化學(xué)實驗專題學(xué)案六實驗方案設(shè)計教師版模板

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專題六 實驗方案的設(shè)計與評價一、化學(xué)實驗方案設(shè)計的基本要求所謂實驗設(shè)計，是用多種裝置和儀器按某種目的進(jìn)行串聯(lián)組合完成某項實驗，其類型較多，考查形式多樣。解答這類題目，要求學(xué)生對所學(xué)過的物質(zhì)的性質(zhì)、制備和凈化，常用儀器和裝置的作用及使用時應(yīng)注意的問題等知識融會貫通，要善于吸收新信息并且能加以靈活運用。化學(xué)實驗方案設(shè)計題具有較強的綜合性，但一個化學(xué)實驗，必須依據(jù)一定的實驗原理，使用一定的儀器組裝成一套實驗裝置，按一定順序進(jìn)行實驗操作，才能順利完成。據(jù)此，一道綜合實驗方案設(shè)計題，可以把它化解成幾個相互獨立又相互關(guān)聯(lián)的小實驗、小操作來解答。由各個小實驗確定各步操作方法，又由各

2、個小實驗之間的關(guān)聯(lián)確定操作的先后順序。（一）化學(xué)實驗設(shè)計的類型根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，可以將中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的實驗設(shè)計劃分成不同的類型。（1）根據(jù)化學(xué)實驗的工具來劃分。 化學(xué)實驗儀器、裝置和藥品的改進(jìn)或替代。 化學(xué)實驗方法的改進(jìn)。這主要是由于中學(xué)化學(xué)課本中的一些實驗因裝置過于繁雜、操作不太簡便、方法不太合適、可見度較低而影響化學(xué)教學(xué)效果，因此需要改進(jìn)方案，重新設(shè)計。另一方面，由于中學(xué)受到種種條件的限制，常會發(fā)生缺少某些儀器、藥品的情況，因而需要自制一些儀器和代用品，或采用微型實驗，所以也需要對實驗重新進(jìn)行設(shè)計。（2）根據(jù)化學(xué)實驗內(nèi)容來劃分。 物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)實驗設(shè)計。 物質(zhì)的制備實驗設(shè)計。 物質(zhì)的

3、分離、提純、鑒別實驗設(shè)計。（二）化學(xué)實驗設(shè)計的內(nèi)容一個相對完整的化學(xué)實驗方案一般包括下述內(nèi)容：（1）實驗?zāi)康?。?）實驗原理。（3）實驗用品（藥品、儀器、裝置、設(shè)備）及規(guī)格。（4）實驗裝置圖、實驗步驟和操作方法。（5）注意事項。（6）實驗現(xiàn)象及結(jié)論記錄表。（三）化學(xué)實驗設(shè)計的要求1. 科學(xué)性科學(xué)性是化學(xué)實驗方案設(shè)計的首要原則。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，鑒別Na2SO3和NaI，在試劑的選擇上就不宜選用硝酸等具有氧化性的酸，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。2. 安全性實

4、驗設(shè)計時應(yīng)盡量避免使用有毒的藥品和進(jìn)行具有一定危險性的實驗操作。如果必須使用，應(yīng)在所設(shè)計的化學(xué)實驗方案中詳細(xì)寫明注意事項，以防造成環(huán)境污染和人身傷害。3. 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。4. 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)完成實驗。對同一個化學(xué)實驗，可以設(shè)計出多種實驗方案，并對它們進(jìn)行選擇。選擇采用的實驗設(shè)計方案，應(yīng)具有效果明顯、操作安全、裝置簡單、用藥少、步驟少、時間短等優(yōu)點。（四）化學(xué)實驗設(shè)計的一般思路 接受信息。接受、分析、篩選信息，明確實驗設(shè)計的課題

