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第13讲化学实验方案的设计与评价第13讲化学实验方案的设计与评价【考纲点击】1.了解控制实验条件的方法,能改进简单的实验方案。2.能识别简单的实验仪器装置图,能对实验数据进行初步分析或处理,并得出合理结论。3.能综合运用化学实验原理和方法,设计实验方案解决简单的化学问题,能对实验方案、实验过程和实验结果进行分析和评价。【考纲点击】高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价1.化学实验方案设计的基本思路是什么? 答案化学实验方案设计的基本思路:1.化学实验方案设计的基本思路是什么?2.实验安全的“七防”指的是什么? 答案实验安全的“七防”是指:防爆炸、防暴沸、防失火、防中毒、防倒吸、防污染、防炸裂。
答案方法①:BaCl2→Na2CO3→NaOH→过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性→蒸发结晶。 方法②:BaCl2→NaOH→Na2CO3→过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性→蒸发结晶。 方法③:NaOH→BaCl2→Na2CO3→过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性→蒸发结晶。2.实验安全的“七防”指的是什么? 答案方法①:BaCl24.怎样筛选和处理实验数据? 答案对实验数据分析和处理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特点;二看数据是否在误差允许范围内;三看反应是否完全,是否是过量反应物作用下所得的数据;四看所得数据的测试环境是否一致,特别是气体体积数据;五看数据测量过程是否规范、合理。
4.怎样筛选和处理实验数据?知识链接 实验方案设计的基本流程:根据目标产物→确定可能原理→设计可能实验方案→优化实验方案→选择原料→设计反应装置(方法、仪器等)→实施实验(步骤、操作要点、控制反应条件等)→分离提纯产品。考点一实验方案的设计
角度1物质制备实验方案的设计[2013•江苏,19(5)、2012•江苏,19(3)]知识链接考点一实验方案的设计角度1物质制备实验方案知识链接 性质验证方案设计的基本流程:根据物质的性质→设计可能的实验方案→优化实验方案→实施实验(原理、方法、仪器、药品、操作要点等)→观察现象、记录数据→综合分析得出结论。角度发散 常见物质性质的验证方法。角度2物质性质验证实验方案的设计[2011•江苏,17(3)②]知识链接角度2物质性质验证实验方案的设计[2011•江[高考印证]1.(2013·江苏,19)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:
FeSO4+Na2CO3===FeCO3↓+Na2SO4 FeCO3+C6H8O7===FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.13.2Al3+3.05.0Fe2+5.88.8[高考印证]金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是________(填字母),原因是________________。a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是________________________。(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是___________。②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是________________。(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是________(填(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是________________________。(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,__________,得到FeSO4溶液,__________,得到FeSO4·7H2O晶体。解析(1)由表格中的数据可知Fe2+在pH=5.8时开始沉淀,pH=8.8时沉淀完全,因此在制备过程中要避免Fe2+生成Fe(OH)2沉淀,由于FeSO4溶液显酸性,Na2CO3溶液显碱性,所以将Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中。
(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价二是使Fe3+生成沉淀,过滤得固体再溶解得Fe2(SO4)3,再加铁粉还原。由FeSO4溶液制得FeSO4·7H2O晶体,采用冷却结晶的方法,先制取饱和溶液再降温结晶。由溶解度曲线可知,温度高于60℃时绿矾的溶解度下降,因此需配成60℃的饱和溶液再降温至0℃,过滤,由于绿矾的溶解度随温度的升高而增大,故用冰水洗。答案(1)c避免生成Fe(OH)2沉淀(2)取最后一次的洗涤滤液1~2mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净。二是使Fe3+生成沉淀,过滤得固体再溶解得Fe2(SO4)3(3)①防止+2价的铁元素被氧化②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出(5)“(过滤,)向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤”或“过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤”(滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0℃结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥(3)①防止+2价的铁元素被氧化②加入适量柠檬酸让铁粉反应[应用体验]1.(2013·四川理综,9)为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO3的氧化性 将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验,可选用试剂:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
