化學(xué)實驗方案設(shè)計課件

第2講化學(xué)實驗方案與設(shè)計第2講化學(xué)實驗方案與設(shè)計一、化學(xué)實驗方案設(shè)計的思路和原則1.基本思路:一、化學(xué)實驗方案設(shè)計的思路和原則2.基本原則:設(shè)計實驗時要遵循簡約性、可行性、科學(xué)性和安全性,以下內(nèi)容屬于簡約性范疇的是___(填序號,下同);屬于可行性范疇的是___;屬于科學(xué)性范疇的是___;屬于安全性范疇的是___。①確保實驗原理、實驗操作、實驗方法正確②保護人身、保護環(huán)境、保護儀器③條件允許,效果明顯,操作正確④步驟少,時間短、效果好

④③①②2.基本原則:設(shè)計實驗時要遵循簡約性、可行性、科學(xué)性和安④③二、實驗方案設(shè)計的具體操作1.裝置的組合順序:(1)實驗裝置從左到右的組合順序一般為:氣體發(fā)生裝置→除雜質(zhì)→干燥→主體實驗→尾氣處理。(2)接口的連接順序:洗氣時“長進短出”;量氣時“_________”;干燥管除雜質(zhì)時“大進小出”等。短進長出二、實驗方案設(shè)計的具體操作短進長出2.儀器安裝順序:一般遵循__________________的原則;氣體凈化裝置中不應(yīng)先干燥后又經(jīng)過水溶液洗氣。3.實驗順序:裝置選擇與連接→___________→裝固體藥品→裝液體藥品→開始實驗(按程序)→拆卸儀器→其他處理。自下而上,從左到右氣密性檢驗2.儀器安裝順序:一般遵循_________________(1)(2013·大綱版全國卷)若除去KNO3中混有的少量NaCl,可以將混合物制成熱的飽和溶液,冷卻結(jié)晶并過濾。()分析:除去KNO3中的NaCl,利用其溶解度的差別,采用重結(jié)晶法。(2)(2012·福建高考)實驗室用二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制氯氣時,應(yīng)先向圓底燒瓶中加濃鹽酸再加二氧化錳。()分析:應(yīng)先加固體藥品,再加液體藥品?！獭?1)(2013·大綱版全國卷)若除去KNO3中混有的少量N(3)(2012·江蘇高考)可用下列裝置除去Cl2中含有的少量HCl氣體。()分析:氯氣和氯化氫均能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),兩種物質(zhì)均會被氫氧化鈉溶液吸收?！?3)(2012·江蘇高考)可用下列裝置除去Cl2中含有的少(4)(2012·江蘇高考)可用下列裝置制取少量純凈的CO2氣體。()分析:純堿為粉末狀,不能用簡易啟普發(fā)生器制取CO2,且該裝置制取的氣體會混有HCl和水蒸氣,不純凈。×(4)(2012·江蘇高考)可用下列裝置制取少×(5)(2012·江蘇高考)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化:①Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3;②SSO3H2SO4;③飽和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3;④Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3;⑤MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO其中在給定條件下能實現(xiàn)的有①③⑤。()NaOH(aq)△CO2O2/點燃H2ONH3,CO2HCl(aq)△石灰乳鍛燒√△(5)(2012·江蘇高考)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化:NaOH(aq分析:S與O2只能生成SO2,②錯誤;FeCl3溶液在加熱濃縮時,Fe3+水解生成Fe(OH)3和HCl,由于HCl易揮發(fā),使Fe3+的水解能進行到底,所以得不到無水FeCl3,④錯誤。分析:S與O2只能生成SO2,②錯誤;FeCl3溶液在加熱濃熱點考向1物質(zhì)制備實驗方案的設(shè)計【典例1】NaClO2用于棉、麻、黏膠纖維及織物的漂白。實驗室制備NaClO2的裝置如下圖所示:熱點考向1物質(zhì)制備實驗方案的設(shè)計(1)裝置Ⅰ控制溫度在35℃～55℃,通入SO2將NaClO3還原為ClO2(沸點:11℃),反應(yīng)結(jié)束后通入適量的空氣,其目的是________________________________________________________。(2)裝置Ⅱ中反應(yīng)生成NaClO2的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________。反應(yīng)后的溶液中陰離子除了還有少量OH-另外還可能含有的一種陰離子是

,用離子方程式表示該離子產(chǎn)生的原因_____________________

。(1)裝置Ⅰ控制溫度在35℃～55℃,通入SO2將NaClO(3)已知在NaClO2飽和溶液中溫度低于38℃時析出晶體是NaClO2·3H2O,溫度高于38℃時析出晶體是NaClO2,溫度高于60℃時NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。請補充從裝置Ⅱ反應(yīng)后的溶液中獲得NaClO2晶體的操作步驟。①減壓,55℃蒸發(fā)結(jié)晶;②