5、、條件和要求。 實驗設(shè)計原理。通過對新舊信息的加工，實現(xiàn)制定的實驗設(shè)計。從設(shè)計的要求及解決問題的順序分析，大致有以下兩個層次：一是實驗方案的選定。二是實驗裝置與實驗操作的設(shè)計。 設(shè)計實驗內(nèi)容。見上。1. 設(shè)計思想、規(guī)律和方法（1）思考問題的順序： 圍繞主要問題思考。例如：選擇適當(dāng)?shù)膶嶒灺肪€、方法；所用藥品、儀器簡單易得；實驗過程快速、安全；實驗現(xiàn)象明顯。 思考有關(guān)物質(zhì)的制備、凈化、吸收和存放等有關(guān)問題。例如：制取在空氣中易水解的物質(zhì)（如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等）及易受潮的物質(zhì)時，往往在裝置末端再接一個干燥裝置，以防止空氣中水蒸氣進(jìn)入。 思考實驗的種類及如何合理地組裝儀器，并將實驗與

6、課本實驗比較、聯(lián)靠。例如涉及到氣體的制取和處理，對這類實驗的操作程序及裝置的連接順序大體可概括為：發(fā)生除雜質(zhì)干燥主體實驗尾氣處理。（2）儀器連接的順序： 所用儀器是否恰當(dāng)，所給儀器是全用還是選用。 儀器是否齊全。例如制有毒氣體及涉及有毒氣體的實驗應(yīng)有尾氣的吸收裝置。 安裝順序是否合理。例如：是否遵循“自下而上，從左到右”；氣體凈化裝置中不應(yīng)先經(jīng)干燥，后又經(jīng)過水溶液洗氣。 儀器間連接順序是否正確。例如：洗氣時“進(jìn)氣管長，出氣管短”；干燥管除雜質(zhì)時“大進(jìn)小出”等。（3）實驗操作的順序： 連接儀器。按氣體發(fā)生除雜質(zhì)干燥主體實驗尾氣處理順序連接好實驗儀器。 檢查氣密性。在整套儀器連接完畢后，應(yīng)先檢查裝

7、置的氣密性，然后裝入藥品。檢查氣密性的方法要依裝置而定。 裝藥品進(jìn)行實驗操作。2. 設(shè)計時，應(yīng)全方位思考的問題（1）檢查氣體的純度，點燃或加熱通有可燃性氣體（H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等）的裝置前，必須檢查氣體的純度。例如用H2、CO等氣體還原金屬氧化物時，需要加熱金屬氧化物，在操作中，不能先加熱，后通氣，應(yīng)當(dāng)先通入氣體，將裝置內(nèi)的空氣排干凈后，檢查氣體是否純凈（驗純），待氣體純凈后，再點燃酒精燈加熱金屬氧化物。（2）加熱操作先后順序的選擇。若氣體發(fā)生需加熱，應(yīng)先用酒精燈加熱發(fā)生氣體的裝置，等產(chǎn)生氣體后，再給實驗需要加熱的固體物質(zhì)加熱。目的是：一則防止爆炸（如氫氣還原氧化銅）；二則

8、保證產(chǎn)品純度，防止反應(yīng)物或生成物與空氣中其它物質(zhì)反應(yīng)。例如用濃硫酸和甲酸共熱產(chǎn)生CO，再用CO還原Fe2O3，實驗時應(yīng)首先點燃CO發(fā)生裝置的酒精燈，生成的CO趕走空氣后，再點燃加熱Fe2O3的酒精燈，而熄滅酒精燈的順序則相反，原因是：在還原性氣體中冷卻Fe可防止灼熱的Fe再被空氣中的O2氧化，并防止石灰水倒吸。（3）冷凝回流的問題。有的易揮發(fā)的液體反應(yīng)物，為了避免反應(yīng)物損耗和充分利用原料，要在發(fā)生裝置設(shè)計冷凝回流裝置。如在發(fā)生裝置安裝長玻璃管等。（4）冷卻問題。有的實驗為防止氣體冷凝不充分而受損失，需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝氣體（物質(zhì)蒸氣），使物質(zhì)蒸氣冷凝為液態(tài)便于收集。（5）防止倒吸問題。

