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第1讲　评价与探究型实验题
热点一　有关物质组成的评价与探究性实验题
【例1】　已知某白色粉末中含有CuSO4、K2SO4、NH4HCO3、NH4Cl、NaCl五种物质中的两种，且物质的量之比为1∶1。请完成下述探究混合物组成的实验。
限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、胶头滴管、药匙、酒精灯、火柴、试管夹、镊子；红色石蕊试纸、淀粉碘化钾试纸；1 mol·L－1硫酸、1 mol·L－1硝酸、1 mol·L－1盐酸、1mol·L－1 NaOH溶液、Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液、蒸馏水。
a．初步探究
取适量白色粉末于烧杯中，加入蒸馏水搅拌，混合物完全溶解，得到无色透明溶液A。用胶头滴管取少量溶液A于试管中，再滴加稀硝酸，溶液中有无色气泡产生；继续滴加过量稀硝酸至溶液中不再产生气泡，得到无色透明溶液B。
(1)用________(填实验仪器名称)取白色粉末于烧杯中。
(2)上述实验可以得到的初步结论是____________________________________________。
(3)CuSO4、NH4Cl的溶液呈酸性，有人认为二者属于酸，你的观点是_________________。
b．进一步探究
(4)请设计最简单的实验方案进一步确定该固体混合物的组成。叙述实验操作、预期现象和结论。
实验操作 预期现象和结论
(5)写出所有探究过程中可能发生的反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
在实验设计与评价试题中，有关检测物质组成的实验设计是最为常见的一类考题。需要注意的是，在离子检测、气化后的成分检测的过程中，要严格掌握离子检测、气体成分检测的先后顺序，防止各成分检验过程中的相互干扰。
解题思路：
①取少量固体试样 溶于水 检测固体中的阴、阳离子 得出实验结论。
②取少量固体试样 在氧气流等中反应 检测所产生的物质(如气体) 得出实验结论。
③取少量固体试样 溶于水配成溶液加 酸(或碱、盐)溶液使其气化(或沉淀)检测气体的成分(或沉淀性质) 得出实验结论。
注意事项：
①有水蒸气生成的，先检验水蒸气，再检验其他成分，如教材中C和浓H2SO4的反应，产物有SO2、CO2和H2O(g)，通过实验可检验三种气体物质的存在，但要注意检验SO2、CO2都要通过水溶液，对检验H2O(g)有干扰。
②对于需要进行转化才能检测的成分，如CO的检测，要注意先检测CO中是否含有CO2，如果有CO2，先除去CO2，接着对CO实施转化，最后再检测转化产物CO2，如HOOC－COOHCO2↑＋CO↑＋H2O(g)中CO的检测。
③若试题只给出部分药品和装置，则应需要给出必要的补充；若有剩余，则应进行筛选。
④如采用最合理的实验步骤，这些要求对考虑反应原理、选择药品和装置、确定操作步骤都做了限定，必须高度重视。
⑤要十分重视药品的名称，有些题目要求指出药品的名称，这类问题很难回答准确，如有些药品的准确描述为：无水硫酸铜、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。此外还应注意某些仪器的规格。
1．某研究性学习小组在网上收集到如下信息：钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究：
【实验】　将燃烧的钠迅速伸入到盛有装满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质。
【提出假设】　假设1：白色物质是Na2O。
假设2：白色物质是Na2CO3。
假设3：___________________________________________________________________(请你写出)。
【设计实验方案、验证假设】　该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究：
实验方案 实验操作 实验现象 结论
方案1 取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液 溶液变成红色 白色物质为Na2O
方案2 ①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液 出现白色沉淀 (此处不要求填写)
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液 无明显现象
【思考与交流】
(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是________________________________。
(2)通过方案1和方案2的实验，你认为上述三个假设中，________成立。你的理由是
________________________________________________________________________。
(3)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为________________________________________。
(4)乙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意乙同学的观点，并简述理由：________________________________________________________________________。
2．浓硫酸有强氧化性，铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。请你协助他们探究所得气体的成分。
Ⅰ　【提出猜想】
猜想1：所得气体中可能是SO2。
猜想2：所得气体中可能是__________。
猜想3：所得气体中可能是____________的混合气体。
Ⅱ　【实验探究】
(1)将所得气体通入如下装置
证明猜想3正确的实验现象是_________________________________________________。
(2)点燃余下的气体前，必须要进行的操作是_____________________________________。
(3)写出浓硫酸表现出强氧化性的化学反应方程式________________________________。
(4)如果把一定量的铁与浓硫酸加热时产生的气体通过装有过量Na2O2粉末的玻璃管，则玻璃管中反应的生成物可能含有(填化学式)__________________________________。
热点二　有关物质性质的评价与探究型实验题
【例2】　某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后，探究Cu的常见化合物的性质。过程如下：
【提出问题】
①在周期表中，Cu、Al位置接近。Cu不如Al活泼，Al(OH)3具有两性，Cu(OH)2也具有两性吗？
②通常情况，＋2价Fe的稳定性小于＋3价Fe，＋1价Cu的稳定性也小于＋2价Cu吗？
③CuO有氧化性，能被H2、CO等还原，也能被NH3还原吗？
【实验方案】
(1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、________、________(填试剂名称)，同时进行相关实验。
(2)解决问题②的实验步骤和现象如下：取98 g Cu(OH)2固体，加热至80～100 ℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量，A的质量为72 g，则A的化学式为____________。向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在。
(3)为解决问题③，设计的实验装置为(夹持及尾气处理装置未画出)：
实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知，同时生成一种无污染的气体。
【实验结论】
(1)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是_________________________。
(2)根据实验方案(2)，得出的+1价Cu与+2价Cu稳定性大小的结论是：在高温时　　　　　　　　　，在酸性溶液中　　　　　　　　　　　。
(3)CuO能够被NH3还原。
【问题讨论】
有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验检验NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A
　物质性质的探究与评价类试题主要是先在题干中给出某物质的部分性质，然后让考生判断是什么物质，具有哪些性质，并且通过相关实验定性和定量探究与评价。解题时，首先要明确实验目的，然后结合所给实验装置或实验步骤分析反应原理，分析出可能具有哪些性质、能用哪些方法来验证、方案是否完整合理、有无干扰现象、经济上是否合算和是否存在环境污染等问题，最后整理出解题思路。该试题主要分为两类。
1．性质实验验证型
　 设计性质实验方案可分为多种情况：一是已知物质的性质，设计实验验证物质的某些性质；二是已知某类物质的结构(或含有的官能团)，设计性质实验来验证这类物质的结构；三是根据性质设计定量实验；四是根据物质性质验证化学原理(理论)或根据化学原理来验证物质的某些性质。因此设计性质实验方案的程序可分为如下两种情况：
(1)根据物质性质设计性质实验方案
(2)根据物质的结构(官能团)设计性质实验
2．性质实验探究型
设计性质探究实验方案时应注意：
(1)实验方案要可行。
要尽量避免使用高压和特殊催化剂等实验室难以达到的条件，实验方案要简单易行。
(2)实验顺序要科学。
要对各个实验步骤进行统一的规划和安排，保证实验的准确和高效。同时要减少副反应的发生和避免实验步骤间的干扰。
(3)实验现象要直观。
如“证明醋酸是弱电解质”的实验，可配制一定浓度的CH3COONa溶液，用pH试纸测溶液的pH，通过测定的结果pH＞7从而得出结论，既操作简便又现象明显。
(4)实验结论要可靠。
要反复推敲实验步骤和多方论证实验结果，做到实验结论准确可靠。
3. 某同学为了探究碳酸的酸性强弱，设计了如图所示的装置。
(1)A为碳酸钙，B为浓醋酸，C为硅酸钠溶液，实验现象：C中产
生白色胶状沉淀。由此可得出结论：醋酸的酸性比碳酸的酸性强。
你认为这个结论合理吗？　　　　(填“合理”或“不合理”)，原
因是______________________________________________________________________，
改进的方法是_______________________________________________________________
(若认为合理，此空可不填)。
(2)少量CO2与硅酸钠溶液反应，对其除硅酸沉淀外的反应产物，不同的同学持有不同的观点：甲同学认为是碳酸钠、乙同学认为是碳酸氢钠。请设计一个简单的实验验证：
________________________________________________________________________。
(3)若A为NaHCO3，B为稀硫酸，C为漂白粉溶液，实验现象为C中产生白色沉淀，文献资料的观点是，该实验能证明碳酸比次氯酸的酸性强。小明则认为该实验不能证明碳酸一定比次氯酸的酸性强。他的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。本实验告诉我们：在保存漂白粉时要注意的事项是　　　　　　　　　　　。
(4)在常温下高锰酸钾能将浓盐酸氧化成Cl2。若将A改为KMnO4，B改为浓盐酸，C改为淀粉 KI溶液，　　　　(填“能”或“不能”)用此装置来验证氯元素、碘元素的非金属性强弱，若不能，需如何改进　　　　(若能，此问不用回答)。
4．硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称海波，它可看成是用一个硫原子取代了Na2SO4中的一个氧原子而形成的。某校化学研究性学习小组运用类比的思想，通过实验探究Na2S2O3的化学性质。
【提出问题】　Na2S2O3与Na2SO4结构相似，化学性质是否也相似呢？
【实验探究】　取适量Na2S2O3晶体，溶于水中制成Na2S2O3溶液，进行如下探究。
实验操作 实验现象 现象解释(用离子方程式表示)
探究① A.____________ a.溶液pH＝8 i.____________
B.向pH＝2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液 b.______ ii.S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
探究② C.向新制氯水(pH＜2)中滴加少量Na2S2O3溶液 c.氯水颜色变浅 iii.__________
【实验结论】
探究①：_____________________________________________________________________。
探究②：_____________________________________________________________________。
【问题讨论】
(1)甲同学向探究②反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成，并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化，你认为该方案是否正确并说明理由：____________________。
(2)请你重新设计一个实验方案证明Na2S2O3被氯水氧化。你的方案是________________________________________________________________________。
热点三　有关物质制备的评价与探究型实验题