;③

;④

;得到成品。(4)裝置Ⅲ中試劑X為

。(3)已知在NaClO2飽和溶液中溫度低于38℃時析出晶體是【解題探究】(1)該反應(yīng)溫度下,ClO2呈現(xiàn)什么狀態(tài)?提示:ClO2的沸點為11℃,所以在該反應(yīng)溫度下ClO2是氣態(tài)。(2)SO2與H2O2能否發(fā)生反應(yīng)?提示:SO2表現(xiàn)還原性,H2O2表現(xiàn)氧化性,所以二者發(fā)生的反應(yīng)為H2O2+SO2====H2SO4。(3)實驗室通常如何處理尾氣中的SO2?提示:用堿性溶液吸收SO2?！窘忸}探究】【解析】(1)因為此溫度下ClO2為氣體,通入空氣的目的是將ClO2吹入裝置Ⅱ中。(2)ClO2與H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成的氧化產(chǎn)物為O2,過量的SO2可以與H2O2發(fā)生反應(yīng)生成。(3)可知操作溫度應(yīng)控制在38℃～60℃,蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過濾,洗滌時不能用冷水洗,否則得不到NaClO2,干燥時溫度不能高于60℃,否則NaClO2分解。(4)X溶液是為了吸收尾氣SO2?！窘馕觥?1)因為此溫度下ClO2為氣體,通入空氣的目的是將答案:(1)將ClO2吹入到裝置Ⅱ進行反應(yīng)(2)2NaOH+2ClO2+H2O2====2NaClO2+2H2O+O2

H2O2+SO2+2OH-====+2H2O(3)②趁熱過濾③用38℃～60℃熱水洗滌④低于60℃干燥(4)NaOH溶液(合理答案均可)答案:(1)將ClO2吹入到裝置Ⅱ進行反應(yīng)【方法歸納】制備實驗的設(shè)計思路與注意事項(1)制備實驗的設(shè)計思路一般如下:【方法歸納】制備實驗的設(shè)計思路與注意事項(2)注意事項:①“合理選擇”是指儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇又包括發(fā)生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質(zhì)的試劑與順序)、反應(yīng)裝置、尾氣處理裝置等;藥品的選擇包括藥品的種類、濃度、狀態(tài)等;連接方式的選擇指儀器的先后順序,導(dǎo)管接口的連接等。②“排除干擾”是指反應(yīng)條件的控制、防止空氣成分介入、副反應(yīng)盡量避免、雜質(zhì)的清除以及防止產(chǎn)物的揮發(fā)、水解等對實驗的干擾。③“操作準(zhǔn)確”則要求熟悉主要儀器的性能、用途和典型的實驗操作步驟。(2)注意事項:【變式訓(xùn)練】淺綠色的硫酸亞鐵銨晶體[又名莫爾鹽(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]比綠礬(FeSO4·7H2O)更穩(wěn)定,常用于定量分析。莫爾鹽的一種實驗室制法如下:【變式訓(xùn)練】淺綠色的硫酸亞鐵銨晶體[又名莫爾鹽(NH4)2S(1)向廢鐵屑中加入稀硫酸后,并不等鐵屑完全溶解而是剩余少量時就進行過濾,其目的是______________________________

;證明溶液A不含F(xiàn)e3+的最佳試劑是

(填序號字母)。a.酚酞溶液b.KSCN溶液c.燒堿溶液 d.KMnO4溶液操作Ⅰ的步驟是:加熱蒸發(fā)、

、過濾。(1)向廢鐵屑中加入稀硫酸后,并不等鐵屑完全溶解而是剩余少量(2)濃度均為0.1mol·L-1莫爾鹽溶液和(NH4)2SO4溶液,c()前者大于后者,原因是________________________________

。(3)用托盤天平稱量(NH4)2SO4晶體,晶體要放在天平

(填“左”或“右”)盤。(2)濃度均為0.1mol·L-1莫爾鹽溶液和(NH4)2(4)從下列裝置中選取必要的裝置制取(NH4)2SO4溶液,連接的順序(用接口序號字母表示)是:a接

;

