（全國）高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第10章 化學(xué)實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn) 第34講 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)講義 新人教版.doc

第34講 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)熱點(diǎn)一“物質(zhì)組成”型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)一、定性檢測 例1某混合粉末由fe2o3、fe、cuo、c、al中的幾種物質(zhì)組成，為檢測其成分，取樣品進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)(部分產(chǎn)物略去)：回答下列問題：(1)取少量溶液x，加入過量的naoh溶液，有沉淀生成。取上層清液，通入co2，無明顯變化，說明樣品中不含的物質(zhì)是_(填化學(xué)式)。(2)z為一種或兩種氣體：若z只為一種氣體，試劑a為飽和nahco3溶液，則反應(yīng)中能同時(shí)生成兩種氣體的化學(xué)方程式是_。若z為兩種氣體的混合物，試劑a為適量水，則z中兩種氣體的化學(xué)式是_。(3)向y溶液中通入過量氯氣，并不斷攪拌，充分反應(yīng)后，溶液中的陽離子是_(填離子符號(hào))。(4)取y溶液，調(diào)ph約為7，加入淀粉ki溶液和h2o2，溶液呈藍(lán)色并有紅褐色沉淀生成。當(dāng)消耗2 mol i時(shí)，共轉(zhuǎn)移3 mol電子，該反應(yīng)的離子方程式是_。(5)另取原樣品，加入足量稀硫酸充分反應(yīng)。若溶液中一定不會(huì)產(chǎn)生紅色固體，則原樣品中所有可能存在的物質(zhì)組合是(各組合中的物質(zhì)用化學(xué)式表示)_。解題流程首先要注意框圖中量的描述為“過量”，其次進(jìn)行大致推斷，最后根據(jù)具體設(shè)問提供的信息具體分析。能與fe2o3、fe、cuo、c、al幾種物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生兩種氣體的濃酸不可能是濃鹽酸；如果是濃硫酸，在加熱時(shí)可以與fe、c、al發(fā)生氧化還原反應(yīng)，濃硫酸被還原為so2，c被氧化為co2，fe和al分別被氧化為fe3和al3；如果是濃硝酸，則兩種氣體是co2和no2。無論是哪種濃酸均可以使兩種氧化物fe2o3、cuo轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的鹽。(1)無論加什么濃酸(濃硫酸或濃硝酸)，溶液x中都可能含有fe3、cu2、al3三種金屬陽離子。向溶液x中加入過量的naoh溶液，fe3和cu2可轉(zhuǎn)化為fe(oh)3和cu(oh)2沉淀析出，如果有al3，則轉(zhuǎn)化為alo，向上層清液中通入co2后，會(huì)產(chǎn)生白色沉淀al(oh)3，離子方程式為2aloco2(少量)3h2o=2al(oh)3co或aloco2(足量)2h2o=al(oh)3hco，與題目中“取上層清液，通入co2，無明顯變化”不相符。所以可以肯定溶液x中沒有al3，樣品中沒有al。(2)有了前面的分析，問題(2)就比較容易解答了。(3)向溶液x中加入過量fe粉，得y溶液和兩種固體，且其中一種固體為紅色(cu)，另一種就是過量的fe粉，y溶液中的陽離子為fe2，通入過量的cl2后，fe2被氧化為fe3，cl2與水反應(yīng)生成hcl和hclo，兩者電離產(chǎn)生h，故溶液中的陽離子為fe3和h。(4)依據(jù)信息“當(dāng)消耗2 mol i時(shí)，共轉(zhuǎn)移3 mol電子”，轉(zhuǎn)移的3 mol電子中有2 mol來自i，另外1 mol電子來自fe2。(5)根據(jù)前面四步設(shè)問可知，樣品中一定沒有al，一定有cuo和c，不能確定是否有fe和fe2o3。加入足量稀硫酸后一定不產(chǎn)生cu，那么排除fe，符合整個(gè)設(shè)問的組合只有兩種：cuo、c；cuo、c、fe2o3。答案(1)al(2)c2h2so4(濃)co22so22h2ono、co2(3)fe3、h(4)2fe23h2o24i=2fe(oh)32i2(5)cuo、c或cuo、c、fe2o3歸納總結(jié)固體成分檢測實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般方法方法一：取少量固體試樣溶于水配成溶液檢測溶液中存在的陰、陽離子得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。方法二：取少量固體試樣在氧氣流等中反應(yīng)檢測所產(chǎn)生的物質(zhì)(如氣體)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。方法三：取少量固體試樣加酸(或堿)溶液產(chǎn)生氣體檢測氣體產(chǎn)物的成分得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。二、固體物質(zhì)組成的定量測定數(shù)據(jù)測定的常用方法1沉淀法先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。2測氣體體積法對(duì)于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。