1、第38讲化学实验方案的设计与评价【考纲要求】1.能根据实验试题要求，做到：(1)设计、评价或改进实验方案。(2)正确选用实验装置；(3)掌握控制实验条件的方法。(4)预测或描述实验现象、分析或处理实验数据，得出合理结论。2.以上各部分知识与技能的综合应用。考点一|化学实验方案的设计(重点保分型师生共研)授课提示：对应学生用书第183页核心知识大通关1基本原则(1)科学性：实验的原理、操作顺序、操作方法等科学合理。(2)可行性：原理可行，选用的药品、仪器、设备及实验方法能够满足现行的条件的要求。(3)简约性：装置或方法简单，步骤少、节约药品，短时间能完成，符合绿色化学的要求。(4)安全性：避免使
2、用有毒药品或危险性的实验操作，有毒气体的尾气处理。2基本思路3实验设计的步骤(1)明确实验目的、实验原理；(2)选择药品和仪器；(3)设计装置步骤，实施实验操作；(4)记录实验现象、实验数据；(5)分析得出结论。4实验方案的设计实验方案设计的流程设计实验方案实验，收集资料分析，得出结论考向精练提考能考向一验证物质性质的实验方案设计物质性质推测实验验证结论。图示如下：1(2016全国高考卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备氨气的发生装置可以选择上图中的_
3、，反应的化学方程式为_。欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中Y管中_反应的化学方程式_将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2_解析：(1)图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式
4、为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3H2ONH3H2O。欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰做干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合实验条件可知反应为8NH36NO27N212H2O，NO2为红棕色气
5、体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。答案：(1)A2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(或BNH3H2ONH3H2O)dcfei(2)红棕色气体慢慢变浅8NH36NO27N212H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压考向二探究物质性质的实验方案设计2(2015全国高考课标卷)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
6、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：_。解析：(1)结合题给装置中装的药品知，草酸晶体的分解产物中有二氧化碳气体，所以装置C中观
7、察到有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊。通入澄清石灰水前，气体进行了冷却，由题中信息知，草酸钙难溶于水，若气体不冷却，则挥发出的草酸蒸气也会进入装置C，与澄清石灰水反应生成沉淀，会干扰CO2的检验。(2)由题给实验仪器和药品知，CO应与装置H中固体反应，可推测装置H中固体为CuO，CO还原氧化铜生成Cu和CO2气体，然后把CO2通入到D中，结合装置H和装置D中的现象可判断草酸晶体的分解产物中是否含有CO。检验CO之前应先除去CO中混有的CO2，连接顺序为A、B、F、D、G、H、D、I。(3)向盛有碳酸氢钠的试管中加入草酸溶液，若有气泡产生，则证明草酸的酸性强于碳酸。证明草酸为二元酸可以用氢氧化钠标准
8、溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍。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、ICuOH中黑色粉末变为红色，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标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍3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
9、假设一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 molL1 BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体假设一成立实验2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 molL1 Ba(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 (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。实验步骤、预期现象和结论(不