接

。(4)從下列裝置中選取必要的裝置制取(NH4)2SO4溶液,(5)將裝置C中兩種液體分離開的操作名稱是

。裝置D的作用是

。(5)將裝置C中兩種液體分離開的操作名稱是。裝置D的作【解析】(1)不等鐵屑完全溶解而是剩余少量時就進行過濾,其目的是防止Fe2+被氧化,即使Fe2+被氧化為Fe3+,有單質(zhì)鐵會發(fā)生Fe+2Fe3+====3Fe2+。Fe3+與SCN-發(fā)生反應(yīng),出現(xiàn)特征的紅色,故選b。操作Ⅰ的目的是得到摩爾鹽晶體,故操作步驟是加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾。【解析】(1)不等鐵屑完全溶解而是剩余少量時就進行過濾,其目(2)Fe2+、水解溶液均呈酸性,故Fe2+的水解抑制了的水解,濃度較大。(3)用托盤天平稱量時,遵循“左物右碼”原則,故晶體應(yīng)放在天平的左盤中。(4)該實驗中不需要對氨氣進行干燥,氨氣極易溶于水,故應(yīng)防止倒吸。正確的連接順序為a→d→e→f。(5)C裝置中是兩種互不相溶的液體,故應(yīng)利用分液操作分開。(2)Fe2+、水解溶液均呈酸性,故Fe2+的水解抑制答案:(1)防止Fe2+被氧化為Fe3+(其他合理答案也可以)b冷卻結(jié)晶(2)莫爾鹽中的Fe2+易水解,使溶液顯酸性,抑制水解,故c()前者大于后者(3)左(4)def(5)分液吸收多余的NH3防止污染空氣,防止倒吸答案:(1)防止Fe2+被氧化為Fe3+(其他合理答案也可以熱點考向2性質(zhì)實驗方案的設(shè)計【典例2】(2013·佛山一模)為探究Fe(NO3)2等硝酸鹽熱分解產(chǎn)物和產(chǎn)物的性質(zhì),某化學(xué)小組開展如下探究:【查閱資料】2KNO32KNO2+O2↑Fe(NO3)2FexOy+NO2↑+O2↑△====△熱點考向2性質(zhì)實驗方案的設(shè)計△====△實驗一:探究Fe(NO3)2熱分解固體產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)。該小組甲同學(xué)將分解后的固體產(chǎn)物溶于足量的稀硫酸得到相應(yīng)兩份溶液,進行以下探究實驗。(1)【提出猜想】猜想一:鐵元素只顯+2價;猜想二:鐵元素

;猜想三:鐵元素既有+2價又有+3價?！緦嶒灢僮鳌竣傧蛞环萑芤褐械稳隟SCN溶液;②向另一份溶液中滴入酸性KMnO4稀溶液。實驗一:探究Fe(NO3)2熱分解固體產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)。該(2)【實驗現(xiàn)象】實驗①

;實驗②

。(3)【實驗結(jié)論】猜想二成立,則Fe(NO3)2分解的化學(xué)方程式是

。(2)【實驗現(xiàn)象】實驗①實驗二:(4)探究Fe(NO3)2熱分解氣體產(chǎn)物的性質(zhì)。小組乙同學(xué)進行了如下實驗,請完成實驗空缺部分內(nèi)容。限選試劑和用量:濃硫酸溶液、4mol·L-1NaOH溶液、0.1mol·L-1BaCl2溶液、帶火星的木條、0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液、蒸餾水。實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1:取少量Fe(NO3)2固體于試管中,加熱分解

,說明分解產(chǎn)生的氣體中含NO2步驟2:將產(chǎn)生的氣體依次通過盛有足量

、濃硫酸的洗氣瓶,

_______在最后一個出口檢驗

,說明分解產(chǎn)生的氣體中含O2實驗二:實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1:取少量Fe(NO3)2實驗三:(5)KNO3中混有Fe(NO3)2,為確定其中鐵元素的含量,小組丙同學(xué)進行如下實驗:①取混合物樣品10g,充分加熱分解;②將固體產(chǎn)物溶解、過濾,取沉淀進行洗滌、干燥,稱得其質(zhì)量為3.2g。則混合物中鐵元素的含量為