量氣裝置的設(shè)計(jì)：下列裝置中，a是常規(guī)的量氣裝置，b、c、d是改進(jìn)后的量氣裝置。3測氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實(shí)驗(yàn)前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。4滴定法即利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。5熱重法只要物質(zhì)受熱時(shí)發(fā)生質(zhì)量變化，都可以用熱重法來研究物質(zhì)的組成是在控制溫度的條件下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的方法。通過分析熱重曲線，我們可以知道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及生成產(chǎn)物等與質(zhì)量相聯(lián)系的信息。例2(2014北京理綜，27)碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定。(1)采用裝置a，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為co2、so2。氣體a的成分是_。若鋼樣中硫以fes的形式存在，a中反應(yīng)：3fes5o21_3_。(2)將氣體a通入測硫裝置中(如下圖)，采用滴定法測定硫的含量。h2o2氧化so2的化學(xué)方程式： _。用naoh溶液滴定生成的h2so4，消耗z ml naoh溶液，若消耗1 ml naoh溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：_。(3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖)，采用重量法測定碳的含量。氣體a通過b和c的目的是_。計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是_。 解析(1)鋼樣中的碳、硫在裝置a中高溫加熱條件下生成co2和so2，還有未反應(yīng)的o2，故氣體a的成分為o2、so2、co2。根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒定律配平化學(xué)方程式：3fes5o2fe3o43so2。(2)h2o2和so2發(fā)生氧化還原反應(yīng)：h2o2so2=h2so4。根據(jù)題意，消耗1 ml naoh溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則消耗z ml naoh溶液，相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yz g，所以鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為或100%。(3)氣體a中含有o2、so2和co2，在吸收co2測定碳的含量時(shí)，也可能吸收so2，故氣體a通過裝置b和c的目的排除so2對(duì)co2測定的干擾。計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量吸收co2前、后吸收瓶的質(zhì)量，其質(zhì)量差為co2的質(zhì)量。答案(1)o2、so2、co2fe3o4so2(2)h2o2so2=h2so4(3)排除so2對(duì)co2測定的干擾吸收co2前、后吸收瓶的質(zhì)量例3(2014江蘇，18)堿式碳酸鋁鎂mgaalb(oh)c(co3)dxh2o常用作塑料阻燃劑。(1)堿式碳酸鋁鎂具有阻燃作用，是由于其受熱分解需吸收大量熱量和_。(2)mgaalb(oh)c(co3)dxh2o中a、b、c、d的代數(shù)關(guān)系式為_。(3)為確定堿式碳酸鋁鎂的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱取3.390 g樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，生成co2 0.560 l(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。另取一定量樣品在空氣中加熱，樣品的固體殘留率(固體樣品的剩余質(zhì)量/固體樣品的起始質(zhì)量)100%隨溫度的變化如下圖所示(樣品在270 時(shí)已完全失去結(jié)晶水，600 以上殘留固體為金屬氧化物的混合物)。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算堿式碳酸鋁鎂樣品中的n(oh)n(co)(寫出計(jì)算過程)。解析(1)因?yàn)閴A式碳酸鋁鎂分解得到al2o3、mgo，二者的熔點(diǎn)都較高，都具有阻燃作用。(2)al元素的化合價(jià)為3價(jià)，mg元素的化合價(jià)為2價(jià)，oh整體顯示1價(jià)，co整體顯示2價(jià)，根據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和為0可得出關(guān)系：2a3bc2d。(3)n(co2)2.50102 molm(co2)2.50102 mol44 gmol11.10 g在270600 之間，失去結(jié)晶水后的樣品進(jìn)一步受熱分解放出co2和h2om(co2)m(h2o)3.390 g(0.734 50.370 2)1.235 gm(h2o)1.235 g1.10 g0.135 gn(h2o)7.50103 moln(oh)7.50103 mol21.50102 moln(oh)n(co)(1.50102 mol)(2.50102 mol)35。