1、专题 化学实验设计、评价和探究1.自 2010 年 8 月 7 日，甘肃省舟曲县发生特大泥石流后，各地的救援物资远远不断运往灾区。下图为地方捐助的一种国家准字号补铁补血用药复方硫酸亚铁叶酸片，其主要成分是绿矾硫酸亚铁晶体（FeSO 47H2O）。、某校课外活动小组为测定该补血剂中铁元素的含量特设计实验步骤如下：请回答下列问题：（1）步骤中加入过量 H2O2的目的是 。（2）步骤中反应的离子方程式为 。（3）步骤中一系列处理的操作步骤是：过滤、 、灼烧、冷却、称量。（4）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为 g（用含 a 的代数式表示）。（5）该小组有些同学认为用 KMnO4溶液滴定也能进
2、行铁元素含量的测定（5Fe 2 MnO8H =5Fe3+Mn 2 4H 2O）。某同学设计的下列滴定方式中，最合理的是 （夹持部分略去）（填字母序号）。、灾难过后，灾区的饮用水变得非常的浑浊，不能饮用。因此对污染的饮用水的处理成了非常重要的事，其中处理的方法有很多：（1）可以用适量绿矾和氯气一起作用于污染的自来水，而起到较好的净水效果；理由是（用离子方程式表示） 。（2）在使用过程中发现绿矾和氯气的混合使用对酸性废水中的悬浮物处理效果较差，其原因是 。2.某兴趣小组同学发现将一定量铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体。(1)填写装置的作用
3、：B ，C ，G 。（2）先点燃 处酒精灯（填“A”或“E”），点燃 E 处酒精灯前一步操作 。(3)证明有 SO2生成的现象是 。(4)反应后 A 的溶液中含有 Fe3+和 Fe2+，检验其中的 Fe2+的方法是 。3.现有一定量含有 Na2O 杂质的 Na2O2试样，用图 K262 所示的实验装置测定 Na2O2试样的纯度。(可供选用的试剂只有 CaCO3固体、6 mol/L 盐酸、6 mol/L 硫酸和蒸馏水)回答下列问题：(1)装置 A 中液体试剂选用_，理由是_。(2)装置 B 的作用是_，装置 E 中碱石灰的作用是_ _。(3)装置 D 中发生反应的化学方程式是：_ _、_ _。(
4、4)若开始时测得样品的质量为 2.0 g，反应结束后测得气体体积为 224 mL(标准状况)，则 Na2O2试样的纯度为_。4.某同学设计如图装置，研究非金属元素性质变化规律。(1)已知硅酸(H 2SiO3)是一种难溶于水的弱酸，呈白色。在化学反应中，一般地，强酸能制弱酸，如 NaHCO3HCl=NaClCO 2H 2O，得出：HCl 酸性强于 H2CO3的酸性。现有硝酸溶液、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液，选择试剂用如图装置证明：酸性：HNO3H2CO3H2SiO3。A 中装试剂_，B 中装试剂_，C 中装试剂_。C 中实验现象为_；写出 C 中发生反应的离子方程式_。(2)已知高锰酸钾在常
5、温下与浓盐酸反应产生氯气，利用如图装置证明氯气氧化性强于碘单质的氧化性。则 A 中装浓盐酸，B 中装入高锰酸钾粉末，C 中装试剂_，C 中现象_，写出离子方程式_。该实验装置有明显不足，请指出改进方法：_。(3)如果 C 中装饱和的氢硫酸溶液，A 中装浓盐酸，B 中装高锰酸钾溶液，反应开始后观察到现象是 C 中产生淡黄色沉淀，写出化学方程式_；证明氯的非金属性比硫的非金属性_(填“强”或“弱”或“无法判断”)。5.甲、乙两个探究性学习小组，他们拟测定过氧化钠样品(含少量 Na2O)的纯度。(1)甲组同学拟选用左图实验装置完成实验：写出实验中所发生反应的化学方程式_该组同学必须选用的装置的连接顺
6、序是：A 接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（填接口字母，可不填满。）实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其旋塞，一会儿后水也不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因： _ _。实验结束时，该组同学应怎样测量实验中生成的氧气的体积？ 。(2)乙组同学仔细分析甲组同学的实验装置后，认为：水滴入锥形瓶中，即使不生成氧气，也会将瓶内空气排出，使所测氧气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氧气体积偏小。于是他们设计了右图所示的实验装置。装置中导管 a 的作用是：_、_ 。若实验中样品的质量为 wg，实验前后碱式滴定管中液面读数分别为 V1、 V2 (换算成标况
7、)。则样品的纯度为_(含 w、V 的表达式)。6.某校研究性学习小组，探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物，进行如下实验：按图组装好实验装置，在 A 中加入 5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒，微热试管 A，观察到 C、D、E 中均有气泡产生；随后气泡量减少，品红溶液褪色，D 中先出现浑浊后浑浊消失；反应较长时间后，C、D、E 中的气泡量又会明显增加。试回答：(1)写出 A 中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式：_。(2)从甲、乙中选择合适的装置填入 B、C 中，并进行正确连接，a 接_、_接 b，c 接_、_接 d；D、E 两支试管中 CCl4溶液的作用是_。(3) 能证
8、明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为_；反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是_。(4)D 中浑浊消失的离子反应方程式为_。7.硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过 0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量，分别采用以下方案：甲方案：如右图所示，图中气体流量计 B 用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定 SO2的含量。当洗气瓶 C 中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞 A。(1)洗气瓶 C 中导管末端连接一个多孔球泡 D，可以提高实验的准确度，其理由是_。(2)洗气瓶 C 中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞 A，测得的