(1)请完成下表:[应用体验]【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+。Ⅱ.AgNO3的热稳定性用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。当反应结束后,试管中残留固体为黑色。操作现象结论取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡______存在Fe3+取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入________,振荡______存在Fe2+【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+。操作现象结(2)装置B的作用是________。(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是________。(4)【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是:ⅰ.Ag;ⅱ.Ag2O;ⅲAg和Ag2O。(2)装置B的作用是________。【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体放入试管中,进行了如下实验。实验编号操作现象a加入足量氨水,振荡黑色固体不溶解b加入足量稀硝酸,振荡黑色固体溶解,并有气体产生【实验评价】根据上述实验,不能确定固体产物成分的实验是________(填实验编号)。【实验结论】根据上述实验结果,该小组得出AgNO3固体热分解的产物有________。【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体放入试解析Ⅰ.(1)Fe3+遇KSCN溶液,溶液变红色。由于氯水与Fe2+反应,现象不明显,应直接用K3[Fe(CN)6]溶液检验,如有蓝色沉淀出现,则证明Fe2+存在,否则不存在。Ⅱ.(2)B装置为安全瓶,可以防止倒吸。(3)检验氧气的常用方法是利用其助燃性,使带有火星的木条复燃。(4)a实验中,加入氨水黑色固体不溶解,证明原物质不含Ag2O,同时也证明原物质为Ag;b实验中,只能证明原黑色固体含有Ag,因Ag2O也可以溶解在足量稀硝酸中,所以不能证明是否含有Ag2O。解析Ⅰ.(1)Fe3+遇KSCN溶液,溶液变红色。由于氯水答案(1)溶液呈红色K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀(2)防倒吸(3)用带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃,证明无色气体为O2(4)b
Ag、NO2、O2
答案(1)溶液呈红色K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色知识链接 实验方案设计的基本原则:(1)条件合适,操作方便;(2)原理正确,步骤简单;(3)原料丰富,价格低廉;(4)产物纯净,污染物少。考点二实验方案的评价
角度1物质制备实验方案的评价[2013•江苏,19(4)]知识链接考点二实验方案的评价角度1物质制备实验方案知识链接 物质性质探究实验方案评价的四点要求:(1)实验方案要可行。要尽量避免使用高压和特殊催化剂等实验室难以达到的条件,实验方案要简单易行。(2)实验顺序要科学。要对各个实验步骤进行统一的规划和安排,同时要减少副反应的发生和避免实验步骤间的干扰。(3)实验现象要直观。要求设计的实验在操作过程中有明显的实验现象,便于物质化学性质的确认。(4)实验结论要可靠。要反复推敲实验步骤和多方论证实验结果,做到实验结论准确、可靠。角度2物质性质探究实验方案的评价[2011•江苏,19(3)③]知识链接角度2物质性质探究实验方案的评价[2011•江[高考印证]2.(2012·福建理综,25)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如下图所示)。 (1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是________(填序号)。
A.往烧瓶中加入MnO2粉末
B.加热
C.往烧瓶中加入浓盐酸[高考印证] (1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出下列实验方案:甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量。丁方案:与足量Zn反应,测量生成的H2体积。继而进行下列判断和实验:①判定甲方案不可行,理由是______________________。②进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸a.量取试样20.00mL,用0.1000mol·L-1NaOH标准溶液滴定,消耗22.00mL,该次滴定测得试样中盐酸浓度为________mol·L-1;b.平行滴定后获得实验结果。③判断丙方案的实验结果____________(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(MnCO3)=2.3×10-11]④进行丁方案实验:装置如图所示(夹持器具已略去)。a.量取试样20.00mL,用0.1000mol·L-(ⅰ)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将________转移到________中。(ⅱ)反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积,气体体积逐次减小,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)。解析(1)注意加药品时先加入固体MnO2,再通过分液漏斗加入浓盐酸,最后才能加热。(ⅰ)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将_____高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价答案(1)ACB
(2)①残余清液中,n(Cl-)>n(H+)(或其他合理答案)②0.1100③偏小④(ⅰ)Zn粒残余清液(按顺序写出两项)
(ⅱ)装置内气体尚未冷至室温答案(1)ACB(2)①残余清液中,n(Cl-)>n(H[应用体验]2.(2012·天津,9)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:[应用体验]请回答下列问题:(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为_____________________________;得到滤渣1的主要成分为___________________________。(2)第②步加H2O2的作用是_________________________,使用H2O2的优点是____________________________;调溶液pH的目的是使________生成沉淀。(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是___________________________。(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O,探究小组设计了三种方案:请回答下列问题:上述三种方案中,_____方案不可行,原因是_________:从原子利用率角度考虑,________方案更合理。上述三种方案中,_____方案不可行,原因是________(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr=250)含量。