资源简介

高考专题复习 化学实验设计、评价与探究
【08江苏高考考试说明】
1、了解控制实验条件的方法，能设计、评价和改进简单的实验方案。
2、能设计解决简单化学问题的探究方案，能运用观察、实验、阅读资料等多种手段收集证据，能运用比较、分类、归纳、概括等方法形成探究结论。
3、能对探究方案、探究结论等进行分析和评价，能准确地表述探究结果，并应用探究结果解决相关问题。
【考点分析】
一、实验方案设计的内容、分类
1. 化学实验设计的内容
?　一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：
　?①实验名称；②实验目的；③实验原理；④实验用品（药品、仪器、装置、设备及规格）；⑤实验装置图、实验步骤和操作方法；⑥实验现象、数据记录及结论处理；⑦问题、讨论和实验的注意事项。
2. 实验方案设计的分类
二、实验方案的设计思路：
1. 制备实验方案设计的程序
　?实验原料→实验原理→途径设计（途径Ⅰ、途径Ⅱ、途径Ⅲ……）→最佳途径→实验仪器→实验方案→制得物质（如下图）
2．性质实验方案设计的程序
　?探索性实验方案的设计程序为：物质→实验事实→科学抽象→结论。
　?验证性实验方案的设计程序为：物质→性质推测→实验验证→结论。（如下图）
3．物质检验方案设计的程序
(1)先对试样进行外观观察，确定其颜色、气味、状态等。
(2)准备试样，并进行检验。当试样是固体时，应先取少量配成溶液，同时观察试样是否溶解，在溶解时有无气体产生等，以初步判断试样可能含有哪类物质。
(3)根据实验现象得出结论。
三、实验方案设计时的几个具体操作
1. 实验装置的组合顺序一般为：气体发生→除杂质→ 干燥→ 主体实验→尾气处理。
2. 接口的连接程序：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出（或“深”入“浅”出）；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“粗”进“细”出。
3. 实验操作顺序
?　气体发生一般按：装置选择与连接→ 气密性检验→ 装固体药品→ 加液体药品→ 开始实验（按程序）→ 拆卸仪器→ 其他处理等。
4. 加热操作注意事项
　?主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后再点燃酒精灯，其目的一是防止爆炸，如H2还原CuO、CO还原Fe2O3；二是保证产品纯度，如制备Mg3N2、CuCl2等。反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气直到冷却为止。
5. 尾气处理：有毒气体常采用溶液（或固体）吸收或将之点燃，无毒气体直接排放。
6、气体的纯度，点燃或加热通有可燃性气体（H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等）的装置前，必须检查气体的纯度。
7、倒吸问题
8、冷凝回流的问题
9、拆卸时的安全性和科学性
四、实验方案的评价
1. 选择：包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。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、药品容易取得并价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。
【热点探究及典型例题】
热点探究一：实验设计与评价中的仪器组装问题
典型例题１（2006·广东）　某研究小组进行与NH3有关的系列实验。
（1）从下图中挑选所需仪器，画出制取干燥NH3的装置简图（添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。固定装置和尾气处理装置不用画），并标明所用试剂。
（2）将NH3通入溴水中，有N2生成，反应的化学方程式为：
?　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。
（3）为验证“同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”，该小组同学设计了如右图所示的装置，图中
B管的容积是A管的2倍，活塞K1、K2、K3、K4、K5均关闭（固定装置和尾气处理装置略；HCl和NH3均不溶于石蜡油，也不与之反应；装置气密性好）。
1 在A管中充满与大气压强相等的干燥HCl气体。操作是：　　 　
。控制活塞K4、K5，调节C，使B管充满与A管同压的干燥NH3。
②缓缓开启活塞K3，A管中的现象是　　　 　　　　。要达到实验目的，当反应完成并恢复到室温时，B管中预期的现象是　　　　 　　　；若观察不到预期现象，主要原因是　　　 　　　　　。
解析　（1）实验室里制NH3通常选用的反应为2NH4Cl + Ca(OH) 2 === CaCl2+ 2NH3↑+ 2H2O，但备选装置中无酒精灯，显然此路不通，仔细分析可以发现，备选装置可以组合成一套简易气体发生装置，而我们可以选择向浓氨水中加入生石灰的方法产生NH3,所以选择浓氨水和生石灰来制取NH3，同时选择碱石灰来吸收混凝土在NH3中的水蒸气等杂质气体。
　　（2）由于HCl是一种密度比空气大的较重气体，所以要在A管中充满与大气压强相等的干燥HCl气体应选择K2进气，K1处验满的方法，即采用向上排空气的方法收集气体，考虑到HCl气体在空气中可以产生大量的白雾，所以对HCl进行验满既可以选择蘸有浓氨水的玻璃棒,也可以直接观察白雾的产生，同理，要在B中充满NH3,
应选择K2进气，K5排油的方法，即采用排石蜡油的方法收集气体，同时应始终保持C管中液面与B管中的液面持平，由于B的体积是A的两倍，打开K3后，由于发生反应NH3+HCl === NH4Cl，A管中将产生大量的白烟，同时B中石蜡油液面将不断上升，直至B中充满石蜡油，如果
B中石蜡油未充满，则说明A中HCl未充满。
答案　(1) 见图(图中干燥管也可以用U形管代替，但所用药品不变)
??(2)2NH3+ 3Br2 = 6HBr + N2??
