2019届高考化学总复习 专题10 化学实验 第五单元 探究型实验 实验方案的设计与评价课后达标检测 苏教版.doc

第五单元 探究型实验 实验方案的设计与评价课后达标检测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原子而形成的。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。请填写以下空白：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。请填写下列表格。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S2O2H=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溶液呈碱性，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能被氯水氧化。该实验方案是_。解析：本题考查验证性化学实验方案的设计以及实验现象、结论的表述。基于实验目的，根据实验现象或结论很容易判断实验方案的设计目的及验证哪部分猜想。要求注意问题讨论中的细节，即(1)中由猜想的实验过程中滴加“少量”的Na2S2O3溶液可以得出甲同学实验方案不合理，原因是过量氯水能提供Cl，与Ag产生白色沉淀，干扰性质验证，可变换试剂，用钡盐检测氧化产物SO。答案：提出问题猜想：与BaCl2溶液反应有沉淀生成实验探究取一小片pH试纸放到洁净的表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取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有淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体产生S2O4Cl25H2O=2SO8Cl10H问题讨论(1)不正确。因氯水过量且其本身含有Cl(2)取少量反应后的溶液，向其中滴入BaCl2溶液，若观察到有白色沉淀产生，则说明Na2S2O3能被氯水氧化2化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是_。(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是_。.牙膏样品中碳酸钙的定量测定利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。依据实验过程回答下列问题：(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有_。(4)C中反应生成BaCO3的化学方程式是_。(5)下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_(填标号)。a在加入盐酸之前，应排尽装置内的CO2气体b滴加盐酸不宜过快c在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置(6)实验中准确称取8.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为_。(7)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是_。解析：.(1)Al(OH)3具有两性，能溶于NaOH溶液：Al(OH)3OH=AlO2H2O。(2)通入过量CO2时发生反应：AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO，产生白色沉淀，再加过量盐酸时发生反应：Al(OH)33H=Al33H2O，HCOH=H2OCO2，白色沉淀溶解，同时产生气体。.(3)从装置图分析可知，为保证实验的准确性，在加入盐酸前，应将装置内的空气排尽，防止空气中CO2的干扰；同时要将反应产生的CO2尽可能全部被Ba(OH)2溶液吸收，因此需要持续缓缓通入空气。(4)Ba(OH)2溶液足量，因此反应方程式为CO2Ba(OH)2=BaCO3H2O。(5)由前面分析知，a可提高测定准确度，不符合题意；B装置中有酸碱指示剂，说明反应中盐酸的加入量是有限制的，为保证准确，滴加过程要慢，b不符合题意；B中装有溶液，因此气体通入前没必要干燥，c符合题意；在BC之间连接盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶会造成Ba(OH)2溶液还可能吸收由挥发出的HCl与NaHCO3反应生成的CO2气体，干扰实验，d符合题意。(6)根据碳元素守恒得BaCO3CO2CaCO3，m(CaCO3)100 gmol12.00 g，CaCO3的质量分数为100%25%。(7)B中的水蒸气、氯化氢等气体进入装置C中，质量差要大于实际产生CO2气体的质量。答案：.(1)Al(OH)3OH=AlO2H2O(2)通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生，沉淀逐渐溶解.(3)在加入盐酸前，排尽装置内的CO2气体；把生成的CO2全部排入C中，使之完全被 Ba(OH)2 溶液吸收(4)Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O(5)cd(6)25%(7)B中的水蒸气、氯化氢等气体进入装置C中(或其他合理答案)3(2018湖北八校第二次联考).某化学兴趣小组利用以下装置模拟合成氨并制备少量氨水。已知：加热(85 )NH4Cl和NaNO2饱和溶液可以制取N2。(1)B装置中仪器名称是_。(2)为了完成实验，装置从左到右接口的连接顺序是(3)D装置中玻璃纤维的作用是_。(4)小组中甲同学认为F装置不太合理，实验中会产生倒吸。乙同学认真分析后认为该装置无需改进，他的理由是_。.实验探究(5)该小组同学利用制备的氨水再进行银镜反应实验。经查阅资料，配制的银氨溶液主要成分是Ag(NH3)2OH，该小组同学对其组成进行了如下实验探究：在洁净的小试管中加入2 mL 2%的AgNO3溶液，然后边振荡试管边滴加2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，制得银氨溶液。