大題題型專攻3綜合實驗探究

大題題型專攻三 綜合實驗探究[題型簡介] 分析近幾年全國卷試題，非選擇題涉及的綜合實驗題是每年考查能力的綜合壓軸題，其綜合性強、難度大，是一道拉分的主要試題?？梢哉f此題的得分高低決定了化學學科的高考成敗。主要涉及的熱點有物質(zhì)制備，物質(zhì)性質(zhì)探究和定量實驗測定等。(14分)(2018全·國卷Ⅰ)醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·2H2O]為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示。回答下列問題：(1)實驗中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻， 目的是________。儀器a的名稱是________。(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于 c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置。打開K1、K2，關(guān)閉K3。①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色，該反應的離子方程式為。②同時c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是____________________________________________________________。(3)打開K3，關(guān)閉K1和K2。c中亮藍色溶液流入 d，其原因是；1/21d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是________、________、洗滌、干燥。(4)指出裝置d可能存在的缺點____________________________________________________________。[命題立意]設(shè)問知識落點核心素養(yǎng)(1)水中溶解氧的除去方法——煮沸；分液漏斗名稱宏觀辨識(2)H2排除空氣中O2，形成非O2環(huán)境；書寫離子方宏觀辨識和證據(jù)推程式理(3)液體流動的原因——壓強變化，分離提純方案與科學探究與宏觀辨原理識(4)產(chǎn)品形成于敝口儀器中，易被氧化宏觀辨識和創(chuàng)新意識【解答指導】(1)整體分析(2)醋酸亞鉻制備流程Zn2CHCOONa降溫CrCl3――→Cr＋3――→(CH3COO)2Cr――→[(CH3COO)2Cr·2H2O]結(jié)晶(3)實驗裝置分析b——隨時排出c中產(chǎn)生的氣體，同時防止外界 O2進入c中c——Zn與Cr3＋反應的裝置，為無 O2環(huán)境d——Cr2＋與CH3COO－反應生成沉淀產(chǎn)物的裝置，應為無 O2環(huán)境，防止產(chǎn)物被O2氧化2/21【解析】 (1)審題時抓住醋酸亞鉻 “在氣體分析中用作氧氣吸收劑 ”，這暗示醋酸亞鉻具有強還原性， 易被氧氣氧化，故該實驗中使用的蒸餾水必須去除溶解氧。(2)①依題意可知，c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色，主要是由于鋅與鉻離子反應生成亞鉻離子和鋅離子，即 Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②c中產(chǎn)生的氣體為氫氣，該氣體主要用于排盡裝置內(nèi)的空氣，避免O2氧化Cr2＋。(3)c中有氫氣產(chǎn)生，打開K3，關(guān)閉K1和K2后，c中壓強大于外界壓強，從而將c中溶液壓入醋酸鈉溶液中。析出并分離產(chǎn)品的操作是冷卻、過濾、洗滌、干燥。(4)觀察d裝置，可發(fā)現(xiàn)其與空氣相通，這會導致生成的醋酸亞鉻被O2氧化?！敬鸢概c評分標準】(1)去除水中溶解氧(2分，合理即可)分液(或滴液)漏斗(2分，答“漏斗”“長頸漏斗”均不給分)(2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋(2分，不配平或?qū)懟瘜W方程式均不給分)②排除c中空氣(2分，排空也給分)(3)c中產(chǎn)生H2使壓強大于大氣壓(2分，或c中壓強大于d中壓強，給1分)冷卻(1分，“冰浴”或“降溫”也給分 ) 過濾(1分)(4)敞開體系，可能使醋酸亞鉻與空氣接觸(2分，答“生成的醋酸亞鉻與空氣接觸被氧化”或“d中的空氣接觸醋酸亞鉻”也給分)[題后升華]物質(zhì)制備實驗的 9大注意(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸。(2)進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸 (如H2還原CuO應先通H2，氣體點燃前先驗純等)。(3)防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進行等)。(4)防吸水(實驗取用和制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)宜采取必要措施，以保證達到實驗目的。如 NaOH固體應放在燒杯等玻璃器皿中稱量 )。3/21(5)冷凝回流：有些反應中，為減少易揮發(fā)液體反應物的損耗和充分利用原料，需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置 (如長玻璃管、冷凝管等)。(6)易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導出時可為蒸氣)的及時冷卻。(7)儀器拆卸的科學性與安全性 (也從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮)。(8)其他，如實驗操作順序，試劑加入順序等。(9)有毒易燃氣體尾氣處理方法。(2018·試題調(diào)研)氯化亞銅(CuCl)是一種重要的催化劑。實驗室按如圖所示裝置和方案制備氯化亞銅。已知：2＋＋4Cl－△2－。Cu＋Cu=====]2[CuCl實驗步驟：①加熱至50℃，銅絲表面產(chǎn)生無色氣泡，液面上方有紅棕色氣體產(chǎn)生；②通入O2并調(diào)節(jié)O2的量保持三頸燒瓶內(nèi)壓強不變，停止加熱，反應繼續(xù)進行，且越來越劇烈；③反應停止后冷卻至室溫，待氣囊變癟，三頸燒瓶內(nèi)紅棕色氣體消失時關(guān)閉；④將液體(含[CuCl2]－)轉(zhuǎn)移至燒杯中用蒸餾水稀釋，產(chǎn)生白色沉淀，過濾得氯化亞銅粗品；⑤氯化亞銅粗品經(jīng)洗滌、烘干，得到氯化亞銅?；卮鹣铝袉栴}：(1)步驟①中銅絲表面產(chǎn)生無色氣泡的反應的離子方程式是 _____________。(2)步驟②中停止加熱后，反應越來越劇烈的原因是 ____________4/21。(3)步驟③中三頸燒瓶內(nèi)紅棕色氣體消失的原因是 _____________________________________________________________________________(結(jié)合化學方程式回答)。(4)步驟④中產(chǎn)生白色沉淀的反應的離子方程是 _____________________。(5)步驟④所得濾液經(jīng)濃縮后可返回至三頸燒瓶繼續(xù)使用，此時需向三頸燒瓶內(nèi)補充的物質(zhì)有 。(6)步驟⑤中用蒸餾水洗滌氯化亞銅粗品時，表面會產(chǎn)生淺黃色固體 CuOH，用化學平衡移動原理解釋白色固體變黃的原因： ________________________?！窘馕觥?(1)步驟①中銅絲表面產(chǎn)生無色氣泡的反應的離子方程式是 3Cu8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(2)步驟②中停止加熱后，反應越來越劇烈的原因是 Cu與稀硝酸反應放熱，溶液溫度升高，反應速率加快。(3)步驟③中三頸燒瓶內(nèi)紅棕色氣體消失的原因是發(fā)生反應： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(或3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2)，NO2完全轉(zhuǎn)化為硝酸。(4)步驟④中產(chǎn)生白色沉淀 CuCl，則步驟④中產(chǎn)生白色沉淀的反應的離子方程式是[CuCl2]－===CuCl↓＋Cl－。(5)步驟④所得濾液含氯化銅，結(jié)合初始物質(zhì)可知，此時需向三頸燒瓶內(nèi)補充的物質(zhì)有銅絲和鹽酸。