高考化学一轮复习 第十章 第四节 化学实验方案的设计与评价课件 新人教版-新人教版高三全册化学课件

1、第四节化学实验方案的设计与评价考向一性质探究性实验的设计考向一性质探究性实验的设计 【通考点通考点融会贯通融会贯通】 1.1.猜想型实验题的思维流程猜想型实验题的思维流程2.2.解答物质性质探究题的流程解答物质性质探究题的流程(1)(1)第一步明确实验干什么第一步明确实验干什么: :审题干及设问审题干及设问, ,明确实验明确实验目的目的; ;(2)(2)第二步分析题干信息有什么第二步分析题干信息有什么: :审题干明确物质的特审题干明确物质的特性及其他有效信息性及其他有效信息; ;(3)(3)第三步思考实验原理是什么第三步思考实验原理是什么: :根据目的、题干信息根据目的、题干信息及已有知识及已

2、有知识, ,设想探究、验证物质性质的实验原理设想探究、验证物质性质的实验原理; ;(4)(4)第四步思考题干设问为什么第四步思考题干设问为什么: :细审试题设问细审试题设问, ,斟酌斟酌命题意图命题意图, ,确定答题方向确定答题方向; ;(5)(5)第五步规范解答第五步规范解答: :结合第三步、第四步结合第三步、第四步, ,用学科语用学科语言、化学用语有针对性的回答问题。言、化学用语有针对性的回答问题。【通考题通考题触类旁通触类旁通】 1.(20181.(2018全国卷全国卷)下列实验过程可以达到实验目的下列实验过程可以达到实验目的的是的是 ( () )编号编号实验目的实验目的实验过程实验过程

3、A A配制配制0.400 0 molL0.400 0 molL-1 -1 的的NaOHNaOH溶液溶液称取称取4.0 g4.0 g固体固体NaOHNaOH于烧杯中于烧杯中, ,加加入少量蒸馏水溶入少量蒸馏水溶解解, ,转移至转移至250 mL250 mL容量瓶中定容容量瓶中定容编号编号实验目的实验目的实验过程实验过程B B探究维生素探究维生素C C的还原性的还原性向盛有向盛有2 mL2 mL黄色氯化铁溶液的试黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素管中滴加浓的维生素C C溶液溶液, ,观察观察颜色变化颜色变化C C制取并纯化制取并纯化氢气氢气向稀盐酸中加入锌粒向稀盐酸中加入锌粒, ,将生成的将生成

4、的气体依次通过气体依次通过NaOHNaOH溶液、浓硫酸溶液、浓硫酸和和KMnOKMnO4 4溶液溶液D D探究浓度对探究浓度对反应速率的反应速率的影响影响向向2 2支盛有支盛有5 mL5 mL不同浓度不同浓度NaHSONaHSO3 3溶液的试管中同时加入溶液的试管中同时加入2 mL 2 mL 5%H5%H2 2O O2 2溶液溶液, ,观察实验现象观察实验现象【命题意图命题意图】本题以图表的形式考查化学实验中基本本题以图表的形式考查化学实验中基本实验操作和实验的设计与评价。实验操作和实验的设计与评价。【解析解析】选选B B。4.0 g4.0 g固体固体NaOHNaOH的物质的量为的物质的量为0

5、.1 mol,0.1 mol,因此使用因此使用250 mL250 mL的容量瓶的容量瓶, ,但题目中对实验的操作叙但题目中对实验的操作叙述不清楚述不清楚, ,没有冷却、洗涤等步骤没有冷却、洗涤等步骤, ,故故A A项错误项错误;FeCl;FeCl3 3具有氧化性具有氧化性, ,因此能与具有还原性的维生素因此能与具有还原性的维生素C C发生反应发生反应, ,从而使溶液的颜色由黄色变为浅绿色从而使溶液的颜色由黄色变为浅绿色(Fe(Fe2+2+),),故故B B项正项正确确;C;C项中产生的气体应最后通过浓硫酸项中产生的气体应最后通过浓硫酸, ,否则会引入否则会引入水蒸气水蒸气, ,故故C C项错误

