高考化学四海八荒易错集专题15化学实验方案设计与评价.docx

1、高考化学四海八荒易错集专题15化学实验方案设计与评价专题15 化学实验方案设计与评价1利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是()选项实验结论A稀硫酸Na2SAgNO3与AgCl的浊液Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S)B浓硫酸蔗糖溴水浓硫酸具有脱水性、氧化性C稀盐酸Na2SO3Ba(NO3)2溶液SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀D浓硝酸Na2CO3Na2SiO3溶液酸性：硝酸碳酸硅酸答案：B2利用下列实验装置可以达到实验目的的是()A此装置可以实现Cl2的制取、收集、尾气吸收B此装置可以实现乙酸乙酯的制取和收集C此装置可以形成CuZn原电池D此装置可证明H2CO3的酸性大于H2

2、SiO3解析：制取Cl2需要加热，且收集Cl2时导管应“长进短出”，A项不能达到实验目的；收集乙酸乙酯时导管口应置于饱和碳酸钠溶液的液面上，以防倒吸，B项不能达到实验目的；D装置没有排除挥发出的硝酸的干扰，D项不能达到实验目的。答案：C3Y形管是一种特殊的仪器，与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用下图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是()A玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶，参与反应Bc、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中，保证气体与Ba2充分接触CY形管乙中产生的为氧化性气体，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀De、f两管中的试剂可

3、以分别是浓氨水和NaOH固体答案：D 4实验室常用苯甲醛制备苯甲醇，其反应原理为：2C6H5CHOKOHC6H5CH2OHC6H5COOK可能用到的有关数据及实验装置图如下：分子式相对分子质量沸点()苯甲醛C7H6O106179苯甲醇C7H8O108205乙醚C4H10O7434.6实验步骤如下：向三颈烧瓶中加入适量KOH、水和2.12 g苯甲醛，按如图连接好装置，搅拌，加热，使反应充分进行。向三颈烧瓶中加入冷水，混匀，冷却。将混合溶液倒入分液漏斗，用乙醚萃取、分液。将乙醚层依次用10%碳酸钾溶液、水洗涤。将中得到的乙醚层倒入盛有少量无水硫酸镁的锥形瓶中，振荡、静置后将其转入蒸馏装置，先缓慢均

4、匀加热，然后收集205左右的馏分，最后得苯甲醇0.78 g回答下列问题：(1)实验时，搅拌的目的是_。冷凝管中的水应从_口进入(选填“a”或“b”)。(2)步骤中，最后用水洗涤的作用是_。将分液漏斗中两层液体分离开的实验操作方法是：先_，后_。(3)步骤中无水硫酸镁的作用是_。(4)步骤中先缓慢均匀加热的原因是_。(5)本实验中苯甲醇的产率为_%(保留一位小数)。答案：(1)使苯甲醛和氢氧化钾溶液混合均匀、加快反应速率a(2)除去KOH、苯甲酸钾和碳酸钾等杂质把下层液体从下口放出把上层液体从上口倒出(3)作干燥剂(或吸收水)(4)除去苯甲醇中混有的乙醚(5)72.25黄铜矿的主要成分是CuFe

5、S2(硫元素显2价、铁元素显2价)。实验室用黄铜矿为原料制取单质铜和铁红(Fe2O3)的流程如下：已知：CuFeS2O2CuFeSSO2FeS2HCl=FeCl2H2S(1)在实验室中，应将黄铜矿粉末放在_(填仪器名称)中焙烧。(2)将反应过程中产生的SO2和H2S通入如图所示装置中检验它们的性质。该实验证明SO2具有_性和_性。(3)欲选用下列部分装置在实验室中以MnO2和浓盐酸为原料制取纯净、干燥的氯气。圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为_。按气流方向由左到右，导管口连接顺序为a_。装置连接好后，在装药品前，需检验装置的气密性，具体方法是_。向滤液A中通入Cl2，某同学取通入Cl2后的溶液滴

6、加KSCN溶液，用来证明Cl2的氧化性比Fe3强的结论。该实验设计是否合理_(填“是”或“否”)，请用简要文字解释你的理由_。(4)若使用20 g黄铜矿粉末可制得8 g Fe2O3(铁红)，则该黄铜矿中含CuFeS2的质量分数是_(假设各步反应均完全进行且过程中无额外物质损耗)。答案：(1)坩埚(2)漂白氧化(3)MnO24H2ClMn2Cl22H2Obcghd关闭分液漏斗的活塞，将导气管插入水中，微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气否在通氯气前滤液A中就可能含有Fe3，无法确定Fe3一定是Fe2被Cl2氧化得来的(4)92% 6某小组同学用下图装置

