高考化學（四海八荒易錯集）專題15 化學實驗方案設計與評價

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專題15 化學實驗方案設計與評價 1．利用如圖所示裝置進行下列實驗，能得出相應實驗結論的是(　　) 選項 ① ② ③ 實驗結論 A 稀硫酸 Na2S AgNO3與 AgCl的濁液 Ksp(AgCl)> Ksp(Ag2S) B 濃硫酸 蔗糖 溴水 濃硫酸具有 脫水性、氧化性 C 稀鹽酸 Na2SO3 Ba(NO3)2 溶液 SO2與可溶性 鋇鹽均可生成 白色沉淀 D 濃硝酸 Na2CO3 Na2SiO3 溶液 酸性：硝酸> 碳酸>硅酸 答案：B 2．利用下列實驗裝置可以達到實驗目的的是(　　) A．此裝置可以實現(xiàn)Cl2的制取、收集、尾氣吸收 B．此裝置可以實現(xiàn)乙酸乙酯的制取和收集 C．此裝置可以形成CuZn原電池 D．此裝置可證明H2CO3的酸性大于H2SiO3 解析：制取Cl2需要加熱，且收集Cl2時導管應“長進短出”，A項不能達到實驗目的；收集乙酸乙酯時導管口應置于飽和碳酸鈉溶液的液面上，以防倒吸，B項不能達到實驗目的；D裝置沒有排除揮發(fā)出的硝酸的干擾，D項不能達到實驗目的。 答案：C 3．Y形管是一種特殊的儀器，與其他儀器組合可以進行某些實驗探究。利用下圖裝置可以探究SO2與BaCl2反應生成BaSO3沉淀的條件。下列判斷正確的是(　　) A．玻璃管的作用是連通大氣，使空氣中的氧氣進入廣口瓶，參與反應 B．c、d兩根導管都必須插入BaCl2溶液中，保證氣體與Ba2＋充分接觸 C．Y形管乙中產(chǎn)生的為氧化性氣體，將BaSO3氧化為BaSO4沉淀 D．e、f兩管中的試劑可以分別是濃氨水和NaOH固體 答案：D 4．實驗室常用苯甲醛制備苯甲醇，其反應原理為： 2C6H5CHO＋KOH―→C6H5CH2OH＋C6H5COOK 可能用到的有關數(shù)據(jù)及實驗裝置圖如下： 分子式 相對分子質(zhì)量 沸點(℃) 苯甲醛 C7H6O 106 179 苯甲醇 C7H8O 108 205 乙醚 C4H10O 74 34.6 實驗步驟如下： ①向三頸燒瓶中加入適量KOH、水和2.12 g苯甲醛，按如圖連接好裝置，攪拌，加熱，使反應充分進行。 ②向三頸燒瓶中加入冷水，混勻，冷卻。將混合溶液倒入分液漏斗，用乙醚萃取、分液。將乙醚層依次用10%碳酸鉀溶液、水洗滌。 ③將②中得到的乙醚層倒入盛有少量無水硫酸鎂的錐形瓶中，振蕩、靜置后將其轉入蒸餾裝置，先緩慢均勻加熱，然后收集205℃左右的餾分，最后得苯甲醇0.78 g 回答下列問題： (1)實驗時，攪拌的目的是________________。冷凝管中的水應從________口進入(選填“a”或“b”)。 (2)步驟②中，最后用水洗滌的作用是________。將分液漏斗中兩層液體分離開的實驗操作方法是：先________________，后____________________。 (3)步驟③中無水硫酸鎂的作用是____________。 (4)步驟③中先緩慢均勻加熱的原因是________。 (5)本實驗中苯甲醇的產(chǎn)率為________%(保留一位小數(shù))。 答案：(1)使苯甲醛和氫氧化鉀溶液混合均勻、加快反應速率　a (2)除去KOH、苯甲酸鉀和碳酸鉀等雜質(zhì)　把下層液體從下口放出　把上層液體從上口倒出 (3)作干燥劑(或吸收水) (4)除去苯甲醇中混有的乙醚　(5)72.2 5．黃銅礦的主要成分是CuFeS2(硫元素顯－2價、鐵元素顯＋2價)。實驗室用黃銅礦為原料制取單質(zhì)銅和鐵紅(Fe2O3)的流程如下： 已知：CuFeS2＋O2Cu＋FeS＋SO2 FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑ (1)在實驗室中，應將黃銅礦粉末放在________(填儀器名稱)中焙燒。 (2)將反應過程中產(chǎn)生的SO2和H2S通入如圖所示裝置中檢驗它們的性質(zhì)。該實驗證明SO2具有________性和________性。 (3)欲選用下列部分裝置在實驗室中以MnO2和濃鹽酸為原料制取純凈、干燥的氯氣。 ①圓底燒瓶中發(fā)生反應的離子方程式為_____________________________________ ________________________________________________________________________。 ②按氣流方向由左到右，導管口連接順序為a→__________________。 ③裝置連接好后，在裝藥品前，需檢驗裝置的氣密性，具體方法是________________________________________________________________________。 ④向濾液A中通入Cl2，某同學取通入Cl2后的溶液滴加KSCN溶液，用來證明Cl2的氧化性比Fe3＋強的結論。該實驗設計是否合理________(填“是”或“否”)，請用簡要文字解釋你的理由______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若使用20 g黃銅礦粉末可制得8 g Fe2O3(鐵紅)，則該黃銅礦中含CuFeS2的質(zhì)量分數(shù)是__________(假設各步反應均完全進行且過程中無額外物質(zhì)損耗)。 