2019高考化學(xué)沖刺二輪精講講義第13講化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價

第13講化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價

［考綱要求］1.了解科學(xué)探究的基本過程，學(xué)習(xí)運用以實驗和推理為基礎(chǔ)的科

學(xué)探究方法。2.能根據(jù)要求做到：(1)設(shè)計、評價或改進(jìn)實驗方案。⑵掌握控制實

驗條件的方法。預(yù)測或描述實驗現(xiàn)象。⑶分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論。

(4)正確改進(jìn)實驗裝置。3.以上各部分知識與技能的綜合應(yīng)用。

［學(xué)科素養(yǎng)］1.變化觀念與平衡思想：認(rèn)識化學(xué)實驗是科學(xué)探究的一種重要形

式，是研究物質(zhì)及其變化的基本方法。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)識：能運用分析推理

等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)物質(zhì)、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立模型并運用模

型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：能根據(jù)物質(zhì)

的性質(zhì)，探究反應(yīng)規(guī)律,體會實驗條件控制對完成科學(xué)實驗及探究活動的作用。

知識整合H

exinzhishizhenghe............?構(gòu)建體系強化重點

［網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建］

實驗原理

實驗?zāi)康膬x器藥品

實

驗

方

案裝置步驟

的

設(shè)

計

藥品是否

與

經(jīng)濟、安全

評

價

操作是否

簡單、易行

［核心強化］

1.實驗方案設(shè)計中的“6”注意

(1)實驗操作順序

裝置選擇與連接一氣密性檢查一裝入藥品一開始實驗(按程序)一拆卸儀器

f防潮、防倒吸、防污染、防爆炸等。

(2)儀器接口的連接

總體上遵循裝置的排列順序，但對于吸收裝置應(yīng)“長”進(jìn)“短”出(或“深”

入“淺”出)；量氣裝置應(yīng)“短”進(jìn)“長”出；洗氣裝置應(yīng)“長”進(jìn)“短”出；

干燥管應(yīng)“大”進(jìn)“小”出。冷凝管水流應(yīng)：“下”進(jìn)“上”出(逆流原理)。

(3)加熱操作先后順序的選擇

若氣體制備實驗需加熱，應(yīng)先加熱氣體發(fā)生裝置，通入氣體排出裝置中的

空氣后，再給實驗中需要加熱的物質(zhì)加熱。目的是：①防止爆炸(如氫氣還原氧

化銅)；②保證產(chǎn)品純度，防止反應(yīng)物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)。熄滅酒精

燈的順序則相反。

(4)實驗中試劑或產(chǎn)物防止變質(zhì)或損失

①實驗中反應(yīng)物或產(chǎn)物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止吸水。

②易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時冷卻。

③易揮發(fā)的液體反應(yīng)物，需在反應(yīng)裝置中加裝冷凝回流裝置(如長導(dǎo)管、豎

直的干燥管、冷凝管等)。

④注意防止倒吸的問題。

(5)儀器藥品的準(zhǔn)確描述

①實驗中所用試劑名稱：如無水硫酸銅(CuSO4),硫酸銅溶液、酸性高鎰酸

鉀溶液、澄清石灰水、飽和碳酸氫鈉溶液、0.1000mol-L1的氫氧化鈉溶液等。

②儀器名稱：如生埸、研缽、100mL容量瓶。

(6)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“裝置示意圖”表

示。一般能畫出簡單的裝置圖即可，但要符合要求，例如形狀、比例等。

2.實驗方案評價“3”要素

(1)選擇。包括儀器、藥品、連接方式的選擇。

(2)評價。正確、簡約、安全、環(huán)保。

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(3)最佳方案的選擇。裝置最簡、藥品容易取得、價格低廉、現(xiàn)象明顯、無

污染。

師生互動探究Sh

ishenghudongtanjiu>?高頻考點點點突破

考點一物質(zhì)制備型實驗

典例］(2018?全國卷I)螃堊更⑦吧處二出激更空［破題關(guān)鍵］

①醋酸亞銘的性質(zhì)：磚紅色晶體，難

般制備方法是錘期通向逾囊座蓬藤由互僮運度一〉溶于冷水，易溶于酸，作氧氣吸收劑，

具有強還原性。

匚->②制備醋酸亞倍的原理及所用試劑。

置如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：

(1)實驗中所用蒸儲水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是

___________________，儀器a的名稱是

⑵將過量鋅粒和氯化鋁固體置于c中，加入少量蒸情水,按圖連接好裝置。

打開Ki、K2,關(guān)閉K3。

①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為

②同時c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是

①C中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為

②同時三史的較生，該氣體的作用是O③c中產(chǎn)生的氣體為H2,主要用于

〉排除C中的空氣。

(3)打開K3,關(guān)閉％和K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d,其原因是____