。實驗三:【解題探究】(1)向含有Fe2+的溶液中滴加酸性KMnO4稀溶液,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?提示:Fe2+具有還原性,酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,故酸性高錳酸鉀溶液褪色。(2)實驗室通常如何檢驗氧氣?提示:用帶火星的木條接觸待檢氣體,觀察木條能否復(fù)燃?！窘忸}探究】【解析】(1)根據(jù)兩個已知的猜想推斷,猜想二必為鐵元素只顯+3價。(2)根據(jù)實驗結(jié)論推斷,Fe(NO3)2受熱分解產(chǎn)生的固體產(chǎn)物只有Fe2O3,Fe2O3與足量稀硫酸反應(yīng)生成Fe3+的溶液,則Fe3+遇KSCN溶液變紅,不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。(3)根據(jù)元素守恒可以配平反應(yīng)方程式為4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2↑+O2↑?！?===【解析】(1)根據(jù)兩個已知的猜想推斷,猜想二必為鐵元素只顯+(4)從實驗結(jié)論可逆推知實驗現(xiàn)象:NO2是紅棕色氣體,氧氣為助燃氣體。NO2是有毒氣體,也具有強的氧化性,也會干擾氧氣的檢驗,可用NaOH溶液吸收。(5)3.2g固體是Fe2O3,則所含鐵的質(zhì)量為3.2g×112/160=2.24g。故混合物中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為2.24g/10g×100%=22.4%。(4)從實驗結(jié)論可逆推知實驗現(xiàn)象:NO2是紅棕色氣體,氧氣為答案:(1)只顯+3價(2)溶液出現(xiàn)紅色溶液紫紅色不褪色(3)4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2↑+O2↑(4)有紅棕色氣體產(chǎn)生4mol·L-1NaOH溶液用帶火星的木條帶火星的木條復(fù)燃(5)22.4%△====答案:(1)只顯+3價△====【方法歸納】物質(zhì)組成及性質(zhì)驗證實驗的解題策略(1)解答有關(guān)檢測物質(zhì)組成實驗的流程設(shè)計問題,常見的解題思路如下: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→得出實驗結(jié)論。方法二:取少量固體試樣→在氧氣流等物質(zhì)中反應(yīng)→檢測所產(chǎn)生的物質(zhì)(如氣體)→得出實驗結(jié)論。方法三:取少量試樣→加酸(或堿)溶液產(chǎn)生氣體→檢測氣體的成分→得出實驗結(jié)論。【方法歸納】物質(zhì)組成及性質(zhì)驗證實驗的解題策略(2)注意以下幾個問題:①有水蒸氣生成的,先檢測水蒸氣,再檢測其他成分。②對于需要進行轉(zhuǎn)化才能檢測的成分,如CO的檢測,要注意先檢測CO中是否含有CO2,如果有CO2,先除去CO2,接著對CO實施轉(zhuǎn)化,最后再檢測轉(zhuǎn)化產(chǎn)物CO2。③若試題只給出部分藥品和裝置,則應(yīng)需要給出必要的補充;若有剩余,則應(yīng)進行篩選。④如采用最合理的實驗步驟,這些要求對考慮反應(yīng)原理、選擇藥品和裝置、確定操作步驟都做了限定,必須高度重視。⑤要十分重視藥品的名稱,(2)注意以下幾個問題:有些題目要求指出藥品的名稱,這類問題很難回答準(zhǔn)確,如有些藥品的準(zhǔn)確描述為:無水硫酸銅、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(yīng)注意某些儀器的規(guī)格。有些題目要求指出藥品的名稱,這類問題很難回答準(zhǔn)確,如有些藥品【變式訓(xùn)練】(2013·四川高考)為了探究AgNO3的氧化性和熱穩(wěn)定性,某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如下實驗。Ⅰ.AgNO3的氧化性將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中,一段時間后將鐵絲取出。為檢驗溶液中Fe的氧化產(chǎn)物,將溶液中的Ag+除盡后,進行了如下實驗?？蛇x用的試劑:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水?！咀兪接?xùn)練】(2013·四川高考)為了探究AgNO3的氧化性(1)請完成下表:【實驗結(jié)論】Fe的氧化產(chǎn)物為Fe2+和Fe3+。操作現(xiàn)象結(jié)論取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入KSCN溶液、振蕩①

存在Fe3+取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入②

,振蕩③

存在Fe2+(1)請完成下表:操作現(xiàn)象結(jié)論取少量除盡Ag+后的溶液于Ⅱ.AgNO3的熱穩(wěn)定性用下圖所示的實驗裝置A加熱AgNO3固體,產(chǎn)生紅棕色氣體,在裝置D中收集到無色氣體。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后,試管中殘留固體為黑色。Ⅱ.AgNO3的熱穩(wěn)定性(2)裝置B的作用是

。(3)經(jīng)小組討論并驗證該無色氣體為O2,其驗證方法是

。(2)裝置B的作用是(4)【查閱資料】Ag2O和粉末狀的Ag均為黑色;Ag2O可溶于氨水?！咎岢鲈O(shè)想】試管中殘留的黑色固體可能是ⅰ.Ag;ⅱ.Ag2O;ⅲ.Ag和Ag2O。(4)【查閱資料】Ag2O和粉末狀的Ag均為黑色;Ag2O可【實驗驗證】該小組為驗證上述設(shè)想,分別取少量黑色固體放入試管中,進行了如下實驗。實驗編號操作現(xiàn)象a加入足量氨水,振蕩黑色固體不溶解b加入足量稀硝酸,振蕩黑色固體溶解,并有氣體產(chǎn)生【實驗驗證】該小組為驗證上述設(shè)想,分別取少量黑色固體放入試管【實驗評價】根據(jù)上述實驗,不能確定固體產(chǎn)物成分的實驗是①(填實驗編號)?！緦嶒灲Y(jié)論】根據(jù)上述實驗結(jié)果,該小組得出AgNO3固體熱分解的產(chǎn)物有②?！緦嶒炘u價】根據(jù)上述實驗,不能確定固體產(chǎn)物成分的實驗是【解析】(1)Fe3+的檢驗用KSCN,現(xiàn)象是溶液變紅;Fe2+的檢驗用K3[Fe(CN)6],現(xiàn)象為生成藍色沉淀。(2)B裝置為安全瓶,防止C中溶液倒吸進A中的試管內(nèi)。(3)用帶火星的木條靠近瓶口,木條復(fù)燃,證明是氧氣。(4)①a實驗中黑色固體不溶解,說明它是Ag,若含有Ag2O,則會部分溶解;b實驗中,黑色固體溶解,可能有Ag或者Ag、Ag2O的混合物,有氣體產(chǎn)生證明有Ag,所以不能證明是否有Ag2O;②紅棕色氣體是NO2,實驗證明有Ag和O2生成?！窘馕觥?1)Fe3+的檢驗用KSCN,現(xiàn)象是溶液變紅;Fe答案:(1)①變成紅色②K3[Fe(CN)6]③生成藍色沉淀(2)防倒吸(3)用帶火星的木條靠近瓶口,木條復(fù)燃,證明是氧氣(4)①b②Ag、O2、NO2答案:(1)①變成紅色②K3[Fe(CN)6]熱點考向3定量測定實驗的設(shè)計及實驗方法的評價【典例3】(2013·貴州四校聯(lián)考)某學(xué)習(xí)小組用圖示裝置測定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)和鋁的相對原子質(zhì)量。熱點考向3定量測定實驗的設(shè)計及實驗方法的評價(1)A中試劑為

