高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題十三 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知能方法大提升

專題十三化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)考點(diǎn)考題統(tǒng)計(jì)2013年命題趨勢(shì)2012年2011年2010年實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)滲透到各種題型中，主要考查常用儀器的使用及注意事項(xiàng)、物質(zhì)檢驗(yàn)、分離、提純的基本操作和常見氣體的制備及裝置連接、氣密性檢查等?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作浙江、天津、山東、福建、安徽、重慶、江蘇海南、江蘇、安徽、廣東、浙江安徽、山東、江蘇物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純廣東、浙江、課標(biāo)、北京、上海、海南、山東廣東、安徽、天津、重慶、海南、全國(guó)、山東天津、浙江、江蘇、廣東常見氣體的制取上海、福建上海、天津、福建、北京、山東福建、北京、課標(biāo)1．常見儀器的主要用途及使用方法。2．實(shí)驗(yàn)基本操作及注意事項(xiàng)。3．常見物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離與提純。4．常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法。1．中學(xué)化學(xué)中玻璃棒有哪些用途？答案玻璃棒主要用于攪拌、引流和蘸取少量溶液。如①固體的溶解時(shí)是攪拌加速溶解；②濃硫酸的稀釋時(shí)攪拌是使溶液迅速混合均勻，加快散熱防止溶液沸騰外濺；③試紙的使用是為了沾取試紙或蘸取少量溶液；④過濾時(shí)引流防止溶液外流；⑤蒸發(fā)時(shí)攪拌是防止因局部受熱溶液或晶體飛濺；⑥容量瓶配制溶液時(shí)是引流防止溶液外流。2．怎樣正確使用試紙？答案(1)檢驗(yàn)溶液：先把一小塊試紙放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待測(cè)溶液的玻璃棒點(diǎn)試紙的中部，觀察顏色的變化，判斷溶液的性質(zhì)；(2)檢驗(yàn)氣體：先用蒸餾水把試紙潤(rùn)濕，粘在玻璃棒的一端，用玻璃棒把試紙放到盛有待測(cè)氣體的試管口(注意不要接觸)，觀察試紙的顏色變化情況來判斷氣體的性質(zhì)；(3)pH試紙測(cè)試溶液，使用前不能用蒸餾水潤(rùn)濕。3．怎樣進(jìn)行裝置氣密性檢查？答案(1)加熱法：不帶長(zhǎng)頸漏斗的裝置氣密性檢查方法。應(yīng)先關(guān)閉裝置活塞或止水夾，把導(dǎo)管末端放入水中，用手捂熱(或用熱毛巾或酒精燈加熱)試管一會(huì)兒，如果有氣泡從水中冒出，且試管冷卻后在導(dǎo)管中形成一段水柱，且短時(shí)間內(nèi)不下降，證明裝置氣密性完好。(2)加水法：帶有長(zhǎng)頸漏斗的裝置氣密性檢查方法。先用止水夾夾住橡皮管，再向長(zhǎng)頸漏斗中加入水使長(zhǎng)頸漏斗中液面高于試管中液面，一段時(shí)間后，長(zhǎng)頸漏斗中的液面不發(fā)生變化，證明裝置氣密性完好。4．化學(xué)方法分離和提純物質(zhì)應(yīng)遵循“四原則”和“三必須”是什么？答案(1)化學(xué)方法分離和提純物質(zhì)“四原則”：①不增：不引入新雜質(zhì)；②不減：所選試劑不與被提純物反應(yīng)，盡量不減少或少損失被提純物；③易分：所選試劑與雜質(zhì)反應(yīng)后的生成物易與被提純物分離(或雜質(zhì)被轉(zhuǎn)化成被提純物)，所用試劑也要易與被提純物分離；④易復(fù)原：在分離或除雜過程中，如果被分離或被提純的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)，最后應(yīng)將被提純物復(fù)原成原來的狀態(tài)。(2)化學(xué)方法分離和提純物質(zhì)的“三必須”：一是除雜試劑必須過量；二是過量試劑必須除清(因?yàn)檫^量試劑會(huì)帶入新的雜質(zhì))；三是除雜途徑選最佳，注意除多種雜質(zhì)的合理順序。5．常見氣體制備的裝置類型涉及哪些氣體？要注意哪些操作？答案(1)固體＋固體eq\o(→,\s\up15(△))氣體，涉及O2、NH3等的制取，裝置要試管口稍向下傾斜、鐵夾應(yīng)夾在距試管口eq\f(1,3)處、膠塞上導(dǎo)管伸入試管不能太長(zhǎng)，藥品平鋪試管底部，用外焰先預(yù)熱再集中加熱。(2)固體＋液體→氣體，涉及H2、CO2、H2S等的制取，在用簡(jiǎn)易裝置時(shí)，先檢查裝置氣密性，用長(zhǎng)頸漏斗的下口伸入液面下。(3)固體(或液體)＋液體eq\o(→,\s\up15(△))氣體，涉及Cl2、HCl、C2H4等的制取，操作時(shí)要注意：①先把固體藥品加入燒瓶，后加入液體藥品；②要正確使用分液漏斗；③用燒瓶加熱時(shí)要墊石棉網(wǎng)；④加熱液體混合物時(shí)要加幾塊碎瓷片(或沸石)，防止暴沸。考點(diǎn)一化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作主要以選擇題的形式考查一些常用化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的用途、使用方法、注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)基本操作等問題，還常常涉及實(shí)驗(yàn)操作的安全問題等?！镜淅?】(2012·天津，4)完成下列實(shí)驗(yàn)所選擇的裝置或儀器(夾持裝置已略去)正確的是()。ABCD實(shí)驗(yàn)用CCl4提取溴水中的Br2除去乙醇中的苯酚從KI和I2的固體混合物中回收I2配制100mL0.1000mol·L－1K2Cr2O7溶液裝置或儀器解析用CCl4提取溴水中的溴，用萃取和分液的方法，主要儀器用分液漏斗，A項(xiàng)正確；苯酚易溶于乙醇等有機(jī)溶劑，不能用過濾的方法，應(yīng)用氫氧化鈉溶液把苯酚轉(zhuǎn)化成鹽，再蒸餾出乙醇即可，B項(xiàng)錯(cuò)誤；碘升華，但在蒸發(fā)皿中加熱時(shí)碘揮發(fā)到空氣中，達(dá)不到回收的目的，同時(shí)該裝置中蒸發(fā)皿的加熱不需要墊石棉網(wǎng)，應(yīng)在燒杯中加熱并在燒杯上蓋上盛有冷水的表面皿，C項(xiàng)錯(cuò)誤；配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí)，用到的主要儀器是容量瓶，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A【預(yù)測(cè)1】(2012·宿州統(tǒng)考)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理或操作正確的是()。A．選擇合適的試劑，用圖中所示裝置Ⅰ可分別制取少量CO2、NO和O2B．制備乙酸乙酯時(shí)，向乙醇中緩慢加入濃硫酸和冰醋酸C．洗滌沉淀時(shí)，向漏斗中加適量水，攪拌并濾干D．用廣泛pH試紙測(cè)得0.1mol·L－1NH4Cl溶液的pH＝5.2解析圖中裝置Ⅰ適合液體與固體、不需要加熱的反應(yīng)，但由于2NO＋O2=2NO2，所以NO不能用排氣法收集，只能用排水法收集，A錯(cuò)誤；洗滌沉淀時(shí)不能攪拌，以免破壞濾紙；用pH試紙測(cè)定溶液的pH時(shí)只能讀出整數(shù)值。答案B1．坩堝和蒸發(fā)皿均可直接加熱，坩堝主要用于固體的灼燒，要用坩堝鉗夾取；蒸發(fā)皿主要用于溶液的蒸發(fā)、濃縮和結(jié)晶，蒸發(fā)時(shí)當(dāng)蒸發(fā)皿中有較多固體析出時(shí)即停止加熱，利用余熱蒸干。2．試劑瓶：廣口瓶盛放固體藥品、細(xì)口瓶盛放液體藥品、棕色瓶盛放需要避光保存藥品；堿性物質(zhì)不用玻璃塞、氧化性物質(zhì)不用橡膠塞或軟木塞。3．容量瓶、滴定管使用前要檢漏，托盤天平使用前需調(diào)平；容量瓶不能溶解、盛放液體，酸式滴定管可量取酸性和氧化性溶液、堿式滴定管只能量取堿液；托盤天平稱取質(zhì)量時(shí)要左物右碼。4．漏斗：普通漏斗主要用于過濾器和添加液體；長(zhǎng)頸漏斗主要用于組裝簡(jiǎn)易反應(yīng)器；分液漏斗主要用于分離互不相溶的液體和作反應(yīng)器的加液裝置，分液時(shí)，下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出。5．計(jì)量?jī)x器讀數(shù)要準(zhǔn)確：托盤天平、量筒的精確度為0.1，滴定管的精確度為0.01，pH試紙讀取的數(shù)值為整數(shù)。6．pH試紙檢驗(yàn)溶液時(shí)一定不要濕潤(rùn)，試紙檢驗(yàn)氣體前一定不要忘記需先濕潤(rùn)后檢驗(yàn)。7．檢查裝置氣密性時(shí)一定不要忘記開始的“形成密閉體系”的準(zhǔn)備工作。8．蒸餾：蒸餾燒瓶中要加碎瓷片(或沸石)防暴沸，溫度計(jì)水銀球處于蒸餾燒瓶支管口處，冷卻水的流向?yàn)橄逻M(jìn)上出。考點(diǎn)二物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純主要以選擇和填空題的形式考查物質(zhì)的鑒別、離子檢驗(yàn)、物質(zhì)的分離和提純的原理、方法和操作等。【典例2】(2012·廣東，9)下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的的是()。A．用溴水鑒別苯和正己烷B．用BaCl2溶液鑒別SOeq\o\al(2－,4)與SOeq\o\al(2－,3)C．用濃HNO3與Cu反應(yīng)制備NO2D．將混有HCl的Cl2通入飽和NaHCO3溶液中除去HCl解析苯和正己烷與溴水均不反應(yīng)，且均不溶于水比水輕，均萃取溴單質(zhì)后在水的上層呈橙紅色，不能鑒別二者，A項(xiàng)錯(cuò)誤；SOeq\o\al(2－,4)和Ba2＋生成白色沉淀BaSO4，SOeq\o\al(2－,3)和Ba2＋生成白色沉淀BaSO3，只用BaCl2溶液不能鑒別SOeq\o\al(2－,4)和SOeq\o\al(2－,3)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu與濃HNO3反應(yīng)Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，C項(xiàng)正確；Cl2與水反應(yīng)生成HCl，也能與NaHCO3反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C【預(yù)測(cè)2】下列各組物質(zhì)的無色溶液，不用其他試劑能鑒別的是()。①KOHNa2SO4AlCl3②NaHCO3Ba(OH)2H2SO4③HClNaAlO2NaHSO4④Ca(OH)2Na2CO3BaCl2A．①②B．②③C．①③④D．①②④解析將各組溶液兩兩混合后，若現(xiàn)象各不相同，即可鑒別，否則不能鑒別。①中KOH和AlCl3滴加順序不同，現(xiàn)象不同；②中Ba(OH)2和NaHCO3與H2SO4均生成沉淀，再向沉淀中交叉滴加NaHCO3與H2SO4，一種沉淀中產(chǎn)生氣體，但仍有白色沉淀存在，另一種沉淀不溶解，無新現(xiàn)象產(chǎn)生；③中HCl和NaHSO4分別與NaAlO2混合時(shí)，現(xiàn)象相同；④中Ca(OH)2、BaCl2分別與Na2CO3混合時(shí)現(xiàn)象相同，因此答案為A。答案A1．物質(zhì)檢驗(yàn)、鑒別的突破點(diǎn)①溶于水顯堿性的氣體是NH3；②在空氣中由無色變?yōu)榧t棕色的是NO；③遇SCN－顯紅色、遇OH－生成紅褐色沉淀的是Fe3＋；④遇Ag＋產(chǎn)生沉淀且不用于稀硝酸，若沉淀為白色則為Cl－、若沉淀為淡黃色則為Br－、若沉淀為黃色則為I－；⑤可溶于NaOH溶液的白色沉淀是Al(OH)3、金屬氧化物是Al2O3；⑥能與NaOH溶液作用產(chǎn)生H2的金屬是Al，非金屬是Si；⑦能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，且該氣體通過品紅溶液使之褪色，加熱又復(fù)原的離子：SOeq\o\al(2－,3)、S2Oeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)；⑧能與新制Cu(OH)2懸濁液混合加熱生成紅色沉淀的物質(zhì)：甲酸、甲酸酯、葡萄糖、醛類等。2．