2017年高三化学总复习（专题攻略）之探究性化学实验（打包14套）.zip

1八. 探究化学实验方案【高考预测】（★★★）掌握有关实验方案的设计。锁定高考1． （2014 北京）用 FeCl3酸性溶液脱除 H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解 pH=1的 0.1mol/LFeCl2溶液，研究废液再生机理。记录如下（a、b、c 代表电压值：）院序号 电压 /V 阳极现象 检验阳极产物I x≥a 电极附近出现黄色，有气泡产生 有 Fe3+、有 Cl2II a＞ x≥b 电极附近出现黄色，无气泡产生 有 Fe3+、无 Cl2IIIb＞ x＞ 0 无明显变化 无 Fe3+、无 Cl2（1）用 KSCN溶液检验出 Fe3+的现象是_______。（2）I 中，Fe 2+产生的原因可能是 Cl-在阳极放电，生成的 Cl2将 Fe2+氧化。写出有关反应的方程式__________________________。（3）由 II推测，Fe 3+产生的原因还可能是 Fe2+在阳极放电，原因是 Fe2+具有_____性。（4）II 中虽未检测出 Cl2，但 Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解 pH=1的 NaCl溶液做对照实验，记录如下：序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物IV a＞x≥c 无明显变化 有 Cl2V c＞x≥b 无明显变化 无 Cl2① NaCl 溶液的浓度是________mol/L。② IV 中检测 Cl2的实验方法:____________________。③ 与 II对比，得出的结论（写出两点）：___________________。【答案】 （1）溶液变为红色（2）2Cl --2e-=Cl2↑；2Fe 2++Cl2=2Fe3++2Cl-；（3）还原（4）① 0.2② 取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉 KI试纸上，试纸变蓝③ 通过控制电压，证实了产生 Fe3+的两种原因都成立；通过控制电压，验证了 Fe2+先于Cl-放电2【命题意图】本题以电解过程中电压控制与产物的关系考查学生的实验能力和实验方法，本题展示了一个完整的实验探究过程，即根据已有的现象和结论，分析问题→提出假设→设计实验→对比讨论→形成结论，很好地把学生对探究过程的理解展示出来了，要求学生在解答时熟练掌握铁离子的检验、电解原理、氯气的检验等知识，题目落点较低。夯实基础对实验方案的探究，首先要明确实验目的和要求，然后结合问题运用有关化学知识和实验技能对实验的仪器、步骤、方法进行逐步的分析研究。其中，有关方案的设计要特别明确：首先原理要具有科学性，不能凭空捏造。最后实验装置要简易，操作必须安全可行，效果要明显。典例 1 Na2CO3溶液和 CuSO4溶液混合后，产生蓝色沉淀，请你推测可能有哪些产物？并设计试验来验证。提示] 经查资料得知：CuCO 3和 Cu(OH)2均不带结晶水。 假设一：Na 2CO3溶液和 CuSO4溶液混合后直接发生沉淀反应，生成 CuCO3沉淀。假设二：Na 2CO3溶液和 CuSO4溶液混合后发生双水解反应，生成 Cu(OH)2沉淀。假设三: Na2CO3溶液和 CuSO4溶液混合后既发生沉淀反应，又发生双水解反应，生成 CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀的混合物。【答案】方案一：向洗涤干净并低温烘干的沉淀中加入盐酸，证明生成物中含 CuCO3，另取沉淀加热灼烧，检验生成的水，证明生成物中含 Cu(OH)2。3方案二：将洗涤干净并低温烘干的沉淀直接加热灼烧，将生成的气体依次通过无水硫酸铜、澄清石灰水，检验生成的水或二氧化碳，证明生成物中含 Cu(OH)2或 CuCO3或两者兼有。 典例 2 铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下列试剂：0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液、0.1 mol/L KI溶液、 3%H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。【提出猜想】Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有 Fe2＋ 和 Fe3＋ 中的一种或两种；Ⅱ.所得气体中可能含有________中的一种或两种。