9、（前已述。）（6）具有特殊作用的實驗改進(jìn)裝置。如為防止分液漏斗中的液體不能順利流出，用橡皮管連接成連通裝置；為防止氣體從長頸漏斗中逸出，可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套住一只小試管等。（7）拆卸時的安全性和科學(xué)性。實驗儀器的拆卸要注意安全和科學(xué)性，有些實驗為防止“爆炸”或“氧化”，應(yīng)考慮停止加熱或停止通氣的順序，如對有尾氣吸收裝置的實驗，必須將尾氣導(dǎo)管提出液面后才熄滅酒精燈，以免造成溶液倒吸；用氫氣還原氧化銅的實驗應(yīng)先熄滅加熱氧化銅的酒精燈，同時繼續(xù)通氫氣，待加熱區(qū)冷卻后才停止通氫氣，這是為了避免空氣倒吸入加熱區(qū)使銅氧化，或形成可爆氣；拆卸用排水法收集需加熱制取氣體的裝置時，需先把導(dǎo)管從水槽中取出，

10、才能熄滅酒精燈，以防止水倒吸；拆后的儀器要清洗、干燥、歸位。二、制備實驗方案的設(shè)計制備實驗方案設(shè)計的基本思路：【例1】(07上?；瘜W(xué))某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)制取膽礬。其設(shè)計的實驗過程為：(1)雜銅中含有大量的有機物，可采用灼燒的方法除去有機物，灼燒時將瓷坩堝置于 上(用以下所給儀器的編號填入，下同)，取用坩堝應(yīng)使用 ，灼燒后的坩堝應(yīng)放在 上，不能直接放在桌面上。實驗所用儀器：a蒸發(fā)皿 b石棉網(wǎng) c泥三角 d表面皿 e坩堝鉗 f試管夾(2)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，用以制取膽礬。灼燒后含有少量銅的可能原因是 a灼燒過程中部分氧化銅被還原 b

11、灼燒不充分銅未被完全氧化c氧化銅在加熱過程中分解生成銅 d該條件下銅無法被氧氣氧化(3)通過途徑II實現(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬，必須進(jìn)行的實驗操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、過濾、_、冷卻結(jié)晶、 、自然干燥。(4)由粗制氧化銅通過兩種途徑制取膽礬，與途徑I相比，途徑II有明顯的兩個優(yōu)點是： 、 。(5)在測定所得膽礬(CuSO4xH2O)中結(jié)晶水x值的實驗過程中：稱量操作至少進(jìn)行 次。(6)若測定結(jié)果x值偏高，可能的原因是 a加熱溫度過高 b膽礬晶體的顆粒較大c加熱后放在空氣中冷卻 d膽礬晶體部分風(fēng)化(1)c； e； b。 (2)a； b。 (3)蒸發(fā)； 過濾。(4)產(chǎn)生等量膽礬途徑II消耗硫酸少；

12、 途徑II不會產(chǎn)生污染大氣的氣體。 (5)4。 (6)a。【例2】 (07天津)二氯化二硫(S2Cl2)在工業(yè)上用于橡膠的硫化。為在實驗室合成S2Cl2，某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組查閱了有關(guān)資料，得到如下信息：將干燥的氯氣在110 140 與硫反應(yīng)，即可得S2Cl2粗品。有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下表：物質(zhì)熔點/沸點/化學(xué)性質(zhì)S112.8444.6略S2Cl277137遇水生成HCl、SO2、S；300 以上完全分解；S2Cl2Cl22SCl2設(shè)計實驗裝置圖如下：ABCDEFGHNaOH溶液硫(1)上圖中氣體發(fā)生和尾氣處理裝置不夠完善，請你提出改進(jìn)意見_。利用改進(jìn)后的正確裝置進(jìn)行實驗，請回答下列問題：(2

