第第36讲讲 实验方案的设计与评价实验方案的设计与评价基础关基础关最最 新新 考考 纲纲1.能根据试题要求设计能根据试题要求设计 评价或改进实验方案评价或改进实验方案 2.了解控制实验条件的方法了解控制实验条件的方法 3.能分析或处理实验数据能分析或处理实验数据,得出合理结论得出合理结论 4.能绘制和识别典型的实验仪器装置图能绘制和识别典型的实验仪器装置图 5.实验知识和技能的综合应用实验知识和技能的综合应用 自自 主主 复复 习习化学实验方案的设计化学实验方案的设计1.实验设计的原则实验设计的原则(1)科学性科学性;(2)_;(3)_;(4)可行性可行性 安全性安全性简约性简约性2.实验设计的方法实验设计的方法(1)明确实验目的明确实验目的 _;(2)选择选择_;(3)设计装置步骤设计装置步骤;(4)记录记录_;(5)分析得出结论分析得出结论 以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法 在解答过程在解答过程中中,应根据实验设计题的具体情况和要求应根据实验设计题的具体情况和要求,作出正确的回答作出正确的回答 实验原理实验原理反应物反应物实验现象实验现象 实验数据实验数据3.化学实验方案设计的类型化学实验方案设计的类型实验设计实验设计_实验方案的设计实验方案的设计_实验方案的设计实验方案的设计实验设计方案的实验设计方案的_综合实验综合实验制备制备性质性质评价评价网网 络络 构构 建建热热 点点 考考 向向1.以科技以科技 生产生产 生活中的新材料为载体生活中的新材料为载体,考查实验评价考查实验评价 误差误差分析和定量计算等方面能力分析和定量计算等方面能力 2.通过对课本实验的改进考查学生分析问题和解决问题的能通过对课本实验的改进考查学生分析问题和解决问题的能力以及学生思维的灵活性力以及学生思维的灵活性 3.结合实验方案的设计与评价考查学生选择结合实验方案的设计与评价考查学生选择 组装仪器的能力组装仪器的能力以及绘制简单实验装置图的能力以及绘制简单实验装置图的能力 热热 点点 探探 究究热点热点1 化学实验方案的设计化学实验方案的设计1.化学实验方案设计的思路化学实验方案设计的思路2.化学实验设计时遵循的原则化学实验设计时遵循的原则(1)科学性科学性,实验原理准确实验原理准确,实验流程合理实验流程合理 (2)安全性安全性,保护人身保护人身 保护环境保护环境 保护仪器保护仪器 (3)可行性可行性,条件允许条件允许,效果明显效果明显,操作正确操作正确 (4)简约性简约性,做到步骤少做到步骤少 时间短时间短 效果好等基本要求效果好等基本要求 3.实验设计的步骤实验设计的步骤(1)明确目的明确目的 原理原理首先必须认真审题首先必须认真审题,明确实验的目的要求明确实验的目的要求,弄清题目有哪些新弄清题目有哪些新的信息的信息,综合已学过的知识综合已学过的知识,通过类比通过类比 迁移迁移 分析分析,从而明确从而明确实验原理实验原理 (2)选择仪器选择仪器 药品药品根据实验的目的和原理根据实验的目的和原理,以及反应物和生成物的性质以及反应物和生成物的性质 反应条反应条件件,如反应物和生成物的状态如反应物和生成物的状态,能否腐蚀仪器和橡皮能否腐蚀仪器和橡皮 反应是反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等否加热及温度是否控制在一定的范围等,从而选择合理的化从而选择合理的化学仪器和药品学仪器和药品 (3)设计装置设计装置 步骤步骤根据上述实验目的和原理根据上述实验目的和原理,以及所选用的仪器和药品以及所选用的仪器和药品,设计出设计出合理的实验装置和实验操作步骤合理的实验装置和实验操作步骤 学生应具备识别和绘制典学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力型的实验仪器装置图的能力,实验步骤应完整而又简明实验步骤应完整而又简明 (4)记录现象记录现象 数据数据:根据观察根据观察,全面而准确地记录实验过程中全面而准确地记录实验过程中的现象和数据的现象和数据 (5)分析得出结论分析得出结论根据实验观察的现象和记录的数据根据实验观察的现象和记录的数据,通过分析通过分析 计算计算 图表图表 推推理等处理理等处理,得出正确的结论得出正确的结论 4.实验设计的注意事项实验设计的注意事项(1)药品和装置是部分或刚好给出还是有剩余药品和装置是部分或刚好给出还是有剩余若药品和装置只部分给出若药品和装置只部分给出,则应需要作必要的补充则应需要作必要的补充,若有剩余若有剩余,则应进行筛选和淘汰则应进行筛选和淘汰 (2)题目条件有无特殊要求题目条件有无特殊要求如采用最简单或最合理的实验步骤如采用最简单或最合理的实验步骤,这些要求对我们考虑反这些要求对我们考虑反应原理应原理,选择药品和装置选择药品和装置,确定操作步骤都作了限定确定操作步骤都作了限定,必须高必须高度重视度重视 (3)实验过程中的隐蔽性操作实验过程中的隐蔽性操作如某些必要的干燥如某些必要的干燥 除杂除杂 冷凝等冷凝等,这些都是实验中必不可少这些都是实验中必不可少的的,但容易被忽略但容易被忽略 (4)药品的规格药品的规格有些题目要求指出药品的名称有些题目要求指出药品的名称,这类问题学生最难答准确这类问题学生最难答准确,如如有些药品的准确描述为有些药品的准确描述为:硫酸铜粉末硫酸铜粉末 澄清石灰水澄清石灰水 酸性高锰酸性高锰酸钾溶液酸钾溶液 浓硫酸浓硫酸 饱和饱和NaHCO3溶液溶液 NaOH溶液等溶液等 此外也此外也应注意某些仪器的规格应注意某些仪器的规格 (5)会画简单的实验装置图会画简单的实验装置图基于评分客观公正性难以把握基于评分客观公正性难以把握,近年高考题很少出现此类题近年高考题很少出现此类题目目,但复习时要有所重视但复习时要有所重视 例例1(2009广东广东,21)三草酸合铁酸钾晶体三草酸合铁酸钾晶体K3Fe(C2O4)33H2O可用于摄影和蓝色印刷可用于摄影和蓝色印刷 某小组将无水某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和对所得气体产物和固体产物进行实验和探究固体产物进行实验和探究 请利用实验室常用仪器请利用实验室常用仪器 用品和以用品和以下限选试剂完成验证和探究过程下限选试剂完成验证和探究过程 限选试剂限选试剂:浓硫酸浓硫酸 1.0 molL-1HNO3 1.0 molL-1盐酸盐酸 1.0 molL-1NaOH 3% H2O2 0.1 molL-1KI 0.1 molL-1CuSO4 20% KSCN 澄清石灰澄清石灰水水 氧化铜氧化铜 蒸馏水蒸馏水 (1)将气体产物依次通过澄清石灰水将气体产物依次通过澄清石灰水(A) 浓硫酸浓硫酸 灼热氧化铜灼热氧化铜(B) 澄清石灰水澄清石灰水(C),观察到观察到A C中澄清石灰水都变浑浊中澄清石灰水都变浑浊,B中中有红色固体生成有红色固体生成,则气体产物是则气体产物是_ (2)该小组同学查阅资料后推知该小组同学查阅资料后推知,固体产物中固体产物中,铁元素不可能铁元素不可能以三价形式存在以三价形式存在,而盐只有而盐只有K2CO3 验证固体产物中钾元素存验证固体产物中钾元素存在的方法是在的方法是_,现象是现象是_ CO2和和CO利用焰色反应利用焰色反应透过蓝色钴玻璃观察到紫色的火焰透过蓝色钴玻璃观察到紫色的火焰(3)固体产物中铁元素存在形式的探究固体产物中铁元素存在形式的探究 提出合理假设提出合理假设假设假设1:_;假设假设2:_;假设假设3:_ 设计实验方案证明你的假设设计实验方案证明你的假设实验过程实验过程根据根据中方案进行实验中方案进行实验 按下表的格式写出实验步骤按下表的格式写出实验步骤 预期现预期现象与结论象与结论 全部为铁单质全部为铁单质全部为全部为FeO同时存在铁单质和同时存在铁单质和FeO实验步骤实验步骤预期现象与结论预期现象与结论步骤步骤1:步骤步骤2:步骤步骤3:解析解析(1)将产生的气体产物先通过澄清石灰水将产生的气体产物先通过澄清石灰水,澄清石灰水澄清石灰水变浑浊变浑浊,说明产生的气体中含有说明产生的气体中含有CO2,然后再依次通过灼热氧然后再依次通过灼热氧化铜化铜 澄清石灰水澄清石灰水,观察到的现象观察到的现象:有红色固体生成有红色固体生成,澄清石灰澄清石灰水变浑浊水变浑浊,说明产生的气体中含有说明产生的气体中含有CO;(2)碱金属元素的检验碱金属元素的检验一般采用焰色反应一般采用焰色反应;(3)依据信息依据信息,固体产物中固体产物中,铁元素不可能铁元素不可能以三价形式存在以三价形式存在,而盐只有而盐只有K2CO3,可推测铁元素只能以亚铁可推测铁元素只能以亚铁化合物及铁单质的形式存在化合物及铁单质的形式存在,在设计实验时在设计实验时,应注意应注意Fe与与FeO的性质的不同点的性质的不同点 变式变式1(2009海南海南,16)如图表示从固体混合物中分离如图表示从固体混合物中分离X的两种的两种方案方案,请回答有关问题请回答有关问题 (1)选用方案选用方案时时,X应该具有的性质是应该具有的性质是_,残留物应该具有残留物应该具有的性质是的性质是_;(2)选用方案选用方案从某金属粉末从某金属粉末(含有含有Au Ag和和Cu)中分离中分离Au,加入的试剂是加入的试剂是_,有关反应的化学方程式为有关反应的化学方程式为_;(3)为提纯某为提纯某Fe2O3样品样品(主要杂质有主要杂质有SiO2 Al2O3),参照方案参照方案和和,请设计一种以框图形式表示的实验方案请设计一种以框图形式表示的实验方案(注明物质和注明物质和操作操作)_ 有挥发性有挥发性(或易升华或易升华)受热不挥发受热不挥发,且具有较高的热稳定性且具有较高的热稳定性 HNO3答案答案: (2) 3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O3Ag+4HNO3(稀稀)=3AgNO3+NO+2H2O或或Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2OAg+2HNO3(浓浓)=AgNO3+NO2+H2O(3)(其他合理答案也可给分其他合理答案也可给分)解析解析:(1)从题中给出的信息可知从题中给出的信息可知,X的性质为加热时可升华或的性质为加热时可升华或易挥发易挥发 残留物必须热稳定性好残留物必须热稳定性好,且没有挥发性且没有挥发性 (2)金金 银和铜三种金属中金的活泼性最差银和铜三种金属中金的活泼性最差,不能与硝酸反应不能与硝酸反应,选用硝酸作为试剂选用硝酸作为试剂,反应后过滤即可反应后过滤即可 (3)三种氧化物中三种氧化物中,SiO2 Al2O3都能与强碱发生反应都能与强碱发生反应,Fe2O3不不会与强碱发生反应会与强碱发生反应,可以选浓可以选浓NaOH溶液溶解后过滤溶液溶解后过滤 如果如果SiO2的含量大的含量大,则不宜用前面所述方法则不宜用前面所述方法,可选用盐酸溶解可选用盐酸溶解,再再过滤除去过滤除去SiO2,然后在混合液中加入过量的然后在混合液中加入过量的NaOH溶液溶液,过滤过滤得得Fe(OH)3沉淀沉淀,洗涤后加热分解的方法得到洗涤后加热分解的方法得到Fe2O3 热点热点2 化学实验方案的评价化学实验方案的评价对几个实验方案的正确与错误对几个实验方案的正确与错误 严密与不严密严密与不严密 准确与不准确准确与不准确做出判断做出判断 要考虑是否完全合理要考虑是否完全合理 有无干扰现象有无干扰现象 经济上是否经济上是否合算和对环境有无污染等合算和对环境有无污染等 1.从可行性方面对实验方案做出评价从可行性方面对实验方案做出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则 因此因此,对实对实验方案进行评价时验方案进行评价时,要分析实验方案是否科学可行要分析实验方案是否科学可行,实验方案实验方案是否遵循化学理论和实验方法论要求是否遵循化学理论和实验方法论要求,在实际操作时能否在实际操作时能否做到可控易行做到可控易行 评价时评价时,从以下从以下4个方面分析个方面分析:(1)实验原理是实验原理是否正确否正确 可行可行;(2)实验操作是否安全实验操作是否安全 合理合理;(3)实验步骤是否实验步骤是否简单简单 方便方便;(4)实验效果是否明显等实验效果是否明显等 2.从从“绿色化学绿色化学”视角对实验方案做出评价视角对实验方案做出评价“绿色化学绿色化学”要求设计更安全的要求设计更安全的 对环境友好的合成线路对环境友好的合成线路,降降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害,减少废弃减少废弃物的产生和排放物的产生和排放 根据根据“绿色化学绿色化学”精神精神,对化学实验过程或对化学实验过程或方案从以下方案从以下4个方面进行综合评价个方面进行综合评价:(1)反应原料是否易得反应原料是否易得 安安全全 无毒无毒;(2)反应速率是否较快反应速率是否较快;(3)原料利用率以及合成物原料利用率以及合成物质的产率是否较高质的产率是否较高;(4)合成过程是否造成环境污染合成过程是否造成环境污染 3.从从“安全性安全性”方面对实验方案做出评价方面对实验方案做出评价化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:(1)净化净化 吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸;(2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如如H2还原还原CuO应先通应先通H2,气体点燃先验纯等气体点燃先验纯等);(3)防氧化防氧化(如如H2还原还原CuO后要后要“先灭灯再停氢先灭灯再停氢”,白磷切割白磷切割宜在水中等宜在水中等);(4)防吸水防吸水(如实验如实验 取用取用 制取易吸水制取易吸水 潮解潮解 水解的物质宜采水解的物质宜采取必要措施取必要措施,以保证达到实验目的以保证达到实验目的);(5)冷凝回流冷凝回流(有些反应中有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻如长玻璃管璃管 竖装的干燥管及冷凝管等竖装的干燥管及冷凝管等);(6)易挥发液体产物易挥发液体产物(导出时可为蒸气导出时可为蒸气)的及时冷却的及时冷却;(7)仪器拆卸的科学性与安全性仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染也从防污染 防氧化防氧化 防倒吸防倒吸 防爆炸防爆炸 防泄漏等角度考虑防泄漏等角度考虑) 例例2(2008宁夏理综宁夏理综)为测试一铁片中铁元素的含量为测试一铁片中铁元素的含量,某课外某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次以下数据为多次平行实验测定结果的平均值平行实验测定结果的平均值):方案一方案一:将将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中铁片完全溶解于过量稀硫酸中,测得生成氢气测得生成氢气的体积为的体积为580 mL(标准状况标准状况);方案二方案二:将将 g铁片完全溶解于过量稀硫酸中铁片完全溶解于过量稀硫酸中,将反应后得将反应后得到的溶液用到的溶液用0.02000 molL-1的的KMnO4溶液滴定溶液滴定,达到终点时达到终点时消耗了消耗了25.00 mL KMnO4溶液溶液 请回答下列问题请回答下列问题:(1)配平下面的化学方程式配平下面的化学方程式:2108521(2)在滴定实验中不能选择在滴定实验中不能选择_式滴定管式滴定管,理由是理由是_;(3)根据方案一和方案二测定的结果计算根据方案一和方案二测定的结果计算,铁片中铁的质量铁片中铁的质量分数依次为分数依次为_和和_;(铁的相对原子质量以铁的相对原子质量以55.9计计)(4)若排除实验仪器和操作的影响因素若排除实验仪器和操作的影响因素,试对上述两种方案试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析测定结果的准确性做出判断和分析 方案一方案一_(填填“准确准确”“不准确不准确”“不一定准确不一定准确”),理由是理由是_;方案二方案二_(填填“准确准确”“不准确不准确”“不一定准确不一定准确”),理由是理由是_ 碱KMnO4是强氧化剂,它会腐蚀橡皮管答案：答案：(4)不一定准确不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应并如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属能生成氢气的其他金属,会导致结果偏高会导致结果偏高;铁片中存在与稀硫铁片中存在与稀硫酸反应而溶解酸反应而溶解 但不产生氢气的铁的氧化物但不产生氢气的铁的氧化物,会导致结果偏低会导致结果偏低;如果上述情况均不存在如果上述情况均不存在,则结果准确则结果准确不一定准确不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属他金属,生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化,会会导致结果偏高导致结果偏高;如果铁片中存在与稀破酸反应而溶解的铁的如果铁片中存在与稀破酸反应而溶解的铁的氧化物氧化物,生成的生成的Fe3+在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化,会导会导致结果偏低致结果偏低;如果上述情况均不存在如果上述情况均不存在,则结果准确则结果准确解析解析(1)由高锰酸钾和硫酸亚铁的价态变化得知二者反由高锰酸钾和硫酸亚铁的价态变化得知二者反应的物质的量之比为应的物质的量之比为15,再配平其他化学计量数即可再配平其他化学计量数即可 (2)由于高锰酸钾具有氧化性会腐蚀橡皮管由于高锰酸钾具有氧化性会腐蚀橡皮管,故滴定管不能故滴定管不能选用碱式滴定管选用碱式滴定管 (4)考虑原铁片的组成不一考虑原铁片的组成不一,答案不具体答案不具体,本题为开放性答案本题为开放性答案,考虑到两方案的测定原理不同考虑到两方案的测定原理不同,可从所含杂质能否与酸反应可从所含杂质能否与酸反应 能否放出氢气或能否产生被高锰酸钾氧化的离子等方面考虑能否放出氢气或能否产生被高锰酸钾氧化的离子等方面考虑 注注:本小题属于开放性试题本小题属于开放性试题,若考生回答若考生回答“准确准确”或或“不准确不准确”且理由合理且理由合理,可酌情给分可酌情给分 例如例如:考生回答考生回答方案一准确方案一准确,因为铁片中不存在能与稀硫酸反应并能生成氢因为铁片中不存在能与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属气的其他金属,也不存在铁的氧化物也不存在铁的氧化物方案一不准确方案一不准确,如果铁片中存在与稀硫酸反应生成氢气的其如果铁片中存在与稀硫酸反应生成氢气的其他金属他金属,会导致结果偏高会导致结果偏高;如果存在与稀硫酸反应而溶解如果存在与稀硫酸反应而溶解 但但不产生氢气的铁的氧化物不产生氢气的铁的氧化物,会导致结果偏低会导致结果偏低方案二准确方案二准确,铁片溶于稀硫酸后铁片溶于稀硫酸后,除除Fe2+外外,其他可能存在的其他可能存在的金属离子在酸性溶液中均不能被高锰酸钾氧化金属离子在酸性溶液中均不能被高锰酸钾氧化,也不存在氧也不存在氧化铁化铁方案二不准确方案二不准确,如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属金属,生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化,会导会导致结果偏高致结果偏高;如果存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物如果存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物,生生成的成的Fe3+在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化,会导致结果偏会导致结果偏低低点评点评对实验方案的合理与否对实验方案的合理与否 严密与否作出评判要从严密与否作出评判要从“合合理选择理选择,排除干扰排除干扰,操作准确操作准确”等方面入手等方面入手 (1)“合理选择合理选择”是指仪器的选择是指仪器的选择 药品的选择药品的选择 连接方式的连接方式的选择等选择等 仪器的选择又包括发生装置仪器的选择又包括发生装置(几种基本类型几种基本类型) 净化装净化装置置(除杂质的试剂与顺序除杂质的试剂与顺序) 反应装置反应装置 尾气处理装置等尾气处理装置等;药品药品的选择包括药品的种类的选择包括药品的种类 浓度浓度 聚集状态等聚集状态等;连接方式指仪器连接方式指仪器的先后顺序的先后顺序 导管接口的连接等导管接口的连接等 (2)“排除干扰排除干扰”是指反应条件的控制是指反应条件的控制 防止空气成分介入防止空气成分介入 副反应尽量避免副反应尽量避免 杂质的清除以及防止物质的挥发性杂质的清除以及防止物质的挥发性 溶解性溶解性 颜色对实验的干扰颜色对实验的干扰 (3)“操作准确操作准确”则要求熟悉主要仪器的性能则要求熟悉主要仪器的性能 用途和典型的用途和典型的实验操作规则实验操作规则 变式变式2世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯气世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯气,取而代之取而代之的是安全高效的杀菌消毒剂的是安全高效的杀菌消毒剂ClO2,ClO2在常温下是一种黄绿在常温下是一种黄绿色色 有刺激性气味的气体有刺激性气味的气体,熔点熔点:-59 ,沸点沸点:11.0 ,它可以它可以看作是亚氯酸看作是亚氯酸(HClO2)和氯酸和氯酸(HClO3)的混合酸酐的混合酸酐,少量的少量的ClO2可用饱和草酸可用饱和草酸(H2C2O4)溶液与溶液与KClO3粉末在粉末在60 时反应制得时反应制得,甲甲 乙乙 丙三位同学分别设计了三套制备丙三位同学分别设计了三套制备ClO2的实验装置的实验装置:(1)从甲从甲 乙乙 丙三套装置中选出合理部分丙三套装置中选出合理部分(按气流从左向右的按气流从左向右的方向方向)组成一套较为完善的实验装置组成一套较为完善的实验装置(填所选部分的编号填所选部分的编号)_ (2)为了能使反应在适宜条件下进行为了能使反应在适宜条件下进行,在组装的装置中还应添在组装的装置中还应添加其一仪器加其一仪器,该仪器名称是该仪器名称是_ (3)在组装后的装置中尾气吸收剂与尾气在组装后的装置中尾气吸收剂与尾气(含含ClO2等气体等气体)发发生反应生反应,生成的主要物质生成的主要物质(除水外除水外)是是_ _和和_ (写化学式写化学式)(4)文献报道文献报道,等质量时等质量时,ClO2的消毒效果是的消毒效果是Cl2的的2.63倍倍,由此由此可判断可判断ClO2的最终还原产物是的最终还原产物是_ (用离子符号或化学用离子符号或化学式表示式表示)A3 B1 C2温度计温度计NaClO2NaClO3Na2CO3Cl-解析解析:解答本题时应结合题给信息从反应条件解答本题时应结合题给信息从反应条件 反应物反应物 收集收集 尾气处理四个方面进行分析尾气处理四个方面进行分析 (1)由题意由题意“少量的少量的ClO2可用饱和草酸可用饱和草酸(H2C2O4)溶液与溶液与KClO3粉末在粉末在60 时反应制得时反应制得”,因此反应宜采用水浴加热以因此反应宜采用水浴加热以控制温度控制温度,应选应选A3或或A2,其中其中A3较较A2易于控制反应速率易于控制反应速率,故故A3最佳最佳;ClO2的沸点的沸点:11.0 ,可通过冰水浴冷却获得可通过冰水浴冷却获得,选选B1;为为防止防止ClO2污染空气污染空气,应用碱液吸收应用碱液吸收,选选C2 (2)为使用水浴温度控制在为使用水浴温度控制在60 ,需要温度计需要温度计 (3)ClO2可看作可看作(Cl2O3与与Cl2O5)的混合酸酐的混合酸酐,与与NaOH溶液会溶液会发生反应发生反应:2ClO2+2NaOH=NaClO3+NaClO2+H2O,而且而且2KClO3+H2C2O4=K2CO3+2ClO2+CO2+H2O,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O故产物中有故产物中有NaClO2,NaClO3和和Na2CO3 (4)设设ClO2被还原的产物中被还原的产物中,氯元素的化合价为氯元素的化合价为x 故故ClO2还原产物为还原产物为Cl- 能力关能力关定量实验与数据处理定量实验与数据处理高考实验题有三种设计方案高考实验题有三种设计方案,一是课本重要实验重现一是课本重要实验重现,二是课二是课本实验重组本实验重组,三是课本实验衍生再造或改进三是课本实验衍生再造或改进(即创新实验即创新实验 探探究实验究实验),无论哪种都以课本实验为核心无论哪种都以课本实验为核心,基本实验能力为准基本实验能力为准则则 定量实验定量实验 化学实验数据处理的关键是破译数据的含义化学实验数据处理的关键是破译数据的含义,进行进行合理取舍合理取舍,提炼出有效的数据提炼出有效的数据,分析要达到实验目的所需要的分析要达到实验目的所需要的数据数据 一些数据隐含着化学规律及化学反应原理一些数据隐含着化学规律及化学反应原理,找出数据的找出数据的具体含义具体含义,分析分析 比较数据之间的内在关系比较数据之间的内在关系,建立题中的隐含数据与题目解答建立题中的隐含数据与题目解答之间的联系之间的联系,继而得出正确结论继而得出正确结论 实验中的误差分析实验中的误差分析,可从两可从两个方面来考虑个方面来考虑,一是外界环境一是外界环境(H2O CO2 O2等等)对该实验的影对该实验的影响而产生误差响而产生误差;二是本身操作中二是本身操作中,由于操作不当引起误差由于操作不当引起误差,如如果是分析最终结果的误差果是分析最终结果的误差,应通过最后得出的代数表达式来应通过最后得出的代数表达式来看哪些物理量发生了变化看哪些物理量发生了变化,从而得出实际误差情况从而得出实际误差情况 考例考例(2009福建福建)某研究性学习小组借助某研究性学习小组借助AD的仪器装置的仪器装置完成有关实验完成有关实验 【实验一实验一】收集收集NO气体气体 (1)用装置用装置A收集收集NO气体气体,正确的操作是正确的操作是_(填序号填序号) a.从从口进气口进气,用排水法集气用排水法集气b.从从口进气口进气,用排气法集气用排气法集气c.从从口进气口进气,用排水法集气用排水法集气d.从从口进气口进气,用排气法集气用排气法集气c【实验二实验二】为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数w(Zn)和镀和镀层厚度层厚度,查询得知锌易溶于强碱查询得知锌易溶于强碱:Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2 据此据此,截取面积为截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样的双面镀锌薄铁板试样,剪碎剪碎 称得质量为称得质量为m1g 用固体烧碱和水作试剂用固体烧碱和水作试剂,拟出下列实验方案并进行相关拟出下列实验方案并进行相关实验实验 方案甲方案甲:通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标目标 (2)选用选用B和和_(填仪器标号填仪器标号)两个装置进行实验两个装置进行实验 (3)测得充分反应后生成氢气的体积为测得充分反应后生成氢气的体积为V L(标准状况标准状况),w(Zn)=_ D(4)计算镀层厚度计算镀层厚度,还需检索的一个物理量是还需检索的一个物理量是_ (5)若装置若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗,测量结果测量结果将将_(填填“偏大偏大” “偏小偏小”或或“无影响无影响”) 方案乙方案乙:通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标 选选用仪器用仪器C做实验做实验,试样经充分反应试样经充分反应,滤出不溶物滤出不溶物 洗涤洗涤 烘干烘干,称称得其质量为得其质量为m2g 金属锌的密度金属锌的密度(或其他合理答案或其他合理答案)偏大偏大(6)w(Zn)=_ 方案丙方案丙:通过称量试样与碱反应前后仪器通过称量试样与碱反应前后仪器 试样和试剂的总质试样和试剂的总质量量(其差值即为其差值即为H2的质量的质量)实验探究目标实验探究目标 实验同样使用仪器实验同样使用仪器C (7)从实验误差角度分析从实验误差角度分析,方案丙方案丙_方案乙方案乙(填填“优于优于” “劣于劣于”或或“等同于等同于”) 劣于劣于解析解析(1)NO遇到空气立即被氧化遇到空气立即被氧化,故不能用排空气法收集故不能用排空气法收集,只能用排水法收集只能用排水法收集,排水法集气时气体应从短导管进排水法集气时气体应从短导管进 (2)方方案甲案甲:Zn和和Fe中只有中只有Zn可以与可以与NaOH反应产生气体反应产生气体,通过排水通过排水法收集气体法收集气体,依据反应方程式即可算出依据反应方程式即可算出Zn的质量分数的质量分数 需要的需要的装置有测量装置有测量H2体积的体积的D装置装置 (3)Zn与与H2的物质的量之比为的物质的量之比为11,则则n(Zn)=V/22.4 mol,w(Zn)=m(Zn)/m1= (4)有了有了Zn的质量的质量,如果有密度如果有密度,则可以求出则可以求出Zn的体积的体积,再由薄铁板的面积再由薄铁板的面积,即可求出即可求出Zn镀层的厚度镀层的厚度 (5)恒压恒压分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方,故排气时故排气时收集的收集的H2少少,用善通漏斗时收集的用善通漏斗时收集的H2多一些多一些,则计算出的则计算出的Zn的的量偏大量偏大 (6)减少的质量即为减少的质量即为Zn的质量的质量 (7)丙方案根据差值即丙方案根据差值即H2的质量实验探究目标的质量实验探究目标 显然计算结果误差大显然计算结果误差大,因为产生的因为产生的H2质量很小质量很小 课课 堂堂 练练 习习1.“绿色化学绿色化学”是将反应物全部转化为期望产物是将反应物全部转化为期望产物,以使原子利以使原子利用率达到用率达到100%,而尽量减少有害物质生成的化学工艺理念而尽量减少有害物质生成的化学工艺理念 下下列符合列符合“绿色化学绿色化学”要求的工艺原理是要求的工艺原理是( )A.燃烧硫铁矿燃烧硫铁矿:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2B.湿法炼铜湿法炼铜:Fe+CuSO4=FeSO4+CuC.制烧碱制烧碱:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHD.制环氧乙烷制环氧乙烷:2C2H4+O2 2C2H4O解析解析:A项产生污染性气体项产生污染性气体SO2;B项生成了副产物项生成了副产物FeSO4;C项项生成了副产物生成了副产物CaCO3;D项原子利用率为项原子利用率为100%,且无污染且无污染 答案答案:D2.(2009东城模拟东城模拟)NaCl固体中混有下列杂质时固体中混有下列杂质时,可以利用加可以利用加热的方法进行提纯的是热的方法进行提纯的是( )A.KClO3B.K2SO4C.NH4ClD.NaHCO3解析解析:NH4Cl NH3+HCl,故加热后可得纯净的故加热后可得纯净的NaCl固体固体 A B D加热后仍会有加热后仍会有KClO3 少量的少量的KCl K2SO4 Na2CO3等杂等杂质质 答案答案:C3.设计下列实验方案鉴别设计下列实验方案鉴别Na2CO3和和NaHCO3两种白以粉末两种白以粉末,不能达到预期目的的是不能达到预期目的的是( )A.分别向等量的白色粉末中加等体积分别向等量的白色粉末中加等体积 等浓度的稀盐酸等浓度的稀盐酸,比较比较生成气体的快慢生成气体的快慢B.分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水,比较固体溶比较固体溶解量的多少解量的多少C.分别将等量的白色粉末配成溶液分别将等量的白色粉末配成溶液,然后加入澄清石灰水然后加入澄清石灰水,比比较是否有沉淀生成较是否有沉淀生成D.分别将等量的白色粉末用如图装置进行实验分别将等量的白色粉末用如图装置进行实验,比较澄清石比较澄清石灰水是否变浑浊灰水是否变浑浊解析解析:A项项,同等情况下同等情况下,与盐酸反应时与盐酸反应时,NaHCO3比比Na2CO3反应反应快快;B项项,NaHCO3比比Na2CO3溶解度小溶解度小;C项项,向苏打和小苏打的溶向苏打和小苏打的溶液中加入石灰水液中加入石灰水,都有沉淀生成都有沉淀生成 D项项,NaHCO3受热分解生成受热分解生成CO2,Na2CO3受热不分解受热不分解 答案答案:C4.某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂FeCl3,最合理的生产途径最合理的生产途径是是( )解析解析:废铁皮的主要成分是废铁皮的主要成分是Fe和和Fe2O3,A中的操作易使所配溶中的操作易使所配溶液浑浊液浑浊有有Fe(OH)3生成生成;C D光照时易发生爆炸光照时易发生爆炸,不宜采用不宜采用 答案答案:B5.(2009深圳二摸深圳二摸)某学生利用以下装置制备氨气某学生利用以下装置制备氨气,并完成氨并完成氨气的喷泉实验气的喷泉实验 请回答下列问题请回答下列问题:(1)装置装置A中发生反应的化学方程式中发生反应的化学方程式_ (2)装置装置B中所盛的试剂是中所盛的试剂是_ (3)如果将制备氨气和氨气喷泉组合为一整套实验如果将制备氨气和氨气喷泉组合为一整套实验,用字母用字母表示接口的连接顺序表示接口的连接顺序:( ) ( ) c ( ) ( ) ( ) ( ) ( )碱石灰碱石灰abhi def(4)组装好装置组装好装置,检查装置的气密性后检查装置的气密性后,加入试剂关闭加入试剂关闭k3,打开打开k1,k2,给给A装置试管进行加热装置试管进行加热 当当_(填写现象填写现象)时时,即烧瓶中氨气收满即烧瓶中氨气收满 关闭关闭k1,k2,_(填写操作方法填写操作方法),一会儿一会儿可以看见烧瓶中出现喷泉现象可以看见烧瓶中出现喷泉现象 (5)装置装置E的作用的作用_ (6)第第(4)问中提到问中提到“组装好装置后组装好装置后,检查装置的气密性检查装置的气密性”,这这一组装好的装置气密性检查的方法是一组装好的装置气密性检查的方法是_ D中酚酞变红色中酚酞变红色打开打开k3,用热毛巾捂在烧瓶上用热毛巾捂在烧瓶上储存氨气储存氨气,调节装置中的压强调节装置中的压强,起到安全作用起到安全作用打开打开k1,k2,k3,给给A装置试管进行微热装置试管进行微热 如果看到如果看到C D中导管中导管口处有气泡产生口处有气泡产生,撤走热源后撤走热源后,C D中导管内能形成一段水柱中导管内能形成一段水柱,说明该装置气密性良好说明该装置气密性良好 反之反之,则气密性不好则气密性不好解析解析:E起缓冲气流的作用起缓冲气流的作用,当当A中中NH3产生过快时产生过快时,CCl4被压入被压入长颈漏斗中长颈漏斗中 当当A中中NH3产生较少时产生较少时,CCl4回落回落,将将NH3压入压入C中中 第第36讲讲 实验方案的设计与评价实验方案的设计与评价1.下列实验操作不可行的是下列实验操作不可行的是( )A.为除去为除去MgCl2酸性溶液中的酸性溶液中的Fe3+,在加热搅拌的条件下加入在加热搅拌的条件下加入MgCO3,过滤过滤B.用用50 mL酸式滴定管量取酸式滴定管量取25.00 mL的高锰酸钾溶液的高锰酸钾溶液C.配制配制5.0 mol/L的的NaOH溶液溶液,可将可将20.0 g NaOH固体直接固体直接放入放入100 mL的容量瓶中的容量瓶中,然后加水至刻度线然后加水至刻度线D.可用水来鉴别食盐可用水来鉴别食盐 氢氧化钠和硝酸铵三种固体物质氢氧化钠和硝酸铵三种固体物质解析解析:除去除去MgCl2酸性溶液中的酸性溶液中的Fe3+,在加热搅拌的条件下加在加热搅拌的条件下加入入MgCO3后后,MgCO3与溶液中的与溶液中的H+作用作用,降低溶液的酸性降低溶液的酸性,使使Fe3+水解成水解成Fe(OH)3沉淀沉淀,最后通过过滤除去最后通过过滤除去Fe(OH)3沉淀和沉淀和剩余的剩余的MgCO3,从而达到目的从而达到目的;滴定管是准确量取液体的仪器滴定管是准确量取液体的仪器,其精确度为其精确度为0.01 mL,所以所以B选项也可行选项也可行;食盐食盐 氢氧化钠和硝氢氧化钠和硝酸铵三种固体物质溶于水时热效应不同酸铵三种固体物质溶于水时热效应不同,氢氧化钠放热氢氧化钠放热 硝酸硝酸铵吸热铵吸热 食盐溶于水溶液温度不变食盐溶于水溶液温度不变,所以可用水来鉴别食盐所以可用水来鉴别食盐 氢氧化钠和硝酸铵三种固体物质氢氧化钠和硝酸铵三种固体物质;而用容量瓶配制一定浓度而用容量瓶配制一定浓度的溶液时的溶液时,必须先在烧杯中将必须先在烧杯中将NaOH溶解溶解,待冷却后再转入容待冷却后再转入容量瓶中进行定容量瓶中进行定容,所以选项所以选项C不可行不可行 答案答案:C2.下列实验中下列实验中,所加物质的浓度不会影响实验现象的是所加物质的浓度不会影响实验现象的是( )A.向向Fe(OH)3胶体中滴加胶体中滴加HCl,先出现沉淀先出现沉淀,后沉淀溶解后沉淀溶解B.向少量苯酚溶液中滴入溴水向少量苯酚溶液中滴入溴水,有白色沉淀产生有白色沉淀产生C.向盛有少量向盛有少量MnO2的烧瓶中加入盐酸的烧瓶中加入盐酸,加热加热,有黄绿色气体有黄绿色气体产生产生D.向盛有少量铜片的试管中加入向盛有少量铜片的试管中加入H2SO4,加热加热,有气体放出有气体放出解析解析:选项选项A,向向Fe(OH)3胶体中加入盐酸时胶体中加入盐酸时,首先是首先是HCl中和中和Fe(OH)3胶粒所带的电荷导致胶体聚沉而生成胶粒所带的电荷导致胶体聚沉而生成Fe(OH)3沉淀沉淀,然后然后Fe(OH)3溶解在盐酸中溶解在盐酸中,沉淀消失沉淀消失 选项选项B,苯酚溶液中加苯酚溶液中加入稀溴水时不会产生白色沉淀入稀溴水时不会产生白色沉淀 选项选项C,稀盐酸不能与稀盐酸不能与MnO2反反应生成应生成Cl2 选项选项D,稀硫酸不能与稀硫酸不能与Cu反应产生气体反应产生气体 答案答案:A3.(2008广东卷广东卷)下列实验能达到预期目的是下列实验能达到预期目的是( )A.向煮沸的向煮沸的1 molL-1NaOH溶液中滴加溶液中滴加FeCl3饱和溶液制备饱和溶液制备Fe(OH)3胶体胶体B.向乙酸乙酯中加入饱和向乙酸乙酯中加入饱和Na2CO3溶液溶液,振荡振荡,分液分离除去分液分离除去乙酸乙酯中的少量乙酸乙酸乙酯中的少量乙酸C.称取称取19.0 g SnCl2,用用100 mL蒸馏水溶解蒸馏水溶解,配制配制1.0 molL-1SnCl2溶液溶液D.用氢氧化铜粉末检测尿糖用氢氧化铜粉末检测尿糖解析解析:向向NaOH溶液中滴加溶液中滴加FeCl3饱和溶液会产生饱和溶液会产生Fe(OH)3沉沉淀淀,不会产生胶体不会产生胶体,要制备要制备Fe(OH)3胶体胶体,应向沸水中滴加饱和应向沸水中滴加饱和FeCl3溶液溶液,因此因此A不正确不正确 配制配制SnCl2溶液时溶液时,由于由于Sn2+易水易水解解,因此应将因此应将SnCl2先溶解在浓盐酸中先溶解在浓盐酸中,再加水稀释到所需的再加水稀释到所需的浓度浓度,C也不正确也不正确 检测尿糖必须用新制检测尿糖必须用新制Cu(OH)2悬浊液悬浊液,而不而不能用能用Cu(OH)2粉末粉末,D也不正确也不正确 答案答案:B4.(2009天津理综天津理综,3)下列实验设计和结论相符的是下列实验设计和结论相符的是( )A.将碘水倒入分液漏斗将碘水倒入分液漏斗,加适量乙醇加适量乙醇,振荡后静置振荡后静置,可将碘萃可将碘萃取到乙醇中取到乙醇中B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体水溶液一定该气体水溶液一定显碱性显碱性C.某无色溶液中加某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液溶液,再加稀盐酸再加稀盐酸,沉淀不溶解沉淀不溶解,则原溶液中一定有则原溶液中一定有D.在含在含FeCl2杂质的杂质的FeCl2溶液中通足量溶液中通足量Cl2后后,充分加热充分加热,除除去过量的去过量的Cl2,即可得到较纯净的即可得到较纯净的FeCl3溶液溶液解析解析:乙醇溶于水乙醇溶于水,不能作萃取剂不能作萃取剂,A不正确不正确;B能使湿润的红色能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是石蕊试纸变蓝的气体是NH3,其水溶液显碱性其水溶液显碱性,正确正确;加入盐酸加入盐酸后后,NO-3有强氧化性有强氧化性,若生成的是若生成的是BaSO3沉淀沉淀,NO-3能将其氧化能将其氧化为为BaSO4,C不正确不正确;加热加热FeCl3溶液溶液,Fe3+水解程度增大水解程度增大,生成生成Fe(OH)3,不能得到纯净的不能得到纯净的FeCl3溶液溶液,D不正确不正确 答案答案:B5.(2009重庆万州诊断重庆万州诊断,11)研究性学习小组做铜与浓硫酸反研究性学习小组做铜与浓硫酸反应实验时应实验时,发现试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质发现试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质 倒去试管中的浓硫酸倒去试管中的浓硫酸,将剩余固体将剩余固体(含少量浓硫酸含少量浓硫酸)倒入盛有倒入盛有少量水的烧杯中少量水的烧杯中,发现所得溶液为蓝色发现所得溶液为蓝色,黑色固体未溶解黑色固体未溶解 过过滤滤 洗涤后洗涤后,向黑色固体中加入过量浓硝酸向黑色固体中加入过量浓硝酸,黑色固体溶解黑色固体溶解,溶溶液呈蓝色液呈蓝色,所得溶液加所得溶液加BaCl2溶液后有白色沉淀生成溶液后有白色沉淀生成 下列所下列所得结论正确的是得结论正确的是( )A.铜与浓硫酸反应所得白色固体是铜与浓硫酸反应所得白色固体是CuSO45H2OB.