实验操作 预期现象 结论步骤①：取少量 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，滴入所得溶液 验证猜想Ⅰ步骤②：_______ _ 含有 Fe3验证猜想Ⅱ 将所得气体通入如下装置 含有两种气体【实验探究】4【问题讨论】有同学提出，若另外选用 KSCN溶液，则仅利用 KSCN和 H2O2两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，判断该方法是否正确并进行评价：_____________________________【答案】 【提出猜想】Ⅱ.SO 2、H 2溶液紫红色褪去 含有 Fe2＋ (或溶液紫红色不褪去，不含 Fe2＋ )另取少量所得溶液，滴加 KI­淀粉溶液 溶液变为蓝色甲中 KMnO4溶液褪色，乙中 KMnO4溶液颜色不变，试管中收集到气体【问题讨论】 不正确，若溶液中含有 Fe3＋ ，则无法检验溶液中是否含有 Fe2＋1二. 探究物质的性质【高考预测】1.（★★★）理解实验目的，掌握有关化学反应原理，化学仪器的使用，气体制备、除杂、干燥、收集、性质检验方法，以及尾气处理等。2.（★★）理解实验条件的选择，注意控制变量。锁定高考1．(2016 课标Ⅰ)氮的氧化物(NO x)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 NH3将 NOx还原生成 N2。某同学在实验室中对 NH3与 NOx反应进行了探究。回答下列问题：（1）氨气的制备①氨气的发生装置可以选择上图中的_________，反应的化学方程式为_______________。②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→______(按气流方向，用小写字母表示)。（2）氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的 NH3充入注射器 X 中，硬质玻璃管 Y 中加入少量催化剂，充入 NO2(两端用夹子 K1、K 2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤 实验现象 解释原因打开 K1，推动注射器活塞，使 X 中的气体缓慢通入 Y 管中① Y 管中_____________ ② 反应的化学方程式___________将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y 管中有少量水珠 生成的气态水凝集打开 K2 ③ _______________ ④ ______________【答案】2（1）① A； 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+ CaCl 2+2H2O(或 B；NH 3·H2O NH3↑ +H2O)；② d c f e i；（2）① 红棕色气体慢慢变浅；② 8NH3+6NO2 7N2 +12H2O；③ Z 中 NaOH 溶液产生倒吸现象；④ 反应后气体分子数减少，Y 管中压强小于外压。【考点定位】考查化学实验原理分析、气体收集、装置连接等基本操作及实验方案的设计的知识。【名师点睛】制取气体的装置与反应物的状态有关，由固体混合物加热制取气体可以用略向下倾斜试管进行；固体混合或固体与液体混合不加热制取气体可以在锥形瓶中进行，也可以在烧瓶中进行。液体可以通过分液漏斗或长颈漏斗加入；若是液体与固体混合物加热制取气体，要在烧瓶中进行，同时为了受热均匀，应该垫上石棉网；装置的连接顺序一般是：制取气体、除杂、干燥、收集、尾气处理。要根据除杂原则，选取适当的试剂除杂、干燥，根据物质的物理性质或化学性质进行气体的收集和尾气处理。对于极易溶于水或某溶液的气体，尾气处理要注意防止倒吸现象的发生。要会根据物质的性质判断反应现象。2． （2015 广东）NH 3及其盐都是重要的化工原料。（1）用 NH4Cl 和 Ca(OH)2制备 NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 3。（2）按图 13 装置进行 NH3性质实验。① 先打开旋塞 1，B 瓶中的现象是 ，原因是 ，稳定后，关闭旋塞1。② 再打开旋塞 2，B 瓶中的现象是 。（3）设计实验，探究某一种因素对溶液中 NH4Cl 水解程度的影响。限制试剂与仪器：固体 NH4Cl、蒸馏水、100mL 容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH 计、温度计、恒温水浴槽（可控制温度）① 实验目的：探究 对溶液中 NH4Cl 水解程度的影响。② 设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中 V(溶液)表示所配制溶液的体积）。物理量实验序号V（溶液）/mL……1 1002 100③ 按实验序号 I 所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为 Y，则 NH4Cl 水解反应得平衡转化率为 （只列出算式，忽略水自身电离的影响） 。【答案】 （1）A、C、G。（2）① 产生白烟；打开旋塞 1，氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒，形成白烟。② 烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到 B 瓶中，形成红色溶液。