2．某研究小组探究在加热条件下FeSO4分解的气体产物及相关性质。
已知：
SO2的沸点为－10℃、SO3的沸点为44.8℃。
Ⅰ.用如图所示装置设计实验，验证FeSO4分解生成的气体产物。
（1）实验前必须进行的操作是。
（2）按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：
a→。
（3）若观察到装置丙中有无色液体产生，装置丁中溶液变成无色，则FeSO4分解的化学方程式为
。
Ⅱ.为探究SO2使品红溶液褪色的原理，进行如下实验：
实验1：
将稀盐酸和NaOH溶液分别滴入品红水溶液中。
观察到前者溶液颜色变浅，但未能完全褪色，后者溶液颜色几乎不变。
实验2：
向滴有稀盐酸和NaOH溶液的两份品红水溶液中分别通入SO2。
观察到前者溶液逐渐褪色，后者溶液很快褪色。
实验3：
在两份品红水溶液中分别加入一小粒Na2SO3固体和NaHSO3固体，前者溶液很快褪色，后者溶液褪色很慢。
（1）由实验1可推测品红水溶液呈性。
（2）由实验2、3可推知，使品红水溶液褪色的主要微粒是（填化学式）。
（3）若将SO2通入品红的无水乙醇溶液，试预测可能出现的现象：
。
（4）加热溶有Na2SO3的品红水溶液，发现不能恢复红色，试解释原因：
。
解析：
Ⅰ.
（1）验证FeSO4分解生成的气体产物，气体制备或检验气体产生的实验，在实验前必须检查装置气密性。
（2）先将高温分解气体通过装置丙的冷水冷却收集得三氧化硫，再通过装置丁的品红水溶液检验二氧化硫的存在，最后用装置乙吸收尾气，按气流方向连接顺序为a→d→e→f→g→b→c。
（3）若观察到装置丙中有无色液体产生，则产物中有三氧化硫；装置丁中溶液变成无色，则产物中有二氧化硫，则FeSO4分解的化学方程式为2FeSO4
Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。
Ⅱ.
（1）加入稀盐酸时品红水溶液颜色变浅，而加入氢氧化钠溶液时品红水溶液颜色几乎不变，说明酸对品红水溶液影响大，则由实验1可推测品红水溶液呈碱性。
（2）实验2：
SO2通入盐酸中不反应，以亚硫酸的形式存在溶液中，溶液中电离出的亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子浓度都很小，品红水溶液逐渐褪色；SO2通入氢氧化钠溶液中反应生成亚硫酸钠，溶液中亚硫酸根离子（或亚硫酸氢根离子）浓度较大，品红水溶液很快褪色，可能是由亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子引起；实验3：
在两份品红水溶液中分别加入一小粒Na2SO3固体和NaHSO3固体，前者溶液很快褪色，后者溶液褪色很慢，进一步说明是由亚硫酸根离子引起的褪色而不是亚硫酸氢根离子。
（3）根据上述实验可知，使品红水溶液褪色的是亚硫酸根离子，若将SO2通入品红的无水乙醇溶液中，溶液中不存在亚硫酸根离子，则品红的无水乙醇溶液不褪色。
（4）Na2SO3溶液中的c（SO
）大，加热后虽然SO
水解程度增大，但仍无法除尽，不能使品红水溶液恢复红色。
答案：
Ⅰ.
（1）检查装置气密性
（2）d→e→f→g→b→c （3）2FeSO4
Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
Ⅱ.
