（江蘇專用）2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題10 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 6 第五單元 探究型實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)教案.doc

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第五單元　探究型實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 1．能根據(jù)要求設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案?！?.能掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的方法?！?.以上各部分知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用。 　探究型實(shí)驗(yàn) [知識(shí)梳理] 一、探究型實(shí)驗(yàn)的常見類型 1．對(duì)未知產(chǎn)物的探究 通過化學(xué)反應(yīng)原理猜測(cè)可能生成哪些物質(zhì)，對(duì)這些物質(zhì)逐一進(jìn)行檢驗(yàn)來確定究竟含有哪些物質(zhì)。雖然探究型實(shí)驗(yàn)主要考查學(xué)生的探究能力，但在問題中常常包含了對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的考查。例如： (1)常見物質(zhì)分離的提純方法：結(jié)晶法、蒸餾法、過濾法、升華法、萃取法、滲析法等。 (2)常見氣體的制備、凈化、干燥、收集等方法。 (3)熟悉重點(diǎn)的操作：氣密性檢查、測(cè)量氣體體積、防倒吸、防污染等。 2．物質(zhì)性質(zhì)的探究 (1)在探究過程中往往可以利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，即設(shè)置幾組平行實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行對(duì)照和比較，從而研究和揭示某種規(guī)律，解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機(jī)理。 (2)無機(jī)物、有機(jī)物性質(zhì)的探究，必須在牢牢掌握元素化合物知識(shí)的基礎(chǔ)上，大膽猜想，細(xì)心論證。脫離元素化合物知識(shí)，獨(dú)立看待實(shí)驗(yàn)問題是不科學(xué)的，只有靈活運(yùn)用已有的元素化合物知識(shí)，才能變探究型實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，使復(fù)雜問題簡單化。 二、探究型實(shí)驗(yàn)的基本程序 解答探究型實(shí)驗(yàn)題的基本程序可用以下流程圖表示： 1．提出問題 要提出問題，首先得發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)題給信息進(jìn)行對(duì)比、質(zhì)疑，通過思考提出值得探究的問題。此外，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象也是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的重要契機(jī)。 2．提出猜想 所謂猜想就是根據(jù)已有知識(shí)對(duì)問題的解決提出的幾種可能的情況。有一些問題，結(jié)論有多種可能(這就是猜想)，只能通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。 3．設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案 提出猜想后，就要結(jié)合題給條件，設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理、安全的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)可能的情況進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)試劑的選擇和實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)控。 4．觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論 根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行推理分析或計(jì)算分析得出結(jié)論。 　(2017高考北京卷)某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到Fe3＋，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。 向硝酸酸化的0.05 molL－1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。 (1)檢驗(yàn)產(chǎn)物 ①取出少量黑色固體，洗滌后，___________________________________________ ________________________________________________________________________ (填操作和現(xiàn)象)，證明黑色固體中含有Ag。 ②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明溶液中含有________。 (2)針對(duì)“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有Fe3＋，乙認(rèn)為鐵粉過量時(shí)不可能有Fe3＋，乙依據(jù)的原理是__________________(用離子方程式表示)。針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)： ①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下： 序號(hào) 取樣時(shí)間/min 現(xiàn)象 ⅰ 3 產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色 ⅱ 30 產(chǎn)生白色沉淀，較3 min時(shí)量少；溶液紅色較3 min時(shí)加深 ⅲ 120 產(chǎn)生白色沉淀，較30 min時(shí)量少；溶液紅色較30 min時(shí)變淺 (資料：Ag＋與SCN－生成白色沉淀AgSCN) ②對(duì)Fe3＋產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)： 假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3＋； 假設(shè)b：空氣中存在O2，由于______________________(用離子方程式表示)，可產(chǎn)生Fe3＋； 假設(shè)c：酸性溶液中的NO具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3＋； 假設(shè)d：根據(jù)______________________________________現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag＋，可產(chǎn)生Fe3＋。 ③下述實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3＋的主要原因。實(shí)驗(yàn)Ⅱ可證實(shí)假設(shè)d成立。 實(shí)驗(yàn)Ⅰ：向硝酸酸化的____________________溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液。3 min時(shí)溶液呈淺紅色，30 min后溶液幾乎無色。 實(shí)驗(yàn)Ⅱ：裝置如圖。其中甲溶液是________，操作及現(xiàn)象是________________________ ________________________________________________________________________。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合方程式推測(cè)實(shí)驗(yàn)ⅰ～ⅲ中Fe3＋濃度變化的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析]　(1)①黑色固體溶于熱的硝酸溶液后，向其中加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀，可證明黑色固體中含有Ag。