2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第3講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

第3講化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

［考試大綱要求］

1.掌握常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法（包括所用試劑、反應(yīng)原理、儀器和收集方法）及相關(guān)

的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)。2.根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，能做到：①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；②正確選用

實(shí)驗(yàn)裝置；③掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的方法；④預(yù)測(cè)或描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得

出合理結(jié)論；⑤評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。

考點(diǎn)一常見(jiàn)氣體的制備實(shí)驗(yàn)與評(píng)判

1知識(shí)梳理

1.氣體制備裝置

反應(yīng)裝

反應(yīng)裝置圖適用氣體操作注意事項(xiàng)

置類型

①試管要干燥；

②試管口略低于試管

固、固。2、

底；

加熱型NH3等

③加熱時(shí)先均勻加熱

r7

再固定加強(qiáng)熱

①燒瓶加熱時(shí)要隔石

固、液加棉網(wǎng)；

V

Cl2>

熱型或液、②反應(yīng)物均為液體

HC1等

液加熱型時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)要加碎瓷

u-§

片（或沸石）

￡i①使用長(zhǎng)頸漏斗時(shí)，

r要使漏斗下端插入液

面以下；

固、液不

r山、C02、②啟普發(fā)生器只適用

加熱型

L_,朔

于塊狀固體和液體反

齡料SO2、NO、

或液、液卷板

NO2等應(yīng)，且氣體不溶于水；

不加熱型Cr-----------0

§③使用分液漏斗既可

以增強(qiáng)氣密性，又可

1控制液體流速

2.氣體的收集方法

收集收集氣體可收集的氣體

收集裝置

方法的類型（舉例）

難溶于水或

微溶于水，

排水法0八H?、NO、CO等

又不與水反1S

應(yīng)的氣體

密度大于空U

氣且不與空

向上排空氣法

C12、S02、N02>CO2

排氣中的成分11

空反應(yīng)

氣密度小于空

法氣且不與空

向下排空氣法H2、NH3

氣中的成分U

反應(yīng)

3.氣體干燥凈化裝置

液態(tài)固態(tài)固態(tài)固體，

類型

干燥劑干燥劑干燥劑加熱

s

裝置100r

4.防倒吸裝置

［提示］

涉氣類制備實(shí)驗(yàn)先后順序

(1)裝配儀器時(shí)：先下后上，先左后右。

(2)加入試劑時(shí)，先固后液。

(3)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)：先檢查裝置氣密性，再加藥品，后點(diǎn)酒精燈。

(4)凈化氣體時(shí)：一般先除去有毒、有刺激性氣味的氣體，后除去無(wú)毒、無(wú)味的氣體,

最后除水蒸氣。

(5)防倒吸實(shí)驗(yàn)：往往是最后停止加熱或停止通氣。

(6)防氧化實(shí)驗(yàn)：往往是最后停止通氣。

2對(duì)點(diǎn)速練

練點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)裝置的選擇

1.下列制備和收集氣體的實(shí)驗(yàn)裝置合理的是(

A.用氯化錢和氫氧化鈉固體制NH：B.用銅片和稀硝酸制NO

C.用鋅粒和稀硫酸制H：D用Hz。?和MM制

2.下列實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的藥品和裝置圖正確的是（）

B.制C1；

《NaOH溶液

L煤油

方FeS。,溶液

D.制Fe(OH)2

練后歸納

氣體制備實(shí)驗(yàn)的基本思路

干燥收集吸收

裝置一"裝置一"裝置

反應(yīng)物氣體據(jù)氣體氣體據(jù)氣體

狀態(tài)及及雜的性質(zhì)水溶的毒性

反應(yīng)條質(zhì)的選擇干性及選擇吸

件性質(zhì)燥劑密度收劑

練點(diǎn)二氣體制備實(shí)驗(yàn)的綜合設(shè)計(jì)

3.某化學(xué)興趣小組為研究生鐵（含碳）與濃硫酸的反應(yīng)情況及產(chǎn)物性質(zhì),設(shè)計(jì)如下實(shí)

驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

ABC

（1）按上圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持裝置及尾氣處理裝置未畫出）。儀器b的名稱

為;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，裝置B中觀察的現(xiàn)象是；裝置C中有白色沉淀