（1）碱
（2）SO
（3）品红的无水乙醇溶液不褪色
（4）Na2SO3溶液中的c（SO
）大，加热后虽然SO
水解程度增大，但仍无法除尽
性质探究型实验题的解题策略
设计实验探究时，要求原理准确、步骤简捷、现象明显、结论易得，且不对环境造成污染，中学化学性质实验探究的主要角度：
（1）物质氧化性、还原性的判断。
如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中，通过观察酸性KMnO4溶液是否褪色来说明。
（2）物质氧化性、还原性强弱的判断。
如探究Fe3＋的氧化性强于I2时，可利用FeCl3与淀粉－KI溶液反应，通过溶液变蓝色来说明Fe3＋的氧化性强于I2。
（3）验证同周期、同主族元素性质的递变规律，一般通过设计比较元素金属性、非金属性强弱的实验来完成。
如通过比较Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg、Al的活泼性顺序。
（4）电解质强弱的判断。
如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA溶液，测pH，若pH>7，则说明HA为弱酸。
（5）物质酸性强弱的判断。
如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理，将CO2气体通入Na2SiO3溶液，看是否有白色沉淀生成来判断。
（6）钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。
可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等设计实验，找出规律。
题组二 考查“猜想判断”型实验方案的设计
3．某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。
为探究该反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是（ ）
选项
实验及现象
结论
A
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝
反应中有NH3产生
B
收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色
反应中有H2产生
C
收集气体的同时测得溶液的pH为8.6
弱碱性溶液中Mg也可被氧化
D
将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生
弱碱性溶液中OH－氧化了Mg
解析：
选D。
A.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体只有NH3。
B.由于NH4Cl溶液水解后显酸性，故产生的气体中含有H2。
C.pH＝8.6的溶液显弱碱性，弱碱性溶液中Mg也可被氧化。
D.溶液中有气泡产生，生成的气体是H2，是H＋将Mg氧化，而不是OH－将其氧化。
4．某化学活动小组设计如图所示（部分夹持装置已略去）实验装置，以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质。
（1）写出装置A中发生反应的化学方程式：
。
（2）写出试剂Y的名称：
。
（3）已知：
通入一定量的Cl2后，测得D中只有一种常温下为棕黄色的气体，其为含氯氧化物。
可以确定的是C中含氯化合物（盐）只有一种，且含有NaHCO3，现对C中的成分进行猜想和探究。
①提出合理假设。
假设1：
存在两种成分：
NaHCO3和；
假设2：
存在三种成分：
NaHCO3、和。
②设计方案，进行实验。
请写出实验步骤以及预期现象和结论（可不填满）。
限选实验试剂和仪器：
蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯、胶头滴管。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：
取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至固体溶解，然后将所得溶液分别置于a、b试管中
步骤2：
步骤3：
（4）已知C中有0.1molCl2参加反应。
若假设1成立，可推知C中反应的化学方程式为
。
解析：
（1）先制备Cl2，由MnO2可以确定试剂X为浓盐酸，发生反应的化学方程式为4HCl（浓）＋MnO2
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
（2）制得的Cl2中除了含有水蒸气外还含有一定量的HCl气体，必须除去，试剂Y为饱和食盐水（或饱和氯化钠溶液）。
（3）根据反应物Cl2、Na2CO3、H2O，从组成元素的角度来看，生成物可能有NaHCO3、NaCl、NaClO、NaClO3等，可以确定的是C中只有一种含氯盐，另一种生成物是含氯氧化物，Cl的化合价升高，则含氯盐只能是NaCl，排除NaClO、NaClO3。
D中收集到的气体是氯的一种氧化物，且在D中没有其他气体，则Na2CO3只是转化成NaHCO3。
这样就可以假设C中的成分有两种可能：
NaHCO3和NaCl，NaHCO3、Na2CO3和NaCl。
再将产物探究转化为离子的验证即可确定固体种类，即检验Cl－、CO
。
检验CO
用BaCl2溶液；检验Cl－用AgNO3溶液，但要注意CO
的干扰，应先滴加过量的稀HNO3，再滴加AgNO3溶液。
（4）Cl2与Na2CO3等物质的量反应的通式为xCl2＋xNa2CO3＋
H2O===xNaHCO3＋xNaCl＋
ClmOn，Cl2与Na2CO3的物质的量之比为1∶1，由氧原子守恒，可得m∶n＝2∶1，可推出生成的氯的氧化物为Cl2O。
答案：
（1）4HCl（浓）＋MnO2
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
（2）饱和食盐水（或饱和氯化钠溶液）
（3）①NaCl Na2CO3 NaCl
②
实验步骤
预期现象和结论
步骤2：
向a试管中滴加BaCl2溶液
Ⅰ.若无明显现象，证明固体中不含Na2CO3；
Ⅱ.若溶液变浑浊，证明固体中含Na2CO3
步骤3：
向b试管中滴加过量的稀HNO3，再滴加AgNO3溶液
若溶液变浑浊，结合步骤2中Ⅰ，则假设1成立；结合步骤2中Ⅱ，则假设2成立
（4）2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O
猜想判断型实验题的思维流程
考点二 化学实验方案的评价[学生用书P166]
