高二化学实验方案的设计和评价

化学实验方案的设计和评价考纲解读掌握化学实验的记录方法，根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。根据实验试题要求，运用化学知识设计一些基本实验。能绘制和识别典型的实验仪器装置图。化学实验的各部分知识与技能的综合应用。考纲通鉴考向指南在定量实验中，推断完成实验所要测定的数据及数据的处理计算等。根据实验原理组装仪器或对几套装置进行评价，设计简单的实验或在大型实验题中部分环节的设计。考查常见仪器的识别、回顾典型装置所包含的仪器等，绘制实验装置图。大型实验题常包含多个考点，可全面考查学生能力。要点精讲一、化学实验方案设计1化学实验设计的要求（1）原理正确；（2）方法简单；（3）操作方便；（4）现象明显；（5）产率高；（6）误差小；（7）安全防污。2化学实验设计的内容（1）实验目的；（2）实验原理；（3）实验用品；（4）实验装置图、实验步骤和操作方法；（5）注意事项；（6）实验现象、数据记录及结论；（7）问题和讨论。3化学实验设计程序（1）根据实验的目的，阐明实验原理，选择合适的仪器和药品；（2）根据实验的特点，设计实验装置，画出实验装置图；（3）根据实验的要求，设计可行的操作步骤和观察重点，分析实验中应注意的事项；（4）实验结束后应写出完整的实验报告。5实验设计题的注意事项（1）原题中药品和装置是部分给出，还是有剩余。若药品和装置只是部分给出，则需要作必要的补充，若有剩余，则应进行筛选和淘汰。（2）正确分析实验数据。实验中测定的数据能否达到实验目的，是否每个数据都有用。若已测出多种数据，则根据所测数据可以有哪些解答方法；如果数据不足，还需要什么数据才能完成实验目的。（3）题目条件有无特殊要求。如采用最简单和最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，须高度重视。（4）实验中的隐蔽性操作。如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但很容易被忽略。（5）药品名称和仪器的描述。有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最难答准确，如有些药品的准确描述为：无水硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和碳酸氢钠溶液、等。注意常见仪器的规格，如使用容量瓶必须注明其容积；正确书写仪器名称，如分液漏斗和长颈漏斗、圆底烧瓶和蒸馏烧瓶等不能混淆。解题警示解题时应注意认真审题，充分利用题目提供的用品和条件，特别是一些隐含的条件以及重要提示（如括号内的指导语、文字下的着重号等）。（6）会绘制简单的实验装置图。二、实验方案的评价对给出的实验方案作出选择、评价或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生的分析问题和解决问题的能力。（1）选择：包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置（几种基本类型）、净化装置（除杂质的试剂和顺序）、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择，包括种类、浓度、物质聚集状态等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。（2）评价：对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境又无污染等。解题警示实验评价问题是高考题经常考查的一类综合性实验试题，可以很好的考查学生分析问题和解决问题的能力。在比较几个实验方案及选择合理装置时，首先要明确实验原理和实验目的，体会各方案设计是否合理，确定不合理方案的原应。认真对比各方案、各装置的异同，重点分析其中的不同之处，体会在不同之处哪个方案、装置更合理有效。经过对不同之处逐一分析，选择各方案中的优点，重新组合可以得到最佳方案。（3）最佳方案的选择：所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得并价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。发散思维三、化学实验中的细节问题（1）干燥与除杂：若采用溶液除杂，则先净化后干燥。（2）尾气处理：有毒气体常采用溶液（或固体）吸收或点燃。（3）接口的连接：对于吸收装置和洗气装置应“长”进“短”出（或“深”入“浅”出）；量气装置应“短”进“长”出；干燥管应“大”进“小”出，冷凝管水流方向“下”进“上”出。（4）气体制备顺序：装置选择与连接气密性检验装固体药品加液体药品按程序实验拆卸仪器气体处理等。