②可利用K3[Fe(CN)6]檢驗(yàn)Fe2＋的存在。(2)過量的鐵粉會(huì)與Fe3＋反應(yīng)。②空氣中的O2會(huì)與Fe2＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生Fe3＋；加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中存在Ag＋，Ag＋可與Fe2＋反應(yīng)產(chǎn)生Fe3＋。③實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3＋的主要原因，只要將原實(shí)驗(yàn)反應(yīng)體系中的Ag＋替換，其他微粒的種類及濃度保持不變，做對(duì)比實(shí)驗(yàn)即可，所以可選用0.05 molL－1 NaNO3溶液(pH≈2)；實(shí)驗(yàn)Ⅱ利用原電池裝置證明反應(yīng)Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋能發(fā)生，所以甲溶液是FeSO4溶液。操作和現(xiàn)象：分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液，同時(shí)滴加KSCN溶液，后者紅色更深。 [答案]　(1)①加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀　②Fe2＋ (2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ②4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀　③0.05 molL－1 NaNO3　FeSO4溶液　分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液，同時(shí)滴加KSCN溶液，后者紅色更深 (3)溶液中存在反應(yīng)：①2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag，②Ag＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ag，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。反應(yīng)開始時(shí)，c(Ag＋)大，以反應(yīng)①、②為主，c(Fe3＋) 增大。約30 min后，c(Ag＋)小，以反應(yīng)③為主，c(Fe3＋)減小 探究型實(shí)驗(yàn)題 (2015高考北京卷)為探討化學(xué)平衡移動(dòng)原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系，某同學(xué)通過改變濃度研究“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2”反應(yīng)中Fe3＋和Fe2＋的相互轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)如下： (1)待實(shí)驗(yàn)Ⅰ溶液顏色不再改變時(shí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ，目的是使實(shí)驗(yàn)Ⅰ的反應(yīng)達(dá)到_________________________________________________________。 (2)ⅲ是ⅱ的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，目的是排除ⅱ中________造成的影響。 (3)ⅰ和ⅱ的顏色變化表明平衡逆向移動(dòng)，F(xiàn)e2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋原因：___________________________________________________。 (4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，該同學(xué)推測(cè)ⅰ中Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化的原因：外加Ag＋使c(I－)降低，導(dǎo)致I－的還原性弱于Fe2＋，用如圖裝置(a、b均為石墨電極)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 ①K閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，b作________極。 ②當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達(dá)到平衡)后，向U形管左管中滴加0.01 molL－1 AgNO3溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè)，該現(xiàn)象是____________________________________。 (5)按照(4)的原理，該同學(xué)用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了ⅱ中Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化的原因。 ①轉(zhuǎn)化原因是____________________________________________。 ②與(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不同的操作是____________________________________________。 (6)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，還原性：I－>Fe2＋；而實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，還原性Fe2＋>I－。將(3)和(4)、(5)作對(duì)比，得出的結(jié)論是____________________________________________。 解析：(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ溶液的顏色不再發(fā)生變化，則說明實(shí)驗(yàn)Ⅰ的反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。 (2)ⅱ為加入1 mL 1 molL－1FeSO4溶液，ⅲ為加入了1 mL H2O，結(jié)果是ⅲ的顏色比ⅱ略深，故以ⅲ作對(duì)比，排除ⅱ中溶液稀釋對(duì)顏色變化造成的影響。 (3)ⅰ中加AgNO3溶液發(fā)生反應(yīng)：Ag＋＋I(xiàn)－===AgI↓，使溶液中c(I－)減小，平衡逆向移動(dòng)；ⅱ中加入Fe2＋，增大了c(Fe2＋)，平衡逆向移動(dòng)；故增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，平衡均逆向移動(dòng)。 (4)由反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2知Fe3＋在反應(yīng)中得電子，b應(yīng)為正極。達(dá)到平衡后向U形管左管中加入AgNO3溶液，Ag＋＋I(xiàn)－===AgI↓，使c(I－)減小，若I－還原性弱于Fe2＋，則a極改為正極，電流表指針應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)。 (5)由(4)的原理可知c(I－)降低則還原性減弱，則ⅱ中Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋的原因可理解為Fe2＋的濃度增大，還原性增強(qiáng)。 第(4)小題是證明c(I－)減小，其還原性減弱，若做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可選擇增大c(Fe2＋)，使其還原性增強(qiáng)，或減小c(Fe3＋)，使其氧化性減弱。 (6)ⅰ中減小c(I－)，I－的還原性減弱；ⅱ中增大c(Fe2＋)，F(xiàn)e2＋的還原性增強(qiáng)。得出的結(jié)論為該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng)，在平衡時(shí)，通過改變物質(zhì)的濃度，可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力，并影響平衡移動(dòng)方向。 答案：(1)化學(xué)平衡狀態(tài) (2)溶液稀釋對(duì)顏色變化　 (3)加入Ag＋發(fā)生反應(yīng)：Ag＋＋I(xiàn)－===AgI↓，c(I－)降低；或增大c(Fe2＋)，平衡均逆向移動(dòng) (4)①正?