(6)步驟⑤中用蒸餾水洗滌氯化亞銅粗品時，表面會產(chǎn)生淺黃色固體 CuOH的原因是用水洗滌 CuCl粗品時，固體表面吸附的 c(HCl)減小，反應 CuCl(s)＋H2O(l) CuOH(s)＋HCl(aq)向正反應方向移動，CuCl轉(zhuǎn)化為CuOH。5/21【答案】(1)3Cu＋8H＋＋2NO3－2＋＋2NO↑＋4H2與HNO3===3CuO(2)Cu反應放熱，溶液溫度升高，反應速率加快(3)發(fā)生反應4NO2＋O2＋232＋H23＋NO,2NO＋O22，2完全轉(zhuǎn)2HO===4HNO(或3NOO===2HNO===2NO)NO化為硝酸(4)[CuCl2]－===CuCl↓＋Cl－(5)銅絲和鹽酸(6)用水洗滌CuCl粗品時，固體表面吸附的c(HCl)減小，CuCl(s)＋H2CuOH(s)＋HCl(aq)向正反O(l)應方向移動，CuCl轉(zhuǎn)化為CuOH(14分)(2017全·國卷Ⅲ)綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵， 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進行探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加 KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：__________________、__________________。(2)為測定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重，記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置 A稱重，記為m2g。按下圖連接好裝置進行實驗。①儀器B的名稱是________。②將下列實驗操作步驟正確排序 ________(填標號)；重復上述操作步驟，直至A恒重，記為m3g。a．點燃酒精燈，加熱b．熄滅酒精燈c．關(guān)閉K1和K2d．打開K1和K2，緩緩通入N2e．稱量Af．冷卻到室溫③根據(jù)實驗記錄，計算綠礬化學式中結(jié)晶水數(shù)目x＝________(列式表示)。6/21若實驗時按a、d次序操作，則使x________(填“偏大”“偏小”或“無影響” )。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將 (2)中已恒重的裝置 A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩通入N2，加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。①C、D中的溶液依次為________(填標號)。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為___________________________________________________。a．品紅b．NaOHc．BaCl2d．Ba(NO3)2e．濃H2SO4②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式__________________________。[命題立意]設(shè)問知識落點核心素養(yǎng)(1)Fe2＋被O2氧化為Fe3＋、Fe3＋與KSCN作用溶液變紅宏觀辨識與證據(jù)推理(2)儀器名稱、實驗操作順序、定量分析與評價宏觀辨識與科學探究宏觀辨識、科學探究與創(chuàng)新意(3) 實驗設(shè)計、現(xiàn)象描述、化學用語書寫識【解答指導】(1)Fe3＋遇KSCN溶液變紅?FeSO4樣品無Fe3＋，F(xiàn)e2＋易被O2氧化為Fe3＋。(2)②FeSO4易被O2氧化?綠礬加熱時應先通 N2排空，冷卻時應在 N2中冷卻?操作順序為dabfce。△③FeSO4·xH2O=====FeSO4 ＋ xH2O152 18xm3－m1g m2－m3g7/2115218x76m－m??x＝23＝?接ad次序，最后稱量質(zhì)量偏大m3－m1gm2－m3g9m3－m13偏大)?x偏小(即m(3)FeSO4強熱分解生成紅棕色粉末(Fe2O3)?生成的氣體中可能有SO2、SO3的一種或兩種?檢驗SO用品紅溶液，檢驗SO用BaCl溶液，不能用Ba(NO)22323溶液檢驗SO3。?FeSO4的分解反應?！窘馕觥?