【例3】　(2011·大纲全国卷，29)请回答下列实验室中制取气体的有关问题。
(1)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、C、D的作用分别是：
B________________________________________________________________________；
C________________________________________________________________________；
D________________________________________________________________________。
(2)在实验室欲制取适量NO气体。
①下图中最适合完成该实验的简易装置是　　　　　(填序号)；
②根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：
应加入的物质 所起的作用
A
B
C
D
③简单描述应观察到的实验现象_____________________________________________。
(1)有关物质的制备，特别是有关气体的制备及性质实验是高考中考查的重要内容。学生应掌握的气体制备实验有：三种单质(H2、O2、Cl2)的制备；三种氢化物(HCl、H2S、NH3)的制备；五种氧化物(CO2、SO2、NO2、NO、CO)的制备；两种有机物(C2H4、C2H2)的制备。复习时，除了掌握好教材中经典的制备方法外，还应对药品选择、反应原理进行拓展和创新。
(2)常见气体的制取流程
(3)实验装置总思路
(4)信息类物质制备思考方法：①浏览全题，确定目的，②注意表格信息及后续设问中的提示性信息，并在分析和解题中随时进行联系和调用。③分析并思考从原料到产品依次进行的反应，利用的反应原理，目标产物与副产物的关系等。
5．气体是物质聚集状态的重要形式之一，在实验室或工业上经常需制备气体。以下是某同学设计的实验室制备氨气的一些装置。
(1)上面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中不能得到氨气的是__________。
(2)利用B装置和下列提供的试剂，能制备的下列气体有__________(填气体的化学式)。
气体 所用试剂
SO2 NaHSO3(固)＋H2SO4(浓)
Cl2 MnO2(固)＋HCl(浓)
H2S Na2S(固)＋H2SO4(浓)
O2 Na2O2(固)＋H2O
(3)实验室制备、收集干燥的NO2，所需仪器如图所示，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→____→____→____→____→f。装置D的作用是____________，装置E中盛放的溶液是________。制备时，烧瓶中装少量铜片，从分液漏斗向烧瓶中滴加浓硝酸，烧瓶中的现象是________________________________________________________________。
6．高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下：
(1)制备MnSO4溶液：在烧瓶中(装置见上图)加入一定量MnO2和水，搅拌，通入SO2和N2混合气体，反应3h。停止通入SO2，继续反应片刻，过滤(已知MnO2+H2SO3===MnSO4+H2O)。
①石灰乳参与反应的化学方程式为____________________________________________。
②反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有　　　　　　　　　　、_________________________。
③若实验中将N2换成空气，测得反应液中Mn2+、SO的浓度随反应时间t变化如下图。导致溶液中Mn2+、SO的浓度变化产生明显差异的原因是________________________。
(2)制备高纯MnCO3固体：已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100 ℃开始分解；Mn(OH)2开始沉淀的pH＝7.7。请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂：Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________；
⑤低于100 ℃干燥。
热点四　有关化学原理的评价与探究型实验题
【例4】　溴水和氯化铁溶液均是中学化学实验中的常用试剂，浓度较小时，两种溶液均呈黄色。在探究铁的化合物的相互转化时，进行下列实验。
实验操作：向足量20 mL的FeSO4溶液中，滴入几滴浓溴水，振荡。
实验现象：溶液由浅绿色变成黄色。
(1)对该实验现象的解释
①如果发生了化学反应，则使溶液呈黄色的物质是________(填化学式，下同)；
②如果未发生化学反应，则使溶液呈黄色的物质是________。
(2)通过进一步实验，可证明溴水和FeSO4溶液是否发生反应。下列是设计的一些实验方案和预测：
操作 预期现象及结论
方案1 取少量黄色溶液，加入NaOH溶液 如果生成红褐色沉淀，则说明已发生了反应
方案2 取少量黄色溶液，加入淀粉 碘化钾溶液 如果溶液变蓝色，则说明未发生反应
方案3 取少量黄色溶液，加入四氯化碳，振荡 如果下层溶液呈橙红色，则说明___
①方案1是否合理？________(填“是”或“否”)。
方案2中，由于存在反应_______________________________________________________
(用离子方程式表示)，所以预测结论不正确。
②请另外设计一个合理方案，证明已经反应。将有关内容填入下表。
实验操作 预期现象及结论 解释现象的离子方程式
有关实验原理的探究与评价类试题的思维方法。
(1)实验设计的思维方法
①明确实验目的和原理，选择合理仪器及试剂，采取恰当操作步骤。
②实验原理的探究与评价常有干扰因素，要设计合理方案，排除干扰因素，保证达到实验目的。
③审题仔细，识别信息，合理迁移。
④方案设计要前后联系，防止片面，造成失误。
(2)实验方案评价的思维方法
①从实验原理上评价，实验方案要符合原理，保证达到实验目的。
②从操作步骤，实验现象上评价，实验方案要步骤简单，现象明显。
③从环境保护上评价，实验方案的设计要充分体现出环保意识。
④从节能、安全可靠上评价，实验方案的设计要节约能源，节省原料且安全可靠。
7．实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中加热，使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。
(1)为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为___________________________，
为了吸收该反应中产生的尾气，请选择下列中合适的装置________________。
(2)为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：第一组：空气为氧化剂法
方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器X中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。
方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加入物质甲调节pH，铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1，就认为沉淀完全。已知：Ksp[Fe((OH)3]≈10-38)，然后过滤、浓缩、结晶。
请回答下列问题：
①方案1中的仪器X名称是__________________________________________________。
②方案2为了使铁离子全部沉淀，应调节pH至少为________。
③方案2中甲物质可选用的是 (　　)
A．CaO　　 B．NaOH　　 C．CuCO3　　 D．Cu2(OH)2CO3　
E．Fe2(SO4)3
④方案2中加入少量FeSO4可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因_____________。
第二组：过氧化氢为氧化剂法
将3.2 g铜丝放到45 mL 1.5 mol·L－1的稀硫酸中，控温在50 ℃加入18 mL 10%的H2O2反应0.5 h，升温到60 ℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O 10.5 g。
请回答下列问题：
⑤反应时温度控制在50～60 ℃不宜过高的原因是_______________________________。
⑥本实验CuSO4·5H2O的产率为__________。
8．某研究性学习小组的同学对铜与浓硫酸的反应进行探究，
实验的部分装置如图所示：
[探究一]
(1)将6.4 g铜片和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶
中共热，直到无气体生成为止，该小组的甲同学根据所学的化学知识认为还有一定量的
硫酸剩余。
甲同学认为硫酸剩余的理论依据是　　　　　　　　。
(2)下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有硫酸剩余的是________(填编号)。
a．铁粉 b．氯化钡溶液
c．银粉 d．碳酸氢钠溶液
[探究二]
为定量测定当剩余硫酸浓度不大于何值时，铜与硫酸就不能反应，甲、乙两位同学进行了如下设计：
(3)甲同学设想“先测定生成SO2的量，然后计算剩余硫酸的浓度”，他设计了如下四种测定SO2的量的方案。
a．将产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称量，发现干燥管质量增加m1 g。
b．将产生的气体缓缓通入足量硫酸酸化的KMnO4溶液中，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称得沉淀的质量为m2 g。
c．用排CCl4的方法测定产生气体的体积V L(标准状况)。
d．将气体缓缓通入足量硝酸钡溶液中，然后过滤、洗涤、干燥、称得沉淀的质量为m3 g。
经仔细分析后，发现有几种方案是不合理的，请填写下表(可以不填满也可以增加栏数)：
序号 不合理的原因 改进措施
(4)乙同学设计的方案：分离出反应后的溶液(假定反应前后烧瓶中溶液的体积不变)并加蒸馏水稀释至1 000 mL，取20.00 mL于锥形瓶中，滴入2～3滴酚酞指示剂，用标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5)，但这种方法不能求出余酸的浓度，理由是_____________________________________________________________________。
(5)利用(3)中所选方案中的数据(若你认为方案不止一种，则任选其中一种)，计算出与铜反应的硫酸的最低浓度为(溶液体积的变化忽略不计)________。
答案
典例剖析
【例1】　(1)药匙　(2)该混合物中肯定含有NH4HCO3，肯定不含CuSO4
(3)从两种物质的组成和性质来看，CuSO4、NH4Cl不是酸而是盐，只是由于Cu2＋、NH＋4的水解导致溶液呈酸性
(4)
实验操作 预期现象和结论
向溶液B中滴加Ba(NO3)2溶液 如果产生白色沉淀，说明原白色粉末中含有K2SO4；如果没有白色沉淀产生，说明原白色粉末中不含K2SO4，含有NaCl或NH4Cl
取少量原白色粉末于试管中，将试管置于酒精灯上充分加热 如果试管底部有固体残留，说明原白色粉末中含有NaCl；如果试管底部无固体残留，说明原白色粉末中含有NH4Cl
(5)HCO＋H＋===CO2↑＋H2O、SO2－4＋Ba2＋===BaSO4↓
【例2】　【实验方案】(1)HCl溶液　NaOH溶液　(2)Cu2O
【实验结论】
(1)Cu(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液
(2)＋1价Cu比＋2价Cu稳定　＋2价Cu比＋1价Cu稳定
【问题讨论】
取NH3与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无。
【例3】　(1)向上排空气收集氯气　安全瓶作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中　吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境
(2)①Ⅰ
②
应加入的物质 所起的作用
A 铜屑和稀硝酸 制取NO气体
B 水 排水收集NO气体
C 主要是接收B中排出的水
D
③反应开始时，A中铜屑表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；A管上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随着反应的进行又逐渐变为无色；A中的液体由无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯C中
【例4】　(1)①Fe3＋　②Br2
(2)未发生反应
①否　2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
②
实验操作 预期现象及结论 解释现象的离子方程式
取少量黄色溶液，滴加KSCN溶液 溶液变为血红色，则说明发生了反应 Fe3＋＋3SCN－=== Fe(SCN)3
热点精练
1．假设3：白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物
(1)Na2CO3溶液显碱性，也会使酚酞变红
(2)假设2　方案2①中出现的白色沉淀是CaCO3，所以燃烧后的白色产物中有Na2CO3存在；