生成，該沉淀是（填化學(xué)式）。

（2）裝置A中還會(huì)產(chǎn)生CO2氣體，請(qǐng)寫出產(chǎn)生CO?的化學(xué)方程式：

（3）為了驗(yàn)證裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有CO2,請(qǐng)從下列①?④中選出必要的裝置，連

接到A裝置的c處管口，從左到右的順序?yàn)椋ㄌ钚蛱?hào)）；然后再進(jìn)行的操作是從a處

多次鼓入N2其目的是

（4）某同學(xué)通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)后期裝置A中產(chǎn)生的氣體知道還含有H2,理由是

（用離子方程式表示）。

4.過(guò)氧化銀（SrOz）通常用作分析試劑、氧化劑、漂白劑等。制備原理為Sr+O,

Sr02o某興趣小組利用下列裝置在實(shí)驗(yàn)室中模擬制備過(guò)氧化銀。

堿石灰飽和碳酸濃硫酸

氫鈉溶液

ABCDE

（1）選擇必要儀器制備過(guò)氧化鋸（氣流按從左到右的流向）：（填字母）。

（2）該實(shí)驗(yàn)制備氧氣的化學(xué)方程式為

(3)連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下，正確的操作順序?yàn)?填序號(hào))。

①打開分液漏斗活塞，將水滴入燒瓶中②在相應(yīng)裝置中裝入藥品③檢查裝置氣密性

④加熱⑤停止加熱⑥關(guān)閉分液漏斗活塞

2+

(4)Sr+H2O2+2NH3+8H2O=SrO2?8H203+2NH［制備過(guò)氧化車思，裝置如下：

魯30%電。2溶液

東水混合液

①儀器X的作用是

②氨氣在該反應(yīng)中所起的作用是

③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，得到SrO2-8H2。的操作為

(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明SrO2的氧化性比FeCL的氧化性強(qiáng)：

5.實(shí)驗(yàn)室用下圖所示裝置制備KC10溶液，并通過(guò)KC10溶液與Fe(N03)3溶液的反應(yīng)

制備高效水處理劑K2Fe04o

已知KzFeOa具有下列性質(zhì)：①可溶于水、微溶于濃KOH溶液，②在0?5℃、強(qiáng)堿性溶液

中比較穩(wěn)定，③在Fe"和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解，④在酸性至弱堿性條件下，能與水

反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2"

(1)裝置A中KMnO4與鹽酸反應(yīng)生成MnCl2和Cl2,其離子方程式

為，將制備的CL通過(guò)裝置B可除去(填化學(xué)式)。

(2)Ck與KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KC103。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件

下，控制反應(yīng)在0?5℃進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是、0

(3)制備KFeO,時(shí)，KC1O飽和溶液與Fe(N03)3飽和溶液的混合方式為

(4)提純KzFeCh粗產(chǎn)品［含有Fe(OH)3、KC1等雜質(zhì)］的實(shí)驗(yàn)方案：將一定量的KzFeO,

粗產(chǎn)品溶于冷的3mol-r1KOH溶液中，(實(shí)驗(yàn)

中須使用的試劑有：飽和KOH溶液，乙醇；除常用儀器外須使用的儀器有：砂芯漏斗，真空

干燥箱)。

考點(diǎn)二化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)

1知識(shí)梳理

1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本原則

實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程科學(xué)合理

一保護(hù)人身、儀器、環(huán)境安全

—儀器、條件、試劑在中學(xué)現(xiàn)有條件下能滿足

一要求

步驟少、儀器裝置簡(jiǎn)單、節(jié)省藥品、效果好

_在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下，盡量選用常

「見(jiàn)而價(jià)廉的儀器和藥品

2.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的步驟

明確認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，弄清題給信息，結(jié)合已

目的、原理學(xué)知識(shí)，通過(guò)類比、遷移、分析等明確實(shí)驗(yàn)原理

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮怼⒎磻?yīng)物和生成物的性質(zhì)、

選擇反應(yīng)條件，如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕

儀器、藥品儀器、反應(yīng)是否需要加熱及溫度是否可控制在一

0定的范圍等，選擇合理的儀器和藥品

設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原?以及所選用的儀器、藥品,設(shè)計(jì)

裝置、步驟出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和完整而又簡(jiǎn)明的實(shí)驗(yàn)操作步驟