加加BaCl2溶液后所得白色沉淀是溶液后所得白色沉淀是BaSO3C.白色固体中夹杂的少量黑色物质是白色固体中夹杂的少量黑色物质是CuOD.白色固体中夹杂的少量黑色物质中含元素白色固体中夹杂的少量黑色物质中含元素Cu S解析解析:浓硫酸能使浓硫酸能使CuSO45H2O失去失去H2O,故白色固体应是故白色固体应是CuSO4,且且CuSO45H2O是蓝色的是蓝色的,A项错项错;因为黑色固体溶因为黑色固体溶于浓硝酸且所得溶液呈蓝色于浓硝酸且所得溶液呈蓝色,故含有故含有Cu元素元素,所得溶液加所得溶液加BaCl2溶液后有白色沉淀生成应为溶液后有白色沉淀生成应为BaSO4,因为浓硝酸有强因为浓硝酸有强氧化性氧化性,故含有故含有+6价价S元素元素,B项错项错,D项正确项正确 答案答案:D6.(2009上海上海,26)根据硫化氢气体的实验室制法和性质完成根据硫化氢气体的实验室制法和性质完成下列填空下列填空 (1)若用启普发生器制取硫化氢气体若用启普发生器制取硫化氢气体,则制取气体的原料可选则制取气体的原料可选用用_ a.稀硫酸与硫化亚铁稀硫酸与硫化亚铁b.稀硝酸与硫化亚铁稀硝酸与硫化亚铁c.稀硫酸与硫化钠稀硫酸与硫化钠d.稀盐酸与硫化亚铁稀盐酸与硫化亚铁ad(2)现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率的装置现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率的装置,请在请在下图中选择合适的仪器下图中选择合适的仪器:_(填编号填编号) (3)如图如图,在一个充满氧气的集气瓶中加入少量品红稀溶液在一个充满氧气的集气瓶中加入少量品红稀溶液,点燃硫化氢气体点燃硫化氢气体 在火焰自动熄灭后在火焰自动熄灭后,停止通入气体停止通入气体,瓶内瓶内可观察到的现象是可观察到的现象是_ (4)在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体,振荡振荡,发生反应发生反应的化学方程式为的化学方程式为:_,反应过程中反应过程中,溶溶液的液的pH_(填填“变大变大” “变小变小”或或“不变不变”) 品红溶液褪色品红溶液褪色;瓶壁有淡黄色粉末和无色的小液滴瓶壁有淡黄色粉末和无色的小液滴SO2+2H2S=3S+2H2O变大变大(5)点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸,为了防止意外为了防止意外,可连接一个安全装置可连接一个安全装置 下图中的装置能起到此作用的是下图中的装置能起到此作用的是_ b(6)已知硫化氢气体在空气中的体积分数为已知硫化氢气体在空气中的体积分数为4.3%45.5%时时会发生爆炸会发生爆炸 当硫化氢气体在空气中的体积分数为当硫化氢气体在空气中的体积分数为30%时时,其爆炸产物是其爆炸产物是_ S H2O解析解析:本题将硫化氢的制备与性质联系起来设计本题将硫化氢的制备与性质联系起来设计 (1)若用启若用启普发生器制取气体普发生器制取气体,所选试剂应为块状固体和液体所选试剂应为块状固体和液体,且反应不且反应不需要加热需要加热,故故a d项正确项正确,c项错误项错误 稀硝酸具有氧化性稀硝酸具有氧化性,与硫化与硫化亚铁反应得不到亚铁反应得不到H2S,b项错项错 (2)要控制硫化氢气体产生速率必须选用分液漏斗要控制硫化氢气体产生速率必须选用分液漏斗 (3)开始氧气充足开始氧气充足,H2S燃烧生成燃烧生成SO2和和H2O,后来氧气不足后来氧气不足,燃燃烧产物为烧产物为S和和H2O,描述反应现象时要从描述反应现象时要从SO2 S和和H2O三个方三个方面考虑面考虑 (5)a装置起不到任何作用装置起不到任何作用 b装置可将启普发生器内的装置可将启普发生器内的H2S与与点燃的点燃的H2S分隔开分隔开,能防止爆炸能防止爆炸 c d装置中生成的装置中生成的H2S无法排无法排出出 (6)当硫化氢在空气中的体积分数为当硫化氢在空气中的体积分数为30%时时,O2在混合气体中在混合气体中的体积分数为的体积分数为70% =14%,O2不足不足,发生的反应为发生的反应为:2H2S+O2 2S+2H2O 7.(2009北京北京,27)某学习小组探究浓某学习小组探究浓 稀硝酸氧化性的相对强稀硝酸氧化性的相对强弱弱,按下图装置进行实验按下图装置进行实验(夹持仪器已略去夹持仪器已略去) 实验表明浓硝酸实验表明浓硝酸能将能将NO氧化成氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化而稀硝酸不能氧化NO 由此得出的结论由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸 可选药品可选药品:浓硝酸浓硝酸 3 mol/L稀硝酸稀硝酸 蒸馏水蒸馏水 浓硫酸浓硫酸 氢氧化钠氢氧化钠溶液及二氧化碳溶液及二氧化碳已知已知:氢氧化钠溶液不与氢氧化钠溶液不与NO反应反应,能与能与NO2反应反应 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中实验应避免有害气体排放到空气中 装置装置 中盛放中盛放的药品依次是的药品依次是_ 3 molL-1稀硝酸稀硝酸 浓硝酸浓硝酸 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品加入药品,打开弹簧夹后打开弹簧夹后_ (3)装置装置中发生反应的化学方程式是中发生反应的化学方程式是_ (4)装置装置的作用是的作用是_,发生反应的化学方程式是发生反应的化学方程式是_ (5)该小组得出的结论所依据的实验现象是该小组得出的结论所依据的实验现象是_ 通入通入CO2一段时间一段时间,关闭弹簧夹关闭弹簧夹,将装置将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内中导管末端伸入倒置的烧瓶内Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O将将NO2转化为转化为NO装置装置中液面上方气体仍为无色中液面上方气体仍为无色,装置装置中液面上方气体由无色变为红综色中液面上方气体由无色变为红综色3NO2+H2O=2HNO3+NO(6)实验结束后实验结束后,同学们发现装置同学们发现装置中溶液呈绿色中溶液呈绿色,而不显蓝而不显蓝色色 甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体同学认为是该溶液中溶解了生成的气体 同学们分别设计了同学们分别设计了以下以下4个实验来判断两种看法是否正确个实验来判断两种看法是否正确 这些方案中可行的是这些方案中可行的是(选填序号字母选填序号字母)_ a.加热该绿色溶液加热该绿色溶液,观察颜色变化观察颜色变化b.加水稀释该绿色溶液加水稀释该绿色溶液,观察颜色变化观察颜色变化c.