、谧髠?cè)產(chǎn)生黃色沉淀，指針向左偏轉(zhuǎn) (5)①Fe2＋隨濃度增大，還原性增強(qiáng)，使Fe2＋還原性強(qiáng)于I－ ②向右管中加入1 molL－1 FeSO4溶液 (6)該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng)，在平衡時(shí)，通過改變物質(zhì)的濃度，可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力，并影響平衡移動(dòng)方向 探究型實(shí)驗(yàn)題的命題思路 探究型實(shí)驗(yàn)題的一般命題思路是發(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。在能力考查點(diǎn)的設(shè)置上則可以考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力、提出問題的能力(作出合理假設(shè)或猜想)、探究問題的能力(設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究)、分析問題的能力(根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出合理結(jié)論)等。在知識(shí)點(diǎn)的涵蓋上則既可以考查基本概念、基本理論又可以考查元素化合物的有關(guān)知識(shí)；而且符合新課程改革在學(xué)習(xí)方法上強(qiáng)調(diào)的“探究學(xué)習(xí)”“自主學(xué)習(xí)”的概念。探究型試題一般有以下幾種命題形式：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)經(jīng)典問題的質(zhì)疑、探究未知物的成分、探究物質(zhì)的性質(zhì)、探究化學(xué)反應(yīng)的條件以及探究化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象等。 　實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) [知識(shí)梳理] 1．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求 2．化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 一個(gè)相對(duì)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案一般包括下述內(nèi)容： (1)實(shí)驗(yàn)名稱；(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?3)實(shí)驗(yàn)原理；(4)實(shí)驗(yàn)用品(藥品、儀器、裝置、設(shè)備)及規(guī)格；(5)實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法；(6)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)；(7)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄及結(jié)果處理；(8)問題與討論。 3．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮砑八x用的藥品和儀器，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案。 　(2015高考全國卷Ⅰ，26，14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.410－2，K2＝5.410－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點(diǎn)為101 ℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170 ℃以上分解。 回答下列問題： (1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有____________。裝置B的主要作用是_________________________________。 (2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B、__________。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是________。 ②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是________。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明： ①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)：__________________________________________________。 ②草酸為二元酸：__________________________________________________。 [解析]　(1)結(jié)合草酸晶體(H2C2O42H2O)的組成可知，澄清石灰水應(yīng)是用來檢驗(yàn)其分解產(chǎn)物CO2的存在。因草酸晶體易升華，且草酸鈣難溶于水，若草酸進(jìn)入C裝置，會(huì)干擾CO2的檢驗(yàn)，故裝置B中冰水的主要作用是冷凝揮發(fā)出來的草酸。 (2)①要驗(yàn)證草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，只能通過檢驗(yàn)CO與CuO反應(yīng)的產(chǎn)物CO2的存在來達(dá)到這一目的。因?yàn)椴菟峋w的分解產(chǎn)物本身含有CO2，會(huì)對(duì)CO的檢驗(yàn)造成干擾，所以在檢驗(yàn)CO前應(yīng)將分解產(chǎn)物中的CO2除盡，可選用F裝置來除去CO2，D裝置用來檢驗(yàn)CO2是否除盡。將除去CO2的氣體通過盛有無水氯化鈣的裝置G干燥，然后通過盛有CuO的裝置H，CuO將CO氧化為CO2，再將氣體通過盛有澄清石灰水的D裝置，用來檢驗(yàn)CO2的存在。因CO有毒，最后可將尾氣通過排水法收集。 ②若前一個(gè)裝置D中澄清石灰水不變渾濁，說明草酸晶體分解的產(chǎn)物CO2已除盡；H中黑色CuO變紅，同時(shí)其后的裝置D中澄清石灰水變渾濁，說明草酸晶體分解產(chǎn)物中含有CO。 (3)①根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)原理，可選擇將NaHCO3加入草酸溶液的實(shí)驗(yàn)方法來證明草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)。 ②根據(jù)酸堿中和反應(yīng)原理，可采用中和滴定的方法用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液來滴定一定物質(zhì)的量濃度的草酸溶液，根據(jù)反應(yīng)的草酸與NaOH的物質(zhì)的量的比值為1∶2，證明草酸是二元酸。 [答案]　(1)有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁　CO2　冷凝(水蒸氣、草酸等)，防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(yàn) (2)①F、D、G、H、D、I　CuO?、贖中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁 (3)①向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生　②用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍 要證明草酸的酸性強(qiáng)于碳酸，能否根據(jù)碳酸鈉溶液的堿性強(qiáng)于草酸鈉溶液的堿性證明？ 答案：不能。此方法只能證明草酸氫根的酸性強(qiáng)于碳酸氫根；應(yīng)根據(jù)碳酸氫鈉溶液的pH大于草酸氫鈉溶液的pH來證明。 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 1．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)某小組擬在同濃度Fe3＋的催化下，探究H2O2濃度對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器：30%H2O2、0.1 molL－1 Fe2(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。 ①寫出本實(shí)驗(yàn)H2O2分解反應(yīng)方程式并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：________________________________________________________________________。 ②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：在不同H2O2濃度下，測(cè)定________________________(要求所測(cè)得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小)。 ③參照下表格式，擬定實(shí)驗(yàn)表格，完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案(列出所選試劑體積、需記錄的待測(cè)物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示)。 物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 　 　 V[0.1 molL－1 Fe2(SO4)3]/mL …… 1 a …… 2 a …… (2)利用圖(a)和(b)中的信息，按圖(c)裝置(連接的A、B瓶中已充有NO2氣體)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。可觀察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的______________(填“深”或“淺”)，其原因是___________________________________________________。 解析：(1)①分析化合價(jià)并應(yīng)用化合價(jià)變化規(guī)律解決問題。雙氧水中氧元素的化合價(jià)為－1，發(fā)生分解反應(yīng)生成氧氣，O2中O的化合價(jià)為0，水中O元素的化合價(jià)為－2，所以是自身的氧化還原反應(yīng)，用單線橋法表示其電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目： ②做實(shí)驗(yàn)題時(shí)，首先要明確實(shí)驗(yàn)原理。該實(shí)驗(yàn)是探究雙氧水的分解速率，所以應(yīng)測(cè)定不同濃度雙氧水分解時(shí)產(chǎn)生氧氣的速率，即可以測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積。③探究時(shí)一定要注意變量的控制，即只改變一個(gè)變量，才能說明該變量對(duì)反應(yīng)的影響。表格中給出了硫酸鐵的量，且體積均相等。而探究的是不同濃度的雙氧水分解的速率，所以必須要有不同濃度的雙氧水，但題給試劑中只有30%的雙氧水，因此還需要蒸餾水，要保證硫酸鐵的濃度相同，必須保證兩組實(shí)驗(yàn)中雙氧水和蒸餾水的總體積相同，且兩組實(shí)驗(yàn)中雙氧水和蒸餾水的體積不同兩個(gè)條件。同時(shí)還要記錄兩組實(shí)驗(yàn)中收集相同體積氧氣所需時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)收集氧氣的體積大小。(2)通過分析能量變化圖像的起點(diǎn)和終點(diǎn)可判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，通過分析溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響，可以判斷平衡移動(dòng)的方向和結(jié)果。由本小題給出的能量變化圖像可知，雙氧水的分解和二氧化氮生成四氧化二氮的反應(yīng)都屬于放熱反應(yīng)，由此可知(c)裝置中右邊燒杯的溫度應(yīng)高于左邊燒杯的溫度，溫度升高，使平衡2NO2(g)N2O4(g)向左移動(dòng)，所以B瓶中二氧化氮濃度增大，氣體顏色加深。 答案：(1)① ②生成相同體積的氧氣所需要的時(shí)間(或相同時(shí)間內(nèi)，生成氧氣的體積) ③ V(H2O2)/mL V(H2O)/mL V(O2)/mL t/s 1 b c e d 2 c b e f 或 V(H2O2)/mL V(H2O)/mL t/s V(O2)/mL 1 b c e d 2 c b e f (2)深　雙氧水分解放熱，使B瓶的溫度升高，2NO2(g)N2O4(g)平衡向左移動(dòng)，NO2濃度增大，氣體顏色加深 2．高純MnCO3是制備高性能磁性材料的主要原料。實(shí)驗(yàn)室以MnO2為原料制備少量高純MnCO3的操作步驟如下： (1)制備MnSO4溶液：在燒瓶中(裝置見下圖)加入一定量MnO2和水，攪拌，通入SO2和N2的混合氣體，反應(yīng)3 h。停止通入SO2，繼續(xù)反應(yīng)片刻，過濾(已知：MnO2＋H2SO3===MnSO4＋H2O)。 ①石灰乳參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________。 ②反應(yīng)過程中，為使SO2盡可能轉(zhuǎn)化完全，在通入SO2和N2比例一定、不改變固液投料的條件下，可采取的合理措施有____________________、____________________。 ③若實(shí)驗(yàn)中將N2換成空氣，測(cè)得反應(yīng)液中Mn2＋、SO －的濃度(c)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如下圖。導(dǎo)致溶液中Mn2＋、SO －濃度變化產(chǎn)生明顯差異的原因是____________________。 (2)制備高純MnCO3固體：已知MnCO3難溶于水、乙醇，潮濕時(shí)易被空氣氧化，100 ℃開始分解；Mn(OH)2開始沉淀時(shí)pH＝7.7。請(qǐng)補(bǔ)充由(1)制得的MnSO4溶液制備高純MnCO3的操作步驟[實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]。 ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________； ⑤低于100 ℃干燥。 解析：(1)①石灰乳的作用是吸收SO2。②為了提高SO2的轉(zhuǎn)化率，可從溫度、反應(yīng)時(shí)間(即通氣速率)來思考。③N2換成空氣，空氣中O2會(huì)氧化H2SO3；但隨著Mn2＋的增大，c(SO －)迅速增大，可能是Mn2＋起了催化作用。 (2)制備高純MnCO3固體時(shí)的注意點(diǎn)：一是Mn(OH)2開始沉淀的pH＝7.7，加Na2CO3生成MnCO3時(shí)，因Na2CO3堿性較強(qiáng)，所以要控制溶液的pH＜7.7。二是MnCO3純度要高，所以要除去SO －等離子，必須水洗，并檢驗(yàn)SO －是否洗凈。三是注意題給信息：潮濕的MnCO3易被氧化，所以要用乙醇洗去水。 答案：(1)①Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O?、诳刂七m當(dāng)?shù)臏囟取【徛ㄈ牖旌蠚怏w?、跰n2＋催化O2與H2SO3反應(yīng)生成H2SO4 (2)①邊攪拌邊加入Na2CO3，并控制溶液pH＜7.7 ②過濾，用少量水洗滌2～3次 ③檢驗(yàn)SO －是否洗凈 ④用少量乙醇洗滌 綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題思路 (1)巧審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理。實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)題的核心，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和起點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理可從題給的化學(xué)情景(或題首所給實(shí)驗(yàn)?zāi)康?并結(jié)合元素及其化合物等有關(guān)知識(shí)獲取。在此基礎(chǔ)上，遵循可靠性、簡捷性、安全性的原則，確定符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁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)操作的方法和步驟，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。有許多綜合實(shí)驗(yàn)題圖文結(jié)合，思考容量大。在分析解答過程中，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。 　實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)與改進(jìn) [知識(shí)梳理] 一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的三大視角 1．