方案2②中滴加无色酚酞试液无明显现象，说明燃烧后的白色产物中没有Na2O存在
(3)4Na＋3CO22Na2CO3＋C
(4)不同意，因为反应物中无氢元素(或违背质量守恒定律)(其他合理解释也给分)
2．Ⅰ猜想2：H2　猜想3：SO2和H2
Ⅱ(1)甲中KMnO4溶液褪色，乙中KMnO4溶液颜色不变(或变浅但不完全褪色)；试管中收集到无色气体
(2)验纯
(3)2Fe＋6H2SO4Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O
(4)Na2SO4、Na2SO3、NaOH、O2(其他合理答案也得分)
3．(1)不合理　醋酸具有挥发性，C中生成的白色胶状沉淀可能是Na2SiO3与醋酸反应所得　在A与C之间增加盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶(其他合理答案也可)
(2)取C中反应后的上层溶液少许于试管中，加入氯化钙溶液，若有白色沉淀生成，则甲同学观点正确；若无明显现象，则乙同学观点正确
(3)CO2溶于水，与Ca(ClO)2反应生成难溶于水的CaCO3，减小了溶液中的离子浓度，使反应能够发生　密封、干燥
(4)不能　增加尾气的处理装置，因为Cl2扩散到空气中会导致大气污染
4．【实验探究】　A．用洁净的玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液点在pH试纸中部，将试纸颜色与标准比色卡对照
i．S2O＋H2O??HS2O＋OH－(二级水解方程式可不写)　b．有淡黄色沉淀生成和无色有刺激性气味气体产生
iii.S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO2－4＋8Cl－＋10H＋
【实验结论】　探究①：Na2S2O3溶液呈碱性，能与强酸反应　探究②：Na2S2O3具有还原性
【问题探讨】　(1)不正确，因氯水过量，氯水中含有Cl－，可以与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀　(2)取少量探究②反应后的溶液，向其中加入氯化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生，则说明Na2S2O3能被氯水氧化
5．(1)AC　(2)SO2、O2　(3)d　e　c　b　防止E中的溶液倒吸到B中　NaOH溶液　铜片和浓硝酸剧烈反应，放热；产生大量红棕色气体，得到蓝色溶液，铜片逐渐溶解
6．(1)①Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O
②控制适当的温度　缓慢通入混合气体
③Mn2＋催化O2与H2SO3反应生成H2SO4
(2)①边搅拌边加入NaHCO3(或Na2CO3)，并控制溶液pH<7.7
②过滤，用少量水洗涤2～3次
③检验SO2－4是否被洗涤除尽
④用少量C2H5OH洗涤(凡合理答案均可)
7．(1)3∶2　B
(2)①坩埚　②3　③CD
④4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
⑤防止双氧水分解
⑥84%
8．(1)随着反应的进行，浓硫酸会变成稀硫酸，而稀硫酸不与铜反应　(2)ad
(3)
序号 不合理的原因 改进措施
a 被碱石灰吸收的除了SO2外还有水蒸气 先将混合气体通过浓硫酸后再通过碱石灰
b 硫酸酸化的KMnO4溶液中的SO2－4也会转化为BaSO4 用HNO3酸化的KMnO4溶液代替硫酸酸化的KMnO4溶液
(4)在pH＝5时能形成Cu(OH)2沉淀，会消耗一部分OH－
(5)(18－) mol·L－1
或(18－) mol·L－1第2讲　工艺流程分析型实验题
明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量的氧化铁杂质。具体实验流程如下：
请回答下列问题：
(1)操作1所用到的玻璃仪器的名称是__________________________________________。
(2)由溶液3制取氢氧化铝的离子方程式为______________________________________。
(3)明矾石焙烧时产生SO2，请你写出能验证SO2具有还原性且实验现象明显的化学方程式：________________________________________________________________________。
(4)请你写出验证溶液1中有NH的实验过程：____________________________________。
(5)实验室用Fe2O3与CO反应来制取单质Fe。①请按气流由左到右的方向连接下列各装置，顺序为A→________。②检查装置A气密性的方法是___________________________。③在点燃B处的酒精灯前，应进行的操作是__________________。④装置C的作用是__________________ _____________________。
工艺流程的命题来源很广，与各个知识模块的结合点较多，因此分析工业生产工艺流程题时，应将流程路线，试题设问和理论知识有机结合起来，它常常结合工艺流程考查基本化学实验问题，可以说它是无机框图题的创新。流程的呈现形式有：
①操作流程　②物质变化流程　③装置流程。
解题时首先要明确原料和产品(包括副产品)，即箭头进出方向，其次依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应——知其然，弄清有关反应原理，明确目的(如沉淀反应、除杂、分离)——知其所以然，最后联系储存的知识，有效进行信息的利用，准确表述和工整书写。由于工艺流程常与溶液的配制、物质的分离及定量测定等基本操作有机结合起来，所以复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的信息，准确答题。
1．(2009·山东理综，30)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：
请回答下列问题：
(1)溶液A中的金属离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为________(填代号)，检验溶液A中Fe3＋的最佳试剂为________(填代号)。
a．KMnO4 b．(NH4)2S
c．H2O2 d．KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、________、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是________。
(3)制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)________(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列__________装置回收(填代号)。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应　　　　　，直到_________________________________________________________。
用KMnO4标准溶液滴定时应选用　　　　滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
2．过氧化钙可以用于改善地表水质，处理含重金属粒子废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等。工业上生产过氧化钙的主要流程如下：
已知CaO2·8H2O呈白色，微溶于水，加热至350 ℃左右开始分解放出氧气。
(1)用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是___________________________________；
(2)检验“水洗”是否合格的方法是_____________________________________________；
(3)沉淀时常用冰水控制温度在0 ℃左右，其可能原因是(写出两种)：
①______________________；②________________________________________________________________________。
(4)测定产品中CaO2的含量的实验步骤：
第一步：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol·L－1的H2SO4溶液，充分反应。
第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步：逐滴加入浓度为c mol·L－1的Na2S2O3溶液至反应完全，消耗Na2S2O3溶液V mL。
【已知：I2＋2S2O＝2I－＋S4O】
①CaO2的质量分数为____________(用字母表示)；
②某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO2的质量分数可能________(填“不受影响”、“偏低”或“偏高”)，原因是________________________________________________________________________。
3．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：
(1)将NaCl溶液进行电解，在电解槽的阴极区获得的产品有________________(填化学式)。
(2)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的是_____________________。
(3)某化学小组的同学为了了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59 ℃。微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，设计了如下实验装置：
①图中仪器B的名称是________，冷却水的出口为______(填“甲”或“乙”)。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是______________。
③C中液体的颜色为______________。
④D装置的作用是__________________。
第1讲　评价与探究型实验题
第2讲　工艺流程分析型实验题
1．实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是__________。
2．实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置__________(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置______________(填代号)。
可选用制备气体的装置：
3．铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药物不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：
(1)试剂Ⅰ是__________。
(2)加入KSCN溶液后，在未加新制氯水的情况下，溶液中也产生了红色，其可能的原因是________________________________________________________________________。
(3)在实验中发现放置一段时间后，溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究溶液褪色的原因，甲、乙、丙三位同学首先进行了猜想：
编号 猜想
甲 溶液中的＋3价Fe又被还原为＋2价Fe
乙 溶液中的SCN－被过量的氯水氧化
丙 新制氯水具有漂白性，将该溶液漂白
基于乙同学的猜想，请设计实验方案，验证乙同学的猜想是否正确。写出有关的实验操作、预期现象和结论。
编号 实验操作 预期现象和结论
4. 根据要求完成下列各小题的实验目的，a、b为活塞，加热及固定装置已略去。
(1)验证碳、硅非金属性的相对强弱。
①连接仪器、　　　　　　　　　　　、加药品后，打开a，关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。
②铜与浓硫酸反应的化学方程式是____________________________________________，
装置A中的试剂是　　　　　　　。
③能说明碳的非金属性比硅的非金属性强的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①(1)中①操作改为打开b，关闭a，其他不变。
②H2S溶液中有浅黄色浑浊出现，其化学反应方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③BaCl2溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入表中相应位置。
滴加的溶液 氯水 氨水
沉淀的化学式
写出其中SO2显还原性生成沉淀的离子方程式：________________________________。
5．纯碱、烧碱等是重要的化工原料。
(1)利用右图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应：将A与B连接，打开止水夹将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是______________，反应的离子方程式是________________________________________________________________。
(2)向100 mL 2 mol·L－1的NaOH溶液中通入一定量CO2，充分反应后将溶液在一定条件下蒸发结晶，得到少量的白色固体。试设计实验确认该白色固体的成分。
