TOP 50 之实验探究.docx
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TOP50之实验探究
33－1
（2014广东卷）H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。
（1）某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。
限选试剂与仪器：
30%H2O2、0.1mol∙L-1Fe2（SO4）3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器
①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：
②设计实验方案：
在不同H2O2浓度下，测定____________
____________________________________（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。
③设计实验装置，完成如图的装置示意图。
④参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。
实验序号
物理量
V[0.1mol∙L-1Fe2（SO4）3]/mL
1
a
2
a
（2）利用图21（a）和21（b）中的信息，按图21（c）装置（连能的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。
可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________（填“深”或“浅”），其原因是
本题值得重温之处：
1、探究不同条件下一个反应快慢的常用手段是什么？
2、实验原理的选择要注意哪些关键信息？
3、实验登记表所需项目怎样不漏写也不多写？
4、品读参考答案，原因分析类问题作答时做到完整且逻辑严密。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－2
（2015广州二测）某小组以醋酸为例探究弱酸的性质．
（1）实验一：
探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响．
①设计实验方案如下表，表中c=________mol·L-1．
编号
酸的种类
酸的浓度/mol·L-1
酸的体积/mL
镁条质量/g
1
醋酸
1.0
10
2.0
2
盐酸
c
10
2.0
②实验步骤：
a）检查装置（左图）的气密性后，添加药品；
b）反应开始后，___________________________________________；
c）将所记录的数据转化为曲线图（右图）．
③写出0～5min醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律：
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
（2）实验二：
现有一瓶醋酸溶液，常温下测定其中醋酸的电离程度（已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比）．
设计实验方案，将待测物理量和对应的测定方法填写在下表中．
待测物理量
测定方法
①__________
量取25.00ml醋酸溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将0.1000mol·L-1NaOH标准溶液装入_______________，滴定至终点，记录数据．重复滴定2次．
②__________
____________________________________________________
本题值得重温之处：
1、定量监测一个反应持续进行的常用方法？
2、完成一个实验任务（实验目的），通常需要先形成总体思路（将实验目的分解为几个小任务），再对每个小任务进行具体设计。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－3
（2014广州二模）
（1）某兴趣小组在实验室探究工业合成硝酸的化学原理。
①氨的催化氧化：
图a是探究氨的催化氧化的简易装置，实验中观察到锥形瓶中铂丝保持红热，有红棕色气体生成或白烟产生。
白烟的成分是___________（填化学式）。
图a图b
②NO2的吸收：
如图b所示，将一瓶NO2倒置于水槽中，在水下移开玻璃片，可观察到的现象是______________________________________________________________________。
（2）三价铁盐溶液因Fe3+水解而显棕黄色，请以Fe（NO3）3溶液为例，设计实验探究影响盐类水解程度的因素。
①写出Fe（NO3）3水解的离子方程式_______________________________________。
②参照示例完成下表实验方案的设计。
限选材料：
0.05mol•L-1Fe（NO3）3、0.5mol•L-1Fe（NO3）3、1.0mol•L-1HNO3、1.0mol•L-1NaOH、NaHCO3固体、蒸馏水、冰水混合物；pH计及其他常见仪器。
可能影响因素
实验操作
预期现象和结论
溶液的酸碱性
取少量0.5mol•L-1Fe（NO3）3于试管中，加入几滴1mol•L-1HNO3。
棕黄色溶液颜色变浅，说明溶液酸性增强能抑制Fe（NO3）3的水解。
盐的浓度
__________
本题值得重温之处：
1、有序、完整地描述实验现象。
2、探究一个可逆反应的平衡移动的基本思路：
先建立一个平衡，再改变某个条件，然后选择定性的或者定量的方法检测某一成分的浓度变化（且必须将改变条件直接引起的变化考虑进去）。
通过定性手段直接观察时，最好设计空白对照实验。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－4
（2007广东卷）“碘钟”实验中，3I－＋S2O82－＝I3－＋2SO42－的反应速率可以用I3－与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。
某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：
实验编号
①
②
③
④
⑤
c（I－）/mol·L－
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c（SO42－）/mol·L－
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t2
回答下列问题：
（1）该实验的目的是。
（2）显色时间t2＝。
（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为（填字母）
A<22.0sB22.0～44.0sC＞44.0sD数据不足，无法判断
（4）通过分析比较上表数据，得到的结论是（可用文字回答也可用数学表达式回答）：
。
本题值得重温之处：
1、学会阅读用数据表表示的自变量与因变量的关系。
2、对表格数据反映的规律的概括有几个层次：
粗略的描述其影响、能描述变化规律及变化幅度等、能抽象出一个数学表达式。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－5
（2013广东卷）化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。
（1）在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
1下列收集Cl2的正确装置是。
②将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：
取少量新制氯水和CCl4于试管中，。
（2）能量之间可以相互转化：
电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。
设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：
ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq）；铜片，铁片，锌片和导线。
1
完成原电池的装置示意图（见图15），并作相应标注。
要求：