川中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析

出并分離，需采用的操作是、、洗滌、干燥。

(4)指出螟膽黑存在的缺點________________________________r->④d裝置與空氣相通。

［解析］(1)審題時抓住醋酸亞輅“在氣體分析中用作氧氣吸收劑”，這暗

示醋酸亞輅具有強還原性，易被氧氣氧化，故該實驗中使用的蒸儲水必須去除

溶解氧。（2）①依題意可知，c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，主要是由于鋅與輅

3+2+2+

離子反應(yīng)生成亞鋁離子和鋅離子，即Zn+2Cr===Zn+2Cro②c中產(chǎn)生的

氣體為氫氣，該氣體主要用于排除裝置內(nèi)的空氣，避免02氧化CF+。（3）c中有

氫氣產(chǎn)生，打開R,關(guān)閉Ki和K2后，c中壓強大于外界壓強，從而將c中溶

液壓入醋酸鈉溶液中。析出并分離產(chǎn)品的操作是冷卻、過濾、洗滌、干燥。（4）

觀察d裝置，可發(fā)現(xiàn)其與空氣相通，這會導(dǎo)致生成的醋酸亞輅被02氧化。

［答案］（1）去除水中溶解氧分液（或滴液）漏斗

（2）①Zn+2Cr3+===Zn2++2Cr2+

②排除c中空氣

（3）c中產(chǎn)生Hz使壓強大于大氣壓（冰浴）冷卻過濾

（4）敞開體系，可能使醋酸亞貉與空氣接觸

思維建模A

物質(zhì)制備實驗的思維流程

（1）物質(zhì)制備實驗設(shè)計一般思路如下：

（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）、收集裝

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。

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［分點突破］

角度一：涉及氣體的制備實驗

1.（2018?江西臨川二中檢測）三氯化硼是一種重要的化工原料，主要用作半

導(dǎo)體硅的摻雜源或有機合成催化劑，還用于高純硼或有機硼的制取。已知：BCh

的沸點為12.5℃,熔點為一107.3℃,易潮解。實驗室制備三氯化硼的原理為:

A

B2O3+3C+3C12===2BC13+3COO

（1）甲組同學(xué)擬用如圖1所示的裝置制備干燥純凈的氯氣。

①裝置B的作用是,

裝置C中盛放的試劑是____________________________O

②若生成13.44L氯氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為o

（2）乙組同學(xué)選用甲組同學(xué)實驗中的裝置A、B、C和如圖2所示的裝置（裝

置可重復(fù)使用）制備BCL并驗證反應(yīng)中有CO生成。

I

CuO

澄

清

石

灰

水

排水

一

集

法<<NaOH

裝

33-氣才溶液

置T(足量)

圖2

①乙組同學(xué)的實驗裝置中，依次連接的合理順序為

AfB-C-_-*H—-—FfD—I；其中裝

置E的作用是____________________________o

②為確保CO得到驗證，實驗前除檢查裝置的氣密性外，還需要的一步操

作是____________________________________o

③能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是

④一定條件下三氯化硼與某四核氫化物反應(yīng)可制備具有重要用途的氮化硼

(BN),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

［解析］(1)①根據(jù)實驗裝置圖可知，用KC1O3與濃鹽酸反應(yīng)制備Cb,制得

的C12中含有HQ和水蒸氣，要用飽和食鹽水除去HCL用濃硫酸除去水分，

從而得到干燥純凈的Cho②裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為C1OI+5C1+

A

+

6H=====3C121+3H2O,生成3moic12轉(zhuǎn)移5moi電子，則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下

13.44L(0.6mol)Cl2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為5X號X6.02X1()23=6.02義1()23。(2)乙

組同學(xué)選用甲組同學(xué)實驗中的裝置A、B、C制得干燥純凈的氯氣，用Cb、B2O3

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和C反應(yīng)生成BCb和CO,BC13的熔點為一107.3℃,沸點為12.5℃,所以收