答案：(1)坩堝　(2)漂白　氧化 (3)①MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O ②b→c→g→h→d?、坳P閉分液漏斗的活塞，將導氣管插入水中，微熱圓底燒瓶，若導管末端產(chǎn)生氣泡，停止加熱，導管中有一段水柱形成，說明裝置不漏氣?、芊瘛≡谕葰馇盀V液A中就可能含有Fe3＋，無法確定Fe3＋一定是Fe2＋被Cl2氧化得來的　(4)92% 6．某小組同學用下圖裝置進行實驗研究(a、b、c表示止水夾)。請評價或完善其方案： (1)將裝置A、C、E相連接，用MnO2和濃鹽酸制取氯氣，請回答： ①氯元素在周期表中的位置為________________。 ②A中反應的離子方程式為__________________。 ③E中氫氧化鈉溶液的作用是________________。 在C中加入適量的水可制得氯水。將所得氯水分成兩份進行實驗，其操作、現(xiàn)象和結論如下： 實驗序號 實驗操作 現(xiàn)象 結論 Ⅰ 將氯水滴入品紅溶液中 品紅溶液褪色 氯氣有漂白性 Ⅱ 向氯水中加入碳酸氫鈉粉末 有無色氣泡產(chǎn)生 氯氣與水反應的產(chǎn)物具有酸性 ④實驗Ⅰ推出的相應結論是否合理？________。 若不合理，請說明理由(若合理，無需填寫)： __________________________________ ________________________________________________________________________。 ⑤實驗Ⅱ推出的相應結論是否合理？ ____________________________________。 若不合理，請說明理由(若合理，無需填寫)： ________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)將B、D、E相連，在B中裝濃硝酸和銅片，可制得NO2。B中反應的化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③吸收多余的Cl2(尾氣處理) ④不合理　沒有事先證明干燥的氯氣有無漂白性 ⑤不合理　制取的氯氣中含HCl氣體，其溶于水也能與NaHCO3粉末反應產(chǎn)生氣泡 (2)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 易錯起源1、實驗方案的設計 例1． NH3及其鹽都是重要的化工原料。 (1)用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3，反應發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為________。 (2)按下圖裝置進行NH3性質(zhì)實驗。 ①先打開旋塞1，B瓶中的現(xiàn)象是________，原因是________，穩(wěn)定后，關閉旋塞1。 ②再打開旋塞2，B瓶中的現(xiàn)象是______________________________________。 (3)設計實驗，探究某一種因素對溶液中NH4Cl水解程度的影響。 限選試劑與儀器：固體NH4Cl、蒸餾水、100 mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、藥匙、天平、pH計、溫度計、恒溫水浴槽(可控制溫度) ①實驗目的：探究________對溶液中NH4Cl水解程度的影響。 ②設計實驗方案，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案(列出能直接讀取數(shù)據(jù)的相關物理量及需擬定的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)用字母表示；表中“V(溶液)”表示所配制溶液的體積)。 物理量 實驗序號 V(溶液)/mL …… 1 100 …… 2 100 …… ③按實驗序號1所擬數(shù)據(jù)進行實驗，若讀取的待測物理量的數(shù)值為Y，則NH4Cl水解反應的平衡轉化率為________(只列出算式，忽略水自身電離的影響)。 答案　(1) A　C　G　(2) ①產(chǎn)生白色的煙　氯化氫與氨氣反應生成了氯化銨小顆粒，氯化銨小顆粒形成白煙　 ②燒杯中的石蕊溶液會倒流進入到B瓶中且呈紅色　 (3)①溫度 ② 　　 物理量 實驗序號　　 V(溶液) /mL NH4Cl質(zhì)量(g) pH 溫度(℃) …… 1 100 m Y T1 …… 2 100 m Z T2 …… ③ 【變式探究】某研究小組用MnO2和濃鹽酸制備Cl2時，利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液對其尾氣進行吸收處理。 (1)請完成SO2與過量NaOH溶液反應的化學方程式： SO2＋2NaOH===______________________________________________________________。 (2)反應Cl2＋Na2SO3＋2NaOH===2NaCl＋Na2SO4＋H2O中的還原劑為__________________________。 (3)吸收尾氣一段時間后，吸收液(強堿性)中肯定存在Cl－、OH－和SO42－。請設計實驗，探究該吸收液中可能存在的其他陰離子(不考慮空氣中CO2的影響)。 ①提出合理假設。 假設1：只存在SO32－； 假設2：既不存在SO32－，也不存在ClO－； 假設3：________________________________________________________________________。 ②設計實驗方案，進行實驗。請寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論。限選實驗試劑：3 molL－1 H2SO4、1 molL－1NaOH、0.01 molL－1 KMnO4、淀粉－KI溶液、紫色石蕊試液。 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 步驟1：取少量吸收液于試管中，滴加3 molL－1H2SO4至溶液呈酸性，然后將所得溶液分置于A、B試管中。 步驟2： 步驟3： 【答案】　(1)Na2SO3＋H2O (2)Na2SO3 (3)①只存在ClO－ ② 步驟2：向A試管中滴加1～2滴0.01 molL－1 KMnO4溶液 (1)若溶液褪色，則假設1成立；(2)若溶液不褪色，則假設2或3成立 步驟3：向B試管中滴加1～2滴淀粉－KI溶液 (1)若溶液變藍色，則假設3成立； (2)若溶液不變藍色，結合步驟2中的(2)，則假設2成立 【名師點睛】 設計實驗方案有關順序的選擇 (1)儀器連接的順序 ①所用儀器是否恰當，所給儀器是全用還是選用。 ②儀器是否齊全。例如制有毒氣體或涉及有毒氣體的實驗是否有尾氣的吸收裝置。 ③安裝順序是否合理。例如是否遵循“自下而上，從左到右”的原則；氣體凈化裝置中不應干燥后再經(jīng)水溶液洗氣。 ④儀器間連接順序是否正確。例如洗氣時“進氣管長，出氣管短”；干燥管除雜質(zhì)時“大口進，小口出”等。 (2)實驗操作的順序 ①連接儀器。按氣體發(fā)生裝置→除雜質(zhì)裝置→干燥裝置→主體實驗裝置→尾氣處理裝置順序連接好實驗儀器。 ②檢查氣密性。在整套儀器連接完畢后，應先檢查裝置的氣密性，然后裝入藥品。檢查氣密性的方法要依裝置而定。 【錦囊妙計，戰(zhàn)勝自我】 設計實驗方案時應注意的問題 (1)實驗方面： ①凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止倒吸。 ②進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸(如H2還原CuO應先通H2，氣體點燃前先驗純等)。 ③防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進行等)。 ④防吸水(如實驗中取用、制取易吸水、易潮解、易水解的物質(zhì)時，需采取必要措施防止其吸水，以保證達到實驗目的)。 ⑤冷凝回流(有些反應中，為減少易揮發(fā)液體反應物的損耗和充分利用原料，需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)。 ⑥易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導出時為蒸氣)的及時冷卻。 ⑦儀器拆卸的科學性與安全性(從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮)。 (2)細節(jié)方面 ①藥品和儀器是部分或剛好給出還是有剩余 若藥品和儀器只部分給出，則應作必要的補充，若有剩余，則應進行篩選和淘汰。 ②題目條件有無特殊要求 如采用最簡單或最合理的實驗步驟，這些要求對我們考慮反應原理，選擇藥品和裝置，確定操作步驟都作了限定，必須高度重視。 ③實驗過程中的隱蔽性操作 如某些必要的干燥、除雜、冷凝等，這些都是實驗中必不可少的，但容易被忽略。 ④藥品的規(guī)格 有些題目要求指出藥品的名稱，這類問題學生最難答準確，如有些藥品的準確描述為：硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸、飽和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也應注意某些儀器的規(guī)格。 ⑤會畫簡單的實驗裝置圖 考綱要求能夠繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖，可用“示意裝置圖”表示。 易錯起源2、 實驗方案的評價 例2．