第42讲化学实验方案的设计与评价

1、第42讲 化学实验方案的设计与评价考纲要求考情分析命题趋势1.能设计、评价或2017,全国卷皿,26t高考对本部分的考查：一是保持改进实验方案。2017,江苏卷，19t対传统知识的考查；二是结合题目中2.掌握控制实验2016,全国卷甲,信息对实验过程进行分析；三是对教条件的方法。13t材实验进行重新设计或改进创新（在3.预测或描述实2016,全国卷乙,实验方案或原理设计-上创新）。题型仍验现象，分析或处理实26t将以选择题和综合实验题为主。预计验数据，得出合理结2016,全国卷丙，2019年高考将会以元素及其化合物论。26t和典型有机物的性质为基础，依托新4.以上各部分知2016,海南卷，7t

2、的信息背景进行实验设计和方案的评识与技能的综合应用。2016,江苏卷，19t价进行考查。分值：38分咼考解读gao kao jie du考点一化学实验方案的设计板块i/考氏请单课裔查漏知识梳理d1.化学实验方案设计的五项基本原则科学性一实验原理、实验流程科学合理安全性一保护人身、仪器、环境安全慕本原则-wal-仪器、条件、试剂在中学现有条件下能满 足要求一恠函也步骤少、仪器装置简单、节省药品、效果好在不影响实验效來的前提卜尽秋选用常见而价廉的仪器和药品2.化学实验方案设计的基本思路根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的装置，并且从几种方案中分析选择出最住方案。方案i方案u方案i分析

3、.比较优化方案一具体实施方案3. 化学实验方案的设计步骤(1) 明确目的，弄清原理(3) 实施实验操作注意严谨性、逻辑性、规范性、安全性(4) 记录实验现象、数据全面而准确(5) 分析、归纳得出结论4. 化学实验方案设计的注意事项(1) 实验操作顺序装置选择与连接一气密性检查一加固体药品一加液体药品一开始实验(按程序)一拆卸 仪器一其他处理等。加热操作先后顺序的选择若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给 实验中需要加热的物质加热。目的是：防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；保证产品纯度, 防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序则相反。(3) 实验

4、中试剂或产物防止变质或损失(4) 选用仪器及连接顺序是否恰当所给仪器全用还是选用，是否可选择|是否齐全 仪_器安装顺序顺序连接顺序虐复使用是否有除杂和尾气处理装登自下而上从左到右，先洗气后干燥洗气时长进短出干燥管粗进细出(5) 仪器药品的准确描述实验中所用试剂名称：如无水硫酸铜(cuso4),硫酸铜港液，酸性高镒酸钾溶液，澄清石灰水，饱和碳酸氢钠溶液等。仪器名称：如堆埸、研钵、100 ml容量瓶等。对点检测丿1. 某化学活动小组设计如图所示(部分夹持装置已略去)实验装置，以探究潮湿的c12 与干燥na2co3反应得到的固体物质。啬一试剂xabd(1) 已知：通入一定量的氯气后，测得d屮只有-种

5、常温下为黄红色的气体，其为含氯 氧化物。可以确定的是c中含有的氯盐只有一种，且含有nahco3,现对c中成分进行猜 想和探究。 提出合理假设。假设一：存在两种成分，即nahcc)3和nacl ；假设二：存在三种成分，即nahcch和nacl 、 nag 。 设汁方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现彖和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：蒸僧水、稀硝酸、bacb溶液、澄清石灰水、agnos溶液、试管、 小烧杯。实验步骤预期现象和结论步骤1：取c中的少量固体样品于试 管中，滴加足量蒸脩水至固体溶解，然后 将所得溶液分别置于a、b试管中步骤2：向a试管中滴加bacb溶液a.若无明显现彖，则证明

6、固体中不含na?cos; b.若溶液变浑浊，则证明固体中含na2cos_步骤3：向b试管中滴加过量的稀 硝酸，再滴加akno3溶液若溶液变浑浊，则证明固体中含有nacl(2)已知c中有0.1 mol cl2参加反应。若假设一成立，可推知c中反应的化学方程式为 2c1?+hq+2na2cc)32nahco3+2nacl + c1,q 。解析(1)在装置c中通入一定量的氯乞后，测得d中只有一种常温下为黄红色的气 体(含氯氧化物)。c中含氯元素的盐只有一种，且含有nahcojo假设存在两种成分，为 nahco3和nacl;假设存在三种成分，应还有未完全反应的nazcc,即nahco3> nac

