2025年高考化學二輪習題化學實驗設計與評價

第三講化學實驗設計與評價[考綱展示]1．能設計、評價或改進實驗方案。2.了解控制實驗條件的方法。3.能分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結論。4.能繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。考點一化學實驗方案的設計一、實驗方案設計的基本要求二、實驗方案設計的基本思路根據(jù)實驗目的和原理及所選用的藥品和儀器，設計合理的實驗方案，并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案。三、實驗設計示例設計實驗證明氯酸鉀中含有氯元素。1．實驗原理(用化學或離子方程式表示)：2KClO3eq\o(=,\s\up14(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑，Ag＋＋Cl－=AgCl↓。2．實驗試劑：氯酸鉀固體、MnO2、AgNO3溶液、稀硝酸。3．操作步驟(1)將氯酸鉀和MnO2混合共熱。(2)冷卻至室溫，加水充分溶解后，過濾。(3)取少量濾液于潔凈試管中，加入幾滴硝酸酸化的AgNO3溶液，觀察到有白色沉淀生成，證明氯酸鉀中含有氯元素。四、實驗方案設計中的安全問題1．防爆炸：點燃可燃性氣體(如H2、CO、CH4、C2H4)或用CO、H2還原Fe2O3、CuO之前，要檢驗氣體的純度。2．防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液時，要將密度大的濃硫酸緩慢倒入水中或酒精中；加熱液體混合物時要加沸石或碎瓷片。3．防中毒：制取有毒氣體(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)時，應在通風櫥中進行，且進行尾氣處理。4．防倒吸：加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大的氣體(如NH3、HCl)時，要注意熄燈順序或加裝安全瓶。五、實驗方案創(chuàng)新設計的幾個方面1．尾氣處理裝置的設計在設計尾氣處理裝置時，要充分考慮裝置是否符合以下幾點：能充分吸收氣體、不能倒吸、尾氣處理裝置應與大氣相通。例如：下列吸收氨氣的裝置(未標出的液體為水)A、C、E、F、G均能防止倒吸，B、D均不能。2．防污染安全裝置的設計例如：下列尾氣處理裝置中，A可吸收有毒的尾氣(如Cl2、SO2等)，B和C裝置可吸收易溶的尾氣(如HCl、NH3等)，D可用于除去CO等可燃性氣體，E可用于收集所有氣體。3．量氣裝置的設計例如：下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進后的裝置，而裝置E則不能測量氣體體積。4．啟普發(fā)生器具有隨開隨用、隨關隨停的特點，是氣體制備的常用裝置。實驗室中沒有啟普發(fā)生器時，可以根據(jù)啟普發(fā)生器的原理設計出簡易制氣裝置，如下圖所示的裝置。名師點撥1實驗方案的設計對細節(jié)要求較高，往往在細節(jié)上失分，如實驗原理、儀器選擇、操作步驟、實驗現(xiàn)象的描述、實驗安全等方面，不全面、不準確是失分的重要方面。2實驗設計不完整，也是實驗題失分的重要原因。例如：制備一些在空氣中易變質(zhì)的物質(zhì)時，在制備裝置后還要連接一個防變質(zhì)裝置。3補畫裝置圖的題目中，裝置圖畫得不準確、不規(guī)范也會失分。(2015·高考全國卷Ⅰ)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是____________________________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有____________。裝置B的主要作用是________________________________________________________________________。(2)乙組同學認為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復選用)進行實驗。澄清石灰水D水E濃氫氧化鈉溶液F無水氯化鈣排水集氣裝置GHI①乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、______________________________。裝置H反應管中盛有的物質(zhì)是________。②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)設計實驗證明：①草酸的酸性比碳酸的強________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②草酸為二元酸________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)結合草酸晶體(H2C2O4·2H2O)的組成可知，澄清石灰水應是用來檢驗其分解產(chǎn)物CO2的存在。因草酸晶體易升華，且草酸鈣難溶于水，若草酸進入C裝置，會干擾CO2的檢驗，故裝置B中冰水的主要作用是冷凝揮發(fā)出來的草酸。(2)①要驗證草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，只能通過檢驗CO與CuO反應的產(chǎn)物CO2的存在來達到這一目的。因為草酸晶體的分解產(chǎn)物本身含有CO2，會對CO的檢驗造成干擾，所以在檢驗CO前應將分解產(chǎn)物中的CO2除盡，可選用F裝置來除去CO2，D裝置用來檢驗CO2是否除盡。將除去CO2的氣體通過盛有無水氯化鈣的裝置G干燥，然后通過盛有CuO的裝置H，CuO將CO氧化為CO2，再將氣體通過盛有澄清石灰水的D裝置，用來檢驗CO2的存在。因CO有毒，最后可將尾氣通過排水法收集。②若前一個裝置D中澄清石灰水不變渾濁，說明草酸晶體分解的產(chǎn)物CO2已除盡；H中黑色CuO變紅，同時其后的裝置D中澄清石灰水變渾濁，說明草酸晶體分解產(chǎn)物中含有CO。(3)①根據(jù)強酸制弱酸的反應原理，可選擇NaHCO3加入草酸溶液的實驗方法來證明草酸的酸性比碳酸的強。②根據(jù)酸堿中和反應原理，可采用中和滴定的方法用NaOH標準溶液來滴定一定物質(zhì)的量濃度的草酸溶液，根據(jù)反應的草酸與NaOH的物質(zhì)的量的比值為1∶2，證明草酸是二元酸。[答案](1)有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁CO2冷凝(水蒸氣、草酸等)，防止草酸進入裝置C反應生成沉淀，干擾CO2的檢驗(2)①F、D、G、H、D、ICuO②H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁(3)①向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生②用NaOH標準溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍eq\a\vs4\al([思維建模])—綜合實驗設計題的解題思路(1)巧審題，明確實驗的目的和原理。實驗原理是解答實驗題的核心，是實驗設計的依據(jù)和起點。實驗原理可從題給的化學情景(或題首所給實驗目的)并結合元素化合物等有關知識獲取。在此基礎上，遵循可靠性、簡捷性、安全性的原則，確定符合實驗目的、要求的方案。(2)想過程，理清實驗操作的先后順序。根據(jù)實驗原理所確定的實驗方案中的實驗過程，確定實驗操作的方法步驟，把握各步實驗操作的要點，理清實驗操作的先后順序。(3)看準圖，分析各項實驗裝置的作用。有許多綜合實驗題圖文結合，思考容量大。在分析解答過程中，要認真細致地分析圖中所示的各項裝置，并結合實驗目的和原理，確定它們在該實驗中的作用。(4)細分析，得出正確的實驗結論。實驗現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))是化學原理的外在表現(xiàn)。在分析實驗現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過程中，要善于找出影響實驗成敗的關鍵以及產(chǎn)生誤差的原因，或從有關數(shù)據(jù)中歸納出定量公式，繪制變化曲線等。1.(2015·最新試題調(diào)研)工業(yè)上從廢鉛蓄電池的鉛膏回收鉛的過程中，可用碳酸鹽溶液與處理后的鉛膏(主要成分為PbSO4)發(fā)生反應：PbSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)PbCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)。某課題組用PbSO4為原料模擬該過程，探究上述反應的實驗條件及固體產(chǎn)物的成分。