)按照(4)的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ii中Fe2向Fe3转化的原因。转化原因是_。与(4)实验对比，不同的操作是_。(6)实验中，还原性：IFe2；而实验中，还原性：Fe2I，将(3)和(4)、(5)作对比，得出的结论是_。,答案(1)化学平衡状态(2)溶液稀释对颜色变化(3)加入Ag发生反应：AgI=AgI，c(I)降低；或增大c(Fe2)，平衡均逆向移动(4)正左管产生黄色沉淀，指针向左偏转(5)Fe2随浓度增大，还原性增强，使Fe2还原性强于I向右管中加入1mol/LFeSO4溶液(6)该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向,解析(1)待实验溶液颜色不再改变时，再进行实验，目的是使实验的反应达到化学平衡状态。(2)根据实验iii和实验ii的对比可以看出是为了排除ii中水造成溶液中离子浓度改变的影响。(3)i.加入AgNO3溶液，Ag与I生成AgI黄色沉淀，I浓度降低，2Fe32I2Fe2I2平衡逆向移动；ii.加入FeSO4溶液，Fe2浓度增大，平衡逆向移动。(4)K闭合时，指针向右偏转，b极为Fe3得电子，作正极；当指针归零(反应达到平衡)后，向U形管左管滴加0.01mol/LAgNO3溶液，产生黄色沉淀，I浓度减小，2Fe32I2Fe2I2平衡左移，指针向左偏转。,22016贵州八校联盟第二次联考某研究性学习小组用如图103119装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。(1)在配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在_中，再加水稀释。(2)组装仪器按气流方向正确的连接顺序是a接_，_接_，_接_。(3)烧杯中倒置漏斗的作用是_。,图103119,(4)往FeCl3溶液中通入足量SO2时，观察到的现象为_。(5)根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应。写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式：_。请设计实验方案检验有Fe2生成：_。,该小组同学向盛装FeCl3试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO42-。该做法不合理，理由是_。,答案(1)浓盐酸(2)decbf(3)使气体充分吸收，防止溶液倒吸(4)溶液由棕黄色变为浅绿色(5)2Fe3SO22H2O=SO42-4H2Fe2取C中反应后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红(合理即可)硝酸可以将溶解的SO2氧化为H2SO4，干扰实验,解析(1)为抑制Fe3的水解，在配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在浓盐酸中，再加水稀释；(2)在题给装置中，A为SO2的发生装置，B为SO2尾气的吸收装置，C为SO2与FeCl3溶液的反应装置，D为防止倒吸的安全装置，按气流方向正确的连接顺序是a接d，e接c，b接f；(3)烧杯中倒置漏斗的作用是增大SO2和NaOH溶液的接触面积，使气体充分吸收，同时倒置漏斗的容积较大，可以防止溶液倒吸；(4)往FeCl3溶液中通入足量SO2时，观察到的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色；(5)SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式为2Fe3SO22H2O=SO42-4H2Fe2；检验有Fe2生成的实验操作为取C中反应后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红，说明有Fe2生成；向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，即使出现白色沉淀，也不能证明反应生成了SO42-，因为硝酸具有强氧化性，可将溶解的SO2氧化为H2SO4，同样也有白色沉淀BaSO4生成；正确的方法是选用盐酸酸化的BaCl2溶液作为检验SO42-的试剂。,3铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛，不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼高熔点的金属，如钒、铬、锰等。(1)某校化学兴趣小组同学，取磁性氧化铁按教材中的实验装置(如图103520甲)进行铝热反应，现象很壮观。取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。出现这种现象的原因，除了可能混有没反应完的磁性氧化铁外，还有一个原因是_。,图103120,(2)若证明上述所得“铁块”中含有金属铝，可选择_(填试剂名称)，所发生反应的离子方程式为_。(3)为克服图甲的缺陷改用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液没有出现血红色。为测定该实验所得“铁块”的成分，实验流程如图103121所示。,图103121,几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。试剂A应选择_，试剂B应选择_。(填字母)A稀盐酸B氧化铁CH2O2溶液D氨水EMgCO3固体已知常温下Fe(OH)3的Ksp1.11036，则反应后溶液中c(Fe3)_molL1。灼烧完全的标志是_。若最终红色粉末M的质量为12.0g，则该“铁块”的纯度是_。如果对所得过滤固体直接洗涤、烘干、称量，计算“铁块”的纯度，则计算结果会_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)，原因是_。