物質(zhì)分離、提純的化學(xué)方法和原理方法原理沉淀法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀氣化法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體雜轉(zhuǎn)純法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為需要提純的物質(zhì)氧化還原法用氧化劑(還原劑)除去具有還原性(氧化性)的雜質(zhì)熱分解法加熱使不穩(wěn)定的物質(zhì)分解除去酸堿溶解法利用物質(zhì)與酸或堿溶液混合后的差異進(jìn)行分離電解法利用電解原理除去雜質(zhì)調(diào)pH法加入試劑來調(diào)節(jié)溶液的pH，使溶液中某成分沉淀而分離考點(diǎn)三常見氣體的制取主要以選擇題及Ⅱ卷綜合實(shí)驗(yàn)題的形式考查實(shí)驗(yàn)室氣體的制備原理、裝置的選取與組合、連接，氣體的收集、凈化、干燥、尾氣處理等裝置的選擇，氣密性檢查及實(shí)驗(yàn)安全問題等?！镜淅?】(2012·上海，16)實(shí)驗(yàn)室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是()。A．①是氨氣發(fā)生裝置B．③是氨氣發(fā)生裝置C．②是氨氣吸收裝置D．④是氨氣收集、檢驗(yàn)裝置解析①裝置在管口處又生成NH4Cl，無法制得NH3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；選用裝置③，使用濃氨水與CaO或NaOH作用，可制取NH3，B項(xiàng)正確；②作為NH3的吸收裝置倒置，倒置漏斗插入水中，不能防止倒吸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；利用④收集NH3時(shí)，收集氣體不純，試紙應(yīng)粘在玻璃棒上，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B【預(yù)測(cè)3】(2012·皖中六校聯(lián)考)圖中裝置可以用來發(fā)生、洗滌、干燥、收集(不考慮尾氣處理)氣體。該裝置可用于()。A．鋅和鹽酸生成氫氣B．亞硫酸鈉和濃硫酸生成二氧化硫C．碳酸鈣和鹽酸生成二氧化碳D．濃氨水和燒堿制取氨氣解析A項(xiàng)H2不溶于水、可用濃硫酸干燥、收集用向下排空氣法，可用于此裝置；B項(xiàng)，二氧化硫能溶于水，收集應(yīng)用向上排空氣法，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，二氧化碳能與水反應(yīng)，收集應(yīng)用向上排空氣法，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，氨氣極易溶于水，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A1．“萬能瓶”(如右圖)：(1)收集氣體：①若ρ氣＞ρ空，則導(dǎo)氣管應(yīng)是A進(jìn)B出，即向上排空氣法；②若ρ氣＜ρ空，則導(dǎo)氣管應(yīng)是B進(jìn)A出，即向下排空氣法。(2)洗氣瓶：氣體的除雜，如Cl2(HCl)。注意導(dǎo)氣管應(yīng)是A進(jìn)B出。(3)貯氣瓶：廣口瓶中盛滿液體，B進(jìn)A出，可暫時(shí)貯存氣體或排液集氣法。(4)安全瓶：防倒吸裝置，此時(shí)應(yīng)將A管的長(zhǎng)度同B管。2．氣體的干燥(1)酸性干燥劑，如濃硫酸、P2O5和硅膠，只干燥酸性或中性氣體；(2)堿性干燥劑，如堿石灰，只干燥顯堿性或中性氣體；(3)中性干燥劑，如無水氯化鈣，干燥除NH3(因CaCl2與NH3反應(yīng)生成CaCl2·8NH3)外氣體。注意干燥管中氣體流入方向：粗進(jìn)細(xì)出。3．氣體的凈化(1)洗氣瓶洗氣，如Cl2(HCl)用飽和食鹽水、SO2(HCl、SO3)用飽和NaHSO3溶液、CO2(HCl、SO2)用飽和NaHCO3溶液、CO(CO2)用NaOH溶液、H2O(g)用濃硫酸除去；(2)硬質(zhì)玻璃管除雜：如CO2(CO)用灼熱的CuO除去，CO2(O2)用灼熱的銅網(wǎng)除去。4．尾氣處理(1)難以吸收且可燃性氣體如CO等用“燃燒法”處理或采用氣球收集法處理；(2)酸性氣體用堿液吸收如Cl2、SO2；(3)水溶性大的用水吸收如HCl、NH3等，注意防倒吸的裝置使用。解題技法：實(shí)驗(yàn)裝置的判斷方法實(shí)驗(yàn)裝置圖的正誤判斷，是化學(xué)學(xué)習(xí)的一種基本能力，更是高考的一大考點(diǎn)。解答策略重在五查：(1)查實(shí)驗(yàn)裝置中的儀器的使用和連接是否有錯(cuò)；(2)查所用反應(yīng)試劑是否符合實(shí)驗(yàn)原理；(3)查氣體收集方法是否有錯(cuò)；(4)查尾氣吸收裝置、安全裝置是否有錯(cuò)；(5)查實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c相應(yīng)操作是否相符，現(xiàn)象、結(jié)論是否統(tǒng)一。1．(2012·濰坊期末)下列實(shí)驗(yàn)裝置和操作正確的是()。解析B項(xiàng)收集CO2應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)短管出及NO不能用排空氣法收集；C項(xiàng)濃硫酸不在量筒中稀釋；D項(xiàng)易發(fā)生倒吸現(xiàn)象。答案A根據(jù)制備氨氣的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒔Y(jié)合實(shí)驗(yàn)原理和氨氣的性質(zhì)判斷，裝置A正確；根據(jù)收集氣體的原理及氣體的性質(zhì)判斷B中收集CO2應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)短管出及NO不能用排空氣法收集；根據(jù)量筒的用途判斷裝置C錯(cuò)誤；根據(jù)裝置原理判斷D裝置收集氨氣易發(fā)生倒吸現(xiàn)象。2．(2012·福建泉州四校第二次聯(lián)考)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)研究的基礎(chǔ)。下列關(guān)于各實(shí)驗(yàn)裝置的敘述正確的是()。A．裝置①常用于分離互不相溶的液體混合物B．裝置②可用于吸收NH3或HCl氣體，并防止倒吸C．裝置③可用于收集H2、CO2、Cl2、NH3等氣體D．裝置④可用于干燥、收集氯化氫，并吸收多余的氯化氫解析A項(xiàng)該裝置為分離互溶的液體混合物；B項(xiàng)當(dāng)吸收NH3或HCl氣體時(shí)，易產(chǎn)生倒吸；D項(xiàng)堿石灰將氯化氫吸收且短管進(jìn)長(zhǎng)管出不能收集密度大于空氣的氣體，無法收集到氯化氫。答案C根據(jù)蒸餾的原理①裝置分離互溶的液體混合物；NH3或HCl氣體極易溶解于水，直接通入水中則產(chǎn)生倒吸。故②吸收裝置中的有機(jī)物密度應(yīng)大于H2O；若長(zhǎng)管進(jìn)短管出，③裝置可收集密度大于空氣的氣體，若短管進(jìn)長(zhǎng)管出，③裝置可收集密度小于空氣的氣體；④裝置中的堿石灰呈堿性與HCl反應(yīng)且短管進(jìn)長(zhǎng)管出只能收集密度小于空氣的氣體。(時(shí)間：45分鐘分值：100分)一、選擇題(共7個(gè)小題，每小題6分，共42分，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)是正確的)1．(2012·福建，6)下列做法不正確的是()。A．易燃試劑與強(qiáng)氧化性試劑分開放置并遠(yuǎn)離火源B．用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)氨氣C．在50mL量筒中配制0.1000mol·L－1碳酸鈉溶液D．金屬鈉著火時(shí)，用細(xì)沙覆蓋滅火解析量筒是用來量取液體的，一般不用來配制溶液，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C2．(2012·山東，11)下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是()。A．中和滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)，用待測(cè)液潤(rùn)洗錐形瓶B．盛放NaOH溶液時(shí)，使用帶玻璃塞的磨口瓶C．用苯萃取溴水中的溴時(shí)，將溴的苯溶液從分液漏斗下口放出D．NaCl溶液蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，蒸發(fā)皿中有晶體析出并剩余少量液體即停止加熱解析中和滴定時(shí)錐形瓶無需用待測(cè)液洗滌，A項(xiàng)錯(cuò)誤；NaOH溶液應(yīng)該盛放在橡皮塞的試劑瓶中，B項(xiàng)錯(cuò)誤；苯的密度比水小，用苯萃取溴水中的溴時(shí)，溴的苯溶液在上層，從分液漏斗的上口倒出，C項(xiàng)錯(cuò)誤；蒸發(fā)NaCl溶液時(shí)，當(dāng)蒸發(fā)皿中有大量晶體析出，停止加熱，利用余熱蒸干溶液，D項(xiàng)正確。答案D3．(2012·江蘇，6)用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)。A．用圖1所示裝置除去Cl2中含有的少量HClB．用圖2所示裝置蒸干NH4Cl飽和溶液制備NH4Cl晶體C．用圖3所示裝置制取少量純凈的CO2氣體D．用圖4所示裝置分離CCl4萃取碘水后已分層的有機(jī)層和水層解析NaOH溶液也吸收Cl2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加熱NH4Cl易分解成NH3和HCl，B項(xiàng)錯(cuò)誤；純堿是細(xì)小的粉末，會(huì)漏下去的，同時(shí)制取的CO2中混有HCl和H2O，C項(xiàng)錯(cuò)誤；I2在CCl4中的溶解度大且CCl4的密度大于水的密度，D項(xiàng)正確。答案D4．實(shí)驗(yàn)室用貝殼與稀鹽酸反應(yīng)制備并收集CO2氣體，下列裝置中合理的是()。A．①③B．②④C．①④D．②③解析CO2的制備應(yīng)選用固＋液→氣裝置，且收集方法應(yīng)用向上排空氣法，故②、④均可。答案B5．(2012·寧波八校高三下學(xué)期)下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能完成或?qū)嶒?yàn)結(jié)論合理的是()。A．證明一瓶紅棕色氣體是溴蒸氣還是二氧化氮，可用濕潤(rùn)的碘化鉀-淀粉試紙檢驗(yàn)，觀察試紙顏色的變化B．鋁熱劑溶于足量稀鹽酸再滴加KSCN溶液，未出現(xiàn)血紅色，該鋁熱劑不含氧化鐵C．測(cè)氯水的pH可用玻璃棒蘸取氯水點(diǎn)在pH試紙上，待其變色后和標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較D．用新制氫氧化銅懸濁液可以鑒別甲酸、甲酸甲酯、乙酸、乙酸乙酯四種物質(zhì)解析A項(xiàng)溴蒸氣和二氧化氮均具有強(qiáng)氧化性，都能夠使?jié)駶?rùn)的碘化鉀-淀粉試紙變藍(lán)，不正確；由于Fe3＋能夠氧化鋁轉(zhuǎn)化為Fe2＋，故B項(xiàng)不正確；氯水具有強(qiáng)氧化性，能夠使pH試紙變紅后褪色，無法測(cè)量其pH，C項(xiàng)不正確；常溫下，根據(jù)能否溶解新制氫氧化銅分為兩組甲酸和乙酸、甲酸甲酯和乙酸乙酯，然后加入過量新制氫氧化銅加熱，甲酸和甲酸甲酯的溶液能夠生成紅色沉淀。答案D6．(2012·皖南八校聯(lián)考)除去下列括號(hào)內(nèi)雜質(zhì)的試劑和方法錯(cuò)誤的是()。A．HNO3溶液(H2SO4)，適量BaCl2溶液，過濾B．CO2(SO2)，酸性KMnO4溶液、濃硫酸，洗氣C．KNO3晶體(NaCl)，蒸餾水，結(jié)晶D．C2H5OH(CH2COOH)，加足量CaO，蒸餾解析BaCl2與H2SO4反應(yīng)：BaCl2＋H2SO4=BaSO4↓＋2HCl，引入新的雜質(zhì)。答案A7．(2012·浙江，13)水溶液X中只可能溶有K＋、Mg2＋、Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)、SiOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)中的若干種離子。某同學(xué)對(duì)該溶液進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：下列判斷正確的是()。A．氣體甲一定是純凈物B．沉淀甲是硅酸和硅酸鎂的混合物C．K＋、AlOeq\o\al(－,2)和SiOeq\o\al(2－,3)一定存在于溶液X中D．COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)一定不存在于溶液X中解析加入過量鹽酸有氣體生成，則X中至少含有SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)中的一種，有沉淀甲生成則溶液X中一定含有SiOeq\o\al(2－,3)，有SiOeq\o\al(2－,3)則一定不含Mg2＋、Al3＋；無色溶液甲加入過量氨水有白色沉淀乙生成，白色沉淀乙一定是Al(OH)3，則溶液X中一定含有AlOeq\o\al(－,2)，根據(jù)電荷守恒，溶液中一定含有陽離子，則只能為K＋，SOeq\o\al(2－,4)不能確定是否含有，故C項(xiàng)正確。答案C二、非選擇題(共4個(gè)題，共58分)8．(14分)(2012·南昌調(diào)研)(1)實(shí)驗(yàn)室若要配制220mL，1mol·L－1的稀硫酸應(yīng)選用的容量瓶規(guī)格是________；當(dāng)定容時(shí)，視線偏低，則配得的溶液溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度________1mol·L－1(填“>”“＝”、“<”)。(2)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的說法正確的是________。A．可用25mL堿式滴定管量取20.00mLKMnO4溶液B．用pH試紙測(cè)定溶液的pH時(shí)，需先用蒸餾水潤(rùn)濕試紙C．蒸餾時(shí)蒸餾燒瓶中液體的體積不能超過容積的eq\f(2,3)，液體也不能蒸干D．將金屬鈉在研缽中研成粉末，使鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)更安全E．用NaOH溶液洗滌并灼燒鉑絲后，再進(jìn)行焰色反應(yīng)(3)(2012·濰坊期末)下列實(shí)驗(yàn)操作或?qū)嶒?yàn)所得出的結(jié)論正確的是________(填序號(hào))。A．鍍鋅層破損后即對(duì)鍍鋅鐵(白鐵)制品失去保護(hù)作用B．制備Fe(OH)3膠體時(shí)，應(yīng)向沸水中逐滴加入1mol·L－1的FeCl3溶液，并繼續(xù)加熱到液體呈透明的紅褐色為止C．用托盤天平稱取5.85gNaCl，稱量時(shí)砝碼放在右盤，氯化鈉放在左盤D．用灼燒聞氣味的方法可以區(qū)別合成纖維和羊毛E．用新制Cu(OH)2懸濁液與病人尿液共熱，可檢驗(yàn)?zāi)蛞褐惺欠窈衅咸烟墙馕?1)容量瓶規(guī)格要等于或大于所配溶液的體積，但要最為接近，所以應(yīng)該選用250mL的容量瓶；視線偏低則使溶液體積增大，濃度減小；(2)KMnO4溶液有強(qiáng)氧化性，不能用堿式滴定管，pH試紙不能先用水潤(rùn)濕，鈉的性質(zhì)活潑，研成粉末與水反應(yīng)更為劇烈，不安全；焰色反應(yīng)應(yīng)用稀鹽酸洗滌鉑絲；(3)A項(xiàng)鋅比鐵活潑，鍍鋅鐵破損后，仍具有保護(hù)作用；C項(xiàng)托盤天平精確到0.1g。答案(1)250mL<(2)C(3)BDE9．(14分)實(shí)驗(yàn)室常見的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示：(1)實(shí)驗(yàn)室可以用B或C裝置制取氨氣，如果用C裝置，通常使用的藥品是________；檢查C裝置氣密性的操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)氣體的性質(zhì)是選擇氣體收集方法的主要依據(jù)。下列氣體的性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是________(填序號(hào)，下同)。①密度②顏色③溶解性④熱穩(wěn)定性⑤是否與氧氣反應(yīng)下圖是某學(xué)生設(shè)計(jì)的收集氣體的幾種裝置，其中不可行的是________。(3)若用A裝置與D裝置相連制取收集X氣體，則X可能是下列氣體中的________；①CO2②NO③Cl2④H2其中在D裝置中連接小燒杯的目的是________________________________________________________________________。解析(1)采用B裝置制取氨氣時(shí)應(yīng)選用消石灰和氯化銨固體；C裝置適用于固體與液體不需要加熱的反應(yīng)，故應(yīng)選用濃氨水和氧化鈣(或堿石灰、固體氫氧化鈉等)。檢查C裝置氣密性的操作是將導(dǎo)管通入水槽中，用手捂或酒精燈微熱圓底燒瓶底部，如果導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生，松開手或停止加熱后，在導(dǎo)管里形成一段水柱，且短時(shí)間內(nèi)不下降，則說明C裝置氣密性良好。(2)選擇氣體收集方法，無需考慮氣體的顏色和熱穩(wěn)定性，根據(jù)密度和是否與氧氣反應(yīng)選擇能否采用向上或向下排空氣法，根據(jù)溶解性判斷能否選擇排水或排其他液體的方法。收集氣體時(shí)不應(yīng)采取bc裝置，前者密閉不能排出空氣，后者伸入試管內(nèi)的導(dǎo)管過長(zhǎng)。(3)制取CO2時(shí)不需加熱，也不必處理尾氣；NO常溫下與氧氣反應(yīng)，不能用排空氣法收集；制取H2時(shí)不需加熱，應(yīng)采用向下排空氣法收集，尾氣處理時(shí)一般用點(diǎn)燃的方法，故X可能是氯氣。D裝置中的小燒杯是用來吸收尾氣的，防止污染空氣。答案(1)濃氨水和氧化鈣(或堿石灰、固體氫氧化鈉等)將導(dǎo)管通入水槽中，用手捂或酒精燈微熱圓底燒瓶底部，如果導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生，松開手或停止加熱后，在導(dǎo)管里形成一段水柱，且短時(shí)間內(nèi)不下降，說明C裝置氣密性良好(2)②④bc(3)③吸收尾氣，防止污染空氣10．(14分)(2012·山東，30)實(shí)驗(yàn)室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液與過量氨水反應(yīng)制備MgAl2O4，主要流程如下：(1)為使Mg2＋、Al3＋同時(shí)生成沉淀，應(yīng)先向沉淀反應(yīng)器中加入________(填“A”或“B”)，再滴加另一反應(yīng)物。(2)如右圖所示，過濾操作中的一處錯(cuò)誤是________。(3)判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是________。高溫焙燒時(shí)，用于盛放固體的儀器名稱是________。(4)無水AlCl3(183℃升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實(shí)驗(yàn)室可用下列裝置制備。裝置B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是______________________。F中試劑的作用是______________________。用一件儀器裝填適當(dāng)試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為________。解析(1)Mg2＋、Al3＋同時(shí)生成沉淀，則先加入AgNO3溶液；(2)過濾時(shí)漏斗末端沒有緊靠燒杯內(nèi)壁；(3)檢驗(yàn)沉淀是否洗凈可向洗滌液加入AgNO3溶液，觀察是否有沉淀產(chǎn)生。高溫焙燒在坩堝中進(jìn)行。(4)裝置B中飽和NaCl溶液用于除去氯氣中HCl,F盛裝濃硫酸，防止水蒸氣進(jìn)入E，G中盛NaOH溶液，吸收Cl2，防止污染空氣。用干燥管盛裝堿石灰可以起到F和G的作用。答案(1)B(2)漏斗下端尖嘴未緊貼燒杯內(nèi)壁(3)AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液)坩堝(4)除去HCl吸收水蒸氣堿石灰(或NaOH與CaO混合物)11．(16分)(2012·合肥質(zhì)檢)某校研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)把SO2通入裝有BaCl2溶液的試管中，出現(xiàn)了白色渾濁物。(1)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)查閱了工具書上的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過計(jì)算推導(dǎo)得出：即使把SO2通入BaCl2溶液中至飽和，也不可能生成BaSO3，故白色渾濁物只能是BaSO4。你認(rèn)為所查閱的數(shù)據(jù)為：SO2飽和溶液中各離子的濃度、SO2的溶解度以及________________________________________________________________________。(2)小組同學(xué)對(duì)白色渾濁物成分及產(chǎn)生原因進(jìn)行了各種合理的假設(shè)，并分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)如下：假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法及現(xiàn)象假設(shè)1白色渾濁物是BaSO3。__________________________________________________________________________。假設(shè)2白色渾濁物是BaSO4，造成原因是________________________________________________________________________。把BaCl2溶液煮沸，冷卻后滴加苯液封，再通入SO2。出現(xiàn)輕微渾濁。假設(shè)3白色渾濁物是BaSO4，造成原因是_________________________________________________________________________。反應(yīng)開始前，先向制取SO2的裝置中通入純凈的CO2，再把產(chǎn)生的SO2通入BaCl2溶液中。不出現(xiàn)渾濁。請(qǐng)把上表填充完全。(3)寫出在驗(yàn)證假設(shè)2的實(shí)驗(yàn)時(shí)，溶液中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________、________________________________________________________________________；(4)請(qǐng)你再提供一種假設(shè)。白色渾濁物是BaSO4，造成原因是________________________________________________________________________。解析本題的假設(shè)及驗(yàn)證過程以填空的形式給出，減小了試題的難度，故在答題時(shí)可利用題中信息。產(chǎn)生白色渾濁物的原因可能是氯化鋇溶液中含有堿性物質(zhì)、氧化性物質(zhì)或二氧化硫氣體中混有氧氣等。答案(1)BaSO3的溶度積或BaSO3的溶解度或Ksp(BaSO3)(只答出一種即可)(2)假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法及現(xiàn)象假設(shè)1在白色渾濁物中加入過量鹽酸，變澄清假設(shè)2BaCl2溶液中溶解的氧氣把亞硫酸氧化成硫酸假設(shè)3SO2中混有空氣，把亞硫酸氧化成硫酸(3)2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4(或SO2＋H2O=H2SO3、2H2SO3＋O2=2H2SO4)H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl(三種答對(duì)兩種即可)(4)BaCl2溶液中含有Ba(NO3)2、HNO3、H2O2、Fe3＋等均可。專題十四實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)考點(diǎn)考題統(tǒng)計(jì)2013年命題趨勢(shì)2012年2011年2010年本部分融實(shí)驗(yàn)技能的掌握、實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)于一體，以綜合實(shí)驗(yàn)題的形式考查考生分析解決實(shí)驗(yàn)問題的能力，有良好的區(qū)分度。