三年高考（2014-2016）化学试题分项版解析——专题24 化学探究实验设计与评价 Word版含解析

专题24化学研究实验设计与评价1.【2016年高考北京卷】(16分)以不同于Na2SO3溶液的金属硫酸盐溶液为实验对象，探讨了盐的性质和盐溶液间反应的多样性。实验试剂现象吸管试管2毫升0.2molL1Na2SO3溶液饱和Ag2SO4溶液I .产生白色沉淀0.2摩尔1 cuso 4ii .溶液变为绿色，继续滴下产生棕色沉淀物0.1摩尔1 al2(SO4 ) 3溶液iii .无明显变化，继续滴下产生白色沉淀(1)经检测，现象I中白色沉淀为Ag2SO3。 用离子方程式说明现象I:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)经验证，现象的棕色沉淀不含SO42，含Cu、Cu2和SO32。已知Cu Cu Cu2和Cu2 CuI(白色) I2。用稀硫酸确认沉淀中含有Cu的实验现象是： _ _ _ _ _ _ _ _ _。经以下实验证实，沉淀中含有Cu2和SO32。a .白色沉淀a为BaSO4，试剂1为_ _ _ _ _ _ _ _ _。b .证明沉淀中含有Cu和SO32的原因是_。已知(Al2(SO3)3不存在于水溶液中。 检查结果表明，现象iii的白色沉淀中没有SO42，该白色沉淀既溶于强酸也溶于强碱，使酸性KMnO4溶液褪色。推定沉淀中含有亚硫酸根和_。对沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两个假设吸附在Al(OH)3上；ii .存在于铝的碱盐中。针对假设ii设计了比较实验，证实了假设ii成立。a .补充实验方案。步骤2:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (如上图所示)。(4)实验表明，亚硫酸盐的性质是_。 盐溶液间反应的多样性与_有关。【回答】(1)2Ag SO32=Ag2SO4。 (2)加入稀硫酸，生成红色固体a. HCl和BaCl2溶液。在b.I的作用下，Cu2变为白色沉淀CuI，SO32-变为SO42-。 (3)Al3，OH-。a、b、V1明显大于V2。(4)还原性、水解溶液显示碱性的2种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件。【分析】分析实验流程了解实验原理，分别为2Cu2 4I-=2CuI I2、I2 SO32- H2O=SO42 2I- 2H、SO42- Ba2=BaSO4。a .白色沉淀a为BaSO4，试剂1为盐酸氧化后的BaCl2溶液。b .沉淀中含有Cu和so32的原因是黄褐色沉淀与KI溶液反应生成白沉淀(CuI )，Cu、白沉淀a为硫酸钡，证明含有so32。(3)从问题意义出发，实验iii的白色沉淀中没有SO42，该白色沉淀既溶于强酸也溶于强碱，使酸性KMnO4溶液褪色时推定沉淀中含有亚硫酸根和氢氧化铝。a、铝酸盐与氢氧化钠反应消耗的氢氧化钠含量多于氢氧化铝，反应应应设计定量的比较试验，从白色固体消耗氢氧化钠的量差异证明假设成立，即实验方案的设计顺序如下并且，V1明显大于V2，沉淀中的亚硫酸根存在碱盐。(4)实验表明白色沉淀使酸性高锰酸钾溶液褪色，亚硫酸盐具有还原性，亚硫酸根水解为碱性。 基于实验现象，盐溶液间反应的多样性与盐的性质和溶液的酸碱性有关。【试点定位】本题主要是考察化学实验方案的分析、评价和设计等【名士点晴】控制变量思想的方法，探索实验异常现象成为近年来实验探索命题的热点，强调了对实验能力的考察。 本题目实验探讨问题，装置图、流程图简单，但研究过程复杂，正确全面获取信息，控制变量思想进行逻辑分析是解决问题的关键，凭感觉解决问题，正确获取问题中的信息并不容易。 本类问题的解题策略如下： (1)确定变量：求解本类问题时，首先认真审核问题，整理影响实验探究结果的因素。 (2)不变：在探索时，首先确定其他要素，只改变一个要素，这样决定一个要素与探索问题有什么关系，然后决定另一个要素，分析各要素与探索问题的关系，以此来判断所有影响要素与探索问题的关系(3)请注意，在数据有效的解答时，选择数据(或设置实验)有效，如果变量不统一，则无法进行正确的判断。2.