2023年高考化学二轮专题复习资料汇总实验与评价高中化学.docx

专题17 化学实验设计与评价 班级______________ 姓名_________________ 学号_________________ 【专题目标】 1．根据实验试题要求，设计根本实验方案。 2．运用化学实验知识，对实验方案作出分析和判断。 【经典题型】实验方案的设计 【例题】 Cu+在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化复原反响生成Cu2+和Cu。现有浓硫酸、浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH试纸，而没有其它试剂。简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经氢气复原所得到的红色产物中是否含有碱性氧化物Cu2O。 【点拔】 CuO经氢气复原所得到的红色产物一定有铜，要检验铜中是否含有Cu2O，应运用Cu2O具有而铜不具有的性质去判断。根据题中所给信息，显然应将Cu2O在酸性溶液中转变为Cu2+，从颜色变化来判断。但Cu也能与氧化性酸反响可转变为Cu2+，故不应使用浓硫酸、浓稀硝酸。 【参考答案】 取少量该红色产物放入稀硫酸，(振荡)假设溶液变为蓝色，说明产物中有Cu2O；假设溶液不变色，说明产物中无Cu2O。 【规律总结】实验设计的一般步骤 1．根据试题要求，分析所给信息，选择并确定实验原理。 2．根据实验原理，确定药品、选择仪器，提出实验方案。 3．分析实验成败关键，修改完善实验程序。 【稳固】 1．硅及其化合物用途非常广泛。常用作枯燥剂的多孔硅胶是由硅酸盐〔例如Na2SiO3〕 的水溶液中参加相应的酸生成溶解度较小的硅酸分子，放置一段时间后，硅酸分子逐渐聚合生成硅酸溶胶，进一步处理可得多孔硅胶。多孔硅胶对许多气体如乙醚蒸气等有吸附作用，设计一个实验，证明硅胶的吸附性，写出实验的步骤、现象及解释。 【参考答案】 步骤：在一个枯燥的烧瓶中滴入2～3滴乙醚，使其充满容器，投入5g硅胶。立刻塞紧 带有玻璃管的橡皮塞〔用弹簧夹夹紧连接的乳胶管〕。用力摇晃烧瓶片刻，把烧瓶固定在盛水的水槽上面，使乳胶管的尾端伸入水中，翻开弹簧夹。用另一未加硅胶的相同装置重复进行一次上面的实验。现象：装有硅胶的烧瓶，翻开弹簧夹后，水槽中的水通过玻璃管尖端像喷泉似进入烧瓶，未装硅胶的烧瓶无此现象。解释：装硅胶的烧瓶中的乙醚蒸气被硅胶吸附，使烧瓶中的气体压强变小，从而使水进入烧瓶，未装硅胶的烧瓶不能使烧瓶中的气体压强变小，因而无此现象。〔其他合理答案，同样得分〕 2．化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于98％的硫酸，而乙不 溶。现有一份甲和乙的混合物样品，通过实验进行别离，可得到固体甲。〔实验中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器。〕请填写表中空格，完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。 序号 实验步骤 简述实验操作〔不必表达如何组装实验装置〕 ① 溶解 将混合物放入烧杯中，参加98％ H2SO4，充分搅拌直到固体不再溶解。 ② ③ ④ ⑤ 洗涤沉淀 ⑥ 检验沉淀 是否洗净 【参考答案】 ②过滤 将烧杯中物质倒入耐酸过滤器中过滤，得滤液。 ③析出沉淀 将滤液沿烧杯壁慢慢倒入足量水中，并不段搅拌，直至析出全部固体。 ④过滤 将此烧杯中的物质倒入过滤器中过滤，得固体。 ⑤ 用蒸馏水冲洗滤纸上的固体假设干次，直至洗净。 ⑥取新得到的洗出液少许，滴入用盐酸酸化的BaCl2 溶液 ，假设没有白色浑浊出现，那么说明沉淀已洗净，假设有白色浑浊出现，那么说明沉淀没有洗净。 【经典题型】实验方案的评价 【例题】 实验室可用氯气与金属铁反响制备无水三氯化铁，该化合物是棕红色、易潮解，100℃左右时升华。以以下图是两个学生设计的实验装置、左边的反响装置相同，而右边的产品收集装置那么不同，分别如〔Ⅰ〕和〔Ⅱ〕所示。试答复： 　　 　　〔1〕B中反响的化学方程式为：__________________________________________。 　　〔2〕D中的反响开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是： ___________________________________________________________________________。 　　〔3〕D中反响化学方程式为： ___________________________________________________________________________。 　　〔4〕装置〔Ⅰ〕的主要缺点是： ___________________________________________________________________________。 　〔5〕装置〔Ⅱ〕的主要缺点是： ___________________________________________________________________________。 如果选用此装置来完成实验，那么必须采取的改良措施是： ___________________________________________________________________________。 【点拔】 氯气与金属铁反响生成三氯化铁，而该物质易潮解，故应防止与水〔水蒸气〕接触。该物质100℃左右时升华，那么温度低于100℃时为固体，易堵塞仪器的细口局部。Cl2有毒，不应直接排入空气中，应进行尾气处理。 【参考答案】 〔1〕 〔3分〕 或 〔2〕B中的反响进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，再开始加热D 〔3分〕 〔3〕 〔2分〕 〔4〕导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染 〔2分〕 〔5〕产品易受潮解 〔2分〕 在瓶E和F之间连接装有枯燥剂的装置 〔2〕 〔其他既能防止产品潮解又能防止尾气污染环境的合理答案均给分〕 【规律总结】实验评价试题的几种类型 1．