1、1专题五 化学实验 2【例1】(考查常见物质制备实验方案的设计)(2011江苏卷)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氯水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明X溶液中一定含有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，可除去苯中少量苯酚D已知，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32IIIC3【解析】本题考查常见物质的制备、分离提纯、除杂和离子检验等。A将饱和FeCl3溶液逐滴滴入
2、沸水中，并继续加热一段时间，可制取Fe(OH)3胶体。滴加过量氨水，就会产生Fe(OH)3沉淀。B溶液X中应先滴KSCN溶液，不呈红色，再滴入适量新制氯水，溶液变红，才能说明X溶液中一定含有Fe2。C苯酚与NaOH溶液反应可生成水溶性的苯酚钠，可与苯分层，实现分离除杂。D溶解平衡 中，加入适量CCl4，有利于溶解平衡 向右移动，I2溶解在CCl4中显紫色。32III32III4【例2】(考查常见物质性质实验方案的设计)为证明铁的金属活动性比铜强，某同学设计了如下一些方案：方案现象或产物将铁片置于CuSO4溶液中铁片上有亮红色物质析出将铁丝和铜丝分别在氯气燃烧产物分别为FeCl3和CuCl2将铁
3、片和铜片分别放入热浓硫酸中产物分别为Fe2(SO4)3和CuSO4将铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解铜片逐渐溶解将铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接铁片溶解，铜片上有气泡产生能根据现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有()A2种B3种C4种 D5种5【解析】证明金属的活动性强弱，通常可根据以下一些实验事实来设计实验方案：金属单质与水或酸反应置换氢气的难易、形成的氢氧化物的碱性强弱、金属之间的相互置换、构成原电池的电极反应等；是利用了置换反应，可行；是利用原电池的电极反应来判断金属的活动性强弱。而都不能用于判断金属的活动性强弱。【答案】A6【例3】(考查探究实验方案的设计
4、)请你设计实验探究促进或抑制FeCl3水解的条件，了解影响盐类水解程度的因素。仅限选择的仪器、用品和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、量筒、酒精灯、pH计、pH试纸；1 mol/L盐酸、氯化氢气体、1 mol/L氢氧化钠、1 mol/L氯化铁、蒸馏水。完成下列探究过程：(1)写出FeCl3水解的离子方程式：_。(2)针对FeCl3水解的影响因素提出假设：假设1：溶液的酸碱性；假设2：_；假设3：_。7(3)基于以上3个假设，设计出实验方案，将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中。步骤编号实验操作预期现象和结论8【解析】探究实验方案设计的依据是学过的课本知识，影响盐类水解的因素有温度、溶液
5、浓度和溶液的酸碱性，在设计探究方案时要围绕着这几个因素来展开，运用水解平衡移动的原理，通过较为明显的现象来说明改变条件确实对盐类水解的程度产生了影响。【答案】(1)Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+(2)氯化铁溶液的浓度；溶液的温度9步骤编号实验操作预期现象和结论在试管中加入2 mL 1 mol/L氯化铁，观察溶液颜色，加热一段时间加热后溶液颜色变深说明升温促进氯化铁水解，生成更多的氢氧化铁胶体在上述溶液中通入HCl气体上述溶液颜色变浅。说明加入酸使平衡左移，酸抑制氯化铁水解用量筒取10 mL 1 mol/L氯化铁于烧杯中，用pH计测出pH。另取90 mL蒸馏水加入烧杯，充分搅拌，再用pH
6、计测出pH前后测得pH之差小于1。说明加水稀释后平衡右移，生成更多的H+。故增大氯化铁浓度，不利于水解10【例4】(综合考查常见物质性质、制备及化学反应原理在实验方案设计及评价中的应用)铁是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。某实验小组用铁粉进行如下实验。(1)取少量纯铁粉与足量的稀硫酸反应，在不影响产生氢气总量的情况下，若要加快反应速率，可行的方法有(填序号)。加热 滴加少量浓硝酸 滴加少量硫酸铜(2)甲同学欲用少量纯铁粉与足量浓硫酸反应得到硫酸亚铁。同学们认为不论常温还是加热的条件下均不可行，理由是_。11大 家 讨 论 后 将 上 述 方 案 做 如 下 改 进 后 可 获 得Fe