某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.1 molL－1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： 假設一：溶液中的NO 假設二：溶液中溶解的O2 (1)驗證假設 該小組設計實驗驗證了假設一，請在下表空白處填寫相關實驗現(xiàn)象 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 結論 實驗1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol/L BaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 ________ 實驗2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol/L Ba(NO3)2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 ________ 假設一成立 (2)為深入研究該反應，該小組還測得上述兩個實驗中溶液的pH隨通入SO2體積的變化曲線如下圖 實驗1中溶液pH變小的原因是________；V1時，實驗2中溶液pH小于實驗1的原因是(用離子方程式表示)________________。 (3)驗證假設二 請設計實驗驗證假設二，寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論。 (4)若假設二成立，請預測：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)，充分反應后兩溶液的pH前者________(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H2SO3 3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO ＋4H＋ (或 3H2SO3＋2NO===2NO↑＋3SO＋4H＋＋H2O) (3) 實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論(不要求寫具體操作過程)： 實驗1：作為參照實驗 實驗3：將純凈的SO2氣體緩慢通入未經(jīng)脫O2處理的25 mL 0.1 molL－1 BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假設二成立，否則不成立 (4)小于　反應的離子方程式表明，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，合理答案均給分) 【變式探究】氯化銅晶體(CuCl2xH2O)是重要的化工原料，可用作反應的催化劑、消毒劑等。用孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物]制備氯化銅晶體，方案如下： 已知：I.Cu(OH)2、CuO開始分解的溫度分別為80℃和900℃。 Ⅱ.有關金屬離子從開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH如下表所示： 金屬離子 開始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe3＋ 2.7 3.7 Cu2＋ 5.2 6.4 Fe2＋ 7.6 9.6 (1)若溶液A含有的金屬離子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋，則試劑①最好為________(填字母)。 a．(NH4)2S　　　　　　　 b．H2O2 c．NaClO d．Cl2 (2)加試劑②的目的是____________________________________________， 由溶液C獲得CuCl2xH2O，需要經(jīng)過加熱濃縮、______、 過濾等操作。 (3)為了測定制得的氯化銅晶體(CuCl2xH2O)中x值，有如下兩種實驗方案： 方案一：稱取a g晶體灼燒至質(zhì)量不再減輕為止，冷卻、稱量所得無水CuCl2的質(zhì)量為b g。 方案二：稱取a g晶體，加入足量氫氧化鈉溶液，過濾、洗滌、加熱沉淀(控制溫度約為120℃)至質(zhì)量不再減輕為止，稱量所得固體的質(zhì)量為b g。 則上述兩種實驗方案中，不合理的是________，原因是 ________________________________________________________________________。 依據(jù)合理方案計算得x＝________(用含a、b的代數(shù)式表示)。 【答案】　(1)bd (2)調(diào)節(jié)溶液的pH在3.7～5.2，使Fe3＋全部轉化為Fe(OH)3沉淀　冷卻結晶 (3)方案一　晶體加熱時會部分水解　 【名師點睛】 1．選擇：包括儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇包括發(fā)生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質(zhì)的試劑和順序)、反應裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等；藥品的選擇，包括種類、濃度、物質(zhì)聚集狀態(tài)等；連接方式的選擇，包括儀器的先后順序、導管接口的連接等。 2．評價：對幾個實驗方案的正確與錯誤、嚴密與不嚴密、準確與不準確作出判斷。要考慮是否合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟上是否合算和對環(huán)境有無污染等。 3．