廣東省2015高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)-專題17-實驗方案設(shè)計、實驗探究原理分析導(dǎo)學(xué)案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上化學(xué)實驗方案設(shè)計、實驗探究原理分析【考綱要求】考試大綱提到“化學(xué)實驗是科學(xué)探究過程中的一種重要方法；能對常見的物質(zhì)進(jìn)行檢驗、分離和提純；能根據(jù)實驗試題要求設(shè)計、評價或改進(jìn)實驗方案；了解控制實驗條件的方法”。2015年（廣東卷）理科綜合考試大綱說明中5道實驗綜合題中有2題示例涉及實驗方案設(shè)計和探究：28題選擇是2014年廣東高考理綜化學(xué)33題，探究的是H2O2濃度對H2O2分解反應(yīng)速率的影響，要求設(shè)計合理方案并擬定實驗表格完整體現(xiàn)實驗方案；29題對反應(yīng)所得氣體和固體產(chǎn)物進(jìn)行實驗和探究。歷年高考表明實驗方案設(shè)計部分得分率普遍偏低，反映出學(xué)生審題不清，心態(tài)混亂，基礎(chǔ)知識應(yīng)用

2、能力不足，沒有透徹理解實驗設(shè)計和控制變量的思想，思維混亂，方案設(shè)計不嚴(yán)謹(jǐn)，表述能力欠缺等?！局R點(diǎn)撥】一、化學(xué)實驗設(shè)計的基本要求科學(xué)性：所謂科學(xué)性是指實驗原理、實驗操作程序和方法必須正確。例如，在操作程序的設(shè)計上，應(yīng)取少量固體先溶解，然后再取少量配成的溶液并再加入試劑，而不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入試劑。安全性：實驗設(shè)計時應(yīng)盡量避免使用有毒藥品和進(jìn)行具有一定危險性的實驗操作。可行性：實驗設(shè)計應(yīng)切實可行，所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有的實驗條件下能夠得到滿足。簡約性：實驗設(shè)計應(yīng)盡可能簡單易行，應(yīng)采用簡單的實驗裝置，用較少的實驗步驟和實驗藥品，并能在較短的時間內(nèi)完成

3、實驗。經(jīng)濟(jì)性：在能達(dá)到實驗?zāi)康牡那疤嵯卤M量選用常見、容易得到的、低價格的儀器和藥品。二、化學(xué)實驗方案設(shè)計的基本思路明確目的原理：首先必須認(rèn)真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學(xué)過的知識，通過類比、遷移、分析，從而明確實驗原理。選擇儀器藥品：根據(jù)實驗的目的和原理以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件，如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器和橡皮、反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定范圍等，從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。試題一般限定實驗儀器藥品，審題一定要細(xì)心。設(shè)計裝置步驟：根據(jù)上述實驗?zāi)康暮驮?，以及所選用的實驗儀器和藥品，設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟，學(xué)生應(yīng)具備識別和繪制典型

4、的實驗儀器裝置圖的能力，實驗步驟應(yīng)完整而又簡明。記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)：認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，全面準(zhǔn)確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。分析得出結(jié)論：根據(jù)實驗中觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理，得出正確的結(jié)論。此外，如有必要還要設(shè)計對照實驗組：空白對照：對照組不作任何處理。條件對照：給對照組所作的處理與實驗組相同，但不是所要研究的處理。相互對照：不單設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對照。前后對照：觀察記錄實驗材料在實驗前后的變化情況?；瘜W(xué)實驗方案設(shè)計試題主要的類型如下：一、化學(xué)反應(yīng)原理方案設(shè)計【例1】（2015廣東理綜33.）H2O2是一種綠色氧化還原試劑，在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。（1）某小組擬在

5、同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器：30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器設(shè)計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定_（要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大?。?。參照下表格式，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案（列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示）。實驗序號 物理量V0.1molL-1Fe2(SO4)3/mL1a2a【解析】本題首先要求學(xué)生完成相應(yīng)的反應(yīng)原理即H2O2的分解反應(yīng)，根據(jù)所涉及的物質(zhì)設(shè)計合理的測定方案。不少同學(xué)刻板