,答案(1)熔融的铁被空气中的氧气氧化(2)氢氧化钠溶液2Al2OH2H2O=2AlO2-3H2(3)CD1.1106前后两次灼烧质量相差不大于0.1g84%偏小Fe(OH)3在烘干过程中会有部分发生分解反应，质量变小,4某研究小组同学为探究Fe3能否氧化SO2，设计了如下的实验装置(假设实验中所用装置的气密性良好)。(1)甲同学利用实线框内的装置制取SO2，并进行探究实验。装置B的作用是_。反应一段时间后，甲同学取出装置C中的少量溶液，向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成。由此得出结论：Fe3可以氧化SO2。,图103122,(2)乙同学认为甲同学的实验不严谨，用虚线框内的装置代替装置A，先让装置E内的试剂反应一段时间后，关闭活塞1，打开活塞2，又反应片刻后，取装置C中的少量溶液，向其中加入酸性KMnO4溶液，观察到KMnO4溶液紫红色褪去。由此得出结论：Fe3可氧化SO2，且可被SO2还原成Fe2。该实验制取H2时需用浓硫酸配制450mL3molL1的稀硫酸，所需的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需用到_。配制过程中若其他操作无误，但没有洗涤烧杯与玻璃棒，则所配制溶液的浓度会_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。在该实验过程中，H2所起的作用是_。,(3)丙同学认为甲、乙两位同学的实验均不严谨，为此利用乙同学的实验装置及操作重新进行实验。待装置F内的试剂反应一段时间后，取装置C中的少量溶液，向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，得出与甲同学相同的结论。甲同学实验不严谨的原因是_(填序号)。ASO2的溶解度太小BSO2与Fe3不发生反应CH2SO3与BaCl2溶液不反应D装置中的空气与SO2进入水中可生成H2SO4乙同学的实验结论不严谨的原因是_。,答案(1)防止倒吸(2)500mL容量瓶偏低排尽装置中的空气(3)DSO2也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,解析(1)装置B的作用是防止倒吸。(2)要配制450mL3molL1的稀硫酸，由于实验室中没有450mL的容量瓶，故应选用500mL的容量瓶；由于配制过程中未洗涤烧杯与玻璃棒，会造成溶质损失，导致所配溶液的浓度偏低。乙同学用H2排尽装置中的空气，防止发生反应2SO22H2OO2=2H2SO4。(3)乙同学设计用H2排尽装置中的空气来改进甲同学的实验，正是改进甲同学实验方案不严谨的地方，因为装置中的O2会把SO2溶于水生成的H2SO3氧化成H2SO4。丙同学改进了乙同学实验不够严谨的地方，Fe2能使酸性KMnO4溶液褪色，SO2也能使酸性KMnO4溶液褪色。,规律小结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。,12016四川卷根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是(),答案D,2.2015山东卷下列由实验现象得出的结论正确的是(),答案D,解析在AgCl悬浊液中加入NaI出现AgI沉淀，说明Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，A项错误；若溶液中有Fe3也会出现红色，证明溶液中含有Fe2应先加入KSCN溶液，无明显现象，再滴入氯水溶液呈红色可证明含Fe2，B项错误；向NaBr中滴入氯水发生反应：2BrCl2=Br22Cl，说明Br的还原性强于Cl，C项正确；NH4Cl受热分解为NH3和HCl，在试管口温度降低二者反应生成NH4Cl，并不是NH4Cl升华，D项错误。,3.2015广东高考(双选)下列实验操作、现象和结论均正确的是(),答案BC,解析加热NaHCO3固体会生成Na2CO3、CO2和H2O，试管内壁有水珠，固体Na2CO3受热不分解，A项错误；向稀的苯酚水溶液中滴加饱和溴水，苯酚与溴反应生成难溶于水的三溴苯酚白色沉淀，B项正确；向含I的无色溶液中滴加少量新制氯水，发生反应：Cl22I=2ClI2，淀粉遇碘变蓝，说明氧化性Cl2I2，C项正确；向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，H2O2溶液将Fe2氧化为Fe3，溶液变为血红色，体现Fe2的还原性，D项错误。,4.2016天津卷水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mgL1，我国地表水环境质量标准规定，生活饮用水源的DO不能低于5mgL1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。1测定原理：碱性条件下，O2将Mn2氧化为MnO(OH)2：2Mn2O24OH=2MnO(OH)2,图103523,酸性条件下，MnO(OH)2将I氧化为I2：MnO(OH)2IHMn2I2H2O(未配平)用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：2S2O32-I2=S4O62-2I,2测定步骤：a安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。b向烧瓶中加入200mL水样。c向烧瓶中依次迅速加入1mLMnSO4无氧溶液(过量)、2mL碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应完全。d搅拌并向烧瓶中加入2mLH2SO4无氧溶液，至反应完全，溶液为中性或弱酸性。