取ag试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用cmol·L-1EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反应如下:Cu2++H2Y2-===CuY2-+2H+写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w=______________________;下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是________。a.未干燥锥形瓶b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c.未除净可与EDTA反应的干扰离子(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr=250高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价(3)第③步由CuSO4·5H2O制备CuSO4的方法应是在坩埚中加热脱水;(4)甲方案在滤渣中只加硫酸会生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质,方法不可行;乙和丙方法均可行,乙方案先在滤渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;丙方案先在滤渣中加NaOH,和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体,但从原子利用率角度考虑方案乙更合理;(3)第③步由CuSO4·5H2O制备CuSO4的方法应是在高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价知识链接 探究性综合实验题的一般解题思路:发现问题→提出猜想→设计验证方案→具体实施实验→观察现象、分析数据→总结归纳得出结论。考点三探究性综合实验
角度1探究性综合实验题的解题思路(2013•安徽理综,28)知识链接考点三探究性综合实验角度1探究性综合实验题知识链接 实验探究题中会遇到由于各种原因导致的“反常”,如试剂添加顺序不当、药品变质、反应条件控制不当等等。解答此类试题的一般思路:探究“反常”现象,利用已有知识理论提出猜想,设计实验验证猜想,合理解释“反常”现象得出结论。角度2探究化学实验中的反常现象(2013•北京,28)知识链接角度2探究化学实验中的反常现象(2013•北京[高考印证]3.(2013·北京,28)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:操作现象取4g漂粉精固体,加入100mL水部分固体溶解,溶液略有颜色过滤,测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝(约为12),后褪色ⅰ.液面上方出现白雾;ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去[高考印证]操作现象取4g漂粉精固体,加入100mL(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是__________________________________________。(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是________。(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。①实验a的目的是________。②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是__________________________。(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是____(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是________。(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化。取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是________。②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因:________________________________________________________________________。(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂解析
(1)联系氯的化合物基础知识和生产漂粉精的原理,写出下列化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。(2)pH试纸先变蓝,说明漂粉精溶液呈碱性,后褪色是由于ClO-的强氧化性所致。(3)检验白雾中有无HCl的关键是检验出Cl-的存在,故实验a、b即围绕Cl-的检验展开。实验a的目的是通过湿润碘化钾淀粉试纸是否变蓝判断有无Cl2的干扰。实验b试图通过AgCl的生成来检验Cl-的存在,但应考虑到过量SO2和AgNO3溶液反应生成白色沉淀的可能性。解析(1)联系氯的化合物基础知识和生产漂粉精的原理,写出下(4)题干具有明显的提示性,出现黄绿色的原因是随着酸性的增强而产生Cl2。故应设计使用无还原性的硫酸来确认其原因的可能与否。(5)①A瓶中所得沉淀的成分可能是CaSO3、CaSO4或二者的混合物,加入稀HCl,无明显变化,排除CaSO3,故X为CaSO4,因CaSO4微溶于水,在取上层清液加入BaCl2溶液时,产生BaSO4沉淀,进一步证明X为CaSO4。②溶液呈黄绿色是因Cl2溶于水而产生的现象,随着SO2的持续通入,两者发生反应生成无色物质盐酸和硫酸,化学方程式为:SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,(4)题干具有明显的提示性,出现黄绿色的原因是随着酸性的增强答案(1)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(2)碱性、漂白性(3)①检验白雾中是否含有Cl2,排除Cl2干扰②白雾中混有SO2,SO2可与酸化的AgNO3反应产生白色沉淀(4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色(5)①CaSO4答案(1)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca[应用体验]3.有文献记载:在强碱条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。装置实验序号试管中的药品现象实验Ⅰ2mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液有气泡产生;一段时间后,溶液逐渐变黑;试管壁附着银镜实验Ⅱ2mL银氨溶液和数滴浓氨水有气泡产生;一段时间后,溶液无明显变化[应用体验]装置实验序号试管中的药品现象实验Ⅰ2mL银氨溶b.AgOH不稳定,极易分解为黑色Ag2O(1)配制银氨溶液所需的药品是________。(2)经检验,实验Ⅰ的气体中有NH3,黑色物质中有Ag2O。