?　(3)①打开K1、K2,从K2处通入干燥的HCl气体,直到K1处有白雾出现,关闭K1、K2.
　?②生成大量的白烟　B管中充满石蜡油
实验时A管中未全部充满干燥HCl气体
规律技巧提炼：
1、创新实验装置集锦：
（1）气体的量取
?　对难溶于水且不与水反应的气体，往往借助其排出水的体积，用量筒或滴定管测定,从而确定气体的体积,具体装置如下图所示。
(2) 气体安全装置
　?①防倒吸安全装置（见图中A、B）；?　②防堵塞安全装置；　?③防污染安全装置；　?(3)启普发生器原理式反应器（见图C）　?(4)液封装置（如图所示）（见图D
热点探究二：定性与定量实验
典型例题2：已知常温下甲醛是一种无色、有刺激性气味的气体，易溶于水，是世界卫生组织（WHO）确认致癌物和致畸物质之一。我国规定：居室中甲醛含量不得超过0.08mg/m3。可利用高锰酸钾酸性溶液测定甲醛。
测定原理：KMnO4 ( H＋)溶液为强氧化剂，可氧化甲醛和草酸。
有关离子方程式为：4MnO4― +5HCHO+H＋ ==4Mn2＋ +5CO2↑+11H2O
2MnO4― +5H2C2O4 +6H＋ ==2Mn2＋ +10CO2 ↑+8H2O
测定装置：部分装置如下图所示（a、b为止水夹）
测定步骤：
①收集带检新装修的房屋居室空气5L。
②准确量取5.00mL 1.00×10－3mol L-1 的高锰酸钾溶液于250mL锥形瓶中，滴入3滴6mol L-1 的H2SO4 溶液，加水45mL稀释备用。
③将1.00×10－3mol L-1 的草酸标准溶液置于酸式滴定管中备用。
④打开a，关闭b，用注射器抽取100mL新装修的房屋的室内空气。关闭a，打开b，在缓缓推动注射器，将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中，使其充分反应。再如此重复4次。
⑤用标准草酸溶液滴定锥形瓶中的溶液，记录滴定所消耗的草酸溶液的体积。
⑥再重复实验2次（每次所取的高锰酸钾溶液均为5.00mL）。3次实验所消耗草酸溶液的体积平均值为12.38mL。
回答以下问题：
（1）使用 量取5.00mL高锰酸钾溶液。
（2）如果注射器压送气体速度过快，可能会产生什么不良后果？使结果偏高还是偏低？
（3）本实验是否需要外加指示剂？若需要请指出指示剂的名称，若不需要，试说明如何确定滴定的终点。
。
（4）计算该居室内空气中甲醛的浓度 mg/m3，该居室的甲醛 （填是或否）超标。所用高锰酸钾溶液浓度要小，为什么？
解析：准确量取溶液用酸式滴定管或碱式滴定管，量筒只能粗略量取液体体积。为测定准确，实验时应严格控制通入气体的速率，使反应充分进行。高锰酸钾本身有颜色，不需要再两外加入指示剂。
高锰酸钾的总量：n(KMnO4)=5.00×10－3L×1.00×10－3mol L-1 =5.00×10－6mol
草酸的物质的量：n(H2C2O4 )=12.38×10－3L×1.00×10－3mol L-1＝12.38×10－6mol
由方程式可得H2C2O4 消耗的KMnO4 的物质的量为
n(KMnO4)1==n(H2C2O4 )==12.38×10－6mol== 4.952×10－6mol
则甲醛消耗的高锰酸钾的物质的量为
n(KMnO4)2==5.00×10－6mol－4.952×10－6mol==0.048×10－6mol
甲醛的物质的量为n(HCHO)==n(KMnO4)2==0.048×10－6mol==0.06×10－6mol
甲醛的浓度为：
＝3.6mg/m3
答案（1）酸式滴定管（2）甲醛来不及被吸收，影响测定结果。（3）不需要；以高锰酸钾为指示剂。最后一滴草酸标准溶液滴下，溶液红的褪去且半分钟内不恢复，即为滴定终点。（4）3.6mg/m3；是。
热点探究三：实验设计与评价
典型例题3：化学研究小组，通过网上查找资料发现，N2的制取有下列不同方案：
a方案：加热条件下NH3还原CuO制得纯净的N2和活性铜粉
ｂ方案：加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得
c方案：将空气缓慢地通过灼热的铜粉制得较纯的N2
现实验室有供选择的如下几种仪器来制取N2
A B C D E
（1）若按方案制N2时需要的氨气用生石灰和浓氨水作原料制取，则宜采用上述仪器中的_______________（填A、B、C……）作NH3的发生器，该发生装置中发生化学方程为______________________________，要制取并收集纯净的N2（允许含有少量水蒸气），还须使用到的上述仪器中的（按气流从左到右的流向顺序列出）___________（填A、B、C……）。
（2）若按方案制N2，用E装置将空气缓慢通入________________（填A、B、C）反应器，反应器内可观察到的现象是_____________________________________________，该反应的化学方程式为____________________________________________________。
