资源描述
专题3.27 假设猜想型实验探究评价题假设猜想型实验探究评价题是近几年高考的热点题型，这类问题一般以物质制备或反应后物质的为基础对其进行假设探究，这类试题我们将其拆分为三部分，制备过程，以反应过程为主；假设过程基于反应的原理（质量守恒、氧化还原等）进行；最后性质探究（本质为物质的检验）。这类问题综合考查元素及化合物性质、化学反应原理、实验基本操作、物质的检验等相关知识，综合性强，难度较大。 【点睛】根据本题对空白实验的信息可知编号为4的实验应加入的样品和辅助试剂，实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，这样通过空白对照实验，对比实验的结果，排除无关变量的影响，则可认定为是来自实验变量的效果，使实验结果更有说服力；易错点为计算液态奶的含氮量时盐酸体积应为第1次和第3次滴定的平均值减去xml（不含奶时消耗盐酸的体积为xml），第2次的测定结果误差较大，应舍弃。【例2】I常温常压下，一氧化二氯（Cl2O）为棕黄色气体。沸点为3.8，当温度高于42时，分解生成Cl2和O2，Cl2O易溶于水并与水反应生成HClO。将氯气和空气（不参与反应）按照体积比1：3混合后，通入含水量为8%（质量分数）的碳酸钠中制备Cl2O，并用水吸收Cl2O（不含Cl2）制备次氯酸溶液。（1）仪器a的名称是 _。（2）上述装置合理的连接顺序为 _ _ _ C _ （填装置下方的大写字母）。（3）反应过程中装置B需要放在冷水中，其目的是_。（4）装置C的作用 _。（5）制备Cl2O的化学方程式_。（6）此方法相对于用氯气直接溶于水制备次氯酸溶液的优点主要为_。II（7）探究NO与Na2O2反应的产物。假设1：产物只有NaNO2；假设2：_；假设3：产物为NaNO3和NaNO2的混合物。为验证反应产物，该小组同学准确称取反应后的固体3.50 g，用煮沸并冷却后的蒸馏水配成100.00 mL溶液，取10.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.200 0 molL-1KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定，共消耗KMnO4溶液10 mL。滴定过程中发生反应的离子方程式为_，反应产物中NaNO2的质量分数为_(保留四位有效数字)。【答案】三颈烧瓶 A D B E 防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解 除去Cl2O中的Cl2 2Cl2 + Na2CO3=Cl2O + 2NaCl + CO2或2Cl2 + Na2CO3 + H2O =Cl2O + 2NaCl +H2 CO3或2Cl2 + Na2CO3 + H2O =Cl2O + 2NaCl +NaHCO3 制得的次氯酸溶液纯度较高（浓度较大） 产物只有NaNO3 2MnO4+5NO2+6H+=5NO3+2Mn2+3H2O 98.57% 【解析】【分析】I根据实验目的，要将Cl2和空气混合通入含Na2CO3溶液中制备Cl2O ，应先用装置A制备Cl2，再通过装置D除去混合气体中的HCl气体，同时混入空气，将混合气体通入装置B，在装置B中发生制备Cl2O 的反应；然后将制取的Cl2O气体先通入装置C，以除去Cl2杂质气体，最后通过装置E制取次氯酸溶液。II由化合价变化可知，NO与Na2O2反应可能生成NaNO2或NaNO3或NaNO3和NaNO2的混合物；NaNO2中N元素为+3价，能被酸性KMnO4溶液氧化为NaNO3，根据方程式和题给数据计算反应产物中NaNO2的质量分数。【详解】I（1）仪器a的名称是三颈烧瓶，故答案为：三颈烧瓶；（2）根据实验目的，要将Cl2和空气混合通入含Na2CO3溶液中制备Cl2O ，应先用装置A制备Cl2，再通过装置D除去混合气体中的HCl气体，同时混入空气，将混合气体通入装置B，在装置B中发生制备Cl2O 的反应；然后将制取的Cl2O气体先通入装置C，以除去Cl2杂质气体，最后通过装置E制取次氯酸溶液，故装置的连接顺序为A、D、B、C、E，故答案为：A；D；B；E；（3）已知Cl2O 在42以上会分解生成Cl2和O2，因此反应过程中，装置B需放在冷水中，防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解，故答案为：防止反应放热后温度过高导致 Cl2O 分解；（4）氯气属于非极性分子，易溶于非极性的有机溶剂四氯化碳，所以装置 C 的作用是除去 Cl2O 中的Cl2，故答案为：除去 Cl2O 中的 Cl2； 在教材中的实验有一些存在实验现象不明显或装置过于复杂，且对环境不利等情况，我们可以通过对反应装置的探究来改进实验，使其达到理想的状态。（4）与实际问题有关的探究点化学问题或现象在我们身边无处不在，诸如实际生活、工农业生产、医药、环境污染等都或多或少存在一些需要通过化学实验进行解决的问题。