7、l 和n a2co3o步骤2中向a试管中滴加适量bacl2溶液，检验产物中是否有na2co3o步骤 3应是检验氯离子，应向b试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加agno3溶液，若溶液变浑浊， 则证明固体中含有naclo (2)c中有0.1 mol ci2参加反应，装置c中通入一定量的氯气后， 测得d中只有一种常温下为黄红色的气体，若假设一成立，反应为cl2+na2co3nahco3+ nacl+x，依据氧化还原反应中得失电子守恒计算判断氯元素化合价为+ 1价，进而可推 知c中反应生成的含氯氧化物为c12o ;反应的化学方程式为2c12 + h20 + 2na2co3=2nahco3+2nacl+cl

8、2oo板块二/考法妬畏题型解码考法综合实验设计题的解题思路1. 巧审题，明确实验的目的和原理。实验原理遵循可靠性、简捷性、安全性的原则， 确定符合实验目的、要求的方案。2. 想过程，理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程， 确定实验操作的方法和步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。3. 看准图，分析各项实验装置的作用。认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合 实验目的和原理，确定它们在该实验屮的作用。4. 细分析，得出正确的实验结论。在分析实验现象（或数据）的过程屮，要善于找出影 响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变

9、化曲线等。例1某化学兴趣小组制収氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。实验测定饱和氯水中氯元素的总量（1）该小组设计的实验方案：使用如图装置，加热15.0 ml饱和氯水试样，测定产生气 体的体积。此方案不可行的主要原因是 因存在cl?的重新溶解、hc1o分解等，此方案无 法测算试样含氯总量（或其他合理答案）（不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因）。（2）根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案（不必描述操作过程的细节）：_ 量取一定量的试样，加入足量的比02溶液，加热除去过量的hgo?，冷却，再加入足量的硝 酸银溶液，称量沉淀质量（或其他合理答案）。资料：i.次氯酸会破坏酸碱指示剂；ii.次

10、氯酸或氯气可被so2> h2o2、fccb等物质还原成c。解析（2）为测定饱和氯水中氯元素的含量，依据原子守恒，结合资料ii可知，可用足量 的h2o2溶液将一定量的氯水中的氯气、次氯酸还原为cf,然后再加入足量agnc）3溶液， 然后对生成的沉淀（agcl）进行过滤、洗涤、干燥、称重，计算得到氯离子的物质的量，从而 达到实验目的。板快三/考巻送桧规苑答题典例诊蚯例1草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中,其k1 = 5.4x1（t2, a：2=5.4x10_5o草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难洛于水。草酸晶体（h2c2o42h2o）5t色，熔点为101 °c,易溶于水，受热脱水

11、、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o装置b的主要作用是乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有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（可以重攵选用）进行实验。澄清石灰水d水浓氣氣化钠溶液o装置h反应管中盛乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为a、b、 有的物质是能证明草酸品体分解产物中有co的现象是设计实验证明： 草酸的酸性比碳酸的强： 草酸为二元酸：答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(3)®对实验方案设计的基本思路和设计步骤等不够熟练，无从下 手。要

12、证明草酸的酸性比碳酸强，可以考虑的方案主要有：（1）草酸 与碳酸盐（或碳酸氢盐）发生复分解反应；（2）测等物质的量浓度的草 酸与碳酸溶液的ph,或稀释等物质的量浓度的两种溶液相同倍数 后，观察ph的变化情况；（3）测相应盐溶液的酸碱性3解析（2）由题给实验仪器和药品知，co与装置h中固体反应，可推测装置h中固体为cuo, co还原氧化铜生成cu和co?气体，然后把co?通入到d中，结合装置h和装 置d中的现象可判断草酸晶体的分解产物中是否含有coo检验co之前应先除去co中混 有的co2,连接顺序为a、b、f、d、g、h、d、i。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

13、)，防止草酸进 入装置c反应生成沉淀，干扰co2的检验(2) f、d、g、h、d、i cuo h中黑色粉末变为红色，其后的d中澄清石灰水变 浑浊(3) 向盛有少量nahco3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生用naoh标准溶液 滴定草酸溶液，消耗naoh的物质的量为草酸的2倍规范迁移/1. (2017-全国卷iii)绿矶是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产屮具有重要的 用途。某化学兴趣小组对绿矶的一些性质进行探究。回答下列问题：(1) 在试管中加入少量绿矶样品，加水溶解，滴加kscn溶液，溶液颜色无明显变化。 再向试管屮通入空气，溶液逐渐变红。由此可知： 样品中没冇fe(iii) fe(i