(3）上述制N2的三个方案中，方案结合使用越来越受到人们的关注，这种方法与方案相比，其优越性在于___________________________________________________。
解析：（1）由题中所给信息可知，可适用于制备气体的装置是B、E，而E装置的优点是能控制反应的进程，而B装置只能一次性加入所需要的反应物，不能控制反应的进程，所以选择E更好，其中发生的反应是CaO+NH 3·H2O→Ca(OH)2 +NH3↑，用此法制得的气体中还会含有末反应的NH3，因此还需要用试剂吸收NH3，但由于NH3是一种极溶于水的气体，所以用排水法即可除去N2中含的的NH3，所以还需要使用的装置是A，C；（2）利用分液漏斗中的水将空气从烧瓶中排入到A装置中，在加热条件下将Cu氧化，从而除去O2，这样可得到纯净的氮气，O2+ Cu→2CuO；（3）在a、c的方案中可将Cu和CuO交替使用，进行循环使用，从而降低成本，而b方案中用到了有毒的NaNO2。
答案：（1）E ， CaO+NH 3H2O→Ca(OH)2 +NH3↑， A C。
（2）E ， 紫红色固体逐渐变黑， O2+ Cu→2CuO
（3）CuO和 Cu可循环利用，避免使用有毒物质NaNO2 。
规律技巧提炼：
制备和性质实验方案的设计主要从三个方面进行：一是仪器和装置的选择，中学实验中用于气体的制备主要是根据反应物的状态进行分类，①固体和固体反应的装置如图1，②固体和液体、液体和液体的不加热反应用如图2装置，③固体和液体、液体和液体的加热反应用如图3装置；二是操作规范和顺序，在实验操作中要注意①组装顺序②加热与通气的顺序③性质检验的顺序。如在Cu与浓硫酸反应产物的检验时，先检验水的生成，再检验SO2的存在，除去SO2后再检验CO2的存在等等；三是注意安全性和环境保护，在实验中会产生各种各样的尾气，要进行处理，如Cl2、SO2、NO、NO2等都会污染环境
热点探究四：开放与探究性实验
典型例题4：(2006年上海高考试题)某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下
反应所得固体M的成分，设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)由上述实验事实可知：
(1)①固体M中一定含有的物质是______________(填化学式) 理由是_____________
②其中一种物质的质量可以确定为___________g(用代数式表示)。
(2)B装置的名称是________。写出B装置中反应的离子方程式_____________。
(3)C装置的作用是_____________，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是_______________。
(4)稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是_____________,要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_____________。
(5)通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是_____________
a．M中有未反应的铁和硫 b．测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面
c．A中留有反应生成的气体 d．气体进入D装置前未用浓硫酸干燥
解析：此题考察了对实验设计的探究创新思维能力，实验验证方法，气体的净化收集，实验误差分析能力。物质的提纯和分离方法步骤等相关知识。
答案：(1)①FeS、Fe B装置增重、量气管有气体出现。 ②
(2)洗气瓶 2OH―+H2S == 2H2O+S2―-
(3)证明H2S已被完全吸收 黑色沉淀
(4)硫 漏斗、玻璃棒
(5) b、c
热点探究五：综合拓展实验
典型例题5：(2007年高考上海)某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于 上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用 ，灼烧后的坩埚应放在 上，不能直接放在桌面上。
实验所用仪器：a．蒸发皿 b．石棉网 c．泥三角 d．表面皿 e．坩埚钳 f．试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是
a．灼烧过程中部分氧化铜被还原 b．灼烧不充分铜未被完全氧化
c．氧化铜在加热过程中分解生成铜 d．该条件下铜无法被氧气氧化
(3)通过途径II实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、_____、冷却结晶、 、自然干燥。
(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径I相比，途径II有明显的两个优点是：
、 。
(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行 次。