（5）加热操作：主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气再点燃酒精灯，其目的一是防止爆炸，如H2还原CuO，CO还原Fe2O3；二是保证产品纯度，如制Mg3N2、CuCl2等。熄灭酒精灯时，一般按“先点燃的后熄灭”原则，如在H2还原CuO实验中“氢气早出晚归，酒精灯迟到早退”。（6）取用或制取易吸水、潮解、水解的物质：要采取必要的措施防止其吸水，以保证达到实验目的。（7）冷凝回流：为减少易挥发的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（如竖直长玻璃管、冷凝管等）。（8）易挥发液体产物：导出的蒸气要及时冷却（如制取乙酸乙酯中的竖直长导管、石油分馏中的冷凝器等）。（9）仪器拆卸的科学性和安全性：从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑。（10）其他：如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等。解题警示一个大型实验题其实就是许多小实验的综合，因此解题时要把操作细节问题与实验情境紧密结合，不能出现违背科学或常理的解答。平时学习中要加强实践，增强实验操作经验，善于借鉴其他经验性知识。实验设计中不要忽略了杂质的干扰，尾气的处理等。典题分析【典题1】（2020年日照市二轮考试题）下列实验方案设计能达到预期目的的是A利用与水反应的速率比较钙和钠的金属活动性顺序B取加热至亮棕色的纤维素水解液少许，滴入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热有红色沉淀物生成，证明水解产物为葡萄糖C利用能否与乙醇发生酯化反应来鉴别乙酸和硝酸D利用FeCl3溶液鉴别苯酚溶液和甲酸溶液解析 本题主要考查了实验方案设计的原理以及实验中的注意事项。虽然金属活动性顺序CaNa，但两种金属与水反应时，由于Ca与水反应生成的Ca(OH)2微溶于水，附着在Ca的表面，阻止反应的进行，因此Na的反应更剧烈，A说法错误。纤维素水解时用浓硫酸做催化剂，加入的Cu(OH)2会溶于硫酸，加热时不能生成Cu2O红色沉淀，无法鉴别出是否含有葡萄糖，B说法错误。乙酸和硝酸均可与乙醇发生酯化反应，C说法错误。FeCl3溶液可与苯酚显紫色，与甲酸不反应，D说法正确。答案：D【典题2】（2020年天津市考试题）某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置，如下图所示。回答下列问题：（1）该实验的目的是_。（2）该实验的原理是_（用化学方程式表示）。（3）实验用品：实验仪器除铁架台（带铁夹）、储气瓶（两个）、直管活塞（K1、K2）、止水夹（K3）、橡皮管、橡皮塞以及若干玻璃管连件外，还有_，实验所用试剂为_。（4）实验步骤：按上图连接好仪器。扭开活塞K1和K2，一段时间后，关闭活塞K1、K2，主要现象为：_。关闭活塞K1和K2，打开止水夹K3，要使烧瓶中产生喷泉可采用的方法是_。（5）反应停止后，烧瓶内气体及液体（溶质）的成分可能为（用化学式表示）：_。解析：（1）题干中注明该装置是验证物质化学性质的装置，将此信息与图中物质相结合，可以确定实验目的为：验证NO易被O2氧化和NO2可与水反应的性质。（3）纵观整套装置，除题干所述的仪器外，还剩下的主要仪器有圆底烧瓶和烧杯，所有的试剂也可由图中读出。（4）从喷泉的原理出发寻找答案。由于连接烧瓶的竖直玻璃管中充满空气，因此烧瓶中的NO2气体不能与烧杯中的水接触，不能形成喷泉。只有利用热胀冷缩的性质，把导管中的空气吸入或排出，才能使NO2与水接触后发生反应，则气体体积减小，形成喷泉。要特别注意“打开K3”这一环节。（5）由于实验中通入圆底烧瓶中的O2量并不确定，根据反应：4NO2O22H2O4HNO3，若烧瓶中NO2与O2物质的量之比为4：1，则气体完全被吸收，得到HNO3溶液；若气体物质的量之比大于4：1，除上述反应外NO2过量，过量的NO2与水反应逸出气体NO，溶液为HNO3溶液；若物质的量之比小于4：1，则除得到HNO3外还有过量的O2。答案：（1）验证NO与O2反应，NO2与H2O反应（2）2NO+O2=2NO2，3NO2H2O2HNO3NO（3）圆底烧瓶、烧杯 NO、O2和H2O（4）试管内气体变红棕色 用手或热毛巾捂热圆底烧瓶（5）NO、HNO3；O2、HNO3；HNO3【典题3】（2020年济南市二轮试题）向溴水中加入足量乙醛溶液，可以看到溴水褪色。对产生该现象的原因有如下三种猜想：溴水与乙醛发生取代反应；由于乙醛分子中有不饱和键，溴水与乙醛发生加成反应；由于乙醛具有还原性，溴水将乙醛氧化为乙酸。为探究哪一种猜想正确，一研究学习小组提出了如下两种实验方案：方案一：检验褪色后溶液的酸碱性。方案二：测定反应前溴水中Br2的物质的量和反应后Br离子的物质的量。（1）方案一是否可行？ 。理由是 。