在制得的银氨溶液中加入无水乙醇，溶液变浑浊，过滤，用_洗涤，得到白色固体。将该白色固体用适量蒸馏水溶解，得到无色溶液，用广范pH试纸检验溶液近似呈中性；向溶液中逐滴加入稀盐酸至不再产生沉淀，静置，取上层清液于另一支放有一小片铜的小试管中并微热，发现铜片的表面有气泡产生，遇到空气变成红棕色；另取少量上层清液加过量的NaOH溶液并加热，得到无色刺激性气体。由此确定通过上述方法制备的白色固体的主要成分是_。(6)请根据以上探究，设计实验来制备少量纯净的Ag(NH3)2OH溶液：取2 mL 2%的AgNO3溶液于洁净的小试管中，_，即得到纯净的Ag(NH3)2OH溶液。解析：本实验分两部分，是物质的制备，反应原理为N23H22NH3，NH3H2ONH3H2O，该实验可分解为“常见仪器的使用”“装置的连接”“实验安全(防倒吸)”三个小实验；是探究物质的成分，依据元素化合物的性质即可作答。(2)根据实验原理N23H22NH3，A装置产生N2(含水蒸气)，B装置产生H2(含HCl和水蒸气)，H2通过E装置除去HCl后与N2一同通入C装置(干燥、混合、调节两气体比例)，得到N2和H2的混合气体，然后进入D装置，与铁触媒接触发生反应，生成的NH3中混有未反应的N2、H2，该混合气体通入F装置中制得氨水，尾气中的H2用G装置处理，因此装置接口的连接顺序是(4)弄清产生倒吸的原理本问就不难回答。产生倒吸的原理是大量气体迅速溶于水，导致导管内气体压强迅速减小，液体被外界气压压入导管内从而产生倒吸现象。本题中反应产生的NH3中含有大量的未反应的N2和H2，这两种气体均难溶于水，不会使导管内压强迅速减小，因而也就不会产生倒吸现象。(5)在银氨溶液中加入无水乙醇， 溶液变浑浊，说明得到的沉淀物难溶于乙醇，因此可用无水乙醇洗涤该沉淀。由实验现象可知，该白色固体中含有Ag(NH3)和NO，因此其成分是 Ag(NH3)2NO3。(6)实验探究中制备银氨溶液的反应原理为AgNO3NH3H2O=AgOHNH4NO3，AgOH2NH3H2O=Ag(NH3)2OH2H2O，按此反应原理分析，实验方案就不难设计了。答案：(1)启普发生器(2)bihfg(或gf)kjl(3)增大气体与催化剂铁触媒的接触面积(4)该反应为可逆反应，反应物的转化率低，NH3中混有较多难溶于水的气体，F装置中不会产生倒吸(5)无水乙醇Ag(NH3)2NO3(6)逐滴加入稀NaOH溶液至不再有沉淀生成，过滤，用适量蒸馏水洗涤，再将固体转移至小试管中，逐滴加入2%的稀氨水至沉淀恰好溶解(其他合理答案均可)4(2018景德镇高三质检)已知铁离子、氯气、溴均为常见的氧化剂，某化学兴趣小组设计了如下实验探究其氧化性强弱：(1)装置A中发生反应的离子方程式是_。整套实验装置存在一处明显的不足，请指出：_。(2)用改正后的装置进行实验，实验过程如下：实验操作实验现象结论打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后_D装置中：溶液变血红色；E装置中：水层溶液变黄， 振荡后，CCl4层无明显变化。一段时间后_Cl2、Br2、Fe3的氧化性由强到弱的顺序为Cl2 Br2 Fe3(3)因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。D装置中：血红色慢慢褪去。E装置中：CCl4层颜色逐渐加深，直至变成红色。为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：.Fe33SCNFe(SCN)3 是一个可逆反应。.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2 (SCN)2。请用平衡移动原理(结合上述资料)解释Cl2过量时D中溶液血红色褪去的原因：_。现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加_溶液，若溶液颜色_。则上述解释是合理的。小组同学另查得资料如下：.Cl2和Br2反应生成BrCl，BrCl呈红色(略带黄色)，沸点约5 ，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应。.AgClO、AgBrO均可溶于水。欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步离子方程式解释仅产生白色沉淀的原因：_。解析：(1)浓盐酸与二氧化锰加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为MnO24H2Cl=Mn2Cl22H2O。由于氯气有毒，直接排放到空气中会污染大气，要用碱液吸收尾气，实验装置缺少尾气处理装置。(2)打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸，然后关闭活塞a，点燃酒精灯加热；亚铁离子的还原性比溴离子强，氯气首先氧化亚铁离子，再氧化溴离子，所以D装置中溶液变血红色，E装置中首先水层溶液变黄，然后CCl4层由无色变为橙色。(3)过量氯气和SCN反应：2SCNCl2=2Cl(SCN)2，使SCN浓度减小，则Fe33SCNFe(SCN)3平衡向逆反应方向移动，溶液褪色。为检验其褪色原因，检验方法为取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液变血红色，则上述推测合理；或取少量褪色后的溶液，滴加FeCl3溶液，若溶液不变血红色，则上述推测合理。过量的氯气和溴反应生成氯化溴，氯化溴不稳定，易和水反应生成盐酸和次溴酸：BrClH2O=HBrOHCl，氯离子和银离子反应生成白色沉淀氯化银：AgCl=AgCl，次溴酸和银离子反应生成次溴酸银易溶于水，所以仅生成白色沉淀氯化银。答案：(1)MnO24H2Cl=Mn2Cl22H2O缺少尾气处理装置(2)关闭活塞a，点燃酒精灯CCl4层由无色变为橙色(3)过量氯气和SCN反应：2SCNCl2=2Cl(SCN)2，使SCN浓度减小，则Fe33SCNFe(SCN)3 平衡逆向移动，溶液褪色KSCN变血红色(或 FeCl3不变血红色)BrClH2O=HBrOHCl、AgCl=AgCl