1、第十一章化学实验学案50实验方案的设计、改进及评价考纲要求1.能够设计、评价或改进实验方案。2.了解控制实验条件的方法。3.能够绘制和识别典型的实验仪器装置图。热点1气体实验装置的改进设计气体实验装置，通常由气体发生、气体净化、气体收集、尾气处理等装置组成，对一些常见装置进行改进和重新组合，往往能够实现一些特殊的实验目的。典型的气体实验装置改进设计有：依据启普发生器原理设计的反应器，尾气吸收、防倒吸装置的设计，液封装置的设计，恒压装置的设计等。解题策略1实验设计的创新往往要体现七个“一”，即：一个实验的多种现象，一种实验现象的多种原因，一种装置的多种用途，一种用途的多种装置，一个仪器的多种用法
2、，一种物质的多种制法，一组物质的多种鉴别方法。2选择反应原理的原则是：反应条件温和、转化率高、实验操作简便安全、产物便于分离与收集。中学化学实验中，常见的气体制备实验是其中的重要组成部分，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。典例导悟1 (2010上海，26)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
3、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_。(3)上述装置中，B物质是_。用这个实验得到的气体测定CO2的分子量，如果B物质失效，测定结果_(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。 (4)一次性饭盒中石蜡(高级烷烃)和CaCO3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤设计如下：剪碎、称重浸泡溶解过滤残渣烘干冷却、称重恒重为了将石蜡和碳酸钙
4、溶出，应选用的试剂是_。a氯化钠溶液 b稀醋酸 c稀硫酸 d正己烷(5)在溶出量测定实验中，为了获得石蜡和碳酸钙的最大溶出量，应先溶出_，后溶出_。(6)上述测定实验中，连续_，说明样品已经恒重。热点2性质实验装置的改进设计研究物质的物理性质和化学性质，是化学实验的最主要功能。而许多化学实验装置的设计，其目的就是研究物质所具有的性质。注重考查考生的创新思维能力。解题策略解答该类题应先明确实验目的和要求，再依据化学原理、物质性质和实验设计的基本要求进行解答。1基础性训练以教材实验为载体，从反应原理、装置原理和操作原理等方面进行强化训练。2拓展性训练一是要注重对教材实验的改进和挖掘；二是要对实验进
5、行创新设计。对于多种情况的反应，根据“实验问题”提出猜想；依据假设设计实验，要充分考虑多种可能性，避免肯定的或惟一性结论。在性质探究实验中，尾气处理装置、安全瓶和防倒吸装置等都是考查的热点，要理解其原理，选择或设计最简便的装置。典例导悟2 (2009广东，21)三草酸合铁酸钾晶体K3Fe(C2O4)33H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。限选试剂：浓硫酸、1.0 molL1 HNO3、1.0 molL1盐酸、1.0 molL1 NaOH、3% H2O2 、
6、0.1 molL1 KI、0.1 molL1 CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C)，观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是_。(2)该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是_，现象是_。(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。提出合理假设假设1：_；假设2：_；假设3：_。设计实验方案证明你的假设实验过程根据中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。实验步骤预期现象与结论
7、步骤 1：步骤2：步骤3：热点3制备实验装置的改进设计制备一种物质，应根据目标产品的组成来确定原料及反应原理，设计反应路径，选择合适的仪器和装置。最后，根据生成物的性质将产品分离提纯出来。整个过程如下图所示：解题策略1在设计物质制备的实验方案时，要优化上述流程中的每一个具体环节。遵循的优化原则是：原料廉价，原理绿色，条件优化，仪器简单，分离方便。2一些物质的制备，由于其性质上的特殊性，需要设计一些特殊的装置来完成。如实验室制备Fe(OH)2固体，由于Fe(OH)2遇空气易被氧化而变质，故其制备实验装置必须严格防止制备的Fe(OH)2固体与O2接触；再如，常见有机物的制备中，由于有机反应缓慢、副
8、产品多、原料容易挥发，所以常见有机物的制备装置都要加装冷凝回流装置，使原料回流、充分反应，提高产率。典例导悟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N2。c方案：将空气缓慢地通入灼热的铜粉制得较纯的N2。现实验室提供如下几种装置来制取N2。(1)若按a方案制取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_(填序号)作发生器，该发生装置中发生反应的化学方程式为_。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