答案(1)生成的產(chǎn)物具有阻燃作用(2)2a3bc2d(3)n(co2)2.50102 molm(co2)2.50102 mol44 gmol11.10 g在270600 之間，失去結(jié)晶水后的樣品進(jìn)一步受熱分解放出co2和h2om(co2)m(h2o)3.390 g(0.734 50.370 2)1.235 gm(h2o)1.235 g1.10 g0.135 gn(h2o)7.50103 moln(oh)7.50103 mol21.50102 moln(oh)n(co)(1.50102 mol)(2.50102 mol)351某研究性學(xué)習(xí)小組用下列裝置(鐵架臺(tái)等夾持儀器略)探究氧化鐵與乙醇的反應(yīng)，并檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物。(1)用2%的cuso4溶液和10%的naoh溶液配制cu(oh)2懸濁液的注意事項(xiàng)是_。(2)為快速得到乙醇?xì)怏w，可采用的方法是_。若實(shí)驗(yàn)時(shí)小試管中的溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸，可采取的措施是_(填字母)。a取下小試管 b移去酒精燈c將導(dǎo)管從橡膠管中取下 d以上都可以(3)如圖實(shí)驗(yàn)，觀察到紅色的fe2o3全部變?yōu)楹谏腆wm，充分反應(yīng)后停止加熱。取下試管加熱，有磚紅色沉淀生成。為了檢驗(yàn)m的組成，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。m能被磁鐵吸引；加入足量稀硫酸，振蕩，固體全部溶解，未觀察到有氣體生成；經(jīng)檢驗(yàn)溶液中有鐵離子和亞鐵離子，檢驗(yàn)鐵離子的方法是_；證明溶液含有亞鐵離子的方法是_。能得出的結(jié)論是_(填字母)。am中一定有3價(jià)和2價(jià)鐵，不能確定是否有0價(jià)鐵bm中一定有3價(jià)和0價(jià)鐵，無2價(jià)鐵cm中一定有3價(jià)鐵，0價(jià)和2價(jià)鐵至少有一種dm中一定有3價(jià)、2價(jià)和0價(jià)鐵(4)若m的成分可表示為fexoy，用co還原法定量測定其化學(xué)組成。稱取m g m樣品進(jìn)行定量測定，實(shí)驗(yàn)裝置和步驟如下：組裝儀器；點(diǎn)燃酒精燈；加入試劑；打開分液漏斗活塞；檢查氣密性；停止加熱；關(guān)閉分液漏斗活塞；正確的操作順序是_(填字母)。a bc d若m完全被還原后堿石灰增重n g，則為_(用含m、n的代數(shù)式表示)。答案(1)在過量naoh溶液中滴加數(shù)滴cuso4溶液(或naoh過量)(2)在燒杯中加入熱水(或?qū)訜?c(3)取少量溶液于試管中，加入kscn溶液，溶液變成血紅色，則有fe3取少量溶液滴入適量酸性高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀溶液褪色，則有fe2a(4)b解析(1)新制cu(oh)2懸濁液與醛基的反應(yīng)需要堿性條件。(2)升高溫度可以加速乙醇的揮發(fā)。若液體倒吸進(jìn)入加熱的反應(yīng)管，可能會(huì)造成反應(yīng)管炸裂，取下小試管已無濟(jì)于事，因“溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸”。(3)分析黑色固體(m)可能的成分，鐵的氧化物fe3o4、feo和鐵粉均為黑色，fe3o4中既有3價(jià)鐵又有2價(jià)鐵，且具有磁性，fe3能溶解單質(zhì)鐵。(4)檢查氣密性屬于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段，應(yīng)在加藥品前進(jìn)行。為防止cu再次被氧化，撤去酒精燈后，應(yīng)繼續(xù)通入co，冷卻后再停止通氣。計(jì)算比值時(shí)，應(yīng)從質(zhì)量守恒的角度去思考，m(fexoy)中的氧原子全部使co轉(zhuǎn)化為co2，因而堿石灰增加的質(zhì)量即為反應(yīng)產(chǎn)生的co2的質(zhì)量，得關(guān)系式m中n(o)n(co2)。2下圖是1.00 g mgc2o4nh2o晶體放在坩堝里從25 緩慢加熱至700 分解時(shí)，所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量(m)隨溫度(t)變化的關(guān)系曲線。(已知該晶體100 以上才會(huì)逐漸失去結(jié)晶水，并大約在230 時(shí)完全失去結(jié)晶水)試回答下列問題：(1)mgc2o4nh2o中n_。(2)通過計(jì)算確定c點(diǎn)固體物質(zhì)的化學(xué)式： _。(要求寫出推斷過程)(3)通過計(jì)算確定從e點(diǎn)到f點(diǎn)過程中的化學(xué)方程式：_。(要求寫出推斷過程)答案(1)2(2)解法一mgc2o42h2omgc2o4xh2o(2x)h2o148 18(2x) 1.00 g(1.000.88)g，x1。故b點(diǎn)固體的化學(xué)式為mgc2o4h2o。解法二mgc2o4xh2omgc2o4xh2o11218x 0.76 g(0.880.76)g，x1。故b點(diǎn)固體的化學(xué)式為mgc2o4h2o。(3)設(shè)mg元素與其他元素組成的化合物為x，利用mg原子守恒。n(mgc2o4)n(x)11，m(x)40?？赏茰y出x即為mgo，而完整的化學(xué)方程式為mgc2o4mgococo2。