6、理解反應(yīng)速率，認(rèn)為只有單位時間物質(zhì)濃度變化才能體現(xiàn)反應(yīng)速率或?qū)忣}不清，沒有看到“所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小”，缺乏控制變量的思想，直接測定H2O2濃度變化或測量氣體體積或H2O2分解所需的時間由于方案設(shè)計錯誤，導(dǎo)致連帶錯誤，表格物理量和設(shè)計數(shù)據(jù)不符和變量控制的要求。根據(jù)實驗要求，應(yīng)該控制硫酸鐵濃度和混合總體積不變（通過蒸餾水體積調(diào)節(jié)），時間（或O2體積）相同，變量為H2O2濃度，應(yīng)變量為O2體積（或時間），據(jù)此可知另需補(bǔ)充四個變量：H2O2濃度、蒸餾水體積、時間、O2體積，設(shè)計合理數(shù)據(jù)即可。（1） 收集相同體積的氧氣所需時間或者相同時間所收集氧氣的體積 物理量實驗序號V0.1 mol&

7、#183;L-1Fe2(SO4)3/mLVH2O2/mLVH2O/mLVO2 /mL時間/s1abced2acbef或 物理量實驗序號V0.1 mol·L-1Fe2(SO4)3/mLVH2O2/mLVH2O/mL時間/sVO2 /mL1abced2acbef此外如2014年廣州模擬學(xué)習(xí)與評價P216，43【強(qiáng)化訓(xùn)練1】某探究小組兩位同學(xué)用KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)過程中溶液紫色消失的方法，分別進(jìn)行實驗研究影響反應(yīng)速率的因素。 甲同學(xué)探究溫度和濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（1）該反應(yīng)的離子方程式為（提示：H2C2O4的一級電離常數(shù)為5.4×102）_。（2）擬定實

8、驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案。（表格列數(shù)自定；列出所用試劑的用量、待測物理量和擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)可用字母a、b、c、d等表示）限選試劑與用品：0.05mol/L KMnO4溶液、3 mol/L稀硫酸、0.6 mol/LH2C2O4溶液、蒸餾水、量筒、燒杯、試管、酒精燈、水浴裝置、秒表 物理量實驗序號V（0.05mol/L KMnO4溶液）/mL實驗?zāi)康模簩嶒?和2探究溫度對反應(yīng)速率的影響；實驗1和3探究反應(yīng)物濃度增大到原來的2倍后對反應(yīng)速率的影響實驗1a實驗2a實驗3a【例2】用實驗確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學(xué)的方案是：甲：稱取一定質(zhì)量的HA配制0.1 mol·L1的溶液100 mL；用

9、pH試紙測出該溶液的pH，即可證明HA是弱電解質(zhì)。乙：用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pH=1的兩種酸溶液各100 mL；分別取這兩種溶液各10 mL，加水稀釋為100 mL；各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個試管，同時加入純度相同的鋅粒，觀察現(xiàn)象，即可證明HA是弱電解質(zhì)。(2)甲方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的理由是測得溶液的pH_1(選填“”“”“=”)，乙方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是_。a.裝HCl溶液的試管中放出H2的速率快 b.裝HA溶液的試管中放出H2的速率快c.兩個試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快(3)請你評價：乙方案中難以實現(xiàn)之處和不妥之處_、_。(4)請你再提出一個合理而

10、比較容易進(jìn)行的方案(藥品可任取)，作簡明扼要表述。 ?！窘馕觥勘绢}是證明某酸HA是否是弱電解質(zhì)的實驗設(shè)計方案的評價。證明HA是否弱電解質(zhì)，關(guān)鍵在于要了解弱電解質(zhì)存在電離平衡。弱電解質(zhì)加水稀釋后pH變化程度小、與Zn反應(yīng)的速率快因為稀釋過程中弱電解質(zhì)的電離平衡發(fā)生了移動，c(H+)減小程度反而比相同情況下強(qiáng)電解質(zhì)小。對照此，就可對甲、乙兩個方案加以評價。甲方案直接測定HA溶液的pH，若測定溶液的pH大于1，則可證明HA是弱電解質(zhì)。乙方案是用間接的比較法，用相同濃度(0.1 mol·L1)相同體積(10 mL)分別稀釋相同的倍數(shù)(都稀釋到100 mL)，分別與純度相同的鋅粒反應(yīng)，觀察放出