6、项错误;H;H2 2O O2 2与与NaHSONaHSO3 3的反应没有明显的实的反应没有明显的实验现象验现象, ,因此不能用此反应探究浓度对反应速率的影因此不能用此反应探究浓度对反应速率的影响响, ,故故D D项错误。项错误。2.(20172.(2017天津高考天津高考) )以下实验设计能达到实验目的的以下实验设计能达到实验目的的是是( () )选项选项实验目的实验目的实验设计实验设计A A除去除去NaHCONaHCO3 3固体中的固体中的NaNa2 2COCO3 3将固体加热至恒重将固体加热至恒重B B制备无水制备无水AlClAlCl3 3 蒸发蒸发AlAl与稀盐酸反与稀盐酸反应后的溶液应

7、后的溶液选项选项实验目的实验目的实验设计实验设计C C重结晶提纯苯甲酸重结晶提纯苯甲酸将粗品水溶、过滤、将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶蒸发、结晶D D鉴别鉴别NaBrNaBr和和KIKI溶液溶液分别加新制氯水后分别加新制氯水后, ,用用CClCCl4 4萃取萃取【解析解析】选选D D。A A项项, ,加热碳酸氢钠分解生成了碳酸钠加热碳酸氢钠分解生成了碳酸钠, ,不能达到实验目的不能达到实验目的;B;B项项, ,直接蒸发直接蒸发AlClAlCl3 3溶液溶液, ,铝离子铝离子发生水解发生水解, ,最终得到的是最终得到的是Al(OH)Al(OH)3 3;C;C项项, ,重结晶法提纯重结晶法提纯苯甲酸

8、的方法是将粗品水溶苯甲酸的方法是将粗品水溶, ,趁热过滤趁热过滤, ,滤液冷却结晶滤液冷却结晶即可即可;D;D项项,NaBr,NaBr和和KIKI都能与氯水反应生成对应的单质都能与氯水反应生成对应的单质, ,再用四氯化碳萃取再用四氯化碳萃取, ,颜色层不同。颜色层不同。考向二组成探究性的设计考向二组成探究性的设计 【通考点通考点融会贯通融会贯通】 1.1.物质组成的定量测定的常用方法物质组成的定量测定的常用方法(1)(1)沉淀法沉淀法先将某种成分转化为沉淀先将某种成分转化为沉淀, ,然后称量纯净、干燥的沉然后称量纯净、干燥的沉淀的质量淀的质量, ,再进行相关计算。再进行相关计算。(2)(2)测

9、气体体积法测气体体积法对于产生气体的反应对于产生气体的反应, ,可以通过测定气体体积的方法可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度测定样品纯度, ,如量气装置的设计如量气装置的设计: :下列装置中下列装置中,A,A是常规的量气装置是常规的量气装置,B,B、C C、D D是改进后的是改进后的量气装置。量气装置。(3)(3)测气体质量法测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中将生成的气体通入足量的吸收剂中, ,通过称量实验前通过称量实验前后吸收剂的质量后吸收剂的质量, ,求得所吸收气体的质量求得所吸收气体的质量, ,然后进行相然后进行相关计算。关计算。(4)(4)滴定法滴定法即利用滴定操作原理即利

10、用滴定操作原理, ,通过酸碱中和滴定、沉淀滴定通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。算。(5)(5)热重法热重法只要物质受热时发生质量变化只要物质受热时发生质量变化, ,都可以用热重法来研都可以用热重法来研究物质的组成。在控制温度的条件下究物质的组成。在控制温度的条件下, ,测量物质的质测量物质的质量与温度的关系。通过分析热重曲线量与温度的关系。通过分析热重曲线, ,我们可以知道我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联

11、系的信息。分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。2.2.定量型实验题的解题模板定量型实验题的解题模板巧审题巧审题, ,明明确实验目的、确实验目的、原理原理实验原理可从题给的化学情境实验原理可从题给的化学情境( (或题或题目所给的实验目的目所给的实验目的) )并结合元素化合并结合元素化合物的有关知识获取。在此基础上物的有关知识获取。在此基础上, ,依依据可靠性、简捷性、安全性的原则据可靠性、简捷性、安全性的原则, ,确定符合实验目的、要求的实验方案确定符合实验目的、要求的实验方案想过程想过程, ,理理清操作先后清操作先后顺序顺序根据由实验原理所确定的实验方案中根据由实验原理所确定的实验方案中的