3鋁鎂合金是飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為測定某含鎂3%5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了下列兩種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。方案一實(shí)驗(yàn)方案將鋁鎂合金與足量naoh溶液反應(yīng)，測定剩余固體質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。實(shí)驗(yàn)步驟(1)稱取10.8 g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體積為v、物質(zhì)的量濃度為4.0 moll1的naoh溶液中，充分反應(yīng)。則naoh溶液的體積v_ml。(2)過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將_(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。方案二實(shí)驗(yàn)方案將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測定生成氣體的體積。實(shí)驗(yàn)步驟(1)同學(xué)們擬選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)：你認(rèn)為最簡易的裝置其連接順序是a接()()接()()接()(填接口字母，可不填滿)。(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會(huì)引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會(huì)將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。裝置中導(dǎo)管a的作用是_；實(shí)驗(yàn)前后量氣管中液面讀數(shù)分別為v1 ml、v2 ml，則產(chǎn)生氫氣的體積為_ml；若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需測定的數(shù)據(jù)是_。答案方案一：2al2naoh2h2o=2naalo23h2(1)97(2)偏高方案二：(1)edg(2)使分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差(v1v2)實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)解析方案一：將鋁鎂合金與足量naoh溶液反應(yīng)，鎂不和naoh溶液反應(yīng)，鋁發(fā)生反應(yīng)：2al2naoh2h2o=2naalo23h2。(1)假設(shè)合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少為3%，則10.8 g鋁鎂合金粉末樣品中含有鋁10.476 g，其物質(zhì)的量是0.388 mol，根據(jù)反應(yīng)2al2naoh2h2o=2naalo23h2知，需要n(naoh)n(al)0.388 mol，v(naoh)0.388 mol4.0 moll10.097 l。(2)過濾后，金屬鎂的表面會(huì)沾有其他離子，如果沒有洗滌，稱量后的固體的質(zhì)量將大于鎂的實(shí)際質(zhì)量，所測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高。方案二：(1)很明顯，該同學(xué)采用排水法來測量產(chǎn)生氫氣的體積，故a應(yīng)連接e，d連接g(最后讀數(shù)時(shí)要調(diào)節(jié)廣口瓶和量筒中的液面高度，f接口的導(dǎo)管太短)。(2)用導(dǎo)管a連接后，滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差；量氣管的 0刻度在上，故產(chǎn)生氫氣的體積為(v1v2) ml；若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需知道實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。熱點(diǎn)二“猜想判斷”型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)猜想型實(shí)驗(yàn)題的思維流程1漂白粉是生產(chǎn)生活中常用的消毒劑和殺菌劑。實(shí)驗(yàn)室有一瓶密封不嚴(yán)的漂白粉樣品，其中肯定存在cacl2，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究該樣品中可能存在的其他固體物質(zhì)。(1)提出合理假設(shè)。假設(shè)1：該漂白粉未變質(zhì)，只含有_；假設(shè)2：該漂白粉全部變質(zhì)，只含有_；假設(shè)3：該漂白粉部分變質(zhì)，既含有_，又含_。