【2016年高考四川卷】(13分钟) CuCl广泛应用于化工、印染等行业。 某研究性学习小组计划对CuCl22H2O进行热分解制备CuCl，并进行相关研究。【参照资料】【实验性探讨】这个小组使用下图所示的装置进行了实验(把持机器省略)。请回答下面的问题(1)机器x的名称是_。(2)实验操作的优先顺序为a_c (填写操作的编号)。a .检查装置的气密性后，关闭药品b .酒精灯，冷却c .在“煤气入口”干燥HCl d，点燃酒精灯，加热e .停止引进HCl，引进N2(3)实验中，b中的物质由白色变为蓝色，c中试纸的颜色变化为_。(4)装置d中产生的氧化还原反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量CuCl2和CuO杂质，并根据资料信息进行分析杂质为CuCl2时，原因是： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _如果杂质是CuO，那么.【回答】(1)干燥管(2)c d b(3)先变红，后褪色(4)Cl2 2OH-=Cl- ClO- H2O(5)加热时间不足，或者流过温度低的HCl的量不足【分析】(3)B中白色变成蓝色，生成水，生成物中有Cl2，因此，c中石蕊试纸首先变成红色，其后退色，其回答为“变成红色，其后退色”。(4)D中Cl2与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为cl2oh-=cl-clo-h2o，答案为cl2oh-=cl-clo-h2o。(5)根据问题可知，如果杂质是CuCl2，则CuCl2没有完全反应，原因是加热时间不足或温度低，回答是加热时间不足或温度低；如果杂质是氧化铜，则CuCl2水解生成Cu2(OH)2Cl2，CuO【试点定位】考察化学实验的探索、化学实验方案的分析、评价、元素和化合物的知识。【名士点眼】本题以热分解CuCl22H2O制造CuCl为载体，研究化学实验的探索、化学实验方案的分析、评价、元素和化合物的知识。 解决该问题，首先要根据问题提供资料明确实验原理，整理问题与装置图中各装置的作用及相关反应，了解CuCl22H2O、CuCl易水解、CuCl易被氧化的性质，在实验中防止空气干扰，必须决定装置的连接顺序(5)小问题3.【2015福建理综合化学】(15分钟)某化学兴趣组采集氯酸钾和氯水进行了研究实验。实验一制取氯酸钾和氯水用右图所示的实验装置进行了实验。(1)制取实验结束后，取出b中的试管冷却、过滤、清洗结晶。 这个实验的操作过程所需的玻璃设备是.(2)将b和c的装置的位置调换的话，b中的氯酸钾的生产率就会提高。实验二氯酸钾与碘化钾反应的探究(KClO3可以在不同条件下将KI氧化为I2或KIO3。 该组设计了一系列实验，研究了反应条件对反应产物的影响。 其中，系列a的实验记录表如下(实验在室温下进行)。系列a实验的实验目的是： _。设计1号试管实验的作用是_。如果2号试管的实验现象为“黄色溶液”，则在淀粉溶液中加入少量溶液，显示蓝色的氧化生成物唯一，还原生成物为KCl，该反应的离子方程式为_。实验3测定饱和氯水中氯元素总量(4)该组设计的实验方案，使用右图的装置加热饱和氯水试样15.0ml，测定产生气体的体积。 该方案不能执行的主要原因是_。 (不考虑实验装置和操作错误导致的不能执行的原因)(5)根据以下资料，为该小组设计可行的实验方案(无需描述操作)。进程详细信息):_资料来源： I .次氯酸破坏酸碱指示剂ii .次氯酸和氯水被SO2、H2O2、FeCl2等物质Cl-。【回答】(15分钟) (1)烧杯、玻锥、玻璃棒、橡胶棒支架(可以不装“橡胶棒支架”) (2)能(3)研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响硫酸浓度为0的对照实验ClO3- 6I- 6H=Cl- 3I2 3H2O(4)由于存在cl 2的再溶解、HClO分解等，该方案无法推测试样的氯含量(或其他合理答案)。(5)称量一定量的试样，加入足够量的H2O2溶液，加热除去过剩的H2O2，冷却，再加入足够量的硝酸银溶液，称量沉淀质量(或其他合理的回答)。