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)廣東、上海課標(biāo)、廣東天津、課標(biāo)、廣東、安徽實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)江蘇、天津、福建、四川江蘇廣東、全國(guó)Ⅰ、海南、江蘇探究性綜合實(shí)驗(yàn)北京、重慶、安徽安徽、北京、福建安徽、福建、浙江、山東、北京1．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求。2．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)。3．實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)的原則。4．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理。1．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)有哪些基本要求？答案(1)科學(xué)性：試驗(yàn)流程合理，實(shí)驗(yàn)原理、操作方法正確；(2)安全性：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)盡量避免使用有毒藥品和進(jìn)行危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)操作；(3)可行性：實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)切實(shí)可行，即所需藥品、儀器易得，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單方便，實(shí)驗(yàn)效果明顯；(4)簡(jiǎn)約性：實(shí)驗(yàn)方案采用的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)藥品較少，并在較短的時(shí)間內(nèi)能完成實(shí)驗(yàn)；(5)環(huán)保性：有毒、有害的物質(zhì)必須處理，以免污染環(huán)境；(6)經(jīng)濟(jì)性：綜合考慮原料的用量、價(jià)格。2．實(shí)驗(yàn)安全的“七防”指的是什么？答案可能引起事故的操作采取的措施防爆炸點(diǎn)燃可燃性氣體(如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)點(diǎn)燃前先要檢驗(yàn)氣體純度用CO、H2還原Fe2O3、CuO等應(yīng)先通CO或H2，在裝置尾部收集氣體檢驗(yàn)純度，若尾部氣體純凈，確?？諝庖雅疟M，方可對(duì)裝置加熱防暴沸加熱液體混合物特別是沸點(diǎn)較低的液體混合物在混合液中加入碎瓷片或沸石濃硫酸與水、濃硝酸、乙醇等的混合應(yīng)注意將濃硫酸沿器壁慢慢加入另一液體中，邊加邊攪拌邊冷卻防失火可燃性物質(zhì)遇到明火可燃性物質(zhì)一定要遠(yuǎn)離火源防中毒制取有毒氣體；誤食重金屬鹽類等制取有毒氣體要有通風(fēng)設(shè)備；要重視對(duì)有毒物質(zhì)的管理續(xù)表防倒吸加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大的氣體時(shí)先將導(dǎo)管從水中取出，再熄滅酒精燈；在有多個(gè)加熱的復(fù)雜裝置中，要注意熄滅酒精燈的順序，必要時(shí)要加裝安全瓶等防倒吸裝置防污染對(duì)環(huán)境有污染物質(zhì)的制取制取有毒氣體要有通風(fēng)設(shè)備；有毒物質(zhì)應(yīng)處理后排放等防炸裂玻璃儀器的不正當(dāng)使用試管加熱先均勻受熱后固定加熱；加熱固體試管口略向下傾斜；集氣瓶中燃燒且有固體生成時(shí)加少量水或鋪細(xì)沙；禁止熱的儀器放入冷水中沖洗3.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路是什么？答案化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路：實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，主要涉及原料、基本化學(xué)反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)程序和儀器、設(shè)備。核心是原料，由原料可確定反應(yīng)原理，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)步驟及所用儀器。4．怎樣篩選和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？答案實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，可分為有用有效數(shù)據(jù)，正確合理數(shù)據(jù)，錯(cuò)誤無效數(shù)據(jù)，及無用多余數(shù)據(jù)等。能從大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出有用、有效、正確、合理的數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理題的一個(gè)重要能力考查點(diǎn)，也是近年來命題變化的一個(gè)重要方向。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路為“五看”：一看數(shù)據(jù)是否符合測(cè)量?jī)x器的精確度要求，如用托盤天平稱得的質(zhì)量精確度為0.1g，若精確度值超過了這個(gè)范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的；二看數(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；三看反應(yīng)是否完全，是否是過量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時(shí)所得的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行有效處理和應(yīng)用；四看所得數(shù)據(jù)的測(cè)量環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強(qiáng)一致的情況下才能進(jìn)行比較、運(yùn)算；五看數(shù)據(jù)測(cè)量過程是否規(guī)范、合理，錯(cuò)誤和違反測(cè)量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去?？键c(diǎn)一實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)考查根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮碓O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力?！镜淅?】(2012·福建，25)實(shí)驗(yàn)室常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2(發(fā)生裝置如右圖所示)。(1)制備實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是________(填序號(hào))。A．往燒瓶中加入MnO2粉末B．加熱C．往燒瓶中加入濃鹽酸(2)制備反應(yīng)會(huì)因鹽酸濃度下降而停止。為測(cè)定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學(xué)提出下列實(shí)驗(yàn)方案：甲方案：與足量AgNO3溶液反應(yīng)，稱量生成的AgCl質(zhì)量。乙方案：采用酸堿中和滴定法測(cè)定。丙方案：與已知量CaCO3(過量)反應(yīng)，稱量剩余的CaCO3質(zhì)量。丁方案：與足量Zn反應(yīng)，測(cè)量生成的H2體積。繼而進(jìn)行下列判斷和實(shí)驗(yàn)：①判定甲方案不可行，理由是___________________。②進(jìn)行乙方案實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣。a．量取試樣20.00mL，用0.1000mol·L－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗22.00mL，該次滴定測(cè)得試樣中鹽酸濃度為________mol·L－1；b．平行滴定后獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。③判斷丙方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果________(填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”)。[已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9、Ksp(MnCO3)＝2.3×10－11]④進(jìn)行丁方案實(shí)驗(yàn)：裝置如圖所示(夾持器具已略去)。(ⅰ)使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是將________轉(zhuǎn)移到________中。(ⅱ)反應(yīng)完畢，每間隔1分鐘讀取氣體體積，氣體體積逐次減小，直至不變。氣體體積逐次減小的原因是__________________________(排除儀器和實(shí)驗(yàn)操作的影響因素)。解析(1)注意加藥品時(shí)先加入MnO2，再通過分液漏斗加入濃鹽酸，最后才能加熱；(2)①根據(jù)反應(yīng)的離子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up15(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，可以看出反應(yīng)殘余液中c(Cl－)>c(H＋)，用甲方案測(cè)得的是c(Cl－)，而不是c(H＋)；②根據(jù)c(鹽酸)·V(鹽酸)＝c(NaOH)·V(NaOH溶液)，c(鹽酸)＝c(NaOH)·V(NaOH溶液)/V(鹽酸)＝22.00mL×0.1000mol·L－1÷20.00mL＝0.1100mol·L－1；③由于Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3)，過量的CaCO3要轉(zhuǎn)化為一部分MnCO3，由于M(CaCO3)<M(MnCO3)，故最終剩余固體的質(zhì)量增加，導(dǎo)致測(cè)得的c(H＋)偏小；④如果把殘余清液轉(zhuǎn)移到Zn粒中，則Y形管內(nèi)壁就會(huì)附著一些清液；Zn與鹽酸反應(yīng)放熱，因此，冷卻后氣體的體積將縮小。答案(1)ACB(按序號(hào)寫出三項(xiàng))(2)①殘余清液，n(Cl－)>n(H＋)(或其他合理答案)②0.1100③偏?、?ⅰ)Zn粒殘余清液(按序號(hào)寫出兩項(xiàng))(ⅱ)裝置內(nèi)氣體尚未冷卻至室溫【預(yù)測(cè)1】純堿、燒堿等是重要的化工原料。(1)利用如圖所示裝置可間接證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)：將A與B連接，打開止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，此時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________，反應(yīng)的離子方程式是______________________。(2)向100mL2mol·L－1的NaOH溶液中通入一定量CO2，充分反應(yīng)后將溶液在一定條件下蒸發(fā)結(jié)晶，得到少量的白色固體。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)該白色固體的成分。①提出合理假設(shè)。假設(shè)1：該白色固體為NaOH和Na2CO3；假設(shè)2：該白色固體為只有Na2CO3；假設(shè)3：該白色固體為只有NaHCO3；假設(shè)4：該白色固體為__________________。②基于假設(shè)1，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明固體的成分是NaOH和Na2CO3。請(qǐng)?zhí)顚憣?shí)驗(yàn)步驟及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。