綠色化視角 (1)分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行、無污染； (2)實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理； (3)實(shí)驗(yàn)步驟是否簡單方便； (4)實(shí)驗(yàn)效果是否明顯。 2．安全性視角 (1)避免炸裂：受熱不均勻、液體倒吸、氣流不暢、易燃?xì)怏w中混有助燃?xì)怏w等。 (2)防污染：有毒尾氣未經(jīng)處理、剩余藥品隨意丟棄、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液隨意傾倒等。 (3)防失火：點(diǎn)燃或熄滅酒精燈的方法不正確、易燃試劑與明火接觸等。 (4)防吸水：極易水解、吸水性強(qiáng)(潮解)的物質(zhì)未密封保存或與潮濕空氣接觸，大量吸水導(dǎo)致液體溢出或反應(yīng)變質(zhì)等。 3．規(guī)范性視角 (1)儀器的安裝與拆卸； (2)試劑添加的順序與用量； (3)加熱的方式、方法和時(shí)機(jī)； (4)儀器的查漏、氣密性檢驗(yàn)； (5)溫度計(jì)的規(guī)范使用、水銀球的位置； (6)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀?。? (7)冷卻、冷凝的方法等。 二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)一般分為如下三種情況： 1．氣體實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn) 中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)掌握的氣體制備實(shí)驗(yàn)有：三種單質(zhì)(H2、O2、Cl2)的制備；兩種氫化物(HCl、NH3)的制備；四種氧化物(CO2、SO2、NO2、NO)的制備；一種有機(jī)物(C2H4)的制備。復(fù)習(xí)時(shí)，除了掌握好教材中經(jīng)典的制備方法外，還應(yīng)對(duì)藥品選擇、反應(yīng)原理進(jìn)行拓展和創(chuàng)新。 典型的氣體實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)設(shè)計(jì)有：依據(jù)啟普發(fā)生器原理設(shè)計(jì)的反應(yīng)器，尾氣吸收、防倒吸裝置的設(shè)計(jì)，液封裝置的設(shè)計(jì)，恒壓裝置的設(shè)計(jì)等。 2．性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn) 研究物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的最主要功能。對(duì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)已成為近幾年的高考熱點(diǎn)，以考查考生的創(chuàng)新思維能力。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡可能簡單易行，用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)藥品，并能在較短的時(shí)間內(nèi)完成，且效果明顯。例如：用套管實(shí)驗(yàn)證明Na2CO3、NaHCO3的熱穩(wěn)定性(圖甲)；用一套培養(yǎng)皿通過向NaOH固體上滴濃氨水，探究氨氣的性質(zhì)(圖乙)等。 3．制備實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn) 制備一種物質(zhì)，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的組成來確定原料及反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)反應(yīng)路徑，選擇合適的儀器和裝置。最后，根據(jù)生成物的性質(zhì)將產(chǎn)品分離提純出來。整個(gè)過程如下圖所示： →→→→→ 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)在設(shè)計(jì)物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要優(yōu)化上述流程中的每一個(gè)具體環(huán)節(jié)。遵循的優(yōu)化原則是原料廉價(jià)，原理綠色，條件優(yōu)化，儀器簡單，分離方便。 (2)一些物質(zhì)的制備，由于其性質(zhì)上的特殊性，需要設(shè)計(jì)一些特殊的裝置來完成，如實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)2固體，由于Fe(OH)2遇空氣易被氧化而變質(zhì)，故其制備實(shí)驗(yàn)裝置必須嚴(yán)格防止制備的Fe(OH)2固體與O2接觸；再如常見有機(jī)物的制備中，由于有機(jī)反應(yīng)緩慢、副產(chǎn)品多、原料容易揮發(fā)，所以常見有機(jī)物的制備裝置都要加裝冷凝回流裝置，使原料回流、充分反應(yīng)，提高產(chǎn)率。 　(2018湖北八校聯(lián)考)某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進(jìn)行有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)一　制取氯酸鉀和氯水 利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (1)制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取出B中試管冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌。該實(shí)驗(yàn)操作過程需要的玻璃儀器有____________。 (2)若對(duì)調(diào)B和C裝置的位置，________(填“能”或“不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。 實(shí)驗(yàn)二　氯酸鉀與碘化鉀反應(yīng)的研究 (3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn)研究反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響，其中系列a實(shí)驗(yàn)的記錄表如下(實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行)： 試管編號(hào) 1 2 3 4 0.20 molL－1 KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0 molL－1 H2SO4/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸餾水/mL 9.0 6.0 3.0 0 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①系列a實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀_________________________________________。 ②設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是____________________________________。 ③若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色；假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，則此反應(yīng)的離子方程式為__________________________________。 實(shí)驗(yàn)三　測(cè)定飽和氯水中氯元素的總量 (4)該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為使用下圖裝置，加熱15.0 mL飽和氯水試樣，測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是________________________________。 (不考慮實(shí)驗(yàn)裝置及操作失誤導(dǎo)致不可行的原因) (5)根據(jù)下列資料，為該小組設(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案(不必描述操作過程的細(xì)節(jié))：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 資料：ⅰ.