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专题十二实验设计与探究实验真题试做1(2012高考广东理综卷,33)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理:KOH2MnO2H2O实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液在100 反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。已知:苯甲酸相对分子质量122,熔点122.4 ,在25 和95 时溶解度分别为0.3 g和6.9 g;纯净固体有机物一般都有固定熔点。(1)操作为_,操作为_。(2)无色液体A是_,定性检验A的试剂是_,现象是_。(3)测定白色固体B的熔点,发现其在115 开始熔化,达到130 时仍有少量不熔,该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确,请完成表中内容。(4)纯度测定:称取1.220 g产品,配成100 mL苯甲酸溶液,移取25.00 mL溶液,滴定,消耗KOH的物质的量为2.40103mol。产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为_,计算结果为_(保留两位有效数字)。2(2011高考广东理综卷部分,33)某同学进行实验研究时,欲配制1.0 molL1Ba(OH)2溶液,但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)28H2O试剂(化学式量:315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解,烧杯中存在大量未溶物。为探究原因,该同学查得Ba(OH)28H2O在283 K、293 K和303 K时的溶解度(g/100 g H2O)分别为2.5、3.9和5.6。(1)烧杯中未溶物仅为BaCO3,理由是_。(2)假设试剂由大量Ba(OH)28H2O和少量BaCO3组成,设计实验方案,进行成分检验。在下表中写出实验步骤、预期现象和结论。(不考虑结晶水的检验;室温时BaCO3饱和溶液的pH9.6)限选试剂及仪器:稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管3(2010高考广东化学卷部分)某研究小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl、OH和SO,请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)。(1)提出合理假设。假设1:只存在SO;假设2:既不存在SO,也不存在ClO;假设3:_。(2)设计实验方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:3 molL1H2SO4、1 molL1NaOH、0.01 molL1KMnO4,淀粉KI溶液、紫色石蕊试液。4(2009高考广东化学卷部分,33)三草酸合铁酸钾晶体K3Fe(C2O4)33H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,所得气体产物是CO2和CO,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。已知该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。限选试剂:浓硫酸、1.0 molL1 HNO3、1.0 molL1盐酸、1.0 molL1 NaOH、3% H2O2、0.1 molL1 KI、0.1 molL1 CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。(1) 提出合理假设(2)假设1:_;假设2:_;假设3:_。(2)设计实验方案证明你的假设(3)实验过程根据(2)中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。实验步骤预期现象与结论步骤1:步骤2:步骤3:5(2008高考广东化学卷部分,32)某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 molL1、2.00 molL1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:实验编号T/K大理石规格实验目的298粗颗粒2.00()实验和探究HNO3浓度对该反应速率的影响;()实验和_探究温度对该反应速率的影响;()实验和_探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响K(2)请在下面的框图中,画出实验和中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。6某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究:将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为3的结论。(1)请指出该结论是否合理并说明理由_。