11、H2速率的快慢：若裝HA溶液的試管中放出H2的速率快，則可證明HA為弱電解質(zhì)。要評價乙方案中難以實現(xiàn)之處和不妥之處，關(guān)鍵要對HA的溶解性有所了解，pH=1的溶液能否配制？題述中鋅粒僅是純度相同，實際上反應(yīng)速率與固體表面積的大小也有關(guān)。想到此，難實現(xiàn)之處和不妥之處就明朗了。第(4)小問要再提出一個合理而比較容易進(jìn)行的方案，實際上是一個開放性的命題。證明一種物質(zhì)是否是弱電解質(zhì)，當(dāng)然可根據(jù)上述兩同學(xué)的思路進(jìn)行，還可以用測定其強(qiáng)堿鹽溶液的pH和比較溶液的導(dǎo)電能力等加以說明。答案（2） b （3）配制pHl的HA溶液難以實現(xiàn) 不妥之處在于加入的鋅粒難以做到表面積相同（4）配制NaA的溶液，測其pH值7，

12、即證明HA是弱電解質(zhì)?！緩?qiáng)化訓(xùn)練2】(2014安徽理綜)某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強(qiáng)變化。(1)請完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格):編號實驗?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%為以下實驗作參照0.52.090.0醋酸濃度的影響0.536.00.22.090.0(2)編號實驗測得容器中壓強(qiáng)隨時間變化如圖2。t2時，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了 腐蝕。請在圖3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向；此時,碳粉表面發(fā)生了(“氧化”或“還原”)反應(yīng)，

13、其電極反應(yīng)式是 。(3)該小組對圖2中0t1時壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè),請你完成假設(shè)二:假設(shè)一:發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；假設(shè)二:；(4)為驗證假設(shè)一,某同學(xué)設(shè)計了檢驗收集的氣體中是否含有H2的方案。請你再設(shè)計一個實驗方案驗證假設(shè)一,寫出實驗步驟和結(jié)論。實驗步驟和結(jié)論(不要求寫具體操作過程):二、物質(zhì)性質(zhì)檢驗實驗設(shè)計例3、為了檢驗Pb(NO3)2熱分解的產(chǎn)物，有人用示意圖中的裝置進(jìn)行實驗。(圖中鐵架臺、鐵夾和加熱設(shè)備均略去)實驗時在試管中放入研細(xì)的Pb(NO3)2晶體；實驗結(jié)束后，試管中得到黃色粉末(PbO)，U型管下部有少量液體X，集氣瓶中收集到無色氣體Y。(如圖)(1)液體X可能是 ；氣

14、體Y可能是 ；(2)請設(shè)計實驗證實(1)中的判斷：對X的判斷 ；對Y的判斷 ?！窘馕觥拷獯祟}的兩個關(guān)鍵知識點(diǎn)是：硝酸鹽分解規(guī)律，活潑金屬硝酸鹽分解生成亞硝酸鹽和氧氣，較活潑金屬如Pb(NO3)2等，一般分解為金屬氧化物、NO2、O2，硝酸銀等不活潑金屬硝酸鹽受熱分解為金屬單質(zhì)、NO2、O2；2NO2N2O4。由此可知X為N2O4，Y為O2。(2)設(shè)計應(yīng)該包括如何取樣、實驗方法、現(xiàn)象、結(jié)論等。在通風(fēng)櫥中取下U型管放置，觀察到U型管中液體迅速消失，管中充滿紅棕色氣體，證明X是液態(tài)N2O4。(其他合理答案同樣給分)在水槽中，用玻璃片蓋住集氣瓶口，按住玻璃片，小心把集氣瓶移出水面，正放在桌上，用帶火星

15、的木條插入瓶口，木條迅速燃燒，證明Y是O2?！緩?qiáng)化訓(xùn)練3】氫化鈣固體登山運(yùn)動員常用的能源提供劑。 某興趣小組制備氫化鈣后， 同學(xué)取少量產(chǎn)物， 小心加入水中， 觀察到有氣泡冒出， 溶液中加入酚酞后顯紅色，該同學(xué)據(jù)此斷， 上述實驗確有 CaH2生成。 寫出 CaH2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式 _； 該同學(xué)的判斷是否正確 ，原因是_ ；請你設(shè)計一個實驗， 用化學(xué)方法區(qū)分鈣與氫化鈣， 寫出實驗簡要步驟及觀察到的現(xiàn)象_；登山運(yùn)動員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是_。 【強(qiáng)化訓(xùn)練4】（2011·北京卷）甲、乙兩同學(xué)為探究SO2與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽能否反應(yīng)生成白色BaSO3沉淀，用下圖所示裝

16、置進(jìn)行實驗（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）。實驗操作和現(xiàn)象：操作現(xiàn)象關(guān)閉彈簧夾，滴加一定量濃硫酸，加熱A中有白霧生成，銅片表面產(chǎn)生氣泡B中有氣泡冒出，產(chǎn)生大量白色沉淀C中產(chǎn)生白色沉淀，液面上方略顯淺棕色并逐漸消失打開彈簧夾，通入N2，停止加熱，一段時間后關(guān)閉 從B、C中分別取少量白色沉淀，加稀鹽酸均未發(fā)現(xiàn)白色沉淀溶解（1）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。（2）C中白色沉淀是_，該沉淀的生成表明SO2具有_性。（3）C中液面上方生成淺棕色氣體的化學(xué)方程式是_。（4）分析B中不溶于稀鹽酸的沉淀產(chǎn)生的原因，甲認(rèn)為是空氣參與反應(yīng)，乙認(rèn)為是白霧參與反應(yīng)。為證實各自的觀點(diǎn)，在原實驗基礎(chǔ)上：

17、甲在原有操作之前增加一步操作，該操作是_；乙在A、B間增加洗氣瓶D，D中盛放的試劑是_。進(jìn)行實驗，B中現(xiàn)象：甲大量白色沉淀乙少量白色沉淀檢驗白色沉淀，發(fā)現(xiàn)均不溶于稀鹽酸。結(jié)合離子方程式解釋實驗現(xiàn)象異同的原因：_。（5）合并（4）中兩同學(xué)的方案進(jìn)行實驗。B中無沉淀生成，而C中產(chǎn)生白色沉淀，由此得出的結(jié)論是_。三、物質(zhì)成分檢驗實驗設(shè)計例4（2011·廣東卷）某同學(xué)進(jìn)行實驗研究時，欲配制1.0mol·L1 Ba(OH)2溶液，但只找到在空氣中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O試劑（化學(xué)式量：315）。在室溫下配制溶液時發(fā)現(xiàn)所取試劑在水中僅部分溶解，燒杯中存在大量未溶物。

18、為探究其原因，該同學(xué)查得Ba(OH)2·8H2O在283K、293K和303K時的溶解度（g/100g H2O）分別為2.5、3.9和5.6。（1）燒杯中未溶物可能僅為BaCO3，理由是_。（2）假設(shè)試劑由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3組成。設(shè)計實驗方案，進(jìn)行成分檢驗。寫出實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。（不考慮結(jié)晶水的檢驗；室溫時BaCO3飽和溶液pH9.6）限選試劑及儀器：稀鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH計、燒杯、試管、帶塞導(dǎo)氣管、滴管。實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取適量試劑于潔凈燒杯中，加入足量蒸餾水，充分?jǐn)嚢?，靜置，過濾，得濾液和沉淀。

19、60;步驟2：取適量濾液于試管中，滴加稀硫酸。 步驟3：取適量步驟1中的沉淀于試管中， 。 步驟4： 【解析】（1）Ba(OH)2屬于強(qiáng)堿，易吸收空氣中的水蒸氣和CO2形成難溶的BaCO3沉淀，因此長時間暴露在空氣中時Ba(OH)2就有可能轉(zhuǎn)化為BaCO3。（2）Ba(OH)2易溶于水，所以濾液中含有Ba2+，因此滴加稀硫酸使會產(chǎn)生白色沉淀BaSO4；要想驗證沉淀為BaCO3，可以利用其能與酸反應(yīng)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體；為進(jìn)一步證明試劑是是否還有Ba(OH)2·8H2O，可以取步驟1中的濾液，用pH計測其pH值，若pH9.6，即證明濾液不是

20、純BaCO3溶液，即證明是由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3組成，假設(shè)成立。又如學(xué)習(xí)與評價42，7，8，12，13，14，15例5某同學(xué)對課本實驗結(jié)論：“葡萄糖與新制氫氧化銅共熱生成紅色的Cu2O沉淀”提出質(zhì)疑，認(rèn)為紅色沉淀不一定就是氧化亞銅。為了確定紅色沉淀的成分，開展了研究。第一步 提出猜想：紅色物質(zhì)可能是Cu或Cu2O第二步 查閱資料：Cu2O屬于堿性氧化物； Cu+在酸性條件下能發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生Cu 和Cu2；在空氣中灼燒Cu2O能生成CuO。第三步 制備紅色沉淀：制備氫氧化銅懸濁液氫氧化銅懸濁液與葡萄糖共熱。過濾、洗滌、低溫烘干得紅色粉末。第四步 紅色

21、沉淀探究：該同學(xué)設(shè)計了三種方案如下。方案：取該紅色粉末溶于足量稀硝酸中，觀察溶液顏色變化。方案：取該紅色粉末溶于足量稀硫酸中，觀察是否有殘渣。方案：稱得干燥坩堝a g ，取紅色粉末置于坩堝中再稱得質(zhì)量為b g，在空氣中充分灼燒至完全變黑，并在干燥器中冷卻，再稱量，反復(fù)多次直到質(zhì)量不變，稱得最后質(zhì)量為cg，比較a、b、c的關(guān)系。試回答下列問題：（1）請你評價方案和方案。如果你認(rèn)為該方案合理，請簡述其原理，如果你認(rèn)為該方案不合理，請簡述原因。             &

22、#160;                                        。（2）方案中，如果a、b、c的關(guān)系符合c=       &

23、#160;      可確認(rèn)紅色粉末是Cu2O?！窘馕觥抠Y料中提供的信息，Cu2O+2H Cu +Cu2+H2O   2Cu2O+O24CuO。方案：稀硝酸有氧化性，Cu與硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物是硝酸銅，溶液呈藍(lán)色；Cu2O在稀硝酸中，首先發(fā)生反應(yīng)Cu2O+2H=Cu +Cu2+H2O ，產(chǎn)物中的銅還要被硝酸溶解，最終產(chǎn)物也是硝酸銅，溶液也呈藍(lán)色；無法確定紅色固體是Cu還是Cu2O。方案：Cu與稀硫酸不反應(yīng)，Cu2O與稀硫酸反應(yīng)Cu2O+2H=Cu +Cu2+H2O，但產(chǎn)物中仍有固體銅，都有殘渣，也無法確定紅色固體是Cu還是Cu2O

24、。物質(zhì)的成分探究方案，應(yīng)充分考慮到不同物質(zhì)的性質(zhì)差異，通過反應(yīng)中質(zhì)量的變化來確定物質(zhì)的存在，這是一種通過定量分析法確定是何種物質(zhì)的重要手段。方案：若紅色固體為氧化亞銅，則有 c=（10ba）g  這就是說，當(dāng)c=（10ba）g，可確認(rèn)紅色粉末是Cu2O。答案：（1）方案不合理，銅和氧化亞銅都能和硝酸生成Cu2+；方案不合理，Cu+在酸性條件下能發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，也生成了銅單質(zhì)。（2）c=（10b-a）【強(qiáng)化訓(xùn)練5】（2014江蘇）(4) 已知：5SO2IO2H=I25SOH2O某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I、IO中的一種或兩種。請補(bǔ)充完整檢驗含碘廢水

25、中是否含有I、IO的實驗方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗不出有碘單質(zhì)存在；_。實驗中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液?！緩?qiáng)化訓(xùn)練6】（2014·山東卷）工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O3·5H2O，實驗室制得的Na2S2O3·5H2O可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。利用所給試劑設(shè)計實驗，檢測產(chǎn)品中是否存在Na2SO4，簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論：_。已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O2H=SSO2H2O供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、A