（2）假设测得反应前溴水中Br2的物质的量为amol，若测得反应后n(Br) mol则说明溴水与乙醛发生取代反应，若测得反应后n(Br) mol则说明溴水与乙醛发生加成反应，若测得反应后n(Br) mol则说明溴水将乙醛氧化为乙酸。（3）按物质的量之比为1：5配制1000mL KBrO3KBr溶液，该溶液在酸性条件下可生成0.5mol Br2。取该溶液10mL，加入足量乙醛溶液使其褪色，然后将所得溶液稀释为100mL，准确量取其中10mL，加入过量AgNO3溶液，过滤，洗涤干燥后称量得固体0.188g。已知CH3COOAg易溶于水，试通过计算判断溴水与乙醛发生反应的类型为 （填序号）。解析：（1）溴与乙醛发生取代反应生成HBr，乙醛被溴水氧化生成乙酸和HBr，反应后的溶液均呈酸性，因此通过测定反应后溶液酸碱性无法判断和。（2）根据取代反应实质，Br2发生取代反应时，有一半生成HBr，一半进入有机物，而溶液中的Br来源于HBr的电离，因此n(Br)amol。Br2与乙醛发生加成反应，Br原子全部进入有机物，因此溶液中n(Br)0mol。Br2氧化乙醛，则Br原子全部被还原变为Br进入溶液，因此n(Br)2amol。（3）加入AgNO3溶液后生成的沉淀为AgBr，则n(Br)0.001mol。0.5mol Br2反应生成的Br物质的量为1mol。则1mol Br2反应生成2mol Br，因此为溴水将乙醛氧化为乙酸。答案：（1）不行 溴水与乙醛发生取代反应有HBr生成，乙醛被氧化生成乙酸和HBr，溶液均呈酸性（2）a；0；2a（3）【典题4】（2020年上海高考化学试题）某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL（已折算成标准状况）。由上述实验事实可知：（1）固体M中一定有的物质是_（填化学式），理由是_。其中一种物质的质量可以确定为_g(用代数式表示)。（2）B装置的名称是_。写出B装置中反应的离子方程式_。（3）C装置的作用是_，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是_。（4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是_，要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_。（5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是_aM中有未反应的铁和硫 b测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面 cA中留有反应生成的气体 d气体进入D装置前未用浓硫酸干燥解析：本题命题意图是考查考生对综合实验设计中“分析和处理实验数据，得出合理结论”的能力，题目设计巧妙，涉及知识点多，且定性与定量相结合，综合性大，有一定难度。（1）铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，应该包括生成物硫化亚铁及未完全参加反应的铁或硫。依据题给信息“B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL”，而FeS和Fe分别与稀硫酸反应生成H2S和H2，“C装置中溶液无变化”说明H2S完全被B中氢氧化钠溶液吸收，故量气管中的气体应必然是H2，从而肯定M中有铁和硫化亚铁，不难算出氢气质量。（2）明确了反应原理，容易得到B装置为洗气瓶。（3）C装置是为了证明H2S已完全被B装置吸收，如果没有B装置吸收H2S，则C装置中会发生反应：H2S+CuSO4CuS+H2SO4，生成黑色沉淀CuS。（4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是单质硫，要从反应混合物中分离出不溶物应使用过滤的方法。（5）在测量H2体积时，由于水准管的水面高于量气管的水面，则气体压强增大，H2体积减小；A中留有反应生成的气体，导致H2S气体不能全部被吸收，这都会使测得的M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和。