(1)上述反應的平衡常數(shù)表達式：K＝________________________________________________________________________。(2)室溫時，向兩份相同的PbSO4樣品中分別加入同體積、同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化，在________溶液中PbSO4轉(zhuǎn)化率較大，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)查閱文獻：上述反應還可能生成堿式碳酸鉛[2PbCO3·Pb(OH)2]，它和PbCO3受熱都易分解生成PbO。該課題組對固體產(chǎn)物(不考慮PbSO4)的成分提出如下假設，請你完成假設二和假設三：假設一：全部為PbCO3；假設二：__________________；假設三：__________________。(4)為驗證假設一是否成立，課題組進行如下研究。①定性研究：請你完成下表中內(nèi)容。實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)預期的實驗現(xiàn)象和結論取一定量樣品充分干燥，……②定量研究：取26.7mg的干燥樣品，加熱，測得固體質(zhì)量隨溫度的變化關系如下圖。某同學由圖中信息得出結論：假設一不成立。你是否同意該同學的結論，并簡述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：突破本題的難點在于溶解平衡的應用和對數(shù)據(jù)的處理。(1)反應的平衡常數(shù)是用各反應物和生成物的濃度來表示的，固體和純液體的濃度是一定值，不出現(xiàn)在表達式中，故K＝eq\f(cSO\o\al(2－,4),cCO\o\al(2－,3))。(2)在溶液中Na2CO3能完全電離生成COeq\o\al(2－,3)，而NaHCO3是弱酸的酸式鹽，溶液中的HCOeq\o\al(－,3)微弱電離生成COeq\o\al(2－,3)，故兩者同濃度時Na2CO3溶液中COeq\o\al(2－,3)濃度大，PbSO4轉(zhuǎn)化率較大。(3)根據(jù)原題的描述可知，PbSO4在轉(zhuǎn)化時能生成PbCO3，也能生成堿式碳酸鉛，故所得產(chǎn)物有三種可能情況：一是全部為碳酸鉛，二是全部為堿式碳酸鉛，三是兩者都有。(4)①因為PbCO3分解生成PbO和CO2，堿式碳酸鉛分解生成PbO、CO2和H2O，故只要分析產(chǎn)物中是否有H2O生成就可以判斷假設一是否成立。②同意，若全部為PbCO3時，26.7mg樣品完全分解后最終固體質(zhì)量應為22.3mg(或：不同意，實驗最終得到固體的質(zhì)量與全部為PbCO3分解所得固體質(zhì)量相差不大，可能是實驗過程中產(chǎn)生的誤差引起的)。答案：(1)eq\f(cSO\o\al(2－,4),cCO\o\al(2－,3))(2)Na2CO3Na2CO3溶液中的c(COeq\o\al(2－,3))大(3)全部為2PbCO3·Pb(OH)2為PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物(4)①實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)預期的實驗現(xiàn)象和結論充分加熱樣品，將產(chǎn)生的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管若無水硫酸銅不變藍，則假設一成立；若無水硫酸銅變藍，則假設一不成立②同意，若全部為PbCO3時，26.7mg樣品完全分解后最終固體質(zhì)量應為22.3mg(或：不同意，實驗最終得到固體的質(zhì)量與全部為PbCO3分解所得固體質(zhì)量不同，但相差不大，兩者質(zhì)量不同可能是實驗過程中產(chǎn)生的誤差引起的)(合理答案均可)題組一對未知產(chǎn)物的探究實驗設計1．硫代硫酸鈉是一種常見的化工原料。將SO2通入按一定比例配成的Na2S和Na2CO3混合溶液中，便可得到Na2S2O3，該反應的化學方程式為2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2。(1)在配制混合溶液前先將蒸餾水加熱煮沸一段時間后待用，其目的是________________________________________________________________________。(2)用該方法獲得的Na2S2O3·5H2O晶體中常混有一定量的雜質(zhì)。某興趣小組欲對其中所含雜質(zhì)的成分進行探究(不考慮副反應和雜質(zhì)所帶的結晶水)。[提出假設]假設1：晶體中只含Na2CO3雜質(zhì)；假設2：晶體中只含Na2S雜質(zhì)；假設3：________________________________________________________________________。[查閱資料]①SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O；②Na2S2O3在中性、堿性溶液中較穩(wěn)定，而在酸性溶液中能迅速發(fā)生反應：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。[判斷與思考]某同學取少量制得的晶體溶于足量稀H2SO4中，并將產(chǎn)生的氣體通入CuSO4溶液中，未見黑色沉淀，據(jù)此認為假設2不成立。你認為其結論是否合理？________(填“合理”或“不合理”)中，請說明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[設計方案進行實驗]基于假設1，完成下表中的實驗方案、現(xiàn)象及結論(儀器自選)。限選實驗試劑：3mol·L－1H2SO4溶液、1mol·L－1NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、飽和NaHCO3溶液、品紅溶液、澄清石灰水。實驗方案現(xiàn)象及結論(3)已知：2Na2S2O3＋I2=2NaI＋Na2S4O6。為測定所制得晶體的純度，該小組以淀粉作指示劑，用0.010mol·L－1的碘水進行多次取樣滴定，測得Na2S2O3·5H2O的含量約為102%。若所用試劑及操作均無不當，產(chǎn)生該結果最可能的原因是________________________________________________________________________________________________。解析：Na2S2O3與稀H2SO4反應生成的SO2對H2S和CO2的檢驗都有干擾。在檢驗時應充分考慮到：晶體中可能含有的雜質(zhì)(Na2S)在滴定時參與反應或晶體部分失去結晶水，是解答第(3)小題的關鍵。答案：(1)趕走水中的溶解氧(或空氣)(2)晶體中含Na2S和Na2CO3兩種雜質(zhì)不合理Na2S2O3與稀H2SO4反應生成的SO2與H2S發(fā)生反應，可能無H2S逸出實驗方案現(xiàn)象及結論取適量晶體于燒瓶中，加入足量3mol·L－1H2SO4溶液，塞上帶導氣管的橡膠塞，將產(chǎn)生的氣體導出并依次通過盛有酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水的洗氣瓶若品紅溶液不褪色、澄清石灰水變渾濁，說明晶體中含Na2CO3雜質(zhì)(其他合理答案也可)(3)晶體中含有的雜質(zhì)(如Na2S等)在滴定時參與反應或晶體部分失去結晶水(其他合理答案也可)題組二對物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗設計2．(2015·山東濟南質(zhì)檢)MnO2是中學化學中常見的一種試劑，可作氧化劑和催化劑。某興趣小組通過實驗對MnO2的性質(zhì)進行了一系列的研究。(1)欲探究MnO2的催化效果，需要用30%的H2O2溶液(密度近似為1g·cm－3)配制濃度為3%的H2O2溶液(密度近似為1g·cm－3)100mL。簡述其配制方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)該小組設計了如下4個方案以驗證MnO2的氧化性，可行的是________。A．把MnO2固體加入到FeSO4溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅B．把MnO2固體加入到FeCl3溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅C．把MnO2固體加入到Na2SO3溶液中，再加入BaCl2溶液，觀察是否有白色沉淀生成D．