。(2)實驗前,先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是

。(1)A中試劑為。(3)檢查氣密性,將藥品和水裝入各儀器中,連接好裝置后,需進行的操作還有:①記錄C的液面位置;②將B中剩余固體過濾,洗滌,干燥,稱重;③待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后,記錄C的液面位置;④由A向B滴加足量試劑;⑤檢查氣密性。上述操作的順序是

(填序號);記錄C的液面位置時,除視線平視外,還應(yīng)

。(3)檢查氣密性,將藥品和水裝入各儀器中,連接好裝置后,需進(4)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。(5)若實驗用鋁鎂合金的質(zhì)量為ag,測得氫氣體積為bmL(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況),B中剩余固體的質(zhì)量為cg,則鋁的相對原子質(zhì)量為

。(6)實驗過程中,若未洗滌過濾所得的不溶物,則測得鋁的質(zhì)量分數(shù)將

(填“偏大”“偏小”或“不受影響”)。(4)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為【解題探究】(1)如何除去鎂鋁合金中的鋁?提示:鋁能與強堿溶液反應(yīng),將鎂鋁合金置于足量NaOH溶液中,最終得到金屬鎂。(2)金屬鎂、鋁為什么不需要隔絕空氣保存?提示:在常溫下,鎂和鋁能與空氣里的氧氣起反應(yīng),生成一層致密的氧化物薄膜,能阻止鎂和鋁的繼續(xù)氧化。(3)讀數(shù)時,如何避免大氣壓的影響?提示:上下移動量氣管D,使量氣管C、D的液面相平?！窘忸}探究】【解析】(1)該實驗的目的是測量鋁的質(zhì)量分數(shù)及鋁的相對原子質(zhì)量,故應(yīng)利用鋁能與NaOH反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑,Mg不能反應(yīng),通過固體質(zhì)量的差值,確定合金中的鋁的質(zhì)量。(2)鎂、鋁都屬于活潑金屬,容易在表面形成致密的氧化膜,將合金在稀酸中浸泡是為了除去其表面的氧化膜。(3)實驗首先要檢驗裝置的氣密性,反應(yīng)前后要分別讀取一次C中液面的體積,以便確定氣體的體積。為保證氣體體積準(zhǔn)確,應(yīng)使C、D液體的液面等高(C中氣體壓強與大氣壓相等)。【解析】(1)該實驗的目的是測量鋁的質(zhì)量分數(shù)及鋁的相對原子質(zhì)(5)2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑2Ar(Al)g

3×22.4L(a-c)g

b×10-3L解得:Ar(Al)=(6)若不洗滌不溶物,其表面吸附有物質(zhì),導(dǎo)致所計算鋁的質(zhì)量較小,測量鋁的質(zhì)量分數(shù)偏小。(5)2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3答案:(1)NaOH溶液(2)除去鋁鎂合金表面的氧化膜(3)⑤①④③②使D和C的液面相平(4)2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑(5)(6)偏小答案:(1)NaOH溶液【方法歸納】解答定量實驗習(xí)題的一般方法(1)閱讀題干,弄清目的量;(2)根據(jù)題中信息,尋找出涉及的化學(xué)反應(yīng)原理;(3)確定可測量,并與相關(guān)的實驗相比較;(4)從可測量出發(fā)明確所需儀器;(5)用可測量通過化學(xué)計算原理求最終的目的量?！痉椒w納】解答定量實驗習(xí)題的一般方法【變式訓(xùn)練】(2013·江西紅色六校一模)某氯化亞鐵和氯化鐵的混合物,現(xiàn)要測定其中鐵元素的質(zhì)量分數(shù),按以下步驟進行實驗:【變式訓(xùn)練】(2013·江西紅色六校一模)某氯化亞鐵和氯化鐵Ⅰ.請根據(jù)上面流程,回答以下問題:(1)操作I所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外,還必須有

、

(填儀器名稱)。(2)請寫出加入溴水發(fā)生的離子反應(yīng)方程式

。(3)將沉淀物加熱,冷卻至室溫,用天平稱量其質(zhì)量為b1g,再次加熱并冷卻至室溫稱量其質(zhì)量為b2g,若b1-b2=0.3g,則接下來還應(yīng)進行的操作是

,若蒸發(fā)皿質(zhì)量是W1g,蒸發(fā)皿與加熱后固體總質(zhì)量是W2g,則樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)是

。Ⅰ.請根據(jù)上面流程,回答以下問題:Ⅱ.有同學(xué)提出,還可以采用以下方法來測定:Ⅱ.有同學(xué)提出,還可以采用以下方法來測定:(1)溶解樣品改用了硫酸,而不再用鹽酸,為什么?