9、的流向顺序列出)_(填序号)。(2)若按c方案制取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)上述制取N2的三个方案中，a、b方案结合使用越来越受到人们的关注，这种方法与b方案相比，其优越性在于_。1(2011安徽理综，10)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()选项实验操作现象解释或结论A过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3BAgI沉淀中滴入稀KCl溶液有白色沉淀出现AgCl比AgI更难溶CAl箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧
10、化膜D用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓氨水呈碱性2.(2011江苏，7)下列有关实验原理或实验操作正确的是()A用水润湿的pH试纸测量某溶液的pHB用量筒量取20 mL 0.500 0 molL1 H2SO4溶液于烧杯中，加水80 mL，配制成0.100 0 molL1 H2SO4溶液C实验室用图1所示的装置制取少量氨气D实验室用图2所示的装置除去Cl2中的少量HCl3(2011江苏，13)下列有关实验原理、方法和结论都正确的是()A向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水，可制取Fe(OH)3胶体B取少量溶液X，向其中加入适量新制的氯水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明X溶液中
11、一定含有Fe2C室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量NaOH溶液，振荡、静置后分液，可除去苯中的少量苯酚D已知II2I，向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4，振荡静置后CCl4层显紫色，说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大4(2011广东理综，23改编)下列实验现象预测正确的是()实验：振荡后静置，上层溶液颜色保持不变实验：酸性KMnO4溶液中出现气泡，且颜色逐渐褪去实验：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色实验：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应A B C D5(2009天津理综，6)下列实验设计和结论相符的是()A将碘水倒入
12、分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性C某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液，再加稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SOD在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2，即可得到较纯净的FeCl3溶液6.(2011全国理综，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。下图中最适合完成该实验的简易装置是_(填序号)；根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)
13、：应加入的物质所起的作用ABCD简单描述应观察到的实验现象_。7(2011课标全国卷，28)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。请回答下列问题：(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为_(填仪器接口的字母编号)。(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞；_(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。A加热反应一段时间B收集气体并检验其纯度C关闭分液漏斗活塞D停止加热，充分冷却(3)实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色。该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成
