高中化學(xué)：定性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

定性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

【要點(diǎn)訓(xùn)練】

1.實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀("FeO。并探究其性質(zhì)。資料：K2FeO4

為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中

快速產(chǎn)生在堿性溶液中較穩(wěn)定。

⑴制備MFeOK夾持裝置略)

①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是

(鎰被還原為Mn2+)o

②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。

③C中得到紫色固體和溶液。C中CL發(fā)生的反應(yīng)有3CL+

2Fe(OH)3+10K0H=2K2Fe04+6KC1+8H20,另外還有

(2)探究KzFeCX的性質(zhì)

①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a,

經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cb。為證明是否KzFeO,氧化了Cl」而產(chǎn)生Cb,設(shè)

計(jì)以下方案：

方案

取少量a,滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色

I

1

方案用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4

II溶出，得到紫色溶液b,取少量b,滴加鹽酸，有CL產(chǎn)生

i.由方案I中溶液變紅可知a中含有離子，但該離子

的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將C1一氧化，還可能由

_________________________________產(chǎn)生(用方程式表示)。

ii.方案n可證明WFeO,氧化了Cl-O用KOH溶液洗滌的目的是

②根據(jù)"Feo"的制備實(shí)驗(yàn)得出：氧化性Cl2FeO「(填“>”

或“<”)，而方案H實(shí)驗(yàn)表明，CL和FeOT的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，

原因是O

③資料表明，酸性溶液中的氧化性Fe(r〉Mn01驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下：

將溶液b滴入MnSO4和足量H2sO,的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色。

該現(xiàn)象能否證明氧化性Fe(T>Mri(K。若能，請(qǐng)說明理由；若不能，進(jìn)

一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

理由或方案：

［解析］(1)①KMnO4被HC1還原為MnCb,HC1被氧化為Ck,反

應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMn04+16HCl=2KCl+2MnC12+5C12t+8H20o

②應(yīng)在裝置B中加入飽和食鹽水，以除去混在CL中的HC1。洗氣時(shí),

氣體應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)、短管出。③過量的KOH還能與CL發(fā)生歧化反應(yīng)，化

學(xué)方程式為C12+2K0H=KC1+KC10+H20O(2)①i.滴加KSCN溶液,

溶液變紅，說明原溶液中含有Fe^。有Fe3+生成，不能判斷FeO廠一

定與C廠發(fā)生了反應(yīng)，根據(jù)題目給出的信息，KzFeO,在酸性或中性條

2

件下，F(xiàn)eO廠會(huì)與『發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe"和02,離子方程式為

+3+

4Fe0r+20H=4Fe+3021+10H20oii.用KOH溶液洗滌可除去混

在C所得固體中的CIO,②堿性條件下，氧化性C12>FeOf；而在酸

性條件下，F(xiàn)eO「的氧化能力增強(qiáng)，氧化性C12<Fe(T。由此可見，兩

者氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，主要原因是溶液的酸堿性不同。③理由：

FeOr"在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe?+和02,溶液淺紫色一定是

MnOI的顏色。方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2s0”觀察溶液紫

色快速褪去還是顯淺紫色。

[答案](l)02KMn04+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2t+8H20

③C12+20H-=Cl-+Cl(r+H20

3++3+

(2)①i.Fe4Fe0r+20H=4Fe+3021+10H20

ii.排除CUT的干擾

②>溶液酸堿性不同

③理由：FeO「在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe"和溶液淺

紫色一定是MnO；的顏色

方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2sO,，觀察溶液紫色快速褪

去還是顯淺紫色

2.K3[Fe(C2O4)3]-3慶0(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于

曬制藍(lán)圖?；卮鹣铝袉栴}：

(1)曬制藍(lán)圖時(shí)，用《[FeGzODs]-3上0作感光劑，以K31Fe(CN)6]

溶液為顯色劑。其光解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2K3[FeC0，]涯

2FeC204+3K2C204+2C02t；顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3

(2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物，按下圖所示裝

置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①通入氮?dú)獾哪康氖?/p>

②實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固

體變?yōu)榧t色，由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有、。

③為防止倒吸，停止實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是

④樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3,檢驗(yàn)

Fe2O3存在的方法是

(3)測(cè)定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。

①稱量"g樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2s(X酸化，用cmol-L

tKM11O4溶液滴定至終點(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是o

②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應(yīng)完全后，過濾、洗滌，將濾

_1

液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2sO4酸化，用cmol?LKMnO4

溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMrQ溶液KmLo該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表

達(dá)式為o

4

[解析](1)加入K3[Fe(CN)61溶液生成藍(lán)色的Fe3[Fe(CN)6]2,反

應(yīng)的化學(xué)方程式為3FeC204+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C204o