答案：（1）FeS、Fe B装置增重、量气管有气体 V/11200（2）洗气瓶 2OHH2S2H2OS2（3）证明H2S已被完全吸收 黑色沉淀（4）硫 漏斗、玻璃棒 （5）b、c巩固训练基础闯关某同学想利用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO4离子的颜色，而不是K离子的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是A、将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少B、观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K无色C、在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K无反应D、在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫 B、该条件下H2被冷却为液态氢，液氢的水溶液具有还原性C、该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质 D、该条件下H2燃烧的产物中可能还有一定量的H2O23在下列实验中，能达到实验目的的是A、用石墨作电极，电解Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液，来比较铜和银的金属活动性B、用比较H2CO3和HClO的酸性强弱，来比较碳和氯的元素非金属性强弱C、用测定同浓度Na3PO4、Na3AsO4溶液的pH大小，来比较磷和砷的元素非金属性强弱D、用Fe3+与铜单质的反应来比较铁、铜两单质的金属活动性4为了检验某化合物中是否含有NH4+、SO42、Fe2+和结晶水，设计了下列操作步骤：取少量晶体加热，发现试管口处有液体，且该液体能使无水硫酸铜变蓝；另取少量晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSCN溶液，有红色出现；取少量溶液于试管，加入盐酸，没有现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成；取少量溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，微热有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时也有白色沉淀产生，该沉淀很快变成灰绿色沉淀。下列说一定正确的是A中的现象说明一定有Fe2+B为了检验SO42，可以将中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2C通过上述实验可确定该化合物的化学式为(NH4)2Fe(SO4)26H2OD中的沉淀长时间放置会变成红褐色沉淀5测定硫酸铜晶体CuSO4x H2O里的结晶水含量，造成x偏高的原因是A晶体完全变成白色粉末，继续加热出现黑色物质CuOB坩锅未干燥就称量C盛白色CuSO4粉末的坩锅置于空气中冷却后再称量D坩锅内壁附有受热不分解的惰性物质6用下图装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U型管的质量差，实验测得m(H)：m(O)1：8。下列对导致这一结果的原因的分析中，一定错误的是AI、装置之间缺少干燥装置操作结论甲火柴梗变黑者为浓硫酸乙加入金属铝片产生刺激性气味者为浓硫酸丙分别加入到盛水的试管中放热者为浓硫酸丁用玻璃棒蘸浓氨水靠近盛酸的瓶口冒白烟者为浓梳酸戊加到CuSO45H2O晶体中变白者为浓硫酸（1）其中可行的是 。（2）其中一个操作稍作改进就能成为可行的是 ，改进方法是 。（3）完全错误的是 ，因为 。（4）请给出另外两种鉴别方法操作根据现象做出结论AB11在实验室中拟用氧化铜、稀硫酸和锌来制取纯净的铜，甲、乙两位同学分别设计了如下实验方案。甲：（1）CuO溶于适量稀硫酸中；（2）在（1）的溶液中加入适量锌，充分反应后，过滤、烘干，即得纯净的铜。乙：（1）锌与稀硫酸反应得氢气；（2）将氢气通入氧化铜中并加热，充分反应后即得纯净的铜。问：（1）若要制得相同质量的纯铜，甲乙所耗用的锌和稀硫酸是否相同？ （填“是”或“否”），其原因 。（2）丙同学认为上述两种方案所制得的铜都难以保证铜的纯度，应对上述两种方案加以完善。你是否赞同丙同学的看法？为什么？你认为应怎样完善实验方案？12锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn(NH3)42+。回答下列问题：（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为 （用化学式表示）。（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式 （4）简述速率不等的原因，铜丝不与酸接触的原因是。14某学生欲测定味精中食盐的含量。（1）下面是该学生所做的有关实验步骤，请填写所缺的实验步骤和。称取某牌号的袋装味精样品5.0g，并溶于蒸馏水。 。过滤。 。将沉淀烘干、称量，测得固体质量为2.9g。（2）根据上述实验步骤回答下列有关问题：过滤操作所需要的仪器有： 。红色褪去，表明MnO4离子为紫红色2王老师在课堂上做了一个如右图所示的实验，发现烧杯中酸性高锰酸钾溶液褪色。