e从烧瓶中取出40.00mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.01000molL1Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。fg处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。回答下列问题：,(1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为_。(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是_。滴定管注射器量筒(3)搅拌的作用是_。(4)配平反应的方程式，其化学计量数依次为_。(5)步骤f为_。(6)步骤e中达到滴定终点的标志为_。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，水样的DO_mgL1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标：_(填“是”或“否”)(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差，写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)_。,52015四川卷(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，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如图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。,ABCD图103524,实验1：连接装置ABCD，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/LNaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00mL。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/LNaOH溶液b用0.2000mol/LNaOH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ADB，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_。,解析(2)对滴定管的处理，先要查漏并清洗干净，然后用待装液润洗，赶气泡再调零，最后读数，故顺序为dbaec。(3)0.2000mol/LNaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00mL，故消耗的盐酸为0.2000mol/L0.02500L0.005mol，装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL，n(HCl)0.5000mol/L0.0700L0.035mol，因此B装置吸收的氨气为0.035mol0.005mol0.03mol。,1.2014福建卷焦亚硫酸钠(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如图装置(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Na2SO3SO2=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)检测Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是_。实验三葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定,(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下：(已知：滴定时反应的化学方程式为SO2I22H2O=H2SO42HI)按上述方案实验，消耗标准I2溶液25.00mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为_gL1。在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测定结果_(填“偏高”“偏低”或“不变”)。,答案(1)Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O(或Na2SO32H2SO4=2NaHSO4SO2H2O)(2)过滤(3)d(4)a、e(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(6)0.16偏低,(2)实验过程将16g纯Fe2O3置于已检验合格的装置中Ba(OH)2溶液足量，然后进行相关实验：还原Fe2O3的实验中，通入CO与点燃A处酒精灯的先后顺序是_。待A中固体由红色转变成黑色，B中出现浑浊一段时间后；他们即熄灭A处酒精灯，继续通入CO冷却至室温，这样操作的目的是_。,2对于Fe2O3与CO反应后的还原产物成分，某研究性学习小组的同学经思考后提出多种猜想。甲：只有铁乙：只有FeO丙：只有Fe3O4丁：铁、Fe3O4的混合物(1)为验证上述猜想，他们设计如图所示的装置先进行还原反应实验。,待A处温度恢复到室温时，他们取少量A中黑色固体，A同学用磁铁接近黑色固体；B同学再次称量装置B的质量。(3)实验结果分析与讨论若A同学的实验中固体全部被吸附到磁铁上，则猜想_不成立。若B同学经称量发现实验中装置B增加了10g，则可确定猜想_不成立。C同学认为猜想丙可能成立，于是他又进行如下实验：先取适量固体置于盛有足量盐酸的小烧杯中，观察产生的现象(记为a)，待烧杯中反应停止后再加入试剂X，观察产生的现象(记为b)，若C同学的判断是正确的，则X是_，相应的现象a为_