(2)①空氣中含有O2,為防止Fe?+被氧化，應(yīng)先通入用，隔絕

空氣，且使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置。②B中澄清石灰水變

渾濁，證明分解過程中產(chǎn)生CO2；F中澄清石灰水變渾濁，E中固體變

為紅色，說明E中發(fā)生反應(yīng)：Cu0+C0△=Cu+C()2,所以分解產(chǎn)物

中一定含有CO。③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為了防止倒吸，應(yīng)先熄滅裝置A、E

的酒精燈，冷卻后停止通入氮?dú)狻＂軝z驗(yàn)FezOs的方法是取少許固體

粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1?2滴KSCN溶液，溶液變紅色,

證明含有Fe203o

(3)①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是有粉紅色出現(xiàn)且半分鐘內(nèi)不變色。②加

入鋅粉后將Fe"還原為Fe2+,再用KMnO,溶液滴定，將Fe?+氧化為Fe3

十,MnO；轉(zhuǎn)化為血2+,

可得關(guān)系式：5Fe2+-MnO；

已知z?(MnO7)=(cKX10_3)mol

貝！Iz?(Fe2+)=(5泌

貝(Izz7(Fe2+)=(5c"10-3X56)g

該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ir(Fe)=-5cF><10-><56-gX100%=

5。詠56

X100%o

%XI000

[答案](D3FeC204+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C204

(2)①隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置

②CO2C0

③先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮?dú)?/p>

5

④取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1?2滴KSCN

溶液，溶液變紅色，證明含有FezOs

(3)①粉紅色出現(xiàn)②送1//I。。%

3.綠磯(FeS04?7上0)在不同溫度下可分解得到各種鐵的氧化物和

硫的氧化物。已知S03是一種無色晶體，熔點(diǎn)16.8°C,沸點(diǎn)44.8℃,

氧化性及脫水性較濃硫酸強(qiáng)，能漂白某些有機(jī)染料，如品紅等。回答

下列問題：

ABC

(1)同學(xué)甲按如圖所示裝置實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)綠研的分解產(chǎn)物。裝置B中

可觀察到的現(xiàn)象是，由此得出綠磯的分解產(chǎn)物中含

有S02o裝置C的作用是。

(2)同學(xué)乙認(rèn)為同學(xué)甲的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)。乙對(duì)甲做完實(shí)驗(yàn)的B

裝置試管進(jìn)行加熱，發(fā)現(xiàn)褪色的品紅溶液未恢復(fù)紅色，則可證明綠磯

分解的產(chǎn)物中。(填字母)

A.不含SO2B.可能含SO2C.一定含有SO3

(3)同學(xué)丙查閱資料發(fā)現(xiàn)綠研受熱分解還可能有放出，為此，

丙選用甲的部分裝置和下列圖部分裝置設(shè)計(jì)出了一套檢驗(yàn)綠磯分解

氣態(tài)產(chǎn)物的裝置：

①同學(xué)丙的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)閛

②能證明綠研分解產(chǎn)物中有的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是

6

(4)為證明綠機(jī)分解產(chǎn)物中含有三價(jià)鐵,選用的實(shí)驗(yàn)儀器有試管、

藥匙、;選用的試劑為o

解析：本題以探究綠磯分解產(chǎn)物為載體，考查SO?的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)

裝置的連接，物質(zhì)的檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。

(1)根據(jù)題意，綠機(jī)在不同溫度下可分解得到各種鐵的氧化物和

硫的氧化物，SO2、S03都能使品紅溶液褪色，裝置B中可觀察到的現(xiàn)

象是品紅溶液褪色。裝置C的作用是吸收尾氣，防止SO2(SOJ等氣體

擴(kuò)散到空氣污染環(huán)境。(2)經(jīng)SO?漂白過的品紅溶液加熱后可恢復(fù)紅

色,S03也能漂白品紅，但S03漂白后的品紅溶液加熱不恢復(fù)紅色。對(duì)

B裝置試管進(jìn)行加熱，褪色的品紅溶液未恢復(fù)紅色，說明產(chǎn)物中一定

含S03,可能含SO2,答案選B、C。(3)①根據(jù)題意，綠磯分解的氣態(tài)

產(chǎn)物可能有H20(g)、S02>SO3和檢驗(yàn)HzO(g)用無水CuS04；檢驗(yàn)