14、。写出CaH2与水反应的化学方程式_；该同学的判断不准确，原因是_。(4)请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象_。(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是_。8(2011北京理综，27)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验)。实验操作和现象：操作现象关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热A中有白雾生成，铜片表面产生气泡B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀C中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失打开弹簧夹，通入N2，停止加热，一段时间后关
15、闭从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸均未发现白色沉淀溶解(1)A中反应的化学方程式是_。(2)C中白色沉淀是_，该沉淀的生成表明SO2具有_性。(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_。(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是_；乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是_。进行实验，B中现象：甲大量白色沉淀乙少量白色沉淀检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：_。(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成，而C中产生白
16、色沉淀，由此得出的结论是_。9(2011上海，26)实验室制取少量溴乙烷的装置如下图所示。根据题意完成下列填空：(1)圆底烧瓶中加入的反应物是溴化钠、_和11的硫酸。配制体积比11的硫酸所用的定量仪器为_(选填编号)。a天平 b量筒c容量瓶 d滴定管(2)写出加热时烧瓶中发生的主要反应的化学方程式_。(3)将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中，冰水混合物的作用是_。试管A中的物质分为三层(如图所示)，产物在第_层。(4)试管A中除了产物和水之外，还可能存在_、_(写出化学式)。(5)用浓的硫酸进行实验，若试管A中获得的有机物呈棕黄色，除去其中杂质的正确方法是_(选填编号)。a蒸馏 b用氢氧化钠
17、溶液洗涤c用四氯化碳萃取 d用亚硫酸钠溶液洗涤若试管B中的酸性高锰酸钾溶液褪色，使之褪色的物质的名称是_。(6)实验员老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口，其原因是：_。10(2010北京理综，9)用右图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是()A上下移动中铜丝可控制SO2的量B中选用品红溶液验证SO2的生成C中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D为确认CuSO4生成，向中加水，观察颜色题号1234510答案11.(2010广东理综，33)某科研小组用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
18、)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SO。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)。提出合理假设假设1：只存在SO；假设2：既不存在SO，也不存在ClO；假设3：_设计实验方案，进行实验。请在答题卡上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 molL1 NaOH、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
19、论步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 molL1 H2SO4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3：12.(2010安徽理综，28)某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：实验制备银镜，并与Fe(NO3)3溶液反应，发现银镜溶解。(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是_。a边振荡盛有1 mL 2%的AgNO3溶液的试管，边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止b将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中c制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热d银氨溶液具有较弱的氧化性e在银氨溶液配制过程中