①提出合理假设。
假设1：该白色固体为NaOH和Na2CO3；
假设2：该白色固体为Na2CO3；
假设3：该白色固体为NaHCO3；
假设4：该白色固体为____________。
②基于假设1，设计实验方案进行实验证明固体的成分是NaOH和Na2CO3。请在答题卡上写出实验步骤及预期现象和结论。(步骤可不填满也可增加)
限选实验试剂及仪器：1 mol·L－1HCl溶液、1 mol·L－1MgCl2溶液、0.5 mol·L－1BaCl2溶液、1 mol·L－1Ba(OH)2溶液、甲基橙试液、酚酞试液、试管、胶头滴管、过滤装置。
实验步骤 预期现象和结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
6. 过碳酸钠，俗称固体双氧水，被大量应用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等行业中，它的制备原理和路线如下：
2Na2CO3＋3H2O2===2Na2CO3·3H2O2　ΔH＜0
　 　 　
　　　　　↓ 　　　　↓
→→→
　　　↑　　　　　　　　　　　　 ↓
　 　　　　　　　　　　
请回答下列问题。
(1)与过碳酸钠的用途相关的化学性质是________________________________________。
(2)下列物质可使过碳酸钠较快失效的是________。
a．MnO2 b．H2S
c．稀硫酸 d．NaHCO3
(3)加入NaCl的作用是_______________________________________________________。
(4)工业纯碱中含有Fe3＋等杂质，加入稳定剂的作用是与Fe3＋生成稳定的配合物，Fe3＋对反应的不良影响是___________________________________________________________。
(5)反应的最佳温度控制在15～20 ℃，温度偏高时造成产率低的原因可能是________________________________________________________________________，
温度偏低时造成产率低的原因可能是__________________________________________。
(6)以上流程中遗漏了一步操作，造成所得产品纯度偏低，该步操作的名称是______________。进行该操作的方法是__________________________________。
(7)抽滤也称吸滤或减压过滤，是一种实验室常用的过滤方
法。如图为减压过滤装置图。
①抽滤能加快过滤速度的原因是____________________。
②写出图中A、B、C三种仪器的名称：
A　　　　　　、B　　　　　、C　　　　　　。
③吸滤完毕时，应先拆下B与C或C和抽气泵间的橡皮
管，然后关闭水龙头，其原因是_________________________________________________。
7．硫酸亚铁铵(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O是一种重要化学试剂，实验室用除去锌镀层的铁片来制取硫酸亚铁铵，流程如下：
请回答下列问题：
(1)确定锌镀层被除去的标志是____________________；
计算上述铁片锌镀层的厚度，不需要的数据是____________(填序号)。
a．锌的密度ρ(g·cm－3) b．镀锌铁片质量m1(g)
c．纯铁片质量m2(g) d．镀锌铁片面积S(cm2)
e．镀锌铁片厚度h(cm)
(2)上述流程中：操作 Ⅰ 是取出铁片、________、________、称量。
(3)A物质可以为________(填编号)。
a．CuCl2 b．CuO c．Cu(NO3)2 d．CuSO4
(4)用无水乙醇洗涤潮湿的硫酸亚铁铵晶体是为了除去晶体表面残留的水分，不用加热烘干的原因是________________________________________________________________。
(5)鉴定所得晶体中含有Fe2＋、NH、SO离子的实验方法正确的是________(填编号)。
a．取少量样品于试管，加水溶解，通入适量Cl2，再加KSCN溶液，观察现象
b．取少量样品于试管，加水溶解，加入NaOH溶液，露置于空气中，观察现象
c．取少量样品于试管，加水溶解，加入浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，观察试纸颜色的变化
d．取少量样品于试管，加水溶解，加入盐酸后再加入BaCl2溶液，观察现象
答案
典例剖析
(1)玻璃棒、烧杯和漏斗　(2)AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO　(3)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl(其他合理答案也可)　(4)取少量溶液1，加入浓NaOH溶液后加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明有NH＋4(其他合理答案也可)　(5)①E→B→C→D　②将导气管插入水槽中，关闭弹簧夹a和活塞b，微热圆底烧瓶，导管口有气泡产生，撤去热源，导管中形成一段水柱　③检查CO的纯度　④除去CO中的CO2，有利于点燃CO
热点精练
1．(1)c　d
(2)冷却结晶　引流
(3)NH3 (或NH3·H2O)　bd
(4)平视凹液面(或平视刻度线)　凹液面的最低处与刻度线相切　酸式
2．(1)CaCl2＋H2O2＋2NH3＋8H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl
(2)可取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀
(3)①温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率
②该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2·8H2O的产率
(4)①　②偏高　③滴速太慢，S2O在滴定过程中被氧气氧化
3．(1)H2、NaOH　(2)提高溴的富集程度
(3)①冷凝管　　甲　②Br2腐蚀橡胶
③深棕红色或红棕色　④吸收尾气
课时规范训练
1．bd
2．e　d
3．(1)稀盐酸(或稀硫酸)
(2)部分Fe2＋被空气中的氧气氧化成Fe3＋
(3)
编号 实验操作 预期现象和结论
① 取少量褪色后的溶液，加入KSCN溶液 如果溶液变血红色，说明乙同学的猜想是合理的；如果溶液不变血红色，说明乙同学的猜想是不合理的
(其他合理答案也可)
4．(1)①检查装置气密性　②Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　酸性KMnO4溶液　③A中酸性KMnO4溶液颜色变浅，盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀
(2)②2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O　③BaSO4　BaSO3　Ba2＋＋SO2＋Cl2＋2H2O===BaSO4↓＋4H＋＋2Cl－
5．(1)水沿导管由广口瓶进入烧瓶(或水倒吸进入烧瓶)　2OH－＋CO2===CO2－3＋H2O(或OH－＋CO2===HCO)　(2)Na2CO3和NaHCO3
实验步骤 预期现象和结论
步骤1：取少量白色固体于试管中，加适量水溶解，再加0.5 mol·L－1BaCl2溶液至过量 产生白色沉淀，说明固体中含有Na2CO3；
步骤2：过滤，取少量滤液(或：静置，用胶头滴管取上层清液少许)于试管中，再向试管中滴加1～2滴酚酞试液 溶液变红色，说明固体中含有NaOH
6. (1)强氧化性(漂白性)
(2)a、b、c
(3)使2Na2CO3·3H2O2在水中的溶解度降低，析出更多晶体
(4)催化双氧水的分解
(5)温度偏高时双氧水易分解　温度偏低时反应缓慢
(6)晶体的洗涤　向过滤器中加蒸馏水至刚好淹没沉淀，静置，待水自然流出后，再重复操作2～3次
(7)①因为通过抽气泵(或其他方法)使过滤器下方的压强降低，滤液上下压强差增大，从而加快过滤的速度　②布氏漏斗　抽滤瓶　安全瓶　③防止倒吸
7．(1)反应速率突然减小(或铁片表面生成的气泡突然减少)　e　
(2)洗涤　烘干(或干燥)
(3)b、d
(4)避免加热过程中晶体受热分解(或被氧化)
(5)b、c、d第4讲　实验作图题
热点一　化学实验装置图绘制方法
一、化学实验装置图绘制的基本要求
1．仪器造型科学规范，比例合适
常用仪器造型要科学，画法要形象、规范。整个化学实验装置图中所绘制的各种仪器大小比例要合适，同一仪器各部分的大小比例亦要合适。
2．组合正确，画面整洁
在绘制化学实验装置图时，要能体现所有的各种仪器和连接部件组装正确，布局合理，使用科学。在同一图形中，各种仪器的绘制线条粗细应一致，画面要洁净，并能清楚地反映出各种仪器的特征形象。
二、图形的基本画法
1．常用仪器图的画法
(1)标准画法。实验室中所用的仪器种类众多，大小各异，但平面直视每个单仪器，它们都具有比较统一的比例形体。如果要获得比较标准满意的图形，就必须掌握各种仪器的体形比例，防止绘画过程中的高矮胖瘦现象。在绘制时往往要借助直尺、圆规等绘图工具。
图1　几种常见玻璃仪器的绘制比例
(2)习惯画法。习惯画法的要点是“画中线、点两边、校比例、再连线”。很多仪器是对称结构，因此，首先画出一条辅助中线，然后根据仪器的体形在中线的两边点出图形的隐视轮廓，再轻笔连接轮廓点，正视图形，校正比例，直至令人满意，再用实线修饰描成，最后擦去多余的部分。
图2　仪器的习惯画法举例
方法要点仪器 画中线 点两边 校比例 再连线
广口瓶
锥形瓶
(3)简笔画法。简笔画法的要点是“直线画、曲线点、成草图、描实线”。即把正视仪器的直线部分直接画出，曲线部分用点“点”的方法画出，轻笔勾画出图形的草图后再用实线修饰描成，最后擦去多余的部分。
图3　仪器的简笔画法举例
方法要点仪器 直线画 曲线点 成草图 描实线
圆底烧瓶
分液漏斗
2. 实验装置图的绘制
许多实验都是由多种仪器组装串连而成的，这类图形较单仪器绘制难度大，但只要掌握了绘制方法程序，画起来还是得心应手的。实验装置图绘制的方法程序是“一定位置二绘图，三画连接四修补”。
(1)整体图形的布局。在画图之前，必须对实验装置实物造型心中有数，绘制时，以水平线为基准，画出确定上下左右仪器位置的辅助线。仪器位置直接影响着图形的美观，各仪器离得太远，图形显得松散，离得太近又显得拥挤，所以定位置是绘制的关键。
(2)绘分仪器图。采取上述任意一种画法，画出各仪器的图形，绘制时应注意同一图面上各仪器间的大小配套与协调统一。
(3)画连接部分。最基本的连接仪器有带导管的塞子，玻璃导管、乳胶管等，通过连接使整个装置图浑然一体。
(4)修饰补正。草图框架轮廓成形后，进行药品填充，现象标明，线条描实等细节绘制，使整个图形尽量达到完美无缺。
3．实验装置图的画法举例——氯气的实验室制法
三、画制备气体装置图的易错点
易错点1　选择试剂不合理、导管位置出错
【例1】　研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。根据反应Na2SO3(s)＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O制SO2气体。用下列简图，画出制备并收集SO2的实验装置(含试剂)示意图。
错解：如图甲，收集气体的方法错误，应长导管进，短导管出；二氧化硫在水中溶解度不是很大(1∶40)，应用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫；氢氧化钠与二氧化硫反应较慢，不用防倒吸装置。
正解：装置如图乙
易错点2　气体净化顺序、尾气处理等错误
【例2】　设计实验用二氧化锰与浓盐酸制备纯净、干燥的氯气，其他药品和试剂任选。在下面虚线框中，有分液漏斗和圆底烧瓶组成的气体发生器，请在虚线框内的发生装置之后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置、连接胶管不必画出，需要加热的仪器下方用△标出)，其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下：
错解1：如图A碳酸氢钠溶液呈碱性，能吸收氯气；没有尾气处理装置。
错解2：如图B先干燥，后除氯化氢，收集气体带有水蒸气；集气瓶密闭，空气无法排出，易发生危险。
正解：装置如图C。
【例3】　(2010·全国理综Ⅰ，29)请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。
(1)在下面方框中，A表示由长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器，请在A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置，连接胶管及尾气处理部分不必画出，需要加热的仪器下方用△标出)，按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C……；其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下：
导管：
试管：
反应管：
胶塞：(插入导管表示已开孔)
(2)根据方框中的装置图，填写下表
仪器标号 仪器中所加物质 作用
A 石灰石、稀盐酸 石灰石与盐酸作用产生CO2
(3)有人对气体发生器作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是_________________________________________________________。
(4)验证CO的方法是__________________________________________________________。
1．[2011·天津理综，9(2)]某研究性学习小组用下图装置制备CO，制备原理：HCOOHCO↑＋H2O。