。(2)選擇的還原劑是否能用鐵

(填“是”或“否”),原因是

。(3)若滴定用掉cmol·L-1KMnO4溶液bmL,則樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)是

。(1)溶解樣品改用了硫酸,而不再用鹽酸,為什么?【解析】Ⅰ.(1)根據(jù)流程圖操作Ⅰ是配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,因此另外的玻璃儀器為250mL容量瓶和膠頭滴管。(2)加入溴水將Fe2+氧化。(3)b1-b2=0.3g,說明誤差大,因此需再次加熱冷卻并稱量,直至兩次質(zhì)量差小于0.1g,氧化鐵的質(zhì)量為W2-W1,則原樣品中鐵質(zhì)量為。Ⅱ.該方法的原理是用還原劑將Fe3+還原為Fe2+,然后用KMnO4溶液滴定,若用鹽酸則Cl-被KMnO4氧化,使鐵元素的質(zhì)量分數(shù)偏大,不能用鐵做還原劑,否則使鐵元素的質(zhì)量分數(shù)偏大。5Fe2+～,則原樣品中鐵質(zhì)量為2.8bc?！窘馕觥竣?(1)根據(jù)流程圖操作Ⅰ是配制一定物質(zhì)的量濃度的答案:Ⅰ.(1)250mL容量瓶膠頭滴管(2)2Fe2++Br2====2Fe3++2Br-(3)再次加熱冷卻并稱量,直至兩次質(zhì)量差小于0.1g×100%答案:Ⅰ.(1)250mL容量瓶膠頭滴管Ⅱ.(1)過量的鹽酸對后面KMnO4的滴定有干擾(2)否如果用鐵做還原劑,自身的氧化產(chǎn)物是Fe2+,且會與過量的硫酸反應(yīng)生成Fe2+,干擾鐵元素的測定(3)2.8bc/aⅡ.(1)過量的鹽酸對后面KMnO4的滴定有干擾【備選考向】判斷實驗方案能否達到實驗?zāi)康摹镜淅咳鐖D是課外活動小組的同學(xué)設(shè)計的4個噴泉實驗方案。下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是()【備選考向】判斷實驗方案能否達到實驗?zāi)康腁.擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進入燒瓶,片刻后打開止水夾B.擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶,片刻后打開止水夾C.用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾D.向裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾A.擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進入燒瓶,片刻后打開止【解析】選B。A項Cl2溶于CCl4后,燒瓶中壓強減小,燒杯中的NaOH溶液進入燒瓶,形成噴泉;B項H2難溶于水和NaOH溶液,不會形成噴泉;C項鼓入空氣,錐形瓶中壓強增大,擠壓水進入燒瓶中,形成噴泉;D項濃硫酸溶于水放出大量熱,濃氨水揮發(fā),錐形瓶內(nèi)壓強增大,擠壓氨水進入燒瓶,形成噴泉?！窘馕觥窟xB。A項Cl2溶于CCl4后,燒瓶中壓強減小,燒杯【變式訓(xùn)練】在實驗室進行物質(zhì)制備,下列從原料及有關(guān)試劑分別制取相應(yīng)的最終產(chǎn)物的設(shè)計較為合理的是()A.CCOCO2Na2CO3B.CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2C.FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液D.CaOCa(OH)2NaOH溶液在空氣中點燃CuO，△

NaOH溶液AgNO3溶液NaOH溶液點燃

H2SO4H2ONa2CO3溶液【變式訓(xùn)練】在實驗室進行物質(zhì)制備,下列從原料及有關(guān)試劑在空氣【解析】選D。A中C在空氣中點燃直接生成CO2;B中應(yīng)讓Cu在空氣中燃燒生成CuO,再與酸反應(yīng)得Cu2+,再和氫氧化鈉溶液反應(yīng)得氫氧化銅;C中Fe在點燃時和氧氣反應(yīng)生成的是Fe3O4?！窘馕觥窟xD。A中C在空氣中點燃直接生成CO2;B中應(yīng)讓Cu1.下列實驗不能達到目的的是()1.下列實驗不能達到目的的是()化學(xué)實驗方案設(shè)計課件【解析】選D。比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性,應(yīng)把Na2CO3固體放在外管,NaHCO3放在內(nèi)管?！窘馕觥窟xD。比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性,應(yīng)把2.(2013·晉中四校一模)盡管原理上醋酸可以溶解碳酸鈣而除垢,但在深肚細口暖瓶中加入醋酸除垢的效果不是很好。下列除去深肚細口暖瓶中水垢的實驗設(shè)計中最安全,且效果最好的是()A.在暖瓶中加入稀硫酸B.在暖瓶中加入稀硫酸,然后加入干凈的細沙輕輕振蕩C.在暖瓶中加入醋酸D.在暖瓶中加入醋酸,然后加入干凈的細沙輕輕振蕩2.(2013·晉中四校一模)盡管原理上醋酸可以溶解碳酸鈣而【解析】選D。硫酸與水垢反應(yīng)后的CaSO4微溶,除垢效果不好;加入細沙振蕩時,細沙可破壞水垢的光滑面,使醋酸與水垢接觸面積增大,加快除垢速率?！窘馕觥窟xD。硫酸與水垢反應(yīng)后的CaSO4微溶,除垢效果不好3.(2013·濟南質(zhì)檢)某氯堿廠利用廢鐵皮制取凈水劑FeCl3溶液,最合理的生產(chǎn)途徑是()A.Cl2FeCl3FeCl3溶液B.Cl2HCl鹽酸FeCl2溶液FeCl3溶液C.Cl2HCl鹽酸FeCl2溶液FeCl3溶液D.廢鐵