S02用品紅溶液；根據(jù)題給S03的物理性質(zhì)，檢驗(yàn)S03將氣態(tài)產(chǎn)物冷卻

觀察是否有晶體析出；檢驗(yàn)用帶火星的木條。為了防止檢驗(yàn)其他

氣體時(shí)帶出的HzO(g)干擾分解產(chǎn)物HzO(g)的檢驗(yàn)，故先檢驗(yàn)產(chǎn)物

H2O(g);由于SO3也能漂白品紅，所以先檢驗(yàn)SO3并除去SO3,后檢驗(yàn)

S02；檢驗(yàn)SO2后用堿液吸收SO2,收集并檢驗(yàn)。2；裝置連接的合理順

序?yàn)锳FGBDHo②能使帶火星的木條復(fù)燃，證明綠磯分解產(chǎn)物中有

的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是：把H中的導(dǎo)管移出水面，撤走酒精燈，用拇

指堵住試管口，取出試管，立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，木條

復(fù)燃，證明試管中收集的氣體是(4)綠磯分解得到鐵的氧化物和

硫的氧化物，要證明分解產(chǎn)物中含有三價(jià)鐵，用非氧化性酸將分解的

固體產(chǎn)物溶解，再用KSCN溶液檢驗(yàn)；選用的實(shí)驗(yàn)儀器有試管、藥匙、

膠頭滴管；選用的試劑是鹽酸、KSCN溶液。

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答案：(1)品紅溶液褪色吸收尾氣，防止SO2(so。等氣體擴(kuò)散

到空氣污染環(huán)境

(2)BC(3)①AFGBDH②把H中的導(dǎo)管移出水面，撤走酒精燈，

用拇指堵住試管口，取出試管，立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，

木條復(fù)燃，證明試管中收集的氣體是氧氣(4)膠頭滴管鹽酸、KSCN

溶液

4.SO?氣體為無色氣體，有強(qiáng)烈刺激性氣味，是大氣主要污染物

之一，某學(xué)習(xí)小組為了探究二氧化硫的某些性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

I.如圖所示，使用試劑和裝置探究二氧化硫的還原性:

亞硫酸鈉粉末氯化鐵溶液僦化鋼溶液氫氧化鈉溶液

(1)裝置C的名稱為

⑵裝置B中溶液的現(xiàn)象為

(3)學(xué)生甲預(yù)測(cè)裝置D中沒有白色沉淀產(chǎn)生,但隨著反應(yīng)的進(jìn)行,

發(fā)現(xiàn)裝置D中產(chǎn)生了少量白色沉淀。學(xué)生乙經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)少量白

色沉淀可能是硫酸領(lǐng)，因?yàn)檠b置或溶液中少量的氧氣參與了氧化反

應(yīng)，請(qǐng)寫出裝置D中反應(yīng)的化學(xué)方程式：o

H.經(jīng)過思考，設(shè)計(jì)了如下裝置，且所配制的溶液均使用無氧蒸

儲(chǔ)水，檢驗(yàn)SOZ在無氧干擾時(shí)，是否與氯化鋼反應(yīng)生成沉淀。

碳贏而末品滿液氮自編液淀成%溶液澄前至短水

⑷加入碳酸鈉粉末的目的是

8

(5)當(dāng)時(shí)，氯化鋼溶液中沒有沉淀出現(xiàn)，

說明二氧化硫不與氯化鋼溶液反應(yīng)，此時(shí)滴加雙氧水，出現(xiàn)了白色沉

淀。

(6)裝置中選用澄清石灰水而不用氫氧化鈉溶液的目的是

解析：(1)裝置C為分液漏斗。(2)裝置A中生成二氧化硫，氣體

進(jìn)入裝置B中，二氧化硫會(huì)將氯化鐵還原為氯化亞鐵，所以看到的現(xiàn)

象為溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。(3)裝置或溶液中少量的氧氣參與了

氧化反應(yīng),則一定是氧氣將+4價(jià)S氧化為+6價(jià),反應(yīng)物一定有SO?、

和BaCk,生成物一定有硫酸領(lǐng)沉淀，那么C1元素只能以HC1的形

式存在，還要添加上0,所以反應(yīng)為2so2+02+2BaCL+2H20=2BaS04

I+4HCE(4)裝置需要排除空氣，所以用碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成的

二氧化碳來排空氣。(5)當(dāng)?shù)矸?碘溶液藍(lán)色褪去時(shí)，說明二氧化硫已

經(jīng)到達(dá)淀粉-碘溶液，但是氯化鋼溶液中無沉淀，說明二氧化硫不與

氯化領(lǐng)溶液反應(yīng)。(6)最后的氫氧化鈣溶液的主要作用是指示裝置的

空氣已經(jīng)被除盡，即看到澄清石灰水變渾濁，代表二氧化碳?xì)怏w已經(jīng)