把MnO2固體加入到稀鹽酸中，觀察是否有黃綠色氣體生成(3)該小組為研究在不同酸堿性的溶液中MnO2的氧化能力，他們控制KI溶液的濃度和MnO2固體的質(zhì)量相同，恒定實驗溫度在298K，設計如下對比實驗：實驗酸或堿現(xiàn)象A1滴0.2mol·L－1NaOH溶液不變色B1滴水緩慢變?yōu)闇\棕褐色C1滴0.1mol·L－1硫酸迅速變?yōu)樽睾稚珡纳鲜鰧Ρ葘嶒炛?，可以得出的結論是________________________________________________________________________。寫出在酸性條件下，MnO2氧化I－的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)利用二氧化錳的氧化性，讓其與濃鹽酸反應制取氯氣，下列儀器可作為該反應的反應容器的是________(填序號)。解析：(1)需30%的H2O2溶液的體積為100mL×3%÷30%＝10mL，質(zhì)量為10g，則需水90g，即90mL。(2)B項MnO2固體不可能將FeCl3氧化，加入KSCN溶液也無實際意義；C項無論Na2SO3是否被氧化，都能生成白色沉淀；D項常溫下MnO2不能將稀鹽酸氧化。(3)根據(jù)信息，棕褐色應該是I2溶液的顏色，因而MnO2將I－氧化為單質(zhì)，本身被還原為Mn2＋，據(jù)此可寫出相應的離子方程式。(4)C為容量瓶，不能加熱；B為燒杯，無法將制得的氯氣導入集氣瓶。答案：(1)用量筒量取10mL30%的H2O2溶液放入燒杯中，再加入90mL水，攪拌均勻(2)A(3)酸性越強，MnO2的氧化性越強MnO2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I2＋2H2O(4)AD3．(2015·廣西南寧高三測試)某實驗小組開展自主實驗活動，學校實驗室提供如下實驗試劑和實驗裝置：實驗試劑：A．濃鹽酸 B．稀鹽酸C．濃硫酸 D．稀硫酸E．MnO2粉末 F．Na2SO3晶體G．Na2SO3稀溶液 H．NaOH稀溶液I．品紅溶液實驗裝置：Ⅰ.該小組擬制備Cl2和SO2兩種氣體，請為其選擇適當?shù)脑噭?用字母表示)和裝置并填入下表：氣體試劑裝置Cl2SO2上述制備Cl2的反應的離子方程式是________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.該小組進一步探究Cl2和SO2兩種氣體的化學性質(zhì)，設計如圖裝置。首先將C中少量SO2通入B中，請書寫SO2與過量NaOH溶液反應的化學方程式：________________________________________________________________________；為驗證此時溶液中大量存在的陰離子，該小組又設計了若干實驗方案，其實驗簡要操作及結論是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。待SO2與過量NaOH溶液反應完全后再將過量Cl2通入B中充分反應，此時溶液中一定大量存在的陰離子是________(不考慮空氣中的CO2影響)。解析：Ⅰ.根據(jù)提供的實驗試劑和裝置，制Cl2只能用MnO2和濃鹽酸，該反應需要加熱，故選用丙裝置；制SO2用濃硫酸和Na2SO3晶體，故選用乙裝置。Ⅱ.SO2與過量NaOH反應生成Na2SO3和H2O，要證明溶液中存在SOeq\o\al(2－,3)，利用已提供的試劑只能選用稀H2SO4和品紅溶液，在反應后的溶液中逐滴加入足量的稀H2SO4，開始無現(xiàn)象，后產(chǎn)生氣體，并將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，若品紅溶液褪色，證明產(chǎn)生氣體是SO2，即證明含有SOeq\o\al(2－,3)；上述反應完全后再通入過量Cl2即發(fā)生反應：Na2SO3＋Cl2＋2NaOH=Na2SO4＋2NaCl＋H2O，故反應后的溶液中一定大量存在的陰離子是SOeq\o\al(2－,4)和Cl－。答案：Ⅰ.氣體試劑裝置Cl2A、E丙SO2C、F乙MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2OⅡ.SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O取少量B中溶液于試管中，逐滴加入過量稀硫酸，開始無現(xiàn)象，后有氣泡產(chǎn)生，將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，能使品紅溶液由紅色變成無色，則證明存在SOeq\o\al(2－,3)Cl－和SOeq\o\al(2－,4)反思歸納實驗方案設計中幾個易忽視的問題(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸。(2)進行某些易燃、易爆實驗時，要防止爆炸。例如：H2還原CuO實驗中應先通入H2，氣體點燃前要先驗純。(3)防止氧化。例如：H2還原CuO要“先滅燈再停氫”，白磷切割要在水中進行等。(4)防止吸水。例如：實驗、取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)要采取必要措施，以保證達到實驗目的。(5)易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導出時可為蒸氣)的及時冷卻。(6)儀器拆卸的科學性與安全性。例如：防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等?？键c二化學實驗方案的評價一、實驗方案的評價解題要點1．理論上要科學。2．操作上要簡單可行。3．原料用量要節(jié)約。4．要環(huán)保，符合綠色化學原則。二、實驗評價題的常見考查角度1．可行性方面(1)分析實驗方案是否科學可行；(2)實驗操作是否安全合理；(3)實驗步驟是否簡單方便；(4)實驗效果是否明顯。2．綠色化學方面(1)實驗過程中是否造成環(huán)境污染；(2)原料是否無毒、安全、易得；(3)原料利用率是否較高；(4)反應速率是否較快。3．安全性方面化學實驗從安全角度?？紤]的主要因素如下：(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸；(2)進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸；(3)防氧化；(4)污染性的氣體要進行尾氣處理；有粉末狀態(tài)物質(zhì)參加的反應，要注意防止導氣管堵塞；(5)防吸水。4．規(guī)范性方面(1)冷凝回流(有些反應中，為減少易揮發(fā)液體反應物的損耗和充分利用原料，需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；(2)易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導出時可為蒸氣)的及時冷卻；(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(如實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等)。5．最佳方案的選擇幾個實驗方案都能達到目的，選出一個最佳方案。所謂最佳，就是裝置最簡單，藥品容易取得、價格低廉，現(xiàn)象明顯，干擾小，無污染。名師點撥eq\a\vs4\al(化學實驗方案主要在以下幾個方面容易出現(xiàn)失誤：,1規(guī)范方面，如操作、觀察、讀數(shù)等。,2安全方面，如安全瓶、氣體點燃、防暴沸、防倒吸、防污染等。,3量化方面，如儀器規(guī)格的選擇、數(shù)據(jù)記錄與處理、誤差分析等。,4創(chuàng)新方面，如裝置的改進、方案的優(yōu)化等。)(2015·高考福建卷)下列實驗操作正確且能達到相應實驗目的的是()實驗目的實驗操作A稱取2.0gNaOH固體先在托盤上各放1張濾紙，然后在右盤上添加2g砝碼，左盤上添加NaOH固體B配制FeCl3溶液將FeCl3固體溶于適量蒸餾水C檢驗溶液中是否含NHeq\o\al(＋,4)取少量試液于試管中，加入NaOH溶液并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗產(chǎn)生的氣體D驗證鐵的吸氧腐蝕將鐵釘放入試管中，用鹽酸浸沒[解析]NaOH具有強吸水性和腐蝕性，不能放在濾紙上稱量，A項錯誤；配制FeCl3溶液時，為防止水解，可將其先溶解在鹽酸中，然后稀釋至所需濃度，B項錯誤；NHeq\o\al(＋,4)能夠與堿反應生成NH3·H2O，受熱分解產(chǎn)生NH3，C項正確；在酸性條件下，鐵發(fā)生的是析氫腐蝕，D項錯誤。[答案]Ceq\a\vs4\al([思維建模])—化學實驗評價的五大視角(1)可行性視角：只有合理且切實可行的實驗方案才有意義。可行性是方案的第一要素，評價方案時應注意從實驗原理和操作兩個方面分析：①理論上要科學合理。②操作上要簡單可行。(2)經(jīng)濟效益視角：評價一種實驗方案，不僅要從科學性上判斷是否可行，還要從經(jīng)濟效益上考慮是否切合實際。(3)綠色化視角。①分析實驗藥品是否有毒，是否會造成環(huán)境污染；②儀器藥品是否價格低廉、便宜易得；③反應是否充分，原子經(jīng)濟性強。(4)安全性視角。①避免炸裂：受熱不均勻、液體倒吸、氣流不暢、易燃氣體中混有助燃氣體等。②防污染；有毒尾氣未經(jīng)處理、剩余藥品隨意丟棄、實驗產(chǎn)生的廢液肆意傾倒等。③防失火；點燃或熄滅酒精燈的方法不正確、易燃試劑與明火接觸等。④防吸水：極易水解、吸水性強(潮解)的物質(zhì)未密封保存或與潮濕空氣接觸，大量吸水導致液體溢出或反應變質(zhì)等。(5)規(guī)范性視角。①儀器的安裝與拆卸。②試劑添加的順序與用量。③加熱的方式方法和時機。④儀器的查漏、氣密性檢驗。⑤溫度計的規(guī)范使用、水銀球的位置。⑥實驗數(shù)據(jù)的讀取。⑦冷卻、冷凝的方法等。2.(2013·高考四川卷)為了探究AgNO3的氧化性和熱穩(wěn)定性，某化學興趣小組設計了如下實驗。Ⅰ.AgNO3的氧化性將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中，一段時間后將鐵絲取出。為檢驗溶液中Fe的氧化產(chǎn)物，將溶液中的Ag＋除盡后，進行了如下實驗?？蛇x用的試劑：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。(1)請完成下表：操作現(xiàn)象結論取少量除盡Ag＋后的溶液于試管中，加入KSCN溶液，振蕩①______________存在Fe3＋取少量除盡Ag＋后的溶液于試管中，加入②____________________，振蕩③______________存在Fe2＋【實驗結論】Fe的氧化產(chǎn)物為Fe2＋和Fe3＋。Ⅱ.AgNO3的熱穩(wěn)定性用下圖所示的實驗裝置A加熱AgNO3固體，產(chǎn)生紅棕色氣體，在裝置D中收集到無色氣體。當反應結束后，試管中殘留固體為黑色。(2)裝置B的作用是________________________________________________________________________。(3)經(jīng)小組討論并驗證該無色氣體為O2，其驗證方法是________________________________________________________________________。(4)【查閱資料】Ag2O和粉末狀的Ag均為黑色；Ag2O可溶于氨水。【提出設想】試管中殘留的黑色固體可能是ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O?！緦嶒烌炞C】該小組為驗證上述設想，分別取少量黑色固體放入試管中，進行了如下實驗。實驗編號 操作現(xiàn)象a 加入足量氨水，振蕩黑色固體不溶解b 加入足量稀硝酸，振蕩黑色固體溶解，并有氣體產(chǎn)生【實驗評價】根據(jù)上述實驗，不能確定固體產(chǎn)物成分的實驗是________(填實驗編號)?！緦嶒灲Y論】根據(jù)上述實驗結果，該小組得出AgNO3固體熱分解的產(chǎn)物有________。解析：(1)能用來檢驗Fe3＋的試劑是KSCN溶液，加入后如果溶液變?yōu)榧t色，則其中含有Fe3＋。若溶液中含有Fe2＋，加入K3[Fe(CN)6]溶液后，溶液中有藍色沉淀生成。(2)裝置B中的進氣管和出氣管的長度相等，故為安全瓶，防止C中的溶液倒吸入A裝置中，引起試管炸裂。(3)檢驗O2的方法：將帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，若木條復燃則證明氣體為氧氣。(4)銀不溶于氨水，實驗a中，加入氨水后固體不溶解，說明黑色固體為Ag；金屬銀與稀硝酸反應生成NO，故實驗b不能說明固體是Ag還是Ag與Ag2O的混合物；根據(jù)上述分析可知只能采用實驗a的結論，故AgNO3固體分解的產(chǎn)物為Ag、NO2、O2。答案：(1)①溶液呈紅色②K3[Fe(CN)6]溶液③產(chǎn)生藍色沉淀(2)防倒吸(3)用帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，木條復燃，證明無色氣體為O2(4)bAg、NO2、O21．(2015·北京朝陽區(qū)模擬)下列實驗裝置不能達到實驗目的的是()選項ABCD裝置實驗綜合秒表測量鋅與硫酸的反應速率驗證溫度對化學平衡的影響驗證化學能轉(zhuǎn)化為電能鐵的析氫腐蝕實驗解析：選D。A項通過記錄一定時間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積可計算反應速率；B項通過觀察顏色變化判斷溫度對化學平衡的影響；C項，通過電流計是否產(chǎn)生電流可判斷化學能是否轉(zhuǎn)化成電能；D項，小試管內(nèi)導管中水柱上升，說明大試管中壓強減小，不能證明有H2放出。2．(2015·山東日照模擬)某化學小組為測定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)，設計了如下實驗方案：方案Ⅰ：銅鋁混合物eq\o(→,\s\up14(足量溶液A),\s\do5(充分反應))測定生成氣體的體積方案Ⅱ：銅鋁混合物eq\o(→,\s\up14(足量溶液B),\s\do5(充分反應))測定剩余固體的質(zhì)量下列有關判斷中不正確的是()A．溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液B．實驗室中方案Ⅱ更便于實施C．溶液A和B均可選用稀硝酸D．若溶液B選用濃硝酸，則測得銅的質(zhì)量分數(shù)偏小解析：選C。鹽酸或NaOH溶液均可溶解銅鋁混合物中的金屬鋁，因此可測定反應放出H2的體積，也可測定剩余的金屬銅的質(zhì)量，A說法正確。稱量剩余固體的質(zhì)量比測定氣體的體積更容易實施，B說法正確。溶液B若為稀硝酸，則Cu、Al均可溶解，沒有固體剩余，C說法錯誤。若溶液B選用濃硝酸，則Cu可完全溶解，但鋁在濃硝酸中鈍化導致剩余固體質(zhì)量增加，則使測定的銅的質(zhì)量分數(shù)偏小，D說法正確。反思歸納解答實驗評價題的常見失誤(1)思路狹窄，思維定勢，缺少創(chuàng)新，經(jīng)驗主義嚴重。(2)恐懼心理嚴重，雖然題目涉及了許多新情境、新材料，但是問題落腳點并未超出中學教材和考綱要求。(3)答題不規(guī)范，詞不達意，不講邏輯，抓不住要點?？键c三化學定量實驗題解題策略一、定量測定數(shù)據(jù)的方法和過程分析1．沉淀法先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進行相關計算。2．測氣體體積法對于產(chǎn)生氣體的反應，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。3．測氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實驗前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進行相關計算。4．滴定法即利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應滴定等獲得相應數(shù)據(jù)后再進行相關計算。二、實驗數(shù)據(jù)的處理分析1．數(shù)據(jù)的表格化項目實驗編號項目1項目2項目3項目4…123(1)根據(jù)實驗原理確定應記錄的項目：所測的物理量。(2)應注意數(shù)據(jù)的有效數(shù)字及單位和必要的注釋。(3)設計的表格要便于數(shù)據(jù)的查找、比較，便于數(shù)據(jù)的計算和進一步處理，便于反映數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。2．數(shù)據(jù)的圖像化圖像化是用直線圖或曲線圖對化學實驗結果加以處理的一種簡明化形式。它適用于一個量的變化引起另一個量的變化的情況。圖像化的最大特點是鮮明、直觀、簡單、明了。名師點撥數(shù)據(jù)的綜合分析如何用好、選好數(shù)據(jù)，是解決這類試題的關鍵所在。解決這類試題的一般方法為比較數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)變物質(zhì)、分析利弊、確定方案。(1)對數(shù)據(jù)進行比較是解決問題的突破口，注意比較數(shù)據(jù)的交點與重合區(qū)。(2)轉(zhuǎn)變物質(zhì)則是實現(xiàn)實驗目標的重要途徑，在一些物質(zhì)提純與制備的問題中，往往會提供一些物質(zhì)沉淀的pH范圍、物質(zhì)的沸點、密度、溶解性等呈現(xiàn)物質(zhì)物理性質(zhì)的數(shù)據(jù)。