12、实验过程的实验过程, ,确定实验操作的方法和确定实验操作的方法和步骤步骤, ,把握各实验步骤的要点把握各实验步骤的要点, ,理清实理清实验操作的先后顺序验操作的先后顺序看准图看准图, ,分分析装置或流析装置或流程图的作用程图的作用若题目中给出装置图若题目中给出装置图, ,在分析解答过在分析解答过程中程中, ,要认真细致地分析图中的各部要认真细致地分析图中的各部分装置分装置, ,并结合实验目的和原理并结合实验目的和原理, ,确定确定它们在实验中的作用它们在实验中的作用细分析细分析, ,得得出正确的实出正确的实验结论验结论在定性实验的基础上研究量的关系在定性实验的基础上研究量的关系, ,根据实验现

13、象和记录的数据根据实验现象和记录的数据, ,对实验对实验数据进行筛选数据进行筛选, ,通过分析、计算、推通过分析、计算、推理等确定有关样品含量及化学式理等确定有关样品含量及化学式【通考题通考题触类旁通触类旁通】 (2017(2017全国卷全国卷)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法的经典方法, ,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐品中有机氮转化成铵盐, ,利用如图所示装置处理铵盐利用如图所示装置处理铵盐, ,然后通过滴定测量。已知然后通过滴定测量。已知:NH:NH3 3+H+H3 3BOBO3 3= NH=

14、 NH3 3HH3 3BOBO3 3; ; NHNH3 3HH3 3BOBO3 3+HCl=NH+HCl=NH4 4Cl+HCl+H3 3BOBO3 3。 回答下列问题回答下列问题: :(1)a(1)a的作用是的作用是_。(2)b(2)b中放入少量碎瓷片的目的是中放入少量碎瓷片的目的是_。f f的的名称是名称是_。(3)(3)清洗仪器清洗仪器:g:g中加蒸馏水中加蒸馏水; ;打开打开k k1 1, ,关闭关闭k k2 2、k k3 3, ,加热加热b,b,蒸气充满管路蒸气充满管路; ;停止加热停止加热, ,关闭关闭k k1 1,g,g中蒸馏水倒吸进入中蒸馏水倒吸进入c,c,原因是原因是_;_;

15、打开打开k k2 2放掉水放掉水, ,重复操作重复操作2 23 3次。次。(4)(4)仪器清洗后仪器清洗后,g,g中加入硼酸中加入硼酸(H(H3 3BOBO3 3) )和指示剂。铵盐和指示剂。铵盐试样由试样由d d注入注入e,e,随后注入氢氧化钠溶液随后注入氢氧化钠溶液, ,用蒸馏水冲洗用蒸馏水冲洗d,d,关闭关闭k k3 3,d,d中保留少量水。打开中保留少量水。打开k k1 1, ,加热加热b,b,使水蒸气进使水蒸气进入入e e。d d中保留少量水的目的是中保留少量水的目的是_。e e中主要反应的离子方程式为中主要反应的离子方程式为_,e_,e采用中空双层玻璃瓶的作用是采用中空双层玻璃瓶的

16、作用是_。(5)(5)取某甘氨酸取某甘氨酸(C(C2 2H H5 5NONO2 2) )样品样品m m克进行测定克进行测定, ,滴定滴定g g中吸中吸收液时消耗浓度为收液时消耗浓度为c molLc molL-1-1的盐酸的盐酸V mL,V mL,则样品中氮则样品中氮的质量分数为的质量分数为_%,_%,样品的纯度样品的纯度_ _ _%_%。【解析解析】(1)a(1)a为连通大气的玻璃管为连通大气的玻璃管, ,当当b b中压强增大时中压强增大时, ,玻璃管的液面会上升玻璃管的液面会上升, ,从而使体系压强趋于稳定从而使体系压强趋于稳定, ,因此因此a a的作用为平衡内外压强的作用为平衡内外压强,