20、，溶液的pH增大提出假设假设1：Fe3具有氧化性，能氧化Ag。假设2：Fe(NO3)3溶液显酸性，在此酸性条件下NO能氧化Ag。设计实验方案，验证假设(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2，验证了假设1成立。请写出Fe3氧化Ag的离子方程式：_。(3)乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容(提示： NO在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生)。实验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论若银镜消失，假设2成立。若银镜不消失，假设2不成立。思考与交流(4)甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论：Fe(NO3)3溶液中的Fe3和NO都
21、氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由：_。13(2009北京理综，27)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3 molL1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是_。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_。(3)装置中发生反应的化学方
22、程式是_。(4)装置的作用是_，发生反应的化学方程式是_。(5)该小组得出的结论依据的实验现象是_。(6)实验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)_。a加热该绿色溶液，观察颜色变化b加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化1(2011武汉质检)在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备铜，有下列两种途径：(1)FeH2Cu
23、(2)CuOCuSO4Cu若用这两种方法制得等量的铜，则下列有关说法符合实际情况的是()A消耗氧化铜的质量相同B消耗铁的质量相同C消耗硫酸的质量相同D生成硫酸亚铁的质量相同2(2011汕头模拟)在实验室进行下列有关物质的制备流程中，理论上正确、操作上可行且经济上合理的是()ACCOCO2Na2CO3BCuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2CCaOCa(OH)2溶液NaOH溶液DFeFe2O3Fe2(SO4)3溶液3某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是_。
24、(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是_。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是_。(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是_，理由是_。方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4Cl2Br2，操作步骤为_，实验现象为_；但此实验的不足之处是_。4某研究性学习小组的同学决定通过实验对SO2的漂白作用到底是SO2本身还是SO2与水作用的产物进行探究，他们查阅资料知品红能溶解在酒精中形成红色溶液。(1)甲同学设计了如
25、图所示的装置，并认为由广口瓶中溶液颜色的变化可以达到实验目的，甲作出此判断的依据是_。(2)乙同学通过分析，指出甲同学的装置图有两处不合理，并进行了修改，修改的内容：_。按修改后的装置，实验中控制SO2以大约每分钟200个气泡的速率通过品红的酒精溶液，20分钟后溶液仍不褪色，由此知，品红的褪色不是_直接导致的。随后乙同学对SO2使品红溶液褪色的微粒提出了如下三种假设：假设一：是HSO；假设二：是SO；假设三：_。(3)为验证自己的假设，乙同学进行了如下实验：取2 mL相同浓度的品红的酒精溶液置于两支试管中，再向试管中分别加入少量Na2SO3、NaHSO3固体，振荡静置后发现试管中的液体均褪色，
26、对此他得出使品红褪色的粒子是HSO、SO的结论，你认为此结论是否正确？_，理由是_。(4)为了进一步进行探究，丙同学又做了如下的实验：取相同浓度的品红的酒精溶液各10 mL分别置于两个小烧杯中，向两个烧杯中同时一次性地加入10 mL 0.1 molL1 Na2SO3、10 mL 0.1 molL1 NaHSO3溶液，发现加入Na2SO3溶液的品红的酒精溶液褪色较快，对此他可以得出的结论是_，理由是_。5为了得到白色的Fe(OH)2沉淀，并尽可能长时间保持其白色，有人设计如图所示的实验方案：方案(一)气体保护法：如图甲所示装置。(1)请简述实验操作及原理：_。(2)氢氧化亚铁保持长时间白色，其原