在許多情況下，一些物質(zhì)的相關數(shù)據(jù)是重疊的，而不利于問題的解決，一般可通過轉(zhuǎn)變物質(zhì)來解決(如CH3COOH與CH3CH2OH的沸點很接近，要分離二者的混合物，可以通過將CH3COOH轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3COONa的方法，擴大其與CH3CH2OH沸點上的差異，然后通過蒸餾的方法進行分離)。(3)在實際生產(chǎn)、生活中，除了涉及是否能夠通過相應反應來實現(xiàn)實驗目標外，還涉及經(jīng)濟效益的問題，在原理、環(huán)保等沒有大的差異時，選擇廉價原料完成相應的實驗成為首選。(2015·最新改編題)化學興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行以下探究：查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時無氣體產(chǎn)生。Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗取適量牙膏樣品，加水充分攪拌、過濾。(1)往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應的離子方程式是__________________________________________________________________________________________。(2)往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________。Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進行實驗，充分反應后，測定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。依據(jù)實驗過程回答下列問題：(3)實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣。其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有：________________________________________________________________________。(4)C中反應生成BaCO3的化學方程式是________________________________________________________________________________________。(5)下列各項措施中，不能提高測定準確度的是________________________________________________________________________(填標號)。a．在加入鹽酸之前，應排凈裝置內(nèi)的CO2氣體b．滴加鹽酸不宜過快c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置d．在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置(6)實驗中準確稱取8.00g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO3平均質(zhì)量為3.94g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為________。(7)有人認為不必測定C中生成的BaCO3質(zhì)量，只要測定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高，原因是________________________________________________________________________。[解析]Ⅰ.(1)Al(OH)3具有兩性，能溶于NaOH溶液：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(2)通入過量CO2時發(fā)生反應：AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，產(chǎn)生白色沉淀，再加過量鹽酸時發(fā)生反應：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑，白色沉淀溶解，同時產(chǎn)生氣體。Ⅱ.(3)從裝置圖分析可知，為保證實驗的準確性，應將裝置內(nèi)的空氣排盡，防止空氣中CO2的干擾；同時要將反應產(chǎn)生的CO2盡可能全部被Ba(OH)2溶液吸收，因此需要持續(xù)通入空氣。(4)Ba(OH)2溶液足量，因此反應方程式為CO2＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋H2O。(5)由前面分析知，a可提高測定準確度，a不符合題意；B裝置中有酸堿指示劑，說明反應中鹽酸的加入量是有限制的，為保證準確，滴加過程要慢，b不符合題意；B中裝有溶液，因此氣體通入前沒必要干燥，c符合題意；在B～C之間連接盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶會造成Ba(OH)2溶液還可能吸收由揮發(fā)出的HCl與NaHCO3反應生成的CO2氣體，干擾實驗，d符合題意。(6)根據(jù)碳元素守恒得BaCO3～CO2～CaCO3，m(CaCO3)＝eq\f(3.94g,197g·mol－1)×100g·mol－1＝2.00g，CaCO3的質(zhì)量分數(shù)：eq\f(2.00g,8.00g)×100%＝25%。(7)B中的水蒸氣、氯化氫等氣體進入裝置C中，質(zhì)量差要大于實際產(chǎn)生CO2氣體的質(zhì)量。[答案]Ⅰ.(1)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(2)通入CO2氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產(chǎn)生、沉淀溶解Ⅱ.(3)把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收(4)Ba(OH)2＋CO2=BaCO3↓＋H2O(5)cd(6)25%(7)B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中(或其他合理答案)3.(2015·河北衡水中學模擬)為測試一鐵片中鐵元素的含量，某課外活動小組提出下面兩種方案并進行了實驗(以下數(shù)據(jù)為多次平行實驗測定結果的平均值)。方案一：將ag鐵片完全溶解于過量稀硫酸中，測得生成氫氣的體積為580mL(標準狀況)；方案二：將eq\f(a,10)g鐵片完全溶解于過量稀硫酸中，將反應后得到的溶液用0.02000mol·L－1的KMnO4溶液滴定，達到終點時消耗了25.00mLKMnO4溶液。請回答下列問題：(1)配平下面的化學方程式：eq\x()KMnO4＋eq\x()FeSO4＋eq\x()H2SO4=eq\x()Fe2(SO4)3＋eq\x()MnSO4＋eq\x()K2SO4＋eq\x()H2O(2)在滴定實驗中不能選擇________式滴定管，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)根據(jù)方案一和方案二測定的結果計算，鐵片中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)依次為________和________。(鐵的相對原子質(zhì)量以55.9計)(4)若排除實驗儀器和操作的影響因素，試對上述兩種方案測定結果的準確性做出判斷和分析。①方案一________(填“準確”、“不準確”或“不一定準確”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②方案二________(填“準確”、“不準確”或“不一定準確”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)化合價升降法配平如下化學方程式：故其化學計量數(shù)分別為2、10、8、5、2、1、8。(2)方案二中滴定實驗時，KMnO4溶液應盛裝在酸式滴定管中，原因是KMnO4溶液是強氧化劑，具有強氧化性，能腐蝕堿式滴定管的乳膠管。(3)根據(jù)題干條件，鐵片中鐵的質(zhì)量分數(shù)分別為方案一中：eq\f(\f(0.58L,22.4L·mol－1)×55.9g·mol－1,ag)＝eq\f(1.45,a)。方案二中：eq\f(0.02mol·L－1×0.025L×\f(10,2)×55.9g·mol－1,\f(a,10)g)＝eq\f(1.40,a)。