17、,防止压强过大发生危险。防止压强过大发生危险。(2)(2)加入碎瓷片的目的是防暴沸加入碎瓷片的目的是防暴沸,f,f为直形冷凝管。为直形冷凝管。(3)(3)停止加热停止加热, ,关闭关闭k k1 1后后,c,c至至e e中热的蒸馏水来源中中热的蒸馏水来源中断断,f,f中的冷凝水使得残留的水蒸气液化中的冷凝水使得残留的水蒸气液化, ,内部压强减内部压强减小小,g,g中的蒸馏水就会倒吸入中的蒸馏水就会倒吸入c c中。中。(4)(4)d d中保留少量水中保留少量水, ,一方面可以检验一方面可以检验d d装置是否漏气装置是否漏气; ;另一方面若装置气密性不佳会导致氨气泄漏进入空气另一方面若装置气密性不佳

18、会导致氨气泄漏进入空气中中, ,污染空气污染空气, ,而氨气易溶于水而氨气易溶于水, ,可吸收氨气。可吸收氨气。e e中加入了铵盐试样和中加入了铵盐试样和NaOH,NaOH,通入了热的水蒸气通入了热的水蒸气, ,所所以氨气会逸出以氨气会逸出( (一方面加热促进逸出一方面加热促进逸出, ,另一方面水蒸气另一方面水蒸气可以带出氨气可以带出氨气),),所以答案为所以答案为OHOH- -+ NH+ NH3 3+H+H2 2O,eO,e采用中空双层玻璃瓶采用中空双层玻璃瓶, ,可以减少热量的损耗可以减少热量的损耗, ,使得使得e e的的温度能维持在较高状态温度能维持在较高状态, ,有利于氨气充分逸出。有

19、利于氨气充分逸出。4NH(5)(5)要求氮的质量分数要求氮的质量分数, ,先求氮的物质的量先求氮的物质的量, ,氮的质量氮的质量就可以求出就可以求出, ,质量分数也就容易求出。氮的物质的量质量分数也就容易求出。氮的物质的量和氨气的物质的量一致和氨气的物质的量一致, ,根据反应根据反应,NH,NH3 3NHNH3 3H H3 3BOBO3 3HClHCl为为111111的关系的关系, ,则氮的物质的量与则氮的物质的量与HClHCl相等相等, ,其其中中HClHCl为吸收液为吸收液, ,物质的量为物质的量为1010-3-3cV mol,cV mol,氮的物质的量氮的物质的量也为也为1010-3-3

20、cV mol,cV mol,氮的质量为氮的质量为14141010-3-3cVg,cVg,质量分数为质量分数为(14(141010-3-3cV)/mcV)/m100%;100%;测出来的氮不一定完全由测出来的氮不一定完全由甘氨酸提供甘氨酸提供, ,所以直接用氮的物质的量代替甘氨酸的所以直接用氮的物质的量代替甘氨酸的物质的量时物质的量时, ,为甘氨酸含量的最大值为甘氨酸含量的最大值, ,则甘氨酸的最大则甘氨酸的最大质量为质量为m(m(甘氨酸甘氨酸)=M()=M(甘氨酸甘氨酸) )1010-3-3cVg,cVg,即即75751010-3-3cVg,cVg,最大纯度最大纯度( (质量分数质量分数) )

21、为为(0.075cV/m)(0.075cV/m)100%100%。答案答案: :(1)(1)平衡气压平衡气压, ,避免避免b b中压强过大中压强过大(2)(2)防止暴沸直形冷凝管防止暴沸直形冷凝管(3)c(3)c中温度下降中温度下降, ,管路中形成负压管路中形成负压(4)(4)液封液封, ,防止氨气逸出防止氨气逸出OHOH- -+ NH+ NH3 3+H+H2 2O O保温使氨完全蒸出保温使氨完全蒸出(5) (5) 4NH1.4cV7.5cV mm考向三原理探究性实验的设计考向三原理探究性实验的设计 【通考点通考点融会贯通融会贯通】 1.1.有关规律探究问题的实验设计有关规律探究问题的实验设计

