2021高考化学易错点23 化学实验评价与探究

易错23化学实验评价与探究

【易错分析】

完整的化学实验方案包括“四大环节’‘：实验原理、实验装置和药品（其中包括：装置类型、

仪器的组装等）、实验步骤（其中包括：加装药品、气密性检查、除杂干燥、主体实验、安全

措施等）、实验现象的观察、记录及实验数据的分析处理等。设计合理的实验方案必须掌握

比较全面的实验基本原理和基本技能，要做到设计原理正确、实验程序合理、操作步骤简便、

现象明显、相关结论正确。

【错题纠正】

例题1、下面是某学习小组的同学进行研究性学习的过程。

【研究课题】探究草酸晶体受热分解的产物。

【查阅资料】该小组同学通过查询，获得草酸及草酸晶体的相关知识:

名称化学式颜色、状态溶解性熔点（℃）密度(g/crrP)

草酸H2c2。4—易溶于189.51.900

水

草酸晶H2C2O42H2O无色晶体一101.51.650

体

备注：草酸晶体175℃以上开始分解。

【提出猜想】请根据草酸晶体的组成对分解可能生成的产物进行猜想。

猜想⑴分解的产物可能是CO、CO2或它们的混合物，猜想（2）：除以上产物还可能有

产物。

【设计方案】①为验证"猜想（2）"，宜选择如图1中的装置（填字母代号）：

图1

②该小组利用下图装置继续进行“猜想⑴”的探究。A、C、F中盛澄清石灰水，B中盛浓NaOH

溶液，D中装碱石灰（CaO、NaOH固体混合物），E中装CuO粉末。

①证明草酸晶体分解产物中有C02的现象：:证明分

解产物中有CO的现象：。

②若未连接G,要达到同样目的，可采取的措施：。

【交流讨论]小李同学查阅资料发现：草酸是二元弱酸，但比碳酸强，受热分解时有少量

升华，草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，因此对实验中CO2的检验提出质疑，试根据信

息、，指出原设计的存在的问题，并提出改进措施。

【解析】【提出猜想](1)草酸中含有的元素有H、C、0,有质量守恒定律可知草酸分解

产物还有HzO；【设计方案】①草酸晶体175℃以上开始分解，其熔点为101.5℃,未分解就

已经融化，如果试管口略向下倾斜则会流向关口，不能完成分解实验，从而影响后续实验，

所以选择装置B：②a.用澄清石灰水检验二氧化碳，则A中盛澄清石灰水变浑浊，说明草

酸晶体分解产物中有C02；检验CO时，要先把混合气体中的二氧化碳除去，防止干扰检验

CO,则B中浓NaOH溶液吸收CO?,C中澄清石灰水不变浑浊，说明前面的二氧化碳己经

被除尽，CO还原CuO生成二氧化碳和Cu,则黑色氧化铜变红色，生成的二氧化碳进入E

中澄清石灰水变浑浊：b.G装置作用是处理尾气，尾气中含有CO,可以用酒精灯点燃的

方法处理，则需要在E导气管出气口处放一个燃着的酒精灯；【交流讨论】草酸受热能升

华，挥发的草酸蒸汽进入澄清石灰水生成的草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，所以要先除

去气体混合物中草酸蒸汽，以防止干扰二氧化碳的检验；醋酸易溶于水，可以在A前面加

一个装有水的洗气瓶，来吸收混合气体中的草酸蒸汽。

【答案】氏0；图B:A中盛澄清石灰水变浑浊；C中澄清石灰水不变浑浊，F中澄清石灰水

变浑浊，E黑色氧化铜变红色；在E出气导管末端放一个燃着的酒精灯；在A前面加一个

装有水的洗气瓶

例题2、三草酸合铁(III)酸钾晶体K3[Fe(C2O4)J3H2O可用于摄影和蓝色印刷，其在110℃

可完全失去结晶水，继续升高温度可发生分解反应。某化学研究小组对K3[Fe(C2O4)313H2。

受热分解生成的气体产物和固体产物进行探究。

⑴烧瓶M中盛有饱和NH4C1与饱和NaNO2的混合液，常用于实验室制Nz,则该反应的化

学方程式为o