(4)本小題是對實驗中測定結果進行誤差分析和方案評價的問題，屬于開放性的問題，回答“準確”、“不準確”或“不一定準確”均可，但要相應說明結論的理由，例如：方案一準確；因為鐵片中不存在能與稀硫酸反應并能生成氫氣的其他金屬，也不存在鐵的氧化物。方案一不準確；如果鐵片中存在與稀硫酸反應生成氫氣的其他金屬，會導致結果偏高；如果存在與稀硫酸反應而溶解、但不產(chǎn)生氫氣的鐵的氧化物，會導致結果偏低。方案二準確；鐵片溶于稀硫酸后，除Fe2＋外，其他可能存在的金屬離子在酸性溶液中均不能被高錳酸鉀氧化，也不存在氧化鐵。方案二不準確；如果鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解的其他金屬，生成的金屬離子在酸性溶液中能被高錳酸鉀氧化，會導致結果偏高；如果存在與稀硫酸反應而溶解生成Fe3＋的鐵的氧化物，F(xiàn)e3＋在酸性溶液中不能被高錳酸鉀氧化，會導致結果偏低。答案：(1)21085218(2)堿KMnO4是強氧化劑，會腐蝕乳膠管(3)eq\f(1.45,a)eq\f(1.40,a)(4)①不一定準確如果鐵片中存在與稀硫酸反應并能生成氫氣的其他金屬，會導致結果偏高；如果鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解、但不產(chǎn)生氫氣的鐵的氧化物，會導致結果偏低；如果上述情況均不存在，則結果準確②不一定準確如果鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解的其他金屬，生成的金屬離子在酸性溶液中能被高錳酸鉀氧化，會導致結果偏高；如果鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解的鐵的氧化物，F(xiàn)e3＋在酸性溶液中不能被高錳酸鉀氧化，會導致結果偏低；如果上述情況均不存在，則結果準確1．鐵礦石是工業(yè)煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物(設雜質(zhì)中不含鐵元素和氧元素，且雜質(zhì)不與H2SO4反應)。某研究性學習小組對某鐵礦石中鐵的氧化物的化學式進行探究。Ⅰ.鐵礦石中含氧量的測定①按圖組裝儀器，檢查裝置的氣密性。②將5.0g鐵礦石放入硬質(zhì)玻璃管中，裝置B、C中的藥品如圖所示(夾持儀器均省略)。③從左端導氣管口處不斷地緩緩通入H2，待C裝置出口處H2驗純后，點燃A處酒精燈。④充分反應后，撤掉酒精燈，持續(xù)通入氫氣至完全冷卻。(1)裝置C的作用為________________________________________________________________________。(2)測得反應后裝置B增重1.35g，則鐵礦石中氧的百分含量為________________________。(3)若將H2換成CO，則還需補充________裝置。Ⅱ.鐵礦石中含鐵量的測定eq\x(\a\al(10g,鐵礦石))eq\o(→,\s\up14(①足量稀硫酸),\s\do5(②過濾))eq\x(\a\al(濾液,A))eq\o(→,\s\up14(③通入足量Cl2),\s\do5(④加熱煮沸))eq\x(溶液B)eq\o(→,\s\up14(⑤稀釋至250mL),\s\do5())eq\x(取20.00mLB的稀溶液)eq\o(→,\s\up14(⑥用0.5000mol/L),\s\do5(的KI溶液滴定))eq\x(消耗KI溶液VmL)(4)步驟④中煮沸的作用是________________________________________________________________________。(5)步驟⑤中用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有________________________________________________________________________。(6)下列有關步驟⑥的操作中說法正確的是________________________________________________________________________。a．因為碘水為黃色，所以滴定過程中不需加指示劑b．滴定過程中可利用淀粉溶液作為指示劑c．滴定管用蒸餾水洗滌后可以直接裝液d．錐形瓶不需要用待測液潤洗e．滴定過程中，眼睛注視滴定管中液面變化f．滴定結束后，30s內(nèi)溶液不恢復原來的顏色，再讀數(shù)(7)若滴定過程中消耗0.5000mol/L的KI溶液20.00mL，則鐵礦石中鐵的百分含量為________。解析：Ⅰ.(1)裝置C可防止空氣中的水蒸氣和CO2進入B中，影響測定結果。(2)裝置B中增重量即為H2O的質(zhì)量，H2O中的氧全部來自于鐵礦石中，則鐵礦石中氧的百分含量為eq\f(\f(1.35g,18g/mol)×16g/mol,5.0g)×100%＝24%。(4)由流程圖可知步驟③后溶液中鐵元素存在形式為Fe3＋，而步驟⑥中利用KI溶液滴定具有氧化性的Fe3＋來測定鐵的含量，所以步驟④中煮沸的作用是除去具有氧化性的Cl2，防止干擾滴定實驗。(5)步驟⑤是配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，除已知玻璃儀器外，還需要的玻璃儀器是250mL容量瓶。(6)a中Fe3＋和碘水均為黃色，錯誤；b中反應開始就生成I2，錯誤；c中滴定管需用標準溶液潤洗，錯誤；e中滴定時眼睛要注視錐形瓶中溶液的顏色變化，錯誤。(7)由關系式Fe3＋～I－可知n(Fe3＋)＝0.5000mol/L×20.00×10－3L＝0.01mol，則鐵礦石中鐵的百分含量為eq\f(0.01mol×56g/mol×\f(250mL,20.00mL),10g)×100%＝70%。答案：Ⅰ.(1)防止空氣中的水蒸氣和CO2進入B中(2)24%(3)尾氣處理Ⅱ.(4)除去過量的Cl2(5)250mL容量瓶(6)df(7)70%2．(2015·陜西西安高三質(zhì)檢)燒堿、純堿等都是重要的化工原料。(1)利用下圖裝置可以證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生反應。①若將A與B連接，打開止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，此時的實驗現(xiàn)象是________________________________________________________________________，開始反應時的離子方程式是________________________________________________________________________。②若其他操作不變，將A與C連接，可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(2)向100mL1mol·L－1燒堿溶液中通入一定量的CO2充分反應后，將溶液在低溫下蒸干得到白色固體X，X的組成可能有四種情況，按出現(xiàn)的先后順序分別是Ⅰ.NaOH、Na2CO3，Ⅱ.________，Ⅲ.Na2CO3、NaHCO3，Ⅳ.________。①常溫下，將得到的固體X重新溶于水，在所得溶液中加入鹽酸，使溶液的pH＝7，再將溶液蒸干，得到固體的質(zhì)量為________g。②若要驗證白色固體X是第Ⅰ種組成，依次加入的試劑為________(填序號字母)。a．鹽酸b．MgCl2溶液c．BaCl2溶液d．Ba(OH)2溶液e．酚酞試液在驗證的過程中，一定需要進行的操作是________(填序號字母)。a．萃取 b．洗滌c．過濾 d．分餾③若白色固體X為第Ⅲ種組成，下列實驗方案中不能準確測定其中NaHCO3質(zhì)量分數(shù)的是________。a．取mgX與足量Ba(OH)2溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干得ng固體b．取mgX與足量鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒得ng固體c．取mgX充分加熱，減少ngd．取mgX與足量稀硫酸充分反應，逸出的氣體被足量堿石灰吸收，增加ng④若白色固體X的質(zhì)量為7.0g，則X的組成為________________________________________________________________________。(填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)。解析：(1)①加入NaOH溶液，CO2被吸收，燒瓶內(nèi)的壓強減??；若A與B連接，則廣口瓶中的水會倒吸，若A與C連接，由于廣口瓶中液面上方壓強減小，則空氣由B進入。(2)發(fā)生的反應可能為2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O、NaOH＋CO2=NaHCO3，則Ⅱ、Ⅳ分別為Na2CO3、NaHCO3。