22、, ,常用方法示例常用方法示例(1)(1)同周期、同主族元素性质的递变规律同周期、同主族元素性质的递变规律, ,一般通过设一般通过设计判断元素金属性、非金属性的强弱实验来完成计判断元素金属性、非金属性的强弱实验来完成, ,如如通过让金属单质与相同浓度的非氧化性酸反应产生通过让金属单质与相同浓度的非氧化性酸反应产生H H2 2的速率快慢来判断金属单质的还原性强弱的速率快慢来判断金属单质的还原性强弱, ,推断元素推断元素金属性强弱金属性强弱, ,从而找出相应的性质递变规律。从而找出相应的性质递变规律。(2)(2)比较物质氧化性、还原性强弱的实验设计方法。比较物质氧化性、还原性强弱的实验设计方法。(

23、3)(3)物质的酸物质的酸( (碱碱) )性强弱的判断。性强弱的判断。判断判断HAHA是一元弱酸的实验设计方法。是一元弱酸的实验设计方法。在相同浓度、相同温度下在相同浓度、相同温度下, ,比较反应速率的大小比较反应速率的大小, ,如如将足量的锌粒投入同体积等浓度的盐酸和醋酸中将足量的锌粒投入同体积等浓度的盐酸和醋酸中, ,反反应开始时前者产生气体的速率比后者的大。应开始时前者产生气体的速率比后者的大。稀释前后稀释前后pHpH的变化与稀释倍数的关系。如将的变化与稀释倍数的关系。如将pH=2pH=2的的酸溶液稀释酸溶液稀释1 0001 000倍倍, ,若若pH5,pH 苯酚。苯酚。(4)(4)钢铁

24、发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验设计实验, ,找出规律。找出规律。2.2.探究实验题的解题策略探究实验题的解题策略解答变量探究类试题关键是在其他条件相同的前提下解答变量探究类试题关键是在其他条件相同的前提下, ,只改变一个条件对研究对象的影响规律。注意只改变一个条件对研究对象的影响规律。注意: :选择选择数据要有效数据要有效, ,且变量统一且变量统一, ,否

25、则无法作出正确判断。否则无法作出正确判断。【通考题通考题触类旁通触类旁通】 1.(20191.(2019大庆模拟大庆模拟) )下列实验过程可以达到实验目的下列实验过程可以达到实验目的的是的是 ( () )编号编号实验目的实验目的实验过程实验过程A A探究浓度探究浓度对反应速对反应速率的影响率的影响向向2 2支盛有支盛有5 mL5 mL不同浓度的不同浓度的NaHSONaHSO3 3溶液的试管中同时加入溶液的试管中同时加入2 mL 5% 2 mL 5% H H2 2O O2 2溶液溶液, ,观察实验现象观察实验现象编号编号实验目的实验目的实验过程实验过程B B探究氯化探究氯化银和碘化银和碘化银的银

26、的Kspsp大大小小向向2 2支盛有支盛有5 mL5 mL浓度均为浓度均为0.1 molL0.1 molL-1-1的的AgNOAgNO3 3溶液的试溶液的试管中同时分别滴加等浓度的管中同时分别滴加等浓度的NaINaI溶液和溶液和NaClNaCl溶液溶液, ,观察实验现象观察实验现象C C制备纯净制备纯净的二氧化的二氧化碳气体碳气体向盛有碳酸钙固体的锥形瓶中向盛有碳酸钙固体的锥形瓶中加入加入6 molL6 molL-1-1盐酸盐酸, ,将产生的将产生的气体依次通过饱和气体依次通过饱和NaNa2 2COCO3 3溶液、溶液、浓硫酸浓硫酸编号编号实验实验目的目的实验过程实验过程D D中和中和反应反应

27、反应反应热测热测定定分别用量筒取分别用量筒取50 mL 0.5 molL50 mL 0.5 molL-1-1的的盐酸和氢氧化钠溶液盐酸和氢氧化钠溶液, ,记录初始温度记录初始温度, ,然后将其分别倒入反应中和热测定然后将其分别倒入反应中和热测定容器容器, ,记录混合后溶液最高温度记录混合后溶液最高温度【解析解析】选选B B。A A项项, ,要探究浓度对化学反应速率影响要探究浓度对化学反应速率影响实验实验, ,应该只有浓度不同应该只有浓度不同, ,其它条件必须完全相同其它条件必须完全相同, ,该该实验没有明确说明温度是否相同实验没有明确说明温度是否相同, ,并且实验现象也不并且实验现象也不明显明