14、i)易被氧气氧 化为 fe(lii)。(2) 为测定绿矶中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关ki和心)(设为装置a)称重， 记为将样品装入石英玻璃管屮，再次将装置a称重，记为牝g。按下图连接好装置 进行实验。 仪器b的名称是(球形)t燥管。 将下列实验操作步骤正确排序_dabfce_ _(填字母);重复上述操作步骤，直至a恒重, 记为加3 go乩点燃酒精灯，加热b.熄灭酒精灯c.关闭k】和k2d.打开k和缓缓通入2c.称量af.冷却至室温根据实验记录,计算绿矶化学式中结晶水数目列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使兀偏小(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3) 为探究硫酸亚铁的分解产物

15、，将中己恒重的装置a接入下图所示的装置中，打开ki和心，缓缓通入n2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。(dc、d中的溶液依次为 4 (填字母)。c、d屮有气泡冒出，并可观察到的现象分別 为生成白色沉淀、褪色。a.品红 b. naoh c. bacl2 d. ba(no3)2 c.浓 h2so4 写111硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式：/fesogfea+so? f +so3 f 。解析(1)将少许绿矶样品加水溶解后，滴加kscn溶液，溶液颜色无明显变化，说明样 品中不含fe(iii),再通入空气，溶液逐渐变红，说明fe(ii)易被氧气氧化为fe(iii)。(2)仪 器b为球形干燥管。

16、由于空气中的02可以氧化fe2+,故需要先通n2排尽装置中的空气， 再进行加热操作，加热完毕，熄灭酒精灯，将石英玻璃管冷却至室温后关闻k和k2,防止 空气进入石英玻璃管中，最后称重。绿矶晶体受热失水的化学方程式为feso4xh2o=feso4+xh2o,根据题干数据列方程式得56 + 32 + 64+ 18x 加 2加 156+32+64m3m 解得x=76伽2 一加3)9(加3_加1)若先点燃酒精灯再通入n2,石英玻璃管中原有的空气会将绿矶中的fe(ii)氧化，使最终剩 余固体质量偏高，则计算所得结晶水的数目偏小。实验后残留的红色粉末为fe2o3,根 据得失电子守恒和原子守恒可知必有so?和

17、so3生成，则检验试剂应选择品红溶液和bacl2 溶液，不能选择ba(no3)2溶液，因为so?会与ba(no3)2溶液反应生成白色沉淀。so?不和 bacb反应，so3可以与bacb反应产生白色沉淀，故先通入bacl2溶液，产生白色沉淀即可 证明有so-3生成；再通入品红溶液，品红溶液褪色，即可证明有so?生成。由以上分析可 知feso4受热分解的化学方程式为2feso4=fe2o3 + so2 t +so3 f。板块田/考題集萃卖战演练1. (2016-江苏卷节选)实验室以一种工业废渣(主要成分为mgco3> mg2sio4和少量fe、al的氧化物)为原料制备mgco3-3h2oo实

18、验过程如下：40%h2so430%h2o2有机萃取剂ii j 废渣一m酸溶 t过滤t氧化h萃取分液f -> mgco, - 3hqi滤渣含fe“的有机相(1) 酸溶过程中主要反应的热化学方程式为mgcc>3+2h+(aq)=mg2+(aq) + co2(g) + h20(l) 50.4 kj molmg2sio4+4h+(aq)=2mg2+(aq) + h2sio3(s)+h2o(i) ah=-225.4 kj mof1酸溶需加热的目的是 加快酸溶速率；所加h2so4不宜过量太多的原因是 避免制 备mcch时消耗过多的碱o(2) 加入h2o2氧化时发生反应的离子方程式为_2fc2+

19、h?o?+2h =2fe3+2h?q 。(3) 请补充完整由萃取后得到的水溶液制备mgco.r3h2o的实验方案：边搅拌边向溶液 屮滴加氨水， 调至5<ph<&5,过滤，边搅拌边向滤液中滴加na?coi溶液至有大量沉淀生 成，静置，向上层清液屮滴加naco.溶液，若无沉淀生成，过滤、用水洗涤固体23 次，在50 °c下干燥，得到mgco3-3h2o已知该溶液中ph = &5时mg(oh)2开始沉淀；ph = 5.0时a1(oh)3沉淀完全。考点二化学实验方案的评价板块一 /考点请单课裔查漏知识梳理4对化学实验方案进行评价，主要从正确与错误、严密与不严密、准