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選用的儀器和藥品：試管、滴管、帶導(dǎo)管的單孔塞、蒸餾水、自來水、1 moll1鹽酸、品紅溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必檢驗(yàn)ca2和cl)實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論取少量上述漂白粉于試管中，_答案(1)ca(clo)2caco3ca(clo)2caco3(2)加入適量1 moll1鹽酸溶解后，再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中若澄清石灰水未變渾濁，則假設(shè)1成立；若澄清石灰水變渾濁，則假設(shè)2或假設(shè)3成立向步驟反應(yīng)后的試管中滴入12滴品紅溶液，振蕩(或另外取樣操作)若品紅溶液褪色，則假設(shè)3成立；若品紅溶液不褪色，則假設(shè)2成立2.工業(yè)上從廢鉛蓄電池的鉛膏回收鉛的過程中，可用碳酸鹽溶液與處理后的鉛膏(主要成分為pbso4)發(fā)生反應(yīng)：pbso4(s)co(aq)pbco3(s)so(aq)。某課題組用pbso4為原料模擬該過程，探究上述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件及固體產(chǎn)物的成分。(1)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：k_。(2)室溫時(shí)，向兩份相同的pbso4樣品中分別加入同體積、同濃度的na2co3和nahco3溶液均可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化，在_溶液中pbso4轉(zhuǎn)化率較大，理由是_。(3)查閱文獻(xiàn)：上述反應(yīng)還可能生成堿式碳酸鉛2pbco3pb(oh)2，它和pbco3受熱都易分解生成pbo。該課題組對(duì)固體產(chǎn)物(不考慮pbso4)的成分提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三：假設(shè)一：全部為pbco3；假設(shè)二：_；假設(shè)三：_。(4)為驗(yàn)證假設(shè)一是否成立，課題組進(jìn)行如下研究。定性研究：請(qǐng)你完成下表中內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫出具體操作過程)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論取一定量樣品充分干燥，_定量研究：取26.7 mg的干燥樣品，加熱，測得固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如下圖。某同學(xué)由圖中信息得出結(jié)論：假設(shè)一不成立。你是否同意該同學(xué)的結(jié)論，并簡述理由：_。答案(1)(2)na2co3na2co3溶液中的c(co)大(3)全部為2pbco3pb(oh)2為pbco3和2pbco3pb(oh)2的混合物(4)實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫出具體操作過程)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論充分加熱樣品，將產(chǎn)生的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管若無水硫酸銅不變藍(lán)，則假設(shè)一成立；若無水硫酸銅變藍(lán)，則假設(shè)一不成立同意，若全部為pbco3時(shí)，26.7 mg完全分解后最終固體質(zhì)量應(yīng)為22.3 mg(或：不同意，實(shí)驗(yàn)最終得到固體的質(zhì)量與全部為pbco3分解所得固體質(zhì)量相差不大，可能是實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的誤差引起的)(本題屬于開放性試題，合理答案均可)解析(1)根據(jù)pbso4(s)co(aq)pbco3(s)so(aq)知，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為k。(2)na2co3溶液中c(co)較大，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，可知na2co3溶液中pbso4轉(zhuǎn)化率較大。(3)根據(jù)題中信息，提出另外兩種假設(shè)。假設(shè)二：全部為堿式碳酸鉛2pbco3pb(oh)2；假設(shè)三：為pbco3和2pbco3pb(oh)2的混合物。(4)因?yàn)閜bco3受熱分解不產(chǎn)生水，而2pbco3pb(oh)2受熱分解產(chǎn)生水，所以可利用此不同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。因?yàn)閜bco3pboco2，所以可以利用固體加熱前后質(zhì)量的改變量來確定結(jié)論。3(2015安徽理綜，28)某研究小組將純凈的so2氣體通入0.1 moll1的ba(no3)2溶液中，得到了baso4沉淀。為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的so2，該小組提出了如下假設(shè)：假設(shè)一：溶液中的no假設(shè)二：溶液中溶解的o2(1)驗(yàn)證假設(shè)一該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了假設(shè)一，請(qǐng)?jiān)谙卤砜瞻滋幪顚懴嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)1：在盛有不含o2的25 ml 0.1 moll1 bacl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的so2氣體_假設(shè)一成立實(shí)驗(yàn)2：在盛有不含o2的25 ml 0.1 moll1 ba(no3)2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的so2氣體_(2)為深入研究該反應(yīng)，該小組還測得上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中溶液的ph隨通入so2體積的變化曲線如下圖。