若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeCl2溶液，溶液后来呈现血红色。判断下列说法中正确的是 A、该条件下生成的水分子化学性质比较活泼 BCuO没有全部被还原C装置中玻璃管内有水冷凝D装置后缺少干燥装置7某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况：下列结论正确的是A淀粉上有部分未水解B淀粉已完全水解C淀粉没有水解D淀粉已发生水解，但不知是否完全水解8现有摩托车铅蓄电池的正负极标志模糊不清，某学生利用家里的用品判断电池的正、负极，他可利用的用品有：白醋、白酒、食盐、淀粉、自来水、碘酒、铜导线、铁钉、铝导线、小玻璃杯等，他利用上述物品如何鉴别电池的正、负极。9回答下列问题：（l）实验室采用铜丝和浓H2SO4反应的原理，制取少量二氧化硫气体，通常需要哪些仪器？（2）将SO2气体通入红棕色的溴水中，可以使溴水褪色。甲同学分析说褪色是由SO2的还原性造成的；乙同学分析说褪色是SO2漂白性造成的。请你根据SO2漂白性的特点设计一个简单的实验，证明甲、乙 两同学到底谁的分析正确？10某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸的方案时，设计如下方案： 。（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是 。 硫酸铝和氢氧化钠 硫酸铝和氨水 硫酸锌和氢氧化钠 硫酸锌和氨水（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式 。试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因 。13某研究性学习小组为证明在同温同压下，相同浓度相同体积的酸性不同的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易实验装置如下图。该实验的主要操作步骤如下：配制浓度均为1 mol/L盐酸和醋酸溶液；用量取10.00 mL 1mol/L盐酸和醋酸溶液分别加入两个锥形瓶中；分别称取除去表面氧化膜的镁带ag，并系于铜丝末端，a的数值至少为；在广口瓶中装足量的水，按图连接好装置；检查装置的气密性；将铜丝向下移动，使足量镁带浸入酸中（铜丝不与酸接触），至反应完全，记录；反应结束后，待温度恢复到室温，若丙中液面高于乙中液面，读取量筒中水的体积前，应，读出量筒中水的体积为V mL。请将上述步骤补充完整，并回答下列问题：（1）用文字表述检查该装置气密性的操作与观察方法：。（2）本实验中应选用（填序号）的量筒。A、100 mLB、200 mLC、500 mL（3）若水蒸气的影响忽略不计，在实验室条件下，气体摩尔体积的计算式为：Vm。检验沉淀是否洗净的方法是 。烘干沉淀应采取的方法是（ ）A低温烘干 B高温烘干 C利用太阳能烘干若味精包装上标注：“谷氨酸单钠含量80%，NaCl含量20%”，则此样品是否符合产品标示的质量分数 （填“符合”或“不符合”）。（3）若有甲、乙两学生分别做了这个实验，甲学生认真地做了一次实验，就取得了实验数据；乙学生认真地做了两次实验，取两次数据的平均值作为实验的测定数据，你认为哪一位学生的方法更合理？请简述你的理由。潜能挑战15根据初中化学知识，硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应可得到蓝色沉淀，进一步将沉淀加热可生成黑色物质。小明做了这个实验：他在试管中倒入2mLCuSO4溶液，再加入一定量的氢氧化钠溶液，结果得到的沉淀并不是蓝色的，而是浅绿色的；将此浊液加热直至沸腾，观察不到有黑色CuO产生的现象。这是为什么呢？小明通过查找资料得知，该浅绿色沉淀物可能是溶解度极小的碱式硫酸铜，其化学式为Cu4(OH)6SO4。（1）请帮小明写出生成浅绿色沉淀的有关反应的化学方程式 。（2）请帮小明设计个实验，证明该浅绿色沉淀中含有硫酸根离子 。16某未知溶液X中可能含有K、Fe2、NH4、Cl。检验其中是否含有K，通常有如下两套实验方案。方案一：焰色反应法用洁净的玻璃棒蘸取未知液X置于酒精灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，则证明其中不含K。对上述实验过程中的错误和疏漏之处加以纠正、补充： 、 。方案二：亚硝酸钴钠法在CH3COOH酸化的溶液中，K与亚硝酸钴钠Na3Co(NO2)6反应生成黄色沉淀K2NaCo(NO2)6，该原理可用于K的检验。注意：NH4也能与Na3Co(NO2)6生成黄色沉淀，会干扰K离子的检验。请你利用上述反应原理设计一个实验方案，检验未知溶液X中是否含有K。大，分析其原因可能是：_；_。18用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 。