20、确与不准确、可行与 不可行等方面作出判断。另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的方 面。1. 可行性方面(1) 分析实验方案是否科学可行；(2) 实验操作是否安全合理；(3) 实验步骤是否简单方便；(4) 实验效果是否明显。2. 绿色化学方面(1) 实验过程小是否造成环境污染；(2) 原料是否无毒、安全、易得；(3) 原料利用率及反应速率是否较高。3. 安全性方面化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：(1) 净化、吸收气体及熄灭酒精灯吋要防止液体倒吸；(2) 进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如出还原cuo应先通比,气体点燃前先验纯等);(3) 防氧化(如比还原cuo后要“先

21、灭灯再停氢”,白磷切割宜在水屮进行等)；(4) 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；(5) 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)。4. 规范性方面(1) 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 装置上加装冷凝冋流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；(2) 易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；(3) 仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等）。对点扬鰹i.1.下图所示的实验，能达到实验目的

22、的是（b ）a. 验证化学能转化为电能b. 验证温度对平衡移动的影响c. 验证铁发生析氢腐蚀d. 验证非金屈性：cl>c>si解析 由图可知，没有形成闭合回路，应使用盐桥，a项错误；二氧化氮为红棕色气体， 利用颜色的深浅，可说明温度对2no2n2o4的化学平衡的影响，b项正确；验证铁的析氢腐蚀应该在酸性条件下，食盐水浸过的铁钉是在中性条件下，c项错误；稀盐酸不是氯的 最高价含氧酸，所以无法验证，d项错误。2. （2018-河南洛阳统考）下列能达到实验目的的是（c ）a. 用图1所示装置制取并收集干燥纯净的nh3b. 用图2所示装置蒸发fech溶液制备无水fecl3c. 用图3所示装

23、置制硫酸和盘氧化钠溶液d. 用图4所示装置比较hc1、h2co3和hzsich的酸性强弱解析氨气的密度小于空气，故用排气法收集氨气应采用向下排空气法，a项错误；蒸 发fecb（aq）不能得到fecl3（s）, b项错误;浓盐酸易挥发，干扰h2co3与h2sio3酸性的判 断，d项错误。板块二/考法柘展题型解码考法化学实验评价的五大视角1. 可行性视角(1) 理论上要科学合理；(2) 操作上要简单可行。2. 经济效益视角评价一种实验方案，不仅要从科学性上判断是否可行，还要从经济效益上考虑是否切合 实际。3. 绿色化视角(1) 分析实验药品是否有毒，是否会造成环境污染；(2) 仪器药品是否价格低廉

24、易得；(3) 反应是否充分，原子经济性是否较强。4. 安全性视角(1) 避免炸裂；(2) 防污染;(3) 防失火；(4) 防吸水。5. 规范性视角(1) 仪器的安装与拆卸；(2) 试剂添加的顺序与用量；(3) 加热的方法和时机;(4) 仪器的查漏、气密性检验；(5) 温度计的规范使用、水银球的位置；(6) 实验数据的读取；(7) 冷却、冷凝的方法等。例1(2016-全国卷甲)下列实验操作能达到实验h的的是(d )项实验h的实验操作a制备fe(oh)3胶体将naoh浓溶液滴加到饱和fcch溶液中b由mgcb溶液制备无水mgcl2将mgcb溶液加热蒸干c除去cu粉中混有的cuo加入稀硝酸溶解，过滤

25、、洗涤、干燥d比较水与乙醇屮氢的活泼分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧性杯中板块三/考卷送检规苑答題典例诊断例1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)oi .查阅资料(1) na2s2o3-5h2o是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与bac"溶液混合无沉淀生成。(2) 向nazcch和nazs混合溶液中通入so2可制得nazszc,所得产品常含有少量nsch 和 nagsoq。(3) na2so3易被氧化；baso3难溶于水，可溶于稀hci。ii. 制备产品实验装置如图所示(省略夹持装置)：浓h亠0,、兰势和'©