最佳方案的選擇：所謂最佳，無非是裝置最簡單、藥品容易取得且價格低廉、現(xiàn)象明顯、無干擾物質(zhì)以及無污染等。 【錦囊妙計，戰(zhàn)勝自我】 實驗方案設計與評價的常見題型,(1)利用給出的一些裝好藥品的單個實驗裝置，要求根據(jù)實驗目的連接儀器，敘述現(xiàn)象并說明理由。(2)利用給出的實驗裝置和反應條件，要求根據(jù)實驗現(xiàn)象和物質(zhì)的性質(zhì)判斷物質(zhì)并書寫化學反應方程式。(3)利用限定的儀器裝置、藥品，融氣體制備、除雜、集氣及設計操作程序、儀器連接、定量計算于一體，考查學生實驗設計、實驗操作和數(shù)據(jù)處理的能力。(4)給出部分實驗環(huán)節(jié)，根據(jù)實驗要求設計完整的實驗或補充部分實驗步驟。(5)根據(jù)實驗目的、實驗進行的條件，選取適當藥品、儀器(或應用所指定的藥品、儀器)完成某次指定的實驗操作。(6)對給出的實驗方案做出科學的評估，依據(jù)“儀器簡單、操作方便、藥品易得、節(jié)省試劑、現(xiàn)象明顯、安全防污”選擇最佳方案。(7)新情境實驗題，運用已有知識解決新情境中的新問題，考查學生靈活運用知識的遷移能力、自學能力、觀察能力、實驗能力和思維能力。 易錯起源3、定量實驗的設計 例3．草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.410－2，K2＝5.410－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點為101 ℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170 ℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}： (1)甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________ __________________________________________________________________， 由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有________。裝置B的主要作用是__________________________________________________________________。 (2)乙組同學認為草酸晶體分解的產(chǎn)物中還有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復選用)進行實驗。 ①乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、________。裝置H反應管中盛有的物質(zhì)是________。 ②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是___________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)設計實驗證明： ①草酸的酸性比碳酸的強____________________________________________。 ②草酸為二元酸____________________________________________________。 答案　(1)有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁　CO2　冷凝(水蒸氣、草酸等)，防止草酸進入裝置C反應生成沉淀，干擾CO2的檢驗 (2)①F、D、G、H、D、I　CuO(氧化銅) ②前面澄清石灰水無現(xiàn)象，H中黑色粉末變紅色，其后的D中澄清石灰水變渾濁 (3)①向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生 ②用NaOH標準溶液滴定草酸，消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍 【變式探究】CaCO3廣泛存在于自然界，是一種重要的化工原料。大理石主要成分為CaCO3，另外有少量的含硫化合物。實驗室用大理石和稀鹽酸反應制備CO2氣體。下列裝置可用于CO2氣體的提純和干燥。 完成下列填空： (1)用濃鹽酸配制1∶1(體積比)的稀鹽酸(約6 molL－1)，應選用的儀器是________。 a．燒杯 b．玻璃棒 c．量筒 d．容量瓶 (2)上述裝置中，A是________溶液，NaHCO3溶液可以吸收_____________________________。 (3)上述裝置中，B物質(zhì)是________。用這個實驗得到的氣體測定CO2的分子量，如果B物質(zhì)失效，測定結果________(填“偏高”、“偏低”或“不受影響”)。 (4)一次性飯盒中石蠟(高級烷烴)和CaCO3在食物中的溶出量是評價飯盒質(zhì)量的指標之一，測定溶出量的主要實驗步驟設計如下： 剪碎、稱重―→浸泡溶解―→過濾―→殘渣烘干―→冷卻、稱重―→恒重 為了將石蠟和碳酸鈣溶出，應選用的試劑是_________________________。 a．氯化鈉溶液 b．稀醋酸 c．