10、要求写具体操作过程)：(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“小于”)后者，理由是_。答案：(1)无明显现象有白色沉淀(2)SO2溶于水生成H2SO33SO22NO2H2O=3SO4H2NO(或3H2SO32NO=3SO4H2NOH2O)(3)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分别氧化相同的H2SO3，生
11、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，合理答案均可)考向三探究“原理型”实验方案的设计控制变量法：物质变化往往受到多个因素的影响，在研究化学反应与外界因素之间的关系时，对影响物质变化规律的因素或条件加以人为控制，使其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，有利于在研究过程中，迅速寻找到物质变化的规律。常涉及的题型有：(1)外因(浓度、温度、压强等)对化学反应速率、化学平衡的影响；(2)物质性质的递变规律。4(1)实验一：探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。设计实验方案如下表，表中c_ molL1。编号酸的种类酸的浓度/(molL1)酸的体积/mL镁条质量/g
12、1醋酸1.0102.02盐酸c102.0实验步骤：a)检查装置(图甲)的气密性后，添加药品；b)反应开始后，_；c)将所记录的数据转化为曲线图(图乙)。写出05 min醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律：_。(2)实验二：现有一瓶醋酸溶液，常温下测定其中醋酸的电离程度(已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比)。设计实验方案，将待测物理量和对应的测定方法填写在下表中。待测物理量测定方法_量取25.00 mL醋酸溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将0.100 0 molL1 NaOH标准溶液装入_，滴定至终点，记录数据，重复滴定2次_答案：(1)1.0每隔1 min记录一次生成H2的体积醋酸与镁
13、条反应的速率随时间变化不明显；盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快，一段时间后反应速率明显减小(2)待测物理量测定方法醋酸溶液的物质的量浓度碱式滴定管H的物质的量浓度取适量醋酸溶液于烧杯中，用pH计测定溶液pH考点二|化学实验方案的评价(重点保分型师生共研)授课提示：对应学生用书第186页核心知识大通关对几个实验方案进行评价，主要是看是否正确、严密、准确、可行。另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。1可行性方面(1)分析实验方案是否科学可行；(2)实验操作是否安全合理；(3)实验步骤是否简单方便；(4)实验效果是否明显。2绿色化学方面(1)实验过程中是否造成环境污染；(2)原
14、料是否无毒、安全、易得；(3)原料利用率及反应速率是否较高。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，当熄灭酒精灯及左边有挥发性液体加热，气压不恒定时(如乙酸乙酯的制备)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，气体点燃前先验纯等)；(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；(4)污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；(5)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)。4从规范性方面(1)冷
15、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回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；(2)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；(3)仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；(4)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。5最佳方案的选择几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。6从评价的主要针对点来看，实验综合题可分为装置评价型和原理评价型两类。(1)实验装置的评价对比各方案装置，从装置的合理性、操作的简便可行等方面进行全面分析，