26、co,溶液n叫s0&丿ab实验步骤：(1) 检查装置气密性，按图示加入试剂。(2) 先向c中烧瓶加入na2s和nazcch的混合溶液，再向a中烧瓶滴加浓h2so4。(3) 待nazs和nagco3完全消耗后，结束反应。过滤c中混合物，滤液经(填操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。iii. 探究与反思(1) 为验证产品屮含有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hc1、蒸憎水中选择)。取适量产品配成稀溶液，滴加足量bacb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，则可确定产品屮含有

27、nsch和 na2sc)4。(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进行了改进，改进后的操作是o(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。答题送检來口阅卷名师报告错误致错原因扣分iii(1)彳、清楚物质检验的基本原则，要验证产品中含na?so3和na2so4,实际上就是要求检验so芥和so在稀hno3稀h2so4 及稀hc1三种酸的选择上，只要考虑到基本原则，就不会选错2iii(2)对结晶和重结晶不太清楚，导致填错2解析装置a是用浓h2so4和na2so3固体反应制so2气体，装置b是安全瓶，能防 倒吸，装置c用来制

28、备na2s2o3,装置e是尾乞处理装置，常用碱液来吸收so?气体。ii .(3) 由信息知na2s2o3晶体易溶于水，所以要从滤液中得到固体需经过蒸发操作。111.(1)要检验 na2so4和na2so3,先将产品溶于水，再加bacl2溶液，过滤得到沉淀，再向沉淀中加足量 盐酸,若有刺激性气味的气体生成，则说明沉淀中有baso3,则原样品中有na2so3,若沉 淀部分溶解说明还有baso4,则原样品中有na2so4o分析na2s2o3 na2so3s na2so4三 物质中s元素化合价知将装置中的氧气排尽则会减少生成na2so4的量。答案11.(3)蒸发111.(1)过滤，用蒸憎水洗涤沉淀，向

29、沉淀中加入足量稀hc1(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屮烧瓶加入 na2s和nazcos的混合溶液(3) 重结晶规范迁移d1. (2017-江苏卷)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层屮的少量ag(金属层屮 其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。15% nm：i()溶液(过 lit)10% 氮水?總塑的彳过滤1卜0胡t过滤h卜i ag光盘碎片 匚亍jj ijjnaoh溶液调ph 滤液滤液己知：naclo溶液在受热或酸性条件下易分解，如i： 3nac10=2nacl+nac10so agcl 可溶于氨水：agcl + 2nh3-h2o ag(nh3

30、)2 + cf +2比0。 常温时n2h4 h2o(水合月井)在碱性条件下能还原ag(nh3)j : 4ag(nh3)2 + n2h4 h2o=4ag i +n2 t +4nh；+4nh3 t +h20o(1) “氧化”阶段需在80 °c条件下进行，适宜的加热方式为 水浴加热。(2) nac10溶液与ag反应的产物为agcl、naoh和02，该反应的化学方程式为 4ag+4naclo + 2h2=4a£cl+4naoh + o2 f 。hno3 也能氧化 ag,从反应产物的角度分析，以hno3代替naclo的缺点是 会释放出氮氧化物(或no、no) 造成环境污 染。(3)

31、为提高ag的回收率，需对“过滤ii”的滤渣进行洗涤，并 将洗涤后的滤液合并入 过滤ii的滤液中。（4）若省略“过滤i”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的 用量，除因过量naclo与nh3 h2o反应外（该条件下nac©与不反应），还因为 未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，ii其屮含有一定浓度的c，不利于agcl 与氨水反 应。（5）请设计从“过滤ii "后的滤液中获取单质ag的实验方案：向滤液中滴加2 mollt水合脏溶液，搅拌使其充分反应，同时用1 molt h?so溶液吸收反应中放出的nh?,待溶液中无气泡产牛，停止滴加，静置，过滤，洗涤，干燥（实

32、验中须使用的试剂有:2 mol-l t水合月井溶液，1 mol l-1 h2so4溶液）。解析（1）当受热温度不超过100 °c时，常采用水浴加热。（3）滤渣表面吸附有可溶性银 的化合物，需对滤渣进行洗涤并将洗涤液回收利用。（5）根据信息可用水合耕还原ag（nh3）2 以制取ag,并用h2so4溶液吸收污染性气体nh3o板块8 f考題集萃卖战演练1.某学习小组按如下实验流程探究海带中碘的制取。带取液海浸«(适 sto,ph4"（方案乙）1已知：312+6naoh=5nai+naio3 + 3h2oo请回答:（1）分液漏斗使用前需检漏，检漏方法为 向分液漏斗中加入少