稀硫酸 d．正己烷 (5)在溶出量測定實驗中，為了獲得石蠟和碳酸鈣的最大溶出量，應先溶出________，后溶出________。 (6)上述測定實驗中，連續(xù)________，說明樣品已經(jīng)恒重。 【答案】　(1)abc　(2)CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液　HCl氣體或酸性氣體 (3)無水CaCl2　偏低　(4)bd (5)石蠟　CaCO3　(6)兩次稱量的結果相差不超過(或小于)0.001 g 【名師點睛】 1．設計定量實驗的基本思路 2．中學化學實驗測定可測量的基本方法 3．以“中和熱的測定”為例具體運用 目的量 酸堿稀溶液中和反應生成1 mol H2O時，放出的熱量ΔH 化學反應原理 酸堿中和放出的熱量可由公式求出： ΔH＝(m酸＋m堿)c(t2－t1) 可測量 m酸、m堿、中和前酸和堿的溫度、中和反應時的最高溫度 儀器和裝置 大小燒杯、溫度計、量筒、泡沫塑料等 求得最終的目的量 ΔH 【錦囊妙計，戰(zhàn)勝自我】 (1)在選擇儀器和試劑時，一定要考慮實驗室中常見的試劑和儀器；,(2)測定“可測量”的方法一定要常規(guī)、可行；,(3)誤差分析時先分析“可測量”偏大還是偏小，再根據(jù)實驗原理分析目的量的偏差結果。 1．某課外實驗小組設計的下列實驗合理的是(　　) A.制備少量氨氣 B.吸收HCl C.配制一定濃度硫酸溶液 D.制備并收集少量NO2氣體 解析：選A。A中氨氣制備裝置正確；HCl極易溶于水，導管直接通入水中會發(fā)生倒吸現(xiàn)象，B錯；不能在容量瓶中進行溶液的稀釋，C錯；NO2氣體能與水反應，不能用排水法收集，D錯。 2．用下列裝置(加熱及夾持儀器已略去)進行的實驗，不能達到相應實驗目的的是(　　) A．利用裝置①可以驗證Na2O2與水的反應是放熱反應 B．裝置②可用于收集H2、CO2、Cl2、HCl、NO2 C．利用裝置③制取SO2，并驗證其還原性 D．利用裝置④驗證KHCO3和K2CO3的熱穩(wěn)定性，X中應放的物質(zhì)是K2CO3 3．下列方法或操作正確且能達到預期目的的是(　　) 序號 實驗目的 方法及操作 ① 比較水和乙醇中羥基氫的活潑性強弱 用金屬鈉分別與水和乙醇反應 ② 證明SO2具有漂白性 將SO2通入酸性KMnO4溶液中 ③ 比較銅和鎂的金屬活動性強弱 用石墨作電極電解同濃度的Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合液 ④ 比較碳和硅兩元素非金屬性強弱 測同溫同濃度Na2CO3和Na2SiO3水溶液的pH ⑤ 判斷不同反應的反應速率的快慢 比較不同反應的反應熱數(shù)據(jù)的大小 A.①②④　　　　　　　 B．②③④ C．①③④ D．②③⑤ 4．Y形管是一種特殊的儀器，與其他儀器組合可以進行某些實驗探究。利用如圖裝置可以探究SO2與BaCl2反應生成BaSO3沉淀的條件。下列判斷正確的是(　　) A．玻璃管的作用是連通大氣，使空氣中的氧氣進入廣口瓶，參與反應 B．c、d兩根導管都必須插入BaCl2溶液中，保證氣體與Ba2＋充分接觸 C．Y形管乙中產(chǎn)生的為氧化性氣體，將BaSO3氧化為BaSO4沉淀 D．e、f兩管中的試劑可以分別是濃氨水和NaOH固體 5．欲測定含少量氯化鈉的小蘇打固態(tài)樣品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)可采用以下四種方法。 方法一： 方法二： 方法三： 方法四：不使用化學試劑，使用實驗室常用儀器。 按要求回答下列問題： (1)方法一：加入足量的試劑A________(填寫A的化學式)可將HCO離子轉化為沉淀并稱重。操作1、2、3、4的名稱依次是溶解、________、洗滌和________。 (2)方法二：在操作1所用到的玻璃儀器中，除了燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要用到的是________，在操作2中應選擇的指示劑是________。 (3)在方法二中計算該樣品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為________[用流程圖中的數(shù)據(jù)m、V(HCl)填寫有關的表達式]。 (4)在方法三中：根據(jù)所用的實驗裝置，除了稱量試樣質(zhì)量外，還需測定的實驗數(shù)據(jù)是_____________________________________________________。 (5)仔細分析方法三中的實驗裝置，若由此測得的數(shù)據(jù)來計算實驗結果，則有可能偏高也有可能偏低，偏高的原因可能是________________________________________________________， 偏低的原因可能是_____________________________________________________(均用文字簡述)。 (6)方法四的實驗原理是_________________________________________________________ (用化學方程式表示)。 