7、SO47H2O，请填写下列括号中的空白：(3)乙同学在实验室中用m g废铁屑(已除去表面的油污)与足量稀硫酸反应，准确测定反应生成氢气的体积，实验数据记录如下：气体体积/mL102030所用时间/s308516512若用每秒产生的气体体积(mL)表示该反应的速率，则30 s至85 s内该反应的速率为_。若完全反应后测得产生气体的体积为VmL(已折算成标准状况)，则该废铁屑中铁的质量分数为(用含m、V的代数式表示)_。若实验操作无误，但测得铁的质量分数总是大于实际值，原因可能是_。13【解析】(1)对于铁与稀硫酸的反应来说，从影响反应速率的因素角度考虑，升高温度、增大浓度、加入催化剂、增大固体表
8、面积以及构成原电池等因素都可能加快该反应的速率，但由于该反应是用于制氢气，且在铁的量一定的情况下，既要加快反应速率，又要不影响氢气的总量，只能选择方法。不能产生氢气，会造成氢气的产量减少。(2)少量的Fe在常温下遇浓H2SO4会钝化，不能继续反应；若要加热，少量的Fe粉与浓H2SO4反应，由于浓H2SO4具有强氧化性，只能生成Fe2(SO4)3，不能得到FeSO4。要想得到FeSO4，只能用过量的Fe粉与稀H2SO4反应。14(3)在计算反应速率时，要学会利用反应速率的定义实质，即单位时间内反应物或生成物的变化量，对于气体来说，既可用气体的浓度变化，也可以用气体体积的变化来计算。【答案】(1)
9、(2)常温下Fe在浓H2SO4中会钝化；加热时少量Fe粉与浓H2SO4反应生成Fe2(SO4)3，不能得到FeSO4 稀硫酸 热过滤 冷却结晶(3)废铁屑中含有能与稀硫酸反应产生氢气的杂质151对于所要求的检测内容认识不足，无法明白作者的意图；2对于实验中所列的多条路径的优劣的评价和选择；3对于某些实验准确性或实验改进的原理的叙述不全。易错点分析16实验目的实验操作实验室制备硝基苯将苯和浓硝酸混合后加热除去硫酸钠溶液中少量氯化钠杂质向含有氯化钠杂质的硫酸钠溶液中加入适量的硝酸银溶液，过滤检验溴乙烷发生消去反应的产物向盛有少量溴乙烷的试管中，先加入氢氧化钠溶液，再滴入用硝酸酸化的硝酸银溶液浓硝酸
10、的氧化性强于稀硝酸向盛有少量的浓硝酸、稀硝酸的两支试管中，分别加入大小相同的铜片1下列实验设计能够成功的是()17【解析】A选项苯的硝化没有用浓硫酸作催化剂，难以发生，错误；B选项在除去Cl的同时也会除去SO，且引入了新的杂质NO，错误；C选项检验溴离子前应该加入NaOH醇溶液，再加入足量的硝酸把氢氧化钠中和，否则无法判断，错误。【答案】D182(1)可以验证镁、铝的金属性强弱的实验是。a将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中b将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应c将这两种元素的单质粉末分别和热水作用，并滴入酚酞溶液d比较这两种元素的气态氢化物的稳定性(2)现有MgCl
11、2溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液、氨水、盐酸等几种物质，试设计实验方案证明镁、铝的金属性强弱。19【解析】验证镁、铝的金属性强弱可通过这两种金属单质分别与水或酸反应置换氢气的难易、形成的氢氧化物的碱性强弱、金属之间的相互置换、构成原电池的电极反应等；a.由于两种元素的块状单质在空气中放置已久，表面形成了氧化膜，故很难与热水反应；d.气态氢化物是用于判断元素非金属性强弱的依据，故不能验证。用上述几种给定的试剂来设计实验方案证明镁、铝的金属性强弱，可利用氢氧化铝的两性来设计实验方案。20【答案】(1)bc(2)分别取适量MgCl2溶液、AlCl3溶液于两支试管中，分别向两支试管中加入适量NaO
12、H溶液或氨水，将所得沉淀分别等分为两份，分别向一份Mg(OH)2、Al(OH)3 中 加 入 适 量 NaOH 溶 液，Mg(OH)2不溶解，Al(OH)3溶解；再分别向另一份Mg(OH)2、Al(OH)3中加入适量盐酸，全部溶解，说明Mg的金属性比Al强。213.为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。请你回答下列问题：(1)写出甲同
13、学实验中两个主要的化学方程式22(2)甲同学设计的实验填“能”或“不能”)验证乙炔与溴发生加成反应，其理由是(多选扣分)。a使溴水褪色的反应，未必是加成反应b使溴水褪色的反应，就是加成反应c使溴水褪色的物质，未必是乙炔d使溴水褪色的物质，就是乙炔(3)乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是，它与溴水反应的化学方程式是 Br2+H2SS+2HBr；在验证过程中必须全部除去。23(4)请你选用下列四个装置(可重复使用)来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框中，并写出装置内所放的化学药品。(5)为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是：24【解析