33、量水，检查旋塞处是 否漏水；将漏斗倒转过来，检杳玻璃塞是否漏水。 步骤x中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是 液体分上下两层，下层呈紫红色。 下列有关步骤y的说法，正确的是 ab （填字母）。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d. naoh溶液可以由乙醇代替 实验中操作z的名称是过滤。（2）方案甲中采用蒸镭不合理，理市是 碘易升华，会导致碘的损失。解析（1）步骤y应控制naoh溶液的浓度和体积，因为在较稀浓度下，【2有可能发生 反应：12+2naoh=nai + nalo + h2o, a项正确；加入naoh溶液的目的就是将碘

34、转化成 离子进入水层，即从四氯化碳溶液中转移出来，b项正确；海带浸取原液中不含有机杂质， c项错误；乙醇能与ccli互溶，不能用乙醇代替naoh溶液，d项错误。碘在水中溶解 度较小，可用过滤的方法将碘单质过滤出来，即操作z为过滤。2. 某研究小组为了探究一种无机矿物盐x(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成了如下实验:hcl(aq)空气气体甲固1溶液2气休叭h,()亦白色沉淀ihcl(aq)固体2溶液3oh" |无氧条件 白色红褐色沉淀家沉淀2另取10.80 gx在惰性气流屮加热至完全分解，得到6.40 g |体1。请回答如下问题:(1) x的化学式是_cafc(co3)2 ，在惰

35、性气流屮加热x至完全分解的化学反应方程式 为_ cafe(co3b=cao + feo + 2coz _。(2) 白色沉淀2在空气屮变成红褐色沉淀的原因是_4fe(ohd+ 2比0 + o?=4fc(oh)l_(用化学反应方程式表示)。(3) 定条件下，气体甲与固体1屮的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能 的化学反应方程式：2feo+co2fe2o3+co ,并设计实验方案验证该反应的产物:检测fezch：将固体用稀盐酸溶解，加入kscn溶液，若显红色，表明产物中有fe(iii)； 检测co：将气体通过灼热cuo,若黑色固体变为红色，表明产物中有co 。解析(1)利用白色沉淀2在空气中

36、可转化为红褐色沉淀可知白色沉淀2为fe(oh)2,利 用溶液1与气体甲的一系列反应可知气体甲为co?、白色沉淀1为caco3,白色沉淀1中 金属元素为钙元素。结合上述分析和“x(仅含四种元素)”的信息可知x由fc(ll)、ca、c、 o四种元素组成，再利用固体x加热分解时固体质量变化可推知x的化学式为cafc(co3)2, 固体x在隔绝空气条件下受热分解转化为feos cao和co?。fe(oh)2在空气中与水一起 作用被氧化为红褐色的fe(oh)3。(3)利用物质性质可知固体1中feo具有还原性，有可能 与co?发生氧化还原反应，得到fezch和coo课时达标第40讲1.过碳酸钠(22

37、63;033出02)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂，该晶体 具有nazcch和出。2的双重性质。利用图2装置制备过碳酸钠，在冷水浴中充分反应后， 按图1流程可获得过碳酸钠产品。吊两洗涤于煉|311屮(1 )恒压滴液漏斗屮支管的作用是使液体顺利流下。(2) 制备过碳酸钠的关键是控制反应温度。(3) 如杲配制过碳酸钠的水中含有铁离子，不仅会削弱洗涤剂的去污能力，甚至完全失 去杀菌作用。试分析其屮的原因：_2出0乙2比0 + 0"或2fj + + 3c0 + 3h?o=2fc(oh)3 j +3c0? f_(写出其中一种即可，用化学方程式表示)。(4) 某化学学习小组为了定性探

38、究铁离子对这种新型漂白剂的不良影响"収该漂白剂1()0 ml,加入25 g fcc13固体，产生大量无色无味气体，用贮气瓶收集气体。请选用下列试剂 和实验用品完成气体成分的探究过程：0mol/lnaoh溶液、&0 mol/lnaoh溶液、澄清石 灰水、0.01 mol/lkmnoq溶液、bacl2稀溶液、品红溶液、蒸饰水、木条、酒精灯、火柴、 洗气瓶。 提出假设：对该气体成分提出合理假设。假设1：气体是02。假设2：气体是_ coi和6。假设3：气体是c02o 设计方案：设计实验方案证明你的假设，在下表中完成实验步骤、预期现彖与结论。实验步骤预期现象与结论将气体依次通入盛有澄