16、优选最佳装置。(2)实验原理的评价紧扣实验目的，对各方案的原理综合考虑，从原理是否科学正确、是否节省原料、涉及的操作是否简便易行、是否误差较小等方面进行全面分析，设计或优选出最佳方案。考向精练提考能考向一制备实验方案的评价1从实验方案可行性角度评价只有合理且切实可行的实验方案才有意义。可行性是方案的第一要素，评价方案时应注意从实验原理和操作两个方面分析：理论上要科学合理；操作上要简单可行。2从经济效益角度评价评价一种实验方案，不仅要从科学性上判断是否可行，还要从经济效益上考虑是否切合实际。3从环保角度评价防止污染的根本途径在于控制“三废”的排放，在对实验方案进行评价时，不可忽视环境保护的重要性
17、。4从“安全性”方面对实验方案做出评价化学实验安全通常要考虑气密性检查、气体纯度检验、加热的顺序、防倒吸、有毒气体的吸收处理等问题。1硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。铜不能与稀硫酸直接反应，某化学兴趣小组将适量浓硝酸分多次加入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(装置如图1、2所示)。(1)图1烧瓶中发生反应的离子方程式为_。(2)图2是图1的改进装置，其优点有：_；_。(3)为符合绿色化学的要求，该小组进行如下设计：方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B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铜粉与稀
18、硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向混合物中加FeSO4溶液或Fe2(SO4)3溶液，即发生反应。反应完全后向其中加物质甲调节pH至34，产生Fe(OH)3沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣做催化剂循环使用。已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4请回答下列问题：方案1中仪器B的名称是_。方案2中物质甲是_(填字母)。aCaObCuCO3cCaCO3以加入FeSO4为例，用离子方程式解释反应发生的原因：_。方案3：将3.2 g铜丝放入45 mL 1.5 mol/L的稀硫酸中，控温在50 。加入18 mL 10%的H2O2溶液，反应0.5小时后，升温到60 ，持续反
19、应1小时后，过滤、蒸发、结晶、减压抽滤后，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得10.06 g CuSO45H2O。上述三种方案中，更符合绿色化学理念的是_(填“方案1”“方案2”或“方案3”)，理由是_。解析：(1)铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，随着反应进行，浓硝酸变成稀硝酸，稀硝酸和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为Cu4H2NOCu22NO22H2O、3Cu8H2NO3Cu22NO4H2O。(2)反应中会产生NO，由于NO与NaOH溶液不反应，故应向氢氧化钠溶液中通入空气(或氧气)，装置2中在尾气吸收装置之前连接集气瓶，通入氧气有利于氮氧化合物的完全吸收，同时起安全瓶
20、作用，防止倒吸。(3)高温灼烧固体应在坩埚中进行，方案1将铜粉在坩埚中反复灼烧。由于溶液酸性较强，欲使Fe3沉淀，需加入某种试剂减小H浓度，但又不能引入新杂质。CaO能减小H浓度，但引入钙离子，a项错误；CuCO3能减小H浓度，过量的CuCO3可以过滤除去，不引入新杂质，b项正确；CaCO3引入钙离子，c项错误。上述三种方案中，更符合绿色化学理念的是方案3，理由是方案1需要灼烧，消耗能源多；方案2所得产品中含有杂质；方案3几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高。答案：(1)Cu4H2NOCu22NO22H2O、3Cu8H2NO3Cu22NO4H2O(2)防止倒吸有害气体能被完全吸收(3)坩埚b
21、4Fe2O24H=4Fe32H2O2Fe3Cu=2Fe2Cu2方案3方案1需要灼烧，消耗能源多；方案2所得产品中含有杂质；方案3几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高考向二探究实验方案的评价1对实验用品选择的评价包括仪器的选择、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(除杂质的试剂与顺序)、反应装置、收集装置、尾气处理装置等的选择；药品的选择包括种类、浓度、物质状态等的选择；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接方式等的选择。2对不同实验方案的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