因此，可以从中发掘这些问题或现象作为背景来设计实验，在实际问题的解决中体验科学探究。（5）与绿色实验有关的探究点与绿色实验有关的探究点，是一个综合性的问题，可以包括反应物、产物、实验装置等的探究。这些探究点的选择是出于实验绿色化呼声的需要，也是当前实验设计中较为重视的一项内容。绿色实验的设计同时也是培养学生的环保意识和创设良好的实验环境的重要手段。这类试题一般解题方法如下解决这类问题需要明确科学探究的一般步骤，即“提出问题猜想假设科学探究得出结论”四个步骤，后面三步是作答的关键明确此类问题的设问特点分步分析解题流程此类题目一般是根据题中给出假设猜测另外几种可能情况，常常是推测混合物中物质的存在情况（或反应物的剩余情况），如果是两种物质的话A、B，即假设A，假设B、假设A和B，三种情况猜想假设提出猜想要有科学依据，猜想与假设必须合理、周密，不能凭空乱猜。要依据物质的性质和变化规律，联系试题提供的资料信息，围绕问题展开理解题意4步骤科学探究设计实验方案。（1）要针对猜想与假设，分析有有关离子或物质的性质差异，将实验方案的设计细化为对某种物质或微粒检验。（2）先考虑各物质或微粒单独存在时常规的检验方法，再思考在试题所设定的特殊环境下，是否存在干扰因素，如何排除干扰？（3）制订一个能排除干扰的合适实验方案得到结论解题时要关注科学性与严谨性，关注检验某物质时的特殊反应环境。1硫代硫酸钠(Na2S2O3)可看成是一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子而形成。某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想，通过实验探究Na2S2O3的化学性质。（提出问题）Na2S2O3是否与Na2SO4相似具备下列性质呢？猜想：_；猜想：溶液呈中性，且不与酸反应；猜想：无还原性，不能被氧化剂氧化。（实验探究）基于上述猜想，设计实验方案。实验操作实验现象或预期实验现象现象解释(用离子方程式表示)猜想_溶液pH8_向pH2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液_S2O322H=SSO2H2O猜想向新制氯水(pH2)中滴加少量Na2S2O3溶液氯水颜色变浅_（实验结论）Na2S2O3能与酸反应，具有还原性，与Na2SO4的化学性质不相似。（问题讨论）(1)甲同学向探究“猜想”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由_。(2)请重新设计一个实验方案，证明Na2S2O3被氯水氧化。该实验方案是_。【答案】与BaCl2溶液反应有沉淀生成 用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液，点滴到pH试纸的中央，将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照 S2O32H2OHS2OOH 有淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体产生 S2O324Cl25H2O=2SO428Cl10H 不正确，因氯水过量，氯水中同样含有Cl 取少量反应后的溶液，向其中滴入氯化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生，则说明Na2S2O3能被氯水氧化 【解析】【分析】【详解】Na2SO4能与BaCl2溶液反应有硫酸钡沉淀生成，所以猜想：Na2S2O3与BaCl2溶液反应有沉淀生成；猜想是测定Na2S2O3溶液的酸碱性，方法是用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液，点到pH试纸的中央，将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照；Na2S2O3溶液呈碱性的原因是Na2S2O3水解，水解方程式是S2O32H2OHS2O3-OH；在Na2S2O3溶液中加入硫酸，由方程式可知生成S和SO2，所以现象是有淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体产生。猜想中实验现象只有氯水颜色变浅，说明氯气把Na2S2O3氧化成SO42，反应离子方程式是S2O324Cl25H2O=2SO428Cl10H。(1) 氯水过量，氯水中同样含有Cl，所以向探究“猜想”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，不能认为氯水可将Na2S2O3氧化。(2)取少量反应后的溶液，向其中滴入氯化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生，则说明Na2S2O3能被氯水氧化为SO42。 