39、清石灰水、8.0 moi/l naoh溶液 的洗气瓶 屮，并将带火星的木条放在最后一个洗 气瓶的出口处 若澄清石灰水不变浑浊，木条复燃， 则假设1成立 若澄清石灰水变浑浊，木条复燃，则假设2成立 若澄清石灰水变浑浊，木条不复燃，则假设3成立解析(1)恒压滴液漏斗中支管连接了上下两端，使液体上下气压相等，使漏斗中的液 体能顺利流下。温度高时出。2易分解，故控制好反应温度是关键。(3)铁离子可以作催化 剂，使过氧化氢分解，另外铁离子和碳酸根离子可以发生水解相互促进的反应。(4)无色无 味乞体可能是02或co?或co?和02二者的混合气体。检验co?用澄清石灰水，检验02用带火星的木条。2. 将绿矶

40、(fcso4 7h2o)隔绝空气条件下加强热分解。已知产物全部为氧化物。为探 究绿矶分解的产物，某同学进行了以下实验：【实验一】 为探究固体产物中铁元素的价态，该同学将固体产物溶于足量的稀硫酸得ab c i)到相应溶液，进行以下猜想和实验:猜想实验步骤预期现象与结论猜想一：铁元素只显 +j价 向所得溶液屮 滴入kscn溶液 向稀酸性 kmncu溶液中滴入所 得溶液kscn溶液无明显现象；稀酸性kmno4溶液颜色褪色猜想二：铁元素只显+ 匚价kscn溶液呈血红色；稀酸性kmno4溶液颜色无变 化猜想三：铁元素既有+ 2价又有+ 3价kscn溶液呈血红色；稀酸性kmno4溶液颜色褪色【实验二】为进

41、一步探究该反应的产物，进行了如下图所示的实验:(1)实验开始时，点燃b处酒精喷灯之前应先打开a处活塞通co2,其目的是排净装 置内的空气。(2) 图中装置c的作用是一防止产生倒吸。(3) 该组同学称取了 55.6 g绿矶按如图装置进行实验，待绿矶分解完全后，测得d瓶中 沉淀的质量为23.3 g,根据这些数据，可以得知，绿矶分解的化学方程式为/fesoghqfegos + so, +so3 f +14h?q。(4) 该组同学设计的装置存在着一个明显的缺陷是未进行尾气处理°解析【实验一】由题意知绿矶分解的产物全为氧化物，则铁元素可能为+2价，也 可能为+3价，或者既有+2价又有+ 3价。

42、+2价铁具有还原性，可使酸性高猛酸钾溶液褪色，+3价铁遇kscn溶液生成血红色物质，利用这些性质可以检验铁元素的价态。【实验二】(l)feso4具有还原性，能够被空气中的氧气氧化，实验开始时先通co? 的目的是排净装置内的空气，防止feso4-7h20被氧化。(2)本实验有加热装:置，反应产生气 体，气体与氯化锁溶液反应产生白色沉淀，导乞管内压强减小，容易发生倒吸，c为防倒吸那么分解前硫元素的物质的量为装置。(3)55.6 g绿矶的物质的量为27/a'tor1=0'2 moh23 3 g0.2罰，白色沉淀为硫酸领，其物质的量为帀命=。1 -1,所以除了 sos以外还应有so2,

43、其物质的量也为0.1 mol,因此绿矶分解的化学方程式是2feso4-7h2ofc2o3 + so2 t +so3 t +14h2oo (4)二氧化硫会污染环境，应添加尾气处理装置。3硫代硫酸钠(na2s2o3)是重要的化工原料，可用作分析试剂及榦革的还原剂，易溶于 水，受热、遇酸易变质。na2s2o35h2o是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与bacb溶 液混合无沉淀生成。工业上常利用含硫废水生产na2s2o3-5h2o,某化学兴趣小组在实验室 中用如图所示装置(部分夹持装置已略去)模拟其生产过程并探究其化学性质。0.362mw tj起始烧瓶c中发生的反应如下:na2s(aq) + h2o(

44、1) + so2(g)=na2so3(aq) + h2s(aq)2h2s(aq)+so2(g)=3 s(s)+2h2o(1) s3+na2so3(aq)=na2s2o3(aq)i .制备 na2s2(v5h2o(1) 加入药品z前须进行的操作是检查装置气密性；装置d的作用是防止倒吸； 装置b的作用之一是观察s02的生成速率，其中的试剂最好选用(填字母)。a.蒸帼水b.饱和na2so3溶液c.饱和nahsos溶液d.饱和nahco3溶液(2) 为保证硫代硫酸钠的产量，实验中产生的so?不能过量，原因是 若sch_过量，溶 液显酸性，产物分解，产率降低；所制得的粗产品可以通过 重结晶 方法进一步提