記錄:觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，全面而準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的

現(xiàn)象、數(shù)據(jù)7現(xiàn)象和數(shù)據(jù)

分析:根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過(guò)分析、

得出結(jié)論7計(jì)算、推理等方法，得出正確的結(jié)論

3.實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)的四大原則

(1)可行性原則

①分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行；

②實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理；

③實(shí)驗(yàn)步驟是否簡(jiǎn)單方便；

④實(shí)驗(yàn)效果是否明顯。

(2)綠色化學(xué)原則

①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否造成環(huán)境污染；

②原料是否無(wú)毒、安全、易得；

③原料利用率是否較高；

④反應(yīng)速率是否較快。

(3)安全性原則

化學(xué)實(shí)驗(yàn)從安全角度?？紤]的主要因素如下：

①凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防止液體倒吸；

②進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸；

③防氧化；

④污染性的氣體要進(jìn)行尾氣處理；有粉末狀態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)，要注意防止導(dǎo)氣管堵塞;

⑤防吸水。

(4)規(guī)范性原則

①冷凝回流(有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料，需在反應(yīng)

裝置上加裝冷凝回流裝置，如長(zhǎng)玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等);

②易揮發(fā)液體產(chǎn)物（導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣）的及時(shí)冷卻；

③儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序；

④其他（如實(shí)驗(yàn)操作順序、試劑加入順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等）。

2對(duì)點(diǎn)速練

練點(diǎn)一化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案一致性判斷

1.下列實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ?/p>

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)方案

取適量蔗糖溶于盛有蒸儲(chǔ)水的試管中，滴入稀硫酸

A檢驗(yàn)蔗糖水解生成葡萄糖加熱一段時(shí)間，冷卻，滴入新制氫氧化銅懸濁液，

加熱至沸騰，觀察有無(wú)磚紅色沉淀

向盛有25mL蒸儲(chǔ)水的燒杯中滴入5?6滴氯化鐵飽

B實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鐵膠體

和溶液，加熱煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱

向盛有10滴0.1mol?AgNOs溶液的試管中滴加

C比較AgCl、Agl的篇大小0.1mol?L-1NaCl溶液至不再有沉淀生成，再滴加

0.1mol?L-1KI溶液

用導(dǎo)線連接鎂片和鋁片，插入盛有氫氧化鈉溶液的

D比較蠅、A1的金屬性強(qiáng)弱

燒杯中，觀察氣泡

2.由下列實(shí)驗(yàn)操作得出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論均正確的是（）

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

將石灰石和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的

A生成白色沉淀碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)

氣體直接通入硅酸鈉溶液中

向FeCL溶液中通入足量的

B生成兩種沉淀Fe'+的氧化性強(qiáng)于S

H2s

向某無(wú)色溶液中滴加少量新

C加入淀粉后溶液變成藍(lán)色原溶液中含有r

制氯水

D向AgCl固體滴加飽和有磚紅色沉淀生成XP：Ag2CrO4<AgCl

NazCrOi溶液

3.室溫下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是（）

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象結(jié)論

向X溶液中滴加幾滴新制氯水，振蕩，再

AX溶液中一定含有Fe2+

加入少量KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色

向濃度均為0.05mol?L_1的Nai、NaCl

B混合溶液中滴加少量AgNCh溶液，有黃色除(Agl)〉扃(AgCl)

沉淀生成

向3mLKI溶液中滴加幾滴澳水，振蕩，

CBr2的氧化性比L的強(qiáng)

再滴加1mL淀粉溶液，溶液顯藍(lán)色

用pH試紙測(cè)得:CHsCOONa溶液的pH約為

DHNO=電離出酎的能力比CLCOOH的強(qiáng)

9,NaNOz溶液的pH約為8

練點(diǎn)二化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

4.已知①NazCr（）4溶液中加酸調(diào)節(jié)pH為3.5時(shí)，CrO「轉(zhuǎn)化為Cr2O?