13、)B中反應(yīng)的離子方程式_； E中反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(3)C、D中的試劑分別是_、_。(4)儀器A、B的名稱是_、_，F(xiàn)的作用是_。(5)如果在加熱E時溫度過高，對實驗結(jié)果的影響是_， 在F中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是_。(6)S2Cl2粗品中可能混有的雜質(zhì)是(填寫兩種)_、_，為了提高S2Cl2的純度，關(guān)鍵的操作是控制好溫度和_。答案(1)用導(dǎo)管將A的上口和B相連(或?qū)換成恒壓滴液漏斗)；在G和H之間增加干燥裝置。(2)MnO24H2ClMn2Cl22H2O； 2SCl2S2Cl2。 (3)飽和食鹽水(或水)、濃硫酸。(4)分液漏斗、蒸餾燒瓶；導(dǎo)氣、冷凝。 (5)產(chǎn)率降低(或S2Cl2分解)；有固體

14、產(chǎn)生。(或其他正確描述)(6)SCl2、Cl2、S(任寫其中兩種即可)；控制濃鹽酸的滴速不要過快。【例3】（08海南）現(xiàn)擬在實驗室里利用空氣和鎂粉為原料制取少量氮化鎂(Mg3N2)。已知實驗中可能會發(fā)生下列反應(yīng)：2Mg+O22MgO；3Mg+N2 Mg3N2；2Mg+CO22MgO+CMg+H2OMgO+H2 Mg3N2 +6H2O 3Mg(OH)2+2NH3可供選擇的裝置和藥品如下圖所示(鎂粉、還原鐵粉均已干燥，裝置內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)是完全的，整套裝置的末端與干燥管相連)?；卮鹣铝袉栴}； (1)在設(shè)計實驗方案時，除裝置A、E外，還應(yīng)選擇的裝置(填字母代號)及其目的分別_ _ ； (2)連接并檢查

15、實驗裝置的氣密性。實驗開始時，打開自來水的開關(guān)，將空氣從5升的儲氣瓶壓入反應(yīng)裝置，則氣流流經(jīng)導(dǎo)管的順序是(填字母代號)_ _； (3)通氣后，如果同時點燃A、F裝置的酒精燈，對實驗結(jié)果有何影響?_，原因是_ ；(4)請設(shè)計一個實驗，驗證產(chǎn)物是氮化鎂：_。（1）B、D、F選擇B，目的：除去空氣中的水蒸氣選擇D，目的：除去空氣中的CO2選擇F，目的：除去空氣中的O2（2）hgdcklab （3）制得的氮化鎂將不純；因為A裝置沒有排完空氣前就加熱會讓空氣中的氧氣、CO2、水蒸氣等與鎂反應(yīng)。（4）將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則

16、說明產(chǎn)物是氮化鎂?！纠?】（09浙江）單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅（含鐵、鋁、硫、磷等雜質(zhì)），粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅（反應(yīng)溫度450-500C），四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。相關(guān)信息如下：a.四氯化硅遇水極易水解；b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；c.有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點/57.712.8315熔點/70.0107.2升華溫度/180300162請回答下列問題：（1）寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。（2）裝置A

17、中g(shù)管的作用是 ；裝置C中的試劑是 ；裝置E中的h瓶需要冷卻理由是 。（3）裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾（類似多次蒸餾）得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是 （填寫元素符號）。（4）為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預(yù)處理，是鐵元素還原成Fe2+ ，再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定，反應(yīng)的離子方程式是：滴定前是否要滴加指示劑？ （填“是”或“否”），請說明理由 。某同學(xué)稱取5.000g殘留物，預(yù)處理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL，試樣溶液，用1.00010-2mol L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終

18、點時，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 。(1)MnO2 + 4H + 2ClMn2 + Cl2 + 2H2O(2)平衡壓強，使液體順利流出 濃硫酸 產(chǎn)物SiCl4 的沸點低，需要冷凝收集 (3)Al、P、Cl(4)否；高錳酸鉀溶液的紫紅色可指示反應(yīng)終點；4.480%解析：制備四氯化硅的原料為Cl2和Si。A裝置為Cl2的制備裝置，B、C裝置為除雜裝置。先用B除去HCl，再用C（濃H2SO4）除去H2O蒸氣。Cl2通入粗硅中反應(yīng)，用冷水將產(chǎn)生SiCl4冷凝即可。（1）制取氯氣用濃鹽酸和MnO2在加熱條件下反應(yīng)。（2）g管是將分液漏斗與燒瓶相連，則它們中的壓強是相待的，這