（3）① 温度（或浓度）②4物理量实验序号V（溶液）/mLNH4Cl 质量(g)温度（℃）pH ……1 100 m T1 Y2 100 m T2 Z或物理量实验序号V（溶液）/mLNH4Cl 质量(g)温度（℃）pH ……1 100 m T Y2 100 m2 T Z③ (10 -Y×5.35)/m（3）主要采用控制变量的方法，根据给出的仪器，有可控制温度水浴槽，那么可以完成温度对 NH4Cl 水解程度的影响，天平可以称出不同质量 NH4Cl，那么可以配制出不同浓度的溶液，就可以探究浓度对 NH4Cl 水解程度的影响，故答案为温度或浓度。如果探究温度的影响那么控制浓度相同，改变温度，如果探究浓度相同，那么就要控制温度相同，不管哪一种探究都需要配制一定浓度的 NH4Cl 溶液，那么需要称量 NH4Cl 的质量，但不管探究的是哪种因素的影响，都需要使用 pH 计通过测量水解后溶液的 pH 来判断其水解程度，所以在表格中都应有一项为pH 值。若探究温度对 NH4Cl 水解程度的影响时数据为：物理量实验序号V（溶液）/mL NH4Cl 质量(g) 温度（℃） pH ……1 100 m T1 Y2 100 m T2 Z若探究浓度对 NH4Cl 水解程度的影响时数据为：5物理量实验序号V（溶液）/mL NH4Cl 质量(g) 温度（℃） pH ……1 100 m1 T Y2 100 m2 T Z如果 pH 为 Y，那么 c(H+)=10-Ymol/L，物质的量为 10-Ymol/L×0.1L=10-Y-1mol，那么水解的 NH4Cl 的物质的量也为 10-Y-1mol，质量为 10-Y-1mol×53.5g/mol=10-Y×5.35g，则 NH4Cl 水解反应得平衡转化率为:( 10 -Y×5.35)/m。【考点定位】本题主要考查了气体的制取、收集、尾气处理，将氨气和氯化氢反应的现象和喷泉实验的原理、盐类水解等结合到一起进行考查；还考察了通过控制变量进行探究的实验。【名师点睛】气体制取装置有多种，主要包括：固—固、固—液、液—液几种组合，还要看反应要不要加热，再选则对应的装置；气体收集主要有排液法和排空气法，用排液法时气体在液体中的溶解度要小，用排空气法时就看怎样能把空气排走。进行实验探究时先要明确探究的目的，确定探究的方向，探究时要清楚哪些条件要控制不变的，要改变哪些条件，再根据实验用品设计实验方案，比如这道题，探究的是温度或浓度对 NH4Cl 水解程度的影响，那么改变的条件就是温度或浓度，其它条件要控制一样，最后根据实验的数据得出结论，有的时候还要对一些意外现象进行讨论。夯实基础气体制备性质实验的设计顺序：1. 发生装置气体的制备：⑴ 固＋固(加热)：适用于制 O2、NH 36⑵ 固＋液体(不加热)：适用于制 CO2、H 2⑶ 固＋液或液＋液(加热)：适用于制 Cl22. 净化装置：气体的除杂除杂原则：① 不损失主体气体 ② 不引入新的杂质 ③ 在密闭装置内进行 ④ 先除易除的气体。 例 CO2(HCl)用饱和 NaHCO3溶液 ；Cl 2 (HCl) 用饱和食盐水。 3. 气体的干燥：① 酸性干燥剂不能干燥碱性气体② 碱性干燥剂不能干燥酸性气体③ 具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体。 （注 H2、CO、SO 2虽具有还原性，但可用浓硫酸干燥。 ）常见干燥剂及气体的干燥液态干燥剂 固态干燥剂装 置常见干燥剂 浓硫酸 无水氯化 碱石灰7钙不可干燥气体NH3、HBr、HI NH3 CO2、SO 2、Cl 2、NO 24. 气体的收集 (从以下气体中选择：H 2、O 2、CO 2、NH 3、SO 2、Cl 2、NO 2、NO、CH 4、C 2H4 ) ⑴ 收集装置选择的原则是根据气体的溶解性和气体的密度以及气体的毒性等。只能用排水法收集的是 NO，只能用排空气法收集的是 NH3、NO 2。⑵ 可用排溶液法收集的是：Cl 2(饱和食盐水)、CO 2(饱和碳酸氢钠溶液)、SO 2(饱和亚硫酸氢钠溶液) ⑶ 向上排空气法：式量大于 29 的气体。如 O 2、CO 2、SO 2、Cl 2 、NO 2。典型装置是 B。⑷ 向下排空气法：式量小于 29 的气体。如 H 2、NH 3。典型装置是 D。A B C D E(5) 按气体收集方法列举常见气体填入表格内5. 尾气的处理方法 （1）对于极易溶于水的尾气，如 NH3、HCl、HBr 等，可用水并要采用防倒吸装置吸收。（2）对于溶解度不大的尾气。如 Cl2、H 2S、SO 2等可直接将出气管插入吸收剂液面中吸收，吸收剂可用 NaOH 溶液。（3）对于有毒且易燃的气体，如 CO 等，可采用在尾气出口处放置一酒精灯使 CO 燃烧转变为无毒 CO2气体，或者用一气球收集。E(a 进 b 出) E(b 进 a 出)O2、CO 2、SO 2、Cl 2 、NO 2 H2、NH 386. 防堵塞安全装置 7. 液封装置8. 