到達(dá)最后的燒杯中，裝置中的空氣被排凈。

答案：(1)分液漏斗(2)溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色

(3)2S02+02+2BaCl2+2H20=2BaS04I+4HC1

(4)產(chǎn)生二氧化碳，排除裝置中的氧氣

(5)淀粉-碘溶液藍(lán)色褪去

(6)檢驗(yàn)二氧化碳是否已排盡裝置中的空氣

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【知識(shí)總結(jié)】

定性實(shí)驗(yàn)以其創(chuàng)新、靈活的特點(diǎn)成為每年高考的熱點(diǎn)題型，試題

將元素化合物知識(shí)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)巧妙地融合在一起,增加了題目的

新穎度和難度，能充分考查學(xué)生的發(fā)散思維能力和分析問題的能力。

實(shí)驗(yàn)探究過程中往往通過對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較甄別，從而揭示反應(yīng)原

理、解釋產(chǎn)生某些現(xiàn)象的原因等。學(xué)生只有靈活運(yùn)用已有元素化合物

的知識(shí)，深刻理解化學(xué)基本理論，才能使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化。

題型一反應(yīng)產(chǎn)物的確定

［備考方略］

1.常見物質(zhì)的熱分解反應(yīng)規(guī)律

（1）難溶性碳酸鹽△?氧化物+C02o

（2）碳酸的酸式鹽碳酸的正鹽+CO2+H2O。

（3）錢鹽^^^3+相應(yīng)的酸（或酸性氧化物+40）（附1刖3除

外）。

（4）硝酸鹽金屬（或金屬氧化物、亞硝酸鹽）+氮氧化物（NO

或N02）+02O

（5）草酸晶體^△^COz+CO+AO。

10

2.實(shí)驗(yàn)大題中文字表述題的各種答題規(guī)范

(1)液體體積測(cè)量中讀數(shù)的答題關(guān)鍵

平視：視線與刻度線和凹液面最低處在同一水

平線上

答題要素

讀數(shù)：液面最低點(diǎn)(最底端、最底部、最低處)

與刻度線相切

得分點(diǎn)及，，平視”，，刻度線”，，凹液面，，

關(guān)鍵詞“液面最低點(diǎn)”“相切”

(2)沉淀洗滌是否完全的檢驗(yàn)答題模板

取少許最后一次洗滌濾液,滴入少量……溶液(試劑)，若……(現(xiàn)

象)，表示已經(jīng)洗滌完全。

說明：解答此類題目要注意四個(gè)得分點(diǎn)：取樣+試劑+現(xiàn)象+結(jié)

論。

取樣要取“少許最后一次"洗滌濾液

試劑選擇合理的試劑

現(xiàn)象須有明顯的現(xiàn)象描述

結(jié)論根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論

(3)實(shí)驗(yàn)操作的原因、目的、作用的答題要點(diǎn)

明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤鍪裁?/p>

答題要明確操作目的：為什么這樣做

索明確結(jié)論：這樣做會(huì)有什么結(jié)果？理由是

什么

得分點(diǎn)操作：怎么“做”，為什么這樣“做”

11

及

作用：須有明確的結(jié)論、判斷、理由

關(guān)鍵詞

（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確、全面描述

現(xiàn)象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的

答題現(xiàn)象描述要準(zhǔn)確：如A試管中……B處有……

要素按“現(xiàn)象+結(jié)論”格式描述，忌現(xiàn)象結(jié)論不分、由理論推現(xiàn)

象、指出具體生成物的名稱

溶液中：顏色由……變成……，液面上升或下降（形成液面

差），溶液變渾濁，生成（產(chǎn)生）……沉淀，溶液發(fā)生倒吸，

得分點(diǎn)產(chǎn)生大量氣泡（或有氣體從溶液中逸出），有液體溢出等

及關(guān)鍵固體：表面產(chǎn)生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色

詞由……變成……等

氣體：生成……色（味）氣體，氣體由……色變成……色，先

變……后……（加深、變淺、褪色）等

（5）試劑的作用的答題模板

答題要

試劑的作用是什么？要達(dá)到的目的是什么

素

得分點(diǎn)作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準(zhǔn)確

及作用一目的類：“作用”是“……”，”目的”是“……”，回

關(guān)鍵詞答要準(zhǔn)確全面

題型二物質(zhì)性質(zhì)的探究

［備考方略］

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1.實(shí)驗(yàn)類型

（1）根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)中的儀器、試I」實(shí)驗(yàn)步驟和

f|劑和反應(yīng)條件一操作方法「卜論I

（2）根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)