1、1,第23讲 反应条件控制与实验方案的评价,【例1】为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次平行实验测定结果的平均值)：方案一：将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，测得生成氢气的体积为580 mL (标准状况)；方案二：将 g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.02000 mol L1的KMnO4溶液滴定，达到终点时消耗了25.00 mL KMnO4溶液。请回答下列问题：,2,考点一 变量控制对实验结果的影响,3,(1)配平下面的化学方程式(将有关的化学计量数填入方框内)： KMnO4FeSO4H2SO4 Fe2(SO4)3MnSO
2、4K2SO4H2O(2)在滴定实验中不能选择_式滴定管，理由是 ；(3)根据方案一和方案二测定的结果计算，铁片中铁的质量分数依次为_和_(铁的相对原子质量以55.9计)；,4,(4)若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析(本题为开放性试题，若回答合理即正确)。方案一_(填“准确”、“不准确”或“不一定准确”)，理由是_；方案二_(填“准确”、“不准确”或“不一定准确”)，理由是_。,5,解析：本小题属于开放性试题，若考生回答“准确”或“不准确”且理由合理，可酌情给分。例如：考生回答：方案一准确，因为铁片中不存在能与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，也不存
3、在铁的氧化物。方案一不准确，如果铁片中存在与稀硫酸反应生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；如果存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低。,6,方案二准确，铁片溶于稀硫酸后，除Fe2外，其他可能存在的金属离子在酸性溶液中均不能被高锰酸钾氧化，也不存在氧化铁。 方案二不准确，如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，生成的Fe3在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低。,7,答案：(1)2 10 8 5 2 1 8 (2)碱 KMnO4是强氧化剂，它会腐蚀乳胶管 (3
4、) (4)不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；铁片中存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确 不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，生成的Fe3在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确,8,点评：作为开放性试题，希望考生注意的是，回答问题时，只要理由合理都可以，关键是找准思路，表达言简意赅。,9,【变式练习】 (2010浙江金华月考)
5、铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。 探究一 实验方案：铝镁合金 测定剩余固体质量 实验中发生反应的化学方程式是 _,2Al2NaOH6H2O 2NaAl(OH)43H2。,实验步骤： (1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0 molL1 NaOH溶液中，充分反应，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”或“偏低”)。,偏高,97 mL,11,探究二 实
6、验方案：铝镁合金 测定生成气体的体积 实验装置： 问题讨论： (1)某同学提出该实验装置不够完善， 应在A、B之间添加一个干燥、除 酸雾的装置。你的意见是 _ (填“需要”或“不需要”)。 (2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点) _。 _。,不需要,检查装置的气密性,合金完全溶解(或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平等合理答案),12,实验方案：称量x g铝镁合 金粉末，放在如图所示装 置的惰性电热板上，通电 使其充分灼烧。 问题讨论： (1)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是_。 (2)若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响
7、？ _ (填“是”或“否”)。,灼烧后固体的质量,是,13,实验拓展参照探究一、探究二实验方案，请你另设计一个实验方案，测定该铝镁合金中镁的质量分数。解析：本题以铝镁合金中某成分含量的测定为实验探究的背景，考查了分析问题和解决问题的能力。探究一：用NaOH溶液反应掉铝镁合金中的Al，剩余的固体即为Mg。假设5.4 g铝镁合金样品只含镁3%，则含铝97%，需n(NaOH)n(Al)0.194 mol，即体积为97 mL。,14,探究二：称取一定质量的铝镁合金与盐酸反应，并测定生成的H2体积，设铝镁的物质的量分别为x、y，则列二元一次方程组，可解得铝镁的物质的量，进而求得合金中镁的质量分数。测定生