實(shí)驗(yàn)1中溶液ph變小的原因是_；v1時(shí)，實(shí)驗(yàn)2中溶液ph小于實(shí)驗(yàn)1的原因是(用離子方程式表示)_ _。(3)驗(yàn)證假設(shè)二請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)二，寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)：(4)若假設(shè)二成立，請(qǐng)預(yù)測：在相同條件下，分別用足量的o2和kno3，氧化相同的h2so3溶液(溶液體積變化忽略不計(jì))，充分反應(yīng)后兩溶液的ph前者_(dá)(填“大于”或“小于”)后者，理由是_。答案(1)無明顯現(xiàn)象有白色沉淀 (2) so2溶于水后生成h2so33so22no2h2o=3so2no 4h (或 3h2so32no=2no3so4hh2o)(3)實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)：實(shí)驗(yàn)1：作為參照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3：將純凈的so2氣體緩慢通入未經(jīng)脫o2處理的25 ml 0.1 moll1 bacl2溶液中，若有白色沉淀，表明假設(shè)二成立，否則不成立 (4)小于反應(yīng)的離子方程式表明，足量的o2和no分別氧化相同量的h2so3，生成h的物質(zhì)的量前者多于后者(本題部分小題屬于開放性試題，合理答案均可)解析(1)實(shí)驗(yàn)1中，在沒有o2 的條件下，so2與bacl2溶液不反應(yīng)，所以無沉淀產(chǎn)生；實(shí)驗(yàn)2中so2被no氧化成so，進(jìn)一步與ba2結(jié)合生成baso4沉淀。(2)實(shí)驗(yàn)1，so2溶于水后生成h2so3，h2so3電離出h(h2so3hso h)，使溶液顯酸性，隨so2的不斷通入，ph值減??；so2通入ba(no3)2溶液中，發(fā)生反應(yīng)：3so22no2h2o=3so2no 4h生成強(qiáng)酸，則通v1體積的so2時(shí)，實(shí)驗(yàn)2中溶液ph小于實(shí)驗(yàn)1。(3) 通過對(duì)比假設(shè)一的驗(yàn)證過程，可設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)：實(shí)驗(yàn)1：作為參照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3：將純凈的so2氣體緩慢通入未經(jīng)脫o2處理的25 ml 0.1 moll1 bacl2溶液中，若有白色沉淀，表明假設(shè)二成立，否則不成立 (4)2h2so3 o2=4h2so；3h2so32no=2no4hh2o3so，由此可知氧化相同物質(zhì)的量的亞硫酸，用o2氧化比用kno3氧化產(chǎn)生的h濃度大。熱點(diǎn)三“原理探究”型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)控制變量法：物質(zhì)變化往往受到多個(gè)因素的影響，在研究化學(xué)反應(yīng)與外界因素之間的關(guān)系時(shí)，對(duì)影響物質(zhì)變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其他幾個(gè)因素不變，集中研究其中一個(gè)因素的變化所產(chǎn)生的影響，有利于在研究過程中，迅速尋找到物質(zhì)變化的規(guī)律。常涉及的題型有：(1)外因(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響；(2)物質(zhì)性質(zhì)的遞變規(guī)律。1變量探究實(shí)驗(yàn)題的解題策略解答變量探究類試題關(guān)鍵是在其他條件相同的前提下，只改變一個(gè)條件對(duì)研究對(duì)象的影響規(guī)律。注意：選擇數(shù)據(jù)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法作出正確判斷。思路總結(jié)2規(guī)律探究實(shí)驗(yàn)題的解題策略物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律的探究也是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的一個(gè)重要內(nèi)容。研究同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)(如置換反應(yīng))規(guī)律，物質(zhì)的酸(堿)性強(qiáng)弱規(guī)律，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電規(guī)律等，都是開展有關(guān)規(guī)律探究的重要素材，也是高考命題的經(jīng)典情境。