集BCL要用冰水冷卻，未反應(yīng)的Cb用NaOH溶液吸收，BCL易水解，為防止

NaOH溶液中的水進(jìn)入裝置E,在E和J之間接上H裝置，用于吸水，生成的

CO經(jīng)干燥后再通過F裝置還原CuO,再將生成的氣體通過澄清石灰水檢驗，

可以證明制備BCL的反應(yīng)中有CO生成，多余的CO不能排放到空氣中，要用

排水法收集。①根據(jù)上面的分析可知，乙組同學(xué)的實驗裝置中，依次連接的合理

順序為AfBfCfGfEfH—J->H-F-Dfl。③根據(jù)實驗的原理可知，生成

的CO能將黑色的CuO還原為紅色的Cu,同時產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的

二氧化碳?xì)怏w，所以能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是裝置F中黑色粉末變?yōu)?/p>

紅色，裝置D中澄清石灰水變渾濁。④根據(jù)元素守恒，可知該四核氫化物中含

有N元素，則該四核氫化物為NH3,BCb與NH3反應(yīng)生成BN和HCL

［答案］⑴①除去氯氣中的HQ濃硫酸②6.02X1023

⑵①GEJH將BCL冷凝為液體收集

②通入N2排出裝置中的空氣

③F中固體由黑變紅，D中溶液變渾濁

@BC13+NH3==BN+3HC1

知能深化A

涉及氣體制備實驗的“4環(huán)節(jié)”

角度二：無機物制備實驗

2.(2018?肇慶模擬)氮化鋁(AIN,遇水易水解)廣泛應(yīng)用于集成電路產(chǎn)生領(lǐng)域。

某研究小組利用氮氣、氧化鋁和活性炭制取氮化鋁，設(shè)計如下圖所示實驗裝置。

圖1

請回答：

(1)圖1中用飽和NaNCh溶液與NH4C1溶液加熱制取氮氣，該化學(xué)方程式

為。

(2)圖1裝置中各儀器導(dǎo)管口連接的順序是(用小寫字母a-g填

寫);導(dǎo)管A的作用是

___________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)按⑵連接好實驗裝置后，接下來的操作是

_________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)按⑵連接的實驗裝置存在的缺陷是

(5)反應(yīng)結(jié)束后，某同學(xué)用圖2裝置進(jìn)行實驗來測定氮化鋁樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

(實驗中導(dǎo)管體積忽略不計)。

08/52

①氮化鋁與過量的NaOH溶液反應(yīng)生成氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為

②集氣瓶中的苯的作用是;

集氣瓶中的液體沒有裝滿，則實驗測得NH3的體積將（填“偏大”、

“偏小”或“不變”）。

③若實驗中稱取氮化鋁樣品的質(zhì)量為10.0g,測得氨氣的體積為3.36L（標(biāo)

準(zhǔn)狀況），則樣品中A1N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（保留3位有效數(shù)字）。

［解析］（1）根據(jù)實驗?zāi)康暮驮希琋aNCh作氧化劑，N由+3價-*0價，

NH4C1作還原劑，N由一3價一0價，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNO2+

△

NH4Cl===NaCl+2H2O+N21o（2）因為AIN遇水易水解，需要除去N2中的

水蒸氣，則Nz從a經(jīng)濃硫酸干燥，導(dǎo)管“長進(jìn)短出”，連接e-d,為干燥充

分，連接gff,在玻璃管中反應(yīng)，連接c-b,同時要防止空氣中水蒸氣的進(jìn)入，

最后再連接gff;導(dǎo)管A的作用是平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強，使NaNCh