(6)若测定结果x值偏高，可能的原因是
a．加热温度过高 b．胆矾晶体的颗粒较大
c．加热后放在空气中冷却 d．胆矾晶体部分风化
［答案］(B)(1)c； e； b。 (2)a； b。 (3)蒸发； 过滤。
(4)产生等量胆矾途径II消耗硫酸少； 途径II不会产生污染大气的气体。 (5)4。 (6)a。
【跟踪训练】
1．我国规定居室空气中甲醛的最高容许浓度为0.08mg·m－3。某研究性学习小组测定
了一装修完工7天后的新居空气中甲醛的含量，方法如下：
①取空气样品250.0L，缓缓通入25.00mL 1.00×10－3mol·L－1的KMnO4溶液
（加入3滴6 mol·L－1H2SO4溶液），使其充分反应。离子方程式为：
4MnO4－＋5HCHO＋12H+= 4Mn2+＋5CO2↑＋11H2O
②过量的KMnO4溶液用2.00×10－3mol·L－1的草酸（H2C2O4）溶液滴定，到溶液刚好变为无色为止，读取消耗草酸溶液的体积。发生反应的离子方程式为：
2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O
③重复实验2次，取草酸溶液体积的平均值26.25mL。
根据上述实验回答下列问题：
⑴欲配制500mL上述草酸溶液，需准确称取草酸晶体（H2C2O4·2H2O）______g。
⑵试计算该新居中甲醛含量（mg·m－3）并判断是否超标。
1、0.126 甲醛含量（0.600mg·m－3） 严重超标
解析：解此题的两个关键知识点是：①2Pb(NO3)22PbO+4NO2+O2，②2NO2===N2O4
由此可知X为N2O4，Y为O2
2、（2006年天津）某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置，如下图所示。
回答下列问题：
（1）该实验的目的是____________________________________________。
（2）该实验的原理是_______________ ____________________（用化学方程式表示）。
（3）实验用品：实验仪器除铁架台（带铁夹）、储气瓶（两个）、直管活塞（K1、K2）、止水夹（K3）、橡皮管、橡皮塞以及若干玻璃管连件外，还有_____________，实验所用试剂为________。
（4）实验步骤：
①按上图连接好仪器。
②扭开活塞K1和K2，一段时间后，关闭活塞K1、K2，主要现象为_______________________。
③关闭活塞K1和K2，打开止水夹K3，要使烧瓶中产生喷泉可采用的方法是________________________________________________。
（5）反应停止后，烧瓶内气体及液体（溶质）的成分可能为（用化学式表示）：____________________ ______________。
2、解析：（1）题干中注明该装置是验证物质化学性质的装置，将此信息与图中物质相结合，可以确定实验目的为：验证NO易被O2氧化和NO2可与水反应的性质。
（3）纵观整套装置，除题干所述的仪器外，还剩下的主要仪器有圆底烧瓶和烧杯，所有的试剂也可由图中读出。（4）③从喷泉的原理出发寻找答案。由于连接烧瓶的竖直玻璃管中充满空气，因此烧瓶中的NO2气体不能与烧杯中的水接触，不能形成喷泉。只有利用热胀冷缩的性质，把导管中的空气吸入或排出，才能使NO2与水接触后发生反应，则气体体积减小，形成喷泉。要特别注意“打开K3”这一环节。
（5）由于实验中通入圆底烧瓶中的O2量并不确定，根据反应：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3，若烧瓶中NO2与O2物质的量之比为4：1，则气体完全被吸收，得到HNO3溶液；若气体物质的量之比大于4：1，除上述反应外NO2过量，过量的NO2与水反应逸出气体NO，溶液为HNO3溶液；若物质的量之比小于4：1，则除得到HNO3外还有过量的O2。
答案：（1）验证NO与O2反应，NO2与H2O反应（2）2NO+O2=2NO2，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO（3）圆底烧瓶、烧杯 NO、O2和H2O（4）②试管内气体变红棕色 ③用手或热毛巾捂热圆底烧瓶（5）①NO、HNO3；②O2、HNO3；③HNO3
3、（2006年上海）某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL（已折算成标准状况）。
由上述实验事实可知：
（1）①固体M中一定有的物质是______（填化学式），理由是___________。
②其中一种物质的质量可以确定为_________g(用代数式表示)。
（2）B装置的名称是______。写出B装置中反应的离子方程式_______________。
（3）C装置的作用是_______________________，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是___________________________。
