高中化学知识点复习-实验方案的设计与评价

实验方案的设计与评价■真题调研1.[2014.福建理综,25(5)]焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是答案取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量的盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成解析Na2S2O5晶体在空气中被氧化生成硫酸钠，因此实验的设计可以从硫酸根的检验方法入手，先用盐酸酸化，后加氯化钡溶液检验是否有沉淀产生。2.[2015•福建理综，25(4)(5)]测定饱和氯水中氯元素的总量(4)该小组设计的实验方案：使用下图装置，加热15.0mL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(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)(5)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):资料：i.次氯酸会破坏酸碱指示剂;ii.次氯酸或氯气可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl~答案(4)因存在Cl2的重新溶解、HC1O分解等，此方案无法测定试样含氯总量(答案合理均可)(5)量取一定量的试样，加入足量的H2O2溶液，待反应完全，加热除去过量的H2O2，冷却,

再加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀质量（答案合理均可）解析（4）该小组设计的实验方案不可行的主要原因是溶液中存在Cl2的重新溶解以及HC10分解生成HC1和02等，无法测定试样含氯总量。（5）由于HC10具有强氧化性会破坏酸碱指示剂，因此实验设计时不能用酸碱指示剂，可以利用氯水的强氧化性，向该溶液中加入足量的h2的h2o2溶液h2o2把氯元素完全还原为Cl-H2O2被氧化成o2然后加热除去过量的h2o2冷却，再加入足量的AgNO3溶液，过滤、洗涤生成的AgCl沉淀，干燥后称量沉淀质量，结合氯原子守恒即可确定其中含有的氯元素的质量。■核心透析1.实验设计思维模型①明确实验目的、要求设计实验方案|—②构思实验方法■.步骤③选择实验仪器、药品①观察实验现象实验』攵集资料|—②收集实验数据③处理实验问题①整理资料•处理数据分析，得出结论|—②分析概括孕得出结论③写出实验报告2.解答评价型化学实验题的一般思维流程一般通过读题即可明确实验目的。弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。对于检验型或性质型实验要注意“操作简单性、现象明显性”的要求；对于制备型实验要注意“产率要高、纯度要高”的要求。明确实验目的V■对点模拟1.工业上通常用电解KI溶液的方法来制备碘酸钾，请你根据所给药品，设计实验来判断电解是否完全。仪器不限，可选的试剂：淀粉溶液、h2o2溶液、稀硫酸。实验操作实验现象及结论（已知：IO亍+5I-+6H+===3/+3H2O）答案实验操作实验现象及结论取少量电解后的溶液于试管中，先滴加淀粉溶液，再加稀硫酸酸化若溶液变蓝则电解不完全，若无明显现象则电解完全解析若电解完全，则溶液中不含I-，因此只要利用信息中给出的“IO3一+5I-+5H+===3^+3H2O”，取溶液使其变为酸性，此时若有I-，则会发生上述反应使溶液变蓝，反之则电解完全。2.某学习小组在实验室中制备的Na2S2O3晶体中常含有杂质Na2CO3、Na2SO3和S。请选择下列试剂设计实验方案，检验产品中是否含有Na2CO3o实验操作实验现象及结论限选试剂：3mol・L-1H2SO4溶液、1moLL-1NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液、品红溶液、澄清石灰水。答案取少量样品加入3mol・L-1H2SO4溶液，将产生气体依次通入酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、澄清石灰水若品红溶液不褪色，且澄清石灰水变浑浊，说明产品中混有Na2CO3（答案合理均可）解析检验是否含有Na2CO3，要排除Na2SO3的干扰。酸性高锰酸钾溶液起检验SO2，除去SO2的作用，品红溶液检验SO2是否除尽。3．氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象答案取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色解析区分钙和氢化钙时可利用其组成、性质的差异来判断。将等物质的量的NO2、NO混合后通入低温下的水中只得到一种含氧酸HNO2,请设计一种实验方案，确定HNO2与碳酸的酸性相对强弱。答案向装有碳酸氢钠的试管里滴加亚硝酸溶液，若有气泡产生，则亚硝酸的酸性相对较强，若无气泡产生，则亚硝酸的酸性相对较弱（或比较等物质的量浓度的亚硝酸钠溶液、碳酸氢钠溶液的pH大小，pH小的，对应的酸的酸性相对较强）解析证明亚硝酸与碳酸的酸性相对强弱，可利用强酸制弱酸的原理，或比较等物质的量浓度的亚硝酸盐溶液和碳酸盐溶液的pH等角度设计实验。某研究性学习小组的同学通过对亚硫酸钠组成元素的价态进行分析后认为Na2SO3溶液在存放过程中有可能变质，若已变质，则相应反应的化学方程式为。（1）甲同学设计了如下两种方案来检验Na2SO3溶液是否变质。方案I：取样，加入稀盐酸有气泡生成，认为Na2SO3溶液没有变质。方案II：取样，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，认为Na2SO3溶液完全变质。乙同学认为上述两种方案均不合理，乙同学作出判断的依据分别是方案I：II(2)乙同学设计如图所示装置(夹持装置已略去)探究Na2SO3溶液是否变质，量取60mL标签上注明为1.0moLL-i的Na2SO3溶液放入A装置中，通过测量生成的SO2质量的方法来判断其是否变质。ABC①D装置的作用是该实验装置中还存在一个明显的缺陷是分液漏斗中应加入足量的(填字母)；a.浓硝酸b.65%硫酸c.浓盐酸d.20%硫酸②改进缺陷后再进行实验，若实验前后测得C装置增重3.2g,则Na2SO3变质的百分率是(3)丙同学认为若只是确定Na2SO3是否变质，乙的方案太复杂了，他认为只需要试管、胶头滴管、盐酸及氯化钡溶液就可以达到目的(不考虑对环境的影响)，请你发表自己的看法(若不同意，请说明理由；若同意，请写出主要操作、现象及结论)：。答案2Na2SO3+O2===2Na,SO4Na2SO3溶液部分变质时滴加稀盐酸也会产生气泡BaSO3也难溶于水，故Na2SO3未变质或部分变质时也会产生白色沉淀①防止空气中的水蒸气及酸性气体进入C装置中缺少一个驱赶残留SO2的操作步骤(答案合理均可)b②16.7%同意丙的看法。具体操作为取适量Na2SO3样品溶液于试管中，加入足量BaCl2溶液后，再加入足量稀盐酸，若生成的白色沉淀全部溶解，则Na2SO3没有变质；若部分溶解，则Na2SO3部分变质；若完全不溶解，则Na2SO3全部变质解析亚硫酸盐变质是由于其具有较强的还原性，能被空气中的氧气氧化成硫酸盐。(1)当Na2SO3溶液部分变质时，加入稀盐酸也会产生SO2；由于BaSO3和BaSO4均难溶于水，无论Na2SO3溶液是否变质，加入BaCl2溶液后均可形成白色沉淀，故两种方案均不合理。(2)①本实验是通过测量C装置在实验前后质量的变化来确定生成SO2的质量，故D装置的作用是防止空气中的水蒸气及酸性气体进入C装置中；因生成的SO2会有一部分留在A、B装置的上方，故应该有一个驱赶残留SO2气体的操作步骤；由于SO2在水中溶解度较大，故应使用浓度较大的酸，因浓硝酸能氧化SO2，浓盐酸具有较强的挥发性，故应选用65%硫酸;②若Na2SO3未变质，则所取溶液中Na2SO3的物质的量为0.06mol，C装置增加的