飽和溶液順利滴下。（3）因為有氣體參加反應(yīng)，因此需要檢驗裝置的氣密性。（4）

缺少防倒吸裝置和尾氣處理裝置。⑸①氮化鋁遇水發(fā)生水解反應(yīng)A1N+

3H2O==A1（OH）3I+NH3t,氫氧化鋁表現(xiàn)兩性，因此發(fā)生A1（OH）3+

NaOH==NaAlO2+2H2O,總反應(yīng)是AIN+NaOH+H2O==NaAlO2+NH3to

②NH3極易溶于水，因此要防止倒吸，即苯的作用是防止NH3溶于水；對實驗

無影響，因此選不變。③根據(jù)反應(yīng)方程式：〃(A1N)="(NH3)=育7mol=0.15mol,

其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15X—X100%=61.5%o

A

［答案］(l)NaNO2+NH4Cl=====NaCl+2H2O+N2t

(2)afefdfgfffcfbfgff平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強，使

NaNCh飽和溶液順利滴下

(3)檢查裝置的氣密性

(4)洗氣瓶沒有防倒吸裝置、沒有尾氣處理裝置

(5)①AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3t

②防止氨氣溶于水不變③61.5%

角度三：有機物制備實驗

3.(名師改編)乙醛(CH3cH20cH2cH3)在醫(yī)療上被用作麻醉劑，其熔點為一

116.2℃＞沸點為34.6C,難溶于水。在實驗室中可將乙醇、濃硫酸的混合液加

熱至140℃制取一定量的乙酸，制備裝置如圖1所示。

圖1圖2

請回答下列問題:

(DA裝置中缺少溫度計，使用溫度計時，其水銀球應(yīng)位于,圖1虛

線框內(nèi)所缺儀器應(yīng)選圖2中的(填名稱)。

(2)混合濃硫酸與乙醇的方式是將慢慢加入另一種試劑中。

(3)制得的乙醛中含有一定量的乙醇，提純的方法是先水洗，除去雜質(zhì)后用

某試劑Q進(jìn)行干燥，再經(jīng)適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚砗蠹纯傻玫骄频囊胰?/p>

①水洗的目的是___________________________,此操作應(yīng)在圖3中的

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（填編號）中進(jìn)行。

②試劑Q可能是（寫出一種合理答案即可）。

（4）實驗表明，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，燒瓶中的液體會變成黑色，變黑的原因是

_______________________________________,同時還有兩種常見的無色氣體

生成，寫出乙醇與濃硫酸反應(yīng)生成這些無色氣體的化學(xué)方程式：

（5）若實驗中使用了20mL（密度為0.8g/mL）無水乙醇，最后得到純乙醛8.4

g,則乙醛的產(chǎn)率為（精確到小數(shù)點后1位）。

［解析］（1）因為要測量反應(yīng)液的溫度，故溫度計的水銀球應(yīng)位于溶液內(nèi)部

且不與容器內(nèi)壁接觸；冷凝時應(yīng)使用直形冷凝管。（2）乙醇與濃硫酸的混合相當(dāng)

于用乙醇對濃硫酸進(jìn)行稀釋，故應(yīng)將濃硫酸慢慢加入到乙醇中。（3）①水洗的目

的是除去乙醇，然后分液即可得到較純的乙醛，分液時應(yīng)使用梨形分液漏斗，即

儀器I。②殘留的水可用干燥劑進(jìn)行干燥。（4）反應(yīng)中濃硫酸將部分乙醇炭化導(dǎo)

致液體變成黑色，生成的C（碳）與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)又生成CO2、SO2o

濃H2s04

⑸由2cH3cH20H------>CH3CH2OCH2CH3+H2O可求出乙醇完全轉(zhuǎn)化為乙

140℃

醒時的理論質(zhì)量，然后用實際質(zhì)量除以理論質(zhì)量，可求出產(chǎn)率。

［答案］（1）溶液中且不接觸容器內(nèi)壁直形冷凝管

（2）濃硫酸

（3）①除去乙醇I②無水氯化鈣（或其他合理答案）

△

（4）濃硫酸使部分乙醇炭化生成黑色的C（碳）C2H5OH+6H2so4（濃）——-

2cCht+6SO2t+9H2O

（5）65.3%

知能深化A

有機物制備實驗題的解題模板

分析

制備

°0。0

原子利用率反應(yīng)條件依據(jù)產(chǎn)品和雜質(zhì)的性

流程操作簡單

高、污染小控制方便質(zhì)差異選擇合適方法

熟悉

重要

儀器

三頸燒瓶滴液漏斗分液漏斗直形冷凝管球形冷凝管

①有機物易揮發(fā)，反應(yīng)中通常采用冷凝回流裝

置，以提高原料的利用率和產(chǎn)物的產(chǎn)率。

依據(jù)

②有機反應(yīng)通常都是可逆反應(yīng)，且易發(fā)生副反

有機

應(yīng)，因此常使價格較低的反應(yīng)物過量，以提高另

反應(yīng)