方法二：应用下列电解实验也可制得白色的纯净Fe(OH)2沉淀。两电极的材料分别为石墨和铁。（1）a电极材料应为 ，电极反应方程式为 。（2）电解液c可以是（填编号） A纯水 BNaCl溶液CNaOH溶液 DCuCl2溶液（3）d的苯，其作用为 ，在加入苯之前对c应作简单处理 。（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是（填编号） A改用稀硫酸作电解液B适当增加电源的电压C适当减小两电极间距离D适当降低电解液的温度（5）若c中用Na2SO4溶液，当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象为 。19提供下列试剂：蒸馏水、用硝酸酸化的AgNO3溶液、熟石灰、淀粉、肥皂水、食醋、废干电池（锌筒内填有炭粉、MnO2、NH4Cl、淀粉等的糊状物）、NaCl、Na2CO3 。某同学准备进行下列实验： （1）该同学为制备NH3，先从废干电池中制备NH4Cl。为此，他设想将废电池中的混合物溶于少量的水中，过滤除去不溶物，再蒸发和灼烧滤液，以制得干燥的NH4Cl晶体。他的设想是否合理_（填“合理”或“不合理”），其理由是_。（2）该同学在做除去淀粉溶液中的氯化钠的实验时，无机化学下册，p788，氯化亚铜在不同浓度的KCl溶液中可形成CuCl2、CuCl32、CuCl43等离子，且它们在溶液中均为无色四、请你参与以下探究：交流卡片中，实验A反应速率明显比B小，原因是：_。根据铜位于金属活动顺序表氢之后，与稀盐酸不反应，依据交流卡片C又产生气体的事实，作出如下推断：有同学认为是溶解在溶液中的H2逸出，你认为是否有道理，理由是：_。某同学作了如下猜想，是否成立，请你设计实验方案加以验证。猜想验证方法预测现象及结论认为铜片中可能含有锌等杂质交流卡片D中的白色沉淀，分析：不可能是CuCl2，因为溶液显蓝色或绿色，也不可能是氯化锌，因为稀释后溶液更稀，不会产生出沉淀，并利用资料大胆猜想，白色沉淀是生成的氯化亚铜，请你帮他设计验证方案（若有多个只设计两个方案）：预设验证方法猜想的现象与结论白色沉淀是氯化亚铜指导老师肯定了白色沉淀是氯化亚铜，请结合资料卡片，写出铜与足量浓盐酸在加热条件下生成无色溶液及气体的化学方程式：_。根据交流卡片D，生成沉淀，实际上是一个平衡问题，请写出这一平衡关系式（用离子方程式表示）_。21下面是某化学学习小组的同学进行研究性学习的过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。【研究课题】探究草酸晶体受热分解的产物【查阅资料】该小组同学通过网络查询，获得草酸及草酸晶体的一些相关知识：名称分子式颜色、状态溶解性熔点（）密度(g/cm3)草酸H2C2O4易溶于水189.51.900草酸晶体H2C2O42H2O无色晶体101.51.650（3）操作步骤：将装置按上图连接好后，检查装置的气密性；在各装置中放入所用试剂，把一定量样品放入硬质玻璃管中；打开开关a，关闭弹簧夹c，打开弹簧夹b，通入干燥17某化学研究性学习小组讨论Fe3+和SO32之间发生怎样的反应，提出了两种可能：一是发生氧化还原反应：2Fe3+SO32+H2O=2Fe2+SO42+2H+；二是发生互促水解反应：2Fe3+3SO32+6H2O=2Fe(OH)3（胶体）+3H2SO3。为了证明是哪一种反应发生，同学们设计并实施了下列实验，请填写下列空白：实验：学生选择的实验用品：Na2SO3浓溶液、BaCl2稀溶液、稀盐酸；试管若干、胶头滴管若干。从选择的药品分析，学生设计这个实验的目的是_。实验：取5mLFeCl3浓溶液于试管中，逐滴加入Na2SO3浓溶液，观察到溶液颜色由黄色变为红棕色，无气泡产生，无沉淀生成，继续加入Na2SO3浓溶液至过量，溶液颜色加深，最终变为红褐色。这种红褐色液体是_。向红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量，可以观察到的现象是_。将溶液分成两等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液变成血红色，反应的离子方程式为_。另一份加入BaCl2稀溶液，有少量白色沉淀生成，产生该白色沉淀的离子方程式是_。实验：换用稀释的FeCl3和Na2SO3溶液重复实验、，产生的现象完全相同。由上述实验得出的结论是_。若在FeCl3浓溶液中加入Na2CO3浓溶液，观察到红褐色沉淀并且产生无色气体，该反应的离子方程式是_。从形式上看，Na2CO3和Na2SO3相似，但是从上述实验中可以看到，二者的水溶液与氯化铁溶液反应的现象差别很他用一枚鸭蛋自制了一个半透膜小袋，向其中装入混有NaCl的淀粉溶液，扎好袋口。他即将进行的实验操作的名称是_；要保证全部除去淀粉溶液里的食盐，实验中必须_。（3）另有同学设计了实验室制取CO2的如下四种实验原理和装置：你认为其中最适合本题所提供的条件的实验原理与装置是_；理由是_。