答案：(1)Ca(OH)2[或Ba(OH)2]　過濾　干燥(或烘干) (2)100 mL容量瓶　甲基橙 (3)100% (4)裝有堿石灰的干燥管在實驗前后的質(zhì)量 (5)堿石灰可能還會吸收空氣中的水蒸氣和CO2氣體　裝置內(nèi)會留存部分CO2氣體 (6)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 6．黃銅礦的主要成分是CuFeS2(硫元素顯－2價、鐵元素顯＋2價)。實驗室用黃銅礦為原料制取單質(zhì)銅和鐵紅(Fe2O3)的流程如下： 已知：CuFeS2＋O2Cu＋FeS＋SO2 FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑ (1)在實驗室中，應將黃銅礦粉末放在________(填儀器名稱)中焙燒。 (2)將反應過程中產(chǎn)生的SO2和H2S通入如圖所示裝置中檢驗它們的性質(zhì)。該實驗證明SO2具有________性和________性。 (3)欲選用下列部分裝置在實驗室中以MnO2和濃鹽酸為原料制取純凈、干燥的氯氣。 ①圓底燒瓶中發(fā)生反應的離子方程式為_____________________________________________。 ②按氣流方向由左到右，導管口連接順序為a→________。 ③裝置連接好后，在裝藥品前，需檢驗裝置的氣密性，具體方法是________________________________________________________________________。 ④向濾液A中通入Cl2，某同學取通入Cl2后的溶液滴加KSCN溶液，用來證明Cl2的氧化性比Fe3＋強的結論。該實驗設計是否合理________(填“是”或“否”)，請用簡要文字解釋你的理由_______________________________________________________________________________。 (4)若使用20 g黃銅礦粉末可制得8 g Fe2O3(鐵紅)，則該黃銅礦中含CuFeS2的質(zhì)量分數(shù)是________(假設各步反應均完全進行且過程中無額外物質(zhì)損耗)。 答案：(1)坩堝　(2)漂白　氧化　(3)①MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O?、赽→c→g→h→d ③關閉分液漏斗的活塞，將導氣管插入水中，微熱圓底燒瓶，若導管末端產(chǎn)生氣泡，停止加熱，導管中有一段水柱形成，說明裝置不漏氣?、芊瘛≡谕葰馇盀V液A中就可能含有Fe3＋，無法確定Fe3＋一定是Fe2＋被Cl2氧化得來的　(4)92% 7．某研究性學習小組對還原鐵粉與水蒸氣的反應產(chǎn)物進行科學探究。已知Ca(OH)2的分解溫度為580 ℃，鐵粉與水蒸氣反應的溫度為900 ℃。根據(jù)如圖所示實驗裝置，進行了還原鐵粉與水蒸氣的反應實驗，實驗中觀察到肥皂液中產(chǎn)生了大量的氣泡。 (1)實驗中Ca(OH)2的作用是________________________________________________。 實驗中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物是________________。 (2)為進一步探究還原鐵粉與水蒸氣反應固體產(chǎn)物的成分，研究性學習小組將反應后的固體經(jīng)處理后得到黑色氧化物固體，針對黑色氧化物固體，該小組提出如下的假設并進行了相關的實驗： 假設一：固體為FeO； 假設二：固體為Fe3O4； 假設三：____________________________________________。 ①限選用下列試劑：鹽酸、KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水，證明假設一不成立。 操作 現(xiàn)象 結論 假設一不成立 ②為了進一步確定產(chǎn)物的成分，用黑色固體進行了下列實驗： 加入足量氯水所發(fā)生反應的離子方程式是__________________________________________； 檢驗紅褐色固體是否洗滌干凈的操作是___________________________________________； 灼燒時盛放固體的儀器是________；若假設二成立，黑色固體最終全部轉化成的紅棕色粉末的質(zhì)量是________g。 答案：(1)提供反應所需的水蒸氣　H2 (2)固體為Fe3O4和FeO?、偃∵m量固體于試管中，加入鹽酸加熱溶解，再加入KSCN溶液，振蕩　溶液出現(xiàn)紅色 ②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　取最后一次洗滌液少許于試管中，再用稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若沒有渾濁，則洗滌干凈　坩堝　6 8．堿式碳酸鹽A可用作胃藥，其組成可表示為Al2Mg6(OH)x(CO3)yzH2O。某校化學興趣小組欲測定其化學式，實驗設計如下： 實驗Ⅰ：稱取一定質(zhì)量的A，加熱分解至恒重。 實驗Ⅱ：稱取一定質(zhì)量的A，與足量的酸反應，測量生成CO2氣體的質(zhì)量。 