26、gNO3溶液。【強(qiáng)化訓(xùn)練7】（2011·浙江卷）（4）對含F(xiàn)e2+較多的食鹽（假設(shè)不含F(xiàn)e3+），可選用KI作為加碘劑。請設(shè)計實驗方案，檢驗該加碘鹽中的Fe2+：_?！緩?qiáng)化訓(xùn)練8】2014·福建卷 焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。實驗室制取反應(yīng)為：Na2SO3SO2=Na2S2O5。已知Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。 (5)檢測Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是_。四、探究型實驗方案設(shè)計例6（2011·安徽卷）地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境問題。文獻(xiàn)報道某課題組模擬地下水脫氮過程，利用Fe粉和KNO3溶

27、液反應(yīng)，探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響。（1）實驗前： 先用0.1mol·L1 H2SO4洗滌Fe粉，其目的是_，然后用蒸餾水洗滌至中性； 將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5； 為防止空氣中的O2對脫氮的影響，應(yīng)向KNO3溶液中通入_（寫化學(xué)式）。（2）下圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中，測出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系（部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去）。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式 。t1時刻后，該反應(yīng)仍在進(jìn)行，溶液中NH4+的濃度在增大，F(xiàn)e2+的濃度卻沒有增大，可能的原因是 。 （3）該課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設(shè)，請

28、你完成假設(shè)二和假設(shè)三：假設(shè)一：溶液的pH；假設(shè)二：_；假設(shè)二：_；（4）請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一，寫出實驗步驟及結(jié)論。（已知：溶液中的NO濃度可用離子色譜儀測定）實驗步驟及結(jié)論：?！窘馕觥浚?）因為鐵易生銹，即鐵表面會有鐵的氧化物等雜質(zhì)，所以要用硫酸除去鐵表面的氧化物等雜質(zhì)；氧氣具有強(qiáng)氧化性，會氧化生成的Fe2+，為防止該反應(yīng)的發(fā)生必需通入一種保護(hù)原性氣體且不能引入雜質(zhì)，因此可以選用氮?dú)?；?）由圖像可知反應(yīng)的產(chǎn)物有Fe2+、NH4+和NO氣體，所以該反應(yīng)的離子方程式是：4Fe10H+NO34Fe2+NH4+3H2O；t1時刻后，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中pH逐漸增大，當(dāng)pH達(dá)到一定程度時就會和

29、反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+結(jié)合，因此其濃度沒有增大；（3）影響反應(yīng)速率的外界因素比較多，例如溫度、濃度、溶液多酸堿性、固體多表面積等等；（4）要驗證假設(shè)一，需要固定其他條件不變，例如硝酸的濃度、反應(yīng)的溫度、鐵的表面積都必須保持一致，然后在相同時間內(nèi)測量溶液中NO3的濃度（依據(jù)提示：溶液中的NO3濃度可用離子色譜儀測定）來判斷pH不同時對脫氮對反應(yīng)速率有沒有影響。答案：（1）除去鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì)N2（2）4Fe10H+NO34Fe2+NH4+3H2O；生成的Fe2+水解（或和OH的結(jié)合）（3）溫度鐵粉顆粒大?。?）實驗步驟及結(jié)論：分別取等體積、等濃度的KNO3溶液于不同的試管中；調(diào)節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同，并通入氮?dú)猓环謩e向上述溶液中加入足量等質(zhì)量的同種鐵粉；用離子色譜儀測定相同反應(yīng)時間時各溶液中NO3的濃度。若pH不同KNO3溶液中，測出的NO3濃度不同，表明pH對脫氮速率有影響，否則無影響。又如學(xué)習(xí)與評價P203實驗題1，44，5，15【強(qiáng)化訓(xùn)練1】、答案：（1）2MnO4 + 5H2C2O4 + 6H+ 2Mn2+ + 10CO2+ 8H2O （2）（6分） 物理量實驗序號V（0.05mol/L KMnO4溶液）/mL