1．从“可行性”方面对实验方案做出评价
科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求，在实际操作时能否做到可控易行。
评价时，从以下四个方面分析：
（1）实验原理是否正确、可行；
（2）实验操作是否安全、合理；
（3）实验步骤是否简单、方便；
（4）实验现象是否明显等。
2．从“绿色化学”方面对实验方案做出评价
“绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。
据此，对化学实验过程或方案从以下四个方面进行综合评价：
（1）反应原料是否易得、安全、无毒；
（2）反应速率是否较快；
（3）原料利用率以及生成物质的产率是否较高；
（4）实验过程中是否造成环境污染。
3．从“安全性”方面对实验方案做出评价
化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：
（1）净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；
（2）进行某些易燃、易爆实验时要防爆炸（如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等）；
（3）防氧化（如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等）；
（4）防吸水（如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的）；
（5）易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及时冷却；
（6）仪器拆卸的科学性与安全性（也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑）；
（7）其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等。
1．可选用分液漏斗、烧杯分离四氯化碳和Br2（ ）
2．实验室可选用大理石与浓H2SO4反应制备CO2（ ）
3．可用
装置验证温度对化学平衡的影响（ ）
4．H2还原CuO实验中，实验结束时，应先停止通氢气，再停止加热（ ）
5．可用
装置制取少量乙酸乙酯（ ）
答案：
1.× 2.× 3.√ 4.× 5.×
1．利用下图装置可以进行实验并能达到实验目的的是（ ）
选项
实验目的
X中试剂
Y中试剂
A
用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2
饱和食盐水
浓硫酸
B
用Cu与稀硝酸制取并收集纯净干燥的NO
水
浓硫酸
C
验证电石与饱和食盐水反应生成的气体的性质并收集
CuSO4溶液
KMnO4
溶液
D
用CaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的CO2
饱和
NaHCO3
溶液
浓硫酸
解析：
选D。
MnO2和浓盐酸常温下不反应，缺少加热装置，A错误；一氧化氮能与氧气反应，不能用排空气法收集，B错误；乙炔的相对分子质量为26，密度与空气接近，应用排水法收集，C错误；二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，D正确。
2．下列对实验操作评价合理的是（ ）
A．图甲可以证明非金属性强弱：
Cl＞C＞Si
B．图乙装置可用来制备少量氧气，并且控制反应的发生与停止
C．图丙中配制一定物质的量浓度的硫酸溶液不能直接在容量瓶中进行
D．图丁可制备并收集少量NO2气体
解析：
选C。
A.元素的非金属性和最高价氧化物对应的水化物的酸性有对应关系，实验中使用的是盐酸，不是最高价氧化物对应的水化物，不能比较非金属性，且反应产生的二氧化碳中含有氯化氢气体，反应生成硅酸，不能说明是碳酸与硅酸钠反应生成的还是氯化氢与硅酸钠反应生成的，错误；B.过氧化钠与水反应剧烈，使用隔板不能控制反应的发生和停止，错误；C.浓硫酸需要在烧杯中进行稀释，冷却后转移，正确；D.铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，不能用排水法收集，错误。
3．某无色混合气体中可能含有乙烯、二氧化碳、二氧化硫和氧气，为确定其中一定含有二氧化碳、二氧化硫，甲、乙、丙3位同学分别设计了下述实验方案，并都认为：
如果观察到的现象与自己设计的方案一样，就可确认无色气体中一定含有二氧化碳和二氧化硫。
①方案甲：
混合气体→
→
②方案乙：
混合气体→
→
③方案丙：
混合气体→
→
试用简要语言评价上述各实验方案是否严密？
并说明原因。
（1）方案甲：
；
（2）方案乙：
；
（3）方案丙：
。
答案：
（1）不严密；有乙烯的干扰
（2）不严密；有乙烯的干扰 （3）严密；上述气体中只有SO2能使品红溶液颜色变浅，通过足量品红溶液后，除去二氧化硫，剩余气体能使澄清石灰水变浑浊，则一定有CO2存在
考点三 定量测定型实验题[学生用书P168]
1．定量实验数据的测定方法
（1）沉淀法：
先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀质量，再进行计算。
（2）测气体体积法：
对于产生气体的反应，可以通过测量气体体积的方法测定样品纯度。
①常见测量气体体积的实验装置
②量气时应注意的问题
a．量气时应保持装置处于室温状态。
b．读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平还要注意视线与液面最低处相平，如上图（Ⅰ）（Ⅳ）应使量气管左侧和右侧的液面高度保持相平。
（3）测气体质量法
将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。
（4）滴定法
即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
2．实验数据的采集
实验数据的采集是化学计算的基础，一般来讲，固体试剂称质量，而液体试剂和气体试剂则测量体积。
（1）称量固体质量时，中学一般用托盘天平，可估读到0.1g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平，可精确到0.0001g。
（2）测量液体体积时，一般实验中选用适当规格的量筒，可估读到0.1mL，准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用滴定管（酸式或碱式），可估读到0.01mL。
容量瓶作为精密的定容仪器，用于配制一定物质的量浓度的溶液，一般不用于量取液体的体积。