评价实验原理 2．评价实验方法 3．评价药品、仪器 4．评价实验现象和结论 【稳固】 1．三位同学分别设计了以下三个检验SO42-的实验方案： 方案甲：试液+BaCl2溶液→白色沉淀→足量稀HNO3→沉淀不溶解 方案乙：试液+足量稀HCl→无沉淀+BaCl2溶液→白色沉淀 方案丙：试液+足量稀HNO3→无沉淀+Ba(NO3)2→白色沉淀 试评价上述多种方案是否严密？分别说明理由。 【参考答案】 甲方案不能排除Ag+干扰，丙方案不能排除SO32-干扰，故均不严密。乙方案严密。 2．选择使用以以下图中的仪器(含药品)，验证由铜和适量浓硝酸反响产生的气体中含有NO。(N2和O2的用量可自由控制)。①NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O ②气体液化温度：NO2：21℃，NO：-152℃ 〔1〕现有甲、乙、丙三位同学分别设计了以下三个实验方案(用仪器连接顺序表示)。 甲：A→C→F→D→B 乙：A→B→C→E 丙：A→E→D→B 甲、乙、丙三位同学提出的实验方案是否能验证Cu与适量浓HNO3反响产生的气体中含有NO(填“能〞或“不能〞) 甲________，乙________，丙________。 具体说明不能验证的主要原因(假设三个实验方案都能验证、那么此小题不用答复)： 甲方案：_______________________________________________________ 乙方案：_______________________________________________________ 丙方案：_______________________________________________________ 〔2〕反响前先通入足量的N2，其目的是________________________________。 〔3〕确认气体中含有NO的现象是_____________________________________。 〔4〕如果O2过量，那么装置B中发生反响的离子方程式是_________________。 【参考答案】 〔1〕甲能，乙不能，丙不能。 乙方案：混合气体与B中的NaOH反响，NO消耗了，后续实验无法验证。 丙方案：混合气体与E中H2O反响，生成了NO，产生干扰 〔2〕排尽装置中空气、防止NO被O2氧化。 〔3〕装置D中通入O2后有红棕色气体生成。 〔4〕4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O。 【经典题型】综合实验题 【例题】 用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是： 甲：① 称取一定质量的HA配制0.l mol/L的溶液100 mL； ② 用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。 乙：① 用物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝l的两种酸溶液各100 mL； ② 分别取这两种溶液各10 mL，加水稀释为100 mL； ③ 各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时参加纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。 〔1〕在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是 〔2〕甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH 1〔填“＞〞、“＜〞或“＝〞〕 乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是 〔a〕装HCl溶液的试管中放出H2的速率快； 〔b〕装HA溶液的试管中放出H2的速率快； 〔c〕两个试管中产生气体速率一样快。 〔3〕请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处 、 〔4〕请你再提出一个合理而比拟容易进行的方案〔药品可任取〕，作简明扼要表述。 【点拔】 配制一定物质的量浓度的溶液所必需的定量仪器是容量瓶。要证明某物质为弱电解质， 只要证明该物质局部电离，方法很多，如测定溶液的pH、盐溶液的酸碱性、同条件下溶液的导电性等。 【参考答案】 〔1〕100 mL容量瓶 〔2〕＞；b 〔3〕配制pH＝l的HA溶液难以实现 不妥之处在于参加的锌粒难以做到外表积相同 〔4〕配制NaA溶液，测其pH＞7即证明HA是弱电解质〔其他合理答案也可〕 【规律总结】综合实验题的解法 1．分析实验目的，选择仪器、药品，设计实验方案。 2．运用实验知识，分析现象，处理数据，评价实验过程。 【稳固】 1．实验室有CuO和Cu粉的混合物。请你利用给出的实验仪器及试剂，设计两种测定该样品〔已称得其质量为m克〕中氧化铜质量分数的方法，并填写表格中的有关内容。 实验 方法 实验过程中所发生反响的 化学方程式 实验所用仪器 〔用编号表示〕 实验需直接测定的有关物理量 〔用文字说明〕 1 2 实验可能用到的主要仪器： ①托盘天平 ②启普发生器 ⑧硬质玻璃管 ④泥三角 ⑤烧杯 ⑥坩埚 ⑦酒精灯 ⑧玻棒 ⑨漏斗 ⑩枯燥管 实验可能用到的试剂： a．锌粒 b．稀硫酸 c．氯化钠溶液 d，浓硫酸 【参考答案】 实验方法 实验过程中所发生 反响的化学方程式 实验所用仪器 〔用编号表示〕 实验需直接测定的有关物理量 〔用文字说明〕 1 H2SO4＋Zn→ZnSO4＋H2↑ H2＋CuOCu＋H2O ①②③⑦ 实验前样品和硬质玻璃管的总质量〔或硬质玻璃管的质量〕 实验后Cu及硬质玻璃管的总质量 2 H2SO4＋CuO→CuSO4＋H2O ①⑤⑧⑨ 过滤后剩余固体的质量 3 2Cu＋O22CuO ①④⑥⑦⑧ 实验前坩埚与样品总质量 〔或坩埚质量〕