若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是________，________；c和d中盛装的试剂分别是________，________。若用以上装置制备H2，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是________________；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。
2．Ⅰ.化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。请从图中挑选所需仪器，在方框内画出用该方法制备、收集、干燥氯化氢气体的装置简图，并在图中标明所用试剂。(仪器可重复使用，固定装置不必画出)
Ⅱ.实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下：取过量洁净的铁屑，加入20%～30%的稀硫酸溶液，在50～80 ℃水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞住试管口，静置、冷却一段时间后收集产品。
(1)写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式：______________________________________。
(2)硫酸溶液过稀会导致_______________________________________________________。
(3)采用水浴加热的原因是_____________________________________________________。
(4)反应时铁屑过量的目的是(用离子方程式表示)__________________________________。
(5)溶液趁热过滤的原因是_____________________________________________________。
(6)静置冷却一段时间后，在试管中观察到的现象是________________________________。
热点二　化学曲线型绘图题
化学曲线型图像题，指基于某种化学量随时间或条件的改变而产生连续性变化的曲线图像并依此而设计问题的试题。曲线型图像试题所基于的化学基础知识主要有以下几类：溶解度曲线类、化学反应速率与化学平衡类、反应体系中某种物质或某种离子的量的变化类、定量推定化学反应等4类。
1．解决此类基于曲线图像的化学问题必须通过对图形、图表的观察，去粗存精以获取有用的信息，这能充分考查学生的观察能力；而基于曲线图的问题必须进行辨析或将化学信息进行归纳而总结出一定的规律并运用此规律，进行推理或抽象成数学规律而解决问题；在解决曲线型试题时常需将试题所给的新信息，与课内已学过的有关知识结合起来，从而形成解决问题所需的新的知识或方法；曲线图也是化学实验中处理实验数据的一种典型方式，这也考查了实验能力。
2．解此类图像题一般需注意以下几点，第一需清楚每条或每段曲线所代表的物质，第二需清楚在指定条件范围内生成物的种类，第三需计算在该条件下各生成物的量或量之比。从定量角度分析化学反应，要打破对化学反应只从定性角度思考的思维定势，近年来这类图像题从竞赛的常客变成了高考的常客。
【例4】　超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：
2NO＋2CO 2CO2＋N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
c(NO)/ mol·L－1 1.00×10－3 4.50×10－4 2.50×10－4 1.50×10－4 1.00×10－ 1.00×10－4
c(CO)/ mol·L－1 3.60×10－3 3.05×10－3 2.85×10－3 2.75×10－3 2.70×10－3 2.70×10－3
请回答下列各题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：
(1)在上述条件下反应能够自发进行，则反应的ΔH______0(填写“>”、“<”或“＝”)。
(2)前2 s内的平均反应速率v(N2)＝______________________________________________。
(3)在该温度下，反应的平衡常数K＝_____________________________________________。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时采取下列措施能提高NO转化率的是________。
A．选用更有效的催化剂
B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度
D．缩小容器的体积
(5)研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了 分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验， 部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号 T/℃ NO初始浓度/mol·L－1 CO初始浓度/mol·L－1 催化剂的比表面积/m2·g－1
Ⅰ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 82
Ⅱ 124
Ⅲ 350 124
①请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
②请在给出的坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。
【例5】　若含有1 mol Mg2＋和1 mol Al3＋的混合溶液，现按横坐标依次加入NaOH溶液、盐酸，通入CO2气体，纵坐标为混合沉淀物的物质的量。请画出沉淀的量随反应的变化曲线，并写出各步反应的离子方程式。
3．[2011·天津理综，7(5)改编]向含4 mol的HNO3稀
溶液中，逐渐加入铁粉至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(Fe2+)随n(Fe)变化的示意图，并标出n(Fe2+)的最大值。
4．(2011·大纲全国卷，28)反应aA(g)＋bB(g)催化剂,cC(g) (ΔH<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：
回答问题：
(1)反应的化学方程式中，a∶b∶c为　　　　　　；
(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为____________________；
(3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是　　　　，其值是　　　　。
(4)由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是　　　　　　　　　，采取的措施是________________________________________________________________________；
(5)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低：T2　　　　T3(填“>”、“<”或“=”)，判断的理由是______________________________________________________；
(6)达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10 min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必须标出A、B、C)。
思维推理要严谨
考生答卷案例——找错纠错
失分原因分析
第一：在第(4)问中，判断平衡移动的方向必须看那一瞬间的变化趋势：A、B的浓度均是在原来的基础上逐渐减少，而C的浓度突然降到零，然后在平衡移动的过程中逐渐增大，显然是从反应体系中移出产物C，该生推理错误，导致分析结果恰好相反。第二：在第(5)问中，由于反应热和平衡移动的方向之间的关系没掌握牢固，导致结果判断错误。第三：在第(6)问画图中只考虑到体积扩大一倍后，各物质的浓度在那一瞬间变为原来的，平衡左移，A、B的浓度开始逐渐增大，C的浓度逐渐减小，A、B增大到最后结果要小于未改变条件前的浓度，A、B、C浓度的变化还要符合各系数的比例关系。
解决方案与规范指导：第一，要理解外界条件对平衡移动的影响，不要盲目记忆。第二，结合图像，能够画出外界条件改变时，各物质的浓度变化趋势是怎样的，在变化的一瞬间和变化过程要区别开来。
第4讲　实验作图题
1．甲酸(HCOOH)是一种有刺激性气味的无色液体，有很强的腐蚀性。熔点8.4 ℃，沸点100.7 ℃，能与水、乙醇互溶，加热至160 ℃即分解成二氧化碳和氢气。
(1)实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳：HCOOHH2O＋CO↑，实验的部分装置如下图所示。制备时先加热浓硫酸至80～90 ℃，再逐滴滴入甲酸。
①从下图挑选所需的仪器，在方框中画出Ⅰ中所缺的气体发生装置(添加必要的塞子、玻璃管、胶皮管，固定装置不用画)，并标明容器中的试剂。
②装置Ⅱ的作用是____________________________________________________________。
(2)实验室可用甲酸制备甲酸铜。其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜，然后再与甲酸制得四水甲酸铜[Cu(HCOO)2·4H2O]晶体。相关的化学方程式是：
2CuSO4+4NaHCO3===Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O
Cu(OH)2·CuCO3+4HCOOH+5H2O===2Cu(HCOO)2·4H2O+CO2↑
实验步骤如下：
碱式碳酸铜的制备：
①步骤ⅰ是将一定量CuSO4·5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨，其目的是
________________________________________________________________________。
②步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中，反应温度控制在70～80 ℃，如果看到__________________(填写实验现象)，说明温度过高。
2．如图是某研究性学习小组利用实验室制氯气的装置设计制取氯水并
进行相关实验。
(1)A装置中发生化学反应的离子方程式为_____________________。
(2)氯气能使湿润的红色布条褪色。对于使红色布条褪色的物质，同
学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种成分都有可能。请你设
计实验，得出正确结论。
①提出假设
假设一：H2O使布条褪色；
假设二：_____________________________________________________________________；
假设三：_____________________________________________________________________；
假设四：盐酸使布条褪色。
②设计实验方案
基于提出的假设，设计出实验方案(不需要作答)
③实验过程：
实验Ⅰ：______________________________________________________________________；
实验Ⅱ：______________________________________________________________________；
实验Ⅲ：把红色布条放在水里，布条不褪色。
④得出结论：_________________________________________________________________。
(3)用量筒量取20 mL氯水，倒入已检查完好的分液漏斗中，然后再注入10 mL CCl4，盖好玻璃塞，充分振荡，静置于铁架台上(如下图)，等分层后取上层液和下层液，呈黄绿色的是　　　　(填“上层液”或“下层液”)，再装入如图所示的烧杯中，能使有色布条褪色的是　　　　(填“上层液”或“下层液”)。
(4)这套制取氯水装置的缺点是_________________________________________________，
请在上面的方框中画出改进部分的实验装置图。
3．(1)某科研小组发现某不锈钢材料在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从稀硫酸、NaOH溶液、CuO、Cu中选择两种试剂，设计最佳实验方案，验证该钢材易在盐溶液中被腐蚀。有关化学方程式是__________________________________________，
实验现象是_________________________________________________________________。
(2)在(1)答案中选择一个反应设计成原电池。画出该原电池装置图，标出正、负极材料名称并写出正极的电极反应式。
正极反应式为_______________________________________________________________。
(3)为确认上述原电池反应的氧化产物，取少量反应后的溶液于一支试管中，若出现下列情况通过分析加以说明。
A．若先滴入几滴KSCN溶液，无明显现象，再滴入几滴氯水，溶液立即显血红色，说明________________________________________________________________________。
B．若滴入几滴KSCN溶液，溶液立即变成血红色，说明____________________________。
