2025年上学期高一化学团队协作能力试题（二）

2025年上学期高一化学团队协作能力试题（二）一、实验探究题（共60分）背景：某研究小组在处理实验室废液时发现，含有Fe³⁺、Cu²⁺、Cl⁻和SO₄²⁻的混合溶液可能通过分步沉淀法实现金属离子的分离回收。团队需设计实验方案并完成实验操作，记录数据后进行分析。任务1：方案设计与分工（15分）某小组4名成员（甲、乙、丙、丁）需完成以下任务：①查阅溶解度数据确定沉淀顺序②设计实验装置图③配制标准溶液④撰写实验步骤（1）请将任务分配给4名成员，并说明分工理由。（2）若采用NaOH溶液作为沉淀剂，预测沉淀生成的先后顺序（结合溶度积Ksp数据：Fe(OH)₃Ksp=4×10⁻³⁸，Cu(OH)₂Ksp=2.2×10⁻²⁰）。任务2：实验操作与数据记录（20分）实验中使用0.1mol/LNaOH溶液滴定20mL混合溶液，部分数据如下表：滴加NaOH体积/mL溶液pH现象描述01.8无明显现象52.5出现棕黄色浑浊103.7浑浊增多156.4棕黄色沉淀完全208.2蓝色沉淀生成（3）计算生成Fe(OH)₃沉淀完全时（离子浓度≤10⁻⁵mol/L）的理论pH值。（4）根据实验数据，判断实际沉淀顺序是否与理论一致，并分析可能的误差原因。任务3：结果分析与误差讨论（25分）（5）若实验中发现Cu(OH)₂沉淀中混有Fe(OH)₃，提出两种改进方案（从试剂选择或操作步骤角度说明）。（6）设计实验验证沉淀洗涤是否完全（需写出具体操作和预期现象）。二、计算题（共40分）背景：工业上常用Cl₂氧化NaClO₂溶液制备ClO₂（2ClO₂⁻+Cl₂=2ClO₂+2Cl⁻）。某团队用200mL1.5mol/LNaClO₂溶液与过量Cl₂反应，收集到2.24L（标准状况）ClO₂气体。任务1：数据处理与分工（15分）（1）团队成员需完成“计算理论产量”“测定实际产率”“分析误差”三项任务，写出适合3人小组的分工方案。任务2：产率计算与误差分析（25分）（2）计算该反应的理论产量和实际产率（写出计算过程）。（3）若实际产率偏低，从反应原理角度分析可能原因（至少3点）。三、综合应用题（共50分）背景：某小组拟通过实验探究“温度对化学反应速率的影响”，选择H₂O₂分解反应（2H₂O₂=2H₂O+O₂↑），使用MnO₂作催化剂。任务1：实验方案设计（20分）（1）设计实验方案，要求包含：①变量控制（至少写出3个需控制的无关变量）②数据记录表格（需体现温度、时间、O₂体积等参数）③安全注意事项（至少2项）任务2：团队协作评估（30分）（2）实验过程中，观察到以下现象：甲同学未检查装置气密性就开始实验乙同学将50℃数据误记为60℃丙同学独立完成数据处理，未与他人核对丁同学主动协助其他成员校准温度计①指出上述行为中违反协作规范的具体表现（至少2点）。②基于实验安全、数据可靠性、团队效率三个维度，设计团队协作评分表（包含3项指标及评分标准）。参考答案及评分标准一、实验探究题（1）分工方案示例：甲：查阅溶解度数据（需较强文献检索能力）乙：设计装置图（需空间想象能力）丙：配制标准溶液（需精确操作能力）丁：撰写实验步骤（需逻辑组织能力）（评分标准：任务匹配度3分，理由合理性2分）（2）沉淀顺序：Fe(OH)₃先沉淀，Cu(OH)₂后沉淀（Ksp越小越先沉淀）（3）Fe(OH)₃(s)⇌Fe³⁺+3OH⁻Ksp=[Fe³⁺][OH⁻]³→[OH⁻]=(Ksp/[Fe³⁺])^(1/3)=(4×10⁻³⁸/10⁻⁵)^(1/3)≈1.58×10⁻¹¹mol/LpOH=10.8，pH=3.2（4）一致；误差原因可能为：①NaOH溶液滴加速率过快导致局部OH⁻浓度过高②温度变化影响Ksp值（5）改进方案：①先加入过量铁粉还原Fe³⁺为Fe²⁺，过滤后再沉淀Cu²⁺②改用NH₃·H₂O作沉淀剂，通过控制pH梯度分离（6）取最后一次洗涤液，滴加AgNO₃溶液，若无白色沉淀生成，则洗涤完全二、计算题（2）理论产量：n(NaClO₂)=0.2L×1.5mol/L=0.3mol，由方程式知n(ClO₂)=0.3mol，V=0.3mol×22.4L/mol=6.72L实际产率=(2.24L/6.72L)×100%≈33.3%（3）产率偏低原因：①Cl₂溶解度有限，导致反应不充分②ClO₂易分解（2ClO₂=Cl₂+2O₂）③部分ClO₂被过量Cl₂氧化为更高价态三、综合应用题（1）①无关变量：MnO₂用量（0.5g）、H₂O₂浓度（3%）、反应容器体积（250mL）②数据记录表格：温度/℃时间/minO₂体积/mL速率/mL·min⁻¹2000-54000-5③安全注意事项：①H₂O₂避光保存②用排水法收集O₂时防止倒吸（2）①违规行为：甲未检查气密性（导致气体泄漏）、乙数据记录错误（影响结果可靠性）②评分表示例：评估维度评分标准（10分制）实验安全未发生仪器损坏或试剂泄漏（8-10分）数据可靠性原始数据记录完整且误差≤5%（8-10分）团队效率按时完成任务且分工无重叠（8-10分）协作能力评分要点任务分配合理性（20%）：是否根据成员特长分配任务数据共享及时性（30%）：是否在误差分析中引用他人数据问题解决协作性（30%）：改进方案是否体现集体讨论结果安全规范遵守度（20%）：是否共同检查实验装置安全性（注：实际评分需结合小组汇报、实验记录完整性等综合评定）命题说明本题以“实验-计算-综合应用”为主线，覆盖