19、樣便于鹽酸能順利滴下。SiCl4的沸點很低，只有57.7，而反應(yīng)的溫度達(dá)幾百度，故需要冷凝收集。（3）從物質(zhì)的物理性質(zhì)表可發(fā)現(xiàn)，AlCl3,FeCl3和PCl5均易升華，故還應(yīng)還有Al、P、Cl元素。（4）由于高錳酸鉀本身是紫紅色的，與Fe2反應(yīng)時，可以褪色，故而可以作為指示劑。根據(jù)方程式可以找出關(guān)系，5Fe2MnO4 ,n(Fe)= 10-22010-35100/25 =410-3mol。W (Fe)= 410-356/5 100% =4.48%。三、性質(zhì)實驗方案的設(shè)計1. 完成性質(zhì)實驗方案設(shè)計的基礎(chǔ)：（1）無機物質(zhì)的性質(zhì)：與原子結(jié)構(gòu)有關(guān)（2）有機物質(zhì)的性質(zhì)：與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)而有機物的分子結(jié)構(gòu)

20、又與官能團的種類和基團之間的相互影響有關(guān)。2. 性質(zhì)實驗方案設(shè)計的一般程序：分析結(jié)構(gòu)對比回顧相關(guān)知識預(yù)測性質(zhì)擬定方案分子結(jié)構(gòu)同系物 穩(wěn)定性原子結(jié)構(gòu)元素周期表 酸、堿性 氧化還原性 官能團反應(yīng) 常識了解【例5】（09全國）已知氨可以與灼熱的氧化銅反應(yīng)得到氮氣和金屬銅，用示意圖中的裝置可以實現(xiàn)該反應(yīng)?；卮鹣铝袉栴}：（1）A中加入的物質(zhì)是_.發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_;（2）B中加入的物質(zhì)是_，其作用是_:（3）實驗時在C中觀察到得現(xiàn)象是_，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_;（4）實驗時在D中觀察到得現(xiàn)象是_，D中收集到的物質(zhì)是_，檢驗該物質(zhì)的方法和現(xiàn)象是_ 。答案（1）固體NH4Cl和Ca(OH)22NH4

21、Cl +Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O（或其他合理答案）（2）堿石灰（或CaO） 除去NH3氣流中的水汽（3）黑色粉末部分逐漸變?yōu)榧t色 2NH3+3CaO N2+3H2O+3Cu（4）出現(xiàn)無色液體 氨水用紅色石蕊試紙檢驗、試紙變藍(lán) 用無水硫酸銅檢驗，無水硫酸銅變藍(lán)【例6】（09北京）某學(xué)習(xí)小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按下圖裝置進(jìn)行試驗（夾持儀器已略去）。實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸?？蛇x藥品：濃硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應(yīng)，能與NO2反

22、應(yīng)：2NO22NaOHNaNO3NaNO2H2O（1）實驗應(yīng)避免有害氣體排放到空氣中，裝置、中盛放的藥品依次是 。（2）滴加濃硝酸之前的操作是檢查裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后 。（3）裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（4）裝置的作用是 ，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（5）該小組得出的結(jié)論依據(jù)的試驗現(xiàn)象是 。（6）試驗結(jié)束后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)裝置中溶液呈綠色，而不顯藍(lán)色。甲同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致，而乙同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學(xué)們設(shè)計了3個試驗來判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是（選填序號字母）（ ）a加熱該綠色溶液，觀察顏色變化b加水稀釋綠色溶液，觀察顏色