气体的检验方法：气体 检验方法 现 象O2 将带火星的木条插入容器中 木条复燃点燃，在火焰上方罩一个干冷烧杯 发出淡蓝色火焰，烧杯壁上有水珠凝结H2 依次通过灼热氧化铜和无水硫酸铜 黑色氧化铜变红色，无水硫酸铜变蓝色CO2 通入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊点燃，在火焰上方罩一个干冷烧杯，再向烧杯中迅速倒入澄清石灰水，振荡发出淡蓝色火焰，烧杯壁上没有出现水珠，澄清石灰水变浑浊CO依次通过灼热的氧化铜和澄清石灰水 黑色氧化铜变红色，澄清石灰水变浑浊CH4 点燃，在火焰上方罩一个干冷烧杯，再向烧杯内倒入澄清石灰水发出蓝色火焰，烧杯壁上有水珠凝结，澄清石灰水变浑浊N2 将点燃的木条插入容器中，再倒入澄清石灰水木条马上熄灭，澄清石灰水变浑浊将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口 蓝色石蕊试纸变红HCl通入水中，滴入硝酸银溶液和稀硝酸 生成不溶于稀硝酸的白色沉淀H2O 通入无水硫酸铜 无水硫酸铜变蓝色典例 1． （2015 课标Ⅰ）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其9K1=5.4×10－2 ，K 2=5.4×10－5 。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为 101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。回答下列问题：（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置 C 中可观察到的现象是_________，由此可知草酸晶体分解的产物中有 _______。装置 B 的主要作用是________。（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有 CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B 和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。① 乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为 A、B、______。装置 H 反应管中盛有的物质是_______。② 能证明草酸晶体分解产物中有 CO 的现象是_______。（3）设计实验证明：① 草酸的酸性比碳酸的强______。② 草酸为二元酸______。【答案】 （1）有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊；CO 2；冷凝（水蒸气、草酸等） ，避免草酸进入装置 C 反应生成沉淀，干扰 CO2的检验。（2） ① F、D、G、H、D、I； CuO（氧化铜） ；② H 中的粉末有黑色变为红色，其后的 D 中的石灰水变浑浊；（3） ① 向盛有少量 NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液，有气泡产生。② 用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液，消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍【解析】首先通读这道题，合理猜测 H2C2O4·2H2O 的分解产物为 CO2、CO、H 2O 三种，然后用氧化还原反应的有关知识（化合价升降）来验证猜想。知道了反应产物，后续试验就可以顺10利展开了。（1）问考常规，澄清石灰水变浑浊，说明有 CO2产生，考虑到还有 CO，因此有必要强调一下“气泡” ；中间的装置（一般叫冷阱）主要是冷凝分解产物中的水，水是产物之一，必须有装置证明其存在。同时草酸也可能升华，所以该装置还有一个作用就是除去草酸蒸气，避免其进入装置 C 中，由题意知草酸和石灰水会产生草酸钙沉淀，会干扰 CO2的检验。（2） 问考查实验原理和物质性质综合应用能力。由装置 A、B 出来的气体含有CO2、CO，容易想到用灼热氧化铜来氧化 CO，进而检验其产物 CO2。但要注意到原产物中有CO2，故要设计除去 CO2和验证 CO2除尽的环节。最终确认连接顺序 F（除 CO2） 、D（验证 CO2被除尽） 、G（干燥，这是气体进入加热装置的常规要求） 、H（氧化 CO） 、D（验证 H 中生成的 CO2来证明 CO 的存在） 、I（尾气处理） ；H 中要装 CuO（氧化铜） ；（3）问考查实验设计能力，证明“草酸的酸性比碳酸强”这个命题很常规。设计一个常量浓度的溶液混合，产生气泡即可。题中不给试剂浓度的话，浓度大小可不强调。碳酸盐也可以是 Na2CO3，但最好不用 CaCO3（题目开始部分又暗示 CaC2O4难溶） 。证明“草酸是二元酸”这个难一点，要用到中和滴定。用一元强碱 NaOH 中和，根据酸碱完全反应时的物质的量之比来作判断，这是草酸是二元酸的最可靠的证据。【考点定位】CO、CO 2的性质；化学实验基本知识；化学实验知识的简单应用。