一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率，同時在實驗中

特點

需要控制反應(yīng)條件，以減少副反應(yīng)的發(fā)生。

作答

③根據(jù)產(chǎn)品與雜質(zhì)的性質(zhì)特點，選擇合適的分離

提純方法。

考點二性質(zhì)探究型實驗

典例2（2018?名師改編）某化學(xué)興趣小組為比較Cb、Bn.Fe3+的氧化性

強弱，設(shè)計了如下實驗：

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①從氣密性檢查的原理入手分析，要

-->先關(guān)閉止水夾bo

②觀察整套裝置，很明顯缺少尾氣處

理裝置。

(1)①連接儀器：把玻璃導(dǎo)管插入橡膠塞的操作是，然

后對準(zhǔn)橡膠塞的孔稍稍用力轉(zhuǎn)動，將其插入。

②檢查氣體發(fā)生裝置A的氣觸的操作是，從分液

漏斗向燒瓶中注水，若水不能而加薪木湎WSE展淳7一

(2)整套實驗裝置存在一處阻睡星,請指出。用改

正后的裝置進(jìn)行實驗。實驗過程如下:

實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論

3+

打開活塞a、止水夾b,D裝置中：溶液變紅Cl2,Br2.Fe

③向FeBr2溶液中通入氯氣，F(xiàn)e?+

向圓底燒瓶中滴入適E裝置中：主屋逆送的氧化性由強

f->先被氧化成為Fe3+，證明Br的氧

量濃鹽酸；然后關(guān)閉活2

到弱的順序為|化性比Fe3+強。

塞a,點燃酒精燈

(3)因忙于觀察和記錄,沒有及時停止反應(yīng),D、E中均發(fā)生了新的變化:

D裝置中：紅色慢慢褪去。

E裝置中：CCU層先由無色變?yōu)槌壬?，后逐漸變成紅色。

為探究上述實驗現(xiàn)象的本質(zhì)，小組同學(xué)查得資料如下：

i.(SCN)2的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)的類似。氧化性：C12>(SCN)2。

ii.Cl2和Br2反應(yīng)生成BrCl,呈紅色(略帶黃色)，沸點約為5℃,與

水發(fā)生水解反應(yīng)。④認(rèn)真讀信息，提取解題有用信息。

iii.AgCIO、AgBrO均可溶于水。

①請用平衡移動原理解釋Cl2過量時D中溶液紅色褪去的原因：

亡二二--------------->⑤從平衡Fe3++3SCN一

-----------------------------------------------------------°Fe(SCN)3入手分析。

請設(shè)計簡單實驗證明上述解釋:O

②欲探究E裝置中顏色變化的原因，設(shè)計實驗如下：

用分液漏斗分離出E的下層溶液，蒸憎、收集紅色物質(zhì)，取少量，加

入AgNC>3溶液，結(jié)果觀察到僅有白色沉淀產(chǎn)生。請結(jié)合化學(xué)用語

(-->⑥BrCl+H2?！狧BrO+HCl。

解釋僅產(chǎn)生縣里睡遮里：。

［解析］(1)①為便于將玻璃導(dǎo)管插入橡膠塞，應(yīng)先將玻璃導(dǎo)管用水濕潤。

②檢查裝置A的氣密性時，先將止水夾b關(guān)閉，打開分液漏斗的活塞，然后從

分液漏斗向燒瓶中注水，若水不能順利流下，則氣密性良好。

(2)氯氣有毒，該實驗中無尾氣處理裝置。D裝置溶液變紅，說明Fe2+被氧

化為Fe3+,說明C12的氧化性比Fe3+的強；E裝置中水層溶液變黃，振蕩試管

后CCL層無明顯現(xiàn)象，說明向Fe2+與Br一共存的溶液中通入氯氣，F(xiàn)e?+先被氧

化，即B。的氧化性比Fe3+的強。(3)①由于(SCN”的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)的類似，

且氧化性C12>(SCN)2,當(dāng)Cb過量時，Cb將SCN-氧化為(SCN)2,2SCN-+

Cl2==2Cr+(SCN)2,使Fe3++3SCN一Fe(SCN)3平衡向逆反應(yīng)方向移動而

褪色?？上蛲噬蟮娜芤褐屑尤隖e3+或SCN-,觀察溶液是否恢復(fù)紅色。②BrCl

與水的反應(yīng)和氯氣與水的反應(yīng)相似，反應(yīng)方程式為BrCl+H2O===HBrO+HC1o

向溶液中加入硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀AgCLAgBrO易溶于水。

［答案］(1)①先將玻璃導(dǎo)管用水潤濕②關(guān)閉止水夾b,打開活塞a

3+

(2)缺少尾氣處理裝置Cl2>Br2>Fe

(3)①過量氯氣和SCN-反應(yīng)，2SCN一+CL===2C「+(SCN)2,使SCN一濃度

減小，使平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向逆反應(yīng)方向移動而褪色取少量褪

色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則上述推測合理［或取少量褪色后

的溶液，滴加FeCb溶液，若溶液不變紅，則上述推測合理(其他合理答案也可)］

(2)BrCl+H2O==HBrO+HC1,反應(yīng)產(chǎn)生Cl",由于AgBrO易溶于水，加入

AgNCh溶液，只能生成AgCl白色沉淀

規(guī)律方法A

(1)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計方法

①性質(zhì)探索型實驗，主要是從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點或從所屬類型的典型代表物

去推測物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì)，而后據(jù)此設(shè)計合理的實驗方案，去探索它

所可能具有的性質(zhì)。

探索型性質(zhì)實驗方案的設(shè)計思路

②性質(zhì)驗證型實驗，主要是對物質(zhì)具備的性質(zhì)去求證，關(guān)鍵是設(shè)計出簡捷

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的實驗方案，操作簡單易行，現(xiàn)象明顯，且安全性高。

驗證型性質(zhì)實驗方案的設(shè)計思路

"科學(xué)嚴(yán)密

ri實

物質(zhì)各條性lb優(yōu)化

2操作簡單驗分別驗證

的性＜質(zhì)的驗＜組合＜方

3ra條件可行案連續(xù)驗證

質(zhì)證方法2.

11b、現(xiàn)象明顯

(2)注意事項

①在離子檢測、氣體成分檢測的過程中，要嚴(yán)格掌握檢測的先后順序，防止

各成分檢測過程中的相互干擾。

②若有水蒸氣生成，先檢驗水蒸氣，再檢驗其他成分，如C和濃H2s04的

反應(yīng)，產(chǎn)物有SO2、CO2和H2O(g),通過實驗可檢驗三種氣體物質(zhì)的存在，但

要注意檢驗SO2、CO2都要通過溶液進(jìn)行檢驗，對檢驗H2O(g)有干擾。

③對于需要進(jìn)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,應(yīng)先除去CO2再對CO實施轉(zhuǎn)化，最后再檢測轉(zhuǎn)

化產(chǎn)物CO2,如

濃硫酸

HOOC—COOH=====CO2t+COt+H2Ot中CO的檢測。

A

④要重視藥品名稱的描述，如有些藥品的準(zhǔn)確描述為：無水硫酸銅、澄清

石灰水、酸性高鎰酸鉀溶液、濃硫酸、飽和NaHCCh溶液、NaOH溶液等。此

外還應(yīng)注意某些儀器的規(guī)格。

［分點突破］

角度一：關(guān)于物質(zhì)性質(zhì)的實驗探究

1.某興趣小組設(shè)計SO2實驗方案做以下化學(xué)實驗。

I.實驗方案一

⑴將SO2通入水中形成“SO2一飽和H2s03溶液”體系，此體系中存在多

個含硫元素的平衡，分別用平衡方程式表示為

(2)已知：葡萄酒中有少量SO2可以作抗氧化劑，我國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB2760-

2014)規(guī)定葡萄酒中SO2的殘留量W0.25g?L，

利用SO?的漂白性檢測干白葡萄酒(液體為無色)中的SO2或H2s03。設(shè)計

如下實驗：

1滴品紅溶液|1迪鮑力1滴品紅溶液

II亞硫酸溶液

II3mL干白飽和

3mL品紅溶液3mL

鼠葡萄酒1頂硫酸溶液

紅色不褪去紅色不褪去紅色褪去

實驗結(jié)論：干白葡萄酒不能使品紅溶液褪色，原因為

II.實驗方案二

如圖是在實驗室進(jìn)行二氧化硫制備與性質(zhì)實驗的組合裝置，部分固定裝置

未畫出。

(1)裝置B中試劑X是，裝置D中盛放NaOH溶液的作用是

(2)關(guān)閉彈簧夾2,打開彈簧夾1,注入硫酸至浸沒三頸燒瓶中固體，檢驗

SO2與Na2O2反應(yīng)是否有氧氣生成的方法是

(3)關(guān)閉彈簧夾1后，打開彈簧夾2,殘余氣體進(jìn)入E、F中，能說明「還原

性弱于SO2的現(xiàn)象為;發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

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in.實驗方案三

用電化學(xué)法模擬工業(yè)處理so2o將硫酸工業(yè)尾氣中的SO2通入如圖裝置(電

極均為惰性材料)進(jìn)行實驗，可用于制備硫酸，同時獲得電能:

(l)M極發(fā)生的電極反應(yīng)式為o

(2)若使該裝置的電流強度達(dá)到2.0A,理論上每分鐘應(yīng)向負(fù)極通入標(biāo)準(zhǔn)狀況

下氣體的體積為L(已知：1個e一所帶電量為1.6X10r9c)。

［解析］ni.(i)M極上so?被氧化，是負(fù)極，酸性條件下生成so/,電極反

應(yīng)式為SO2+2H2O-2e.==SOf+4H+；(2)若使該裝置的電流強度達(dá)到2.0A,

則每分鐘轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為［(2.0

AX60s)v(1.6X10-190+(6.02X1023)］mol,向負(fù)極通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積

為［(2.0AX60s)v(1.6X1019C)+(6.02X1023)］

molv2X22.4Lmo「=0.014Lo

［答案］I.(l)SO2(g)SO2(aq);SO2+H2OH2SO3;

H2SO3H++HSO3；HSO3H++SOf

(2)干白中SO2或H2s03含量太少

11.(1)濃硫酸吸收未反應(yīng)的SO2,防止污染空氣

(2)將帶火星的木條放在D試管口處，看木條是否復(fù)燃

+

(3)E中溶液藍(lán)色褪去SO2+l2+2H2O===2r+SOF+4H

+

III.(1)SO2+2H2O-2e~==sor+4H

(2)0.014

知能深化A

解答性質(zhì)探究型綜合實驗的注意事項

方案八要盡量避免使用高壓和特殊催化劑等實驗室

可行難以達(dá)到的條件，實驗方案要簡單易行。

要對各個實驗步驟進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和安排,

順序

門、，⑥保證實驗準(zhǔn)確高效，同時要減少副反應(yīng)的發(fā)

科學(xué)

生和避免實驗步驟間的相互干擾。

如“證明CH3COOH是弱電解質(zhì)”的實驗，可

現(xiàn)象配制一定濃度的CH3coONa溶液，用pH試

直觀紙測溶液的pH,通過測定的結(jié)果pH>7得

出結(jié)論，既操作簡便又現(xiàn)象明顯

結(jié)論要反復(fù)推敲實驗步驟和多方論證實驗結(jié)果,

可靠做到實驗結(jié)論準(zhǔn)確可靠。

角度二：關(guān)于物質(zhì)反應(yīng)規(guī)律的實驗探究

2.某學(xué)生對Na2s03與AgNO3在不同pH下的反應(yīng)進(jìn)行探究。

⑴測得Na2s03溶液pH=10、AgNCh溶液pH=5。

⑵調(diào)節(jié)pH,實驗記錄如下：

實驗序號pH實驗現(xiàn)象

a10產(chǎn)生白色沉淀，稍后溶解，溶液澄清

產(chǎn)生白色沉淀，一段時間后，沉淀未

b6

溶解

產(chǎn)生大量白色沉淀，一段時間后，產(chǎn)

c2

生海綿狀棕黑色物質(zhì)X

查閱資料得知:

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i.Ag2SO3：白色，難溶于水，溶于過量的Na2sCh溶液。