27、因是_。方案(二)液封法：如图乙所示，通电一段时间后，产生白色沉淀。(3)铁片、石墨作电极材料，X为_。苯的作用是_；能否用四氯化碳替代苯，_(填“能”或“否”)。(4)用反应式表示图乙中氢氧化亚铁形成的过程：_。方案(三)改变溶剂法：实验步骤如下：取少量新制的硫酸亚铁晶体于大试管中，向其中加入5 mL 的热蒸馏水，使之充分溶解，然后向其中慢慢加入10 mL无水乙醇，这时会发现溶液中有大量的小气泡冒出，静置，直到无小气泡冒出为止。另取一支试管，向其中加入半药匙固体氢氧化钠，然后向其中加入5 mL无水乙醇，充分溶解后静置。用长胶头滴管吸取刚配制的氢氧化钠的无水乙醇溶液，伸入硫酸亚铁溶液内部，慢慢
28、地挤压橡胶胶头，连续吸取几次，使之充分反应，静置片刻，这时在试管底部会有大量的白色凝乳状溶胶沉降下来。小心倒去上层无水乙醇溶液，再向其中加入3 mL无水乙醇洗涤，连续洗涤两三次，这时白色的凝乳状溶胶会变成白色固体，然后倒在滤纸上让无水乙醇充分挥发，便得到白色的固体粉末。(5)避免硫酸亚铁在溶于水的过程中被氧化，通常在溶液中加入_。在硫酸亚铁溶液中慢慢加入无水乙醇，产生气泡的主要原因是_。(6)保持白色的主要原因是_。学案50实验方案的设计、改进及评价【热点探究区】典例导悟1(1)abc(2)CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液HCl气体或酸性气体(3)无水CaCl2偏低(4)bd(5)石蜡CaC
29、O3(6)两次称量的结果相差不超过(或小于)0.001 g解析(1)考查等体积比浓度的溶液配制，用量筒量取等体积水与浓盐酸，倒入烧杯，搅拌混匀即可。(2)由于制备得到的CO2中含H2S以及反应挥发出的HCl，因此可通过CuSO4溶液除去H2S，通过饱和NaHCO3溶液除去HCl。(3)固体B应为无水CaCl2，可除去CO2中的H2O(g)。如果CaCl2失效，则气体为CO2与H2O(g)的混合气体，其平均分子量小于CO2的分子量，因此测定结果偏低。(4)要溶解CaCO3应选用稀醋酸，不能用稀H2SO4，因为H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4，微溶于水。正己烷用于溶解石蜡。(5)先用正己烷
30、溶解石蜡，才能使其中的CaCO3与醋酸充分接触发生反应，使二者达到最大溶出量。(6)两次称量的质量差不超过0.001 g，说明已经恒重。2(1)CO2和CO(2)焰色反应透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰(3)假设1：铁元素的存在形式为Fe单质假设2：铁元素的存在形式为FeO假设3：铁元素的存在形式为Fe与FeO的混合实验步骤预期现象与结论步骤1：用药匙取少量固体产物于一支洁净干燥的试管A中，用胶头滴管滴加过量的煮沸过的0.1 molL1 CuSO4溶液于试管中，振荡，静置，过滤，取出固体于另一试管B中备用若出现大量红色固体，则证明假设1或假设3成立若不出现红色固体，则假设2可能成立步骤2：往试
31、管B中加过量1 molL1盐酸，滴加少量20% KSCN溶液，再滴加少量煮沸过的1 molL1 HNO3溶液加盐酸后，固体部分溶解。若加入少量1 molL1 HNO3后溶液变血红色，则证明原固体为Fe与FeO混合，假设3成立若加入少量1 molL1 HNO3后溶液不变血红色，则证明原固体只含Fe，假设1成立步骤3：若步骤1不出现红色固体。用药匙另取少量固体产物于一支洁净干燥的试管中，用胶头滴管滴加过量煮沸过的1 molL1的盐酸，滴加少量20% KSCN溶液，再滴加少量煮沸过的1 molL1 HNO3溶液加盐酸后，固体全部溶解。若滴加KSCN溶液后，溶液不呈血红色，滴加1 molL1 HNO3
32、后溶液变血红色，则证明假设2成立解析(1)将产生的气体产物依次通过澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明产生的气体中含有CO2；然后再通过灼热氧化铜、澄清石灰水，观察到有红色固体生成，澄清石灰水都变浑浊，说明产生的气体中含有CO。(2)碱金属元素的检验一般采用焰色反应。(3)依据信息：固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3，可推测铁元素只能以亚铁及铁单质的形式存在；在设计实验时，应注意Fe与FeO的性质的不同点。3(1)ECaONH3H2O=Ca(OH)2NH3ACD(2)A红色粉末逐渐变黑O22Cu2CuO(3)CuO和Cu可循环利用，避免使用有毒物质NaNO2解析(1)由题中所
33、给信息可知，可适用于制备气体的装置是B、E。E装置的优点是能控制反应的速率，而B装置只能一次性加入所需要的反应物，不能控制反应的速率，所以选择E更好，其中发生的反应是CaONH3H2O=Ca(OH)2NH3。用a方案制得的气体中会含有未反应的NH3，因此还需要用试剂吸收NH3，但由于NH3是一种极易溶于水的气体，所以用排水法收集N2，即可除去N2中含有的NH3，所以还需要使用的装置是A、C、D。(2)利用分液漏斗中的水将空气从烧瓶中排到A装置中，在加热条件下将Cu氧化，从而除去O2，这样可得到较纯净的氮气，发生的反应为O22Cu2CuO。(3)a、c方案结合使用可将Cu和CuO进行循环使用，从