(1)綠礬溶液中滴加 KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，說明樣品中沒有Fe3＋；再向試管中通入空氣，溶液變紅，說明有 Fe3＋生成，即Fe2＋易被氧氣氧化為Fe3＋。(2)①由儀器的構(gòu)造特征可知， B為干燥管。②實驗時，為防止空氣中的 O2將Fe2＋氧化，應先通入 N2將裝置中的O2排凈，然后點燃酒精燈加熱。停止加熱后，為防止 FeSO4吸收空氣中的水蒸氣，待玻璃管冷卻，關(guān)閉 K1和K2后再稱重。故實驗操作步驟應為 d、a、b、f、c、e。③由題意知，綠礬的質(zhì)量為 (m2－m1)g，加熱后FeSO4的質(zhì)量為(m3－m1)g，結(jié)晶水的質(zhì)量為(m2－m3)g。設(shè)綠礬的化學式為 FeSO4·xH2O，則△FeSO4·xH2O=====FeSO4 ＋ xH2O152 18x(m3－m1)g (m2－m3)g15218x76m－m＝解得：x＝239m3－m1m3－m1gm2－m3g若實驗中，按a、d次序操作，則會導致綠礬吸收空氣中的氧氣，從而使加熱后的固體質(zhì)量m3增大，則測出結(jié)晶水的值x偏小。(3)殘留固體為紅色，說明有Fe2O3生成，即分解過程中發(fā)生了氧化還原反應，8/21高溫根據(jù)Fe元素的化合價變化可知一定有 SO2生成，即FeSO4――→Fe2O3＋SO2↑，高溫根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可得 2FeSO4――→Fe2O3＋SO2↑，最后根據(jù)S元素守恒配平可高溫得化學方程式：2FeSO4=====Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。SO3溶于水生成 H2SO4，H2SO4和Ba2＋可生成白色沉淀 BaSO4，由于Ba(NO3)2在酸性溶液中具有強氧化性，能氧化SO2，故應該先用 BaCl2檢驗SO3，檢驗SO2可用品紅溶液，故 C、D的溶液依次為BaCl2溶液和品紅。實驗現(xiàn)象是C中溶液產(chǎn)生白色沉淀，D中品紅溶液褪色或變淺?！敬鸢讣霸u分標準】(1)樣品中沒有Fe3＋Fe2＋易被氧化成Fe3＋(或樣品中沒有＋3價Fe，F(xiàn)e2＋易被氧化為Fe3＋)(每空1分、共2分)(2)①干燥管(或球形干燥管)(1分)dabfce(2分)(其他順序不給分)③76m2－m3(2分)偏小(1分)3－m19m(3)①c、a(2分，順序錯不給分)產(chǎn)生白色沉淀、褪色(每空1分)高溫3＋SO2↑＋SO3↑[2分，不注“高溫”扣1分，不配平②2FeSO42=====FeO不給分，不注氣體符號(↑)扣1分][思維建模]探究型綜合實驗思維流程①認真審題，明確實驗目的，找出實驗原理。②根據(jù)實驗原理選擇儀器和藥品，并設(shè)計出合理的實驗裝置和操作步驟。③準確判斷實驗過程中的實驗現(xiàn)象，并運用分析、計算、圖表、推理等方法處理有關(guān)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出正確的結(jié)論。解答探究型實驗綜合題的注意事項①“合理選擇”是指儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。 儀器的9/21選擇又包括發(fā)生裝置 幾種基本類型 、凈化裝置除雜的試劑與順序 、反應裝置、尾氣處理裝置等；藥品的選擇包括藥品的種類、濃度、狀態(tài)等；連接方式的選擇指儀器的先后順序，導管接口的連接順序等。②“排除干擾”是指反應條件的控制、防止空氣成分介入、盡量避免副反應、雜質(zhì)的清除以及防止產(chǎn)物的揮發(fā)、水解等對實驗的干擾。③“操作準確”則要求熟悉主要儀器的性能、用途和典型的實驗操作步驟。1．(2018·成都一模)工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷濃硫酸。為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應，某學習小組進行以下探究活動：【探究一】(1)將已除去表面氧化物的鐵釘 (碳素鋼)放入冷濃硫酸中，10分鐘后移入硫酸銅溶液中，片刻后取出觀察，鐵釘表面無明顯變化，其原因是。(2)另取鐵釘放入一定量濃硫酸中加熱，充分反應后得到溶液 X并收集到干燥氣體Y。①甲同學認為 X中可能含有 Fe3＋和Fe2＋。