(2)实验所需的仪器装置如图所示,各装置的连接顺序为:a接、接j

接、接。

(3)装置检查气密性后，先通一段时间N2,其目的是。结束实验时先

熄灭B、D两装置中的酒精灯再通入N2至常温，其目的是。

(4)E装置中澄清石灰水的作用是。

(5)探究分解后的固体产物

①取B中充分反应后所得固体于试管中，加入足量蒸储水，过滤、洗涤、干燥得到黑色粉

末，取4.4g黑色粉末溶于足量稀硝酸中，收集到标准状况下NO气体1.12L。通过计算判

断，黑色粉末的成分为(写化学式)。请设计实验方案验证：。

②9.82g三草酸合铁(IH)酸钾晶体在以上装置中加热分解，所得固体的质量为5.42g,同时

得到密度为1.647gLi(己折合成标准状况下)的含碳气体，写出该分解反应的化学方程式：

【解析】(1)利用饱和NH4C1与饱和NaNCh的混合液制备N2,NH4C1和NaNCh发生氧化还

原反应，同种元素不同价态发生归中反应，NH4cl中N的化合价由-3升高到0,升高了3,

NaNCh中N的化合价由+3降低到0,降低了3,因此反应的化学方程式为NH4CI+

NaNO2=^=NaCl+N2?+2H2O0(2)验证气体产物，先验证水蒸气、再验证CCh并除去CCh、

最后验证CO气体。(3)先通一段时间N2,排出装置中的空气，防止空气中的CO?干扰实验。

结束实验时先熄灭B、D两装置中的酒精灯，再通入N?至常温，目的是防止压强减小，E、

F装置中的溶液倒吸。(4)检验气体产物中是否含有CO,需先除净CCh，E装置中的澄清石

灰水用来检验CO?是否除尽。(5)①NO的物质的量是0.05mol,则转移电子是0.05mok3=

0.15moL如果黑色粉末是Fe,则Fe是0.05mol,其质量是0.05molx56g皿0「=2.8g。如

果黑色粉末是FeO,则其物质的量是0.15mol,其质量是0.15mol*72gmol】=10.8g。由

于黑色粉末总质量是4.4g,所以黑色粉末应该是FeO和Fe的混合物。根据金属活动性顺序

知Fe比Cu活泼，单质Fe与过量CuSCh溶液能发生置换反应，因此可选择CuSC>4溶液检验

固体产物是否含有单质Fe。FeO是碱性氧化物，不溶于CuS04溶液，根据碱性氧化物能溶

于盐酸，生成的Fe2+在酸性条件下易被H2O2氧化为F/+,F/+遇KSCN溶液变红，由此可

以检验固体产物中的FeOo②由题意可知，分解后所得含碳气体的摩尔质量为1.647g-L

1><22.4Lmol'=：36.9gmol1,假设混合气体中CO2、CO的物质的量分别是x、y,则(44x

+28y户(x+y)=36.9,解得xJ=5：4,n(K3[Fe(C2O4)3]-3H2O)=9.82g-491gmol>=0.02mol,

根据K元素守恒可得〃(K2co3)=(0.02molx3)+2=0.03mol,在固体中Fe元素的物质的量是

〃(Fe)=0.()2mol,产生的CO、CO2的物质的量是0.02mo|x6-0.03mol=0.09mol,由于"(CO2):

M(CO)=5：4,所以〃(82)=0.05mol,“(CO)=0.04mol,Fe元素结合的O元素的物质的量

是0.02molx12-0.05molx2-0.04mob1-().03molx3=0.01mob因此K3[Fe(C2O4)3]-3H2O

发生分解反应的各种物质的量之比为”(K4Fe(C2O4)3]3H2O)力(K2co3)》(Fe)>!(FeO)i;(CO2):

“(CO)：n(H20)=0.02mol：0.03mol：0.01mol：0.01mol:0.05mol：0.04mol：0.06mol=2：

3：1：1：5：4：6。故该分解反应的化学方程式是

2K3[Fe(C2O4)3]-3H2O=^=3K2CO3+Fe+FeO+4cOf+5C0?T+6H2O»