28、显, ,所以不能实现实验目的所以不能实现实验目的;B;B项项,AgCl,AgCl和和AgIAgI的溶度的溶度积常数表达式相同积常数表达式相同, ,溶度积小的先产生沉淀溶度积小的先产生沉淀, ,向向2 2支盛支盛有有5 mL5 mL浓度均为浓度均为0.1 mol0.1 molL L-1-1的的AgNOAgNO3 3溶液的试管中同溶液的试管中同时分别滴加等浓度的时分别滴加等浓度的NaINaI溶液和溶液和NaClNaCl溶液溶液, ,根据沉淀的根据沉淀的先后顺序以及沉淀的颜色可以判断溶度积大小先后顺序以及沉淀的颜色可以判断溶度积大小;C;C项项, ,盐酸属于挥发性酸盐酸属于挥发性酸, ,向盛有碳酸钙

29、固体的锥形瓶中加向盛有碳酸钙固体的锥形瓶中加入入6 mol6 molL L-1-1盐酸盐酸, ,生成的气体中一定混有少量氯化氢生成的气体中一定混有少量氯化氢气体气体, ,将气体通过饱和将气体通过饱和NaNa2 2COCO3 3溶液溶液, ,二氧化碳也被吸收二氧化碳也被吸收了了, ,应该通入饱和的碳酸氢钠溶液中应该通入饱和的碳酸氢钠溶液中;D;D项项, ,在中和反应在中和反应反应热测定实验中反应热测定实验中, ,为了保证完全反应为了保证完全反应, ,需要使一种物需要使一种物质适当过量。质适当过量。2.(20172.(2017北京高考北京高考) )某小组在验证反应某小组在验证反应“Fe+2AgFe

30、+2Ag+ += Fe= Fe2+2+2Ag”+2Ag”的实验中检测到的实验中检测到FeFe3+3+, ,发现和探究过发现和探究过程如下。程如下。向硝酸酸化的向硝酸酸化的0.05 molL0.05 molL-1-1硝酸银溶液硝酸银溶液(pH2)(pH2)中加中加入过量铁粉入过量铁粉, ,搅拌后静置搅拌后静置, ,烧杯底部有黑色固体烧杯底部有黑色固体, ,溶液溶液呈黄色。呈黄色。(1)(1)检验产物检验产物取少量黑色固体取少量黑色固体, ,洗涤后洗涤后,_ ,_ _(_(填操作和现象填操作和现象),),证明黑色固体中含有证明黑色固体中含有AgAg。取上层清液取上层清液, ,滴加滴加 K K3 3

31、Fe(CN)Fe(CN)6 6 溶液溶液, ,产生蓝色沉淀产生蓝色沉淀, ,说明溶液中含有说明溶液中含有_。 (2)(2)针对针对“溶液呈黄色溶液呈黄色”, ,甲认为溶液中有甲认为溶液中有FeFe3+3+, ,乙认为乙认为铁粉过量时不可能有铁粉过量时不可能有FeFe3+3+, ,乙依据的原理是乙依据的原理是_ _ _(_(用离子方程式表示用离子方程式表示) )。针对两种观点继续实验针对两种观点继续实验:取上层清液取上层清液, ,滴加滴加KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液变红溶液变红, ,证实了甲的证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生猜测。同时发现有白色沉淀产生, ,且溶液颜色变浅、且溶液颜色

32、变浅、沉淀量多少与取样时间有关沉淀量多少与取样时间有关, ,对比实验记录如下对比实验记录如下: :序序号号取样时间取样时间/min/min现象现象3 3产生大量白色沉淀产生大量白色沉淀; ;溶液呈红色溶液呈红色3030产生白色沉淀产生白色沉淀; ;较较3 min3 min时量少时量少; ;溶液红色较溶液红色较3 min3 min时加深时加深120120产生白色沉淀产生白色沉淀; ;较较30 min30 min时量少时量少; ;溶液红色较溶液红色较30 min30 min时变浅时变浅( (资料资料:Ag:Ag+ +与与SCNSCN- -生成白色沉淀生成白色沉淀AgSCN)AgSCN)对对FeFe