22、上是否合算和对环境有无污染等。3最佳方案的选用几个实验方案都能达到目的，应分析各方案的优劣并选出其中最佳的一个。所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、原料利用率高、现象明显、无干扰物质以及无污染等。2(2016全国高考卷)下列实验操作能达到实验目的的是()实验目的实验操作A.制备Fe(OH)3胶体将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中B.由MgCl2溶液制备无水MgCl2将MgCl2溶液加热蒸干C.除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥D.比较水与乙醇中氢的活泼性分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中解析：A项中，制备Fe(OH)3胶体，应把饱和FeCl3溶
23、液逐滴加入到沸水中，继续煮沸至溶液呈红褐色，反应为FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl。B项中，由MgCl2溶液制备无水MgCl2应在HCl气流中加热，防止MgCl2发生水解反应。C项中，Cu粉能和稀HNO3反应：3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O，应加入稀硫酸(或稀盐酸)溶解，过滤、洗涤、干燥。D项中，由于H2O中的H比乙醇中的H易电离，所以Na与H2O反应比Na与乙醇反应剧烈得多，可以用与Na的反应来比较水和乙醇中氢的活泼性。答案：D3(2017辽宁沈阳八校联考)已知亚硫酸钠在空气中能被氧气氧化生成硫酸钠。.甲同学设计两种方案来检验Na2SO3溶液是否发生变质。
24、方案一：取样，加入稀盐酸有气泡生成，认为亚硫酸钠溶液没有变质。方案二：取样，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，认为亚硫酸钠溶液完全变质。请你对两方案做出评价：方案一：_(填“合理”或“不合理”)，理由是_。方案二：_(填“合理”或“不合理”)，理由是_。.乙同学探究Na2SO3溶液是否发生变质，设计如下实验测定1.0 molL1 Na2SO3溶液的实际浓度。(1)分液漏斗中应加入足量的下列哪种试剂？_(填字母)。a浓硝酸B65%硫酸c浓盐酸(2)实验前后测得C装置增重3.2 g，则Na2SO3溶液实际的物质的量浓度为_。(3)该实验装置还存在一个明显的缺陷是_。解析：.加入稀盐酸有气泡生成，证明溶
25、液中含有亚硫酸钠，Na2SO3溶液可能没有变质，也可能部分变质。亚硫酸钠、硫酸钠都能与氯化钡反应生成沉淀，故亚硫酸钠溶液未变质、部分变质、全部变质时的现象相同，都会生成白色沉淀。.制备二氧化硫气体选用硫酸。C装置增重3.2 g，产生的n(SO2)0.05 mol，所以n(Na2SO3)0.05 mol，c(Na2SO3)0.05 mol0.06 L0.83 molL1。该实验装置中一个明显的缺陷是缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置。答案：.不合理亚硫酸钠部分变质时加入稀盐酸也会产生气泡不合理亚硫酸钠也能与氯化钡反应生成白色沉淀，亚硫酸钠未变质或部分变质时也会产生白色沉淀.(1)b(2)0.83
26、 molL1(3)缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置(或其他合理答案)课时作业(授课提示：对应学生用书第319页)1下列实验方案设计可行的是()A在水中加入氯化铁晶体，加热至沸腾，可得到氢氧化铁胶体B氢氧化铁胶体中的H、Cl可用过滤的方法除去C用蒸发的方法使NaCl从溶液中析出时，将蒸发皿中NaCl溶液全部加热蒸干D鉴别氯化铁溶液与氢氧化铁胶体较简便的方法是用激光束照射解析：A项实验操作不会制得胶体，会得到沉淀，A项错误；胶体粒子也能通过滤纸，可通过渗析除去胶体中的杂质离子，B项错误；蒸发溶液到溶液表面出现一层晶膜时停止加热，用余热蒸干即可，C项错误。答案：D2探究小组通过实验探究Cu及其化合
27、物的性质，下列操作正确且能达到目的的是()A将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后立即把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色B常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D将表面有铜绿Cu2(OH)2CO3的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿解析：将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后立即把水加入反应器中，会使浓硫酸飞溅，不安全，A错误；常温下铜丝与氯气不反应，要用红热的铜丝，B错误；CuCl2是强酸弱碱盐，溶液在加热过程中水解得到Cu(OH)2和HCl，HCl受热挥发出去，使CuCl2全部转化为Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解得到C