次氯酸會(huì)破壞酸堿指示劑； ⅱ.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2和FeCl2等物質(zhì)還原成Cl－。 [解析]　(1)過濾需要漏斗、玻璃棒、燒杯等儀器，而洗滌沉淀也需要漏斗、玻璃棒、燒杯等儀器。 (2)若對(duì)調(diào)B和C裝置，可以通過水先把Cl2中的HCl除去，可提高KClO3的產(chǎn)率。 (3)①根據(jù)圖表可看出其他條件都相同，只有H2SO4的濃度不同，因此該實(shí)驗(yàn)研究的是硫酸的濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。②1號(hào)實(shí)驗(yàn)中H2SO4的濃度為0，故該實(shí)驗(yàn)起到與其他實(shí)驗(yàn)對(duì)照的作用。③淀粉遇到碘單質(zhì)會(huì)顯藍(lán)色，故氧化產(chǎn)物為碘單質(zhì)，ClO被還原為Cl－。 (4)產(chǎn)生的Cl2會(huì)重新溶于水，同時(shí)HClO也會(huì)發(fā)生分解，生成極易溶于水的HCl，則無法計(jì)算氯元素的量。 (5)根據(jù)信息可知SO2、H2O2、FeCl2都能將次氯酸或氯氣還原，如果選擇SO2會(huì)引入SO，對(duì)Cl－的測(cè)定造成干擾，如果選擇FeCl2則會(huì)引入Cl－，而H2O2不會(huì)引入雜質(zhì)離子，因此選擇H2O2將次氯酸或氯氣還原為Cl－，再用AgNO3溶液測(cè)定Cl－含量。 [答案]　(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可)　(2)能　(3)①研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響?、诹蛩釢舛葹?的對(duì)照實(shí)驗(yàn)　③ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O (4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案無法測(cè)算試樣含氯總量(或其他合理答案) (5)量取一定量的試樣，加入足量的H2O2溶液，加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，稱量沉淀質(zhì)量(或其他合理答案) 解答綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)題的基本流程 原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用或意義→聯(lián)想。具體分析如下： (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：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)論或?qū)С鼋Y(jié)論。 　實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)與改進(jìn) 1．(2018漳州高三檢測(cè))資料表明，在加熱條件下SO3具有比較強(qiáng)的氧化性。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)綠礬(FeSO47H2O)受熱分解的情況進(jìn)行探究。 (1)甲同學(xué)認(rèn)為，綠礬受熱分解的產(chǎn)物是FeO、SO3、H2O。你支持該觀點(diǎn)嗎？說明理由：________________________________。 (2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置通過實(shí)驗(yàn)來探究綠礬受熱分解的情況(部分夾持裝置未畫出，C裝置的水槽中加冰鹽水)。請(qǐng)?zhí)顚懴铝斜砀瘛? 儀器 加入試劑 預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 A 綠礬試樣 B D (3)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)明顯不足之處是_______________________________________。 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要檢驗(yàn)綠礬是否分解完全，請(qǐng)簡述實(shí)驗(yàn)方法：______________________________。 (5)若綠礬分解完全，C裝置中U形管內(nèi)有無色晶體出現(xiàn)，請(qǐng)寫出綠礬受熱分解的化學(xué)方程式：__________________________________________________。 解析：(1)因題目中已知“在加熱條件下SO3具有比較強(qiáng)的氧化性”，而FeO具有還原性，二者受熱時(shí)會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存，故不支持該觀點(diǎn)。 (2)FeSO47H2O受熱分解的產(chǎn)物一定有Fe2O3，根據(jù)化合價(jià)升降可知一定有SO2，還一定有H2O，故A中應(yīng)殘留紅棕色固體；B中試劑用于檢驗(yàn)產(chǎn)物水，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為無水CuSO4粉末變藍(lán)；D中試劑用于檢驗(yàn)SO2，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為品紅或酸性高錳酸鉀溶液或溴水褪色。 (3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足之處一般從有沒有防止倒吸的裝置以及尾氣處理裝置等方面考慮。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)明顯沒有尾氣吸收裝置。 (4)“要檢驗(yàn)綠礬是否分解完全”，只需檢驗(yàn)有無Fe2＋即可：取A中殘留固體少許溶于足量稀硫酸，再取溶解液少許于試管中，滴入酸性KMnO4溶液，振蕩，若溶液不褪色，證明分解完全；否則分解不完全。 (5)U形管內(nèi)的無色晶體是SO3，可寫出綠礬受熱分解的化學(xué)方程式為2FeSO47H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O。 答案：(1)不支持，F(xiàn)eO有還原性，SO3在加熱條件下有較強(qiáng)的氧化性，二者受熱時(shí)會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存 (2) 儀器 加入試劑 預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 A 殘留紅棕色固體 B 無水CuSO4粉末 白色粉末變藍(lán) D 品紅或酸性高錳 酸鉀溶液或溴水 溶液褪色 (3)沒有尾氣吸收裝置 (4)取A中殘留固體少許溶于足量稀硫酸，再取溶解液少許于試管中，滴入酸性KMnO4溶液，振蕩，若酸性KMnO4溶液不褪色，證明分解完全；否則分解不完全 (5)2FeSO47H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O 2．硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O35H2O)。 Ⅰ.[查閱資料] (1)Na2S2O35H2O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。 (2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得產(chǎn)品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。 (3)Na2SO3易被氧化；BaSO3難溶于水，可溶于稀HCl。 Ⅱ.[制備產(chǎn)品] 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(省略夾持裝置)： 實(shí)驗(yàn)步驟： (1)檢查裝置氣密性，按圖示加入試劑。 儀器a的名稱是________；E中的試劑是________(選填下列字母編號(hào))。 A．稀H2SO4 B．NaOH溶液 C．飽和NaHSO3溶液 (2)先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中燒瓶滴加濃H2SO4。 (3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，結(jié)束反應(yīng)。過濾C中混合物，濾液經(jīng)________(填寫操作名稱)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品。 