实验研究的目的是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响设计1号试管实验的作用是通过未添加硫酸溶液即硫酸浓度为0进行对照实验，比较硫酸浓度的影响。 若2号试管的实验现象为“黄色溶液”，则在淀粉溶液中加入少量的溶液显示蓝色，假设已经证明产生I2的氧化生成物是唯一的，还原生成物为KCl，则通过氧化还原反应中的电子保存、电荷保存以及原子保存，得到该反应的离子方程式为cl3-6I-6 h=cl-3 I2h (4)该组设计的实验方案是用右图的装置加热饱和氯水试样15.0ml，测量产生气体的体积。 该方案不可行，主要原因是溶液中存在Cl2的再溶解和HClO分解而产生HCl和氧。 (5)次氯酸会破坏酸碱指示剂，实验设计时不使用酸碱指示剂，利用氯水的强氧化性，在该溶液中加入足够量的H2O2溶液，引起氧化还原反应，Cl-、H2O2被氧化变成O2后，加热除去过剩的H2O2，冷却，再加入足够量的硝酸银溶液， 发生沉淀反应形成AgCl沉淀，称量沉淀质量可以根据物质的元素组成决定其中氯元素的质量。【试验点的定位】考察化学仪器的使用、实验方案的设计与评价、离子方程式的记述知识。【名士点眼】化学是实验性学科，物质的制备、混合物的分离纯化、物质含量的测定以及实验时机器的选择使用、实验方法的设计和评价的问题，是化学实验不可缺少的。 因此，需要掌握一些基本的化学基础和仪器使用方法、实验技术。 混合物的分离方法有过滤、蒸馏、分液、蒸发、萃取、结晶等。 溶质从溶液中分离可以通过溶质在溶剂中的溶解性来进行。 对于溶解度受温度影响而大幅变化的物质，通过冷却热饱和溶液的方法即结晶的方法分离的溶解度受温度影响而变化小的物质，通过蒸发溶剂的方法得到. 接着使用过滤器，用漏斗、玻璃棒、烧杯分离。 实验装置的评价是基于对反应的影响分析，通过调换去除杂质，将更多的反应物转化为生成物，可以提高反应物的转化率和生成物的收率，了解反应原理和物质成分是评价的依据。 通过电荷存储、电子存储和原子存储描述电子迁移离子方程，观察、分析和比较实验数据，找出它们的相同点和不同点，得出设计各自实验和比较的目的。 测定物质中元素的含量时，可以判断和分析物质中的成分、可能发生的反应、元素含量对测定有什么影响，得出正确的结论和评价。 本题全面调查了考生对实验基本技能和实验知识的掌握。4.【2015安徽理总化学】(14分钟)某研究小组假定纯SO2气体流入0.1molL-1的Ba(NO3)2溶液中，得到BaSO4沉淀，为了调查上述溶液中哪个微粒子氧化后流动的SO2，该小组为：假设1 :溶液中NO3-假设2 :溶解在溶液中的O2(1)验证假设1这个小组关于实验验证了假设1，请填写下表的空栏相关的实验现象实验步骤实验现象结论实验1 :向放入不含o 2的25 ml0.1mol/lb ACL 2溶液的烧杯中缓慢流入纯SO2气体假说成立实验2 :向放入不含o 2的25 ml0.1mol/LBA (no3) 2溶液的烧杯中缓慢地流入纯SO2气体(2)为了深入研究该反应，该组如下图所示测定了上述2个实验中溶液的pH值流过SO2体积时的变化曲线实验1中溶液pH变小的原因是因为_，实验2中溶液pH比实验1低的原因是(用离子方程式表示)。(3)验证假设2请设计实验验证假说2，写下实验顺序、预想现象和结论。实验步骤、预期现象和结论(不必写具体的操作过程)(4)如果二成立，则在相同的条件下，分别充分通过O2和KNO3，氧化相同的H2SO3溶液(忽略溶液体积的变化)，充分反映后面两种溶液的pH值的前者为： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _【回答】(1)无明显现象，有白沉淀，(2)SO2溶于水生成H2SO33SO2 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2成立实验3 :使纯SO2气体通过未经脱O2处理的25mL0.1mol/L的BaCl2溶液产生白色沉淀小于(4)的反应离子方程表明，足够量的O2和NO3-分别氧化相同的H2SO3，生成的h物质的量前者多于后者【解析】(1)根据强酸制弱酸的原理，亚硫酸不能用弱酸生成盐酸，因此实验1没有现象，SO2溶于水而生成H2SO3、亚硫酸显示酸性，电离后h、和NO3-结合生成硝酸，具有强氧化性，是将S