【答案】(l)NH4Cl+NaNO2=^=NaCI+N2T+2H2O(2)bcfgdeh(3)排出装置中的

空气，防止空气中的CO2干扰实验结果防止E、F装置中的溶液倒吸(4)检验CO2是否已

除净(5)①FeO和Fe取少量固体于试管中，加入足量的硫酸铜溶液，若出现红色固体，则

说明有Fe；取经过滤、洗涤至洗涤液无色后的固体于另一支试管中，加过量盐酸，静置，

取上层清液，滴加几滴KSCN溶液无红色出现，再滴加1〜2滴H2O2溶液，若溶液呈红色，

则说明有FeO(其他合理答案也可以)②2K34©04)3]3H2O=^=3K2cCh+Fe+FeO+4cOf

+5CO2T+6H2O

【知识清单】

1.化学实验方案的设计

(1)物质制备型实验方案的设计：应遵循“条件合适，操作方便；原理正确，步骤简单；原料

丰富，价格低廉；产物纯净，污染物少''的原则。设计的基本流程为根据目标产物T确定可

能原理一设计可能实验方案-优化实验方案-选择原料T设计反应装置(方法、仪器等)一实

施实验(步骤、操作要点、控制反应条件等)T分离提纯产品。

(2)性质探究型实验方案的设计：主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推

测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性

质。设计的基本流程为根据物质的组成、结构和类型—提出性质猜想一设计实验逐个验证一

记录现象和数据一归纳分析一合理推断、得出结论。

(3)性质验证型实验方案的设计：主要是求证物质具备的性质，关键是设计出简捷的实验方

案，要求操作简单，简便易行，现象明显，且安全可行。设计的基本流程为根据物质的性质

一设计可能实验方案-优化实验方案一实施实验（原理、方法、步骤、仪器、药品、操作要

点等）一观察现象、记录数据一综合分析、得出结论。

2.化学实验方案的评价

（1）“可行性”：实验原理是否正确、可行；实验操作是否安全、合理；实验步骤是否简单、

方便；实验效果是否明显等。

（2）“绿色化学”：反应原料是否易得、安全、无毒；反应速率是否较快；原料利用率以及

合成物质的产率是否较高；合成过程是否造成环境污染。

（3）“安全性”：净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；进行某些易燃易爆实验时

要防爆炸，如H2还原CuO应先通H2,气体点燃先验纯等；防氧化，如H2还原CuO后要“先

灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等；防吸水，如实验中取用、制取易吸水、潮解、水解的

物质宜采取必要的防吸水措施，以保证达到实验目的。

（4）“规范性”：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；易挥发液体产物（导出

时可为蒸气）的及时冷却；仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序拆卸。

3.实验条件的控制

常见的操作思考方向

加过量试剂使反应完全进行（或增大产率、转化率）

加氧化剂（如H2O2）氧化还原性物质，生成目标产物或除去某种离子

通入N2或其他惰性气体除去装置中的空气，排除氧气的干扰

末端放置干燥管防止空气中的水蒸气干扰实验

①调节溶液的酸碱性，抑制水解（或使其中某些金属离子形成氢

氧化物沉淀）②“酸作用”还可除去氧化物（膜）③“碱作用”还可

调节溶液的pH

除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等④特定的氧

化还原反应需要的酸性条件（或碱性条件）

①防止副反应的发生②使化学平衡移动；控制化学反应的方向

③控制固体的溶解与结晶（如趁热过滤能防止某物质降温时析

出）④控制反应速率；使催化剂达到最大活性⑤升温：促进溶液

控制温度

中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发⑥加热煮沸：促进水解，

（水浴、冰浴、油浴）

聚沉后利于过滤分离⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的

量⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温（或减压）可以减少能

源成本，降低对设备的要求

①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质②“冰水洗涤”：

洗涤晶体

能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解

损耗③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低

晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等④洗涤沉淀方法：往

漏斗中加入蒸镯水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操

作2〜3次

过滤、蒸发、萃取、分液、蒸储等。从溶液中得到晶体的方法：

分离、提纯

蒸发浓缩一冷却结晶一过滤一洗涤一干燥

【变式练习】

1.将硫铁矿（主要成分为FeS2,含有少量的碳）焙烧所得尾气主要含SO2、C02。为了检验尾

气的主要成分并验证尾气的部分性质,设计了以下实验。实验用到的装置和药品如图所示:

（实验装置可重复使用）

请回答下列问题:

（1）为完成实验目的，请把装置按气流方向进行连接（用小写字母填写）«

（2）装置D的作用是。

（3）酸性高锈酸钾溶液的作用有二：其一，验证SO?有还原性；其二，。

（4）装置E中被氧化的元素是。

（5）在该实验中，S02通入FeCb溶液中反应的离子方程式为。取反应后的该溶液

于一洁净的试管中，滴加少量KSCN溶液，溶液不变红，说明溶液中（填“含有”或“不

含有"）Fe3+；再继续滴加少量氯水，溶液也不变红，请分析产生这种现象的原因。

3+

2.某酸性工业废水中含有K2Cr207o光照下，草酸（H2c2。4）能将其中的CnCh?一转化为CrO

某课题组研究发现，少量铁明研［A12Fe（SO4）#24H2O］即可对该反应起催化作用。为进一步研

究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：

（1）在25。（3下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始

pH和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

废水样品草酸溶液体蒸储水体积

实验编号初始pH

体积mL积mLmL

①4601030

②5601030

③560

——

测得实验①和②溶液中的CnC^-浓度随时间变化关系如图所示。

（2）上述反应后草酸被氧化为（填化学式）。

（3）实验①和②的结果表明；实验①中0~h时间段反应速率v（Cr3+）=molL'-min-1

（用代数式表示）。

（4）该课题组队铁明研［ALFe（SO4）#24H2O］中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成

假设二和假设三：

假设一：Fe2+起催化作用；

假设二：;

假设三：;

（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。

（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2so4、FeSO4>Al2Fe（SO4）4-24H2O>

AIMS。。等，溶液中Cr2Ch2-的浓度可用仪器测定。）

实验方案（不要求写具体操作过程）预期实验结果和结论

【易错通关】

I.某兴趣小组的同学发现，将CuS04溶液与Na2cCh溶液混合会产生蓝绿色沉淀。他们对

沉淀的组成很感兴趣，决定采用实验的方法进行探究。

（提出猜想）猜想1：所得沉淀为一种盐或者一种碱，它们可能是。

猜想2：所得沉淀为o

（查阅资料）无论是哪一种沉淀受热均易分解（假设均不含结晶水）。

（实验探究）步骤1：将所得悬浊液过滤，先用蒸福水洗涤，再用无水乙醇洗涤、风干。

步骤2：取一定量所得固体，用如下装置（夹持仪器未画出）进行定性实验。能证明猜想1

成立的实验现象是。

（1）检查上述虚线框内装置气密性的实验操作是：关闭K,.

（2）步骤1中用无水乙醇再次洗涤的目的是。

（3）若在上述装置B中盛放无水CaCh,C中盛放Ba（0H）2溶液，还可测定所得沉淀的

组成。

①C中盛放Ba（0H）2溶液，而不使用澄清石灰水的原因是。

②若所取蓝绿色固体质量为27.1g,实验结束后，装置B的质量增加2.7g,C中产生沉淀

的质量为19.7g。则该蓝绿色固体的化学式为。

2.高铁酸钾是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂，主要用于饮水处理。实验小组制备

高铁酸钾（fGFeOQ并探究其性质。

资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于K0H溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产

生02,在碱性溶液中较稳定。

⑴制备K2FeCU（夹持装置略）

N.OH溶液

①如图所示，A为氯气发生装置。装置A、B、C、D中存在错误的是.（填

序号）。

②C中得到紫色固体和溶液。C中通入氯气发生反应，生成高铁酸钾（KzFeOQ的化学方程

式为,此外CL还可能与过量的KOH反应。

（2）探究K2FeO4的性质

①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a,经检验气体中含有CL。为

证明是否KzFeCU,氧化了C「而产生CL,设计以下方案:

方案I取少量溶液a,滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。

用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将MFeCU溶出，

方案II

得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸，有CL产生。

i.由方案I中溶液变红可知溶液a中含有离子，但该离子的存在不能判断一定是

K2FeO4，氧化了CI2，因为K?FeO4，在酸性溶液中不稳定，请写出KzFeCU在酸性溶液中发

生反应的离子方程式。

ii.方案II可证明K2FeC>4,氧化了C「.用KOH溶液洗涤的目的是。

2

②根据KzFeCh的制备实验得出：氧化性CLFeO4'（填“>"或“<”），而方案H实验

表明，Cb和FeC^一的氧化性强弱关系恰好相反，原因是o

（3）若在制备装置C中加入Fe（OH）3的质量为14.0g,充分反应后经过滤、洗涤、干燥得K2FeO4

固体19.3g,则K2FeO4的产率为。

3.化学小组同学在课外读物中看到：“通常CO2可作灭火剂，但有些物质（如Na）着火，

不能用CO2熄灭。”他们决定探究CO2与Na反应的产物。

（提出猜想）CO2与Na反应可能生成4种物质：C、CO、Na2O和Na2cO3。

（查阅资料）

①Na是非常活泼的金属，常温下与02、H20等物质反应。

②向氯化钿（PdCL）溶液中通入C0,产生黑色沉淀。

③Na2cCh是白色固体，易溶于水，能与CaCh溶液发生反应，化学方程式为:Na2cCh+CaCb

=CaCO3X+2NaCl

@Na2O是白色固体，与H2O反应生成NaOH。

⑤CaCL、NaCl、Na2co3、NaOH四种溶液分别与无色酚肽溶液作用比较:

分别向右侧溶液中

CaChNaClNa2c03NaOH

加入无色酚醐溶液

主要实验现象无色无色由无色变为红色由无色变为红色

（实验过程）同学们在老师的指导下设计了如图所示装置（部分夹持仪器已略去）

（1）实验记录

序

实验操作主要实验现象实验结论及解释

号

打开a,关闭b,由长颈漏斗注A中产生大量气泡E中反应的化学方

①

入稀盐酸E中出现浑浊程式为______

D中Na剧烈燃烧，产

当E中出现浑浊时，打开b,关生白烟，内壁附着黑色、反应产物一定有一

②

闭a,点燃酒精灯白色固体,G中产生黑色和_____»

沉淀

③取D中白色固体于试管中，加水产生白色沉淀反应产物还有

溶解，再加入几滴CaCL溶液O

(2)实验反思

①实验记录②中，E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是o

②装置B、C的作用是。

③检验第4种物质是否存在的实验方案：取D中白色固体于试管中，o

4.某校化学研究性学习小组设计实验验证NH3能还原CuO,并对还原产物进行探究。请回

答下列问题：

I.验证NH3能还原CuO

(2)请将提供的装置按合理顺序连接:g―►—>―>a—>b—>—►—>

(3)装置B的作用是

(4)证明NH3能还原CuO的实验现象是A中,D中

II.探究还原产物的成分

(查阅资料)CU2O粉末呈红色，在酸性溶液中不稳定：Cu2O+H2SO4(^)=CU+CuSO4+

H2O0

(实验探究)

实验操作实验现象实验结论

若无现象证明红色固体为—

取10.4g红色固体于烧杯中，(1)

加入足量稀硫酸，充分搅拌，

若溶液变(2)证明红色固体肯定含有—,可能含有

静置

蓝O

取上述反应后的混合物过滤、(3)经计算，红色固体的成分及其物质的量为

洗涤、干燥、称重，得固体6.4g_________0

5.氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部

分装置省略)制备KCICh和NaClO,探究其氧化还原性质。

回答下列问题：

(1)盛放浓盐酸的仪器名称是,a中的试剂为。

(2)c中化学反应的离子方程式是,采用冰水浴冷却的目的是

(3)d中可选用试剂(填标号)。

A.NaClB.Na2sC.Ca(OH)2D.H2SO4

(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，,,干燥，得到KCICh

晶体。

(5)取少量KClCh和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶

液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCL振荡，静置后CC14层显—色。可知该条

件下KClCh的氧化能力NaClO(填“大于”、“等于”或“小于")。

6.某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：

乙二酸(HOOC-COOH,可简写为H2c20。俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸(为弱电解

质)，且酸性强于碳酸，草酸在常温下呈无色晶体状，其晶体的熔化温度低于草酸的分解温

度，且易升华。为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：

(1)向盛有1mL饱和NaHCCh溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。

该反应的离子方程式为。

(2)取一定量草酸溶液装入试管，加入一定体积的酸性高镒酸钾溶液，振荡试管，发现溶液

开始缓慢褪色，后来迅速变成无色。(反应热效应不明显，可忽略不计)

①该实验说明草酸具有(填“氧化”或“还原”)性，该反应的反应速率先慢后快的主要

原因可能是。

2+

②请配平该反应的离子方程式：MnO4+H2C2O4+—=Mn+—CO2T

+o

(3)为了探究草酸的不稳定性，某同学设计了如下实验装置:

①C、H装置均变浑浊，E处无现象，G玻璃管里黑色变红色，写出A中反应的化学方程式:

②上述装置中，B装置的作用是。D的作用是。从环境保

护角度来看，该方案的不足之处是。

参考答案

【变式练习】

1.(1)ighabcdabef(2)安全瓶，防止倒吸(3)吸收SCh，以免干扰CCh的检验(4)S、

3+2+

C和Fe(5)SO2+2Fe+2H2O=SO^+2Fe*+4H；不含有：少量CL与溶液中过量的SCh或

(H2SO3、HSO。反应，Cb量不足，不能把Fe?+氧化为Fe3+,溶液不变红

【解析】为了检验尾气中含有SCh、C02,应在E装置后面连接一个空载仪器做安全瓶，防

止二氧化硫易溶于水产生倒吸，由于二氧化硫能使澄清石灰水变混浊，影响二氧化碳气体的

检验，实验时应将气体先后通过品红溶液、氯化铁溶液和酸性高铳酸钾溶液和品红溶液，达

到检验二氧化硫、吸收二氧化硫和证明二氧化硫被完全吸收，不会干扰二氧化碳检验的目的,

最后将气体通过澄清石灰水检验二氧化碳，则装置的连接顺序为E、D、A、B、A、Co

(1)由分析可知，装置的连接顺序为E、D、A、B、A、C,则装置接口的连接顺序为igh

abcdabef.故答案为：ighabedabef；

(2)二氧化硫易溶于水，气体通过品红溶液时，可能会产生倒吸，则空载仪器D的主要是

做安全瓶，防止倒吸，故答案为：安全瓶，防止倒吸；

(3)二氧化硫具有还原性，会干扰二氧化碳的检验，则酸性高镭酸钾溶液的作用是验证二

氧化硫的还原性，吸收二氧化硫，以免干扰二氧化碳的检验，故答案为：吸收SCh，以免干

扰C02的检验；

(4)硫铁矿焙烧时会生成氧化铁、二氧化硫和二氧化碳，反应中铁元素、硫元素和碳元素

的化合价升高被氧化，故答案为：S、C和Fe：

(5)二氧化硫具有还原性，氯化铁具有氧化性，二氧化硫与氯化铁溶液发生氧化还原反应

生成硫酸亚铁和硫酸，反应的离子方程式为SC)2+2Fe3++2H2O=SO?+2Fe2++4H+；取反应后

的该溶液于一洁净的试管中，滴加少量KSCN溶液，溶液不变红，说明溶液中被还原铁离

子；+4价硫的还原性强于亚铁离子，若二氧化硫或亚硫酸或亚硫酸氢根离子过量，优先与

少量氯气反应，不能将亚铁离子氧化为铁离子，溶液也不变红，故答案为：

3+>t

SO2+2Fe+2H2O=SO^'+2Fe+4H；不含有；少量CL与溶液中过量的SCh或(H2so3、HSO；)

反应，CL量不足，不能把Fe?•氧化为Fe?",溶液不变红。2.(1)20；20(2)C02(3)pH

越大，反应的速率越慢；2(。心)(4)AP起催化作用；SO42•起催化作用(5)

实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论

用等物质的量的代替实验①中的铁明机，反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2Ch2一)大于实

控制其他反应条件与①相同，进行对比实验①中的c(CnO72),则假设一成立；若量溶液的

验c(Cr2(#)相同，则假设一不成立。

【解析】该反应为探究重铭酸根与草酸反应过程中的催化作用，该反应为一比较熟悉的反应,

草酸被氧化后的产物为二氧化碳。

(3)考查了从图像中获取数据并分析的能力。图像越陡，反应速率越快

(4)对于假设可以从加入的物质铁明研化学式中获取，故为Fe?+和A囚，然后根据上面的

过程，进行对比实验，即可以得到答案。

实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论

用等物质的量的代替实验①中的铁明机，反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2O72)大于实

控制其他反应条件与①相同，进行对比实验①中的C(Cr2O72),则假设一成立；若量溶液的

验“CnCh?-)相同，则假设一不成立

【易错通关】

l.Cu(OH)2；CUCO,；B中白色固体变蓝，C中无明显现象(1)若猜想1所得沉淀为CuCCh，

则实验现象为B中无明显现象，C中产生白色沉淀用酒精灯微热硬质玻璃管，若C中有

气泡逸出，撤去酒精灯冷却一段时间后，C中导管内形成水柱，则证明装置的气密性良好

(2)洗涤沉淀中的水(3)①Ba(0H)2溶解度大于Ca(0H)2，可以充分吸收CO2;BaCO?的摩

尔质量大于CaCCh，使测量误差小，结果会更准确②CU5(OH)6(CO3)2[或2CuCO3«3Cu(OH)2]