②相關(guān)物質(zhì)在不同溫度時(shí)溶解度如下表：

溫度

溶解度/g20℃30℃40℃60℃80℃90℃

物質(zhì)

Na2s19.540.848.845.343.742.7

Na2Cr207183198215269376405

“過(guò)濾”時(shí)產(chǎn)生的濾渣［Cr（OH）3］可用于制備NazCcO,晶體。

（1）濾渣經(jīng)干燥后與Na2c混合在空氣中燃燒生成Na￡rO&和CO?,此反應(yīng)的化學(xué)方程式

為o

（2）請(qǐng)補(bǔ)充完整上述燃燒后混合物制備NazCnOi晶體（橙紅色）的實(shí)驗(yàn)方案：水浸，過(guò)

濾，，得NazCrzO7晶體（必須使用的試

劑有：硫酸，蒸儲(chǔ)水）。

5.［2019?江蘇化學(xué)，19］實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)廢渣（主要含CaSO「2-0,還含少量SiO?、AI2O3、

Fe2O3)為原料制取輕質(zhì)CaCOs和(NHa)2s04晶體，其實(shí)驗(yàn)流程如下:

(NHJCO3溶液

I

廢渣粉末一畫~過(guò)濾|——?濾渣-----.輕質(zhì)CaCO3

T

濾液-----(NH?)2s04晶體

(1)室溫下，反應(yīng)CaSO」(s)+COf~(aq)-CaCO3(s)+S0^(aq)達(dá)到平衡，則溶

—c(SO〕)5”

9

液中-、=[XP(CaS04)=4.8X10-5,降(CaCO3)=3X10"]o

c(C03)

(2)將氨水和NH4HC03溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其離子方程式

為；浸取廢渣時(shí)，向(NHQ2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的

是O

(3)廢渣浸取在如圖所示的裝置中進(jìn)行?？刂品磻?yīng)溫度在60?70℃,攪拌，反應(yīng)3

小時(shí)。溫度過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致CaSO,的轉(zhuǎn)化率下降，其原因是；保持溫度、反應(yīng)

時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變，實(shí)驗(yàn)中提高CaSO,轉(zhuǎn)化率的操作有0

(4)濾渣水洗后，經(jīng)多步處理得到制備輕質(zhì)CaCOs所需的CaCL溶液。設(shè)計(jì)以水洗后的

濾渣為原料，制取CaCL溶液的實(shí)驗(yàn)方案：

[已知pH=5時(shí)Fe(0H)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5時(shí)Al(OH)3開始溶解。實(shí)驗(yàn)

中必須使用的試劑：鹽酸和Ca(OH)2]0

練點(diǎn)三化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案綜合評(píng)價(jià)

6.某同學(xué)設(shè)計(jì)兩種方案來(lái)檢驗(yàn)Na2s03溶液是否發(fā)生變質(zhì)。

方案一：取樣，加入稀鹽酸有氣泡生成，認(rèn)為亞硫酸鈉溶液沒(méi)有變質(zhì)。

方案二：取樣，加入氯化鋼溶液有白色沉淀生成，認(rèn)為亞硫酸鈉溶液完全變質(zhì)。

請(qǐng)你對(duì)兩方案作出評(píng)價(jià)：

方案一：（填“合理”或“不合理”），理由是

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

方案二：（填“合理”或“不合理”），理由是

7.實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀（KFeOw）并探究其性質(zhì)。

資料：LFeO,為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中快速

產(chǎn)生。2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。

（1）制備KzFeO」（夾持裝置略）

濃鹽酸-

①A為氯氣發(fā)生裝置A中反應(yīng)方程式是

___________________________________________________________________________（鎰

被還原為股2+）。

②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。

（2）探究KzFeO”的性質(zhì)

①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a,經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Ch。

為證明是否是KFeO,氧化了C廠而產(chǎn)生CL,設(shè)計(jì)以下方案：

方案I取少量a,滴加KSCN溶液至過(guò)量，溶液呈紅色

用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將KzFeO」溶出，得到紫色溶液

方案n

b,取少量b,滴加鹽酸，有CL產(chǎn)生

由方案I中溶液變紅可知a中含有離子，但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是

KFeO,將口一氧化，還可能由產(chǎn)生（用方程式表示）。

②根據(jù)LFeOa的制備實(shí)驗(yàn)得出：氧化性CLFeO1?（填“〉”或“〈”），而方案

II實(shí)驗(yàn)表明，Cl2和FeOt的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，原因