①所得固體為NaCl，根據(jù)Na＋、Cl－守恒，m(NaCl)＝0.1L×1mol·L－1×58.5g·mol－1＝5.85g。②先加BaCl2溶液生成白色沉淀(證明有Na2CO3)，再加MgCl2溶液生成白色沉淀或加酚酞試液溶液變紅色(證明有NaOH)。③a選項中沉淀的質(zhì)量即為碳酸鋇的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量和原混合物的質(zhì)量可以列式求出碳酸鈉和碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，正確；b選項中ng固體為生成的氯化鈉的質(zhì)量，根據(jù)鈉原子守恒結合原混合物總質(zhì)量可列式計算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，正確；c選項采用差量法，減少的質(zhì)量為碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳和水的質(zhì)量，由此可求出碳酸氫鈉的質(zhì)量，進而求出碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，正確；d選項中堿石灰增加的質(zhì)量為鹽與酸反應生成的二氧化碳及溶液中揮發(fā)出來的水蒸氣的質(zhì)量，因此不能通過數(shù)據(jù)準確計算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，不正確。④可采用極值法來判斷，若全部為Na2CO3，則有5.3g；若全部為NaHCO3，則有8.4g，固體X的質(zhì)量為7g，故其為碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物。答案：(1)①水沿導管由廣口瓶進入燒瓶CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)②廣口瓶中的長導管口有氣泡產(chǎn)生(2)Na2CO3NaHCO3①5.85②cb(或ce)c③d④Ⅲ反思歸納實驗數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路實驗所得的數(shù)據(jù)，可分為有用、有效數(shù)據(jù)，正確、合理數(shù)據(jù)，錯誤、無效數(shù)據(jù)，及無用、多余數(shù)據(jù)等。能從大量的實驗數(shù)據(jù)中找出有用、有效、正確、合理的數(shù)據(jù)是實驗數(shù)據(jù)分析處理題的一個重要能力考查點，也是近年來命題變化的一個重要方向。對實驗數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路為“五看”：一看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點，如用托盤天平測得的質(zhì)量的精確度為0.1g，若數(shù)值超過了這個范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的；二看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去；三看反應是否完全，是否是過量反應物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應時所得的數(shù)據(jù)，才能進行有效處理和應用；四看所得數(shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強一致的情況下才能進行比較、運算；五看數(shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理，錯誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。1．(2014·高考新課標全國卷Ⅱ)某小組以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X。為確定其組成，進行如下實驗。①氨的測定：精確稱取wgX，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1mol·L－1的鹽酸標準溶液吸收。蒸氨結束后取下接收瓶，用c2mol·L－1NaOH標準溶液滴定過剩的HCl，到終點時消耗V2mLNaOH溶液。②氯的測定：準確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)淡紅色沉淀不再消失為終點(Ag2CrO4為磚紅色)?；卮鹣铝袉栴}：(1)裝置中安全管的作用原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時，應使用________式滴定管，可使用的指示劑為________。(3)樣品中氨的質(zhì)量分數(shù)表達式為________________________________________________________________________。(4)測定氨前應該對裝置進行氣密性檢驗，若氣密性不好測定結果將________(填“偏高”或“偏低”)。(5)測定氯的過程中，使用棕色滴定管的原因是________________________________________________________________________________________；滴定終點時，若溶液中c(Ag＋)＝2.0×10－5mol·L－1，c(CrOeq\o\al(2－,4))為________mol·L－1。[已知：Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12](6)經(jīng)測定，樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1∶6∶3，鈷的化合價為__________，制備X的化學方程式為________________________________________________________________________；X的制備過程中溫度不能過高的原因是____________________________________________________________________________________________________。解析：(1)若沒有A中的安全管，當A中產(chǎn)生氣體時，會因裝置壓力過大發(fā)生危險，反之，有安全管存在，當A中壓力過大時，安全管中的液面會上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定。(2)由題意知，用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時，NaOH溶液應放入堿式滴定管中，可使用酚酞(或甲基紅)作指示劑，滴定至終點時溶液由無色(或紅色)變?yōu)闇\紅色(或黃色)。(3)已知鹽酸的總的物質(zhì)的量為c1mol·L－1×V1mL×10－3L·mL－1＝c1V1×10－3mol，NH3反應完后剩余的鹽酸用NaOH標準溶液滴定，可求出剩余的鹽酸為c2×V2×10－3mol，由NH3＋HCl=NH4Cl可求出NH3的物質(zhì)的量。進而求出wgX中的含氨量，即：eq\f(c1V1－c2V2×10－3×17,w)×100%。(4)若裝置氣密性不好，會有NH3外逸，而不能被HCl吸收，則剩余的HCl的物質(zhì)的量會增多，消耗NaOH增多，即c2V2的值增大，由(3)中計算式可知氨的測定結果偏低。(5)AgNO3是見光易分解的物質(zhì)，使用棕色滴定管的目的是防止AgNO3分解而影響實驗結果；由Ag2CrO4的溶度積常數(shù)Ksp＝1.12×10－12，c(Ag＋)＝2.0×10－5mol·L－1，可求出c(CrOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(Ksp,c2Ag＋)＝eq\f(1.12×10－12,2.0×10－52)mol·L－1＝2.8×10－3mol·L－1。(6)樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1∶6∶3，可寫出化學式為[Co(NH3)6]Cl3，化合物中正負化合價代數(shù)和為0，依此計算，NH3整體為0價，氯為－1價，故Co為＋3價；從而推出制備X的化學方程式為2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。由于溫度過高時H2O2易分解，NH3易揮發(fā)，故制備過程中溫度不能過高，否則H2O2分解，NH3揮發(fā)。