(2)请完成对铁元素价态的探究:限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹;3 molL1H2SO4、3%H2O2、6 molL1HNO3、0.01 molL1 KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 molL1KI、20%KSCN、蒸馏水。提出合理假设:假设1:_;假设2:_;假设3:_。设计实验方案证明你的假设实验过程:根据的实验方案,进行实验。请按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1:步骤2:步骤3:考向分析近三年广东高考探究性实验题,很好地体现了科学探究的全过程:提出假设、设计实验方案、实验过程(包括实验操作、预期现象与结论),其中设计实验方案不要求在答题卡上作答,看似无关紧要,实际上如果跳过这一步,就会影响实验过程这一重头戏的回答。试题要求将所有的实验过程用文字表达出来,注重了对化学科学素养的全面考查,比较全面地考查了思维的严密性、精确性、科学性、整体性等,要求有较高的知识内容层次、逻辑思维能力、对实验方法的灵活运用和文字表达能力。试题具有思维量比较大、综合性强、题目信息新颖、综合分析能力要求高、题设情境新、设问角度看似熟悉却又感觉陌生的特点,能较好地考查化学基础知识、基本技能的掌握情况和基本方法的应用情况,对发散思维能力和分析问题的能力提出了较高要求。热点例析热点一对未知物(产物或剩余物等)的探究【例1】已知某混合金属粉末中,除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙;1 molL1硫酸、2 molL1硝酸、2 molL1 NaOH溶液、20% KSCN溶液。完成以下实验探究过程:(1)提出假设假设1该混合金属粉末中除铝外还含有_元素;假设2该混合金属粉末中除铝外还含有_元素;假设3该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素。(2)设计实验方案基于假设3,设计出实验方案。(3)实验过程根据(2)的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。编号实验操作预期现象与结论思路点拨1实验探究题的命题特点探究性实验题考查的第一个点是猜想和假设。猜想和假设作为化学研究性学习的一个因素,为研究活动的开展指明了方向。在这个阶段,要考虑的主要问题有:探究的问题具有哪些可能的假设?哪种(或哪些)假设可能性最大?应优先考虑哪种假设?根据所具备的条件、可能的假设及实验技术要求对探究应作出怎样的规划等。试题考查的第二个点是设计实验方案对假设和猜想进行验证。设计实验方案要从实际实验角度制定探究计划,探究计划要利用所给仪器与试剂,在充分考虑相关实验基本操作和试剂用量的基础上,形成具体的实验步骤。试题考查的第三个点是实验过程。运用正确的化学术语及简洁的文字表达相关实验步骤,同时结合相关化学知识给出对应假设的相应的预期现象与结论。试题的设计着重考查能否根据问题提出假设,能否利用身边的材料设计探究假设的实验方案(包括设计对照实验),能否按照实验计划准备实验材料,有步骤地进行实验,能否按照实验操作的规范要求完成实验,能否安全地使用各种实验器具,能否依据现象归纳得出结论等等。2实验探究题的答题策略(1)首先对题目中给出的信息进行处理,对于题中的异常现象要根据自己的原有知识进行大胆的排查、推测,弄清是对实验的哪一方面进行探究;然后深入分析实验,依据题目中提出的实验假设或自行提出的实验假设,在保证其科学性的基础上要求思维尽可能发散,合理运用化学知识,巧妙设计实验方案,通过实验现象的客观事实对实验进行探究性验证。(2)审题要清晰、全面,要特别注意试题中包含的一些限定条件,如对仪器、试剂等的限制;对于在混合体系中进行的实验,要特别注意组分之间可能存在的相互干扰及消除相互干扰的方法,以及混合组分中各组分的分离问题;要注意对试剂用量的控制,在一些涉及检验和分离的试题中要特别留意;文字叙述要简练、规范,要有很好的逻辑性和科学性。对于涉及用文字叙述实验步骤、预期现象和结论时,要把握住核心和重点,不可遗漏,但同时还要言简意赅,切不可长篇大论,否则该答的核心内容没有答出,反而容易出现错别字、科学性错误等问题,导致丢分;每道试题只有一个最佳答案和解题思路,答题时只答最有把握的,切不可画蛇添足,将所有可能的解题方法、操作、答案等全部写上去。即时演练1某学习小组在研究水处理问题时,将一定量NaClO溶液与FeSO4溶液相混合,得到含有大量悬浮物的混合液。请完成对反应物剩余情况的探究。(1)提出合理假设:假设1:FeSO4有剩余;假设2:NaClO有剩余;假设3:_。(2)样品初步处理:取少量混合液于试管中,滴加足量稀硫酸得到澄清溶液。此澄清溶液中肯定含有的金属阳离子是_。(3)设计后续实验方案验证假设,写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:3 molL1H2SO4、0.01 molL1KMnO4、20%KSCN、3%H2O2、淀粉KI溶液、紫色石蕊溶液。热点二对反应条件的探究【例2】甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。(1)该反应的离子方程式为(提示H2C2O4的一级电离常数为5.4102)_。设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4)。(2)甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应
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