在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
2铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极
。
3甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是，其原因是
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在
（2）的材料中应选作阳极。
本题值得重温之处：
1、探究化学能与电能的转化，同样需要进行条件控制，检测手段除了持续观察现象还常用电流表。
2、会画电化学装置并完整标注。
3、清楚单液电池的缺点、双液电池的优点。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－6
（2013安徽高考）某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。
光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O72－转化为Cr3+。
某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe（SO4）4·24H2O]即可对该反应起催化作用。
为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验
编号
初始
pH
废水样品
体积/mL
草酸溶液
体积/mL
蒸馏水
体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
测得实验①和②溶液中的Cr2O72－浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化为_____________（填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明_________________________________________________；实验①中0~t1时间段反应速率v（Cr3+）=________________
mol·L－1·min－1（用代数式表示）。
（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe（SO4）4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：
Fe2+起催化作用；
假设二：
__________________________；
假设三：
__________________________；
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O、Al2（SO4）3等。
溶液中Cr2O72－的浓度可用仪器测定）
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
本题值得重温之处：
1、探究某个因素对一个反应的影响，实验方案通常要解决两个问题：
一是对实验条件的控制（需要考虑如何处理不打算探究但又回避不了的其他因素），二是用什么手段获得影响结果（定性的观察？
定量的测定？
）。
2、各粒子表示的反应速率与反应的计量数成正比。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－7
（2014年安徽卷）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。
从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
图1
（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。
t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向；此时，碳粉表面发生了（填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式为
。
图2图3
（3）该小组对图2中的0~t1时压强变大的原因提出如下假设。
请你完成假设二：
假设一：
发生析氢腐蚀产生气体；假设二：
；
．．．．．．
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。
请你再设计一种方案验证假设一，写出实验步骤和结论。
本题值得重温之处：
1、本实验原本探究弱酸性条件下铁的电化学腐蚀类型，原理是铁碳原电池，检测手段是气压，且得到一个明确结论（即有吸氧腐蚀发生），但却产生了一个新的探究点——0~t1压强增大的原因不明确，究其因素，引起压强增大既可能是析氢也可能是吸氧腐蚀放热，所以进一步的探究思路就是要控制实验条件，将会产生两种考虑：
一是将氧气的因素分离出去（参考答案），二是用导电性与醋酸溶液相同的中性溶液进行对比（不用赶走氧气）。
2、设计实验探究电化学腐蚀类型，特别是结合课本已有实验（选修4：
P85，实验4-3）。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－8
（2011年广东卷改）某同学进行实验研究时，欲配制Ba（OH）2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba（OH）2·8H2O试剂（化学式量：
315）。
该同学查得Ba（OH）2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解度（g/100gH2O）分别为2.5、3.9和5.6。
（1）假设试剂由大量Ba（OH）2·8H2O和少量BaCO3组成，设计实验方案，进行成分检验。
在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。
（不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6）
限选试剂及仪器：
稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：
取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。
步骤2：
取适量步骤1中的滤液于试管中，滴加稀硫酸。
步骤3：
取适量步骤1中的沉淀于试管中，
步骤4：
（2）准确测定含有杂质的Ba（OH）2·8H2O的纯度（杂质与酸不反应）。
实验如下：
①配制250ml约0.1mol•L－1Ba（OH）2·8H2O溶液：
准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水，，将溶液转入，洗涤，定容，摇匀。
②滴定：
准确量取25.00ml所配制Ba（OH）2溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将（填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”）mol•L－1盐酸装入50ml酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。
重复滴定2次。
平均消耗盐酸Vml。
③计算Ba（OH）2·8H2O的质量分数=（只列出算式，不做运算）
本题值得重温之处：
1、探究混合物的组成成分，先做好成分分析，结合限选试剂为每一待检成分选择检验方法（注意排除干扰），再考虑各成分检验的逻辑关系和简化流程，选择最合理的检验顺序，作为优生应在形成系统方案后下笔作答。
2、理解难溶物、微溶物的饱和溶液，能处理这种情况下固液混合体系的固相、液相成分。
3、从本题掌握用滴定法测定物质纯度的一般设计路线，防止考题要求作完整的设计。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－9
（2013广州二模）亚铁盐中，FeSO4·7H2O露置于空气中易被氧气氧化，而莫尔盐[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]在空气中不易被氧化，也是一种定量分析试剂。
其制备原理是：
（NH4）2SO4+FeSO4+6H2O=（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O
实验室由废铁屑制备莫尔盐的过程如下：