解決有關(guān)規(guī)律探究問題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其常用方法示例如下：(1)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，一般通過設(shè)計(jì)判斷元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)來完成，如通過讓金屬單質(zhì)與相同濃度的非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生h2的速率快慢來判斷金屬單質(zhì)的還原性強(qiáng)弱，推斷元素金屬性強(qiáng)弱，從而找出相應(yīng)的性質(zhì)遞變規(guī)律。(2)物質(zhì)的酸(堿)性強(qiáng)弱的判斷。(3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的規(guī)律探究?？梢酝ㄟ^控制所含的雜質(zhì)是否與空氣接觸、所接觸的電解質(zhì)溶液的酸堿度、鋼鐵在腐蝕過程中體系內(nèi)的氣壓變化等角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，找出規(guī)律。1碘在科研與生活中有重要應(yīng)用。某興趣小組用0.50 moll1 ki、0.2%淀粉溶液、0.20 moll1 k2s2o8、0.10 moll1 na2s2o3等試劑，探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。已知：s2o2i=2soi2 (慢)i22s2o=2is4o (快)(1)向ki、na2s2o3與淀粉的混合溶液中加入一定量的k2s2o8溶液，當(dāng)溶液中的_耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{(lán)色。為確保能觀察到藍(lán)色，s2o與s2o初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為n(s2o)n(s2o)_。(2)為探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表：實(shí)驗(yàn)序號(hào)體積v/mlk2s2o8溶液水ki溶液na2s2o3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0vx4.04.02.0表中vx_，理由是_。(3)已知某條件下，濃度c(s2o)反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖所示，若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中，分別畫出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時(shí)c(s2o)t的變化曲線示意圖(進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注)。答案(1)na2s2o32(2)2.0保證反應(yīng)物k2s2o8的濃度改變，而其他物質(zhì)的濃度不變(3)解析解答本題時(shí)，要圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響)進(jìn)行分析與處理。(1)淀粉溶液遇i2顯藍(lán)色，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色時(shí)，溶液中有i2，說明na2s2o3消耗盡。為確保能觀察到藍(lán)色，溶液中na2s2o3要耗盡。由題給離子反應(yīng)可得關(guān)系式：s2oi22s2o，則有n(s2o)n(s2o)21時(shí)，能觀察到藍(lán)色。(2)實(shí)驗(yàn)的目的是探究k2s2o8溶液的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，故應(yīng)保證每組實(shí)驗(yàn)中其他物質(zhì)的濃度相等，即溶液的總體積相等(即為20.0 ml)，從而可知vx2.0。 (3)降低溫度時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，c(s2o)變化減慢；加入催化劑時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，c(s2o)變化加快；c(s2o)t的變化曲線如圖所示。2已知亞硫酸鈉在空氣中能被氧氣氧化生成硫酸鹽。.甲同學(xué)設(shè)計(jì)兩種方案來檢驗(yàn)na2so3溶液是否發(fā)生變質(zhì)。方案一：取樣，加入稀鹽酸有氣泡生成，認(rèn)為亞硫酸鈉溶液沒有變質(zhì)。方案二：取樣，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，認(rèn)為亞硫酸鈉溶液完全變質(zhì)。請(qǐng)你對(duì)兩方案作出評(píng)價(jià)：方案一：_(填“合理”或“不合理”)，理由是_。方案二：_(填“合理”或“不合理”)，理由是_。.乙同學(xué)探究na2so3溶液是否發(fā)生變質(zhì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)測定1.0 moll1 na2so3溶液的實(shí)際濃度。(1)分液漏斗中應(yīng)加入足量的下列哪種試劑？_(填字母)。a濃硝酸b65%硫酸c濃鹽酸(2)實(shí)驗(yàn)前后測得c裝置增重3.2 g，則na2so3溶液實(shí)際的物質(zhì)的量濃度為_。