Ⅲ.[探究與反思] (1)為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4，該小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)將方案補(bǔ)充完整。(所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸餾水中選擇) 取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，__________________________________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4。 (2)為減少裝置C中生成Na2SO4的量，在不改變?cè)醒b置的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟(2)進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的操作是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)Na2S2O35H2O的溶解度隨溫度升高顯著增大，所得產(chǎn)品通過________方法提純。 解析：Ⅱ.(1)儀器a中有活塞，故a為分液漏斗；在A裝置中產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體SO2，故E裝置用于處理未反應(yīng)的SO2，在給定的三種溶液中，只有NaOH溶液能吸收SO2。(3)從溶液中得到晶體的操作包括蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥這五步。 Ⅲ.(1)根據(jù)Ⅰ中(3)可知BaSO3可溶于HCl，而BaSO4難溶于HCl，則在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液后，將生成的沉淀過濾、洗滌后，向沉淀中加入HCl，沉淀未完全溶解，說明溶液中含有SO，沉淀溶解的部分生成了刺激性氣味的氣體為SO2，則沉淀中含有BaSO3，故原溶液中含有SO。(2)由Ⅰ中(3)可知Na2SO3易被氧化，故裝置中的氧氣能將Na2SO3氧化，為了減少Na2SO4的生成量，應(yīng)先將裝置中的空氣排盡，可先用A裝置中生成的SO2將裝置中的空氣排盡。(3)因?yàn)榱虼蛩徕c的溶解度隨溫度升高而顯著增大，故可采用重結(jié)晶法將其提純。 答案：Ⅱ.(1)分液漏斗　B　(3)蒸發(fā) Ⅲ.(1)過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl (2)先向A裝置中燒瓶滴加濃H2SO4，產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C裝置中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液 (3)重結(jié)晶 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)是對(duì)給出的實(shí)驗(yàn)方案作出選擇、評(píng)價(jià)或找出最佳方案，包含的知識(shí)點(diǎn)很多，能考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 (1)選擇。包括儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇，包括發(fā)生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質(zhì)的試劑與順序)、反應(yīng)裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等；藥品的選擇，包括種類、濃度、物質(zhì)狀態(tài)等；連接方式的選擇，包括儀器的先后順序、導(dǎo)管接口的連接等。 (2)評(píng)價(jià)。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)確作出判斷。要考慮是否完全合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟(jì)上是否劃算和對(duì)環(huán)境有無污染等。 (3)最佳方案的選用。幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都能達(dá)到目的，選出其中最佳的一個(gè)并分析各方案的優(yōu)劣。所謂最佳，無非是裝置最簡單、藥品容易取得并價(jià)格低廉、現(xiàn)象明顯、無干擾物質(zhì)以及無污染等。 [課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)] 1．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可看成是一個(gè)S原子取代了Na2SO4中的一個(gè)O原子而形成的。某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組運(yùn)用類比學(xué)習(xí)的思想，通過實(shí)驗(yàn)探究Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì)。 請(qǐng)?zhí)顚懸韵驴瞻祝? [提出問題]Na2S2O3是否與Na2SO4相似具備下列性質(zhì)呢？ 猜想①：______________________________________________； 猜想②：溶液呈中性，且不與酸反應(yīng)； 猜想③：無還原性，不能被氧化劑氧化。 [實(shí)驗(yàn)探究]基于上述猜想②、③，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。請(qǐng)?zhí)顚懴铝斜砀瘛? 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 現(xiàn)象解釋(用離子方程式表示) 猜想② 溶液pH＝8 向pH＝2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液 S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O 猜想③ 向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液 氯水顏色變淺 [實(shí)驗(yàn)結(jié)論]Na2S2O3溶液呈堿性，能與酸反應(yīng)，具有還原性，與Na2SO4的化學(xué)性質(zhì)不相似。 [問題討論](1)甲同學(xué)向探究“猜想③”反應(yīng)后的溶液中滴加硝酸銀溶液，觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，并據(jù)此認(rèn)為氯水可將Na2S2O3氧化。你認(rèn)為該方案是否正確并說明理由：___________________________________________________________。 (2)請(qǐng)重新設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，證明Na2S2O3能被氯水氧化。該實(shí)驗(yàn)方案是________________________________________________。 解析：本題考查驗(yàn)證性化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論的表述。基于實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，根?jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)論很容易判斷實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)目的及驗(yàn)證哪部分猜想。要求注意問題討論中的細(xì)節(jié)，即(1)中由猜想③的實(shí)驗(yàn)過程中滴加“少量”的Na2S2O3溶液可以得出甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)方案不合理，原因是過量氯水能提供Cl－，與Ag＋產(chǎn)生白色沉淀，干擾性質(zhì)驗(yàn)證，可變換試劑，用鋇鹽檢測(cè)氧化產(chǎn)物SO。 答案：[提出問題]猜想①：與BaCl2溶液反應(yīng)有沉淀生成 [實(shí)驗(yàn)探究]取一小片pH試紙放到潔凈的表面皿上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液，點(diǎn)到pH試紙的中央，將試紙呈現(xiàn)的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照　有淡黃色沉淀和無色刺激性氣味氣體產(chǎn)生　S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋ [問題討論](1)不正確。