是O

③資料表明，酸性溶液中的氧化性FeO；、MnOt，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下：將溶液b滴入MnSO&

和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色。該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO7>MnO^o若

能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不能，進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

理由或方案：

8.實(shí)驗(yàn)室以菱鎂礦(主要成分MgCOs,少量的CaO、SiOz、AIQ、Fe203)為原料生產(chǎn)高

純MgO,其主要實(shí)驗(yàn)流程如下:

2.5mol?L_1NH.C110%氨水

菱鎂高純

礦粉MgO

CO2濾渣(Si。?、AI2O3、Fe2O3)

(

1)寫出用熱的NH4CI溶液浸出鎂元素的離子方程式：

(2)在溫度、攪拌時(shí)間一定的情況下，攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)Mg(OH)2的沉淀量的影響如圖1所

示。攪拌轉(zhuǎn)速大于500轉(zhuǎn)/分，Mg(0H)2沉淀量降低的原因是

M1.48

/

?

1.40

熄

￡132

K

H1.24

O

M

N1.18

1.10

200300400500600

攪拌轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）

圖1圖2

(3)灼燒n所用裝置如圖2所示，儀器A的名稱是o為提高M(jìn)gO的純度，需充

分灼燒，通過(guò)“稱量”確定灼燒已經(jīng)完全的方法是o

(4)將用NH4cl浸出所得溶液直接蒸干、灼燒也能制得MgO,該方法的缺點(diǎn)是o

(5)補(bǔ)充完整由濾渣(SiO2>AI2O3、Fe2O3)制備純凈的Ab(SO4)3?18達(dá)0晶體的實(shí)驗(yàn)

步驟：向一定量濾渣中加入足量的稀硫酸，充分反應(yīng)后過(guò)濾，向?yàn)V液中滴加NaOH溶液至生成

的沉淀不再減少，過(guò)濾，，抽干，裝瓶(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑：CO2氣體、

稀硫酸、蒸儲(chǔ)水、無(wú)水乙醇)。

本講真題研練

1.[2020?天津卷，15]為測(cè)定CuS04溶液的濃度，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案?；卮?/p>

下列問(wèn)題：

I.甲方案

實(shí)驗(yàn)原理：CuS04+BaCl2=BaS04I+CuCl2

實(shí)驗(yàn)步驟：

足量BaCl2溶液

CuS()溶液①過(guò)濾宙R②洗滌③灼燒

4------->固體-------->------->

(25.00mL)-------

④稱重|固體

(wg)

(1)判斷sof沉淀完全的操作為。

(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為o(3)步驟③灼燒時(shí)盛裝樣品

的儀器名稱為。

(4)固體質(zhì)量為wg,則c(CuSOJ=mol-L，

(5)若步驟①?gòu)臒修D(zhuǎn)移沉淀時(shí)未洗滌燒杯，則測(cè)得c(CuSOJ(填“偏

高”“偏低”或“無(wú)影響”)o

II.乙方案

實(shí)驗(yàn)原理：Zn+CuS04=ZnS04+Cu

Zn+H2S04=ZnS04+H2t

實(shí)驗(yàn)步驟：

①按如圖安裝裝置(夾持儀器略去)

②……

③在儀器A、B、C、D、E中加入圖示的試劑

④調(diào)整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，讀數(shù)并記錄

⑤將CuSO”溶液滴入A中并攪拌，反應(yīng)完成后，再滴加稀硫酸至體系不再有氣體產(chǎn)生

⑥待體系恢復(fù)到室溫，移動(dòng)E管，保持D、E中兩液面相平，讀數(shù)并記錄

⑦處理數(shù)據(jù)

(6)步驟②為。

(7)步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫的原因是(填序號(hào))。

a.反應(yīng)熱受溫度影響

b.氣體密度受溫度影響

c.反應(yīng)速率受溫度影響

(8)Zn粉質(zhì)量為ag,若測(cè)得壓體積為6mL,已知實(shí)驗(yàn)條件下P(H2)

-1

則c(CuS04)=mol,L(列出計(jì)算表達(dá)式)。

(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調(diào)液面即讀數(shù)，則測(cè)得c(CuSO4)(填“偏