难度为较难等级【名师点晴】相信每个考生看到这道高考题的第一感都是：题目情景绝对的新颖！ 这个实验是我没有做过的！其实破题的关键是要分析出草酸分解的产物，那个反应（H 2C2O4·2H2O === CO2↑＋CO↑＋3 H 2O ）高中化学里并不常见，我们要学会从题文中捕捉信息来猜想关键产物（CO 2来自澄清石灰水的联想，CO 来自第二小问） ，进而用氧化还原反应原理（化合价升降）来验证。知道发生装置中产生的气体是 CO2、CO、H 2O(g)、少量草酸蒸气（由“受热脱水、升华”这句联想） ，后续的实验分析和设计大家基本就会了，一道刚刚谋面的新题就变成你的常规题了。可以看出：对你所研究体系的成分进行仔细分析，是好多难题的突破良方。典例 2．(2014 福建)焦亚硫酸钠(Na 2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：实验一 焦亚硫酸钠的制取采用右图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取 Na2S2O5。装置 II 中有 Na2S2O5晶体析出，发生的反应为：Na 2SO3＋SO 2＝Na 2S2O5△11（1）装置 I 中产生气体的化学方程式为 。（2）要从装置 II 中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是 。（3）装置 III 用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为 (填序号)。实验二 焦亚硫酸钠的性质Na2S2O5溶于水即生成 NaHSO3。（4）证明 NaHSO3溶液中 HSO 的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是 (填序号)。a．测定溶液的 pH b．加入 Ba(OH)2溶液 c．加入盐酸 d．加入品红溶液 e．用蓝色石蕊试纸检测（5）检验 Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是 。实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定（6）葡萄酒常用 Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离 SO2计算)的方案如下：(已知：滴定时反应的化学方程式为 SO2＋I 2＋2H 2O＝H 2SO4＋2HI)① 按上述方案实验，消耗标准 I2溶液 25．00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离 SO2计算)为 g·L －1 。② 在上述实验过程中，若有部分 HI 被空气氧化，则测得结果 (填“偏高” “偏低”或“不变”)。【答案】（1）Na 2SO3+H2SO4＝Na 2SO4+SO2↑+H 2O 或 Na2SO3+2H2SO4＝2NaHSO 4+SO2↑+H 2O12（2）过滤 （3）d （4）a、e（5）取少量 Na2S2O5晶于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成（6）①0．16 ②偏低【命题意图】本题以“焦亚硫酸钠的制取、性质、含量的测定”为素材，考查学生的化学实验综合探究能力，对学生的分析解决问题的能力要求很高。1九. 真题训练四1．某同学用如图 1 所示的装置来探究 CO2、SO 2与澄清石灰水的反应，结果通入 CO2可以看到先浑浊后澄清的现象，但通入 SO2看不到浑浊现象。经思考后该同学改用如图 2 所示的装置，将气体收集在注射器中，缓慢地将气体通入澄清石灰水中，都能看到石灰水先变浑浊再澄清的现象，且通入 SO2时产生的现象明显且快。(1)对比分析两组实验，你认为用图 1 所示的装置实验时，通入 SO2不能出现浑浊的原因可能是_________________________。(2)用图 2 所示的装置实验时，以相同速率通入 CO2和 SO2，SO 2产生浑浊、澄清的现象比CO2快的原因是 _________________________________________________。(3)用图 1 所示的装置进行 SO2与澄清石灰水反应的实验若存在缺陷，其改进方法是(若你认为该装置没有缺陷，此空可以不填)_____________________________ ___。2. 铁是日常生活中最常见的金属，某班同学在学习铁的知识时，有下列问题：问题 1：铁为何称为黑色金属？问题 2：CuO 在高温下可分解为 Cu2O 和 O2，Fe 2O3在高温下可分解为 FeO 和 O2吗？（1）对于问题 1，同学们上网查找，有两种解释：A. 因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属B. 因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属① 你认为正确的说法是 。