3已知SO2可以用Fe(NO3)3溶液吸收,某学习小组按如图装置展开探究:取一定量的铜片于三颈烧瓶中,通入一段时间N2后再加入足量的浓硫酸,加热;装置A中有白雾(硫酸酸雾)生成,装置B中产生白色沉淀。回答下列问题:(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为_;检查图中连通装置A、B气密性的方法是_。 (2)加入浓硫酸之前先通入N2一段时间,其目的是_;排除装置A中白雾影响,可在装置A、B间增加洗气瓶C,则C中盛放的试剂是_;若用NaOH溶液处理尾气,则发生反应的离子方程式为_。 (3)经过讨论,该小组对装置B中产生沉淀的原因,提出下列假设(不考虑各因素的叠加):假设1:装置A中白雾进入装置B中参与了反应假设2:_假设3:Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3-能氧化SO2(4)请你设计实验验证上述假设3,写出实验步骤、预期现象和结论。实验步骤(简述操作过程)预期现象和结论测1.0 molL-1 Fe(NO3)3溶液的pH _ _ _ _【答案】分液漏斗关闭弹簧夹1和弹簧夹2,打开分液漏斗上方塞子及下方活塞,向三颈烧瓶中加水至水不再流下,分液漏斗中有水且一段时间内液面不下降,则气密性良好,否则不好排出空气饱和NaHSO3溶液SO2+2OH-=SO32-+H2OSO2被Fe3+氧化为SO42-取与Fe(NO3)3溶液中c(NO3-)相同的适量Ba(NO3)2溶液滴入试管中向试管中滴加少许稀硝酸,调节pH与相同向试管中通入适量SO2气体若有白色沉淀生成,则假设3成立;反之,假设3不成立【解析】【详解】(3)装置B中生成的白色沉淀为BaSO4，所以溶液中生成了SO42-，结合假设1和假设3以及不考虑各因素的叠加,可推知假设2为SO2被Fe3+氧化为SO42-，与溶液中的Ba2+结合生成BaSO4。(4)选用溶液显中性的Ba(NO3)2溶液，调节pH至酸性，再通入SO2即可验证假设3是否成立，具体过程为取与Fe(NO3)3溶液中c(NO3-)相同的适量Ba(NO3)2溶液滴入试管中； 向试管中滴加少许稀硝酸,调节pH与相同；向试管中通入适量SO2气体；结论若有白色沉淀生成,则假设3成立;反之,假设3不成立。4某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。 装置（尾气处理装置略）现象 中开始无明显现象，渐有小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色。(1)试管中Cu与稀HNO3反应的化学方程式是_。(2)中反应的速率比中的快，原因是_。(3)针对中溶液呈绿色的原因，提出假设：假设1：Cu2+的浓度较大所致；假设2：溶解了生成的NO2。探究如下：取中绿色溶液，分为两等份。取一份于如图所示装置中，_(填“操作”和“现象”)，证实中溶解了NO2。向另一份溶液加入_（填化学试剂），溶液变为蓝色。证实假设1不成立，假设2成立。 (4)对于稀HNO3与铜生成NO、浓HNO3与铜生成NO2的原因，提出两种解释：解释1HNO3浓度越稀，溶液中NO3-的数目越少，被还原时，每个NO3-从还原剂处获得较多电子的机会_（填“增多”或“减少”），因此被还原为更低价态。解释2推测下列平衡导致了产物的不同，并通过如下实验证实了推测的合理性。3NO2+H2O=2HNO3+NOB中盛放的试剂是_。C中盛放Cu(NO3)2和_。 该小组证实推测的合理性所依据的实验现象是_。【答案】3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 硝酸浓度大 向上拉动活塞a，试管内液面上方出现红棕色气体 Cu(OH)2(或CuO等) 增多 水 浓硝酸 C中溶液变绿 【解析】【分析】(一)Cu与硝酸反应，浓度不同，反应速率不同；稀硝酸反应后溶液呈蓝色，浓硝酸反应后溶液呈现绿色；若是由于NO2溶解所致，可通过减少NO2的含量，观察溶液颜色进行判断或通过增大溶液中Cu2+浓度，观察溶液颜色是否发生变化，判断导致原因是Cu2+浓度大小还是NO2的溶解； 结合影响反应速率的因素可知，60s后Al与置换出的Cu在酸性条件下形成原电池或反应放热，温度升高速率加快均能使反应加快；故答案为：Al与置换出的Cu在酸性条件下形成原电池（或反应放热，温度升高导致速率加快）； （2）根据实验现象可知，如果存在SO42-对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用，则同样有Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用的可能；故答案为：Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用；
展开阅读全文