45、纯得 到纯 na2s2o3-5h2ooii .测定产品纯度准确称取wg产品，用适量蒸馆水溶解，以淀粉作指示剂，用o.lomolf'b标准溶液 滴定。反应原理为2s20r + i2=s406_ + 2ro(3) 滴定至终点时的现象：溶液由无色变蓝色，j1半分钟内不褪色。滴定起始和终点时12标准溶液液面位置如图所示，则消耗【2标准溶液的体积为_18d0_mlo产品的纯度(设na2s2o3-5h2o的相对分子质量为m,列岀用m、3表示的表达式)。ill.探究na2s2o3的部分化学性质【提出假设】假设一：na2s2o3与na2so4的结构相似，化学性质也应该相似，因此，室温时na2s2o3溶

46、液的ph = 7o假设二 从s的化合价推测na2s2o3具有较强的还原性。【验证假设】配制适量na2s2o3溶液，进行如下实验，请将实验补充完整。实验操作实验结论或现象现彖解释（用离子方程式表示）设用玻璃棒蘸取na2soo,溶液点 在ph试纸中部，再与标准比色卡对照 （或用ph计测量nazszos溶液的ph）溶液ph=8s?o h°o=hs?ot+ oh-设向澳水中滴入适量na2s2o3溶液漠水褪色soo- 4br2+5h7o=2so+8br_ +1 oh土实验结论：_na?s?o工溶液呈碱性，且具有还原性（或假设一不成立，假设二成立）。 ina2s2o3 的应用（5）na2s2o3

47、的商品名为“海波”，俗称“大苏打”，化学上常用于滴定实验。为测定某 k2cr2o7溶液的浓度，研究小组的同学准确量4x 10.00 mlk2cr2o7溶液于锥形瓶中，加入过 量ki固体和适量稀h2so4,滴加几滴指示剂，用o.lomolf'nass.os标准溶液滴定至终点， 进行3次平行实验后，测得平均消耗na2s2o3溶液的体积为30.00 ml,则c（k2cr2o7） =0.05 mol 1/1 （已知：cr20r + 61" +14h+=2cr3+ + 312+7h2o）v.探究与反思（6）为验证产品中含有nazsos和nazsoq,该小组设计了以下实验方案，请将实验方

48、案 补充完整。取适量产品配成稀溶液， 滴加足量bacb_溶液有白色沉淀生成，过滤，用蒸憎水洗涤 沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀部分溶解，并产生有刺激性气味的气体，则可确泄 产品中含有na?sch和na?so4 。（所需试剂从bacb溶液、稀hnch、稀h.sod、稀盐酸、 蒸饰水屮选择）解析（1）加入药品前应先检查装置的气密性；装置d为安全瓶，防倒吸；装置b的作 用之一是观察so?的生成速率，故所选试剂应不与so?反应，且so?在其中的溶解度较小， 故最好选用饱和nahsch溶液。（2）由题意可知硫代硫酸钠受热、遇酸易变质，若so?过量， 溶液显酸性，产物变质，产率降低；通常采用多次结晶

49、的方法，即重结晶法提纯晶体产物。（3）na2s2o3与i2反应产生厂，因此当n a2s2o3反应完全，过量的r遇淀粉溶液变为蓝色。故 滴定至终点时，溶液颜色的变化是由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色。根据滴定起始和终点的液面位置图可知反应消耗【2标准溶液的体积为18.10 mlo/?(i2) = 0.10mol l1x0.018 1 l =1.81 x 103 mol;根据关系式 2s20f b 可知 /7(na2s2o3) = 2x 1.81 x 10"3mol=3.62x 103 mol,所以产品的纯度为3.62x 1()7 mol xmg mo厂 gx 100%=°警"。假设一的实验结论是溶液的ph = 8,故实验目的是测定溶液的ph,具体操作是用玻璃棒蘸取na2s2o3 溶液点在ph试纸中部，将试纸颜色与标准比色卡对照。溶液呈碱性，原因是s20f在溶液 中水解，离子方程式是s2or+h2o hs2o； + oh"o