2019高考化学冲刺二轮精讲讲义第13讲化学实验方案设计与评价

第13讲化学实验方案设计与评价

［考纲要求］1.了解科学探究的基本过程，学习运用以实验和推理为基础的科

学探究方法。2.能根据要求做到：(1)设计、评价或改进实验方案。⑵掌握控制实

验条件的方法。预测或描述实验现象。⑶分析或处理实验数据，得出合理结论。

(4)正确改进实验装置。3.以上各部分知识与技能的综合应用。

［学科素养］1.变化观念与平衡思想：认识化学实验是科学探究的一种重要形

式，是研究物质及其变化的基本方法。2.证据推理与模型认识：能运用分析推理

等方法认识研究对象的本质物质、构成要素及其相互关系，建立模型并运用模

型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。3.科学探究与创新意识：能根据物质

的性质，探究反应规律,体会实验条件控制对完成科学实验及探究活动的作用。

知识整合H

exinzhishizhenghe............»构建体系强化重点

［网络构建］

实验原理

实验目的仪器药品

实

验

方

案装置步骤

的

设

计

药品是否

与

经济、安全

评

价

操作是否

简单、易行

［核心强化］

1.实验方案设计中的“6”注意

(1)实验操作顺序

装置选择与连接一气密性检查一装入药品一开始实验(按程序)一拆卸仪器

f防潮、防倒吸、防污染、防爆炸等。

(2)仪器接口的连接

总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出(或“深”