② 若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是 Fe3O4粉末: 。③ 若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，如何证明其中有 Fe3O4(只要求简述实验方法)： 。（2）对于问题 2，同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：A. 将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化B. 将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化① 实验中应将 Fe2O3放在 （填仪器名称）中灼烧。2② 方法 A 中，如果高温灼烧后颜色由 变为 ，说明 Fe2O3确实发生了变化。能说明生成的一定为 FeO 吗？ （填“能”或“不能” ） 。理由是 。③ 方法 B 中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为 ，但是，实验结果是固体灼烧前后质量比为 30∶29,则高温灼烧后生成物是 。④ 比较两种方法，你认为较好的方法是 。3．为了探究 Cl2、SO 2同时通入 H2O 中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如下图所示的实验装置。请填空：（1）D 装置中主要反应的离子方程式为 ，F 仪器的作用是 。（2）为验证通入 D 装置中的气体是 Cl2还是 SO2过量，兴趣小组的同学准备了以下试剂：a 氯化铁稀溶液 b 氯化亚铁溶液 c 硫氰化钾溶液 d 苯酚溶液 e 品红溶液 f 酸性高锰酸钾溶液 ① 若 Cl2过量：取适量 D 中溶液滴加至盛有 （选填一个符号）试剂的试管内，再加入 （选填一个符号）试剂，发生的现象是： ；② 若选用上述试剂中的一种再结合必要的操作就可以验证通入 D 装置中的气体是 Cl2过量还是 SO2过量，该试剂是 （选填一个符号） 。必要的操作和结论是 。1.【答案】(1)SO 2在水中溶解度大且气体发生装置产生 SO2的速率快，SO 2直接与 Ca(OH)2反应生成了可溶于水的酸式盐 Ca(HSO3)2]而观察不到沉淀 (2)SO2溶于水生成的亚硫酸的酸性比碳酸的强，CaSO 3转化为 Ca(HSO3)2的速率也快 (3)用导管将尾气通入 NaOH 溶液中【解析】 对比图 1 实验和图 2 实验：气体进入澄清石灰水的速率——前者快，后者慢；现象——前者是只有通入 CO2时石灰水才出现先变浑浊后澄清的现象，后者是通入 SO2时石灰水先变浑浊后澄清的速率快。由图 2 实验现象可知，CO 2、SO 2与石灰水反应的现象相同，仅有速率差异。根据图 2 实验从而想到图 1 实验现象不同的原因仍为反应速率问题，即 SO2溶解和与澄清石灰水反应较快，沉淀存在时间极短而不易观察。2.【答案】 （1）① A② 取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁，3若无气泡产生则原粉末为 Fe3O4(其他合理答案亦可)③ 用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测是否有水产生（或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测是否有二氧化碳产生） （其他合理答案亦可）（2）①坩埚 ②红棕色 黑色 不能 也可能为 Fe3O4 ③ 10/9 Fe 3O4 ④ B3.【答案（1）Cl 2+SO2+2H2O＝4H ++2Cl― +SO42－ ； 防倒吸 ；（2）① b ； c（或 d） ； 溶液呈红色（或紫色） ；② e ；品红褪色，加热不复原，说明氯气过量；品红褪色，加热又复原，说明二氧化硫过量。【解析】 （1）氯气具有氧化性，能把 SO2氧化生成硫酸和盐酸，反应的离子方程式是Cl2+SO2+2H2O＝4H ++2Cl― +SO42－ 。由于 SO2易溶于水，也易与水反应，且溶解度较大会发生倒吸，则 F 装置的作用是防止倒吸。（2）①若 Cl2过量，则所得溶液具有强氧化性，能把亚铁离子氧化生成铁离子，据此可以通过检验铁离子来检验氯气是否过量，即答案选 b、c 或 d。②因氯气和二氧化硫都具有漂白性，则选择品红来检验是 Cl2过量还是 SO2过量，即答案选e。若品红褪色，加热不复原，说明氯气过量；品红褪色，加热又复原，说明二氧化硫过量。1六. 探究物质的组成【高考预测】（★★★）掌握有关物质的组成、测量物质的含量的方法。锁定高考1．（2015 福建）某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。实验一 制取氯酸钾和氯水利用右图所示的实验装置进行实验。（1）制取实验结束后，取出 B 中试管冷却结晶、过滤、洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有______。