(3)該實(shí)驗(yàn)裝置還存在一個(gè)明顯的缺陷是_。答案.不合理亞硫酸鈉部分變質(zhì)時(shí)加入稀鹽酸也會(huì)產(chǎn)生氣泡不合理亞硫酸鈉也能與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，亞硫酸鈉未變質(zhì)或部分變質(zhì)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生白色沉淀.(1)b(2)0.83 moll1(3)缺少一個(gè)驅(qū)趕殘留二氧化硫氣體的裝置(或其他合理答案)解析.加入稀鹽酸有氣泡生成，證明溶液中含有亞硫酸鈉，na2so3溶液可能沒有變質(zhì)，也可能部分變質(zhì)。亞硫酸鈉、硫酸鈉都能與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀，故亞硫酸鈉溶液未變質(zhì)、部分變質(zhì)、全部變質(zhì)時(shí)的現(xiàn)象相同，都會(huì)生成白色沉淀。.制備二氧化硫氣體選用硫酸。c裝置增重3.2 g，產(chǎn)生的n(so2)0.05 mol，所以n(na2so3)0.05 mol，c(na2so3)0.05 mol0.06 l0.83 moll1。該實(shí)驗(yàn)裝置中一個(gè)明顯的缺陷是缺少一個(gè)驅(qū)趕殘留二氧化硫氣體的裝置。3(2014廣東理綜，33)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 moll1fe2(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。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：_。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：在不同h2o2濃度下，測定_(要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，完成如圖所示的裝置示意圖。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)v0.1 moll1fe2(so4)3/ml1a2a(2)利用下圖(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)?？捎^察到b瓶中氣體顏色比a瓶中的_(填“深”或“淺”)，其原因是_。答案(1) (答案合理即可)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)v(h2o2)/mlv(h2o)/mlv(o2)/mlt/s1bced2cbef或v(h2o2)/mlv(h2o)/mlt/sv(o2)/ml1bced2cbef(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，氣體顏色加深解析(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價(jià)，發(fā)生分解反應(yīng)生成氧氣，氧氣中氧元素的化合價(jià)為0價(jià)，水中氧元素的化合價(jià)為2價(jià)，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：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)測定不同濃度雙氧水分解時(shí)產(chǎn)生氧氣的速率，即可以測定相同時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積。根據(jù)題目給出的限選儀器可以選用導(dǎo)管、水槽、量筒組成氣體收集裝置。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。4某化學(xué)興趣小組的同學(xué)學(xué)習(xí)了同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律后，設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.用砂紙打磨后的鎂帶與沸水反應(yīng)，再向反應(yīng)后溶液中滴加酚酞a.浮于水面，熔成一個(gè)小球，在水面上不定向移動(dòng)，隨之消失，溶液變紅色b.產(chǎn)生氣體，可在空氣中燃燒，溶液變成淺紅色c.反應(yīng)不十分強(qiáng)烈，產(chǎn)生的氣體可以在空氣中燃燒d.劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生可燃性氣體e.生成白色膠狀沉淀，進(jìn)而沉淀消失f.生成淡黃色沉淀.向新制的h2s飽和溶液中滴加新制的氯水.鈉與滴有酚酞溶液的冷水反應(yīng).鎂帶與2 moll1的鹽酸反應(yīng).鋁條與2 moll1的鹽酸反應(yīng).向alcl3溶液滴加naoh溶液至過量請(qǐng)你幫助該同學(xué)整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?_。(2)實(shí)驗(yàn)用品：儀器_、_、_、試管夾、鑷子、小刀、玻璃片、砂紙、膠頭滴管等。藥品：鈉、鎂帶、鋁條、2 moll1的鹽酸、新制的氯水、新制的飽和h2s溶液、alcl3溶液、naoh溶液等。(3)請(qǐng)你寫出上述的實(shí)驗(yàn)操作與對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象：_、_、_、_、_、_。(