答案：(1)當A中壓力過大時，安全管中液面上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定(2)堿酚酞(或甲基紅)(3)eq\f(c1V1－c2V2×10－3×17,w)×100%(4)偏低(5)防止硝酸銀見光分解2.8×10－3(6)＋32CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O溫度過高會使過氧化氫分解、氨氣逸出2．(2014·高考天津卷節(jié)選)Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水。在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定。Ⅰ.制備Na2S2O3·5H2O反應原理：Na2SO3(aq)＋S(s)eq\o(=,\s\up7(△))Na2S2O3(aq)實驗步驟：①稱取15gNa2SO3加入圓底燒瓶中，再加入80mL蒸餾水。另取5g研細的硫粉，用3mL乙醇潤濕，加入上述溶液中。②安裝實驗裝置(如圖所示，部分夾持裝置略去)，水浴加熱，微沸60分鐘。③趁熱過濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出Na2S2O3·5H2O，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品?；卮饐栴}：(1)硫粉在反應前用乙醇潤濕的目的是________________________________________________________________________。(2)儀器a的名稱是________，其作用是________________________________________________________________________。(3)產(chǎn)品中除了有未反應的Na2SO3外，最可能存在的無機雜質(zhì)是________。檢驗是否存在該雜質(zhì)的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)該實驗一般控制在堿性環(huán)境下進行，否則產(chǎn)品發(fā)黃，用離子反應方程式表示其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.測定產(chǎn)品純度準確稱取Wg產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.1000mol·L－1碘的標準溶液滴定。反應原理為2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－(5)滴定至終點時，溶液顏色的變化：________________。(6)測定起始和終點的液面位置如圖，則消耗碘的標準溶液體積為________mL。產(chǎn)品的純度為(設Na2S2O3·5H2O相對分子質(zhì)量為M)________。解析：(1)S不溶于水，微溶于酒精，反應前用乙醇潤濕有利于S的溶解，便于分散到溶液中。(2)儀器a的名稱是冷凝管，其作用是使蒸氣冷凝回流。(3)亞硫酸鈉具有還原性，所以在反應中可能與空氣中的氧氣反應生成硫酸鈉，故雜質(zhì)可能是硫酸鈉；檢驗硫酸鈉實質(zhì)就是檢驗硫酸根離子的存在，方法是取少量產(chǎn)品溶于過量稀鹽酸，過濾，向濾液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則產(chǎn)品中含有Na2SO4。(4)因為在酸性條件下S2Oeq\o\al(2－,3)發(fā)生歧化反應生成S和SO2，該反應的離子方程式為S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O。(5)用淀粉作指示劑，達到終點時的現(xiàn)象是溶液由無色變?yōu)樗{色。(6)根據(jù)圖示：滴定管的讀數(shù)需要保留2位小數(shù)，所以消耗碘的標準溶液的體積為18.10mL。根據(jù)2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－知：n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝2n(I2)＝0.1000mol·L－1×18.10mL×10－3L·mL－1×2＝3.620×10－3mol。產(chǎn)品的純度為eq\f(3.620×10－3mol×Mg·mol－1,Wg)×100%＝eq\f(3.620×10－3M,W)×100%。答案：(1)使硫粉易于分散到溶液中(2)冷凝管冷凝回流(3)Na2SO4取少量產(chǎn)品溶于過量稀鹽酸，過濾，向濾液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則產(chǎn)品中含有Na2SO4(4)S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O(5)由無色變藍色(6)18.10eq\f(3.620×10－3M,W)×100%一、選擇題1．下列實驗方案可行的是()A．用1mol/L的鹽酸與MnO2反應制取氯氣B．用濕潤的淀粉碘化鉀試紙鑒別二氧化氮和溴蒸氣C．用10mL量筒量取8.50mL濃硫酸用于配制一定物質(zhì)的量濃度的稀硫酸D．用濕潤的有色紙條鑒別氯化氫和氯氣解析：選D。制取氯氣需要濃鹽酸，而1mol/L的鹽酸是稀鹽酸，A項錯誤；二氧化氮與水反應生成的硝酸、溴蒸氣都具有氧化性，都能氧化碘離子，B項錯誤；量筒屬于粗量儀器，不能精確到小數(shù)點后兩位數(shù)，C項錯誤。2.某同學設計了如圖實驗裝置探究硝酸的性質(zhì)，根據(jù)圖示判斷下列結論不正確的是()A．試管內(nèi)壁上的“黃霜”的成分是硫B．該實驗既說明了濃硝酸具有氧化性，又說明了濃硝酸具有揮發(fā)性C．燒杯內(nèi)氫氧化鈉溶液的作用是除去尾氣，防止尾氣污染環(huán)境D．試管中濃硝酸可以用濃鹽酸代替解析：選D。試管中濃硝酸易揮發(fā)，遇H2S氣體，與之發(fā)生氧化還原反應生成單質(zhì)S，A項和B項正確；燒杯中的NaOH溶液與逸出的酸性氣體反應，防止污染環(huán)境，C項正確；濃鹽酸無強氧化性，不能代替濃硝酸完成該實驗，D項錯誤。3．下列實驗方案正確且能達到相應實驗目的的是()解析：選A。燒杯中的水冷卻試管中的水蒸氣，收集蒸餾水，A項正確；NO2可與水反應，不能用排水法收集，B項錯；濃鹽酸與二氧化錳反應制取氯氣需要加熱，C項錯；D項中試管口應向下傾斜，D項錯。4．(2015·遼寧大連模擬)下列實驗設計能夠成功的是()A．檢驗亞硫酸鈉試樣是否變質(zhì)：試樣eq\o(→,\s\up7(溶解))溶液eq\o(→,\s\up7(硝酸鋇溶液))白色沉淀eq\o(→,\s\up7(稀硝酸))沉淀不溶解B．除去乙酸乙酯中混有的乙酸：混合液eq\o(→,\s\up7(飽和碳酸鈉溶液，振蕩))溶液分層eq\o(→,\s\up7(分液))得上層液體C．證明酸性條件下H2O2氧化性比I2強：NaI溶液eq\o(→,\s\up7(30%H2O2溶液、稀硝酸及淀粉))溶液變藍色D．鑒定鹽A的成分是FeBr3：解析：選B。Na2SO3與Ba(NO3)2反應生成的BaSO3可被HNO3氧化生成BaSO4，A錯誤；乙酸能與Na2CO3反應，上層是乙酸乙酯，B正確；在NaI溶液中加HNO3酸化，HNO3可氧化I－，C錯誤；D項中若鹽A是FeBr2，也會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象，故D錯誤。5．為比較鐵和銅金屬活動性強弱，某研究小組的同學設計了如下一些方案并將實驗結果記錄如下，能證明鐵的金屬性比銅強的是()方案現(xiàn)象或產(chǎn)物A將鐵片置于CuSO4溶液中鐵片上有亮紅色物質(zhì)析出B將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒產(chǎn)物分別為FeCl3和CuCl2C將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中產(chǎn)物分別為Fe2(SO4)3和CuSO4D將鐵片和銅片分別置于熱的稀硝酸溶液中鐵片、銅片上均有氣泡產(chǎn)生解析：選A。將鐵片置于CuSO4溶液中，鐵片上有亮紅色物質(zhì)(銅)析出，說明鐵比銅活潑；將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒，生成FeCl3和CuCl2，在化合物中銅、鐵都是最高價，不能說明鐵的金屬性比銅強；將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中，生成Fe2(SO4)3和CuSO4，在化合物中銅、鐵都是最高價，不能說明鐵的金屬性比銅強；將鐵片和銅片分別置于熱的稀硝酸溶液中，鐵片、銅片上均有氣泡產(chǎn)生，不能說明鐵