【解析】将CuSO4溶液与Na2cCh溶液混合会产生蓝绿色沉淀，可能是发生盐的水解反应形

成Cu(0H)2沉淀，也可能是发生复分解反应形成CuCXh沉淀；还可能是在物质中二者都含

有得到是是碱式盐碱式碳酸铜[化学式可表示为mCu(OH)2-nCuCC>3];若猜想1成立,Cu(0H)2

加热分解产生CuO和水，在B中白色CuSCU结合水形成蓝色CuSONFhO而变为蓝色；C

中澄清的石灰水不变浑浊;若猜想I所得沉淀为CuCCh,则CuCCh受热分解产生CuO和C02,

实验现象为B中无明显现象，C中澄清石灰水变浑浊产生臼色沉淀。猜想1：所得沉淀为

•种盐或者一种碱，它们可能是Cu(OH”；猜想2：所得沉淀为CuC03；能证明猜想1成立

的实验现象是B中白色固体变蓝，C中无明显现象；若猜想1所得沉淀为CuCCh，则实验

现象为B中无明显现象，C中产生白色沉淀：

(I)检查上述虚线框内装置气密性，可利用热胀冷缩的原理用微热法检验，故实验操作是：

关闭K,用酒精灯微热硬质玻璃管，若C中有气泡逸出，撤去酒精灯冷却一段时间后，C

中导管内形成一段稳定的水柱，则证明装置的气密性良好；

(2)过滤，洗涤后，再干燥即可得纯净而干燥的固体，乙醇能以任意比例和水互溶，用酒精

洗涤沉淀，酒精挥发时能带走固体表面的水，故步骤1中用无水乙醇再次洗涤的目的是洗

涤沉淀中的水；

(3)①C中盛放Ba(0H)2溶液，而不使用澄清石灰水的原因是Ba(0H)2溶解度大于Ca(OH)2,

可以充分吸收CO2：BaCCh的摩尔质量大于CaCCh,使测量误差小，结果会更准确；②若所

取蓝绿色固体质量为27.1g,实验结束后，装置B的质量增加2.7g,则反应中生成的水的物

2.7g

质的量,=0.15mol=〃(CU(OH)2)、

18g/mol

19.7g

/!(BaCO3)=----;----=0.10mol=/7(C02)=/j(CuC03)=0.lOmol,n(Cu(OH)2)=0.15mol,则

197g/mol

/!(CuCO3)：M(CU(OH)2)=2:3,该蓝绿色固体的化学式为2CUCO3-3CU(OH)2，或写为

CU5(OH)6(CO3)2O

2.(1)①B②3cl2+2Fe(OH)3+lOKOH=2K2FeO4+6K0+8H2。(2)①Fe?+；

23+

4FcO4-+2()H-=4Fe+3O2T+1OH2O；确保KzFeCM在碱性环境中的稳定性，同时排除CIO•对

验证的干扰②〉：溶液的酸碱性不同(3)74.5%

【解析】(1)①A为氯气发生装置，B除去氯气中的HCL应左侧长导管，右侧短导管，长

进短出，装置A、B、C、D中存在错误的是B(填序号)。故答案为：B；

②C中得到紫色固体和溶液，C中通入氯气将氢氧化亚铁氧化，生成高铁酸钾(KzFeCU),

化学方程式为3cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H20。故答案为：

3C12+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCI+8H2O；

(2)①i.Fe3+离子与SCN-发生络合反应，生成红色的络离子，由方案1中溶液变红可知溶液

a中含有Fe3+离子，但该离子的存在不能判断一定是K2FeC>4,氧化了CL,因为KzFeCU在酸

性溶液中不稳定，K?Fe04在酸性溶液中发生反应的离子方程式

23+3+2+3+

4FcO4-+20H*=4Fe+3O2T+1OH2O0故答案为：Fe；4Fe04+20H=4Fe+302t+10H20：

ii.方案II可证明K2FeO4,氧化了Cl,用KOH溶液洗涤的目的是确保KzFeCU在碱性环境

中的稳定性，同时排除CIO对验证的干扰。故答案为：确保KzFeCh在碱性环境中的稳定性,

同时排除C16对验证的干扰：

②根据K2FeO4的制备实验得出：3C12+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCI+8H2O中氧化剂的