（4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是_____________，要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_____________。
（5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是_____________
a．M中有未反应的铁和硫 b．测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面 c．A中留有反应生成的气体 d．气体进入D装置前未用浓硫酸干燥
3、解析：本题命题意图是考查考生对综合实验设计中“分析和处理实验数据，得出合理结论”的能力，题目设计巧妙，涉及知识点多，且定性与定量相结合，综合性大，有一定难度。
（1）铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，应该包括生成物硫化亚铁及未完全参加反应的铁或硫。依据题给信息“B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL”，而FeS和Fe分别与稀硫酸反应生成H2S和H2，“C装置中溶液无变化”说明H2S完全被B中氢氧化钠溶液吸收，故量气管中的气体应必然是H2，从而肯定M中有铁和硫化亚铁，不难算出氢气质量。
（2）明确了反应原理，容易得到B装置为洗气瓶。
（3）C装置是为了证明H2S已完全被B装置吸收，如果没有B装置吸收H2S，则C装置中会发生反应：H2S+CuSO4＝CuS↓+H2SO4，生成黑色沉淀CuS。
（4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是单质硫，要从反应混合物中分离出不溶物应使用过滤的方法。
（5）在测量H2体积时，由于水准管的水面高于量气管的水面，则气体压强增大，H2体积减小；A中留有反应生成的气体，导致H2S气体不能全部被吸收，这都会使测得的M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和。
答案：（1）①FeS、Fe B装置增重、量气管有气体 ② V/11200
（2）洗气瓶 2OH－＋H2S＝2H2O＋S2－（3）证明H2S已被完全吸收 黑色沉淀
（4）硫 漏斗、玻璃棒 （5）b、c
4、(2007年高考理综山东卷)下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去)，请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，a、b为活塞)。
(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体，E内放置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为___________ (填代号)。能验证CO氧化产物的现象是___________________________________。
(2)停止CO和CO2混合气体的通入，E内放置Na2O2，按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2，并用O2氧化乙醇。此时，活塞a应________，活塞b应_________，需要加热的仪器装置有___________(填代号)，m中反应的化学方程式为_________________________________。
(3)若气体入口改通空气，分液漏斗内改加浓氨水，圆底烧瓶内改加NaOH固体，E内放置铂铑合金网，按A→G→E→D装置顺序制取干燥氨气，并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有：_____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②实验中观察到E内有红棕色气体出现，证明氨气具有___________性。
［答案］(1)ACBECF； AB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之间的C装置中溶液变浑浊。 (2)关闭；打开；k、m； 2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。 (3)①氢氧化钠溶于水放出大量热，温度升高，使氨的溶解度减小而放出；氢氧化钠吸水，促使氨放出；氢氧化钠电离出的OH－增大了氨水中OH－浓度，促使氨水电离平衡左移，导致氨气放出。②还原。
高考专题复习 化学实验设计、评价与探究
班级： 姓名： 等第：
1、某同学想利用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO4－离子的颜色，而不是K＋离子的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是