14、】(1)本小题是按实验目的，写出实验原理的有关化学反应式，只要基础扎实，很容易写出化学方程式，见答案。(2)根据“乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还有可能含有少量还原性的杂质气体”，因此可得出“使溴水褪色的物质，未必是乙炔；使溴水褪色的反应，未必是加成反应”的结论。故甲同学设计的实验不能证明乙炔与溴水发生了加成反应。(3)根据褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，可推知是硫，说明乙炔气体中含有硫化氢杂质，所发生的反应方程式是Br2+H2SS+2HBr。25产生硫化氢的原因是电石中含有硫化钙杂质，发生的反应是CaS+2H2OH2S+Ca(OH)2。(4)由于乙
15、炔中含有硫化氢杂质，首先可利用CuSO4溶液除去H2S，然后再用CuSO4溶液检验H2S是否除净，只有无H2S存在方可根据溴水的褪色来验证是乙炔与溴水发生了反应。(5)pH试纸是验证溶液的酸碱性的，实际上暗示“若发生取代反应，必定生成HBr”的结论，因此可用pH试纸检验溶液酸性有无明显增强，即可得出结论。26【答案】(1)CaC2+2H2OC2H2+Ca(OH)2、HCCH+Br2CHBr=CHBr(或 HCCH+2Br2CHBr2CHBr2)。(2)不能ac。(3)H2S，它 与 溴 水 反 应 的 化 学 方 程 式 是 Br2+H2SS+2HBr；在验证过程中必须全部除去。(5)如若发生
16、取代反应，必定生成HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用pH试纸验证274某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况，进行了如下实验。实验一 配制并标定醋酸溶液的浓度取冰醋酸配制250 mL 0.2 molL-1的醋酸溶液，用0.2molL-1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液，再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题：(1)配制250 mL 0.2 molL-1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、和。(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度，用0.2000 molL-1的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定，几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下：28实验序号1234消耗N
17、aOH溶液的体积(mL)20.0520.0018.8019.95则该醋酸溶液的准确浓度为。(保留小数点后四位)实验二 探究浓度对醋酸电离程度的影响用pH计测定25时不同浓度的醋酸的pH，结果如下：醋酸浓度(molL-1)0.0010 0.01000.02000.10000.2000pH3.883.383.232.882.7329回答下列问题：(1)根据表中数据，可以得出醋酸是弱电解质的结论，你认为得出此结论的依据是。(2)从表中的数据，还可以得出另一结论：随着醋酸浓度的减小，醋酸的电离程度(填“增大”、“减小”或“不变”)。实验三 探究温度对醋酸电离程度的影响请你设计一个实验完成该探究，请简述
18、你的实验方案。30【解析】本实验一是考查溶液配制和酸碱中和滴定的基本操作，要掌握溶液配制和酸碱中和滴定操作中主要仪器、操作步骤、数据处理和误差分析。而实验二的目的是探究浓度对醋酸电离程度的影响，实验设计的原理是通过控制其他条件不变，只改变醋酸的浓度，来探究浓度对醋酸电离程度影响的规律。在(1)中，若要说明醋酸是弱电解质，可以通过醋酸浓度的变化与溶液pH的关系来判断。若醋酸是强酸，则当其浓度变化10倍时，其pH应变化1个单位，但通过实验数据可知，其变化值小于1，说明醋酸为弱酸。31而实验三的目的是探究温度对醋酸电离程度的影响，那么就可能依据醋酸的电离过程是吸热反应，通过控制其他条件不变，只改变温度来探究温度对醋酸电离程度影响的规律。【答案】实验一(1)胶头滴管250 mL容量瓶。(2)0.2000 molL-1。实验二(1)0.0100 molL-1醋酸的pH大于2或醋酸稀释10倍时，pH的变化值小于1。(2)增大。实验三用pH计(或pH试纸)测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH。