高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專(zhuān)題4 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 突破點(diǎn)19 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)-人教高三化學(xué)試題
《高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專(zhuān)題4 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 突破點(diǎn)19 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)-人教高三化學(xué)試題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專(zhuān)題4 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 突破點(diǎn)19 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)-人教高三化學(xué)試題(15頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、突破點(diǎn)19 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 提煉1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 1.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路 2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)注意的問(wèn)題 (1)實(shí)驗(yàn)方案要可行。要盡量避免使用高壓和特殊催化劑等實(shí)驗(yàn)室難以達(dá)到的條件,實(shí)驗(yàn)方案要簡(jiǎn)單易行。 (2)實(shí)驗(yàn)順序要科學(xué)。要對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和安排,保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確且高效。同時(shí)要減少副反應(yīng)的發(fā)生和避免實(shí)驗(yàn)步驟間的干擾。 (3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要直觀。如“證明醋酸是弱電解質(zhì)”的實(shí)驗(yàn),可配制一定濃度的CH3COONa溶液,用pH試紙測(cè)溶液的pH,通過(guò)測(cè)定的結(jié)果pH>7從而得出結(jié)論,既操作簡(jiǎn)便又現(xiàn)象明顯。 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論要可靠。要反復(fù)推敲實(shí)驗(yàn)步驟和多方論證實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2、,保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論準(zhǔn)確可靠。 提煉2 實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)的基本思路1.從試劑、儀器和裝置的合理性上評(píng)價(jià)。 2.從實(shí)驗(yàn)原理上評(píng)價(jià),實(shí)驗(yàn)方案要符合實(shí)驗(yàn)原理,保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 3.從操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上評(píng)價(jià),實(shí)驗(yàn)方案要步驟簡(jiǎn)單,現(xiàn)象明顯。 4.從環(huán)境保護(hù)上評(píng)價(jià),實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要充分體現(xiàn)環(huán)保意識(shí)。 5.從節(jié)能、安全可靠上評(píng)價(jià),實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要節(jié)約能源,節(jié)省原料且安全可靠。 回訪1 (2015·福建高考)某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進(jìn)行有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。 【導(dǎo)學(xué)號(hào):14942072】 實(shí)驗(yàn)一 制取氯酸鉀和氯水 利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (1)制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,取出B中試管冷卻
3、結(jié)晶,過(guò)濾,洗滌。該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程需要的玻璃儀器有__________________。 (2)若對(duì)調(diào)B和C裝置的位置,________(填“能”或“不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。 實(shí)驗(yàn)二 氯酸鉀與碘化鉀反應(yīng)的研究 (3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn)研究反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響,其中系列a實(shí)驗(yàn)的記錄表如下(實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行): 試管編號(hào) 1 2 3 4 0.20 mol·L-1 KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0 mol·L-1 H2SO
4、4/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸餾水/mL 9.0 6.0 3.0 0 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①系列a實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀________________________________。 ②設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是______________________________。 ③若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色;假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,則此反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______。 實(shí)驗(yàn)三 測(cè)定飽和氯水中氯元素的總量 (4)該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為:使用下圖裝置,加熱15.0 mL飽和氯水試樣,測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積。此
5、方案不可行的主要原因是_______________。 (不考慮實(shí)驗(yàn)裝置及操作失誤導(dǎo)致不可行的原因) (5)根據(jù)下列資料,為該小組設(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案(不必描述操作過(guò)程的細(xì)節(jié)):___________________________________。 資料:ⅰ.次氯酸會(huì)破壞酸堿指示劑; ⅱ.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2和FeCl2等物質(zhì)還原成Cl-。 [解析] (1)過(guò)濾需要漏斗、玻璃棒、燒杯等儀器,而洗滌沉淀也需要漏斗、玻璃棒、燒杯等儀器。 (2)若對(duì)調(diào)B和C裝置,可以通過(guò)水先把Cl2中的HCl除去,可提高KClO3的產(chǎn)率。 (3)①根據(jù)圖表可看出其他條件都相同,只有
6、H2SO4的濃度不同,因此該實(shí)驗(yàn)研究的是硫酸的濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。②1號(hào)實(shí)驗(yàn)中H2SO4的濃度為0,故該實(shí)驗(yàn)起到與其他實(shí)驗(yàn)對(duì)照的作用;③淀粉遇到碘單質(zhì)會(huì)顯藍(lán)色,故氧化產(chǎn)物為碘單質(zhì),ClO被還原為Cl-。 (4)產(chǎn)生的Cl2會(huì)重新溶于水,同時(shí)HClO也會(huì)發(fā)生分解,生成HCl,極易溶于水,則無(wú)法計(jì)算氯元素的量。 (5)根據(jù)信息可知SO2、H2O2、FeCl2都能將次氯酸或者氯氣還原,如果選擇SO2會(huì)引入SO,對(duì)Cl-的測(cè)定造成干擾,如果選擇FeCl2則會(huì)引入Cl-,而H2O2不會(huì)引入雜質(zhì)離子,因此選擇H2O2將次氯酸或者氯氣還原為Cl-,再用AgNO3溶液測(cè)定Cl-。 [答案] (1)燒杯
7、、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可) (2)能 (3)①研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響?、诹蛩釢舛葹?的對(duì)照實(shí)驗(yàn)?、跜lO+6I-+6H+===Cl-+3I2+3H2O (4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案無(wú)法測(cè)算試樣含氯總量(或其他合理答案) (5)量取一定量的試樣,加入足量的H2O2溶液,加熱除去過(guò)量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,稱(chēng)量沉淀質(zhì)量(或其他合理答案) 回訪2 (2015·全國(guó)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(H2C2
8、O4·2H2O)無(wú)色,熔點(diǎn)為101 ℃,易溶于水,受熱脫水、升華,170 ℃以上分解。 回答下列問(wèn)題: (1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置,通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)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(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO,為進(jìn)行驗(yàn)證,選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中,依次連接的合理順序?yàn)锳、B、________。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是
9、________。 ②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是________________________。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明: ①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)__________________________。 ②草酸為二元酸_____________________________。 [解析] (1)結(jié)合草酸晶體(H2C2O4·2H2O)的組成可知,澄清石灰水應(yīng)是用來(lái)檢驗(yàn)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(jìn)入C裝置,會(huì)干擾CO2的檢驗(yàn),故裝置B中冰水的主要作用是冷凝揮發(fā)出來(lái)的草酸。 (2)①要驗(yàn)證草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO,只能通過(guò)檢驗(yàn)CO與CuO
10、反應(yīng)的產(chǎn)物CO2的存在來(lái)達(dá)到這一目的。因?yàn)椴菟峋w的分解產(chǎn)物本身含有CO2,會(huì)對(duì)CO的檢驗(yàn)造成干擾,所以在檢驗(yàn)CO前應(yīng)將分解產(chǎn)物中的CO2除盡,可選用F裝置來(lái)除去CO2,D裝置用來(lái)檢驗(yàn)CO2是否除盡。將除去CO2的氣體通過(guò)盛有無(wú)水氯化鈣的裝置G干燥,然后通過(guò)盛有CuO的裝置H,CuO將CO氧化為CO2,再將氣體通過(guò)盛有澄清石灰水的D裝置,用來(lái)檢驗(yàn)CO2的存在。因CO有毒,最后可將尾氣通過(guò)排水法收集。②若前一個(gè)裝置D中澄清石灰水不變渾濁,說(shuō)明草酸晶體分解的產(chǎn)物CO2已除盡;H中黑色CuO變紅,同時(shí)其后的裝置D中澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明草酸晶體分解產(chǎn)物中含有CO。 (3)①根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)原理
11、,可選擇NaHCO3加入草酸溶液的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)證明草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)。 ②根據(jù)酸堿中和反應(yīng)原理,可采用中和滴定的方法用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)滴定一定物質(zhì)的量濃度的草酸溶液,根據(jù)反應(yīng)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(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀,干擾CO2的檢驗(yàn) (2)①F、D、G、H、D、I CuO?、贖中黑色粉末變?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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍
12、 回訪3 (2014·新課標(biāo)全國(guó)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(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。 ①氨的測(cè)定:精確稱(chēng)取w g X,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V1 mL c1 mol·L-1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶,用c2 mol·L-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl,到終點(diǎn)時(shí)消耗V2 mL NaOH溶液。 氨的測(cè)定裝置(已省略加熱和夾持裝置) ②氯的測(cè)定:準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品X,配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,
13、K2CrO4溶液為指示劑,至出現(xiàn)淡紅色沉淀且不再消失為終點(diǎn)(Ag2CrO4為磚紅色)。 回答下列問(wèn)題: (1)裝置中安全管的作用原理是__________________________________。 (2)用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl時(shí),應(yīng)使用________式滴定管,可使用的指示劑為_(kāi)_______。 (3)樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為_(kāi)________________________________。 (4)測(cè)定氨前應(yīng)該對(duì)裝置進(jìn)行氣密性檢驗(yàn),若氣密性不好測(cè)定結(jié)果將____(填“偏高”或“偏低”)。 (5)測(cè)定氯的過(guò)程中,使用棕色滴定管的原因是_____________
14、_______; 滴定終點(diǎn)時(shí),若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5 mol·L-1,c(CrO)為_(kāi)_____mol·L-1。[已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12] (6)經(jīng)測(cè)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(jià)為_(kāi)_______。制備X的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________; X的制備過(guò)程中溫度不能過(guò)高的原因是________________________。 [解析] (1)若沒(méi)有A中的安全管,當(dāng)A中產(chǎn)生氣體時(shí),會(huì)因裝置壓力過(guò)大發(fā)生危險(xiǎn),反之,有安全管存在,當(dāng)A中壓力過(guò)大時(shí),安全管中的液面會(huì)上升,使A瓶中壓力穩(wěn)定。
15、 (2)由題意知,用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl時(shí),NaOH溶液應(yīng)放入堿式滴定管中,可使用酚酞作指示劑,滴定至終點(diǎn)時(shí)溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色。 (3)已知鹽酸的總的物質(zhì)的量為c1 mol·L-1×V1 mL×10-3 L·mL-1=c1V1×10-3 mol,NH3反應(yīng)完后剩余的鹽酸用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,可求出剩余的鹽酸為c2×V2×10-3 mol,由NH3+HCl===NH4Cl可求出NH3的物質(zhì)的量。進(jìn)而求出w g X中的含氨量,即:×100%。 (4)若裝置氣密性不好,會(huì)有NH3外逸,而不被HCl吸收,則剩余的HCl的物質(zhì)的量會(huì)增多,消耗NaOH增多,即c2V2的值增大,由(3
16、)中計(jì)算式可知氨的測(cè)定結(jié)果偏低。 (5)AgNO3是見(jiàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果;由Ag2CrO4的溶度積常數(shù)Ksp=1.12×10-12,c(Ag+)=2.0×10-5 mol·L-1,可求出c(CrO)== mol·L-1=2.8×10-3 mol·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(xiě)出化學(xué)式為[Co(NH3)6]Cl3,由化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算,NH3整體為0價(jià),氯為-1價(jià),故Co為+3價(jià);從而推出制備X的化學(xué)方程式為2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3+
17、2H2O。由于溫度過(guò)高時(shí)H2O2易分解,NH3易揮發(fā),故制備過(guò)程中溫度不能過(guò)高,否則H2O2分解,NH3揮發(fā)。 [答案] (1)當(dāng)A中壓力過(guò)大時(shí),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)×100% (4)偏低 (5)防止硝酸銀見(jiàn)光分解 2.8×10-3 (6)+3 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O 溫度過(guò)高過(guò)氧化氫分解、氨氣逸出 [題型分析] 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)問(wèn)題常結(jié)合實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、基本操作與化學(xué)基本理論、元素化合物知識(shí)、化學(xué)計(jì)算等綜合考查考生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。高考主要考查方向有?1)給
18、定實(shí)驗(yàn)情境或物質(zhì)性質(zhì),要求考生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案;(2)提出實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,要求考生選擇儀器、藥品,組裝實(shí)驗(yàn)裝置,確定實(shí)驗(yàn)步驟,評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案;(3)結(jié)合給定的實(shí)驗(yàn)情境考查現(xiàn)象分析與結(jié)論得出。 [典型例題] 硫代硫酸鈉是一種常見(jiàn)的化工原料。實(shí)驗(yàn)室制備硫代硫酸鈉產(chǎn)品的流程如下: 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)“溶解”使用的水必須先煮沸一段時(shí)間,然后冷卻至室溫待用,其目的是 ______________________________________________________________。 (2)寫(xiě)出“反應(yīng)”中的化學(xué)方程式: _________________________________
19、_____________________________。 (3)設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備硫代硫酸鈉晶體: ①B裝置和D裝置的作用是________。 ②實(shí)驗(yàn)中先打開(kāi)________(填“A”或“C”)處分液漏斗的活塞。 (4)為了研究粗產(chǎn)品中含有的雜質(zhì),進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): 該粗產(chǎn)品中可能含有雜質(zhì)Na2CO3、Na2SO3和S。請(qǐng)選擇下列試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有Na2CO3。 實(shí)驗(yàn)方案 現(xiàn)象及結(jié)論 限選試劑:3 mol·L-1H2SO4溶液、1 mol·L-1 NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、飽和NaHCO3溶液、品紅溶液、澄清石灰水。 【解題指導(dǎo)】 (1
20、)陌生氧化還原方程式的書(shū)寫(xiě)技巧:先判斷反應(yīng)物→再判斷已知產(chǎn)物→據(jù)原子守恒判斷未知生成物→據(jù)得失電子守恒、質(zhì)量守恒配平。 (2)檢驗(yàn)SO2、CO2混合氣體中含有CO2的方法:除去SO2→檢驗(yàn)SO2是否除凈→檢驗(yàn)CO2。 [解析] (1)硫化鈉、硫代硫酸鈉均具有還原性,易被氧氣氧化。煮沸水的目的是除去水中的O2。 (2)硫化鈉與碳酸鈉的物質(zhì)的量之比為2∶1,可根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式。 (3)①B、D裝置用于防倒吸。②先使A裝置中反應(yīng)產(chǎn)生SO2,將裝置內(nèi)空氣排盡后再進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)。 (4)檢驗(yàn)是否含有Na2CO3,要排除Na2SO3的干擾。酸性高錳酸鉀溶液起檢驗(yàn)SO2、除
21、去SO2的作用,品紅溶液檢驗(yàn)SO2是否除盡。 [答案] (1)除去水中的O2 (2)2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2 (3)①安全瓶(或緩沖瓶)?、贏 (4)取少量樣品加入3 mol·L-1H2SO4溶液,將產(chǎn)生氣體依次通入酸性高錳酸鉀溶液、品紅溶液、澄清石灰水,若品紅溶液不褪色,且澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明產(chǎn)品中混有Na2CO3(或其他合理答案) [針對(duì)訓(xùn)練] 1.單質(zhì)銅及其化合物一般都具有特殊的顏色,如: Cu Cu2O CuO Cu(OH)2 CuSO4·5H2O 紅色(或紫紅色) 紅色 黑色 藍(lán)色 藍(lán)色 某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組甲
22、為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室用H2還原CuO所得紅色固體中是否含有Cu2O進(jìn)行了認(rèn)真的探究。 Ⅰ.查閱資料得出下列信息: ①Cu2O屬于堿性氧化物 ③高溫灼燒CuO生成Cu2O; ③Cu2O在酸性條件下能發(fā)生下列反應(yīng): Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。 Ⅱ.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案: 方案1:取該紅色試樣溶于足量的稀硝酸中,觀察溶液顏色變化。 方案2:取該紅色試樣溶于足量的稀硫酸中,觀察溶液是否呈藍(lán)色。 方案3:稱(chēng)得干燥坩堝的質(zhì)量為a g,取紅色試樣置于坩堝中稱(chēng)得總質(zhì)量為b g,在空氣中高溫灼燒至質(zhì)量恒定,稱(chēng)得最后總質(zhì)量為c g。 (1)寫(xiě)出下列的化學(xué)方程式: 方案1中Cu2O參與的化
23、學(xué)方程式:________________________。 方案2中Cu2O參與的化學(xué)方程式:________________________。 (2)請(qǐng)你評(píng)價(jià)方案1和方案2的合理性,并簡(jiǎn)述理由: 方案1:_____________________。 方案2:_____________________。 (3)方案3中,若確認(rèn)紅色粉末中含有Cu2O,則a、b、c應(yīng)符合的數(shù)學(xué)關(guān)系為_(kāi)_______,該實(shí)驗(yàn)方案最少得進(jìn)行________次稱(chēng)量。 Ⅲ.研究性學(xué)習(xí)小組乙,設(shè)計(jì)了新的探究方案,擬通過(guò)干燥管CuSO4是否變藍(lán)來(lái)判斷紅色固體中是否含有Cu2O,裝置如圖所示。 (4)簡(jiǎn)述該
24、探究方案中,檢驗(yàn)氣體發(fā)生裝置氣密性的方法(說(shuō)明操作方法、現(xiàn)象和結(jié)論):_____________________________________。 (5)為確保探究的科學(xué)、合理、安全,你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)采取的措施有:________(填字母代號(hào))。 A.在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)玻璃管之間加一個(gè)干燥裝置 B.加熱前先排盡裝置中的空氣 C.在盛有硫酸銅的干燥管后再連接一個(gè)裝有堿石灰的干燥管 [解析] 方案1中因?yàn)橄∠跛峋哂醒趸?,所以無(wú)法區(qū)分溶液中的Cu2+是來(lái)自于銅被氧化,還是Cu2O被氧化;方案2中因?yàn)橄×蛩釤o(wú)強(qiáng)氧化性,所以通過(guò)溶液中是否有紅色沉淀及溶液是否顯藍(lán)色可以判斷紅色固體中是否含有C