若要確認其中的 Fe2＋，應選用________(填序號)。a．KSCN溶液 b．鐵氰化鉀溶液 c．鹽酸②乙同學取448mL(標準狀況)氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應的離子方程式為 ，充分反應后，加入足量 BaCl2溶液，經(jīng)適當操作后得干燥固體 2.33g?？赏浦獨怏wY中SO2的體積分數(shù)為______。【探究二】據(jù)探究一所測 SO2的體積分數(shù)，丙同學認為氣體 Y中可能還含有CO2和Q氣體，因此設(shè)計了下列實驗裝置(圖中夾持儀器省略，實驗前已將裝置中空氣排盡)進一步探究。(3)裝置A中的現(xiàn)象是 ，其作用是 。10/21A B C D E M(4)為判斷CO2是否存在，需將裝置 M添加在________(填字母)。a．A之前 B．A、B之間c．B、C之間 D．C、D之間若存在CO2，則產(chǎn)生 CO2氣體的反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。(5)若C中固體變紅，D中固體變藍，則 Q是________(填化學式)，產(chǎn)生該氣體的原因是_____________________________________________。(6)若某氣體可能由 CO2、SO2、H2中的一種或多種組成，經(jīng)測定其中氧的質(zhì)量分數(shù)為50%，則該氣體的組成可能為________(填字母)。2b．H2、SO2a．SOc．H2、CO2．CO2、SO2de．SO2、CO2、H2【解析】 (1)鐵釘放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強的氧化性，能使鐵釘鈍化阻止反應進一步進行。(2)①亞鐵離子能與鐵氰化鉀溶液反應產(chǎn)生藍色沉淀。②SO2具有還原性，通入足量溴水中，發(fā)生反應的離子方程式為2＋Br2SO2－；生成的硫酸遇到氯化鋇會產(chǎn)生白色沉淀，則＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO4SO2～BaSO41mol233gn2.33gn＝0.01molY氣體的物質(zhì)的量是 0.448L÷22.4Lmol·－1＝0.02mol，同溫同壓下氣體的體0.01mol積與物質(zhì)的量成正比，所以二氧化硫的體積分數(shù)為0.02mol×100%＝50%。11/21(3)SO2會干擾CO2的檢驗，所以 A的作用是除去二氧化硫并檢驗二氧化硫是否除盡。(4)由于堿石灰能吸收 CO2，所以在檢驗Q氣體之前首先檢驗 CO2，因此M應該放在A、B之間；在加熱時，鐵釘中不僅鐵和濃硫酸反應，碳和濃硫酸也反△應，碳和濃硫酸反應方程式為 C＋2H2SO4(濃)=====CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，其中氧化劑是濃硫酸，還原劑是碳，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 2∶1。(5)若C中固體變紅，說明有紅色的銅單質(zhì)生成； D中固體變藍，說明有水生成，因此Q是氫氣。這是由于濃硫酸變稀，鐵與稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣。(6)若某氣體可能由 CO2、SO2、H2中的一種或多種組成，經(jīng)測定其中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為 50%，由于SO2中氧元素的質(zhì)量分數(shù)是 50%，而CO2中氧元素的質(zhì)量分數(shù)大于50%，所以該氣體的組成可能為SO或H、CO或SO、CO、H。222222【答案】(1)鐵在冷濃硫酸中鈍化(2)①b②SO2＋Br2＋2H2＋＋O===4H2Br－2－50%＋SO4(3)溶液顏色變淺2并檢驗SO2是否除盡除去SO(4)b 2∶1 (5)H2 隨著反應進行，濃硫酸變稀，鐵與稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣(6)ace2．(2018·試題調(diào)研)某學習小組通過如圖所示裝置探究MnO2與FeCl3·2O6H能否反應產(chǎn)生Cl2。已知：FeCl3在37℃熔化，100℃揮發(fā)。