23、變化c向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化d向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化（1）3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液（2）通入CO2一段時間，關(guān)閉彈簧夾，將裝置中導(dǎo)管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)（3）Cu + 4HNO3（濃）= Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O（4）將NO2轉(zhuǎn)化為NO 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO（5）裝置中液面上方氣體仍為無色，裝置中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色（6）a c d【例7】 (07北京)某課外小組對一些金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)進(jìn)行研究。（1）下表為“鋁與氯化銅溶液反應(yīng)”實驗報告的一部分：實驗步驟實驗現(xiàn)象將打磨過

24、的鋁片（過量）放入一定濃度的CuCl2溶液中。產(chǎn)生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變?yōu)闊o色。反應(yīng)結(jié)束后分離出溶液備用紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕空氣中。一段時間后固體由紅色變?yōu)榫G色設(shè)其主要成分為Cu2(OH)2CO3按反應(yīng)類型寫出實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式各一個（是離子反應(yīng)的只寫離子方程式）置換反應(yīng) ；化合反應(yīng) 。（2）用石墨作電極，電解上述實驗分離出的溶液，兩極產(chǎn)生氣泡。持續(xù)電解，在陰極附近的溶液中還可以觀察到的現(xiàn)象是 。解釋此現(xiàn)象的離子方程式是 。（3）工業(yè)上可用鋁與軟錳礦（主要成分為MnO2）反應(yīng)來冶煉金屬錳。用鋁與軟錳礦煉錳的原理是（用化學(xué)方程式來表示） 。MnO2在H2O2分解

25、反應(yīng)中作催化劑。若將適量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中，MnO2溶解產(chǎn)生Mn2，該反應(yīng)的離子方程式是 。答案 （1）2Al+6H+ 2Al3+3H2或2Al+3Cu2+ 2Al3+3Cu2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3（2）白色沉淀生成,后沉淀逐漸溶解至消失Al3+3OH- Al(OH)3Al(OH)3+OH- AlO+2H2O（3）3MnO2+4Al 3Mn+2Al2O3MnO2+H2O2+2H+ Mn2+O2+2H2O四、探究實驗方案的設(shè)計【例8】（09廣東） 三草酸合鐵酸鉀晶體K3 Fe(C2O4 )33H2O可用于攝影和藍(lán)色印刷。某小組將無水三草酸合鐵酸鉀在一定

26、條件下加熱分解，對所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實驗和探究。請利用實驗室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗證和探究過程。 限選試劑：濃硫酸、1.0 molL-1HNO3、1.0 molL-1鹽酸、1.0 molL-1 NaOH、3% H2O2 、0.1molL-1KI、0.1 molL-1CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。（1）將氣體產(chǎn)物依次通過澄清石灰水（A）、濃硫酸、灼熱氧化銅（B）、澄清石灰水（C），觀察到A、C中澄清石灰水都變渾濁，B中有紅色固體生成，則氣體產(chǎn)物是 。（2）該小組同學(xué)查閱資料后推知，固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K2CO3。驗證固體

27、產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是 ，現(xiàn)象是 。（3）固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。提出合理假設(shè) 假設(shè)1： ； 假設(shè)2： ； 假設(shè)3： 。設(shè)計實驗方案證明你的假設(shè)（不要在答題卡上作答）實驗過程根據(jù)中方案進(jìn)行實驗。在答題卡上按下表的格式寫出實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1：步驟2：步驟3：答案（1）CO2、CO （2）焰色反應(yīng) 透過藍(lán)色鈷玻璃，觀察到紫色的火焰（3）Fe FeO Fe FeO實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1：取適量固體產(chǎn)物與試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩使碳酸鉀完全溶解。分離不容固體與溶液，用蒸餾水充分洗滌不溶固體固體產(chǎn)物部分溶解步驟2：向試管中加入適量硫酸銅溶液，再