(步驟可不填滿也可增加)限選實(shí)驗(yàn)試劑及儀器：1mol·L－1HCl溶液、1mol·L－1MgCl2溶液、0.5mol·L－1BaCl2溶液、1mol·L－1Ba(OH)2溶液、甲基橙試液、酚酞試液、試管、膠頭滴管、過濾裝置。,1．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)(1)物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)：應(yīng)遵循以下原則：①條件合適，操作方便；②原理正確，步驟簡(jiǎn)單；③原料豐富，價(jià)格低廉；④產(chǎn)物純凈，污染物少。設(shè)計(jì)的基本流程為：根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物→確定可能原理→設(shè)計(jì)可能實(shí)驗(yàn)方案→優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案→選擇原料→設(shè)計(jì)反應(yīng)裝置(方法、儀器等)→實(shí)施實(shí)驗(yàn)(步驟、操作要點(diǎn)、控制反應(yīng)條件等)→分離提純產(chǎn)品。(2)性質(zhì)探究性實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)：主要是從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或從所屬類型的典型代表物去推測(cè)物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì)，而后據(jù)此設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案，去探索它所可能具有的性質(zhì)。設(shè)計(jì)的基本流程為：根據(jù)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和類型→提出性質(zhì)猜想→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)逐個(gè)驗(yàn)證→記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)→歸納分析→合理推斷得出結(jié)論。(3)性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)：主要是求證物質(zhì)具備的性質(zhì)，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)捷的實(shí)驗(yàn)方案，要求操作簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)便易行，現(xiàn)象明顯，且安全可行。設(shè)計(jì)的基本流程為：根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)→設(shè)計(jì)可能實(shí)驗(yàn)方案→優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案→實(shí)施實(shí)驗(yàn)(原理、方法、步驟、儀器、藥品、操作要點(diǎn)等)→觀察現(xiàn)象記錄數(shù)據(jù)→綜合分析得出結(jié)論。2．實(shí)驗(yàn)儀器的選用和連接3．實(shí)驗(yàn)方案合理設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)(1)檢驗(yàn)氣體的純度。點(diǎn)燃或加熱通有可燃性氣體(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)的裝置前，必須檢驗(yàn)氣體的純度。如用H2、CO等還原金屬氧化物時(shí)，先通入氣體將裝置內(nèi)的空氣排干凈，待檢純后，再點(diǎn)燃酒精燈加熱金屬氧化物。(2)加熱操作的先后順序。若制取氣體需要加熱，應(yīng)先用酒精燈加熱氣體發(fā)生裝置，待產(chǎn)生氣體后，再加熱需要加熱的固體物質(zhì)。如用濃硫酸和甲酸共熱制取CO，再用CO還原Fe2O3，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)首先點(diǎn)燃酒精燈加熱CO的發(fā)生裝置，待生成的CO趕盡空氣后，再點(diǎn)燃酒精燈加熱Fe2O3，而熄滅酒精燈的順序則相反，原因是：在還原性氣體中冷卻，可防止灼熱的Fe再被空氣中的O2氧化，并能防止倒吸。(3)冷凝回流的問題。有的反應(yīng)物易揮發(fā)，為了避免損耗和充分利用原料，要設(shè)計(jì)冷凝回流裝置。如實(shí)驗(yàn)室制酚醛樹脂時(shí)安裝的長(zhǎng)玻璃管等。(4)冷卻問題。有的實(shí)驗(yàn)為防止氣體冷凝不充分而損失，需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝蒸氣，使蒸氣冷凝為液態(tài)便于收集。(5)防止倒吸問題。在某些實(shí)驗(yàn)中，由于發(fā)生倒吸使玻璃儀器炸裂或使反應(yīng)試劑污染等，因此在有關(guān)實(shí)驗(yàn)中必須采取一定的措施防止倒吸。(6)具有特殊作用的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置。①防堵塞安全裝置：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；為防止粉末或糊狀物堵塞導(dǎo)氣管，可將棉花團(tuán)置于導(dǎo)管口處；②液封裝置：為防止氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出，可在漏斗的末端套上一只小試管；③防

實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論答案(1)水沿導(dǎo)管由廣口瓶進(jìn)入燒瓶(或：水倒吸進(jìn)入燒瓶)2OH－＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋H2O(或OH－＋CO2=HCOeq\o\al(－,3))(2)Na2CO3和NaHCO3實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取少量白色固體于試管中，加適量水溶解，再加0.5mol·L－1BaCl2溶液至過量產(chǎn)生白色沉淀，說明固體中含有Na2CO3；步驟2：過濾，取少量濾液(或：靜置，用膠頭滴管取上層清液少許)于試管中，再向試管中滴加1～2滴酚酞試液溶液變紅色，說明固體中含有NaOH,污染安全裝置：灼燒式可用于除去可燃性有毒氣體，如CO；吸收式可用于除去Cl2、H2S等氣體；收集式也可用于防止有毒氣體進(jìn)入空氣中并另作他用。備課札記考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)依據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的要求，在所設(shè)計(jì)的各種可能方案中，通過對(duì)比和歸納，評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的可行性或不同實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣，從而選擇最佳實(shí)驗(yàn)方案。【典例2】(2012·天津，9)信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：請(qǐng)回答下列問題：(1)第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為___________________；得到濾渣1的主要成分為________。(2)第②步加H2O2的作用是______________________，使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是____________________；調(diào)溶液pH的目的是使______________________生成沉淀。(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制備無水CuSO4的方法是__________。(4)由濾渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小組設(shè)計(jì)了三種方案：上述三種方案中，________方案不可行，原因是______________________：從原子利用率角度考慮，________方案更合理。(5)探究小組用滴定法測(cè)定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量。取ag試樣配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干擾離子后，用cmol·L－1EDTA(H2Y2－)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反應(yīng)如下：Cu2＋＋H2Y2－=CuY2－＋2H＋寫出計(jì)算CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式w＝____________；下列操作會(huì)導(dǎo)致CuSO4·5H2O含量的測(cè)定結(jié)果偏高的是________。a．未干燥錐形瓶b．滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡c．未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子解析(1)第①加稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱，Cu、Al、Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2＋、Al3＋、Fe2＋。所以濾渣1的成分是Pt和Au，濾液1中的離子是Cu2＋、Al3＋、Fe2＋。Cu和酸反應(yīng)的離子方程式為Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up15(△))Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up15(△))3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；(2)第②步加H2O2的作用是把Fe2＋氧化為Fe3＋，該氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是不引入雜質(zhì)，產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無污染。調(diào)溶液pH的目的是使Fe3＋和Al3＋形成沉淀。所以濾液2的成分是Cu2＋，濾渣2的成分為氫氧化鐵和氫氧化鋁；(3)第③步由CuSO4·5H2O制備CuSO4的方法應(yīng)是在坩堝中加熱脫水；(4)甲方案在濾渣中只加硫酸會(huì)生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3，冷卻、結(jié)晶、過濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì)，方法不可行；乙和丙方法均可行，乙方案先在濾渣中加H2SO4，生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3，再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3，蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾可得硫酸鋁晶體；丙方案先在濾渣中加NaOH和Al(OH)3反應(yīng)生成NaAlO2，再在濾液中加H2SO4生成Al2(SO4)3，蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾可得硫酸鋁晶體，但從原子利用角度考慮方案乙更合理；(5)CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式w＝eq\f(cmol·L－1×b×10－3L×250g·mol－1×5,ag)×100%；滴定時(shí)，未干燥錐形瓶，不影響測(cè)定結(jié)果；若滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡，所讀取的消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏小，使測(cè)定結(jié)果偏低；若未除盡可與EDTA反應(yīng)的離子，消耗EDTA溶液的體積偏大，使測(cè)定結(jié)果偏高。