28、uO固体，C错误；盐酸与铜绿Cu2(OH)2CO3反应，但不能与铜反应，D正确。答案：D3下列装置能达到实验目的的是()解析：A项，加热烧杯时，NH4Cl分解为NH3和HCl，在烧瓶底部NH3和HCl又重新结合成NH4Cl，从而与NaCl分离；B项，该实验为石蜡油的分解实验，反应管中缺少作为催化剂的素瓷片；C项，MnO2和浓盐酸常温下不反应；D项，氨气不能用无水氯化钙干燥。答案：A4(2017湖南六校联考)下列实验方案中，不能达到实验目的的是()选项实验目的实验方案A证明氧化性：H2O2比Fe3强用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中，溶液变黄色B鉴别溴蒸气和NO2分别通入硝酸银溶
29、液中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气C证明盐类水解是吸热反应在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后红色加深D证明难溶物存在沉淀溶解平衡往黄色固体难溶物PbI2中加水，振荡，静置。取上层清液，然后加入NaI固体，产生黄色沉淀解析：在酸性条件下，NO表现强氧化性，也会把Fe2氧化为Fe3，所以不能证明H2O2的氧化性比Fe3强。答案：A5下列设计的实验方案能达到实验目的的是()A制备Al(OH)3悬浊液：向1 molL1 AlCl3溶液中加过量的6 molL1NaOH溶液B提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量NaOH溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水C检验溶液中是否含有Fe2：
30、取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象D探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，观察并比较实验现象解析：A项中AlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O，AlCl3在过量的NaOH溶液中生成NaAlO2，而不是Al(OH)3；B项乙酸与NaOH溶液反应，且乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应，从而不能提纯；C项检验Fe2，应先加入KSCN溶液，不变色，再滴加氯水，呈红色，说明Fe2存在，D项浓度相同，催化剂不同
31、，催化效果不同，可以比较。答案：D6(2017河北石家庄质检)某实验小组为测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理的是()实验方法实验方案测量数据A滴定法将样品配成100 mL，取10.00 mL，加入甲基橙，用标准盐酸滴定消耗盐酸的体积B量气法将样品与盐酸反应，使生成的气体全部被碱石灰吸收碱石灰增重C重量法将样品放入烧杯中，置于天平上，加入足量盐酸减轻的质量D量气法将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气排水体积解析：A项，以甲基橙为指示剂，用标准盐酸滴定Na2CO3时，达到滴定终点时发生的反应为Na2CO3
32、2HCl=2NaClCO2H2O，根据消耗的HCl的物质的量可求得Na2CO3的质量，进而可求出其质量分数，故A项正确；B项，测定原理是通过碱石灰吸收样品与盐酸反应产生的CO2，利用CO2和Na2CO3的物质的量关系求得Na2CO3的质量，但由于碱石灰还能吸收反应中带出的水蒸气，会使测定结果偏高，故B项不合理；C项，测定原理是利用样品和盐酸反应后减轻的质量即为生成的CO2的质量，进而求得Na2CO3的质量，但由于CO2可溶于水，产生的CO2不能全部逸出，且部分水蒸气也会逸出，因此减轻的质量并不是产生的全部CO2的质量，故C项不合理；D项，测定原理是用排水法测出样品与盐酸反应产生的CO2的体积，
33、进而求得Na2CO3的质量，但由于CO2可溶于水，测得的体积会小于实际产生的CO2的体积，从而造成结果偏低，因此D项也不合理。答案：A7某化学兴趣小组设计如下实验方案。利用浓硫酸与铜片反应制备SO2并进行相关实验探究，实验装置如图所示：请回答下列问题：(1)装置B的作用是_。(2)设计装置C的目的是验证SO2的_性，装置C中发生反应的离子方程式是_。装置D中NaOH全部转化为NaHSO3的标志是_。(3)向NaHSO3溶液中加入NaClO溶液时，反应有三种可能的情况：.HSO与ClO恰好反应.NaClO不足.NaClO过量甲同学分别取上述混合溶液于试管中，通过下列实验确定该反应属于哪一种情况，