因氯水過量且其本身含有Cl－ (2)取少量反應(yīng)后的溶液，向其中滴入BaCl2溶液，若觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，則說明Na2S2O3能被氯水氧化 2．化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究： 查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時(shí)無氣體產(chǎn)生。 Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn) 取適量牙膏樣品，加水充分?jǐn)嚢?、過濾。 (1)往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________。 (2)往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________。 Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定 利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測(cè)定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題： (3)實(shí)驗(yàn)過程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝?。其作用除了可攪拌B、C中的反應(yīng)物外，還有________________________________________________。 (4)C中反應(yīng)生成BaCO3的化學(xué)方程式是__________________________________。 (5)下列各項(xiàng)措施中，不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是________(填標(biāo)號(hào))。 a．在加入鹽酸之前，應(yīng)排盡裝置內(nèi)的CO2氣體 b．滴加鹽酸不宜過快 c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置 d．在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置 (6)實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00 g樣品三份，進(jìn)行三次測(cè)定，測(cè)得BaCO3平均質(zhì)量為3.94 g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 (7)有人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO3質(zhì)量，只要測(cè)定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：Ⅰ.(1)Al(OH)3具有兩性，能溶于NaOH溶液：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 (2)通入過量CO2時(shí)發(fā)生反應(yīng)：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，產(chǎn)生白色沉淀，再加過量鹽酸時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，白色沉淀溶解，同時(shí)產(chǎn)生氣體。 Ⅱ.(3)從裝置圖分析可知，為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在加入鹽酸前，應(yīng)將裝置內(nèi)的空氣排盡，防止空氣中CO2的干擾；同時(shí)要將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2盡可能全部被Ba(OH)2溶液吸收，因此需要持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝狻? (4)Ba(OH)2溶液足量，因此反應(yīng)方程式為CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O。 (5)由前面分析知，a可提高測(cè)定準(zhǔn)確度，不符合題意；B裝置中有酸堿指示劑，說明反應(yīng)中鹽酸的加入量是有限制的，為保證準(zhǔn)確，滴加過程要慢，b不符合題意；B中裝有溶液，因此氣體通入前沒必要干燥，c符合題意；在B～C之間連接盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶會(huì)造成Ba(OH)2溶液還可能吸收由揮發(fā)出的HCl與NaHCO3反應(yīng)生成的CO2氣體，干擾實(shí)驗(yàn)，d符合題意。 (6)根據(jù)碳元素守恒得BaCO3～CO2～CaCO3，m(CaCO3)＝100 gmol－1＝2.00 g，CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%＝25%。 (7)B中的水蒸氣、氯化氫等氣體進(jìn)入裝置C中，質(zhì)量差要大于實(shí)際產(chǎn)生CO2氣體的質(zhì)量。 答案：Ⅰ.(1)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (2)通入CO2氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產(chǎn)生，沉淀逐漸溶解 Ⅱ.(3)在加入鹽酸前，排盡裝置內(nèi)的CO2氣體；把生成的CO2全部排入C中，使之完全被 Ba(OH)2 溶液吸收 (4)Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O (5)cd　(6)25%　(7)B中的水蒸氣、氯化氫等氣體進(jìn)入裝置C中(或其他合理答案) 3．(2018湖北八校第二次聯(lián)考)Ⅰ.某化學(xué)興趣小組利用以下裝置模擬合成氨并制備少量氨水。 已知：加熱(85 ℃)NH4Cl和NaNO2飽和溶液可以制取N2。 (1)B裝置中儀器名稱是________________。 (2)為了完成實(shí)驗(yàn)，裝置從左到右接口的連接順序是 (3)D裝置中玻璃纖維的作用是____________________________________。 (4)小組中甲同學(xué)認(rèn)為F裝置不太合理，實(shí)驗(yàn)中會(huì)產(chǎn)生倒吸。乙同學(xué)認(rèn)真分析后認(rèn)為該裝置無需改進(jìn)，他的理由是____________________________________。 Ⅱ.實(shí)驗(yàn)探究 (5)該小組同學(xué)利用制備的氨水再進(jìn)行銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)查閱資料，配制的銀氨溶液主要成分是Ag(NH3)2OH，該小組同學(xué)對(duì)其組成進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究： ①在潔凈的小試管中加入2 mL 2%的AgNO3溶液，然后邊振蕩試管邊滴加2%的稀氨水，至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止，制得銀氨溶液。 ②在制得的銀氨溶液中加入無水乙醇，溶液變渾濁，過濾，用____________洗滌，得到白色固體。 ③將該白色固體用適量蒸餾水溶解，得到無色溶液，用廣范pH試紙檢驗(yàn)溶液近似呈中性；向溶液中逐滴加入稀鹽酸至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，取上層清液于另一支放有一小片銅的小試管中并微熱，發(fā)現(xiàn)銅片的表面有氣泡產(chǎn)生，遇到空氣變成紅棕色；另取少量上層清液加過量的NaOH溶液并加熱，得到無色刺激性氣體。由此確定通過上述方法制備的白色固體的主要成分是________________。 (6)請(qǐng)根據(jù)以上探究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來制備少量純凈的Ag(NH3)2OH溶液：取2 mL 2%的AgNO3溶液于潔凈的小試管中，__________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 即得到純凈的Ag(NH3)2OH溶液。 解析：本實(shí)驗(yàn)分兩部分，Ⅰ是物質(zhì)的制備，反應(yīng)原理為N2＋3H22NH3，NH3＋H2ONH3