答案(1)Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up15(△))Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up15(△))3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OAu、Pt(2)將Fe2＋氧化成Fe3＋不引入雜質(zhì)，對(duì)環(huán)境無污染Fe3＋、Al3＋(3)加熱脫水(4)甲所得產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO4)3雜質(zhì)乙(5)eq\f(cmol·L－1×b×10－3L×250g·mol－1×5,ag)×100%c【預(yù)測(cè)2】某研究性小組借助A～D的儀器裝置完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)。【實(shí)驗(yàn)一】收集NO氣體。(1)用裝置A收集NO氣體，正確的操作是________(填序號(hào))。a．從①口進(jìn)氣，用排水法集氣b．從①口進(jìn)氣，用排氣法集氣c．從②口進(jìn)氣，用排水法集氣d．從②口進(jìn)氣，用排氣法集氣【實(shí)驗(yàn)二】為了探究鍍鋅薄鐵板上的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(Zn)和鍍層厚度，查詢得知鋅易溶于堿：Zn＋2NaOH=Na2ZnO2＋H2↑。據(jù)此，截取面積為S的雙面鍍鋅薄鐵板試樣，剪碎、稱得質(zhì)量為m1g,1．實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)應(yīng)遵循的原則(1)裝置最簡(jiǎn)單：對(duì)于不同的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，在能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯?，盡量選擇實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)步驟最簡(jiǎn)單的方案；(2)安全無污染：對(duì)于不同實(shí)驗(yàn)途徑，在能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯?，?yōu)先選擇實(shí)驗(yàn)過程與操作最安全的途徑；(3)藥品價(jià)格低廉：在選擇實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，應(yīng)盡量選擇消耗藥品最少(轉(zhuǎn)化率最高)、實(shí)驗(yàn)成本最廉價(jià)的實(shí)驗(yàn)方案；(4)環(huán)保無污染：實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生廢氣、廢水、廢渣等，應(yīng)選擇最有利于環(huán)境保護(hù)的實(shí)驗(yàn)方案；(5)操作方便：不同的實(shí)驗(yàn)方案需要不同的實(shí)驗(yàn)條件，如加熱、加壓和催化劑等，在選擇方案時(shí)力求實(shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)單，操作方便。如盡量避免加熱，如果需要加熱，力求選擇需要溫度低的方案；(6)原理簡(jiǎn)單、正確：力求通過最少且最簡(jiǎn)單的反應(yīng)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?7)現(xiàn)象最明顯：在性質(zhì)驗(yàn)證或物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇反應(yīng)現(xiàn)象最明顯的實(shí)驗(yàn)方案。2．化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)三個(gè)方面對(duì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的正確與錯(cuò)誤、嚴(yán)密與不嚴(yán)密、準(zhǔn)確與不準(zhǔn)確做出判斷。要考慮是否完全合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟(jì)上是否合算和對(duì)環(huán)境有無污染等。(1)從可行性方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案做出評(píng)價(jià)科學(xué)性和可行性是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的兩條重要原則。因此，在對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，要分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行，實(shí)驗(yàn)方案是否遵循化學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)方法論要求，在實(shí)際操作時(shí)能否做到可控易行。評(píng)價(jià)時(shí)，從以下4個(gè)方面分析：①實(shí)驗(yàn)原理是否正確、可行；②實(shí)驗(yàn)操作是否安全、合理；③實(shí)驗(yàn)步驟是否簡(jiǎn)單、方便；④實(shí)驗(yàn)效果是否明顯等。(2)從“綠色化學(xué)”角度對(duì)實(shí)驗(yàn)方案做出評(píng)價(jià)“綠色化學(xué)”要求設(shè)計(jì)更安全的、對(duì)環(huán)境友好的合成線路，降低化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)人類健康和環(huán)境的危害，減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生和排放。根據(jù)“綠色化學(xué)”精神，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程或方案從以下4個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：①反應(yīng)原料是否易得、安全、無毒；②反應(yīng)速率是否較快；③原料利用率以及合成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高；④合成過程是否造成環(huán)境污染。(3)從“安全性”方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案做出評(píng)價(jià)化學(xué)實(shí)驗(yàn)從安全角度常考慮的主要因素如下：①凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防液體倒吸；②進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸(如H2還原CuO應(yīng)先通H2，氣體點(diǎn)燃先驗(yàn)純等)；③防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中等)；④防吸水(如實(shí)驗(yàn)、取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)宜采取必要措施，以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；⑤冷凝回流(有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料，需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置，如長(zhǎng)玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；⑥易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻；⑦儀器拆卸的科學(xué)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)。方案甲：通過測(cè)量試樣與堿反應(yīng)生成的氫氣體積來實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)。(2)選用B和________(填儀器標(biāo)號(hào))兩個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(3)測(cè)得充分反應(yīng)后生成氫氣的體積為VL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，w(Zn)＝________。(4)計(jì)算鍍層厚度，還需要檢索的一個(gè)物理量是________。(5)若裝置B中的恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗，測(cè)量結(jié)果將________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。方案乙：通過稱量試樣與堿反應(yīng)前后的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)。選用儀器C做實(shí)驗(yàn)，試樣經(jīng)充分反應(yīng)，濾出不溶物、洗滌、烘干，稱得其質(zhì)量為m2g(6)w(Zn)＝________。方案丙：通過稱量試樣與堿反應(yīng)前后儀器、試樣和試劑的總質(zhì)量(其差值即為H2的質(zhì)量)實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)同樣使用儀器C。(7)從實(shí)驗(yàn)誤差角度分析，方案丙________方案乙(填“優(yōu)于”、“劣于”或“等同于”)。解析(1)NO遇空氣立即被氧化，故不能用排空氣法收集，只能用排水法收集。排水時(shí)應(yīng)用短進(jìn)長(zhǎng)出。(2)方案甲：Zn和Fe中只有Zn可以與NaOH產(chǎn)生氣體，通過排水收集氣體，依據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式即可算出Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。所以需要的裝置有測(cè)H2的體積的D裝置。(3)Zn與H2之間量為1∶1，則n(Zn)＝eq\f(V,22.4)mol，w(Zn)＝eq\f(mZn,m1)＝eq\f(65V,22.4m1)。(4)有了Zn的質(zhì)量，如果有密度，則可以求出Zn的體積，再由Zn的截面積，即可求出Zn的高度(厚度)。(5)恒壓式分液漏斗產(chǎn)生的氣體有部分殘留在分液漏斗上方，故排氣時(shí)收集少了，所以用普通漏斗時(shí)收集的H2多一些，則計(jì)算出的Zn的量偏大。(6)減少的質(zhì)量即為Zn的質(zhì)量。(7)丙方案根據(jù)H2的質(zhì)量差值，顯然誤差大，因?yàn)楫a(chǎn)生的H2質(zhì)量很小，計(jì)算偏差大。答案(1)c(2)D(3)eq\f(65V,22.4m)(或eq\f(2.9V,m1)等其他合理答案)(4)金屬鋅的密度(或其他合理答案)(5)偏大(6)eq\f(m1－m2,m1)(或其他合理答案)(7)劣于評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案容易忽視的五個(gè)方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化要從實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、安全性、可行性、簡(jiǎn)約性等幾個(gè)方面入手，評(píng)價(jià)時(shí)勿忽視以下幾點(diǎn)：1．實(shí)驗(yàn)原理是否合理，儀器連接是否正確；2．裝置是否較為簡(jiǎn)單，操作是否方便；3．藥品是否經(jīng)濟(jì)，現(xiàn)象是否明顯或產(chǎn)率是否較高；4．