可供選擇的儀器和藥品如圖所示(酸溶液限選6 molL－1鹽酸或6 molL－1硫酸，其他試劑任選)。 回答下列問題： (1)儀器乙的名稱為________。 (2)請選擇必要的裝置完成實驗Ⅱ，正確的連接順序為____________(按氣流方向，用接口字母表示)；選用的酸溶液是______________。 (3)有人提出不采用實驗Ⅰ，可在實驗Ⅱ結束后，在A完全反應后所得溶液中滴加足量的氨水，用濾紙過濾，用蒸餾水洗滌反應容器2～3次，將洗滌液過濾，洗滌沉淀2～3次，將附著沉淀的濾紙放到坩堝中加熱分解至恒重。判斷沉淀已洗滌干凈的方法是___________________________________________。 實際上未采用該方案的原因是不符合實驗設計的______。 A．科學性 B．安全性 C．可行性 D．簡約性 (4)x與y的關系式是________________(用等式表示)。 (5)通過實驗Ⅰ的相關數(shù)據(jù)，經(jīng)計算可得A的摩爾質(zhì)量為602.0 gmol－1。實驗Ⅱ中稱得樣品A的質(zhì)量為9.030 g，與足量酸完全反應后，CO2吸收裝置增重0.660 g，則A的化學式為______________________________________________________。 答案：(1)圓底燒瓶 (2)a→e，f→g(或h)　h(或g)→i　6 molL－1硫酸 (3)取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加氯化鋇溶液后無渾濁，說明沉淀已洗滌干凈(合理即可)　D (4)x＋2y＝18 (5)Al2Mg6(OH)16CO34H2O 9．某同學旅游時發(fā)現(xiàn)，苗族人的銀飾美麗而富有民族文化，制作銀飾時可以選用Fe(NO3)3溶液作蝕刻劑。受此啟發(fā)，該同學所在的化學興趣小組在實驗室選用Fe(NO3)3溶液清洗做過銀鏡反應的試管，發(fā)現(xiàn)不但銀鏡溶解，而且產(chǎn)生較少刺激性氣體。 化學興趣小組對Fe(NO3)3溶液溶解銀的原理進行探究： 【提出假設】 假設一：Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO能氧化Ag； 假設二：Fe3＋具有氧化性，能氧化Ag。 【驗證假設】 (1)甲同學驗證假設一。 ①用淡紫色的Fe(NO3)39H2O晶體(分析純，Mr＝404)配制1.5 molL－1的Fe(NO3)3溶液100 mL。需要稱取________g Fe(NO3)39H2O晶體，配制過程中所用到的儀器除燒杯、玻璃棒外還必需有________________________________________。 ②測得1.5 molL－1的Fe(NO3)3溶液pH約為1，其原因用化學方程式表示為____________________________________________。 ③將pH＝1的HNO3溶液加入鍍有銀鏡的試管中，振蕩，觀察到銀鏡慢慢溶解，產(chǎn)生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色，溶液中發(fā)生反應的離子方程式應是_____________________________。 ④將1.5 molL－1的Fe(NO3)3溶液加入鍍有銀鏡的試管中，振蕩，觀察到銀鏡很快溶解，并且溶液顏色加深。 (2)乙同學為驗證假設二。 分別為溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為2%、10%的足量FeCl3溶液加入鍍有銀鏡的試管中，振蕩，都看不出銀鏡溶解。乙同學由此看出結論，假設二不成立。 你是否同意乙同學的結論？________，簡述理由： ____________________________________________________。 【思考與交流】甲同學的實驗④中，溶液顏色為什么會加深？查閱資料得知，F(xiàn)e2＋能與NO形成配離子：Fe2＋＋NO===[Fe(NO)]2＋(棕色)。已知，同濃度的硝酸氧化性比Fe3＋略強。根據(jù)以上信息綜合分析，濃、稀Fe(NO3)3溶液溶解銀鏡時，發(fā)生的反應有何不同？___________________________________________________。 【思考與交流】已知同濃度的硝酸氧化性比Fe3＋略強。根據(jù)以上信息綜合分析，濃、稀Fe(NO3)3溶液溶解銀鏡時的原理不同，F(xiàn)e(NO3)3濃溶液中，F(xiàn)e3＋、NO都能氧化Ag，F(xiàn)e(NO3)3稀溶液中可能只有NO氧化Ag。 答案：【驗證假設】(1)①60.6　100 mL容量瓶、膠頭滴管 ②Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ ③3Ag＋NO＋4H＋===3Ag＋＋NO↑＋2H2O (2)不同意　沒有檢驗是否生成了Fe2＋，可能是Fe3＋與Ag發(fā)生了反應，但生成的Ag＋與Cl－形成沉淀阻止了反應繼續(xù)進行，也可能是FeCl3溶液濃度太小而不能溶解銀 【思考與交流】 Fe(NO3)3濃溶液中，F(xiàn)e3＋、NO都能氧化Ag，F(xiàn)e(NO3)3稀溶液中可能只有NO氧化Ag