實驗一：點燃酒精燈，加熱混合物。觀察到的現(xiàn)象有①裝置 a中部分固體溶解，上方出現(xiàn)白霧；②稍后產(chǎn)生黃色氣體，管壁附著黃色液滴；③裝置b中溶液變藍。12/21實驗二：該小組繼續(xù)研究現(xiàn)象②中黃色氣體的成分。實驗如下：加熱FeCl3·6H2O，產(chǎn)生白霧和黃色氣體。(1)至此該小組大膽預測現(xiàn)象②中黃色氣體含有 ________。實驗三：為進一步確認黃色氣體是否含有 Cl2，該小組在保持原有裝置的基礎(chǔ)上稍加變動即證實了Cl2的存在。(2)該小組的方法是?！窘馕觥?1)根據(jù)FeCl3的熔點和揮發(fā)溫度，加熱單一的物質(zhì)3·2OFeCl6H也產(chǎn)生黃色氣體，則黃色氣體含有揮發(fā)的 FeCl3。(2)將裝置b中的溶液換成NaBr溶液，若黃色氣體中含有 Cl2，則可以氧化Br－?！敬鸢浮?(1)FeCl3 (2)將裝置b中的溶液換成NaBr溶液(15分)(2014全·國卷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，進行如下實驗。①氨的測定：精確稱取 wgX，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V1－1的鹽酸標準溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2－1··mLcmolLmolL1HCl，到終點時消耗2NaOH標準溶液滴定過剩的VmLNaOH溶液。氨的測定裝置(已省略加熱和夾持裝置)②氯的測定：準確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)淡紅色沉淀且不再消失為終點(Ag2CrO4為磚紅色)?；卮鹣铝袉栴}：(1)裝置中安全管的作用原理是 。(2)用NaOH標準溶液滴定過剩的 HCl時，應使用________式滴定管，可使13/21用的指示劑為________。(3)樣品中氨的質(zhì)量分數(shù)表達式為 ________________________。測定氨前應該對裝置進行氣密性檢驗，若氣密性不好測定結(jié)果將________(填“偏高”或“偏低”)。(5)測定氯的過程中，使用棕色滴定管的原因是 _____________________；滴定終點時，若溶液中 c(Ag＋)＝2.0×10－5mol·L－1，c(CrO24－)為________mol·L－1。[已知：Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12](6)經(jīng)測定，樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1∶6∶3，鈷的化合價為________。制備X的化學方程式為___________________________；X的制備過程中溫度不能過高的原因是 _________________________。[命題立意]設(shè)問知識落點核心素養(yǎng)(1)導管的安全的原理——液面變化宏觀辨識與安全意識(2)滴定管的選擇與指示劑選擇宏觀辨識與證據(jù)推理(3)定量計算與數(shù)據(jù)處理證據(jù)推理與科學精神(4)滴定誤差分析(5)sp的計算宏觀辨識與證據(jù)推理儀器選擇與K(6)物質(zhì)的量之比推算化合價，化學方變化觀念與證據(jù)推理，科學探究與程式書寫和H22的受熱分解科學精神O【解答指導】第一步：審讀題干信息有什么某小組用CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料合成橙黃色晶體X，第(6)問中確定X中鈷、氨、氯的物質(zhì)的量之比為1∶6∶3，則X的化學式為[Co(NH3)6]Cl3，故Co的化合價為＋3；制備X的化學方程式為 2CoCl2＋2NH4Cl10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O，制取X的反應物中有H2O2，而H2O2具有熱不穩(wěn)定性，故制取 X的過程中溫度不能過高。14/21第二步：審讀圖示信息有什么氨的測定裝置中，裝置 A中有一長安全管，其導管末端伸入到液面以下，當A中圓底燒瓶中氣壓過大時，會把液體壓到安全管中，從而使 A中氣體壓力穩(wěn)定，這就是第(1)問中安全管的作用。