（2）若对调 B 和 C 装置的位置，_____(填“能”或 “不能”)提高 B 中氯酸钾的产率。实验二 氯酸钾与碘化钾反应的探究（3）在不同条件下 KClO3可将 KI 氧化为 I2或 KIO3 。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列 a 实验的记录表如下(实验在室温下进行)：① 系列 a 实验的实验目的是_______。② 设计 1 号试管实验的作用是___________。③ 若 2 号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物唯一，还原产物为 KCl，则此反应的离子方程式为_________________ 。2实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量（4）该小组设计的实验方案为：使用右图装置，加热 15.0ml 饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是_______ (不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)。（5）根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：______。资料：i.次氯酸会破坏酸碱指示剂；ii.次氯酸或氯水可被 SO2、H 2O2、FeCl 2等物质还原成 Cl-。【答案】（1）烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)；（2）能；（3）①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；② 硫酸浓度为 0 的对照实验；③ ClO 3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O（4）因存在 Cl2的重新溶解、HClO 分解等，此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案)。（5）量取一定量的试样，加入足量的 H2O2溶液，加热除去过量的 H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，称量沉淀质量(或其他合理答案)。【解析】 （1）制取实验结束后，取出 B 中试管冷却结晶、过滤、洗涤。根据进行该实验操作过程使用的仪器可知：在该实验操作过程需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管；（2）Cl 2与热的 KOH 溶液发生反应产生氯酸钾和氯化钾及水，与冷的 KOH 发生反应产生的在KCl、KClO 和水。因此若对调 B 和 C 装置的位置，可以除去 Cl2中的混有的杂质 HCl 气体，减少氯气溶解对反应造成的溶液显酸性的不利影响，故能提高 B 中氯酸钾的产率。（3）①根据表格数据可知：KI、KClO 3的物质的量不变，改变的只有硫酸的体积和水的多少，二者的和相等，及硫酸的浓度不同，而溶液的体积相同。可见该实验研究的目的就是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；②设计 1 号试管实验的作用是硫酸溶液没有加入，即硫酸的浓度是30，可以进行对照实验，比较硫酸不同浓度的影响。③若 2 号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色，证明产生了 I2；假设氧化产物唯一，还原产物为 KCl，根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为 ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。（4）该小组设计的实验方案为：使用右图装置，加热 15.0ml 饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行，主要原因是在溶液中存在 Cl2的重新溶解及 HClO分解产生 HCl 和氧气等。（5）由于次氯酸会破坏酸碱指示剂，因此实验设计时不用酸碱指示剂，可以利用氯水的强氧化性，向该溶液中加入足量的足量的 H2O2溶液，发生氧化还原反应产生 Cl-，H 2O2被氧化变为 O2，然后加热除去过量的 H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，发生沉淀反应形成 AgCl 沉淀，称量沉淀质量可根据物质的元素组成确定其中含有的氯元素的质量。夯实基础化学是一门实验性的学科，物质的制备、混合物的分离提纯、物质的含量的测定及实验时仪器的选择使用，实验方法的设计与评价的问题，都是化学实验必不可少的。因此掌握一些基本化学基础和仪器的使用方法、实验技巧是非常必要的。混合物分离方法有过滤、蒸馏、分液、蒸发、萃取、结晶等。将溶质从溶液中分离出来，可以根据溶质在溶剂中的溶解性的不同进行。