7、进行实验研究(a、b、c表示止水夹)。请评价或完善其方案：(1)将装置A、C、E相连接，用MnO2和浓盐酸制取氯气，请回答：氯元素在周期表中的位置为_。A中反应的离子方程式为_。E中氢氧化钠溶液的作用是_。在C中加入适量的水可制得氯水。将所得氯水分成两份进行实验，其操作、现象和结论如下：实验序号实验操作现象结论将氯水滴入品红溶液中品红溶液褪色氯气有漂白性向氯水中加入碳酸氢钠粉末有无色气泡产生氯气与水反应的产物具有酸性实验推出的相应结论是否合理？_。若不合理，请说明理由(若合理，无需填写)： _。实验推出的相应结论是否合理？ _。若不合理，请说明理由(若合理，无需填写)： _。(2)将B、D、E

8、相连，在B中装浓硝酸和铜片，可制得NO2。B中反应的化学方程式为_。吸收多余的Cl2(尾气处理)不合理没有事先证明干燥的氯气有无漂白性不合理制取的氯气中含HCl气体，其溶于水也能与NaHCO3粉末反应产生气泡(2)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O易错起源1、实验方案的设计 例1 NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_。(2)按下图装置进行NH3性质实验。先打开旋塞1，B瓶中的现象是_，原因是_，稳定后，关闭旋塞1。再打开旋塞2，B瓶中的现象是_。(3)设计实验，探究某一种因素对溶液中NH4Cl

9、水解程度的影响。限选试剂与仪器：固体NH4Cl、蒸馏水、100 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)实验目的：探究_对溶液中NH4Cl水解程度的影响。设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中“V(溶液)”表示所配制溶液的体积)。物理量实验序号V(溶液)/mL11002100按实验序号1所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，则NH4Cl水解反应的平衡转化率为_(只列出算式，忽略水自身电离的影响)。答案(1) ACG(2) 产生白色的烟氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小

10、颗粒，氯化铵小颗粒形成白烟烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到B瓶中且呈红色(3)温度 物理量实验序号V(溶液) /mLNH4Cl质量(g)pH温度()1100mYT12100mZT2【变式探究】某研究小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：SO22NaOH=_。 (2)反应Cl2Na2SO32NaOH=2NaClNa2SO4H2O中的还原剂为_。 (3)吸收尾气一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在Cl、OH和SO42。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)

11、。提出合理假设。假设1：只存在SO32；假设2：既不存在SO32，也不存在ClO；假设3：_。设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 molL1 H2SO4、1 molL1NaOH、0.01 molL1 KMnO4、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液。实验步骤 预期现象和结论 步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 molL1H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中。 步骤2： 步骤3： 【答案】(1)Na2SO3H2O(2)Na2SO3 (3)只存在ClO 步骤2：向A试管中滴加12滴0.01 molL1 KMnO4溶液 (1)若溶液褪色，则假设1成

12、立；(2)若溶液不褪色，则假设2或3成立 步骤3：向B试管中滴加12滴淀粉KI溶液 (1)若溶液变蓝色，则假设3成立； (2)若溶液不变蓝色，结合步骤2中的(2)，则假设2成立 【名师点睛】设计实验方案有关顺序的选择(1)仪器连接的顺序所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。仪器是否齐全。例如制有毒气体或涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。安装顺序是否合理。例如是否遵循“自下而上，从左到右”的原则；气体净化装置中不应干燥后再经水溶液洗气。仪器间连接顺序是否正确。例如洗气时“进气管长，出气管短”；干燥管除杂质时“大口进，小口出”等。(2)实验操作的顺序连接仪器。按气体发生装置除杂质装置干燥

13、装置主体实验装置尾气处理装置顺序连接好实验仪器。检查气密性。在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查气密性的方法要依装置而定。【锦囊妙计，战胜自我】设计实验方案时应注意的问题(1)实验方面：净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止倒吸。进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)。防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)。防吸水(如实验中取用、制取易吸水、易潮解、易水解的物质时，需采取必要措施防止其吸水，以保证达到实验目的)。冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝

14、回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)。易挥发液体产物(导出时为蒸气)的及时冷却。仪器拆卸的科学性与安全性(从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)。(2)细节方面药品和仪器是部分或刚好给出还是有剩余若药品和仪器只部分给出，则应作必要的补充，若有剩余，则应进行筛选和淘汰。题目条件有无特殊要求如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。实验过程中的隐蔽性操作如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但容易被忽略。药品的规格有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最难答准确，如有些药品的准确描