（1）步骤Ⅰ除锈的操作过程是：
将废铁屑放入烧杯，_________________，过滤，洗涤。
（2）步骤Ⅱ铁屑的溶解在锥形瓶中进行，用水浴加热到60℃左右，需要的仪器是铁架台、石棉网、大烧杯、__________、__________。
（3）步骤Ⅲ中加入的（NH4）2SO4与溶液中FeSO4的物质的量理论上应满足的关系为：
n[（NH4）2SO4]:
n[FeSO4]=________。
为了确定（NH4）2SO4的大约用量，下列方法简便可行的是__________（填编号）
A．称量废铁屑的质量，推算所需（NH4）2SO4的质量
B．称量无锈铁屑和反应剩余的铁屑的质量，推算所需（NH4）2SO4的质量
C．测定FeSO4溶液的浓度和体积，推算所需（NH4）2SO4的质量
（4）所得晶体产品中可能混有的杂质是FeSO4·7H2O和（NH4）2SO4中的一种。
若含有FeSO4·7H2O则露置于空气中易氧化变质；若含有（NH4）2SO4则二价铁含量偏低。
某小组设计了如下方案进行检验和测定，请在答题卡上完成表中内容。
序号
实验方案
实验现象和结论
步骤1
取少量样品______________________
样品颜色可能有变化
步骤2
步骤1后将样品转移到试管中，加入去氧蒸馏水，调节到酸性，___________________。
若______________________，说明产品中含有FeSO4·7H2O杂质。
步骤3
若步骤2证明产品不含FeSO4·7H2O杂质，再另取样品测定产品中NH4+的质量分数W1，与理论值W2比较。
若W1_____W2，说明产品中含有（NH4）2SO4杂质。
本题值得重温之处：
1、探究混合物的组成成分，虽然实验目的是定性的，但检测方法可以灵活选择，定性的、定量的方法都能使用，取简便、有效之法。
2、水浴加热的基本装置。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－10
（2012年广东卷）苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。
某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。
反应原理：
实验方法：
一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
已知：
苯甲酸分子量是122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；纯净固体有机物一般都有固定熔点。
（1）操作Ⅰ为，操作Ⅱ为。
（2）无色液体A是，定性检验A的试剂是，现象是。
（3）测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔。
该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确。
请在答题卡上完成表中内容。
序号
实验方案
实验现象
结论
①
将白色固体B加入水中，加热溶解，
得到白色晶体和无色滤液
②
取少量滤液于试管中，
生成白色沉淀
滤液含Cl－
③
干燥白色晶体，
白色晶体是苯甲酸
（4）纯度测定：
称取1.220g产品，配成100ml甲醇溶液，移取25.00ml溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10-3mol。
产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为，计算结果为（保留两位有效数字）。
本题值得重温之处：
1、各种常见的基本操作在物质分离中的运用，要跳出无机、有机的固有思维来运用。
2、本题的实验设计任务包含了物质分离、提纯、检验，比只做检验要求更高了，提醒考生分离、提纯、检验在真实的实验问题中是一个有机整体。
3、利用好一些关键的陌生新信息。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－11
（2014年江苏卷）实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、I－等）中回收碘，其实验过程如下：
（1）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式为________________________________________________；该操作将I2还原为I－的目的是
_______________________________。
（2）操作X的名称为______________。
（3）氧化时，在三颈瓶中将含I－的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在400C左右反应（实验装置如右图所示）。
实验控制在较低温度下进行的原因是______________________________________________________________________________；锥形瓶里盛放的溶液为_____________________。
（4）已知：
5SO32－+2IO3—+2H＋＝I2+5SO42－+H2O
某含碘废水（pH约为8）中一定存在I2，可能存在I－、IO3－中的一种或两种。
请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO3－的实验方案：
取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在；_________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验中可供选择的试剂：
稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液
本题值得重温之处：
1、含碘废液来自于中学化学常见实验，背景贴近学生实际，广东卷也采取这种取材方式。
2、碘及其化合物的性质是实验中的常客，不论广东还是各地高考题中都屡屡出现，熟悉有好处。
3、几种常见粒子的氧化性、还原性。
重温本题后我还需要提醒自己的是：
33－12
（2014年福建卷）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的食品抗氧化剂之一。
某研究小组进行如下实验：
实验一焦亚硫酸钠的制取
采用右图装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na2S2O5。
装置
中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为：
Na2SO3＋SO2＝Na2S2O5
（1）装置
中产生气体的化学方程式为
____________________________________________。
（2）要从装置
中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是_____________。
（3）装置
用于处理尾气，可选用的最合理装置（夹持仪器已略去）为（填序号）。
实验二焦亚硫酸钠的性质
已知Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
（4）证明NaHSO3溶液中HSO3－的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是_________（填序号）。
a．测定溶液的pHb．加入Ba（OH）2溶液c．加入盐酸
d．加入品红溶液e．用蓝色石蕊试纸检测
（5）检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是______________________________
______________________________________________________________________________。
实验三葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
（6）葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。
测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量（以游离SO2计算）的方案如下：
（已知：
滴定时反应的
升级会员 