氧化性强于氧化产物，氧化性Ch>FeOj-,而方案II实验表明，Ch和FeCU2-的氧化性强

弱关系恰好相反，原因是溶液的酸碱性不同。故答案为：>；溶液的酸碱性不同；

(3)若在制备装置C中加入Fe(0H)3的质量为14.0g,充分反应后经过滤、洗涤、干燥得

QFeCU固体19.3g,根据铁原子守恒：

Fe(OH)3~K2FeOA

107198

14.0gm

tn=140gX198=25.9g,贝ijK2FeC)4的产率为^^xlOO%=74.5%。

10725.9g

故答案为：74.5%；

3.(1)①CO2+Ca(OH)2=CaCO31+H2O②C和CO③Na2cCh⑵①排出装置中的空气，防止

空气的干扰②得到纯净的二氧化碳③加水溶解，加入过量的CaCb溶液使沉淀完全，静置

后向上层清液中滴加酚猷溶液。若溶液变红，则产物中有NazO；若溶液不变色，则产物中

没有Na2O

【解析】在质量守恒定律的基础上，对钠在二氧化碳中燃烧反应的生成物进行推测，并结合

物质的性质设计实验验证物质的存在；题目涉及实验目的理解、根据要求进行物质检验的实

验设计。题图所示实验操作过程：石灰石和盐酸制得的二氧化碳气体经过B、C装置净化、

干燥后，依次通过D、F、G装置，其中装置E可自由控制二氧化碳的通入与否。装置的作

用：装置B净化吸收混有的氯化氢气体；装置C干燥二氧化碳；装置D中发生钠在二氧化

碳气体中的燃烧，可通过点燃灯加热来控制；装置E装有澄清石灰水检验二氧化碳，使用

开关a控制；装置F盛有氢氧化钠溶液吸收混合气体中的二氧化碳，使用开关b控制；装置

G盛有氯化杷溶液，检验气体CO的存在；最后用气球进行尾气收集处理。

(1)①打开a关闭b,控制二氧化碳气体进入装置E,二氧化碳通入澄清石灰水，生成不溶于

水的碳酸钙，石灰水变浑浊，化学方程式CO2+Ca(OH)2=CaCChl+H2O：

②点燃酒精灯使装置D中的燃烧反应开始发生，打开b关闭a,使燃烧后气体依次通过装置

F和G,钠与二氧化碳反应的反应物中仅含钠、碳、氧三种元素，由这三种元素组成的物质

中呈黑色的只可能是单质碳，即装置D中生成的黑色固体为单质碳。装置G中氯化杷溶液

出现黑色沉淀，结合资料④可知混合气体中含有CO；故答案为：C和CO；

③钠与二氧化碳反应生成的白色固体物质可能为氧化钠、碳酸钠等，加水溶解并加入石灰水,

出现白色沉淀，说明白色固体物质中含有碳酸根，即含有碳酸钠。故答案为：Na2cCh;

(2)①E中出现浑浊，二氧化碳气体通入了装置E,说明了装置内已充满二氧化碳，即装置内

的空气全部排出；故答案为：排出装置中的空气，防止空气的干扰：

②装置B净化吸收混有的氯化氢气体；装置C干燥二氧化碳；故答案为：得到纯净的二氧

化碳；

③前面的探究已说明了猜想中的C、CO和Na2cCh的存在，因此，接下来所设计的探究实

验就应该是说明白色固体中含有固体物质NazO,根据资料“③NazO是白色固体，与H©反

应生成NaOH”可以考虑使用酚酸试液进行检验，但由于Na2c03存在影响，所以先使用资料

“②碱性的Na2c03溶液与中性的CaCh溶液发生复分解反应”中的氯化钙溶液处理溶液中的

Na2cCh;故答案为：加水完全溶解，加入过量CaCb溶液至不再产生沉淀，滴加酚酣试液，

溶液呈红色。说明白色固体中含NazO。

4.I(1)碱石灰(2)f、h、d、e、c(3)吸收尾气，防止倒吸；隔绝空气，防止空气中水

蒸气进入装置D中(4)黑色粉末变为红色；白色固体变为蓝色H(1)铜(2)氧化亚铜；

铜(3)0.05mol

【解析】1(1)氯化铁和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨和水，试剂X用来干燥氨且不与氨

反应，所以为碱石灰；

(2)装置C中生成氨后，首先经过E干燥，再通入A中反应，A中生成的H20通过D进

行检测，最后用B装置吸收尾气。所以装置连接顺序为g-f_h-a-b-d-e-c：

(3)由于氨在水中溶解度较大，所以装置B的作用为吸收尾气，防止倒吸；隔绝空气，防

止空气中水蒸气进入装置D中；

(4)NH3还原CuO有红色的铜生成，同时有水生成，现象为A中黑色粉末变为红色，D中

白色固体变为蓝色；

II(1)若无现象，证明红色固体为Cu,因为Cu在常温下不与稀硫酸反应；

(2)若溶液变蓝，说明有CuSCh生成，则红色固体中肯定含有CU2O,不能确定是否含有

Cu；

(3)最终所得固体为Cu,物质的量为O.lmol；每摩尔C