裝置B三頸瓶中加入足量 NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生的 NH3用C裝置中鹽酸標準溶液吸收，過量的鹽酸再用－1NaOH溶液滴定，依據(jù)裝置C錐形瓶c2mol·L中發(fā)生的反應：NH3＋HCl===NH4Cl、NaOH＋HCl===NaCl＋H2O。第三步：審讀設(shè)問信息有什么第(3)問中鹽酸的總物質(zhì)的量為c1V1×10－3mol，參與NH3＋HCl===NH4Cl反應后，剩余的鹽酸的物質(zhì)的量為 c2V2×10－3mol，則樣品X中n(NH3)＝(c1V1－c2V2)×10－3mol。氨的質(zhì)量分數(shù)為c1V1－c2V2×10－3mol×17g·mol－1100%。wg第(4)問中若裝置漏氣，造成氨的測定實驗中氨氣外逸損失，消耗的鹽酸量減小，結(jié)果偏低。第(5)問中c(Ag＋)＝51，依據(jù)222.0×10－mol·L－Ksp＝c(Ag＋)·c(CrO4－)＝1.12×10－12231。計算出c(CrO4－)＝2.8×10－mol·L－【解析】 (1)若沒有A中的安全管，當A中產(chǎn)生氣體時，會因裝置壓力過大發(fā)生危險，反之，有安全管存在，當 A中壓力過大時，安全管中的液面會上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定。(2)由題意知，用 NaOH標準溶液滴定過剩的 HCl時，NaOH溶液應放入堿式滴定管中，可使用酚酞作指示劑，滴定至終點時溶液由無色變?yōu)闇\紅色。(6)樣品 X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為 1∶6∶3，可寫出化學式為15/21[Co(NH3)6]Cl3，由化合物中正負化合價代數(shù)和為 0計算，NH3整體為0價，氯為－1價，故Co為＋3價；從而推出制備 X的化學方程式為 2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。由于溫度過高時 H2O2易分解，NH3易揮發(fā)，故制備過程中溫度不能過高，否則 H2O2分解，NH3揮發(fā)。【答案及評分標準】 (1)當A裝置燒瓶內(nèi)壓力過大時，安全管中液面上升，使燒瓶中壓力穩(wěn)定(1分，其他合理答案也可給分)(2)堿(1分)酚酞(1分，答“甲基橙”也給分，答“石蕊”不給分。)11－c22×－3×1711－c22×1700cVV10cVV(3)w×100%(2分，答“w%”也給分，答“c1V1－c2V2×17c1V1－c2V2×17w”也給分，“w%”不給分)(4)偏低(1分)(5)防止硝酸銀見光分解(1分)－32.8×10(2分，答“0.0028”也給分)(6)＋3(2分)2CoCl2＋2NH4＋10NH3＋H22363＋2H2O(2ClO===2[Co(NH)]Cl分，不配平不給分)溫度過高H2O2分解、NH3逸出(2分，不答“H22分解”O(jiān)或不答“NH3逸出”只給1分)[思維建模](1定量測定型實驗的思維流程①巧審題，明確實驗目的、原理,實驗原理可從題給的化學情境或題目所給的實驗目的 并結(jié)合元素化合物的有關(guān)知識獲取。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)可靠性、簡捷性、安全性的原則，確定符合實驗目的、要求的實驗方案。②想過程，理清操作先后順序 ,根據(jù)由實驗原理所確定的實驗方案中的實驗過程，確定實驗操作的方法和步驟， 把握各實驗步驟的要點，理清實驗操作的先后順序。③看準圖，分析裝置或流程作用 ,若題目中給出裝置圖，在分析解答過程中，要認真細致地分析圖中各部分裝置， 并結(jié)合實驗目的和原理，確定它們在實驗中16/21的作用。④細分析，巧計算,在定性實驗的基礎(chǔ)上研究量的關(guān)系，根據(jù)實驗現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，對實驗數(shù)據(jù)進行篩選，通過分析、計算、推理等確定有關(guān)樣品含量及化學式。定量實驗數(shù)據(jù)的處理方法①看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精確度特點， 如用托盤天平測得質(zhì)量的精確度為0.1g，若精確度值超過了這個范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的。