實(shí)驗(yàn)過程是否安全，污染處理是否得當(dāng)；5．是否“排除干擾”?！芭懦蓴_”是指反應(yīng)條件的控制，防止空氣的介入、盡量避免副反應(yīng)的發(fā)生、及時(shí)除去雜質(zhì)以及防止物質(zhì)的揮發(fā)性、溶解性、顏色等對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾?？键c(diǎn)三探究性綜合實(shí)驗(yàn)此類試題往往探究化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的反?，F(xiàn)象、探究對(duì)典型問題的質(zhì)疑、探究未知物的成分、探究物質(zhì)的性質(zhì)、探究反應(yīng)條件以及反應(yīng)的現(xiàn)象等。【典例3】(2012·合肥一中質(zhì)檢)某化學(xué)學(xué)習(xí)小組對(duì)鋁分別與酸和堿的反應(yīng)進(jìn)行探究，探究過程如下：實(shí)驗(yàn)Ⅰ(1)取形狀、長(zhǎng)度均相同的鋁絲分別與等體積、pH相同的鹽酸和稀硫酸反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸中生成氣體的速率明顯比硫酸中生成氣體的速率大，對(duì)此原因，你認(rèn)為合理的猜測(cè)是下列的________(填序號(hào))。a．鹽酸的物質(zhì)的量濃度大于硫酸的物質(zhì)的量濃度b．Cl－能促進(jìn)此反應(yīng)的進(jìn)行c．SOeq\o\al(2－,4)能抑制此反應(yīng)的進(jìn)行d．硫酸使鋁發(fā)生鈍化(2)為了進(jìn)一步探究反應(yīng)速率不同的原因，請(qǐng)你根據(jù)所提供的藥品，填寫下列實(shí)驗(yàn)方案中的空白部分。藥品：氯化鈉固體、硫酸鈉固體、硫酸銅固體、氯化銅固體、6mol·L－1鹽酸、3mol·L－1硫酸、18.4mol·L－1硫酸、5mol·L－1硝酸。方案：取兩支試管，分別加入形狀、長(zhǎng)度均相同的鋁絲和等體積的____________(填相應(yīng)的試劑，下同)，再向其中的一支試管中加入適量的____________并振蕩使固體溶解，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)Ⅱ取足量的形狀、長(zhǎng)度均相同的鋁絲分別與等體積的6mol·L－1鹽酸、6mol·L－1氫氧化鈉溶液反應(yīng)，待反應(yīng)停止后取出剩余的鋁絲洗凈、干燥、稱量，剩余鋁絲的質(zhì)量關(guān)系：前者_(dá)_______后者(填“大于”、“小于”或“等于”)；觀察反應(yīng)后的液體，發(fā)現(xiàn)鋁與鹽酸反應(yīng)后所得的液體是黑色渾濁的，試管底部有少量黑色沉淀，對(duì)此現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：(1)提出猜想同學(xué)們查找資料后獲得如下信息：工業(yè)上用電解法冶煉鋁所用的原料氧化鋁是從鋁土礦中提取的，所以得到的氧化鋁中可能還含有微量的氧化鐵和二氧化硅兩種雜質(zhì)，據(jù)此，同學(xué)們提出如下猜想：猜想1反應(yīng)所得到的黑色沉淀是鐵單質(zhì)，可能是電解得到的鋁與雜質(zhì)反應(yīng)生成的，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為___________。猜想2反應(yīng)所得到的黑色沉淀是硅單質(zhì)，是電解得到的鋁與二氧化硅反應(yīng)生成的。猜想3反應(yīng)所得到的黑色沉淀是鋁單質(zhì)，是鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)因反應(yīng)過快而變成粉末分散到溶液中。猜想4反應(yīng)所得到的黑色沉淀是上述若干種單質(zhì)組成的混合物。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)將反應(yīng)后所得的液體進(jìn)行過濾，并將固體洗滌，分別取少量固體置于兩支試管中，完成下列實(shí)驗(yàn)：①向其中一支試管中加入足量的稀鹽酸，觀察固體是否溶解。實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)固體完全溶解，證明猜想________(填“1”、“2”、“3”或“4”)一定不正確。②向另一支試管中加入足量的氫氧化鈉溶液，觀察固體是否溶解。實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)固體完全溶解，證明猜想________(填“1”、“2”、“3”或“4”)一定不正確。(3)得出結(jié)論綜合實(shí)驗(yàn)①②的現(xiàn)象，可推知猜想________(填“1”、“2”、“3”或“4”)是正確的，固體溶解在氫氧化鈉溶液中的離子方程式為________________。解析本題源于課堂實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行研究很有必要。實(shí)驗(yàn)Ⅰ主要考查考生在探究實(shí)驗(yàn)中分析和提出問題的能力，并學(xué)會(huì)用控制變量法和對(duì)比實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的探究方案。實(shí)驗(yàn)Ⅱ考查了考生簡(jiǎn)單計(jì)算能力、獲取和運(yùn)用信息的能力、提出問題和解決問題的能力、書寫化學(xué)方程式的能力和綜合分析能力等。實(shí)驗(yàn)Ⅰ：(1)反應(yīng)速率存在差異的原因應(yīng)從反應(yīng)物的組成尋找，因此題中其他條件均相同，不同的是鹽酸中含有Cl－，而硫酸中含有SOeq\o\al(2－,4)，所以從這兩個(gè)方面思考即可得到答案。(2)根據(jù)控制變量法和對(duì)比實(shí)驗(yàn)法，在控制其他條件相同時(shí)，讓兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)變量不同。如都用稀硫酸，但其中一份加入Cl－，而另一份不加Cl－，即可得出結(jié)論(類似方法亦可)。實(shí)驗(yàn)Ⅱ：由化學(xué)方程式可知，等物質(zhì)的量的HCl與NaOH相比，NaOH消耗的鋁更多，所以留下的鋁就少，故剩余鋁絲的質(zhì)量前者大于后者。(1)根據(jù)信息和有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，可以看出黑色固體可能是鋁、鐵、硅三種單質(zhì)中的一種或幾種，從而提出猜想。猜想1中鐵是由電解時(shí)生成的鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成的，由此可寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式；猜想2的化學(xué)反應(yīng)方程式根據(jù)題意就可直接寫出。(2)①在鹽酸中固體完全溶解，證明一定不含硅，所以猜想2一定不正確。②在氫氧化鈉溶液中固體完全溶解，證明一定不含鐵，所以猜想1一定不正確。(3)綜合①②中相應(yīng)的結(jié)論，可知此固體為鋁，故猜想3正確，猜想4不正確，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。答案實(shí)驗(yàn)Ⅰ：(1)bc(2)3mol·L－1H2SO4氯化鈉固體(或6mol·L－1鹽酸硫酸鈉固體)實(shí)驗(yàn)Ⅱ：大于(1)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋Al2O3(2)①2②1(3)32Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑1．探究性實(shí)驗(yàn)的一般命題過程發(fā)現(xiàn)問題→提出猜想→設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案→具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)→觀察現(xiàn)象分析數(shù)據(jù)→總結(jié)歸納得出結(jié)論(1)發(fā)現(xiàn)問題：就是在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的過程中所遇到的值得探究的問題和異?，F(xiàn)象等。(2)提出猜想：就是根據(jù)已有的知識(shí)對(duì)所發(fā)現(xiàn)的問題的解決提出的幾種可能的情況。(3)設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案：就是根據(jù)猜想，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、安全的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)各種猜想進(jìn)行驗(yàn)證。(4)具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)：就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案選擇儀器、組裝儀器、按步驟進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)的過程。(5)觀察現(xiàn)象分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：就是認(rèn)真全面觀察實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象并及時(shí)記錄所得數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行推理分析和數(shù)據(jù)分析，通過對(duì)比歸納得出結(jié)論。2．常見驗(yàn)證物質(zhì)性質(zhì)的方法(1)證明酸性：①pH試紙或酸堿指示劑；②與Na2CO3溶液反應(yīng)；③與鋅反應(yīng)等。(2)證明弱酸或弱堿：①證明存在電離平衡；②測(cè)定對(duì)應(yīng)鹽溶液的酸堿性；③測(cè)量稀釋前后的pH變化。(3)證明氧化性：與還原劑(如KI、SO2、H2S等)反應(yīng)，產(chǎn)生明顯現(xiàn)象。(4)證明還原性：與氧化劑(如酸性KMnO4溶液、溴水、濃HNO3等)反應(yīng)，產(chǎn)生明顯現(xiàn)象。(5)證明某分散系為膠體：丁達(dá)爾效應(yīng)。(6)證明碳碳雙鍵(或叁鍵)：使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。(7)證明酚羥基：①與濃溴水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀；②與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。(8)證明醇羥基：與酸發(fā)生酯化反應(yīng)，其產(chǎn)物不溶于水，有果香味。(9)證明醛基：①與銀氨溶液作用產(chǎn)生銀鏡；②與新制Cu(OH)2懸濁液作用產(chǎn)生紅色沉淀。(10)比較金屬的活動(dòng)性：①與水反應(yīng)；②與酸反應(yīng)；③置換反應(yīng)；④原電池；⑤電解放電順序；⑥最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱；⑦同種強(qiáng)酸的對(duì)應(yīng)鹽的酸性強(qiáng)弱。(11)比較非金屬的活動(dòng)性：①置換反應(yīng)；②與氫氣反應(yīng)的難易；③氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、還原性；④最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱。(12)比較酸(堿)的酸(堿)性強(qiáng)弱：較強(qiáng)的酸(堿)制得較弱的酸(堿)?！绢A(yù)測(cè)3】(2012·杭州質(zhì)檢，18)熱重分析法是程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度的關(guān)系的一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)?，F(xiàn)有一CaC2O4·nH2O試樣，分別在氮?dú)鈿夥铡⒀鯕鈿夥罩羞M(jìn)行熱重分析，得到如下熱重(TG)曲線。(1)圖中曲線上有三個(gè)失重臺(tái)階，分別表示加熱過程中依次發(fā)生了三個(gè)反應(yīng)。