①用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,产生的现象是_______________________________。②产生Ag2O的原因是__________________________。(3)该同学对产生银镜的原因提出假设:可能是NaOH还原Ag2O。实验及现象:向AgNO3溶液中加入________,出现黑色沉淀;水浴加热,未出现银镜。b.AgOH不稳定,极易分解为黑色Ag2O(4)重新假设:在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O。用下图所示装置进行实验。现象:出现银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。(4)重新假设:在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O。(5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假设:在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应进行如下实验:①有部分Ag2O溶解在氨水中,该反应的化学方程式是_______________。②实验结果证实假设成立,依据的现象是_________。(6)用HNO3清洗试管壁上的Ag,该反应的化学方程式是_________________________。(5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价(5)①Ag2O溶解在氨水中的反应化学方程式为:Ag2O+4NH3·H2O===2Ag(NH3)2OH+3H2O;②由于与溶液接触的试管壁上析出银镜,可证明假设成立;(6)银是不活泼的金属,其和硝酸反应的化学方程式和铜相似为:Ag+2HNO3(浓)===AgNO3+NO2↑+H2O。(5)①Ag2O溶解在氨水中的反应化学方程式为:Ag2O+4(3)过量NaOH溶液
(4)(5)①Ag2O+4NH3·H2O===2Ag(NH3)2OH+3H2O②与溶液接触的试管壁上析出银镜(6)Ag+2HNO3(浓)===AgNO3+NO2↑+H2O
(3)过量NaOH溶液知识链接
(1)气体制备原理决定发生装置,气体性质决定干燥装置,所制气体的性质和杂质气体的性质共同决定了净化方法。(2)气体制备装置的连接顺序:发生装置→净化装置(含干燥装置)→收集装置→尾气处理装置。(3)安装顺序:由下往上,从左到右。(4)操作顺序:检查装置的气密性→固体药品先放→液体药品后放→点燃酒精灯。防范1常见气体的制备装置原理及注意事项混乱
知识链接防范1常见气体的制备装置原理及注意事项混乱[防范演练]1.实验室用如图装置制取某种较纯净的气体。[防范演练](1)在烧瓶里放置的反应物可能是______________;A.稀硫酸和锌粒 B.浓盐酸和石灰石C.浓盐酸和二氧化锰 D.浓盐酸和高锰酸钾(2)集气瓶里收集到的气体是________;A.H2 B.Cl2
C.CO2 D.O2(3)两个洗气瓶(从左到右)中盛放的试剂是________;A.浓硫酸;饱和食盐水B.氢氧化钠溶液;浓硫酸C.氢氧化钠溶液;饱和食盐水D.饱和食盐水;浓硫酸(1)在烧瓶里放置的反应物可能是______________(4)烧杯中应盛放的试剂及作用是________。A.NaOH溶液,吸收多余的Cl2,防止污染空气B.浓硫酸,干燥多余的Cl2C.纯水,充分吸收多余的Cl2,防止污染空气D.饱和食盐水,减少Cl2在水中溶解度(4)烧杯中应盛放的试剂及作用是________。答案(1)C
(2)B
(3)D
(4)A答案(1)C(2)B(3)D(4)A知识链接
(1)设计思路:防范2对化学实验方案的设计思路、步骤及注意事项分析不清
知识链接防范2对化学实验方案的设计思路、步骤及注意事项(2)设计步骤:观察现象→根据物质性质提出假设→寻求能够证明或检验假设的方法→根据设想的方法选择适当的实验仪器和药品→设计恰当的实验步骤→实施实验→观察记录实验现象、数据→验证实验结果是否符合实验预期(假设)。(3)注意事项:题目有无特殊要求,题给药品、装置的数量;注意实验过程中的安全性操作,会画简单的实验装置;注意仪器的规格;要防倒吸、防爆炸、防燃烧、防暴沸、防氧化、防吸水,冷凝、水浴加热时采取的相应措施;仪器的创新应用。(2)设计步骤:观察现象→根据物质性质提出假设→寻求能够证明[防范演练]
2.某研究性学习小组在研究二氧化硫漂白作用时,从“氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用”得到启发。为了探究二氧化硫的作用到底是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物,该小组设计了如下实验。请回答相关问题。
(1)实验室用亚硫酸钠粉末跟硫酸制取二氧化硫,现有下列三种硫酸溶液,应选用________(填字母),理由是____________________________;
A.98%浓硫酸
B.70%硫酸
C.10%稀硫酸[防范演练](2)为了探究SO2能否使品红褪色,该同学选择了正确的药品后设计了如下图所示实验装置,请指出实验装置设计中的不合理之处。(2)为了探究SO2能否使品红褪色,该同学选择了正确的药品后①__________________________________;②__________________________________。(3)该同学选择了正确装置后,实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速率通过品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色。为此,你认为使品红的水溶液褪色的微粒可能是___________________________________。①_____________________________解析
(1)在制取SO2时,既要考虑到反应原理:强酸制弱酸(选用稀硫酸),又要考虑到二氧化硫的溶解性(选用浓硫酸);(2)根据实验目的应该将干燥的SO2通入品红的酒精溶液中;加入浓硫酸时需要分液漏斗;(3)干燥的SO2气体不能使其褪色,说明SO2与水反应的某一生成物具有漂白性;(4)由于水解和电离的情况,Na2SO3溶液和NaHSO3溶液的组成粒子是相同的。解析(1)在制取SO2时,既要考虑到反应原理:强酸制弱酸(高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价综合实验题的解题思路高考综合实验题更多地关注学生对化学实验方案的设计和评价的能力,题型有验证性实验和探究性实验。解决这类试题的一般的解题思路为:综合实验题的解题思路1.巧审题,明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心,是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物、化学实验基本操作、化学反应基本原理等有关知识获取。在此基础上,遵循可行性、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步骤,把握各步实验操作的要点,理清实验操作的先后顺序。1.巧审题,明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心3.