高”“偏低”或“無(wú)影響”)。

(10)是否能用同樣的裝置和方法測(cè)定MgSO4溶液的濃度：(填“是”或

“否”)。

2.[2019?浙江4月卷，28]某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(0H)2白色

沉淀。

稀硫酸

1

蒸儲(chǔ)水鐵屑

請(qǐng)回答:

(1)儀器1的名稱.裝置5的作用

(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，關(guān)閉Kz,打開Ki,反應(yīng)一段時(shí)間后，再打開關(guān)閉Ki,發(fā)現(xiàn)3中

溶液不能進(jìn)入4中。請(qǐng)為裝置作一處改進(jìn)，使溶液能進(jìn)入4中

(3)裝置改進(jìn)后，將3中反應(yīng)后溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操

作過(guò)程分析沒(méi)有產(chǎn)生白色沉淀的原因.

3.［2018?全國(guó)卷I,26］醋酸亞銘［(CLCOO)zCr?2m0］為磚紅色晶體，難溶于冷水,

易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還

原劑，將三價(jià)銘還原為二價(jià)銘；二價(jià)鋁再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞銘。實(shí)驗(yàn)裝置如

圖所示，回答下列問(wèn)題:

醋酸鈉溶液

鋅粒+氯化銘

(1)實(shí)驗(yàn)中所用蒸儲(chǔ)水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是,儀器a的名

稱是o

(2)將過(guò)量鋅粒和氯化銘固體置于c中，加入少量蒸館水，按圖連接好裝置，打開K1、

K2,關(guān)閉K3。

①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為

②同時(shí)C中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是o

(3)打開K3,關(guān)閉K1和K2oc中亮藍(lán)色溶液流入d,其原因

是；d中析出磚紅色沉淀，為使沉淀充分析出并分

離，需采用的操作是、、洗滌、干燥。

（4）指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)_______________________________

第3講化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

考點(diǎn)一

2對(duì)點(diǎn)速練

1.題目解析：用氯化鏤和氫氧化鈉固體加熱制備NH3時(shí)也有水生成，則加熱時(shí)試管口應(yīng)

略向下傾斜，以防止試管口的水滴倒流炸裂試管，且收集試管的管口應(yīng)塞一團(tuán)棉花，以防止

對(duì)流，收集到較純凈的NL,A錯(cuò)誤；NO易被氧化不能利用排空氣法收集，應(yīng)利用排水法收集,

B錯(cuò)誤；氫氣的密度比空氣小，氫氣應(yīng)短導(dǎo)管進(jìn)長(zhǎng)導(dǎo)管出，采用向下排空氣法收集，C錯(cuò)誤；

HB在二氧化錦的催化作用下，分解生成水和氧氣，反應(yīng)不用加熱，氧氣不溶于水可用排水法

收集，D正確。

參考答案：D

2.題目解析：實(shí)驗(yàn)室用氫氧化鈣和氯化鏤固體混合加熱制取氨氣，A項(xiàng)錯(cuò)誤；用濃鹽酸

與二氧化鎰反應(yīng)制取氯氣需要加熱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置右邊的導(dǎo)管口應(yīng)與飽和碳酸鈉溶液液面相

切，導(dǎo)管不能插入液體中，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氧化亞鐵易被空氣中的氧氣氧化，加煤油液封可防止

氧氣與氫氧化亞鐵反應(yīng)，D項(xiàng)正確。

參考答案：D

3.題目解析：（1）由裝置圖可知，儀器b為分液漏斗，生鐵（含碳）與濃硫酸反應(yīng)生

成二氧化硫氣體，可使?jié)駶?rùn)的品紅試紙褪色，濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅；把二氧化硫通入硝

酸鋼溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸領(lǐng)沉淀。

A

（2）C與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2壓S0&（濃）C02t+2S02t+2壓0。

（3）二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，因此應(yīng)先用酸性高鎰酸鉀溶液除

去二氧化硫，然后通過(guò)品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，最后通入澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳

的存在，所選儀器從左到右的順序?yàn)棰邰冖?，然后從a處多次鼓入N?的目的是趕盡裝置中的

空氣，防止空氣中的CO?干擾實(shí)驗(yàn)。

（4）某同學(xué)通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)后期裝置A中產(chǎn)生的氣體知道還含有的理由是隨著反應(yīng)的

進(jìn)行濃硫酸逐漸變?yōu)橄×蛩?，稀硫酸與鐵單質(zhì)反應(yīng)生成氫氣，其反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H

+2+

=Fe+H2f?