（4）由于实验（1）中NH4Cl的制备较困难，且难以满足量的要求，现重新提供足量的浓氨水、NaOH固体和NH4Cl溶液，请设计一个最简单的实验，以快速制得NH3。你选用的试剂是_。请运用化学原理对你的方案予以解释_。20某研究性学习小组为探究铜、锌与浓盐酸反应，设计实验探究方案如下：一、实验用品：纯锌片、铜片、37%的浓盐酸、蒸馏水、氯化铜溶液二、实验记录：交流卡片： NO：2020SY518主题：Zn、Cu与浓盐酸A、将锌放入浓盐酸中，反应较快B、将锌片与铜片贴在一起，一同投入浓盐酸中，反应快速放出气体C、当B中锌片完全溶解后，将溶液加热，又产生气体（值得进一步研究），得到无色溶液D、将上述反应后的溶液，隔绝空气，加入适量水，出现白色沉淀三、提供资料资料卡片 NO：2020ZL918 主题：生成一价铜的反应课本上：CH3CHO+2Cu(OH)2Cu2O（红色）+CH3COOH+2H2O盐城市第二次调研试卷：Cu2+4I2CuI（白色）+I2备注：草酸晶体失去结晶水后，175以上开始分解。【提出猜想】草酸晶体中含有结晶水，受热时会有水生成；分解产物中的气体可能是CO、CO2或它们的混合物。【设计方案】请设计完成“猜想”的实验方案用简要的实验装置图表示，要体现所使用仪器（加热和夹持仪器不必画出）和试剂。化学学习小组的同学继续利用下图所示装置进行“猜想”的实验探究。已知：A、C、F中盛装澄清石灰水，B中盛装浓NaOH溶液，D中装有碱石灰，E中装有CuO。证明分解产物中有CO2的现象是_；证明分解产物中有CO的现象是_。若未连接装置G，要达到同样的目的，可采取的措施是_。【交流讨论】小李同学继续查阅相关资料发现：草酸是二元弱酸，酸性比碳酸强，在受热分解过程中有少量升华；草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。小李通过进一步研究，对实验中CO2的检验提出质疑。试根据相关信息，指出原设计中存在的问题，并提出实验的改进措施_。22某含铁矿石样品有多种不同的组成，可表示为Fep(OH)m(CO3)n，请你设计一个测定矿石样品组成的实验方案，填写有关空白：（1）可使用的仪器、试剂和用品如下：仪器：天平（附砝码）、硬质玻璃管、酒精灯、球形干燥管、铁架台、洗气瓶、铁夹、角匙、导气管、橡皮管等。试剂：矿石样品（粉末）、浓硫酸、石灰水、无水氯化钙、碱石灰。其他：火柴、棉花、短玻璃管、弹簧夹。注意：上述仪器和试剂只需应用其中的一部分；仪器、试剂、用品的数量不限。（2）测定原理： ；（3）画出测定实验的装置图：纯净的N2一段时间后，再关闭开关a，打开弹簧夹c，关闭弹簧夹b，加热样品至完全分解；实验结束后，再打开开关a，通入一段时间的N2，称重。（4）问题和讨论：实验中需直接测定的物理量有（用文字说明）： 。若把纯净干燥的N2改为空气，则m的值会 ，n的值会 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。若把实验中的干燥管D去掉，则m的值会 ，n的值会 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。巩固基础1A解析：要证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO4离子的颜色，而不是K离子的颜色，因此应确定含钾离子化合物的颜色，因此B说法正确。C、D中说明Zn不与K反应，但可与MnO4反应，因此KMnO4溶液紫红色退去可说明是MnO4发生反应，也可证明紫红色是MnO4离子的颜色。2C、D解析：水分子的化学性质是一定的，反应生成的水不可能与酸性高锰酸钾溶液褪色，A说法错误。H2不可能被冰冷却液化，而且H2不溶于水，B说法错误。酸性KMnO4溶液具有很强的氧化性，该溶液褪色说明反应生成物具有还原性；KSCN的FeCl2溶液反应后呈现血红色说明Fe2被氧化生成了Fe3，即生成物具有氧化性，因此C说法正确。H2燃烧是与O2发生了反应，从元素组成来看可能生成了既有氧化性又有还原性的H2O2，D说法正确。3A、C解析：非金属性比较可通过最高价氧化物对应水化物的酸性判断，H2CO3为C的最高价氧化物对应的酸，而HClO不是Cl最高价氧化物对应的酸，因此不能根据二者酸性比较C和Cl的非金属性，B说法错误，可以通过H2CO3和HClO4酸性的比较判断。比较同浓度Na3PO4、Na3AsO4溶液的pH，可以确定H3PO4和H3AsO4两酸的酸性强弱，可以确定P和As的非金属性强弱，C说法正确。由于Fe为变价金属，单质还原性FeCu，但离子氧化性Fe3Cu2，因此D说法错误。4D解析：中晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSCN溶液，有红色出现，无法确定原溶液是否含有Fe2，若原溶液含有Fe3也会出现同样现象，A说法错误。