A、将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少
B、观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K＋无色
C、在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K＋无反应
D、在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明MnO4－离子为紫红色
2．王老师在课堂上做了一个如右图所示的实验，发现烧杯中酸性高锰酸钾溶液褪色。若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeCl2溶液，溶液后来呈现血红色。判断下列说法中正确的是
A、该条件下生成的水分子化学性质比较活泼
B、该条件下H2被冷却为液态氢，液氢的水溶液具有还原性
C、该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质
D、该条件下H2燃烧的产物中可能还有一定量的H2O2
3．在下列实验中，能达到实验目的的是
A、用石墨作电极，电解Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液，来比较铜和银的金属活动性
B、用比较H2CO3和HClO的酸性强弱，来比较碳和氯的元素非金属性强弱
C、用测定同浓度Na3PO4、Na3AsO4溶液的pH大小，来比较磷和砷的元素非金属性强弱
D、用Fe3+与铜单质的反应来比较铁、铜两单质的金属活动性
4．为了检验某化合物中是否含有NH4+、SO42－、Fe2+和结晶水，设计了下列操作步骤：①取少量晶体加热，发现试管口处有液体，且该液体能使无水硫酸铜变蓝；②另取少量晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSCN溶液，有红色出现；③取少量溶液于试管，加入盐酸，没有现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成；④取少量溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，微热有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时也有白色沉淀产生，该沉淀很快变成灰绿色沉淀。下列说一定正确的是
A．②中的现象说明一定有Fe2+
B．为了检验SO42－，可以将③中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2
C．通过上述实验可确定该化合物的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
D．④中的沉淀长时间放置会变成红褐色沉淀
5．测定硫酸铜晶体CuSO4·x H2O里的结晶水含量，造成x偏高的原因是
A．晶体完全变成白色粉末，继续加热出现黑色物质CuO
B．坩锅未干燥就称量
C．盛白色CuSO4粉末的坩锅置于空气中冷却后再称量
D．坩锅内壁附有受热不分解的惰性物质
6、(2007年高考广东理基，实验)下列实验可行的是( )
(A)加入适量铜粉除去Cu(NO3)2溶液中的AgNO3杂质
(B)用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体
(C)用浓硫酸与蛋白质的颜色反应鉴别部分蛋白质
(D)用乙醇从碘水中萃取碘
7．某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况：
下列结论正确的是
A．淀粉上有部分未水解 B．淀粉已完全水解
C．淀粉没有水解 D．淀粉已发生水解，但不知是否完全水解
8、(2007江苏)用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器巳省略)，能达到实验目的的是( )
(A)干燥Cl2 (B)吸收HCl (C)石油的分馏 (D)吸收NH3
9、某课外活动小组做了一个有趣的实验：将2g铝粉和3g碘粉小心混合均匀，分为质量相等的3份，分别进行如下实验，现将实验记录列表如下。
第一组 加入0.5g水 很快产生火花
第二组 加入1g胆矾 约需30s产生火花
第三组 加入1g无水硫酸铜 1min时仍没有产生火花
根据上述实验事实作出的推断错误的是
A．水能加快铝和碘反应的速率
B．第一组实验中铝和碘发生了化合反应生成了Al I3
C．第一组和第二组实验中还能观察到紫色的烟
D．第三组实验中铝和硫酸铜发生了置换反应
10、(2007宁夏)以下是某同学测定硫酸钠晶体中结晶水含量的实验方案。
实验用品：硫酸钠晶体试样、研钵、干燥器、坩埚、三脚架、泥三角、玻璃棒、药匙、托盘天平 实验步骤：
①准确称量一个干净、干燥的坩埚；
②在坩埚中加入一定量的硫酸钠晶体试样，称重，将称量过的试样放入研钵中研细，再放回到坩埚中；
③将盛有试样的坩埚加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热；