高溫水H2點燃水廢鐵

Cl2H2光照水廢鐵

Cl2Cl2HCl鹽酸

H2光照水廢鐵Fe2O3

高溫FeCl3溶液

3.(2013·濟南質(zhì)檢)某氯堿廠利用廢鐵皮制取凈水劑FeC【解析】選B。C、D兩選項中制HCl采用光照易爆炸,C、D不合理。A項采用高溫制FeCl3的方法不如B項的原理好?！窘馕觥窟xB。C、D兩選項中制HCl采用光照易爆炸,C、D不4.(2013·杭州質(zhì)檢)某實驗探究小組為分離CO和CO2,設(shè)計了下圖所示裝置,其中敘述正確的是()4.(2013·杭州質(zhì)檢)某實驗探究小組為分離CO和CO2,A.甲瓶中所盛的溶液是澄清石灰水,乙瓶所盛的溶液是濃硫酸B.甲瓶中所盛的溶液是飽和碳酸鈉溶液,乙瓶所盛的溶液是濃硫酸C.A開啟,B關(guān)閉,可以分離得到干燥的CO,B開啟,A關(guān)閉,可以得到干燥的CO2D.實驗室中經(jīng)過這種分離可以分別得到純凈的CO和CO2A.甲瓶中所盛的溶液是澄清石灰水,乙瓶所盛的溶液是濃硫酸【解析】選C。甲瓶中所盛的溶液應(yīng)該是NaOH溶液或KOH溶液;實驗起初裝置中的空氣沒有被提前排出,所以分離得到的CO氣體中會混有空氣;當(dāng)分離CO2氣體時,裝置中CO氣體又會混入到CO2氣體中?！窘馕觥窟xC。甲瓶中所盛的溶液應(yīng)該是NaOH溶液或KOH溶液5.某同學(xué)用下列實驗裝置探究硝酸的性質(zhì),根據(jù)圖示判斷下列結(jié)論不正確的是()A.試管內(nèi)壁上的“黃霜”的成分是硫B.該實驗探究既說明濃硝酸具有氧化性,又說明了濃硝酸具有揮發(fā)性C.燒杯內(nèi)的氫氧化鈉溶液的作用是除去尾氣,防止尾氣毒害D.試管中濃硝酸可以用濃鹽酸代替5.某同學(xué)用下列實驗裝置探究硝酸的性質(zhì),根據(jù)圖示判斷下列結(jié)論【解析】選D。試管中濃硝酸揮發(fā),遇到H2S氣體,與之反應(yīng)生成單質(zhì)S;燒杯中的NaOH與逸出的酸性氣體反應(yīng),防止這些酸性氣體污染環(huán)境;濃鹽酸無強氧化性,不能代替濃硝酸完成該實驗?！窘馕觥窟xD。試管中濃硝酸揮發(fā),遇到H2S氣體,與之反應(yīng)生成6.用如圖裝置制取、提純、收集表中的四種氣體(a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑),其中可行的是()6.用如圖裝置制取、提純、收集表中的四種氣體(a、b、c表示氣體abcANO2濃硝酸銅片NaOH溶液BSO2濃硫酸CuNaOH溶液CNH3濃氨水生石灰堿石灰DCO2稀鹽酸CaCO3濃硫酸氣體abcANO2濃硝酸銅片NaOH溶液BSO2濃硫酸CuN【解析】選D。A項和B項生成的氣體均會被NaOH溶液吸收,C項NH3應(yīng)用向下排空氣法收集。【解析】選D。A項和B項生成的氣體均會被NaOH溶液吸收,C7.(2013·天津高考)FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl3,再用副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。Ⅰ.經(jīng)查閱資料得知:無水FeCl3在空氣中易潮解,加熱易升華。他們設(shè)計了制備無水FeCl3的實驗方案,裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下:7.(2013·天津高考)FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛①檢驗裝置的氣密性;②通入干燥的Cl2,趕盡裝置中的空氣;③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應(yīng)完成;④……⑤體系冷卻后,停止通入Cl2,并用干燥的N2趕盡Cl2,將收集器密封。①檢驗裝置的氣密性;請回答下列問題:(1)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。(2)第③步加熱后,生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器,少量沉積在反應(yīng)管A右端。要使沉積的FeCl3進入收集器,第④步操作是