15、述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。 会画简单的实验装置图考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“示意装置图”表示。易错起源2、 实验方案的评价 例2某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1 molL1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组提出了如下假设：假设一：溶液中的NO假设二：溶液中溶解的O2(1)验证假设该小组设计实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象实验步骤实验现象结论实验1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol/L

16、 BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体_实验2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol/L Ba(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体_假设一成立 (2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线如下图实验1中溶液pH变小的原因是_；V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)_。(3)验证假设二请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。 (4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3，氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计)，充分反应后两溶液的pH前者_(填“大于”或“

17、小于”)后者，理由是_。答案(1)无明显现象有白色沉淀 (2) SO2溶于水后生成H2SO33SO22NO2H2O=3SO2NO 4H (或 3H2SO32NO=2NO3SO4HH2O)(3)实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)：实验1：作为参照实验实验3：将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的25 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假设二成立，否则不成立 (4)小于反应的离子方程式表明，足量的O2和NO分别氧化相同量的H2SO3，生成H的物质的量前者多于后者(本题部分小题属于开放性试题，合理答案均给分) 【变式探究】氯化铜晶体(CuCl2xH2O)

18、是重要的化工原料，可用作反应的催化剂、消毒剂等。用孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物制备氯化铜晶体，方案如下：已知：I.Cu(OH)2、CuO开始分解的温度分别为80和900。.有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH如下表所示：金属离子 开始沉淀的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含有的金属离子有Cu2、Fe2、Fe3，则试剂最好为_(填字母)。a(NH4)2S bH2O2 cNaClO dCl2 (2)加试剂的目的是_，由溶液C获得CuCl2xH2O，需要经过加热浓缩、_、 过滤等操作

19、。(3)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2xH2O)中x值，有如下两种实验方案：方案一：称取a g晶体灼烧至质量不再减轻为止，冷却、称量所得无水CuCl2的质量为b g。方案二：称取a g晶体，加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、加热沉淀(控制温度约为120)至质量不再减轻为止，称量所得固体的质量为b g。则上述两种实验方案中，不合理的是_，原因是_。依据合理方案计算得x_(用含a、b的代数式表示)。【答案】(1)bd (2)调节溶液的pH在3.75.2，使Fe3全部转化为Fe(OH)3沉淀冷却结晶(3)方案一晶体加热时会部分水解【名师点睛】1选择：包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等

20、。仪器的选择包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂和顺序)、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择，包括种类、浓度、物质聚集状态等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。2评价：对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。3最佳方案的选择：所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。【锦囊妙计，战胜自我】实验方案设计与评价的常见题型,(1)利用给出的一些装好药品的单个实验装置，要求根据实验目的连接仪器，叙述现象并说明理由。(2)利用

21、给出的实验装置和反应条件，要求根据实验现象和物质的性质判断物质并书写化学反应方程式。(3)利用限定的仪器装置、药品，融气体制备、除杂、集气及设计操作程序、仪器连接、定量计算于一体，考查学生实验设计、实验操作和数据处理的能力。(4)给出部分实验环节，根据实验要求设计完整的实验或补充部分实验步骤。(5)根据实验目的、实验进行的条件，选取适当药品、仪器(或应用所指定的药品、仪器)完成某次指定的实验操作。(6)对给出的实验方案做出科学的评估，依据“仪器简单、操作方便、药品易得、节省试剂、现象明显、安全防污”选择最佳方案。(7)新情境实验题，运用已有知识解决新情境中的新问题，考查学生灵活运用知识的迁移能

22、力、自学能力、观察能力、实验能力和思维能力。 易错起源3、定量实验的设计 例3草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K15.4102，K25.4105。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色，熔点为101 ，易溶于水，受热脱水、升华，170 以上分解。回答下列问题：(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是_，由此可知草酸晶体分解的产物中有_。装置B的主要作用是_。(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。乙组同学的

23、实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、_。装置H反应管中盛有的物质是_。能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_。(3)设计实验证明：草酸的酸性比碳酸的强_。草酸为二元酸_。答案(1)有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊CO2冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验(2)F、D、G、H、D、ICuO(氧化铜) 前面澄清石灰水无现象，H中黑色粉末变红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊(3)向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生用NaOH标准溶液滴定草酸，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍【变式探究】CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。大理石主要成分为CaCO3，另外有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。完成下列填空：(1)用浓盐酸配制11(体积比)的稀盐酸(约6 molL1)，应选用的仪器是_。a烧杯 b玻璃棒c量筒 d容量瓶(2)上述装置中，A是_溶液，NaHCO3溶液可以吸收_