向该绿色溶液中通入氮气向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化观察颜色变化d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察观察颜色变化颜色变化acd解析解析:本题实验目的是证明浓硝酸能将本题实验目的是证明浓硝酸能将NO氧化成氧化成NO2,而稀硝而稀硝酸不能氧化酸不能氧化NO,实验关键是避免装置中的氧气氧化实验关键是避免装置中的氧气氧化NO,实验实验设计思路是设计思路是:先制备先制备NO,然后分别通入浓硝酸然后分别通入浓硝酸 稀硝酸中观察稀硝酸中观察现象现象 (1)分析装置图知分析装置图知,装置用于排水法收集气体装置用于排水法收集气体,装置装置用于吸收尾气用于吸收尾气 根据题目提示根据题目提示:NO不与氢氧化钠溶液反应不与氢氧化钠溶液反应,NO2与氢氧化钠溶液反应与氢氧化钠溶液反应,说明说明装置盛放的药品是氢氧化钠溶装置盛放的药品是氢氧化钠溶液液,逆推逆推装置盛放浓硝酸装置盛放浓硝酸;装置盛放水装置盛放水,逆推逆推装置应盛装置应盛放稀硝酸放稀硝酸,装置用于提供装置用于提供NO,装有蒸馏水装有蒸馏水 (2)通入二氧化碳通入二氧化碳排尽装排尽装置里的空气置里的空气,装置装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内中导管末端伸入倒置的烧瓶内,收集收集NO (3)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜铜与浓硝酸反应生成硝酸铜 二氧化氮和水二氧化氮和水,写出产生二写出产生二氧化氮的化学方程式氧化氮的化学方程式 (4)装置作用是通过装置作用是通过NO2与水反应得与水反应得到到NO (5)实验中实验中装置上方气体仍为无色装置上方气体仍为无色,证明稀硝酸不能证明稀硝酸不能氧化一氧化氮氧化一氧化氮;装置上方产生红棕色气体装置上方产生红棕色气体,证明浓硝酸能将证明浓硝酸能将一氧化氮氧化成二氧化氮一氧化氮氧化成二氧化氮 (6)装置装置里溶液呈绿色里溶液呈绿色,可能原可能原因是因是硝酸铜溶液浓度较大硝酸铜溶液浓度较大,也可能是溶有二氧化氮也可能是溶有二氧化氮,设计实验思路设计实验思路有两种途径有两种途径:一种是除去该浓溶液中溶有的气体一种是除去该浓溶液中溶有的气体,如通入惰性如通入惰性气体排出二氧化氮或加热使二氧化氮逸出气体排出二氧化氮或加热使二氧化氮逸出;另一种是向饱和另一种是向饱和硝酸铜溶液中通入二氧化氮硝酸铜溶液中通入二氧化氮 值得注意的是值得注意的是:向该绿色溶液中向该绿色溶液中加水稀释加水稀释,一方面硝酸铜溶液的浓度变小一方面硝酸铜溶液的浓度变小,另一方面二氧化氮另一方面二氧化氮溶于水溶于水,即两个因素同时存在即两个因素同时存在,无法判断哪个因素导致该溶液无法判断哪个因素导致该溶液颜色发生变化颜色发生变化 8.(2009全国全国,28)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜气和金属铜,用示意图中的装置可以实现该反应用示意图中的装置可以实现该反应 回答下列问题回答下列问题:(1)A中加入的物质是中加入的物质是_,发生反应的化发生反应的化学方程式是学方程式是_;(2)B中加入的物质是中加入的物质是_,其作用是其作用是_;(3)实验时在实验时在C中观察到的现象是中观察到的现象是_,发生反应的化学方程式是发生反应的化学方程式是_;固体固体NH4Cl和和Ca(OH)2碱石灰碱石灰(或或CaO)除去除去NH3气流中的水汽气流中的水汽黑色粉末部分逐渐变为红色黑色粉末部分逐渐变为红色(4)实验时在实验时在D中观察到的现象是中观察到的现象是_,D中收集到的物质是中收集到的物质是_,检验该物质的方法和现象是检验该物质的方法和现象是_ 出现无色液体出现无色液体 氨水氨水用红色石蕊试纸检验用红色石蕊试纸检验 试纸变蓝试纸变蓝用无水硫酸铜检验用无水硫酸铜检验 无水硫酸铜变蓝无水硫酸铜变蓝解析解析:实验原理是解答实验题的前提和根本实验原理是解答实验题的前提和根本 从本题的实验目从本题的实验目的可推出的可推出,A处应产生处应产生NH3用用NH4Cl和和Ca(OH)2反应制备反应制备;B处应干燥处应干燥NH3(用碱石灰用碱石灰);C处发生处发生CuO与与NH3的反应的反应:2 NH3+3CuO N2+3H2O+3Cu;D处使物质冷却处使物质冷却(H2O液化液化,过过量的氨溶于量的氨溶于H2O);E处收集处收集N2 9.(2009重庆重庆,27)两个学习小组用如图装置探究乙二酸两个学习小组用如图装置探究乙二酸(HOOCCOOH)受热分解的部分产物受热分解的部分产物 (1)甲组甲组:按接口顺序按接口顺序a-b-c-d-e-f-g-h连接装置进行实验连接装置进行实验 B中溶液变中溶液变浑浊浑浊,证明分解产物有证明分解产物有_;装置装置C的作用是的作用是_;E中溶液变浑浊中溶液变浑浊,D中的现象是中的现象是_,证明分解产物有证明分解产物有_ 乙二酸受热分解的化学方程式为乙二酸受热分解的化学方程式为_ CO2充分除去充分除去CO2溶液褪色或变浅溶液褪色或变浅CO(2)乙组乙组:将接口将接口a与与j连接进行实验连接进行实验,观察到观察到F中生成的气体可使带火中生成的气体可使带火星的木条复燃星的木条复燃,则则F中最主要反应的化学方程式为中最主要反应的化学方程式为_ 从从AF中选用装置进行实验中选用装置进行实验,证明甲组通入证明甲组通入D的气体能否的气体能否与与Na2O2反应反应 最简单的装置接口连接顺序是最简单的装置接口连接顺序是_;实验后用实验后用F中的中的固体进行验证的方法是固体进行验证的方法是_(可另选试剂可另选试剂) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2a-d-e-j取取F中的固体中的固体,滴加稀硫酸滴加稀硫酸,将生成的气体通入澄清将生成的气体通入澄清石灰水中石灰水中,若变浑浊若变浑浊,则发生了反应则发生了反应;若不变浑浊若不变浑浊,则则未发生反应未发生反应答案答案:(1) (2)解析解析:本题结合乙二酸的分解产物的检验来考查化学实验方本题结合乙二酸的分解产物的检验来考查化学实验方案的设计案的设计 甲组甲组:根据仪器连接顺序可知根据仪器连接顺序可知,能使澄清石灰水变浑浊的气体能使澄清石灰水变浑浊的气体是是CO2,浓浓NaOH溶液完全除去溶液完全除去CO2后后,由由E中现象可知中现象可知,从从D中中进入进入E中的气体是中的气体是CO2,则乙二酸分解产物中含有则乙二酸分解产物中含有CO,可以和可以和D中的中的KMnO4酸性溶液发生氧化还原反应酸性溶液发生氧化还原反应,而使其褪色而使其褪色 据此据此可以写出乙二酸受热分解的化学方程式可以写出乙二酸受热分解的化学方程式 乙组乙组:通入通入F中的气体为中的气体为CO2,可以和可以和Na2O2发生氧化还原反应发生氧化还原反应生成生成O2,要确认要确认CO能否与能否与Na2O2反应反应,可用浓可用浓NaOH溶液除去溶液除去混合气体中的混合气体中的CO2,然后再向然后再向F中的固体滴加少量酸看是否有中的固体滴加少量酸看是否有CO2产生产生,即可证明即可证明CO与与Na2O2是否反应是否反应