。(3)操作步驟中,為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號)

。請回答下列問題:(4)裝置B中冷水浴的作用為

;裝置C的名稱為

;裝置D中FeCl2全部反應(yīng)后,因失去吸收Cl2的作用而失效,寫出檢驗FeCl2是否失效的試劑:__________

。(5)在虛線框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。(4)裝置B中冷水浴的作用為;裝置C的名稱為Ⅱ.該組同學(xué)用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S,得到單質(zhì)硫;過濾后,再以石墨為電極,在一定條件下電解濾液。(1)FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式為

。(2)電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生H2,陽極的電極反應(yīng)式為_____

。(3)綜合分析實驗Ⅱ的兩個反應(yīng),可知該實驗有兩個顯著優(yōu)點:①H2S的原子利用率為100%;②

。Ⅱ.該組同學(xué)用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S,得到【解析】Ⅰ.本實驗的關(guān)鍵是要保持干燥,防止有水蒸氣的干擾。(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)3Cl2+2Fe2FeCl3。(2)FeCl3加熱易升華,在A右端冷卻凝固的FeCl3可用加熱的方法趕進收集器。(3)防止FeCl3潮解的操作是②和⑤。(4)裝置D中FeCl2失效即FeCl2全部生成了FeCl3,只要檢驗是否含有Fe2+即可,可用K3[Fe(CN)6]檢驗。(5)尾氣吸收可用NaOH溶液?！?===【解析】Ⅰ.本實驗的關(guān)鍵是要保持干燥,防止有水蒸氣的干△==Ⅱ.用FeCl3吸收H2S,然后再電解使FeCl2再轉(zhuǎn)化成FeCl3,可使H2S全部轉(zhuǎn)化成S和H2,使FeCl3循環(huán)利用。電解時,電解池的陽極上Fe2+發(fā)生氧化反應(yīng),生成Fe3+。Ⅱ.用FeCl3吸收H2S,然后再電解使FeCl2再轉(zhuǎn)化成F答案:Ⅰ.(1)2Fe+3Cl22FeCl3(2)在沉積的FeCl3固體下方加熱(3)②⑤(4)冷卻,使FeCl3沉積,便于收集產(chǎn)品干燥管K3[Fe(CN)6]溶液(5)△====答案:Ⅰ.(1)2Fe+3Cl22FeCl3Ⅱ.(1)2Fe3++H2S====2Fe2++S↓+2H+(2)Fe2+-e-====Fe3+(3)FeCl3得到循環(huán)利用Ⅱ.(1)2Fe3++H2S====2Fe2++S↓+2H+8.某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下實驗方案,測定放置已久的小蘇打樣品中純堿的質(zhì)量分數(shù)。(1)方案一:稱取一定質(zhì)量的樣品,置于坩堝中加熱至恒重后,冷卻,稱取剩余固體質(zhì)量,計算。實驗中加熱至恒重的目的是

。(2)方案二:按下圖裝置進行實驗。并回答以下問題。8.某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下實驗方案,測定放置已久的小①實驗前先

。分液漏斗中應(yīng)該裝

(填“鹽酸”或“硫酸”)。D裝置的作用是

。②實驗中除稱量樣品質(zhì)量外,還需稱

裝置前后質(zhì)量的變化。③根據(jù)此實驗得到的數(shù)據(jù),測定結(jié)果有誤差。因為實驗裝置還存在一個明顯缺陷,該缺陷是

。①實驗前先。分液漏斗中應(yīng)該裝(填“鹽酸”或“(3)方案三:稱取一定量樣品,置于小燒杯中,加適量水溶解,向小燒杯中加入足量氯化鋇溶液。過濾洗滌,干燥沉淀,稱量固體質(zhì)量,計算:①過濾操作中,除了燒杯,漏斗外,還用到的玻璃儀器有______

。②實驗中判斷沉淀是否完全的方法是

。③已知稱得樣品21.2g,干燥的沉淀質(zhì)量為19.7g,則樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為

。(3)方案三:稱取一定量樣品,置于小燒杯中,加適量水溶解,向【解析】(1)實驗中加熱至恒重的目的是保證NaHCO3全部分解,便于測定純堿的質(zhì)量分數(shù)。(2)實驗開始前要檢驗裝置的氣密性,鹽酸易揮發(fā),對質(zhì)量分數(shù)的測定有影響,應(yīng)選用稀硫酸。D中盛放堿石灰的目的是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入。實驗中除稱量樣品質(zhì)量外,還需稱U形管裝置前后質(zhì)量的變化,算出二氧化碳的質(zhì)量。本裝置的缺點是反應(yīng)生成的二氧化碳無法完全進入U形管,應(yīng)該需設(shè)計一個將A、B中的CO2全部吹入C中的裝置?！窘馕觥?1)實驗中加熱至恒重的目的是保證NaHCO3