看准图,分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合,思考容量大。在分析解答过程中,要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,确定它们在该实验中的作用。4.细分析,得出正确的实验结论。实验现象(或数据)是化学原理的外在表现。在分析实验现象(或数据)的过程中,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,绘制变化曲线等。3.看准图,分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合[应用体验]氯气和漂白粉是现代工业和生活常用的消毒剂、杀菌剂。(1)实验室拟用下列装置制备干燥纯净的氯气,请按照气体从左向右流动的方向将仪器进行连接:H→________、________→________、________→________;并指出其中广口瓶Ⅱ中的试剂为________。[应用体验](2)写出工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学反应方程式____________________________。(3)实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品,其中肯定存在CaCl2,请设计实验,探究该样品中除CaCl2外可能存在的其他固体物质。①提出合理假设。假设1:该漂白粉未变质,只含________;假设2:该漂白粉全部变质,只含________;假设3:该漂白粉部分变质,既含有Ca(ClO)2又含有CaCO3。(2)写出工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学反应方程式__②设计实验方案,进行实验。限选用的仪器和药品:试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1mol·L-1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示:不必检验Ca2+和Cl-。)实验步骤预期现象与结论步骤1取少量上述漂白粉于试管中,_____________________________________________________________________步骤2②设计实验方案,进行实验。实验步骤预期现象与结论步骤1取少量解析
(1)装置的连接顺序是制备装置→洗气除杂(除去氯化氢)→干燥装置→收集装置→尾气吸收装置。除去氯气中的氯化氢最好用饱和食盐水溶液。(3)①漂白粉的成分是Ca(ClO)2和CaCl2,在空气中变质后生成CaCO3,由于肯定存在CaCl2,所以除CaCl2外,可能存在的其他固体物质就有三种假设:只有Ca(ClO)2,只有CaCO3,既含有Ca(ClO)2又含有CaCO3。②将样品与盐酸混合,CaCO3能产生CO2,借助于澄清石灰水检验其存在;Ca(ClO)2能将盐酸氧化为氯气,借助于品红溶液检测其存在。解析(1)装置的连接顺序是制备装置→洗气除杂(除去氯化氢)答案(1)B
A
C
D
E饱和食盐水(2)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(3)①Ca(ClO)2
CaCO3②实验步骤预期现象与结论步骤1加入适量1mol·L-1盐酸溶解后,再将产生的气体通入澄清石灰水中①若澄清石灰水未见浑浊,则假设1成立;②若澄清石灰水变浑浊,则假设2或假设3成立步骤2向步骤1反应后的试管中滴入1~2滴品红溶液,振荡结合步骤1中的②:①若品红溶液褪色,则假设3成立;②若品红溶液不褪色,则假设2成立答案(1)BACDE饱和食盐水实验步骤预期现象与第13讲化学实验方案的设计与评价第13讲化学实验方案的设计与评价【考纲点击】1.了解控制实验条件的方法,能改进简单的实验方案。2.能识别简单的实验仪器装置图,能对实验数据进行初步分析或处理,并得出合理结论。3.能综合运用化学实验原理和方法,设计实验方案解决简单的化学问题,能对实验方案、实验过程和实验结果进行分析和评价。【考纲点击】高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价1.化学实验方案设计的基本思路是什么? 答案化学实验方案设计的基本思路:1.化学实验方案设计的基本思路是什么?2.实验安全的“七防”指的是什么? 答案实验安全的“七防”是指:防爆炸、防暴沸、防失火、防中毒、防倒吸、防污染、防炸裂。
答案方法①:BaCl2→Na2CO3→NaOH→过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性→蒸发结晶。 方法②:BaCl2→NaOH→Na2CO3→过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性→蒸发结晶。 方法③:NaOH→BaCl2→Na2CO3→过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性→蒸发结晶。2.实验安全的“七防”指的是什么? 答案方法①:BaCl24.怎样筛选和处理实验数据? 答案对实验数据分析和处理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特点;二看数据是否在误差允许范围内;三看反应是否完全,是否是过量反应物作用下所得的数据;四看所得数据的测试环境是否一致,特别是气体体积数据;五看数据测量过程是否规范、合理。
4.怎样筛选和处理实验数据?知识链接 实验方案设计的基本流程:根据目标产物→确定可能原理→设计可能实验方案→优化实验方案→选择原料→设计反应装置(方法、仪器等)→实施实验(步骤、操作要点、控制反应条件等)→分离提纯产品。考点一实验方案的设计
角度1物质制备实验方案的设计[2013•江苏,19(5)、2012•江苏,19(3)]知识链接考点一实验方案的设计角度1物质制备实验方案知识链接 性质验证方案设计的基本流程:根据物质的性质→设计可能的实验方案→优化实验方案→实施实验(原理、方法、仪器、药品、操作要点等)→观察现象、记录数据→综合分析得出结论。角度发散 常见物质性质的验证方法。角度2物质性质验证实验方案的设计[2011•江苏,17(3)②]知识链接角度2物质性质验证实验方案的设计[2011•江[高考印证]1.(2013·江苏,19)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:
FeSO4+Na2CO3===FeCO3↓+Na2SO4 FeCO3+C6H8O7===FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.13.2Al3+3.05.0Fe2+5.88.8[高考印证]金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是________(填字母),原因是________________。a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是________________________。(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是___________。②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是________________。(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是________(填(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是________________________。(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,__________,得到FeSO4溶液,__________,得到FeSO4·7H2O晶体。解析(1)由表格中的数据可知Fe2+在pH=5.8时开始沉淀,pH=8.8时沉淀完全,因此在制备过程中要避免Fe2+生成Fe(OH)2沉淀,由于FeSO4溶液显酸性,Na2CO3溶液显碱性,所以将Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中。
(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价二是使Fe3+生成沉淀,过滤得固体再溶解得Fe2(SO4)3,再加铁粉还原。由FeSO4溶液制得FeSO4·7H2O晶体,采用冷却结晶的方法,先制取饱和溶液再降温结晶。由溶解度曲线可知,温度高于60℃时绿矾的溶解度下降,因此需配成60℃的饱和溶液再降温至0℃,过滤,由于绿矾的溶解度随温度的升高而增大,故用冰水洗。答案(1)c避免生成Fe(OH)2沉淀(2)取最后一次的洗涤滤液1~2mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净。二是使Fe3+生成沉淀,过滤得固体再溶解得Fe2(SO4)3(3)①防止+2价的铁元素被氧化②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出(5)“(过滤,)向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤”或“过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤”(滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0℃结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥(3)①防止+2价的铁元素被氧化②加入适量柠檬酸让铁粉反应[应用体验]1.(2013·四川理综,9)为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO3的氧化性 将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验,可选用试剂:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
(1)请完成下表:[应用体验]【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+。Ⅱ.AgNO3的热稳定性用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。当反应结束后,试管中残留固体为黑色。操作现象结论取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡______存在Fe3+取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入________,振荡______存在Fe2+【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+。操作现象结(2)装置B的作用是________。(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是________。(4)【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是:ⅰ.Ag;ⅱ.Ag2O;ⅲAg和Ag2O。(2)装置B的作用是________。【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体放入试管中,进行了如下实验。实验编号操作现象a加入足量氨水,振荡黑色固体不溶解b加入足量稀硝酸,振荡黑色固体溶解,并有气体产生【实验评价】根据上述实验,不能确定固体产物成分的实验是________(填实验编号)。【实验结论】根据上述实验结果,该小组得出AgNO3固体热分解的产物有________。【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体放入试解析Ⅰ.(1)Fe3+遇KSCN溶液,溶液变红色。由于氯水与Fe2+反应,现象不明显,应直接用K3[Fe(CN)6]溶液检验,如有蓝色沉淀出现,则证明Fe2+存在,否则不存在。Ⅱ.(2)B装置为安全瓶,可以防止倒吸。(3)检验氧气的常用方法是利用其助燃性,使带有火星的木条复燃。(4)a实验中,加入氨水黑色固体不溶解,证明原物质不含Ag2O,同时也证明原物质为Ag;b实验中,只能证明原黑色固体含有Ag,因Ag2O也可以溶解在足量稀硝酸中,所以不能证明是否含有Ag2O。解析Ⅰ.(1)Fe3+遇KSCN溶液,溶液变红色。由于氯水答案(1)溶液呈红色K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀(2)防倒吸(3)用带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃,证明无色气体为O2(4)b
Ag、NO2、O2
答案(1)溶液呈红色K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色知识链接 实验方案设计的基本原则:(1)条件合适,操作方便;(2)原理正确,步骤简单;(3)原料丰富,价格低廉;(4)产物纯净,污染物少。考点二实验方案的评价
角度1物质制备实验方案的评价[2013•江苏,19(4)]知识链接考点二实验方案的评价角度1物质制备实验方案知识链接 物质性质探究实验方案评价的四点要求:(1)实验方案要可行。要尽量避免使用高压和特殊催化剂等实验室难以达到的条件,实验方案要简单易行。(2)实验顺序要科学。要对各个实验步骤进行统一的规划和安排,同时要减少副反应的发生和避免实验步骤间的干扰。(3)实验现象要直观。要求设计的实验在操作过程中有明显的实验现象,便于物质化学性质的确认。(4)实验结论要可靠。要反复推敲实验步骤和多方论证实验结果,做到实验结论准确、可靠。角度2物质性质探究实验方案的评价[2011•江苏,19(3)③]知识链接角度2物质性质探究实验方案的评价[2011•江[高考印证]2.(2012·福建理综,25)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如下图所示)。 (1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是________(填序号)。
A.往烧瓶中加入MnO2粉末
B.加热