34、而降低成本，而b方案中用到了有毒的NaNO2。【热点集训区】高考集训1D过量Fe粉被稀HNO3氧化为Fe2，加入KSCN溶液不显红色，A错误；在相同条件下，AgI比AgCl更难溶，B错误；Al箔表面不能被稀HNO3氧化形成致密的氧化膜，C错误；红色石蕊试纸遇碱变蓝，D正确。2DpH试纸在使用前不能润湿，否则有可能引起测量误差，A项错误；配制100 mL 0.100 0 molL1的硫酸溶液应该用容量瓶，且液体混合后体积小于混合前两液体体积之和，B项错误；收集气体的试管管口不能塞住，C项错误；实验室制氯气时，用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体，D项正确。3CA项中向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨
35、水会生成氢氧化铁沉淀，得不到胶体；B项中应先滴加KSCN溶液，没有现象，排除Fe3的干扰，再加氯水，若溶液变红，说明有Fe2；C项中苯酚和氢氧化钠反应生成可溶性的苯酚钠，再通过分液把苯分离出来；D项说明I2的溶解度在CCl4中比在水中的大，而不是KI3。4B苯层中的溴与氢氧化钠发生反应而褪色；中浓硫酸使蔗糖碳化，浓硫酸被还原生成二氧化硫气体，通过酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，使其褪色；中的铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，在广口瓶中与氧气反应生成红棕色的二氧化氮；生成了氢氧化铁胶体，能产生丁达尔效应。5B乙醇与水互溶，不能作碘水的萃取剂，A项错；C选项中存在SO或SiO的干扰，C项错；D选项中，
36、FeCl3溶液充分加热，会促进Fe3水解生成Fe(OH)3，得不到纯净的FeCl3溶液，D项错。6(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)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反应开始时，A中铜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中解析(1)KMnO4与浓盐酸发生反应2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2
37、O。装置B采用向上排空气法收集Cl2，装置C起安全瓶作用，防止D中的液体倒吸进入B中。Cl2具有毒性，装置D中NaOH溶液用于吸收多余的Cl2，防止污染环境。(2)实验室制取NO气体通常用铜与稀硝酸反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。由于NO易与空气中的O2反应生成NO2，不宜用排空气法收集NO气体，应用排水法收集NO，故装置和错误。装置和比较，更简单，A中Cu与稀硝酸反应生成NO气体，B中盛满水，用排水法收集NO。7(1)ie，fd，cj，k(或k，j)a(2)BADC(3)CaH22H2O=Ca(OH)22H2金属钙与水反应也有类似现象(4)取适量固体，在加热条
38、件下与干燥氧气反应，将反应气体产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，若观察到固体由白色变为蓝色，说明该固体为氢化钙；若观察不到固体由白色变为蓝色，则说明所取固体为钙(5)氢化钙是固体，便于携带解析从题给装置图分析制备氢化钙的原料是氢气和金属钙，制备出的氢气需要先净化HCl气体用NaOH溶液吸收，再干燥选择浓硫酸，盛有无水CaCl2的干燥管连接在装有钙的大玻璃管上，防止外界的水蒸气干扰实验。(1)按气流方向连接顺序为ie，fd，cj，ka。(2)氢气易燃烧，反应开始后应先检验其纯度，再加热钙进行反应。反应结束时应先停止加热，此时要保证继续通氢气，防止倒吸入空气，影响氢化钙的纯度，充分冷却后再关闭活塞停
39、止通氢气。所以顺序为BADC。(3)氢化钙中氢元素为1价，发生氧化还原反应：CaH22H2O=Ca(OH)22H2。活泼金属Ca与水反应也生成氢气和氢氧化钙，产生类似现象。(4)两者的不同之处在于氢化钙中含有氢元素，区分它们需在干燥环境中，与氧气在加热条件下反应，将生成的气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管中，观察产生的现象不同进行区别。(5)氢化钙为固体，携带方便。8(1)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(2)BaSO4还原(3)2NOO2=2NO2(4)通N2一段时间，排除装置中的空气饱和NaHSO3溶液甲：SOBa2=BaSO4，乙：2Ba22SO2O22H2O=2BaSO44H
40、，白雾的量远多于装置中O2的量(5)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀解析(1)铜与浓硫酸的反应：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。(2)由于沉淀不溶于盐酸，所以沉淀为BaSO4，在SO2转化为BaSO4的过程中发生了氧化反应，所以SO2是还原剂。(3)棕色气体为NO2，所以反应为2NOO2=2NO2。(4)根据题意可知甲是为了除去装置中的氧气，乙是为了除去白色酸雾。具体操作为：甲通N2一段时间，排除装置中的空气；乙洗气瓶D中盛放的试剂是饱和NaHSO3溶液。甲：SOBa2=BaSO4，乙：2Ba22SO2O22H2O=2BaSO44H。现象不同的原因：白雾的量远
41、多于装置中O2的量。(5)综上可得结论：SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀。9(1)乙醇b(2)NaBrH2SO4=HBrNaHSO4CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2O(3)冷却、液封溴乙烷3(4)HBr、CH3CH2OH(合理即给分)(5)d乙烯(6)反应会产生Br2，腐蚀橡胶解析(1)醇与卤化氢反应生成卤代烷，故反应物应选乙醇；配制11硫酸时选用量筒即可粗略测量出相同体积的浓硫酸和水。(2)制取溴乙烷，反应物为乙醇和溴化氢，溴化氢的制取用溴化钠与硫酸，此反应为高沸点酸制易挥发性酸。(3)反应时需加热，生成物温度较高，且溴乙烷易挥发，密度比水大，故可用冰水混合物冷却
42、、液封溴乙烷，溴乙烷在下层。(4)溴化钠与硫酸反应的产物HBr可能未完全反应，乙醇沸点低，加热时易挥发。(5)浓硫酸可把Br氧化成单质Br2，除去Br2，可用具有还原性的亚硫酸钠溶液，故d正确；溴和溴乙烷均易挥发，故a错；b项可造成有机物不纯，故b错；溴和溴乙烷均易溶于四氯化碳，故c错；乙醇在浓硫酸存在条件下加热，可使分子内脱水生成乙烯，乙烯中因碳碳双键的存在而使酸性高锰酸钾溶液褪色。(6)产物中可能含单质溴，具有强氧化性，可腐蚀橡胶。10D移动铜丝，可控制铜丝与浓硫酸的接触，即控制SO2的生成量，故A合理；SO2能使品红溶液褪色，故B合理；SO2有毒，且属于酸性氧化物，故C合理；浓硫酸过量，
43、试管中剩余浓硫酸，应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中，否则易出现液体喷出试管而发生危险，故D不合理。11(1)Na2SO3H2O(2)Na2SO3(3)只存在ClO实验步骤预期现象和结论步骤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成立解析(1)SO2与过量的NaOH溶液反应生成Na2SO3，根据质量守恒定律即可写出化学方程式。(2)由反应方程式Cl2Na2SO32NaOH=2NaC
44、lNa2SO4H2O，分析反应前后元素化合价的变化，可知硫元素化合价由Na2SO3中的4价升高到Na2SO4中的6价，因此Na2SO3是还原剂。(3)吸收了少量SO2的NaOH溶液中含有SO和OH，若Cl2量较少，则为假设1；若Cl2恰好与Na2SO3完全反应，则为假设2；若Cl2量较多，则过量的Cl2进一步与NaOH反应：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，则假设3为只有ClO。为探究溶液中可能还存在的其他阴离子，关键是根据SO的还原性，选择强氧化性的KMnO4溶液来检验；而ClO具有强氧化性，可选择淀粉KI溶液来检验。12(1)ade(2)Fe3Ag=Fe2Ag(3)实验步骤(不要
45、求写具体操作过程)测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH。配制相同pH的稀硝酸溶液，将此溶液加入有银镜的试管内。(4)不同意。甲同学检验出了Fe2，可确定Fe3一定氧化了Ag；乙同学虽然验证了此条件下NO能氧化Ag，但在硝酸铁溶液氧化Ag时，由于没有检验NO的还原产物，因此不能确定NO是否氧化了Ag解析(1)b选项中应向银氨溶液中滴入几滴乙醛，即银氨溶液需过量，故b错；银镜反应需用水浴加热，不能用酒精灯加热，故c也错；AgNO3溶液中由于Ag的水解显酸性，而加入氨水后，生成的Ag(NH3)2OH发生电离；Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH，显碱性，故e正确，因此正确的有a、d、e。
46、(2)Fe3将Ag氧化为Ag，而自身被还原为Fe2，离子方程式为Fe3Ag=AgFe2。13(1)3 molL1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(4)将NO2转化为NO3NO2H2O=2HNO3NO(5)装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由无色变为红棕色(6)acd解析本题主要考查HNO3的性质、化学实验设计和评价的能力。(1)根据装置特点和实验目的，装置收集NO，装置中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀硝酸不能氧化NO，所以装置中应该盛放稀硝酸。(2
47、)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内，防止反应产生的NO气体逸出。(3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。(4)装置中盛放蒸馏水，使NO2与H2O反应生成NO：3NO2H2O=2HNO3NO。(5)NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明。装置中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO，则装置液面的上方会产生红棕色气
48、体。(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置中溶液呈绿色，可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)再观察颜色变化，也可在Cu(NO3)2浓溶液中通入NO2进行比较观察反应后的颜色变化(d方案)，确定是否是因溶有NO2引起的。方案b中由于Cu(NO3)2和溶解在其中的NO2浓度均可发生变化，无法确定是哪一种因素引起的。热点集训1A此题的关键问题在于实际操作中的注意事项。制备1 mol Cu需1 mol CuO，而H2还原时由于排净装置内空气、冷却，因此需要远大于1 mol H2的量，即消耗的Fe、H2SO4及生成的FeSO4均多。2C解题的关键是：准确判断在实验室进行的物质的
49、制备过程中，要理论上正确、操作上可行且经济上合理。A项中实验室里用在空气中点燃单质碳来制备CO的方法，在操作上是不可行的；B项中用硝酸银溶液与铜反应来制备Cu(NO3)2是不经济的；D项中用铁点燃燃烧制备氧化铁在理论上不正确、操作上不可行；只有C项符合要求。3(1)检查装置气密性(2)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O反应变缓，气体颜色变淡(3)丙耗酸量最少，无污染(4)向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色没有处理尾气解析(1)联想有气体参与或生成的反应首先需检查装置的气密性，特别是题目中的“加热c”的暗
50、示信息，更易想到其目的是检查装置的气密性。(2)Cu与浓HNO3反应生成NO2，加入蒸馏水后硝酸的浓度变小，反应速率变慢，生成的NO2量减少，其颜色变浅。(3)根据方案丙的反应原理：2CuO22CuO，CuO2HNO3=Cu(NO3)2H2O，可知该方案制备等量的Cu(NO3)2时，消耗的HNO3量少，且无有害的NO2、NO等氮氧化物的生成。(4)要证明氧化性KMnO4Cl2Br2，可根据以下反应原理实现：2KMnO416HCl=2MnCl22KCl5Cl28H2O，Cl22KBr=2KClBr2，根据反应的颜色变化来说明反应的发生，再根据装置的特点即可得出其实验步骤。因生成的Cl2等有毒，可
51、得该装置的缺点是没有尾气处理装置。4(1)若溶液褪色，说明使品红的酒精溶液褪色的是SO2，否则是SO2与水作用的产物(2)在原两仪器之间添加干燥SO2的装置；在最后添加尾气处理装置SO2是H2SO3(其他合理答案均可)(3)正确体系中无H2SO3(4)SO的漂白能力强于HSO的混合后，两种盐的浓度仍相等，但加Na2SO3溶液的品红的酒精溶液褪色快解析(1)甲同学认为品红的酒精溶液中无水，通入的又是SO2气体，若品红的酒精溶液不褪色，说明SO2不能漂白品红；若褪色，则说明SO2能漂白。(2)若要达到实验目的，需要在无水条件下进行，故生成的SO2应该干燥，另外SO2有毒，应有尾气吸收装置。由改进后
52、的实验的实验现象知，使品红褪色的不是SO2。由于SO2溶于水后有HSO、SO、H2SO3三种微粒生成，故第3种假设就可以得出。(3)由对应的实验现象知，相应的结论是成立的，因为在这两种溶液中没有H2SO3。(4)因混合后品红及两种盐的浓度仍然相等，加Na2SO3溶液的品红的酒精溶液褪色快，说明SO的漂白能力强些。5(1)实验时，先打开活塞K，再将分液漏斗中的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气，然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可在盛NaOH溶液的试剂瓶中较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀(2)装置内充满氢气，氢气作保护气，避免
53、氢氧化亚铁被氧气氧化(3)铁片隔绝空气，避免氢氧化亚铁被氧气氧化否(4)Fe2e=Fe2，2H2O2e=2OHH2(或2H2e=H2)，Fe22OH=Fe(OH)2(5)铁粉氧气在无水乙醇中的溶解度比在水中的小(6)无水乙醇起保护作用，避免氢氧化亚铁被氧气氧化解析物质制备实验要考虑产品是否与空气中的成分反应，产品是否便于分离提纯，加入试剂的顺序及副产物的影响等因素。(1)根据装置特点知，先产生氢气，利用氢气排尽装置内的空气，然后夹紧止水夹，利用产生的氢气将硫酸亚铁溶液压入氢氧化钠溶液中。(2)装置内充满氢气，起保护作用。(3)电解法制氢氧化亚铁，铁片为阳极，发生氧化反应生成亚铁离子，阴极用石墨，溶液中生成氢气和OH，亚铁离子与OH结合生成氢氧化亚铁沉淀，溶液表面用苯作为保护层，避免空气中的氧气氧化氢氧化亚铁。四氯化碳的密度大于水的密度，不能对饱和食盐水起液封作用。(5)硫酸亚铁溶液中溶有少量的氧气，加入无水乙醇，氧气在无水乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，故排出溶液中的氧气。(6)在无水乙醇中生成氢氧化亚铁，无水乙醇起保护作用，避免氢氧化亚铁被氧化，保持长时间白色。