25、u2O;方案3是通過(guò)定量的方法來(lái)進(jìn)行判斷的,原理是4Cu+O22Cu2O,若(b-a) g全部是Cu,那么可以得到Cu2O的質(zhì)量為(b-a)g,若紅色固體中含有Cu2O,則存在關(guān)系:(b-a) g>(c-a) g,即8c<9b-a。 [答案] (1)3Cu2O+14HNO3(稀)===6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O Cu2O+H2SO4(稀)===Cu+CuSO4+H2O (2)不合理,因?yàn)殂~和氧化亞銅均可溶于稀硝酸形成藍(lán)色溶液 合理,因?yàn)檠趸瘉嗐~與稀硫酸生成Cu和Cu2+,導(dǎo)致溶液呈藍(lán)色 (3)8c<9b-a 4 (4)關(guān)閉導(dǎo)氣管上的活塞,從長(zhǎng)頸漏斗中往試管中注水,漏斗中的液
26、面高度高于試管中的液面高度,在一段時(shí)間內(nèi)液面差不變,說(shuō)明氣體發(fā)生裝置氣密性良好 (5)ABC 2.(2016·衡水一中模擬)資料表明硫粉與熱的KOH溶液共熱生成兩種鹽,其中一種是K2SO3。某化學(xué)興趣小組進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí),卻檢測(cè)到生成的鹽中含有SO。 【導(dǎo)學(xué)號(hào):14942073】 (1)該興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)上述反應(yīng)中生成鹽的成分進(jìn)行探究。他們提出如下假設(shè),請(qǐng)你根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,完成假設(shè)二和假設(shè)三。 假設(shè)一:生成的鹽是K2S和K2SO3。 假設(shè)二:生成的鹽是________。 假設(shè)三:生成的鹽是K2SO3和K2SO4。 請(qǐng)?jiān)u價(jià)該興趣小組假設(shè)三的合理性:________(填“合理
27、”或“不合理”),原因是____________________________。 (2)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,完成表中內(nèi)容。除了硫粉與熱的KOH溶液之外,可供選擇的藥品還有稀硝酸、稀鹽酸等。已知:6H++SO+2S2-===3S↓+3H2O。 實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫(xiě)出具體操作過(guò)程) 預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論 (3)興趣小組通過(guò)改變硫粉的質(zhì)量,得出生成鉀鹽的質(zhì)量與硫粉質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示。有人據(jù)此得出結(jié)論:生成的鹽一定是K2S和K2SO3的混合物。請(qǐng)你根據(jù)計(jì)算結(jié)果指出該結(jié)論是否正確:______________________________。 (4)請(qǐng)分析上述反應(yīng)中有K2
28、SO4生成的可能原因是________________。 (5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)硫粉與熱的KOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物中含有少量SO: ______________________________________________________________。 [解析] (1)由題干信息“生成兩種鹽”結(jié)合常見(jiàn)的含硫元素的鹽可知,S與KOH反應(yīng)可能生成K2S、K2SO3、K2SO4,其組合為K2S和K2SO3、K2S和K2SO4或K2SO3和K2SO4;假設(shè)三不符合氧化還原反應(yīng)的原理,所以不合理。(2)由題干信息“6H++SO+2S2-===3S↓+3H2O”可知,檢驗(yàn)假設(shè)一的實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)是向反
29、應(yīng)后的清液中加入非氧化性酸發(fā)生反應(yīng):6H++SO+2S2-===3S↓+3H2O,若溶液變渾濁且無(wú)氣體逸出,則假設(shè)一成立;若溶液中有氣體生成則假設(shè)二成立。 (3)若發(fā)生反應(yīng):3S+6KOH===2K2S+K2SO3+3H2O,根據(jù)化學(xué)方程式列比例式計(jì)算可得3.2 g S,生成鉀鹽的質(zhì)量為m(鉀鹽)=m(K2S)+m(K2SO3)=12.6 g;若發(fā)生反應(yīng):4S+8KOH===3K2S+K2SO4+4H2O,根據(jù)化學(xué)方程式列比例式計(jì)算可得3.2 g S生成鉀鹽的質(zhì)量為m(鉀鹽)=m(K2S)+m(K2SO4)=12.6 g,故根據(jù)該圖像不能判定S與KOH反應(yīng)一定生成K2S和K2SO3的混合物。
30、(4)K2SO3與空氣中的O2反應(yīng)可生成K2SO4。(5)由于反應(yīng)得到的產(chǎn)物中還含有K2S、K2SO3,故需要加入足量的稀鹽酸,無(wú)沉淀S和氣體H2S生成后,取少量上層清液,向其中滴入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成則一定含SO。 [答案] (1)K2S和K2SO4 不合理 S與KOH的反應(yīng)屬于歧化反應(yīng),S的化合價(jià)應(yīng)該一部分升高,一部分降低,不可能化合價(jià)均升高 (2) 實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫(xiě)出具體操作過(guò)程) 預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論 在反應(yīng)液中加入足量的稀鹽酸 若溶液變渾濁且沒(méi)有氣體逸出,則假設(shè)一成立;若溶液中有氣體(H2S)逸出,則假設(shè)一不成立,假設(shè)二成立 (3)不正確,通過(guò)計(jì)算可知,3.
31、2 g硫粉完全反應(yīng),無(wú)論是生成K2S和K2SO3的混合物還是K2S和K2SO4的混合物,所得鉀鹽的質(zhì)量均為12.6 g (4)生成的K2SO3被空氣中的氧氣氧化為K2SO4 (5)向所得的反應(yīng)液中加入足量的稀鹽酸,待無(wú)沉淀S和氣體H2S生成時(shí),再向上層清液中滴入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成則一定含SO 3.(2016·北京高考)以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反應(yīng)的多樣 (1)經(jīng)檢驗(yàn),現(xiàn)象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用離子方程式解釋現(xiàn)象Ⅰ: _____________________________________________
32、_________________。 (2)經(jīng)檢驗(yàn),現(xiàn)象Ⅱ的棕黃色沉淀中不含SO,含有Cu+、Cu2+和SO。 已知:Cu+Cu+Cu2+,Cu2+CuI↓(白色)+I(xiàn)2。 ①用稀H2SO4證實(shí)沉淀中含有Cu+的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________________。 ②通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)證實(shí),沉淀中含有Cu2+和SO。 a.白色沉淀A是BaSO4,試劑1是_____________________________。 b.證實(shí)沉淀中含有Cu2+和SO的理由是_______________________。 (3)已知:Al2(SO3)3在水溶液中不存在。經(jīng)檢驗(yàn),現(xiàn)象Ⅲ的白色沉淀中無(wú)S
33、O,該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸,又能溶于強(qiáng)堿,還可使酸性KMnO4溶液褪色。 ①推測(cè)沉淀中含有亞硫酸根和________。 ②對(duì)于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設(shè): ⅰ.被Al(OH)3所吸附;ⅱ.存在于鋁的堿式鹽中。對(duì)假設(shè)ⅱ設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn),證實(shí)了假設(shè)ⅱ成立。 a.將對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。 步驟一: 步驟二:______________________(按上圖形式呈現(xiàn))。 b.假設(shè)ⅱ成立的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是________________________________。 (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn),亞硫酸鹽的性質(zhì)有_____________________________。 鹽溶液間反應(yīng)的
34、多樣性與____________________________________有關(guān)。 [解析] (1)現(xiàn)象 Ⅰ 中的白色沉淀是Ag2SO3,故反應(yīng)的離子方程式為2Ag++SO===Ag2SO3↓。 (2)①根據(jù)反應(yīng)Cu+Cu+Cu2+,若沉淀中含有Cu+,加入稀硫酸會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)生成單質(zhì)銅,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是析出紅色固體。 ②分析實(shí)驗(yàn)流程知實(shí)驗(yàn)原理為2Cu2++4I-===2CuI↓+I(xiàn)2、I2+SO+H2O===SO+2I-+2H+,SO+Ba2+===BaSO4↓。 a.白色沉淀A是BaSO4,為排除其他離子的干擾,所以試劑1是鹽酸酸化的BaCl2溶液。 b.棕黃色沉淀與KI溶液反應(yīng)生
35、成白色沉淀(CuI),在I-的作用下Cu2+轉(zhuǎn)化為白色沉淀CuI,SO轉(zhuǎn)化為SO。 (3)①根據(jù)題意知實(shí)驗(yàn)Ⅲ的白色沉淀中無(wú)SO,該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸,又能溶于強(qiáng)堿,還可使酸性KMnO4溶液褪色,推測(cè)沉淀中含有亞硫酸根和Al3+、OH-。 ②步驟二的目的是作對(duì)比實(shí)驗(yàn),如果SO存在于鋁的堿式鹽中,消耗的NaOH的量大,故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟二如下: 2 mL 0.1 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液 若V1明顯大于V2,則證明假設(shè)ⅱ成立。 (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn),亞硫酸鹽具有溶解性、氧化還原性、在水溶液中的酸堿性。鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與兩種鹽溶液中陰、陽(yáng)離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件有關(guān)。 [答案] (1)2Ag++SO===Ag2SO3↓ (2)①析出紅色固體?、赼.HCl和BaCl2溶液 b.在I-的作用下,Cu2+轉(zhuǎn)化為白色沉淀CuI,SO轉(zhuǎn)化為SO (3)①Al3+、OH- ②a. 2 mL 0.1 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液 b.V1明顯大于V2 (4)亞硫酸鹽的溶解性、氧化還原性、在水溶液中的酸堿性 兩種鹽溶液中陰、陽(yáng)離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件
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