②看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去。③看反應是否完全，是否是過量反應物作用下所得的數(shù)據(jù)， 只有完全反應時所得的數(shù)據(jù)，才能進行有效處理和應用。④看所得數(shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一致， 特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強一致的情況下才能進行比較、運算。⑤看數(shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理，錯誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。1．(2018·試題調(diào)研)將硫鐵礦(主要成分為FeS2)焙燒所得尾氣中主要含N2、O2、氣體X和少量的CO2、H2O。取標準狀況下的VL尾氣測定其中氣體X含量的方案如下：【方案一】將尾氣緩慢通入如圖所示裝置 A中：(1)裝置A的名稱是________，裝置C的作用是______________________。17/21(2)實驗時先通入尾氣，再通入一定量的氮氣，通過裝置 B的增重計算氣體X的體積分數(shù)，該方案是否合理： ______(填“合理”或“不合理” )，理由是____________________________________________________________若(方案合理，該空不必填寫)。【方案二】將尾氣緩慢通入裝置D中，與足量試劑M充分反應后，再滴入過量試劑N，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、稱量，得沉淀的質(zhì)量為mg。(3)進行沉淀洗滌的操作是 _____________________________________。(4)若試劑M、N分別是溴水、BaCl2溶液，寫出氣體X的體積分數(shù)的表達式：____________(用含m、V的代數(shù)式表示)。(5)若試劑M是________，不用再滴加試劑 N，觀察到裝置D中生成的無色氣體在瓶口處變?yōu)榧t棕色。寫出溶液中反應的離子方程式： _________________?！窘馕觥?硫鐵礦焙燒所得尾氣中含有 SO2，故X為SO2。(1)結(jié)合裝置A的儀器特點及在實驗中的作用可知其為洗氣瓶。裝置 C中干燥管盛有堿石灰，目的是吸收空氣中的水蒸氣、 CO2，防止這些氣體進入裝置 B干擾實驗。(2)因為尾氣中的CO2氣體能被裝置 B中的堿石灰吸收，使所測 SO2的體積分數(shù)偏大，故該實驗方案不合理。 (3)洗滌沉淀的操作是在漏斗中的沉淀上滴加蒸餾水，直至恰好沒過沉淀，待水自然流下后再重復 2～3次此操作。(4)裝置D中發(fā)生的反222＋反應生成沉淀BaSO4，則n(SO2)＝應是SO2被Br2氧化為SO4－，SO4－與Bammn(BaSO4)＝233mol，標準狀況下，V(SO2)＝22.4×233L，故尾氣中SO2的體積2240m分數(shù)的表達式是 233V%。(5)無色氣體在瓶口變成紅棕色，說明無色氣體為NO，－則試劑M中含有NO3；因產(chǎn)生BaSO4沉淀，故試劑M為Ba(NO3)2溶液。通入SO氣體時，SO被硝酸氧化為2－，而NO－被還原為NO，反應的離子方程3224式為2＋＋2NO－＋2H24↓＋2NO＋4H＋。233SO＋3BaO===3BaSO18/21【答案】(1)洗氣瓶防止空氣中的水蒸氣、CO2進入裝置B干擾實驗(2)不合理因為尾氣中的CO2也能被裝置B中的堿石灰吸收，使所測SO2的體積分數(shù)偏大(3)在漏斗中加蒸餾水至恰好沒過沉淀，待水自然流下后再重復2～32240m2＋－次此操作(4)233V%(5)Ba(NO3)2溶液3SO2＋3Ba＋2NO3＋24↓＋2NO＋4H＋2HO===3BaSO2．(2018·試題調(diào)研)某化學興趣小組查閱有關(guān)資料，獲得以下信息：Ⅰ.無水乙醇與濃硫酸共熱到 170℃時主要生成乙烯，140℃時主要生成乙醚(CH3CH2OCH2CH3)。KMnO4Ⅱ.KMnO4在酸性條件下氧化某些有機物的變化為 C2H4――→CO2＋H2O；H＋2－KMnO4CO2＋H2O；MnO－―→Mn2＋。24――→4COH＋Ⅲ.