8、成气体的体积是通过排水法进行测定的，H2中的水蒸气和酸雾都溶于水，所以A、B之间无需增添干燥、除酸雾的装置。探究三：称取一定质量的铝镁合金与O2反应，分别生成Al2O3和MgO，并测定两种氧化物的质量，再列二元一次方程组，可求出合金中镁的质量分数。若用空气代替O2进行实验，合金中的Mg要与空气中的CO2反应，对测定结果有影响。,15,实验拓展：重新设计实验方案，可取一定量的铝镁合金先与盐酸反应，生成AlCl3和MgCl2溶液，再加足量NaOH溶液，使Mg2完全沉淀为Mg(OH)2，并称量其质量。或取一定量的铝镁合金先与盐酸反应，生成AlCl3和MgCl2溶液，再加足量氨水，使Al3、Mg2完全
9、沉淀为Al(OH)3、Mg(OH)2，并称量其质量，列二元一次方程组进行求解。,16,考点二 变量设置与控制思想,【例2】 (2010浙江嘉兴质检)已知NO2与Na2O2常温下也能反应，但反应的产物是什么呢？某同学开展了如下实验探究。作出猜想 猜想一：Na2O22NO2=2NaNO2O2 猜想二：2Na2O24NO2=4NaNO3 查阅资料 2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O 2NaNO22HCl=2NaClNONO2H2O,17,实验探究 a按图示实验装置开展实验。实验时，往装置中通入足量的NO2，直至反应停止； b取反应后玻璃直管中固体物质于试管中进行如下实验，并观察、记录现象
10、：,18,实验结论 (1)现象表明，Na2O2与NO2反应按_(填“猜想一”或“猜想二”)进行。 (2)因为猜想一反应中有气体生成，而猜想二反应中无气体生成，所以可通过直接观察C装置导管口是否有气泡冒出来判断Na2O2与NO2反应究竟按哪种猜想进行。这种方案是否可行，并说出你的理由_ _。,19,解析：(1)NO2与Na2O2常温下按哪种猜想进行反应，关键在于用实验的方法鉴别不同猜想条件下的产物NaNO2和NaNO3。根据资料信息知，NaNO2与HCl反应会有气体产生，而实验中无明显现象，说明Na2O2与NO2反应按猜想二进行。(2)该方案不可行，因为无法保证NO2是否与C装置中的NaOH充分
11、反应，如果NO2没充分反应，在C装置中也会观察到有气体产生。,答案： (1)猜想二 (2)不可行，因为无法保证NO2是否与C装置中的NaOH充分反应，如果NO2没充分反应，在C装置中也会观察到有气体产生,21,【变式练习】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，Fe2O3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因为在铁表面上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,22,你认为正确的说法是_。 若有一黑色
12、粉末，如何鉴别是铁粉，还是Fe3O4粉末： _ 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)： _,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，若无气泡产生则原粉末为Fe3O4 。,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)(其他合理答案也可) 。,A,23,(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。 实验中应将
13、Fe2O3放在 _ (填仪器名称)中灼烧。 方法A中，如果高温灼烧后颜色由_ 说明Fe2O3确实发生了变化，能说明生成的一定为FeO吗？ _ 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，实验结果固体灼烧前后质量比为3029，则高温灼烧后生成的是_。 (3)比较两种方法，你认为较好的方法是_。,坩埚,红棕色 变为 黑色,不能 ，理由是 也可能为Fe3O4 。,10/9,Fe3O4,B,24,1.用石灰水、小苏打、淀粉和食醋等不能完成的实验是( ) A碘盐中碘的检验 B暖瓶中水垢的除去 C食盐和纯碱的鉴别 D鸡蛋壳主要成分的检验,A,限时训练,25,2.(2009浙江)下列
14、说法正确的是( ) A仅用硝酸银溶液便可鉴别亚硝酸钠和食盐 B重结晶时，溶液冷却速度越慢得到的晶体颗粒越大 C乙酸与乙醇的混合溶液可用分液漏斗进行分离 D用盐酸标准溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时，水洗后的酸式滴定管未经标准液润洗，则测定结果偏低 解析： 考查课本的基本实验知识。,B,26,3.(2010杭州期末考)如图所示，比较不同浓度的硫代硫酸钠溶液和同浓度的硫酸反应的速率大小的实验中，锥形瓶瓶底衬有画了“十”字的白纸，先向瓶内加入硫代硫酸钠溶液，再加入硫酸溶液。需记录反应所需的时间，正确的记时方法是( ) A加入硫代硫酸钠溶液后即开始记时，瓶中出现浑浊现象时记时结束 B加入硫代硫酸钠酸溶液后
15、即开始记时，加入硫酸溶液后记时结束 C加入硫酸溶液后即开始记时，瓶中出现浑浊现象记时结束 D加入硫酸溶液后即开始记时，至看不到瓶底“十”字记时结束,D,27,解析：当Na2S2O3与H2SO4接触，即加入硫酸溶液后便可以开始记时，直至看不到瓶底的“十”字号时，停止记时，故D正确。,28,4.进行化学实验，观察实验现象，通过分析推理得出正确的结论是化学学习方法之一。下列对有关实验事实的解释正确的是( ) A溴水中通入SO2后，颜色褪去，说明SO2表现了漂白性 B用惰性电极电解相同浓度的Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液，阴极首先析出的是Ag，说明Ag的还原性比Cu2强 C浓硝酸在光照条件下变黄