C.往烧瓶中加入浓盐酸[高考印证] (1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出下列实验方案:甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量。丁方案:与足量Zn反应,测量生成的H2体积。继而进行下列判断和实验:①判定甲方案不可行,理由是______________________。②进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸a.量取试样20.00mL,用0.1000mol·L-1NaOH标准溶液滴定,消耗22.00mL,该次滴定测得试样中盐酸浓度为________mol·L-1;b.平行滴定后获得实验结果。③判断丙方案的实验结果____________(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(MnCO3)=2.3×10-11]④进行丁方案实验:装置如图所示(夹持器具已略去)。a.量取试样20.00mL,用0.1000mol·L-(ⅰ)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将________转移到________中。(ⅱ)反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积,气体体积逐次减小,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)。解析(1)注意加药品时先加入固体MnO2,再通过分液漏斗加入浓盐酸,最后才能加热。(ⅰ)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将_____高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价答案(1)ACB
(2)①残余清液中,n(Cl-)>n(H+)(或其他合理答案)②0.1100③偏小④(ⅰ)Zn粒残余清液(按顺序写出两项)
(ⅱ)装置内气体尚未冷至室温答案(1)ACB(2)①残余清液中,n(Cl-)>n(H[应用体验]2.(2012·天津,9)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:[应用体验]请回答下列问题:(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为_____________________________;得到滤渣1的主要成分为___________________________。(2)第②步加H2O2的作用是_________________________,使用H2O2的优点是____________________________;调溶液pH的目的是使________生成沉淀。(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是___________________________。(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O,探究小组设计了三种方案:请回答下列问题:上述三种方案中,_____方案不可行,原因是_________:从原子利用率角度考虑,________方案更合理。上述三种方案中,_____方案不可行,原因是________(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr=250)含量。取ag试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用cmol·L-1EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反应如下:Cu2++H2Y2-===CuY2-+2H+写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w=______________________;下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是________。a.未干燥锥形瓶b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c.未除净可与EDTA反应的干扰离子(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr=250高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价(3)第③步由CuSO4·5H2O制备CuSO4的方法应是在坩埚中加热脱水;(4)甲方案在滤渣中只加硫酸会生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质,方法不可行;乙和丙方法均可行,乙方案先在滤渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;丙方案先在滤渣中加NaOH,和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体,但从原子利用率角度考虑方案乙更合理;(3)第③步由CuSO4·5H2O制备CuSO4的方法应是在高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价知识链接 探究性综合实验题的一般解题思路:发现问题→提出猜想→设计验证方案→具体实施实验→观察现象、分析数据→总结归纳得出结论。考点三探究性综合实验
角度1探究性综合实验题的解题思路(2013•安徽理综,28)知识链接考点三探究性综合实验角度1探究性综合实验题知识链接 实验探究题中会遇到由于各种原因导致的“反常”,如试剂添加顺序不当、药品变质、反应条件控制不当等等。解答此类试题的一般思路:探究“反常”现象,利用已有知识理论提出猜想,设计实验验证猜想,合理解释“反常”现象得出结论。角度2探究化学实验中的反常现象(2013•北京,28)知识链接角度2探究化学实验中的反常现象(2013•北京[高考印证]3.(2013·北京,28)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:操作现象取4g漂粉精固体,加入100mL水部分固体溶解,溶液略有颜色过滤,测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝(约为12),后褪色ⅰ.液面上方出现白雾;ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去[高考印证]操作现象取4g漂粉精固体,加入100mL(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是__________________________________________。(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是________。(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。①实验a的目的是________。②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是__________________________。(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是____(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是________。(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化。取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是________。②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因:________________________________________________________________________。(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂解析