④将步骤③中的坩埚放入干燥器，冷却至室温后，称重；
⑤将步骤④中的坩埚再加热一定时间，放入干燥器中冷却至室温后称量。重复本操作，直至两次称量结果不变；
⑥根据实验数据计算硫酸钠晶体试样中结晶水的质量分数。
分析该方案并回答下面问题：
(1)完成本实验还需要的实验用品是______________________ ____________________。
(2)指出实验步骤中存在的错误并改正：_______________ __________________。
(3)硫酸钠不能放置在空气中冷却的原因是_________________ ______________。
(4)步骤⑤的目的是_____________________________________________________。
(5)下面的情况有可能造成测试结果偏高的是__________(填序号)
(A)试样中含有加热不挥发的杂质(B)试样中含有加热易挥发的杂质
(C)测试前试样已有部分脱水(D)实验前坩埚未完全干燥
(E)晶体加热脱水不完全(F)加热时晶体溅出
高考专题复习 化学实验设计、评价与探究
1．A解析：要证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO4－离子的颜色，而不是K＋离子的颜色，因此应确定含钾离子化合物的颜色，因此B说法正确。C、D中说明Zn不与K＋反应，但可与MnO4―反应，因此KMnO4溶液紫红色退去可说明是MnO4―发生反应，也可证明紫红色是MnO4―离子的颜色。
2．C、D解析：水分子的化学性质是一定的，反应生成的水不可能与酸性高锰酸钾溶液褪色，A说法错误。H2不可能被冰冷却液化，而且H2不溶于水，B说法错误。酸性KMnO4溶液具有很强的氧化性，该溶液褪色说明反应生成物具有还原性；KSCN的FeCl2溶液反应后呈现血红色说明Fe2＋被氧化生成了Fe3＋，即生成物具有氧化性，因此C说法正确。H2燃烧是与O2发生了反应，从元素组成来看可能生成了既有氧化性又有还原性的H2O2，D说法正确。
3．A、C解析：非金属性比较可通过最高价氧化物对应水化物的酸性判断，H2CO3为C的最高价氧化物对应的酸，而HClO不是Cl最高价氧化物对应的酸，因此不能根据二者酸性比较C和Cl的非金属性，B说法错误，可以通过H2CO3和HClO4酸性的比较判断。比较同浓度Na3PO4、Na3AsO4溶液的pH，可以确定H3PO4和H3AsO4两酸的酸性强弱，可以确定P和As的非金属性强弱，C说法正确。由于Fe为变价金属，单质还原性Fe>Cu，但离子氧化性Fe3＋>Cu2＋，因此D说法错误。
4．D解析：②中晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSCN溶液，有红色出现，无法确定原溶液是否含有Fe2＋，若原溶液含有Fe3＋也会出现同样现象，A说法错误。③中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2，若溶液中含有SO32―或HSO3―则会被硝酸氧化为SO42―，因此B说法错误。根据题中实验过程不能定量判断离子和结晶水的物质的量，因此无法推断出物质的化学式，C说法错误。④中生成的沉淀为Fe(OH)2，久置空气中会被氧化变为红褐色的Fe(OH)3沉淀。
5．A、B解析：测定硫酸铜晶体结晶水含量时，取一定质量的晶体，加热时失重越大，则测得的x值越高。A中，晶体加热时，不仅失去结晶水，而且使CuSO4分解；B中坩埚未干燥，则使坩埚沾附的水也被失去，因此在加热时，均使失重增加，所以测得的x增加。C中晶体失水后放在空气中冷却，则CuSO4在冷却时吸收空气中水分，导致测得x值偏小，D中坩埚内壁附着有不分解的惰性物质，则不会影响值的测定。
6．A。
7．D解析：淀粉水解后用NaOH溶液中和，中和液可发生银镜反应，说明淀粉已经水解。由于水解液中加入了过量的NaOH溶液，再加入碘水，则I2可与NaOH反应而无法确定水解液中是否含有未水解的淀粉。
8［答案］D。［提示］(A)的气体进口错；(B)易倒吸；(C)的温度计应在支管口附近。
9D．则三个实验的现象可知，第一组中加水加速反应，第二组中由于是结晶水，所以较难释放出来，其催化效果不如前者，所以在反应过程中H2O会对Al和I2的化合起催化作用，而Al和I2的化合是一个放热反应（也是由题给信息得到的），可以使末反应的I2发生升华，Al与CuSO4只能在溶液中发生置换反应。
10［答案］(1)坩埚坩、酒精灯(可以不答“火柴”)。 (2)步骤②有错误； 应先将试样研细，后放入坩埚称重。
(3)因硫酸钠放置在空气中冷却时，会吸收空气中的水分。 (4)保证试样脱水完全。 (5)B、D、F。
稀H2SO4
CCl4
NH3
H2O
浓
H2SO4
Cl2
HCl
Cu丝
n
m
k
水
无水乙醇
碱石灰
H
G
F
E
NaOH
溶液
澄清
石灰水
D
C
B
b
稀硫酸
a
稀硫酸
A
气体入口
NaOH溶液
浓硫酸
浓硫酸
图3
图2
图1
PAGE
- 2 -

展开更多......

收起↑