对于溶解度受温度的影响变化较大的物质，采用冷却热饱和溶液的方法即结晶的方法分离；对于溶解度受温度的影响变化较小的物质，采用蒸发溶剂的方法得到。然后使用过滤器，利用漏斗、玻璃棒、烧杯进行分离。对于实验装置的评价，可以根据对反应的影响分析，如果对调，可以除去杂质，使更多的反应物变为生成物，就可以提高反应物的转化率和产物的产率，因此了解反应原理和物质的成分是评价的依据。要根据电荷守恒、电子守恒及原子守恒进行有电子转移的离子方程式的书写，会对实验数据进行观察、分析、比较，找到他们的相同点和区别，从而得到设计各个实验及比较的目的。在进行物质含有元素的含量测定时，从物质含有的成分、可能发生的反应及对元素含量测定可能会造成哪些影响判断分析，这样才可以得到正确的结论和评价。本题较为全面的考查了考生的实验基本技能和实验知识的掌握。典例 (2015 浙江)某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。实验(一) 碘含量的测定取 0.0100 mol·Lˉ 1的 AgNO3标准溶液装入滴定管，取 100.00 mL 海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势( E) 反映溶液中 c(Iˉ) 的变化，部分数据如下表：4V(AgNO3)/mL 15.00 19.00 19.80 19.98 20.00 20.02 21.00 23.00 25.00E/mV －225 －200 －150 －100 50.0 175 275 300 325实验(二) 碘的制取另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：已知：3I 2＋6NaOH＝5NaI＋NaIO 3＋3H 2O。请回答：（1）实验(一) 中的仪器名称：仪器 A ， 仪器 B 。（2）① 根据表中数据绘制滴定曲线：② 该次滴定终点时用去 AgNO3溶液的体积为 mL，计算得海带中碘的百分含量为 %。（3）① 分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为 。② 步骤 X 中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是 。③ 下列有关步骤 Y 的说法，正确的是 。A．应控制 NaOH 溶液的浓度和体积B．将碘转化成离子进入水层C．主要是除去海带浸取原液中的有机杂质D．NaOH 溶液可以由乙醇代替④ 实验(二) 中操作 Z 的名称是 。5（4）方案甲中采用蒸馏不合理，理由是 。【答案】（1）坩埚 500mL 容量瓶 （2） ① ② 20.00mL 0.635% （3）① 向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水 ② 液体分上下两层，下层呈紫红色 ③AB ④过滤 （4）主要由于碘易升华，会导致碘的损失（3）① 分液漏斗的检漏方法为：向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水。② 步骤 X 中，加入 CCl4的作用是萃取碘水中的 I2，萃取后 I2溶解在 CCl4中而呈紫色，由于 CCl4的密度比水大，沉在下层，所以观察到的实验现象是：液体分上下两层，下层呈紫红色。③ 步骤 Y 加入 NaOH 的目的是把 I2转化为离子(I － 和 IO3－ )进入水层而与 CCl4分离，并非浸取有机杂质，也不能用乙醇代替，但 NaOH 的用量要控制，用量过多会使后续酸化操作步骤消耗硫酸过多，故选 AB。④ Z 步骤为过滤操作。（4）I 2的 CCl4溶液采用蒸馏的方法虽然可以把 CCl4蒸馏出去，但同时碘易升华，导致碘6的损失。【考点定位】本题主要是考查定量实验、实验设计与评价、实验流程分析与应用，涉及仪器识别、仪器选择与使用、物质的分离与提纯实验操作等【名师点晴】本题考查了学生对化学实验基本操作的掌握，对常见仪器或试剂的主要用途和使用方法的掌握情况。考察了应用所学知识进行必要的分析、类推或计算一些具体的化学问题的能力。高考化学试题中对考生设计简单实验能力的考查赋予较多的关注，其中就包括对定量实验的设计的考查，它要求学生能够通过题给实验情境中适当迁移，准确把化学实验基础知识和基本操作技能运用到某些类似的定量实验中去，解决一些原理和操作较简单的定量问题。它充分体现了“源于教材又不拘泥于教材”的命题指导思想，在一定程度上考查了学生的创新思维能力。 “用正确的化学实验基本操作，完成规定的‘学生实验’的能力”也是《考试大纲》中对学生实验能力的基本要求。现行高中教材中通过配制一定物质的量浓度的溶液、酸碱中和滴定等基本定量实验的完成，训练学生的基本操作技能，为学生将来参加社会实践或进一步学习打下必要的良好基础，这也是构成人才科学素质的重要组成部分。高考中对定量实验涉及的计量仪器的考查主要包括托盘天平、量筒、容量瓶、滴定管、温度计和 pH 试纸等，从考查的要求看，主要是识记层次，考查学生对常见计量仪器的结构、用途、读数和使用方法的认识。