C．若先滴入几滴KSCN溶液，无明显现象，再滴入几滴氯水，也无明显现象，说明________________________________________________________________________。
4．A～G为中学常见的化合物，它们之间有如图所示的转化关系(反应条件及部分产物已略去)。A是绿色固体，含H、C、O、Cu四种元素。常温下D为无色无味气体，B为黑色粉末，E能发生银镜反应。
请回答：
(1)D跟G反应的化学方程式为_________________________________________________。
(2)F中一定含有的官能团的名称为______________________________________________。
(3)某课外小组同学设计了下列实验装置，通过测定某些装置中试剂的质量变化，探究A中各元素的质量关系。
①为使数据准确，还需补充装置，请你在方框内绘出装置图并写出试剂名称；
②向装置中鼓入空气的目的是__________________________________________________；
丙装置中药品的名称为____________，实验时，该药品未见明显变化，证明________________________________________________________________________；
③如何判断A已完全分解？
________________________________________________________________________。
④更精确的测定得出如下数据：A受热后完全分解，固体由8.0 g变为6.0 g，装置乙增重0.90 g。写出A的化学式(表示为碱式盐)：_______________________________________。
5．(2009·广东，24)超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。
(1)实验室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料，在一定条件下先反应生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3，该沉淀高温分解即得超细Al2O3。NH4AlO(OH)HCO3热分解的化学反应方程式为_________________________________________________________________。
(2)NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453。欲配制100 mL pH为2、浓度约为0.1 mol·L－1的NH4Al(SO4)2溶液，配制过程为：
①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体_____________________________________g；
②将上述固体置于烧杯中，____________________________________________________。
(3)在0.1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液中，铝各形态的浓度(以Al3＋计)的对数(lgc)随溶液pH变化的关系见下图：
①用NaOH溶液调节(2)中溶液pH至7，该过程中发生反应的离子方程式有
________________________________________________________________________。
②请在框图中，画出0.01 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液中铝各形态的浓度的对数lgc随溶液pH变化的关系图，并进行必要的标注。
答案
典例剖析
【例3】　(1)如下图所示
(2)
仪器标号 仪器中所加物质 作用
B 饱和碳酸氢钠溶液 除去CO2中的HCl气体
C 浓硫酸 除去CO2中的水蒸气
D 干燥木炭粉 与CO2反应产生CO
E 氢氧化钠溶液 吸收未反应的CO2
(3)可以通过控制加酸的量，来控制气体产生的快慢；同时小试管中充满盐酸，可以起到液封的作用，防止反应激烈时气体经漏斗冲出
(4)点燃气体，火焰呈蓝色，再用一个内壁附着有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上，烧杯内壁的石灰水变浑浊
【例4】　(1)<
(2)1.88×10－4 mol·L－1·s－1
(3)5.00×103　(4)CD
(5)①Ⅱ.280　1.20×10－3　5.80×10－3
Ⅲ.1.20×10－3　5.80×10－3
②
【例5】　图像如图：
反应的离子方程式分阶段书写为
OA段：Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
AB段：Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O
CD段：H++OH-===H2O
DE段：2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO2-3
EF段：CO2-3+CO2+H2O===2HCO
热点精练
1．恒压　防倒吸　NaOH溶液　浓H2SO4　分液漏斗、蒸馏烧瓶
2．Ⅰ.
Ⅱ.(1)Fe＋H2SO4(稀)FeSO4＋H2↑
(2)反应速率慢，不利于晶体析出
(3)容易控制温度
(4)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(5)减少FeSO4的损失；防止空气进入试管将Fe2＋氧化为Fe3＋
(6)有浅绿色晶体析出
3.
4．(1)1∶3∶2
(2)vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)
(3)αⅢ(B)　19%(或0.19)
(4)正反应方向　从反应体系中移出产物C
(5)>　此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动
(6)
(注：只要曲线表示出平衡向逆反应方向移动及各物质浓度的相对变化比例即可)
课时规范训练
1．(1)①如图所示　②防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中
(2)①研细并混合均匀　②出现黑色固体
2．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)①氯气使布条褪色　HClO使布条褪色
③把红色干布条放入充满干燥氯气的集气瓶中，布条不褪色
把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色
④次氯酸使布条褪色
(3)下层液　上层液
(4)没有处理尾气，会造成环境污染　改进部分如下图所示(或其他合理方案)
3．(1)CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O、Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　不锈钢表面有紫红色物质析出
(2)原电池装置如图所示(电极材料名称、正负极符号未标或标错不
给分。其他合理答案均给分)　Cu2++2e-===Cu
(3)A.钢铁的氧化产物是Fe2+　B．溶液中部分Fe2+被空气中的氧气氧化成Fe3+　C．氯水久置失效
4．(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(2)羟基
(3)
②将A分解产生的水蒸气送入盛有浓硫酸的洗气瓶中　无水硫酸铜　A分解产生的水蒸气全部被浓硫酸吸收
③连续两次加热、鼓气、冷却、称量甲装置的质量，质量差不超过0.1 g
④CuCO3·2Cu(OH)2或Cu3(OH)4CO3
5．(1)2NH4AlO(OH)HCO3Al2O3＋2NH3↑＋3H2O＋2CO2↑
(2)①4.5　②称量→溶解→移液→洗涤→定容
(3)①NH＋4＋OH－??NH3·H2O；Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
②第3讲　定量实验分析型实验题
热点一　实验数据的处理分析
一、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、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。
2．测气体体积法
对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。
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反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
二、实验数据统计与整理的一般方法
1．数据的表格化
项目实验编号 项目1 项目2 项目3 项目4…
1
2
3
(1)根据实验原理确定应记录的项目：所测的物理量。
(2)应注意数据的有效数字及单位和必要的注解。
(3)设计好的表格要便于数据的查找、比较，便于数据的计算和进一步处理，便于反映数据间的联系。
2．数据的图像化
图像化是用直线图或曲线图对化学实验结果加以处理的一种简明化形式。它适用于一个量的变化引起另一个量的变化的情况。图像化的最大特点是鲜明、直观、简单、明了。
【例1】　氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。
Ⅰ.某实验小组以H2O2分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如表所示的方案完成实验。
实验编号 反应物 催化剂
① 10 mL 2% H2O2溶液 无
② 10 mL 5% H2O2溶液 无
③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
④ 10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
⑤ 10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
(1)实验①和②的目的是_____________________________________________________。
同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是__________________________(填一种即可)。
(2)实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是______________________________________________。
Ⅱ.资料显示，某些金属离子对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如图所示的实验装置进行实验。
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢，实验时可以通过测量__________或______________来比较。
(2)0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在标准状况
下放出气体的体积和时间的关系如图所示。解释反应速
率变化的原因： ______________________________。
计算H2O2的初始物质的量浓度为__________________。
(保留两位有效数字)
三、定量化学实验数据的加工处理策略
实验所得的数据，可分为有用、有效数据，正确、合理数据，错误、无效数据，及无用、多余数据等。能从大量的实验数据中找出有用、有效、正确、合理的数据是实验数据分析处理题的一个重要能力考查点，也是近年来命题变化的一个重要方向。
对实验数据筛选的一般方法和思路为“五看”：一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0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的；二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；三看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用；四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；五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．对实验数据进行合理的取舍
【例2】　某样品是由碳酸钠与氯化钠组成的固体混合物，现欲测定样品中碳酸钠的质量分数。
某同学称取10.00 g样品，配成1 000 mL溶液，用______(填仪器名称)量取25.00 mL放入锥形瓶中，加入甲基橙作指示剂，用0.150 0 mol·L－1标准盐酸溶液滴定至终点，平行测定三次，有关实验数据记录如下表，则样品中碳酸钠的质量分数为__________。
实验编号 待测液体积(mL) 标准液体积(mL)
滴定前读数 终点时读数
1 25.00 0.00 30.02
2 25.00 0.20 33.80
3 25.00 1.40 31.38
特别提醒　在定量实验中，为了提高实验的准确度和可靠度，消除实验过程中的偶然误差，往往需进行平行实验，对平行实验所得的数据，必须进行合理的取舍，舍弃离群值，在去掉了离群值后，其他比较集中的数据在中学阶段一般用算术平均值的方法来对其进行统计。
2．对实验数据进行合理的筛选与分组
【例3】　在0 ℃、1.01×105 Pa时进行下列实验：甲、乙、丙三位同学各取30.0 mL同浓度的盐酸，加入等量同组成镁铝合金粉末，测定产生气体的体积，有关数据列表如下：
实验序号 甲 乙 丙
合金质量(mg) 510 765 918
气体体积(mL) 560 672 672