33、3+3+产生的原因作出如下假设产生的原因作出如下假设: :假设假设a:a:可能是铁粉表面有氧化层可能是铁粉表面有氧化层, ,能产生能产生FeFe3+3+; ;假设假设b:b:空气中存在空气中存在O O2 2, ,由于由于 _( (用离子方程式表示用离子方程式表示),),可产生可产生FeFe3+3+; ;假设假设c:c:酸性溶液中酸性溶液中 具有氧化性具有氧化性, ,可产生可产生FeFe3+3+; ;假设假设d:d:根据根据_现象现象, ,判断溶液中存在判断溶液中存在AgAg+ +, ,可产可产生生FeFe3+3+。下列实验下列实验可证实假设可证实假设a a、b b、c c不是产生不是产生FeF

34、e3+3+的主要的主要原因。实验原因。实验可证实假设可证实假设d d成立。成立。3NO实验实验:向硝酸酸化的向硝酸酸化的_溶液溶液(pH2)(pH2)中加入过中加入过量铁粉量铁粉, ,搅拌后静置搅拌后静置, ,不同时间取上层清液滴加不同时间取上层清液滴加KSCNKSCN溶溶液液,3 min,3 min时溶液呈浅红色时溶液呈浅红色,30 min,30 min后溶液几乎无色。后溶液几乎无色。实验实验:装置如图。其中甲溶液是装置如图。其中甲溶液是_,_,操作及现操作及现象是象是_。(3)(3)根据实验现象根据实验现象, ,结合方程式推测实验结合方程式推测实验中中FeFe3+3+浓度变化的原因浓度变化

35、的原因:_:_。【解析解析】(1)(1)黑色固体中含有过量铁黑色固体中含有过量铁, ,如果同时含有如果同时含有银银, ,则可以加入则可以加入HClHCl或或H H2 2SOSO4 4溶解溶解Fe,Fe,而银不能溶解而银不能溶解; ; K K3 3Fe(CN)Fe(CN)3 3 是检验是检验FeFe2+2+的试剂的试剂, ,所以产生蓝色沉淀说所以产生蓝色沉淀说明含有明含有FeFe2+2+;(2);(2)过量铁粉与过量铁粉与FeFe3+3+反应生成反应生成FeFe2+2+, ,即即Fe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe=3Fe2+2+; ;O O2 2氧化氧化FeFe2+2+反应为反应为4Fe4

36、Fe2+2+O+O2 2+ +4H4H+ +=4Fe=4Fe3+3+2H+2H2 2O,O,白色沉淀是白色沉淀是AgSCN,AgSCN,所以实验可以所以实验可以说明含有说明含有AgAg+ +,Ag,Ag+ +可能氧化可能氧化FeFe2+2+生成生成FeFe3+3+; ;证明假设证明假设abcabc错误错误, ,就是排除就是排除AgAg+ +时实验比较时实验比较, ,相当于相当于没有没有AgAg+ +存在的空白实验存在的空白实验, ,考虑其他条件不要变化考虑其他条件不要变化, ,可可以选用以选用NaNONaNO3 3, ,原电池实验需要证明的是假设原电池实验需要证明的是假设d d的反应的反应Ag

37、Ag+ +Fe+Fe2+2+=Ag+Fe=Ag+Fe3+3+能够实现能够实现, ,所以甲池应当注入所以甲池应当注入FeClFeCl2 2、FeClFeCl3 3混合溶液混合溶液, ,按图连接好装置按图连接好装置, ,如电流表指如电流表指针发生偏转针发生偏转, ,可说明可说明d d正确正确,(3),(3)由于存在过量铁粉由于存在过量铁粉, ,溶溶液中存在反应有液中存在反应有Fe+2AgFe+2Ag+ +=Fe=Fe2+2+2Ag,+2Ag,反应生成的反应生成的FeFe2+2+能够被能够被AgAg+ +氧化发生反应氧化发生反应AgAg+ +Fe+Fe2+2+=Ag+Fe=Ag+Fe3+3+, ,生