(1)联系氯的化合物基础知识和生产漂粉精的原理,写出下列化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。(2)pH试纸先变蓝,说明漂粉精溶液呈碱性,后褪色是由于ClO-的强氧化性所致。(3)检验白雾中有无HCl的关键是检验出Cl-的存在,故实验a、b即围绕Cl-的检验展开。实验a的目的是通过湿润碘化钾淀粉试纸是否变蓝判断有无Cl2的干扰。实验b试图通过AgCl的生成来检验Cl-的存在,但应考虑到过量SO2和AgNO3溶液反应生成白色沉淀的可能性。解析(1)联系氯的化合物基础知识和生产漂粉精的原理,写出下(4)题干具有明显的提示性,出现黄绿色的原因是随着酸性的增强而产生Cl2。故应设计使用无还原性的硫酸来确认其原因的可能与否。(5)①A瓶中所得沉淀的成分可能是CaSO3、CaSO4或二者的混合物,加入稀HCl,无明显变化,排除CaSO3,故X为CaSO4,因CaSO4微溶于水,在取上层清液加入BaCl2溶液时,产生BaSO4沉淀,进一步证明X为CaSO4。②溶液呈黄绿色是因Cl2溶于水而产生的现象,随着SO2的持续通入,两者发生反应生成无色物质盐酸和硫酸,化学方程式为:SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,(4)题干具有明显的提示性,出现黄绿色的原因是随着酸性的增强答案(1)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(2)碱性、漂白性(3)①检验白雾中是否含有Cl2,排除Cl2干扰②白雾中混有SO2,SO2可与酸化的AgNO3反应产生白色沉淀(4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色(5)①CaSO4答案(1)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca[应用体验]3.有文献记载:在强碱条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。装置实验序号试管中的药品现象实验Ⅰ2mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液有气泡产生;一段时间后,溶液逐渐变黑;试管壁附着银镜实验Ⅱ2mL银氨溶液和数滴浓氨水有气泡产生;一段时间后,溶液无明显变化[应用体验]装置实验序号试管中的药品现象实验Ⅰ2mL银氨溶b.AgOH不稳定,极易分解为黑色Ag2O(1)配制银氨溶液所需的药品是________。(2)经检验,实验Ⅰ的气体中有NH3,黑色物质中有Ag2O。①用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,产生的现象是_______________________________。②产生Ag2O的原因是__________________________。(3)该同学对产生银镜的原因提出假设:可能是NaOH还原Ag2O。实验及现象:向AgNO3溶液中加入________,出现黑色沉淀;水浴加热,未出现银镜。b.AgOH不稳定,极易分解为黑色Ag2O(4)重新假设:在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O。用下图所示装置进行实验。现象:出现银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。(4)重新假设:在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O。(5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假设:在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应进行如下实验:①有部分Ag2O溶解在氨水中,该反应的化学方程式是_______________。②实验结果证实假设成立,依据的现象是_________。(6)用HNO3清洗试管壁上的Ag,该反应的化学方程式是_________________________。(5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成高考化学二轮复习简易通(江苏专用)配套课件第13讲-化学实验方案的设计与评价(5)①Ag2O溶解在氨水中的反应化学方程式为:Ag2O+4NH3·H2O===2Ag(NH3)2OH+3H2O;②由于与溶液接触的试管壁上析出银镜,可证明假设成立;(6)银是不活泼的金属,其和硝酸反应的化学方程式和铜相似为:Ag+2HNO3(浓)===AgNO3+NO2↑+H2O。(5)①Ag2O溶解在氨水中的反应化学方程式为:Ag2O+4(3)过量NaOH溶液
(4)(5)①Ag2O+4NH3·H2O===2Ag(NH3)2OH+3H2O②与溶液接触的试管壁上析出银镜(6)Ag+2HNO3(浓)===AgNO3+NO2↑+H2O
(3)过量NaOH溶液知识链接
(1)气体制备原理决定发生装置,气体性质决定干燥装置,所制气体的性质和杂质气体的性质共同决定了净化方法。(2)气体制备装置的连接顺序:发生装置→净化装置(含干燥装置)→收集装置→尾气处理装置。(3)安装顺序:由下往上,从左到右。(4)操作顺序:检查装置的气密性→固体药品先放→液体药品后放→点燃酒精灯。防范1常见气体的制备装置原理及注意事项混乱
知识链接防范1常见气体的制备装置原理及注意事项混乱[防范演练]1.实验室用如图装置制取某种较纯净的气体。[防范演练](1)在烧瓶里放置的反应物可能是______________;A.稀硫酸和锌粒 B.浓盐酸和石灰石C.浓盐酸和二氧化锰 D.浓盐酸和高锰酸钾(2)集气瓶里收集到的气体是________;A.H2 B.Cl2
C.CO2 D.O2(3)两个洗气瓶(从左到右)中盛放的试剂是________;A.浓硫酸;饱和食盐水B.氢氧化钠溶液;浓硫酸C.氢氧化钠溶液;饱和食盐水D.饱和食盐水;浓硫酸(1)在烧瓶里放置的反应物可能是______________(4)烧杯中应盛放的试剂及作用是________。A.NaOH溶液,吸收多余的Cl2,防止污染空气B.浓硫酸,干燥多余的Cl2C.纯水,充分吸收多余的Cl2,防止污染空气D.饱和食盐水,减少Cl2在水中溶解度(4)烧杯中应盛放的试剂及作用是________。答案(1)C
(2)B
(3)D
(4)A答案(1)C
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