根據(jù)第1步反應(yīng)的失重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算試樣Ca中的n值(精確到整數(shù))為________。(2)根據(jù)第2步反應(yīng)的失重?cái)?shù)據(jù)推測(cè)第2反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________；觀察曲線說明氧氣存在時(shí)有利于第2步反應(yīng)進(jìn)行，原因是____________________。(3)第3步反應(yīng)中釋放的氣體產(chǎn)物是________。觀察曲線可判斷出，氧氣存在時(shí)不利于第3步反應(yīng)進(jìn)行，可能原因是_________。解析(1)根據(jù)圖像可知，第一個(gè)臺(tái)階為脫水過程，即質(zhì)量的減少值為分子中水的質(zhì)量，即eq\f(14.6g－12.8g,12.8g)＝eq\f(18n,128)，n＝1；(2)由(1)計(jì)算可知CaC2O4的物質(zhì)的量為0.1mol，第二個(gè)臺(tái)階后質(zhì)量為10g，說明生成的固體的摩爾質(zhì)量為100g·mol－1，因此確定為CaCO3，根據(jù)質(zhì)量守恒得另一種生成物為CO；(3)第三個(gè)臺(tái)階生成的固體的摩爾質(zhì)量為56g·mol－1，所以確定為CaO，則分解反應(yīng)為CaCO3eq\o(=,\s\up15(高溫))CaO＋CO2↑。答案(1)1(2)CaC2O4eq\o(=,\s\up15(△))CaCO3＋CO↑(化學(xué)方程式中也可)氧氣可跟CO反應(yīng)，促使草酸鈣分解向正向進(jìn)行(3)CO2氧氣存在時(shí)第2步反應(yīng)產(chǎn)生CO2會(huì)抑制CaCO3eq\o(=,\s\up15(高溫))CaO＋CO2↑進(jìn)行3.綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)的基本流程原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為：(1)實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計(jì)的？實(shí)驗(yàn)的目的是什么？(2)所用各物質(zhì)名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，進(jìn)行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。(3)有關(guān)裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。(4)有關(guān)操作：技能、操作順序、注意事項(xiàng)或操作錯(cuò)誤的后果。(5)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：自下而上，自左而右全面觀察。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：直接結(jié)論、導(dǎo)出結(jié)論。解題技法：綜合實(shí)驗(yàn)題的解題技巧(1)巧審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理。實(shí)驗(yàn)原理可從題給的化學(xué)情景(或題目所給實(shí)驗(yàn)?zāi)康?并結(jié)合元素化合物等有關(guān)知識(shí)獲取。在此基礎(chǔ)上，遵循可靠性、簡(jiǎn)捷性、安全性的原則，確定符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟮姆桨浮?2)想過程，理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理所確定的實(shí)驗(yàn)方案中的實(shí)驗(yàn)過程，確定實(shí)驗(yàn)操作的方法步驟，把握各步實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn)，理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。(3)看準(zhǔn)圖，分析各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置的作用。要認(rèn)真細(xì)致地分析圖中所示的各項(xiàng)裝置，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，確定它們?cè)谠搶?shí)驗(yàn)中的作用。(4)細(xì)分析，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))是化學(xué)原理的外在表現(xiàn)。在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過程中，要善于找出影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵以及產(chǎn)生誤差的原因，或從有關(guān)數(shù)據(jù)中歸納出定量公式，繪制變化曲線等。N2在化工生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、航天航空等諸多領(lǐng)域用途廣泛。某化學(xué)興趣小組為探究在實(shí)驗(yàn)室制備較純凈的N2，進(jìn)行了認(rèn)真的準(zhǔn)備，請(qǐng)你參與交流與討論?！静殚嗁Y料】N2的制法有下列三種方案：方案1：加熱條件下，以NH3還原CuO可制得N2，同時(shí)獲得活性銅粉。方案2：加熱NaNO2和NH4Cl的濃溶液制得N2。方案3：將空氣緩緩?fù)ㄟ^灼熱的銅粉獲得較純的N2。【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】用實(shí)驗(yàn)室常見儀器(藥品)等設(shè)計(jì)的部分裝置如圖所示(有的夾持裝置和加熱儀器未畫出)?！痉治鼋涣鳌?1)若按方案1制得干燥、純凈的N2，且需要的NH3以生石灰和濃氨水作原料制取，整套制氣裝置按氣流從左到右的連接順序是________(填寫序號(hào)，下同)。獲得N2的反應(yīng)原理是________________________________(寫化學(xué)方程式)。(2)若以排水法收集N2，其中會(huì)混入水蒸氣。但也不宜用排空氣法，其原因是____________。你提出的收集方法是______。(3)若以方案2制得N2，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是________。為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，操作時(shí)應(yīng)______________(請(qǐng)至少填寫兩點(diǎn))。(4)上述三個(gè)方案中，制得的N2純度最差的是________。在對(duì)N2純度要求不嚴(yán)格的情況下，有人建議將方案1和方案3結(jié)合使用，你認(rèn)為其優(yōu)越性在于___________________。解析(1)觀察A～E裝置，其中裝置A、E是制氣裝置，根據(jù)題述可知，用生石灰和濃氨水作原料制備NH3時(shí)不需加熱，故選擇裝置E制備NH3；制得的NH3中含有水蒸氣，可用裝置D中的堿石灰吸收水蒸氣，然后將純凈的NH3通入裝置B中的硬質(zhì)玻璃管中，在加熱條件下NH3與CuO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu、N2和H2O：2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up15(△))3Cu＋N2＋3H2O，由于尾氣中含有水蒸氣和可能未反應(yīng)的NH3，最后要用濃硫酸干燥吸收；(2)由于N2的相對(duì)分子質(zhì)量為28，與空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量(29)非常接近，所以不宜用排空氣法收集，可以用氣囊或塑料袋等直接收集；(3)方案2中，制備N2需要加熱，所以應(yīng)選擇裝置A來制備N2；根據(jù)裝置A和制氣的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)之前首先應(yīng)進(jìn)行氣密性檢查，防止裝置氣密性不好導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。由于用液體和液體混合加熱來制備N2，所以燒瓶?jī)?nèi)應(yīng)加入少許碎瓷片防止暴沸；(4)方案3中，將空氣緩緩?fù)ㄟ^灼熱的銅粉后，只是除去了空氣中的大部分O2，所得的N2中還含有少量O2、CO2等雜質(zhì)，其純度最低；方案3制備N2的同時(shí)得到了CuO，方案1所需的CuO可由方案3提供，方案3所需的Cu可由方案1提供，這樣CuO和Cu可循環(huán)利用，節(jié)省藥品。答案(1)E→D→B→C2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up15(△))3Cu＋N2＋3H2O(2)N2的相對(duì)分子質(zhì)量與空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量相近用氣囊或塑料袋直接收集(3)A先檢查裝置的氣密性；向燒瓶?jī)?nèi)加少許碎瓷片(其他合理答案也可)(4)方案3CuO和Cu可以循環(huán)利用，節(jié)省藥品三種方案均可制取N2。分別根據(jù)各自的原理，依據(jù)原料及其它們的狀態(tài)和反應(yīng)條件，結(jié)合反應(yīng)儀器，選擇合適的裝置及其連接。對(duì)照三種方案，從藥品的利用率、收集的氣體的純度上分析，得出最佳方案。(時(shí)間：45分鐘分值：100分)(共6個(gè)小題，共100分)1．(17分)某興趣小組用下圖裝置探究氨的催化氧化。(1)氨催化氧化的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(2)加熱玻璃管2一段時(shí)間后，擠壓1中打氣球鼓入空氣，觀察到2中物質(zhì)呈紅熱狀態(tài)；停止加熱后仍能保持紅熱，該反應(yīng)是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)為保證在裝置4中僅觀察到紅棕色氣體，裝置3應(yīng)裝入________；若取消3，在4中僅觀察到大量白煙，原因是________________________________。(4)為實(shí)現(xiàn)氨催化氧化，也可用裝置5替換裝置________(填裝置代號(hào))；化合物X為________(只寫一種)，Na2O2的作用是______________________________________。解析(1)氨在催化劑和加熱的條件下與O2反應(yīng)生成NO和H2O。(2)玻璃管2中發(fā)生的是氨的催化氧化反應(yīng)。停止加熱仍保持紅熱，說明該反應(yīng)不需要加熱也能進(jìn)行，故為放熱反應(yīng)。(3)氨氣的催化氧化有水生成，氨氣從氨水中逸出時(shí)也可以帶出水，故裝置3需要對(duì)NO氣體進(jìn)行干燥，防止NO與氧氣反應(yīng)生成的NO2溶解在其中生成硝酸，硝酸與逸出的氨氣反應(yīng)會(huì)生成硝酸銨(白煙)。(4)裝置5為制備混合反應(yīng)氣體(氨氣和氧氣)的裝置。答案(1)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up15(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O(2)放熱(3)濃H2SO4生成的NO與O2反應(yīng)生成NO2，NO2與水反應(yīng)生成HNO3，NH3與HNO3反應(yīng)生成了NH4NO3(4)1NH4Cl與HCl反應(yīng)生成氧氣(合理答案均給分)2．(16分)某化學(xué)課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行“氨的催化氧化”實(shí)驗(yàn)(固定裝置略去)。(1)A中使用的藥品是等物質(zhì)的量的碳酸氧鈉和碳酸氫銨，則在下列儀器中，A中未畫出的儀器有____________(填序號(hào))。①分液漏斗②試管③燒瓶④酒精燈⑤導(dǎo)管⑥橡膠塞(2)與裝置B中的藥品發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)有____________(填