9、 SO2含量_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。乙方案：实验步骤如下面流程图所示：(3)步骤中过量 H2O2的作用是 (4)写出步骤中反应的化学方程式_(5)步骤中 Ba(OH)2是否足量的判断方法是_。(6)通过的尾气体积为 V L(已换算成标准状况)时，该尾气中二氧化硫的含量(体积分数)为_(用含有 V、 m的代数式表示)。8.某小组的同学对放置已久的过氧化钠的成份进行探究，请回答下列问题：（1）反应 2Na 2O22H 2O4NaOHO 2的还原剂是 （写化学式）；反应 2Na2O22CO 22Na 2CO3O 2中，每生成 1molO2则转移了 mol 电子。（2）进行探究：提出假
10、设。假设 1：全部是 Na2O2 假设 2：全部是 Na2CO3假设 3： 设计方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论（可不填满）。限选实验试剂和仪器：蒸馏水、1moL L1 H2SO4、澄清石灰水、淀粉KI 溶液、酚酞溶液、火柴、试管、小烧杯。实验步骤 预期现象和结论步骤 1：取少量固体样品于试管中，滴加足量 1moL L1 H2SO4至固体溶解，然后将内壁附有澄清石灰水的烧杯罩于试管口。若澄清石灰水未见浑浊，则假设 1 成立；若澄清石灰水变浑浊，则 步骤 2： 步骤 3： 9.铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某含镁 3-5的
11、铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。方案一实验方案将铝镁合金与足量 NaOH 溶液反应，测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是 。实验步骤（1）称取 5.4g 铝镁合金粉末样品，溶于 V mL 2.0 mol/L NaOH 溶液中。为使其反应完全，则 NaOH 溶液的体积 V 。（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。方案二实验方案将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约 20，1.01 105Pa）的体积。问题讨论（1）同学们拟选用下列实验装
12、置完成实验：你认为最简易的装置其连接顺序是：a 接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（填接口字母，可不填满。）实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开分液漏斗可旋转的活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶中。请你帮助分析原因 。实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为最合理的顺序是 。A等待实验装置冷却 B上下移动量筒 f，使其中液面与广口瓶中液面相平C上下移动量筒 g，使其中液面与广口瓶中液面相平D视线与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积（2）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢
13、气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了右图所示的实验装置。装置中导管 a 的作用是 。实验前后碱式滴定管中液面读数分别为 V1 mL、V 2 mL。则产生氢气的体积为_mL。10.利用下图装置可测定 m g 纯碱样品（含少量 NaCl）中 Na2CO3的质量分数（A） （B） （C） (1)实验中使用的药品可能有：a.浓 H2SO4、b.稀硫酸、c.稀盐酸、d.纯碱样品、e.碱石灰、f.NaOH 溶液、g.空气请将这些药品的盛装部分对号入座（必要时可重复使用），请填写对应的序号： 、 、 、 、 、 、 (2)实验中使用了空气，其作用是
14、 ；若通入空气的速度过快或通入空气的量不足，则所测定 Na2CO3的含量（填“偏高”、“偏低”或“准确”）(3)干燥管的作用是 ，若缺乏干燥管，其后果是 (4)若分液漏斗中的滴液速度过快，将导致实验结果 （填“偏高”、“偏低” 和“准确”）(5)若干燥管内药品的质量实验前为 m1 g，实验后为 m2 g，则样品中 Na2CO3的质量分数的数学表达式为 。11.某小组同学将一定浓度 NaHCO3溶液加入到 CuSO4溶液中发现生成了沉淀。甲同学认为沉淀是 CuCO3；乙同学认为沉淀是 CuCO3和 Cu(OH)2的混合物，他们设计实验测定沉淀中 CuCO3的质量分数。（1）按照甲同学的观点，发生反应的离子方程式为 ；（2）乙同学认为有 Cu(OH)2生成的理论依据是 （用离子方程式表示）；（3）两同学利用下图所示装置进行测定在研究沉淀物组成前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作依次为 、洗涤、干燥；装置 E 中碱石灰的作用是 ；实验过程中有以下操作步骤： a关闭 K1、K 3，打开 K2、K 4，充分反应 b打开 K1、K 4，关闭 K2、K 3，通入过量空气 c打开 K1、K 3，关闭 K2、K 4，通入过量空气。正确的顺序是 （填选项序号，下同）；若未进行步骤 ，将使测量结果偏低；若沉淀样品的质量为 m g，装置 D 的质量增加了 n g，则沉淀中 CuCO3的质量分数为 ；