试求：(1)盐酸的物质的量浓度是多少？
(2)合金中各成分的质量分数。
特别提醒　从实验测得的各种数据，不一定都是解决问题所必需的，这时就需要对这些数据进行筛选，以从中得到解决问题所需的数据。本题给出多组实验数据，选择何组数据作为计算依据，须先明确实验目的，弄清实验原理，在此基础上筛选出解决问题所需的数据。
3．对实验数据进行合理的组合
定量实验要想达到实验目的，需要测定哪些在中学实验条件下可以测出的物理量？必须在先弄清实验原理的基础上进行全面分析，对所测数据进行合理分配和组合，并剔除等效数据。
【例4】　现有一份CuO和Cu2O的混合物，用H2还原法测定其中的CuO质量x g，实验中可以测定以下数据：①W：混合物的质量(g)、②W(H2O)：生成水的质量(g)、③W(Cu)：生成Cu的质量(g)、④V(H2)：标准状况下消耗H2的体积(L)。
(已知摩尔质量：Cu：64 g·mol－1、CuO：80 g·mol－1、Cu2O：144 g·mol－1、H2O：18 g·mol－1)
(1)为了计算x至少需要测定上述4个数据中的________个，这几个数据的组合共有________种。请将这些组合一一填入下列空格中。
说明：①选用W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示，不必列出具体算式。
②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。
(2)从上述组合中选出一个含W的求x的计算式：x：_______________________________。
(3)以上数据组合中易于取得的一组是__________________________________________。
四、实验数据综合分析
如何用好、选好数据，是解决这类试题的关键所在。解决这类试题的一般方法为：比较数据，转变物质，分析利弊，确定方案。
1．对数据进行比较是解决问题的突破口，注意比较数据的交点与重合区。
2．转变物质则是实现实验目标的重要途径，在一些物质提纯与制备的问题中，往往会提供一些物质沉淀的pH范围、物质的沸点、密度、溶解性等呈现物质物理性质的数据。在许多情况下，一些物质的相关数据是重叠的，而不利于问题的解决，一般可通过转变物质来解决(如CH3COOH与CH3CH2OH的沸点很接近，要分离二者的混合物，可以通过将CH3COOH转变为CH3COONa的方法，扩大其与CH3CH2OH沸点上的差异，然后通过蒸馏的方法进行分离)。
3．在实际生产、生活中，除了涉及是否能够通过相应反应来实现实验目标外，还涉及经济效益的问题，在原理、环保等没有大的差异时，选择廉价原料完成相应的实验就成为首选。
【例5】　“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2＋、Fe3＋、Mn2＋等杂质离子)，若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低，流程中所用试剂或pH值控制可参考下列附表确定。
表1　化学试剂价格表
试剂 价格(元/t)
漂白液(含NaClO 25.2%)H2O2(30%)NaOH(固98%)Na2CO3(固99.5%)卤块(MgCl2,30%) 4502 4002 100600310
表2　生成氢氧化物沉淀的值
物质 开始沉淀 沉淀完全
Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Mg(OH)2 2.77.68.39.6 3.79.6Ω9.811.1
注：Fe2＋氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3＋，生成Fe(OH)3沉淀而去除之。请填写以下空白：
(1)在步骤②加入试剂X，最佳选择应是________，其作用是__________________________。
(2)在步骤③加入的试剂Y应是__________________，之所以要控制pH＝9.8，其目的是
________________________________________________________________________。
(3)在步骤⑤时发生的化学反应方程式是_______________________________________。
1．某实验小组拟用酸碱中和滴定法测定食醋的总酸量(g/100 mL)，请你参与本实验并回答相关问题。(有关实验药品：市售食用白醋样品500 mL、0.100 0 mol·L－1 NaOH标准溶液、蒸馏水、0.1%甲基橙溶液、0.1%酚酞溶液、0.1%石蕊溶液。)
Ⅰ.实验步骤：
(1)用酸式滴定管吸取10 mL市售食用白醋样品，置于100 mL容量瓶中，加蒸馏水(煮沸除去CO2并迅速冷却)稀释至刻度线，摇匀即得待测食醋溶液。
(2)用酸式滴定管取待测食醋溶液20.00 mL于________中。
(3)用碱式滴定管盛装标准NaOH溶液，静置后，读取数据，记录NaOH标准溶液体积的初读数。
(4)滴定，并记录NaOH标准溶液体积的终读数。重复滴定操作2～3次。
Ⅱ.实验记录及数据处理
滴定次数实验数据 1 2 3 4
V(待测/mL) 20.00 20.00 20.00 20.00
V(NaOH)/mL(初读数) 0.00 0.20 0.10 0.00
V(NaOH)/mL(终读数) 14.98 15.20 15.12 15.95
V(NaOH)/mL(消耗) 14.98 15.00 15.02 15.95
则c(样品)＝________mol·L－1；样品总酸量________g/100 mL。
Ⅲ.交流与讨论
(1)甲同学在处理数据过程中计算得：V(NaOH)(平均消耗)＝(14.98＋15.00＋15.02＋15.95)mL≈15.24 mL。试分析他的计算是否合理，如果不合理请说明理由：
________________________________________________________________________。
(2)乙同学用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定另一市售食用白醋样品溶液时，滴定过程中使用pH计将溶液的pH变化情况记录如下表。
V(NaOH)/mL 0.00 10.00 18.00 19.80 19.98
溶液pH 2.88 4.70 5.70 6.74 7.74
V(NaOH)/mL 20.00 20.02 20.20 22.00
溶液pH 8.72 9.70 10.70 11.70
①请作出pH－V(NaOH)图(见下图)。
②由表和图可知，在允许的误差范围(±0.1%)内，溶液的pH突变(滴定突跃)范围为　　　　　　　　　。所以可选择　　　作指示剂。
附：常见指示剂的变色范围
指示剂 变色的范围(pH)
甲基橙 3．1～4.4
石蕊 5．0～8.0
酚酞 8．2～10.0
2．(2009·安徽理综，28)Fenton含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2＋浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制p CP的初始浓度相同，固定实验温度在298 K 或313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 实验目的 T/K pH c/10－3mol·L－1
H2O2 Fe2＋
① 为以下实验作参照 298 3 6.0 0.30
② 探究温度对降解反应速率的影响
③ 298 10 6.0 0.30
[数据处理]实验测得p CP的浓度随时间变化的关系如上图。
(2)请根据上图实验①曲线，计算降解反应在50～150 s内的反应速率：
v(p CP)＝________mol·L－1·s－1。
[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：_____________________________。
(4)实验③得出的结论是：pH等于10时，________________________________________。
[思考与交流]
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：____________________________________。
热点二　变量与规律探究实验
一、变量探究实验
典型的变量探究型实验，往往涉及有关影响化学反应速率、化学平衡移动规律等方面的内容。
　处理相关实验问题时，需要注意以下内容：一是要选择合适的化学反应，所选择的反应不能太灵敏，也不能太迟钝。二是反应物的浓度要适当，不能太大，而探索浓度变量时，浓度间的差别也不能太大。三是反应体系的温度，要有规律地设计不同的反应体系的温度，也要注意物质的相应性质，不能选择会引起反应发生变化的体系温度。四是对变量要进行适当的组合，组合的一般原则是“变一定多”，即保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系列实验，找出变量对反应的影响。
【例6】　控制变量法是化学实验的一种常用方法，下表是某学习小组研究等物质的量浓度的稀硫酸和锌反应的实验数据(计算结果精确到小数点后一位)。分析以下数据，回答下列问 题：
实验序号 稀硫酸的体积/mL 锌的质量/g 锌的形状 温度/℃ 完全溶于酸的时间/s 生成硫酸锌的质量/g
1 50.0 2.0 薄片 15 200 m1
2 50.0 2.0 薄片 25 100 m2
3 50.0 2.0 颗粒 25 70 m3
4 50.0 2.0 颗粒 35 35 m4
5 50.0 2.0 粉末 25 t1 5.0
6 50.0 4.0 粉末 25 t2 m5
7 50.0 6.0 粉末 25 t3 14.9
8 50.0 8.0 粉末 25 t4 19.3
9 50.0 10.0 粉末 25 t5 m6
10 50.0 12.0 粉末 25 t6 19.3
(1)实验1和实验2表明________对化学反应速率有影响，对同一规律进行研究的实验还有一组是________(填实验序号)。
(2)下列说法正确的是________。
A．t1＜70 B．m1＜m2
C．m6＝19.3 D．t1＞t4
(3)本实验还可以研究________对化学反应速率的影响。
(4)稀硫酸的物质的量浓度是________ mol·L－1，实验6生成硫酸锌的质量m5＝______________。
二、规律探究实验的解题策略
物质性质递变规律的探索也是中学化学实验探索的一个重要内容。研究同周期、同主族元素性质的递变规律，物质的氧化还原反应(如置换反应)规律，物质的酸(碱)性强弱规律，电解质溶液的导电规律等，都是开展有关规律探究的重要素材，也是高考命题的经典情境。
解决有关规律探究问题的实验设计，其常用方法示例如下：
1．同周期、同主族元素性质的递变规律，一般通过设计判断元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，如通过让金属单质与相同浓度的非氧化性酸反应产生H2的速率快慢来判断金属单质的还原性强弱，推断元素金属性强弱，从而找出相应的性质递变规律。
2．物质的酸(碱)性强弱的判断。
3．钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、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角度设计实验，找出规律。
【例7】　某化学兴趣小组的同学学习了同周期元素性质递变规律后，设计了一套实验方案进行实验探究，并记录了有关实验现象如下表。
实验操作 实验现象
1.用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞2.向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水3.钠与滴有酚酞试液的冷水反应4.镁带与2 mol·L－1的盐酸反应5.铝条与2 mol·L－1的盐酸反应6.向AlCl3溶液滴加NaOH溶液至过量 (A)浮于水面，熔成一个小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变红色(B)产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色(C)反应不十分强烈，产生的气体可以在空气中燃烧(D)剧烈反应，产生可燃性气体(E)生成白色胶状沉淀，进而沉淀消失(F)生成淡黄色沉淀
请你帮助该同学整理并完成实验报告
(1)实验目的：_______________________________________________________________。
(2)实验用品：仪器：①________、②________、③________、④试管夹、⑤镊子、⑥小刀、⑦玻璃片、⑧砂纸、⑨胶头滴管等。
药品：钠、镁带、铝条、2 mol·L－1的盐酸、新制的氯水、饱和的H2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。
(3)请你写出上述的实验操作与对应的现象
1________、2________、3________、4________、5________、6________(用A F表示)。
写出实验操作2、6的离子反应方程式
实验2_____________________________________________________________________。
实验6_____________________________________________________________________。
(4)实验结论：_______________________________________________________________。
3．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
【实验内容及记录】
实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL
0.6 mol·L－1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L－1 KMnO4溶液 3 mol·L－1稀硫酸 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
1 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0
2 3.0 3.0 2.0 2.0 5.2
3 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4
请回答：
(1)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是___________________________________。
(2)利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)＝________________________________________________________________________。
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2＋)随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是___________________________________________________。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol·L－1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L－1 KMnO4溶液 3 mol·L－1稀硫酸
4 3.0 2.0 3.0 2.0 t
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是_______________________________。
课时规范训练
1．为探究NaHCO3、Na2CO3和盐酸(以下盐酸浓度均为1 mol·L－1)反应过程中的热效应，进行实验并测得如下数据：
序号 35 mL试剂 固体 混合前温度/℃ 混合后温度/℃
① 水 2.5 g NaHCO3 20.0 18.5
② 水 3.2 g Na2CO3 20.0 24.3
③ 盐酸 2.5 g NaHCO3 20.0 16.2
④ 盐酸 3.2 g Na2CO3 20.0 25.1
由此得出的结论正确的是 (　　)
A．Na2CO3溶液与盐酸的反应是吸热反应
B．NaHCO3溶液与盐酸的反应是放热反应
C．20.0 ℃时，含3.2 g Na2CO3的饱和溶液和35 mL盐酸混合后的温度将低于25.1 ℃
D．20.0 ℃时，含2.5 g NaHCO3的饱和溶液和35 mL盐酸混合后的温度将低于16.2 ℃
2．为测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)的组成(即x的值)进行下述实验：
A．称取m g纯草酸晶体，将其配成100.00 mL溶液作为待测液
B．取25.00 mL待测液置于锥形瓶中，用浓度为a mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，有关反应：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
(1)用酸性KMnO4进行滴定时，酸性KMnO4溶液应装在________式滴定管中。
(2)滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应注意观察__________________________，滴定终点时的现象变化为_____________________________________________________________。
(3)下面是某同学四次实验结果的记录情况
滴定次数实验数据 1 2 3 4
V(样品)/mL 25.00 25.00 25.00 25.00
V(KMnO4)/mL(初读数) 0.00 0.20 0.10 0.00
V(KMnO4)/mL(终读数) 15.95 15.20 15.12 14.98
V(KMnO4)/mL(消耗) 15.95 15.00 15.02 14.98
该同学在处理数据过程中计算得：V(KMnO4)(平均消耗)＝×(15.95＋15.00＋15.02＋14.98)mL＝15.24 mL。试分析他的计算是否合理______(填“否”或“是”)，如果不合理请说明理由_________________________________________________________________。
由上述合适的数据计算出的草酸溶液的物质的量浓度为__________，由此计算出草酸晶体中结晶水x的值为_________________________________________________________。
3．某课外化学兴趣小组为探究硫酸铜受热分解的化学方程式，进行下列实验，请你参与完成有关的探究问题：
查阅资料：硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体，受热温度不同，气体成分也不同。该气体可能含SO2、SO3和O2中的一种、两种或三种。
实验室可提供的仪器：
[提出假设]
Ⅰ.所得气体的成分可能含有　　　　　一种；
Ⅱ.所得气体的成分可能含有　　　　　两种；
Ⅲ.所得气体的成分可能含有SO3、SO2、O2三种。
[实验探究]
实验操作过程略。已知实验结束时，硫酸铜完全分解，请回答下列问题：
(1)请你组装探究实验的装置，按从左至右的方向，各仪器接口连接顺序为①⑨⑩　　　　　　　　　　(填序号)。
(2)若实验结束，B中量筒没有收集到水，则证明假设______正确。
(3)若实验结束，经测定装置C的总质量增加了，______(填“能”或“不能”)肯定气体产物中含有SO2而不含SO3；理由是____________________________________________。
(4)有两个实验小组进行该实验，由于加热时的温度不同，实验结束后，测得相关数据也不同，数据如下：
实验小组 称取CuSO4的质量(g) 装置C质量增加量(g) 量筒中水的体积折算成标况下气体的体积(mL)
一 6.4 2.56 224
二 6.4 2.56 448
请通过计算，推断出第一小组和第二小组在不同的实验条件下CuSO4分解的化学反应方程式：
第一小组：__________________________________________________________________；
第二小组：__________________________________________________________________。
4．乙醛能与银氨溶液发生银镜反应，银镜的光亮程度与反应条件有关。某化学兴趣小组在课外活动中对该反应的最佳条件进行了探究，部分实验数据如表所示：
实验 变量实验序号 银氨溶液的量/mL 乙醛的量/滴 水浴的温度/℃ 反应混合液的pH 出现银镜的时间/min
1 1 3 65 11 5
2 1 3 45 11 6.5
3 1 5 65 11 4
4 1 3 30 11 9
5 1 3 50 11 6
6 1 5 80 11 3
请回答下列问题：
(1)读表，若只进行实验1和实验3，其探究目的是_________________________________。
(2)推理，当银氨溶液的量为1 mL，乙醛的量为3滴，水浴温度为40 ℃，反应混合液的pH为11时，出现银镜的时间是____________(填范围即可)；要探索不同水浴温度下乙醛进行银镜反应的最佳条件，除了测量银镜出现的时间外，还需要比较不同条件下形成银镜的_____________________________________________________________________。
(3)进一步实验，若还要探索银氨溶液的用量对出现银镜快慢的影响，如何进行实验？
5．某研究性学习小组欲通过实验方法探究金属活动顺序表中氢之前的金属与浓硫酸之间的反应规律。
[实验]取60.0 g纯净的锌片放入烧瓶中，然后通过分液漏斗向烧瓶中加入50 mL 18 mol·L－1的浓硫酸，反应开始后发现有大量气体产生。
(1)最初发生反应的化学方程式是______________________________________________，
若要收集开始生成的气体，收集方法是____________。
[提出假设]
假设1：生成的气体中有SO2
假设2：生成的气体开始时只有SO2，后来是H2
[设计实验方案，验证假设]
(2)甲同学只使用一种试剂就确定了假设1是正确的，该试剂是________，验证假设1的主要操作及现象是___________________________________________________________。
(3)乙同学设计如图Ⅰ所示的装置验证假设2(方框内装置图为简图，夹持装置略去，“△”表示加热)，请填写下表：
观察现象的仪器编号 预期现象及结论
[思考与交流]
(4)在乙同学验证了假设2成立后，丙同学提出：利用图Ⅱ装置与气体发生装置相连进行同一实验，可测量出浓硫酸与锌反应生成SO2时硫酸的最低浓度(假设反应后溶液体积变化忽略不计)，你认为要达到目的，则至少还需要测量的数据是　　　　　　　　　　　　　，用所测量出的数据表示出生成SO2时硫酸的最低浓度　　　　　　　　　　　　　(若不能，此两空可不答)。
答案
典例剖析
【例1】　Ⅰ.(1)探究浓度对反应速率的影响　向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)
(2)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率
Ⅱ.(1)单位时间内产生O2的体积　生成单位体积O2所需要的时间　(2)随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢　0.11 mol·L－1
【例2】　碱式滴定管或25 mL移液管
95．40%
【例3】　(1)2.0 mol·L－1　(2)Mg的质量分数47.1%，Al的质量分数52.9%
【例4】　(1)2　5
W、W(H2O) W、W(Cu) W、V(H2) W(H2O)、W(Cu)
W(Cu)、V(H2)
(2)可从以下三组中任选一组
①＋＝　②＋＝　③＋＝
(3)W和W(Cu)
【例5】　(1)漂白液　将Fe2＋氧化成Fe3＋　(2)NaOH　将除Mg2＋以外的各种杂质金属离子都生成相应的氢氧化物沉淀，以便过滤除去　(3)MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑
【例6】　(1)温度　实验3和实验4　(2)AC　(3)硫酸的浓度和催化剂(或压强)
(4)2.4　9.9
【例7】　(1)探究同周期元素性质的递变规律
(2)试管　烧杯　酒精灯
(3)B　F　A　D　C　E
Cl2＋H2S===2HCl＋S↓
Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
(4)金属性：Na＞Mg＞Al　非金属性：Cl＞S
热点精练
1．Ⅰ.锥形瓶　Ⅱ.0.750　4.5
Ⅲ.(1)不合理，因为第4次数据与前3次的相差较大，属异常值，应舍去
(2)①
②7.74～9.70　酚酞
2．(1)
实验编号 实验目的 T/K pH c/10－3 mol·L－1
H2O2 Fe2＋
①
② 313 3 6.0 0.30
③ 探究溶液的pH对降解反应速率的影响
(2)8.0×10－6
(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解
(4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)
(5)将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH约为10(或将所取样品骤冷等其他合理答案均可)
3．(1)其他条件相同时，增大KMnO4浓度(或反应物浓度)，反应速率增大
(2)1.5×10－2 mol·L－1·min－1
(3)①生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2＋对该反应有催化作用)
②MnSO4
③与实验1比较，溶液褪色所需时间短或所用时间(t)小于4 min(或其他合理答案)
课时规范训练
1．C
2．(1)酸　(2)锥形瓶内溶液颜色的变化　溶液由无色变成浅紫红色，并在30 s内无变化　(3)否　第一组实验中消耗的酸性KMnO4溶液的体积比另外三组的误差大，因此第一组数据不可靠，应舍去　1.5a mol·L－1　－5
3．Ⅰ.SO3　Ⅱ.SO2、O2　(1)⑥⑤③④⑧⑦②
(2)Ⅰ
(3)不能　SO3与F中的饱和NaHSO3溶液反应会生成SO2
(4)4CuSO44CuO＋2SO2↑＋2SO3↑＋O2↑　2CuSO42CuO＋2SO2↑＋O2↑
4．(1)比较乙醛用量不同时生成银镜所需的时间
(2)6.5～9 min之间　光亮程度(或亮度、外观等)
(3)保持其他实验条件不变，改变银氨溶液的用量，测量生成银镜的时间
5．(1)Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O　向上排空气法(或排饱和亚硫酸氢钠溶液法)　(2)品红溶液
　 将气体通入品红溶液中直到红色消失，停止通入气体，加热品红溶液，溶液又恢复为红色
(3)
观察现象的仪器编号 预期现象及结论
A、BD、E 若实验开始后A中品红溶液褪色、B中仍有色，而D、E中无变化，后期E中固体变蓝色，则假设2成立；若实验开始后D、E中一直无变化，则假设2不成立(其他合理答案也可)
(4)测出洗气瓶在实验前后的质量差(Δm g)或氢气的体积(设标准状况下体积为V L)　c(H2SO4)＝(18－)mol·L－1或c(H2SO4)＝ mol·L－1

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