參考答案：（1）分液漏斗濕潤(rùn)的品紅試紙褪色，濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅BaS04

△

（2）C+2H2SO4（濃）C02t+2S02t+2H2O

（3）③②④趕盡裝置中的空氣，防止空氣中的CO?干擾實(shí)驗(yàn)

+2+

（4）Fe+2H=Fe+H2t

4.題目解析：（1）根據(jù)反應(yīng)原理，需要制備氧氣。由于銀是活潑金屬，能與水發(fā)生反

應(yīng)，因此需要預(yù)先除去氧氣中的水蒸氣，然后通入玻璃管中與鋸發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)防止空氣中

的水和二氧化碳進(jìn)入E裝置，因此裝置的連接順序是A-B-E-B。（3）由于有氣體參加反應(yīng)，

所以首先要檢查裝置的氣密性，然后加入藥品。打開分液漏斗活塞，排盡裝置內(nèi)的空氣，對(duì)

玻璃管進(jìn)行加熱，發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)完全后，停止加熱，關(guān)閉分液漏斗活塞，故實(shí)驗(yàn)操作的順

序是③②①④⑤⑥。（4）①氨氣極易溶于水，因此儀器X的作用是防倒吸。②根據(jù)反應(yīng)原理

2++

Sr+H202=Sr02+2H,通入氨氣可中和H+,促進(jìn)反應(yīng)的正向進(jìn)行。

參考答案：（1）A-BfEfB

（2）2Na202+2H20=4Na0H+02t

（3）③②①④⑤⑥

（4）①防倒吸②中和生成的氫離子，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行③過(guò)濾、洗滌、干燥

（5）在鹽酸酸化的氯化亞鐵溶液中滴加硫氧化鉀溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，再向其中加入少

量過(guò)氧化鍋，溶液變?yōu)榧t色，證明SrO?的氧化性比FeCL的強(qiáng)

5.題目解析：（1）KMnO,具有強(qiáng)氧化性，能將CU氧化成CL,反應(yīng)離子方程式為2MnO：

+2+

+10Cr+16H=2Mn+5Cl2t+8H2O,用飽和食鹽水可除去CL中的HC1氣體。（2）由于CL

與KOH反應(yīng)是放熱反應(yīng)，可以通過(guò)緩慢加入鹽酸來(lái)降低溶液的溫度或直接將裝置C用冰水浴

降溫。（3）由于KFeO,在Fe升的作用下會(huì)發(fā)生分解，故KC1O與Fe（NO3）3反應(yīng)時(shí)Fe時(shí)不能過(guò)

量，故需要將Fe（NO3）3緩慢滴加到KC1O溶液中，并不斷攪拌。（4）KzFeO,溶于稀KOH溶液，

但微溶于濃KOH溶液，故先將KzFeCh粗產(chǎn)品溶于稀KOH溶液，用砂芯漏斗過(guò)濾除去Fe（OH）3

雜質(zhì)，再加入飽和KOH溶液使KFe（h從溶液中析出。經(jīng)過(guò)濾（砂芯漏斗）、洗滌（乙醇洗滌）、

干燥（真空干燥箱）后得KzFeO』。

+2+

參考答案：（1）2MnO；+16H+10Cr=2Mn+5Cl2t+8H2OHC1

(2)緩慢滴加鹽酸裝置C加冰水浴

(3)在攪拌下，將Fe(N03)3飽和溶液緩慢滴加到KC10飽和溶液中

(4)用砂芯漏斗過(guò)濾，將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液，攪拌、靜

置，再用砂芯漏斗過(guò)濾，晶體用適量乙醇洗滌2?3次后，在真空干燥箱中干燥

考點(diǎn)二

2對(duì)點(diǎn)速練

1.題目解析：檢驗(yàn)蔗糖水解產(chǎn)物葡萄糖，硫酸是催化劑，檢驗(yàn)前需加入NaOH溶液中和

硫酸，否則不會(huì)產(chǎn)生磚紅色沉淀，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；制取氫氧化鐵膠體是向沸水中滴入飽和FeCl3

溶液，繼續(xù)加熱至液體呈紅褐色，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；向AgNOs溶液中加入NaCl溶液至不再有沉