（3）气体除了可以测量体积外，还可以称量。
称气体的质量时一般有两种方法：
一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称吸收装置在吸收气体前后的质量增大值。
（4）用广范pH试纸（测得整数值）或pH计（精确到0.01）直接测出溶液的pH，经过计算可以得到溶液中H＋或OH－的物质的量浓度。
为了数据的准确性，实验中要采取必要的措施，确保离子完全沉淀、气体完全被吸收等，必要时可以进行平行实验，重复测定2～3次，然后取其平均值进行计算。
如中和滴定实验中测量酸或碱的体积要平行做2～3次滴定，取体积的平均值求算未知溶液的浓度，但对于“离群”数据（指与其他数据有很大差异的数据）要舍弃，因为数据“离群”的原因可能是操作中出现了较大的误差。
3．实验数据的筛选
（1）看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得的质量的精度为0.1g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。
（2）看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。
（3）看反应是否完全，是否是由过量反应物所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。
（4）看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算。
（5）看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。
①表格型题的解题要点在于通过审题，获取有用信息，然后对表格中数据进行比较分析，依据物质的性质、变化规律进行解答。
②直角坐标系题的解题要点在于解题时要求学生首先弄清楚自变量和因变量到底是什么，注意理解起点、终点、转折点的含义。
然后根据所学知识分析概念、图像、数值三者之间的关系。
题组一 考查物质含量测定型实验题
1．Na2SO3是一种重要的化工原料，但较易变质。
（1）某小组同学欲在实验室测定某Na2SO3样品的纯度，利用下列装置进行实验。
方案一：
选择装置①和②进行实验时，为使结果更精确还应选择装置，装置①的分液漏斗中添加（填物质名称）较理想；装置①中反应前后通入N2的目的是
。
方案二：
选择装置③和④进行实验时，还应选择装置，此装置中应盛装（填物质名称），装置③中a管的作用是。
（2）将20.0gNa2SO3固体溶于120mL水配成溶液，再将足量硫粉用少许乙醇和水浸润，加入上述溶液，混合加热可制得Na2S2O3。
①硫粉用少许乙醇和水浸润的目的是（填字母）。
A．增加反应体系的pH B．降低反应的活化能
C．增大反应物接触面积D．加快反应速率
②设Na2SO3完全反应，将上述反应液经过滤、蒸发、浓缩后，冷却至70℃时，溶液恰好达到饱和，请列式计算此时溶液的体积：
（结果精确到0.1）。
（已知：
70℃时，Na2S2O3的溶解度为212g，饱和溶液的密度为1.17g/cm3）
解析：
（1）欲在实验室测定某Na2SO3样品的纯度，方案一：
选择装置①和②进行实验时，由于反应产生的SO2气体中含有水蒸气，为使结果更精确应先用浓硫酸干燥气体，然后再用碱石灰吸收反应产生的SO2气体，应该选择装置⑥；为了减少SO2在溶液中的溶解，装置①的分液漏斗中添加浓硫酸较理想；装置①中反应前后通入N2的目的是反应前排净装置中的空气，反应后将装置中的SO2全部吹出。
方案二：
选择装置③和④进行实验时，是通过测量SO2的体积来测定纯度，所以还应选择一个排液装置，即装置⑤，为了减少气体在其中的溶解，此装置中应盛装饱和亚硫酸氢钠溶液；装置③中a管的作用是平衡压强，使分液漏斗中的液体顺利滴下，并使测量结果更精确。
（2）①依据影响化学反应速率的因素分析判断选项C、D正确。
②20.0gNa2SO3的物质的量是n（Na2SO3）＝20.0g÷126g/mol，由于元素守恒，所以反应产生的Na2S2O3的物质的量也是n（Na2S2O3）＝20.0g÷126g/mol，在70℃时，Na2S2O3的溶解度为212g，则饱和溶液的溶质质量分数是[212g÷（212g＋100g）]×100%，则20.0gNa2SO3形成的Na2S2O3溶液的质量为m＝{（20.0g÷126g/mol）×158g/mol}÷{[212g÷（212g＋100g）]×100%}，饱和溶液的密度为1.17g/cm3，所以形成的饱和溶液的体积V＝
＝31.5cm3。
答案：
（1）方案一：
⑥ 浓硫酸 反应前排净装置中的空气，反应后将装置中的SO2全部吹出
方案二：
⑤ 饱和亚硫酸氢钠溶液 平衡压强，使分液漏斗中的液体顺利滴下，并使测量结果更精确
（2）①CD ②V＝
＝31.5cm3
题组二 考查中和滴定拓展型实验题
2．（2017·高考天津卷）用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c（I－），实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a．准确称取AgNO3基准物4.2468g（0.0250mol）后，配制成250mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。
b．配制并标定100mL0.1000mol·L－1NH4SCN标准溶液，备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a．取待测NaI溶液25.00mL于锥形瓶中。
b．加入25.00mL0.1000mol·L－1AgNO3溶液（过量），使I－完全转化为AgI沉淀。
c．加入NH4Fe（SO4）2溶液作指示剂。
d．用0.1000mol·L－1NH4SCN溶液滴定过量的Ag＋，使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后，体系出现淡红色，停止滴定。
e．重复上述操作两次。
三次测定数据如下表：
实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN
标准溶液体积/mL
10.24
10.02
9.98
f.数据处理。
回答下列问题：
（1）将称得的AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有。
（2）AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是。
（3）
升级会员 