34、请完成下表：(已知酸性：H2SO3H2CO3HClO)序号实验操作现象结论加入几小块CaCO3固体有气泡产生或滴加少量淀粉KI溶液，振荡_滴加少量溴水，振荡_滴加少量酸性KMnO4溶液、振荡溶液呈紫色_(4)请设计简单实验证明：室温下HSO的电离平衡常数Ka与水解平衡常数Kh的相对大小：_。答案：(1)防倒吸(或安全瓶)(2)还原SO2Br22H2O=4HSO2Br溶液由红色变为无色(3)溶液变为蓝色溴水褪色或(4)常温下，用pH试纸(或pH计)测定NaHSO3溶液的pH，若pHKh；若pH7，则KaKh8(1)已知Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O。甲同学通过测定该反应发生
35、时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为10 mL)：实验编号实验温度c(Na2S2O3) /(molL1)c(H2SO4) /(molL1)250.10.1250.20.1250.10.2500.20.1500.10.1其他条件不变时，探究温度对化学反应速率的影响，应选择_(填实验编号，下同)；探究浓度对化学反应速率的影响，应选择_；若同时选择溶液测定变浑浊的时间，是探究_对化学反应速率的影响。(2)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时，1 mol Na2S2O3转移8 mol电子，该反应的离子方程式是_。甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的
36、化学性质。()甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和_性。()加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是_。()乙同学认为应将上述流程中所加试剂顺序颠倒，你认为甲、乙两同学的设计更合理的是_(填“甲”或“乙”)，理由是_。答案：(1)或或或改变不同反应物的浓度(2)S2O4Cl25H2O=2SO8Cl10H()还原()SOBa2=BaSO4()乙可以排除BaS2O3的干扰9(2017吉林长春质检)工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。某同学设计了如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶
37、液中的溶解)。(1)实验原理Al4C3与硫酸反应可生成CH4。AlN溶于强酸产生铵盐，溶于强碱生成氨气，请写出AlN与过量NaOH溶液反应的化学方程式：_。(2)实验装置(如图所示)(3)实验过程连接实验装置，检查装置的气密性。称得D装置的质量为y g，滴定管的读数为a mL。称取x g AlN样品置于B瓶中；塞好胶塞，关闭活塞_，打开活塞_，通过分液漏斗加入稀硫酸，与B瓶内物质充分反应。待反应进行完全后，关闭活塞_，打开活塞_，通过分液漏斗加入过量_(填化学式)，与B瓶内物质充分反应。_(填入该步应进行的操作)。记录滴定管的读数为b mL，称得D装置的质量为z g。(4)数据分析(已知：该实
38、验条件下的气体摩尔体积为Vm Lmol1)Al4C3的质量分数为_。若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。AlN的质量分数为_。解析：从实验装置和实验步骤上看，本实验的原理是用足量硫酸与样品中Al4C3完全反应，量取生成的甲烷气体的体积，从而可得出Al4C3的质量分数；用足量NaOH溶液与样品中AlN完全反应，充分吸收生成的氨气，并称量其质量，从而求得AlN的质量分数。(1)根据题目信息：AlN溶于强碱溶液时会生成NH3，同时铝元素转化为偏铝酸钠。(3)通过分液漏斗加入稀硫酸，硫酸与样品中Al4C3完全反应，量取生成的甲烷气体，从而测得
39、Al4C3的质量分数，故应关闭活塞K2、K3，打开活塞K1；用足量NaOH溶液与样品中AlN完全反应，充分吸收生成的氨气，并称量其质量，故应关闭活塞K1，打开活塞K3；装置中残留部分氨气，打开K2，通入一段时间空气，排尽装置的氨气，使其被装置D完全吸收，防止测定的氨气的质量偏小。(4)甲烷的体积为(ab)mL，物质的量为mol，根据碳原子守恒可知，Al4C3的物质的量为甲烷的物质的量的三分之一，所以Al4C3的质量为mol144 g/mol g，故Al4C3的质量分数为100%；读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，气体的压强大于大气压，使测得甲烷的体积偏小；氨气的质量为(zy)g，物质的量
40、为 mol，根据氮原子守恒可知，氨气的物质的量等于AlN的物质的量，所以AlN的质量为 mol41 g/mol g，故AlN的质量分数为100%100%。答案：(1)AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3(3)K2、K3K1K1K3NaOH打开K2，通入一段时间空气(4)100%偏小100%章末排查练(九)授课提示：对应学生用书第187页115个基本操作正误判断(1)灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na，无K。()(2)称取2.0 g NaOH固体，先在托盘上各放1张滤纸，然后在右盘上添加2 g砝码，左盘上添加NaOH固体。()(3)滴定管用蒸馏水洗涤后，装入标准液进行滴定。()(4