中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2，若溶液中含有SO32或HSO3则会被硝酸氧化为SO42，因此B说法错误。根据题中实验过程不能定量判断离子和结晶水的物质的量，因此无法推断出物质的化学式，C说法错误。中生成的沉淀为Fe(OH)2，久置空气中会被氧化变为红褐色的Fe(OH)3沉淀。5A、B解析：测定硫酸铜晶体结晶水含量时，取一定质量的晶体，加热时失重越大，则测得的x值越高。A中，晶体加热时，不仅失去结晶水，而且使CuSO4分解；B中坩埚未干燥，则使坩埚沾附的水也被失去，因此在加热时，均使失重增加，所以测得的x增加。C中晶体失水后放在空气中冷却，则CuSO4在冷却时吸收空气中水分，导致测得x值偏小，D中坩埚内壁附着有不分解的惰性物质，则不会影响值的测定。6B解析：通氢气前后玻璃管的质量差为反应的CuO中O的质量，反应前后U型管的质量差为反应生成的水的质量。I、II装置之间没有干燥装置，则使I中反应带出的水蒸气进入U形管使水的质量增大，则H质量增加，导致m(H)：m(O)1：8。若II装置有水冷凝，则使测得的水的质量减小，设冷凝水质量为m，则H质量减小m/9，但II装置质量增加m，即测得O质量减小m，由于m(H)：m(O)1：8，若设m(H)n，则m(O)8n，则测得的，因此测得m(H)：m(O)1：8。III装置后缺少干燥装置，会导致CaCl2吸收空气中的水蒸气，导致测得水的质量增加，m(H)：m(O)1：8。只有B中CuO没有被完全还原，则对m(H)：m(O)的测定没有影响，因此一定错误。7D解析：淀粉水解后用NaOH溶液中和，中和液可发生银镜反应，说明淀粉已经水解。由于水解液中加入了过量的NaOH溶液，再加入碘水，则I2可与NaOH反应而无法确定水解液中是否含有未水解的淀粉。8往小玻璃杯中倒入饱和食盐水，以铜导线作电极，用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水。则食盐水溶液变蓝的一极为阳极，以其相连的为电池的正极，另一极为负极。解析：根据题意，要确定蓄电池的两极，可用电解的方法，结合题中用品，可用电解食盐水的方法。白醋虽然也可以被电解，但溶液中离子浓度很小，导电性太弱，因此不宜采用电解白醋的方法。电极最好采用铜导线，反应中产生Cu2，现象明显。9（1）试管、铁架台、酒精灯、带导管的橡皮塞。（2）将褪色后的溶液加热, 看能否恢复原来颜色。如恢复原来的颜色，则乙同学的分析正确，如不恢复原来的颜色，则甲同学的分析正确。解析：（1）根据Cu与浓硫酸的反应：固体与液体在加热条件下制取气体，由于制取气体较少，可用大试管做反应容器。（2）SO2的漂白原理为：SO2与有色物质化合得到无色不稳定的物质，因此可用加热方法确定，如果是漂白作用褪色，则加热时溶液红色重新出现，如果发生的为氧化还原反应，则溶液仍为无色。10（1）甲、丙、戊 （2）乙 加热 （3）丁 硫酸是高沸点酸，没有挥发性。（4）下列任意两种（或其它可行方案）均可操 作根据现象做出结论1滴加到氯化钠固体中产生白雾的是浓硫酸2加入铝片常温下反应的是稀硫酸，不反应的是浓硫酸3倾倒两液体粘度大的为浓硫酸4加入木炭，加热产生刺激性气味气体的是浓硫酸5称量相同体积的酸质量大的是浓硫酸6在相同条件下加热先沸腾的是稀硫酸解析：（1）常温下铝片在浓硫酸中发生钝化，不会放出刺激气味气体，乙方案说法错误。浓硫酸是不挥发性酸，因此不能与NH3反应得到白烟，丁方案错误。（2）乙方案中，常温下Al在浓硫酸中发生钝化，但加热时浓硫酸可与Al反应得到SO2。（4）根据浓硫酸与稀硫酸的不同性质可以确定很多方案：浓硫酸具有脱水性，可是蔗糖等物质碳化变黑；具有强氧化性，可与铜、碳等在加热条件下反应；常温下，铁、铝在浓硫酸中钝化，但可溶于稀硫酸放出H2；浓硫酸密度大于稀硫酸，因此相同体积时，浓硫酸质量大；浓硫酸是高沸点酸，可与NaCl反应得到HCl；加热时，稀硫酸首先沸腾；浓硫酸为粘稠的油状液体，倾倒时，浓硫酸不易流动。11（1）否 因为乙方案中氢气的作用除作还原剂外，还需用来排尽装置中的空气和作保护气（以防止还原出的铜被氧化），所以乙方案中耗用的氢气多，则所耗用的锌和稀硫酸就多。（2）同意丙同学的看法。因为甲方案制得的铜中可能混有锌且过滤后未洗涤。改正方法是：“加锌充分反应后再加过量稀硫酸，不断搅拌至不再产生气体为止，静置、过滤并洗涤烘干。”乙方案制得的铜中可能混有氧化铜，改正方法是：“将所得铜粉中加入足量稀硫酸中，不断搅拌，充分反应后静置、过滤并洗涤烘干。”解析：（1）在乙方案中H2还原氧化铜，H2要“早出晚归”，因此要得到相同量纯铜，乙方案消耗锌和稀硫酸多于甲方案。（2）甲方案中可能会混有未反应的锌，乙方案中可能含有未还原的CuO，均可加入稀硫酸除去。12（1）AlO2 或Al(OH)4 （2）Zn+2NaOHNa2ZnO2H2或Zn+2