38、生成的成的FeFe3+3+与过量铁粉发生反应与过量铁粉发生反应Fe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe=3Fe2+2+。反应开始时反应开始时,c(Ag,c(Ag+ +) )大大, ,以反应为主以反应为主,c(Fe,c(Fe3+3+) )增大。增大。约约3030分钟后分钟后,c(Ag,c(Ag+ +) )小小, ,以反应为主以反应为主,c(Fe,c(Fe3+3+) )减小。减小。答案答案: :(1)(1)加硝酸加热溶解固体加硝酸加热溶解固体, ,再滴加稀盐酸再滴加稀盐酸, ,产生产生白色沉淀白色沉淀 或者加入足量稀盐酸或者加入足量稀盐酸( (或稀硫酸或稀硫酸),),固体未完固体未完全溶解全溶解

39、FeFe2+2+(2)Fe+2Fe(2)Fe+2Fe3+3+=3Fe=3Fe2+2+4Fe4Fe2+2+O+O2 2+4H+4H+ +=4Fe=4Fe3+3+2H+2H2 2O O白色沉淀白色沉淀0.05 mol0.05 molL L-1-1NaNONaNO3 3溶液溶液FeClFeCl2 2溶液溶液( (或或FeSOFeSO4 4溶液溶液) )按图连接好装置按图连接好装置, ,电流表指针发生偏转电流表指针发生偏转, ,分别取电池工分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液, ,同时滴加同时滴加KSCNKSCN溶液溶液, ,后者红色更深后者红色更深(3)(

40、3)溶液中存在反应溶液中存在反应: :Fe+2AgFe+2Ag+ +=Fe=Fe2+2+2Ag,+2Ag,AgAg+ + + FeFe2+2+=Ag+Fe=Ag+Fe3+3+, ,Fe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe=3Fe2+2+。反应开始。反应开始时时,c(Ag,c(Ag+ +) )大大, ,以反应为主以反应为主,c(Fe,c(Fe3+3+) )增大。约增大。约3030分分钟后钟后,c(Ag,c(Ag+ +) )小小, ,以反应为主以反应为主,c(Fe,c(Fe3+3+) )减小减小【加固训练加固训练】某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含

41、量的测定和碘的制取。和碘的制取。实验实验( (一一) ) 碘含量的测定碘含量的测定取取0.010 0 molL0.010 0 molL-1-1的的AgNOAgNO3 3标准溶液装入滴定管标准溶液装入滴定管, ,取取100.00 mL100.00 mL海带浸取原液至滴定池海带浸取原液至滴定池, ,用电势滴定法测定用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势碘含量。测得的电动势(E)(E)反映溶液中反映溶液中c(Ic(I- -) )的变化的变化, ,部分数据如下表部分数据如下表: :V(AgNOV(AgNO3 3) )/mL/mL15.0015.0019.0019.0019.8019.8019.9819.

42、9820.0020.0020.0220.0221.0021.0023.0023.0025.0025.00E/mVE/mV-225-225-200-200-150-150-100-10050.050.0175175275275300300325325实验实验( (二二) ) 碘的制取碘的制取另制海带浸取原液另制海带浸取原液, ,甲、乙两种实验方案如下甲、乙两种实验方案如下: :已知已知:3I:3I2 2+6NaOH=5NaI+NaIO+6NaOH=5NaI+NaIO3 3+3H+3H2 2O O。请回答请回答: :(1)(1)实验实验( (一一) ) 中的仪器名称中的仪器名称: :仪器仪器A_, A_, 仪器仪器 B_B_。 (2)(2)根据表中数据绘制滴定曲线根据表中数据绘制滴定曲线: :该滴定终点时用去该滴定终点时用去AgNOAgNO3 3溶液的体积为溶液的体积为_mL,_mL,计计算得海带中碘的百分含量为算得海带中碘的百分含量为_。(3)(3)分液漏斗使用前须检漏分液漏斗使用前须检漏, ,检漏方法为检漏方法为_。步骤步骤X X中中, ,萃取后分液漏斗内观察到的现象是萃取后分液漏斗内观察到的现象是_。下列有关步骤下列有关步骤Y Y的说法的说法, ,正确的是正确的是_。A.A.应控制应控制NaOHNaOH溶液的浓度和体积溶液的浓度和体