28、加入少量不溶固體，充分振蕩（1）若藍(lán)色溶液顏色及加入的不溶固體無明顯變化，則假設(shè)2成立。（2）若藍(lán)色溶液顏色明顯改變，且有暗紅色固體生成，則證明有鐵單質(zhì)存在步驟3：繼續(xù)步驟2中的（2）,進(jìn)行固液分離，用蒸餾水洗滌固體至洗滌液無色。取少量固體與試管中，滴加過量HCl，靜置，取上層清液，滴加適量H2O2 ,充分振蕩后滴加KSCN結(jié)合步驟2中的（2）：（1）若溶液基本無色，則假設(shè)（1）成立（2）若溶液呈血紅色，則假設(shè)（3）成立步驟1：將固體產(chǎn)物加入1.0 molL-1鹽酸中 觀察有無氣體 若有氣泡產(chǎn)生、說明固體產(chǎn)物中含有單質(zhì)鐵，反之，則不含單質(zhì)鐵步驟2：將固體產(chǎn)物加入足量的0.1 molL-1CuS

29、O4中充分反應(yīng)后過濾、洗滌后，將沉淀物溶于1.0 molL-1鹽酸，再加入20% KSCN，最后加入3% H2O2，若最終溶液顯紅色，說明固體產(chǎn)物中含有FeO，若不出現(xiàn)紅色、說明不含有FeO【例9】（08廣東）某種催化劑為鐵的氧化物?；瘜W(xué)興趣小組在實驗室對該催化劑中鐵元素的價態(tài)進(jìn)行探究：將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；取少許溶液，滴加KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。一位同學(xué)由此得出該催化劑中鐵元素價態(tài)為+3的結(jié)論。（1）請指出該結(jié)論是否合理并說明理由 。（2）請完成對鐵元素價態(tài)的探究：限選實驗儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾；3 molL-1H2SO4、3% H2O2、

30、6 molL-1HNO3、0.01 molL-1KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 molL-1KI、20% KSCN、蒸餾水。提出合理假設(shè)假設(shè)1： ；假設(shè)2： ；假設(shè)3： 。設(shè)計實驗方案證明你的假設(shè)（不要在答題卡上作答）實驗過程根據(jù)的實驗方案，進(jìn)行實驗。請在答題卡上按下表格式寫出實驗操作步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。實驗操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1：步驟2：步驟3：答案 (1)不合理。實驗設(shè)計不合理，因為硝酸會氧化催化劑中可能存在的二價鐵，所以從實驗結(jié)果只能判斷樣品溶解后的溶液中存在三價鐵而不能確實樣品中鐵元素的價態(tài)（2）催化劑中鐵元素全部為+3價催化劑中鐵元素全部為+2價催化劑中鐵元素同時存在+2價與

31、+3價實驗操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1：用滴管取一定量3 molL-1H2SO4于試管中，加熱煮沸數(shù)分鐘以除去溶于其中的氧步驟2：用藥匙取少量樣品于試管中，用滴管加入適量除氧的3molL-1 H2SO4并加熱，充分反應(yīng)后得A溶液固體溶解，溶液顏色有變化步驟3：取少許A溶液于試管中，滴加12滴20%KSCN溶液，振蕩（1）若溶液不呈紅色，則假設(shè)2成立（2）若溶液呈紅色，則假設(shè)1或假設(shè)3成立步驟4：另取少許A溶液于試管中，滴加12滴0.01 molL-1KMnO4溶液，振蕩結(jié)合步驟3中的（2）：（1）若溶液呈紫紅色，則假設(shè)1成立（2）若溶液紫紅色褪去，則假設(shè)3成立【例10】(07廣東)已知某混合金屬粉

32、末中，除鋁外還含有鐵、銅中的一種或兩種，所含金屬的量都在5%以上。請設(shè)計合理實驗探究該混合金屬粉末中鐵、銅元素的存在。僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；1 molL-1硫酸、2 molL-1硝酸、2 molL-1NaOH溶液、20% KSCN溶液。完成以下實驗探究過程：（1）提出假設(shè)假設(shè)1 該混合金屬粉末中除鋁外還含有 元素；假設(shè)2 該混合金屬粉末中除鋁外還含有 元素；假設(shè)3 該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu元素。（2）設(shè)計實驗方案基于假設(shè)3，設(shè)計出實驗方案（3）實驗過程根據(jù)（2）的實驗方案，敘述實驗操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。編號實驗操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論答案