41、)做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中加入沸石，以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石，应立即停止加热，冷却后补加。()(5)为测定新制氯水的pH，用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照即可。()(6)提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和Na2CO3溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水。()(7)如果不慎将酸粘到皮肤或衣物上，立即用较多的水冲洗(如果是浓硫酸，必须迅速用抹布擦拭，然后用水冲洗)，再用3%5%的NaHCO3溶液来冲洗。()(8)如果将碱溶液粘到皮肤上，要用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液。()(9)可直接加热的常见仪器有试管、蒸发皿、坩埚。其中蒸发皿用于
42、溶液浓缩或蒸发，坩埚用于固体物质的高温灼烧，且二者都需要用坩埚钳夹取。()(10)三种计量仪器的精确度：托盘天平：0.1 g；量筒：0.1 mL；滴定管：0.01 mL。其中量筒无“0”刻度，滴定管的“0”刻度在上方。()(11)pH试纸可定量(粗略)测定溶液的酸碱性强弱；淀粉KI试纸可检验Cl2等氧化性物质；品红试纸可检验SO2等漂白性物质。()(12)过滤所需的主要仪器有铁架台(附铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒；蒸发所需的主要仪器有铁架台(附铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒。()(13)蒸馏是利用液态混合物中各组分的沸点不同，除去易挥发、难挥发或不挥发的杂质的方法。所需主要玻璃仪器有酒精灯、蒸馏
43、烧瓶、温度计、冷凝管等。()(14)萃取时，分液漏斗倒转振荡要适时旋开活塞放气，因为萃取剂多为易挥发的有机溶剂，蒸气压较大，若不放气，使内外气压不平衡，有时会冲出塞子。()(15)分液时，要把分液漏斗上端的玻璃塞打开或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗口上的小孔，其目的是使漏斗内外空气相通，压强相等，保证漏斗里的液体能顺利流出。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)228个实验装置正误判断(1)(2) () ()(3) (4) () ()(5) ()(6) ()(7) ()(8) ()(9) (10) () ()(11) (
44、12)() ()(13) (14) () ()(15) (16) () ()(17) (18) () ()(19) (20) () ()(21) (22) () ()(23) (24) () ()(25) (26) () ()(27) (28) () ()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)(25)(26)(27)(28)35个规范操作再排查(1)捂热法气密性检查巧记：封、热、泡、冷、柱。操作过程：_。(2)以BaCl2溶液沉淀Na2SO4中的SO为例
45、如何判断沉淀是否完全：_。如何洗涤沉淀？_。如何判断沉淀是否洗净？_。(3)萃取分液操作步骤巧记：萃取原液互不溶，质溶程度不相同。充分振荡再静置，下放上倒切分明。具体操作：_。(4)蒸发结晶操作步骤巧记：皿中液体不宜多，防止飞溅要搅动。较多固体析出时，移去酒灯自然蒸。具体操作：_。(5)怎样洗涤玻璃仪器？洗净的标准是什么？_。答案：(1)将装置封密，将导气管末端伸入盛水的烧杯中，用手捂热(或用酒精灯微热)试管，烧杯中导管口有气泡产生，松手后导管末端有一段稳定的水柱，说明装置气密性良好(2)取少许上层清液于试管中，再滴入BaCl2溶液，若不再产生沉淀，则已沉淀完全(注：若未沉淀完全，须将取出的溶液倒回原容器，继续滴加沉淀剂)在漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀，使之自然滤出，重复操作23次取最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液，再滴加几滴稀硝酸，若无白色沉淀，则证明沉淀已洗净，反之未洗净(3)查漏，注溶液，注萃取剂，盖塞(孔槽分离)，翻转摇荡，竖正，孔槽对齐，静置分层，打开旋塞，下液下流；关闭旋塞，开盖，上液上倒(4)向蒸发皿中注入溶液，蒸发(玻璃棒不停地搅拌)至大量晶体析出时，即停止加热，利用余热继续蒸干(5)洗涤的基本方法：先注入少量水，振荡倒掉，冲洗外壁，若仍有污迹，刷洗或用洗涤液处理，最后用蒸馏水冲洗。洗净的标准是内壁均匀附着一层水膜，不聚成水滴，也不成股流下