16、，说明浓硝酸易分解生成有色产物且溶于浓硝酸 D常温下，将铝片放入浓硫酸中无明显现象，说明铝不和冷的浓硫酸反应,C,29,5.(2010浙江湖州质检)通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下图所示的措施中，能加快化学反应速率的是( )解析：在铁制品表面喷油漆，可以阻止铁与空气的接触，达到减缓反应速率的作用，A不正确；往橡胶里加炭能够减缓橡胶的老化速度，减缓反应速率，B不正确；煤不断地与空气接触，加快了反应速率，C正确；木头电线杆底部烤焦，使木材表面形成一层木炭，即形成保护层，而木炭常温下化学性质很稳定，D不正确。,C,30,6.下列由实
17、验事实所引出的相应结论正确的是( ),A,解析： 注意元素的非金属性与活动性是两个不同的概念。,31,7.某研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：取两条未用砂纸打磨过的铝片，一片浸入CuCl2稀溶液中，其表面产生许多无色的气泡，并很快析出较多红色的粉末状固体，而另一片浸入CuSO4稀溶液中的铝片，现象却一直不明显。试猜测产生这种现象差异的原因( ) AAl与Cl反应，与SO 不反应 BCuCl2溶液酸性比同浓度的CuSO4溶液酸性强 CCuSO4水解生成H2SO4使Al钝化 DCl能破坏氧化铝保护膜，而SO 则不能 解析：表面有氧化膜的Al片在CuCl2溶液中能发生反应：2Al3Cu2 2
18、Al33Cu，而在CuSO4溶液中现象却不明显，则说明当有Cl存在时，铝表面的氧化膜极易被破坏。,D,8.某化学兴趣小组在做实验时，将AgNO3溶液和KI溶液混合，发现有黄色沉淀生成，振荡后迅速消失。大家经查阅资料后，发现可能的原因是发生了下列反应：AgII AgI2。 (1)甲同学设计了两个简单的实验方案来进行验证，请你协助他完成实验。 实验1：向浓KI溶液中滴加AgNO3溶液，现象为 _。 实验2：向AgNO3溶液中滴加稀KI溶液，有黄色沉淀生成；再 _。,没有沉淀生成,在所得的黄色沉淀中滴加浓KI溶液，黄色沉淀溶解,33,乙同学在实验所得的溶液中滴加硝酸溶液，结果又出现了沉淀。请解释出现
19、沉淀的原因 _ _ (3)丙同学在实验所得的溶液中滴加氯水也可以看到沉淀，但由于溶液为黄色，分不清沉淀的颜色。大家通过查阅数据，分析认为产生的沉淀不可能是AgCl，所查阅的数据是 _；请设计简单的实验说明不会产生AgCl沉淀： _,加入硝酸溶液后，HNO3将I氧化，使I浓度减小，平衡AgII AgI2逆向移动 。,AgI、AgCl的溶解度(或溶度积),在黄色的AgI沉淀中滴加NaCl溶液，沉淀未转化为白色。,34,9.(2010宁波期末)经研究知Cu2对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3和Cu2对H2O2分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题： (1
20、)定性分析：如图甲可通过观察 _ ，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_ 。,消除阴离子不同对实验的干扰,反应产生气泡快慢,35,(2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为_，检查该装置气密性的方法是 _，实验中需要测量的数据是 _ 。 (3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。,关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位,分液漏斗,产生40 mL气体所需的时间,36,写出H2
21、O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式_。 实验时放出气体的总体积是_mL。 放出 气体所需时间为_min。 反应放出 气体所需时间约为_min。 A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_。 解释反应速率变化的原因 _。 计算H2O2的初始物质的量浓度 _ 。(请保留两位有效数字),2H2O2 2H2OO2,60,1,2.5,A,B,C,D,随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢,0.11 molL1,37,10.某兴趣小组为验证日常生活用的火柴头上含有KClO3、MnO2、S，设计了以下实验流程图：,请你回答以下问题： (1)为验证气体A，按下图所示进行实验：若能观察到 _ 的现象，即可证
22、明火柴头上含有S元素。,KMnO4溶液(紫红色)褪色,38,(2)步骤的实验操作装置如下图所示，该操作的名称是_，其工作原理是 _,减压过滤(或抽滤),当打开自来水龙头，装置内部的空气随自来水被带走，导致装置内部压强减小，使过滤速度加快，得到较干燥的固体物质 。,39,(3)要证明火柴头中含有Cl元素的后续实验步骤是 _ (4)有学生提出检验火柴头上KClO3另一套实验方案： 有关的离子反应方程式为 _ ，有人提出上述方法中出现白色沉淀并不能充分说明火柴头上KClO3的存在，其理由是 _ 。,取滤液C，加入HNO3和AgNO3溶液，若观察到白色沉淀产生，即可证明火柴头中含有氯元素 。,ClO 3NO Ag AgCl3NO,AgNO2与AgCl均为不溶于水的白色沉淀,