33、（1）Cu Fe(答案的順序可交換)（3）編號實驗操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論用藥匙取少許樣品，加入試管A中，再用滴管取過量NaOH溶液并滴加到試管A中，充分反應(yīng)后，靜置，棄去上層清液，剩余固體備用樣品部分溶解，并有氣體放出往試管A的剩余固體中加過量稀硫酸，充分反應(yīng)后，靜置。取上層清液于試管B中，剩余固體備用固體部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色，可能含鐵往試管B中加入少許稀硝酸，再滴加KSCN溶液溶液先變成黃色，加KSCN后顯紅色，結(jié)合可知，一定含鐵往剩余固體中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液固體溶解，有無色刺激性氣體產(chǎn)生并很快變成紅棕色，溶液顯藍(lán)色，加NaOH溶液后有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，一定含銅【例1】(

34、B)(1)c； e； b。 (2)a； b。 (3)蒸發(fā)； 過濾。(4)產(chǎn)生等量膽礬途徑II消耗硫酸少； 途徑II不會產(chǎn)生污染大氣的氣體。 (5)4。 (6)a?！纠?】(1)用導(dǎo)管將A的上口和B相連(或?qū)換成恒壓滴液漏斗)；在G和H之間增加干燥裝置。(2)MnO24H2ClMn2Cl22H2O； 2SCl2S2Cl2。 (3)飽和食鹽水(或水)、濃硫酸。(4)分液漏斗、蒸餾燒瓶；導(dǎo)氣、冷凝。 (5)產(chǎn)率降低(或S2Cl2分解)；有固體產(chǎn)生。(或其他正確描述)(6)SCl2、Cl2、S(任寫其中兩種即可)；控制濃鹽酸的滴速不要過快?！纠?】（1）B、D、F選擇B，目的：除去空氣中的水蒸氣選擇

35、D，目的：除去空氣中的CO2選擇F，目的：除去空氣中的O2（2）hgdcklab （3）制得的氮化鎂將不純；因為A裝置沒有排完空氣前就加熱會讓空氣中的氧氣、CO2、水蒸氣等與鎂反應(yīng)。（4）將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說明產(chǎn)物是氮化鎂?！纠?】 (1)MnO2 + 4H + 2ClMn2 + Cl2 + 2H2O(2)平衡壓強 濃硫酸 使SiCl4 冷凝(3)Al、P、Cl(4)否；KMnO4溶液自身可作指示劑；4.480%【例5】（1）固體NH4Cl和Ca(OH)22NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2+2NH3

36、+2H2O（或其他合理答案）（2）堿石灰（或CaO） 除去NH3氣流中的水汽（3）黑色粉末部分逐漸變?yōu)榧t色 2NH3+3CaO N2+3H2O+3Cu（4）出現(xiàn)無色液體 氨水用紅色石蕊試紙檢驗、試紙變藍(lán) 用無水硫酸銅檢驗，無水硫酸銅變藍(lán)【例6】（1）3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液（2）通入CO2一段時間，關(guān)閉彈簧夾，將裝置中導(dǎo)管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)（3）Cu + 4HNO3（濃）= Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O（4）將NO2轉(zhuǎn)化為NO 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO（5）裝置中液面上方氣體仍為無色，裝置中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色（6）a c d【例7】 （1）2Al+6H+ 2Al3+3H2或2Al+3Cu2+ 2Al3+3Cu2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3（2）白色沉淀生成,后沉淀逐漸溶解至消失Al3+3OH- Al(OH)3Al(OH)3+OH- AlO+2H2O（3）3MnO2+4Al 3Mn+2Al2O3MnO2+H2O2+2H+ Mn2+O2+2H2O【例8】（1）CO2、CO （2）焰色反應(yīng) 透過藍(lán)色鈷玻璃，觀察到紫色的火