ii.Ag2O：棕黑色，不溶于水，能和酸反應(yīng)。

該學(xué)生對產(chǎn)生的白色沉淀提出了兩種假設(shè)：

①白色沉淀為Ag2s03。

②白色沉淀為Ag2s04,推測的依據(jù)是0

(3)取b、c中白色沉淀，置于Na2s03溶液中，沉淀溶解。

該同學(xué)設(shè)計實驗確認(rèn)了白色沉淀不是Ag2s04。實驗方法是：另取Ag2s04

固體置于溶液中，未溶解。

(4)將c中X濾出、洗凈，為確認(rèn)其組成，實驗如下：

I.向X中滴加稀鹽酸，無明顯變化。

II.向X中加入過量濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色氣體。

III.分別用Ba(NO3)2、BaCb溶液檢驗n中反應(yīng)后的溶液,前者無明顯變化，

后者產(chǎn)生白色沉淀。

①實驗I的目的是。

②根據(jù)上述現(xiàn)象，分析X的成分是O

③n中反應(yīng)的化學(xué)方程式是o

(5)該同學(xué)綜合以上實驗，分析X產(chǎn)生的原因是：隨著酸性的增強，體系的

還原性強。

［解析］(2)SO/具有較強的還原性，易被空氣中的氧氣氧化為SOK,故提

出假設(shè)②白色沉淀為Ag2s04。

(3)要確定b、c中的白色沉淀不是Ag2s04,只需證明Ag2sCh不溶于過量的

Na2s03溶液即可。(4)①確定c中X的組成，實驗I的目的是驗證棕黑色物質(zhì)X

不是Ag2O,因為Ag2O與HC1發(fā)生反應(yīng)：Ag2O+2HC1==2AgCl+H2O0②實

驗n加入濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色氣體，說明x具有還原性，實驗ni向n中反應(yīng)后

的溶液中加入Ba(NO3)2溶液無變化，加入BaCb溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明II中

反應(yīng)后的溶液中含Ag+,進(jìn)而推出X為Ag。③Ag與濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程

式為Ag+2HNO3(濃)==AgNO3+NO2t+H2O。

［答案］(2)SOr具有較強的還原性

(3)Na2s。3(或亞硫酸鈉)

(4)①驗證棕黑色物質(zhì)X不是Ag2O②Ag

③Ag+2HNO3(濃)===AgNO3+NO2t+H2O

3.(2018?合肥模擬)某學(xué)習(xí)小組通過下列裝置探究MnO2與FeCb6H2O能

實驗操作和現(xiàn)象如下表:

實驗

操作現(xiàn)象

編號

①試管A中部分固體溶解，上方出

按上圖所示裝置加熱現(xiàn)白霧

實驗1MnO2與FeCl3?②稍后，產(chǎn)生黃色氣體，管壁附著黃

6H2。的混合物色液滴

③試管B中溶液變藍(lán)

把A中的混合物換

為FeCl3?6H2。，BA中部分固體溶解，產(chǎn)生白霧和黃

實驗2

中溶液換為KSCN色氣體，B中KSCN溶液變紅

溶液，加熱

回答下列問題:

(1)上述實驗中的白霧是;試管A管口向上傾斜的原因是

⑵實驗2說明黃色氣體中含有FeCl3,寫出FeCL使淀粉一KI溶液變藍(lán)的

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離子方程式：。

(3)為進(jìn)一步確認(rèn)黃色氣體中含有Ch,該學(xué)習(xí)小組對實驗1提出兩種改進(jìn)

方案：

方案1在A、B間增加盛有某種試劑的洗氣瓶C,結(jié)果B中溶液仍變?yōu)樗{(lán)

色。

方案2將B中淀粉一KI溶液替換為NaBr溶液,結(jié)果B中溶液呈橙紅色，

2+

且未檢出FeO

則方案1C中盛放的試劑是；方案2中檢驗Fe2+的試劑是_______,

選擇NaBr溶液的依據(jù)是。

(4)實驗1充分加熱后，若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為

1：2,則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

其尾氣處理的方法是_____________________________O

⑸該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為實驗1中溶液變藍(lán)，可能還有另外一種原因是

請你設(shè)計實驗方案驗證此猜想：

［解析］(1)HC1具有揮發(fā)性，上述實驗中的白霧是鹽酸小液滴；試管A管

口向上傾斜的原因是試管A中部分固體溶解在FeCl3-6H2O分解生成的水中形

成溶液。(2)FeCb具有氧化性，使淀粉一KI溶液變藍(lán)的離子方程式：2Fe3++2I

-===2Fe2++l2o(3)方案1C中盛放的試劑是飽和NaCl溶液，洗去HCLCb在

其中溶解度?。环桨?中檢驗Fe2+的試劑鐵氟化鉀溶液，遇到Fe2+生成藍(lán)色沉

3+

淀；氧化性次序：C12>Br2>Fe>I2,選擇NaBr溶液的依據(jù)是Br一可以被Cb氧

化成B。，但不會被Fe3+氧化為Br2o(4)實驗1充分加熱后，若反應(yīng)中被氧化與

未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為1：2,則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+

△

2FeCl3-6H2OFe2O3+MnCh+C12t+2HC1+11H2O；由于CL+2OH一

===cr+cio+H2O,其尾氣處理的方法是將尾氣通入到氫氧化鉀溶液中。⑸

由于2H2O+4「+O2===2b+4OH-,實驗1中溶液變藍(lán)，可能還有另外一種原

因是實驗未先趕出空氣，其中的0