淀生成，再滴加KI溶液發(fā)生了反應(yīng)AgCl(s)+T(aq)WAgI(s)+C1-(aq),發(fā)生了沉淀

的轉(zhuǎn)化，可說(shuō)明AgCl的隔比Agl的大，故C選項(xiàng)正確；元素金屬性強(qiáng)弱可比較其單質(zhì)置換水

或酸中氫的難易，或其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性的強(qiáng)弱，該實(shí)驗(yàn)方案中因Mg不能與NaOH

(aq)反應(yīng)作正極，A1作負(fù)極，不符合活潑的金屬作負(fù)極的規(guī)律，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

參考答案：C

2.題目解析：石灰石和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的C02氣體，由于HC1具有揮發(fā)性，所以將氣體直

接通入硅酸鈉溶液中，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2HCl+Na2SiO3=H2SiO3\+2NaCl；C02+H20+

Na2SiO3=H2SiO33+2Na2cO3,因此不可以證明碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，A錯(cuò)誤；向FeCh溶液中

通入足量的HzS,會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2FeCL+H2s=2FeCL+S3+2HC1,只能形成S單質(zhì)一種沉淀,

可以證明Fe時(shí)的氧化性強(qiáng)于S,B錯(cuò)誤；向某無(wú)色溶液中滴加少量新制氯水，加入淀粉后溶液

變成藍(lán)色，說(shuō)明反應(yīng)后的溶液中含有L,則加入氯水前溶液中含有廣，發(fā)生反應(yīng)：Clz+21-

=2Cr+I2,C正確；同類型的難溶電解質(zhì)，4P小的先沉淀，而AgCl、AgzCrOi的類型不同，

不能由現(xiàn)象直接比較4”D錯(cuò)誤。故合理選項(xiàng)是C。

參考答案：C

3.題目解析：本題涉及的考點(diǎn)有Fe?+的檢驗(yàn)、4P大小比較、氧化性強(qiáng)弱判斷、鹽類的

水解，考查考生化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究的能力，體現(xiàn)了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。

檢驗(yàn)Fe,+應(yīng)先加KSCN溶液，溶液不變紅色，再滴加新制氯水，溶液變紅色，A不正確；

廠先沉淀，說(shuō)明4°(Agl)〈匾(AgCl),B不正確；加淀粉后溶液顯藍(lán)色，說(shuō)明溶液中發(fā)生了

反應(yīng)Br2+2I-=L+2Br，氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性，C正確；CLCOONa溶液與

NaNOz溶液濃度不一定相等，無(wú)法根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出題給的結(jié)論，D不正確。

參考答案：C

4.題目解析：(2)NazCrO,溶液加硫酸至pH為3.5時(shí)生成Na2Cr2O7：2NazCrO"+

H2S04=Na2Cr207+Na2S04+H20,NazCcO7溶液中含有Na2s04雜質(zhì)。利用90℃以上Na2s0,溶解度開

始減小，進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶除去，利用其在40℃時(shí)溶解度最大，將NazCeO7溶液降溫到40℃結(jié)晶。

高溫

參考答案：(1)4Cr(OH)3+4Na2C03+302^=4Na2Cr04+4C02+6H20(2)向?yàn)V液中加

入硫酸調(diào)節(jié)pH至3.5,將溶液加熱到90℃(以上)蒸發(fā)結(jié)晶，有大量無(wú)色晶體析出，至有少

量橙紅色晶體析出時(shí)趁熱過(guò)濾，濾液降溫至40℃結(jié)晶，過(guò)濾，用蒸儲(chǔ)水洗滌，干燥得NazCrB

晶體

5.題目解析：本題涉及的考點(diǎn)有德的應(yīng)用，沉淀的轉(zhuǎn)化與生成，離子方程式的書寫等;

考查考生分析、解決化學(xué)問(wèn)題的能力；體現(xiàn)了科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。

2+-5

、＞寸出c(SO1)c(S01)?c(Ca)Ksv(CaS04)4.8X10

(1)溶液中c(CO：)=c(C(f)?c(Cab=降(CaCOQ=3X10-9=

1.6X10"。

(2)(NH4)2cO3溶液中COf水解，CO^+HeOeHC