入“浅”出)；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；

干燥管应“大”进“小”出。冷凝管水流应：“下”进“上”出(逆流原理)。

(3)加热操作先后顺序的选择

若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的

空气后，再给实验中需要加热的物质加热。目的是：①防止爆炸(如氢气还原氧

化铜)；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精

灯的顺序则相反。

(4)实验中试剂或产物防止变质或损失

①实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止吸水。

②易挥发的液体产物要及时冷却。

③易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖

直的干燥管、冷凝管等)。

④注意防止倒吸的问题。

(5)仪器药品的准确描述

①实验中所用试剂名称：如无水硫酸铜(CuSO4),硫酸铜溶液、酸性高镒酸

钾溶液、澄清石灰水、饱和碳酸氢钠溶液、0.1000mol-L1的氢氧化钠溶液等。

②仪器名称：如生埸、研钵、100mL容量瓶。

(6)会画简单的实验装置图

考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“装置示意图”表

示。一般能画出简单的装置图即可，但要符合要求，例如形状、比例等。

2.实验方案评价“3”要素

(1)选择。包括仪器、药品、连接方式的选择。

(2)评价。正确、简约、安全、环保。

02/52

(3)最佳方案的选择。装置最简、药品容易取得、价格低廉、现象明显、无

污染。

师生互动探究Sh

ishenghudongtanjiu>»高频考点点点突破

考点一物质制备型实验

典例］(2018•全国卷I)螃垩更⑦吧处二出激更空［破题关键］

①醋酸亚铭的性质：砖红色晶体，难

般制备方法是锤期通向逾囊座蓬藤由互僮运度一〉溶于冷水，易溶于酸，作氧气吸收剂，

具有强还原性。

匚->②制备醋酸亚倍的原理及所用试剂。

置如图所示。回答下列问题：

(1)实验中所用蒸储水均需经煮沸后迅速冷却，目的是

___________________，仪器a的名称是

⑵将过量锌粒和氯化铝固体置于c中，加入少量蒸情水,按图连接好装置。

打开Ki、K2,关闭K3。

①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为

②同时c中有气体产生,该气体的作用是

①C中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为

②同时三史的较生，该气体的作用是O③c中产生的气体为H2,主要用于

〉排除C中的空气。

(3)打开K3,关闭％和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是____

川中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析

出并分离，需采用的操作是、、洗涤、干燥。

(4)指出螟胆黑存在的缺点________________________________r->④d装置与空气相通。

［解析］(1)审题时抓住醋酸亚辂“在气体分析中用作氧气吸收剂”，这暗

示醋酸亚辂具有强还原性，易被氧气氧化，故该实验中使用的蒸储水必须去除

溶解氧。（2）①依题意可知，c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，主要是由于锌与辂

3+2+2+

离子反应生成亚铝离子和锌离子，即Zn+2Cr===Zn+2Cro②c中产生的

气体为氢气，该气体主要用于排除装置内的空气，避免02氧化CF+。（3）c中有

氢气产生，打开R,关闭Ki和K2后，c中压强大于外界压强，从而将c中溶

液压入醋酸钠溶液中。析出并分离产品的操作是冷却、过滤、洗涤、干燥。（4）

观察d装置，可发现其与空气相通，这会导致生成的醋酸亚辂被02氧化。

［答案］（1）去除水中溶解氧分液（或滴液）漏斗

（2）①Zn+2Cr3+===Zn2++2Cr2+

②排除c中空气

（3）c中产生Hz使压强大于大气压（冰浴）冷却过滤

（4）敞开体系，可能使醋酸亚貉与空气接触

思维建模A

物质制备实验的思维流程

（1）物质制备实验设计一般思路如下：

（2）注意事项。

①“合理选择”是指仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的

选择又包括发生装置（几种基本类型）、净化装置（除杂质的试剂与顺序）、收集装

置、尾气处理装置等；药品的选择包括药品的种类、浓度、状态等；连接方式的

选择指仪器的先后顺序、导管接口的连接等。

②“排除干扰”是指反应条件的控制、防止空气成分介入、副反应尽量避

免、杂质的清除以及防止产物的挥发、水解等对实验的干扰。

③“操作准确”则要求熟悉主要仪器的性能、用途和典型的实验操作步骤。

04/52

［分点突破］

角度一：涉及气体的制备实验

1.（2018•江西临川二中检测）三氯化硼是一种重要的化工原料，主要用作半

导体硅的掺杂源或有机合成催化剂，还用于高纯硼或有机硼的制取。已知：BCh

的沸点为12.5℃,熔点为一107.3℃,易潮解。实验室制备三氯化硼的原理为:

A

B2O3+3C+3C12===2BC13+3COO

（1）甲组同学拟用如图1所示的装置制备干燥纯净的氯气。

①装置B的作用是,

装置C中盛放的试剂是____________________________O

②若生成13.44L氯气（标准状况下），则反应转移的电子数目为o

（2）乙组同学选用甲组同学实验中的装置A、B、C和如图2所示的装置（装

置可重复使用）制备BCL并验证反应中有CO生成。

I

CuO

澄

清

石

灰

水

排水

一

集

法<<NaOH

装

33-气才溶液

置T(足量)

图2

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为

AfB-C-_-*H—-—FfD—I；其中装

置E的作用是____________________________o

②为确保CO得到验证，实验前除检查装置的气密性外，还需要的一步操

作是____________________________________o

③能证明反应中有CO生成的现象是

④一定条件下三氯化硼与某四核氢化物反应可制备具有重要用途的氮化硼

(BN),该反应的化学方程式为。

［解析］(1)①根据实验装置图可知，用KC1O3与浓盐酸反应制备Cb,制得

的C12中含有HQ和水蒸气，要用饱和食盐水除去HCL用浓硫酸除去水分，

从而得到干燥纯净的Cho②装置A中发生反应的离子方程式为C1OI+5C1+

A

+

6H=====3C121+3H2O,生成3moic12转移5moi电子，则生成标准状况下

13.44L(0.6mol)Cl2,转移的电子数目为5X号X6.02X1()23=6.02义1()23。(2)乙

组同学选用甲组同学实验中的装置A、B、C制得干燥纯净的氯气，用Cb、B2O3

06/52

和C反应生成BCb和CO,BC13的熔点为一107.3℃,沸点为12.5℃,所以收

集BCL要用冰水冷却，未反应的Cb用NaOH溶液吸收，BCL易水解，为防止

NaOH溶液中的水进入装置E,在E和J之间接上H装置，用于吸水，生成的

CO经干燥后再通过F装置还原CuO,再将生成的气体通过澄清石灰水检验，

可以证明制备BCL的反应中有CO生成，多余的CO不能排放到空气中，要用

排水法收集。①根据上面的分析可知，乙组同学的实验装置中，依次连接的合理

顺序为AfBfCfGfEfH—J->H-F-Dfl。③根据实验的原理可知，生成

的CO能将黑色的CuO还原为红色的Cu,同时产生能使澄清石灰水变浑浊的

二氧化碳气体，所以能证明反应中有CO生成的现象是装置F中黑色粉末变为

红色，装置D中澄清石灰水变浑浊。④根据元素守恒，可知该四核氢化物中含

有N元素，则该四核氢化物为NH3,BCb与NH3反应生成BN和HCL

［答案］⑴①除去氯气中的HQ浓硫酸②6.02X1023

⑵①GEJH将BCL冷凝为液体收集

②通入N2排出装置中的空气

③F中固体由黑变红，D中溶液变浑浊

@BC13+NH3==BN+3HC1

知能深化A

涉及气体制备实验的“4环节”

角度二：无机物制备实验

2.(2018•肇庆模拟)氮化铝(AIN,遇水易水解)广泛应用于集成电路产生领域。

某研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝，设计如下图所示实验装置。

图1

请回答：

(1)图1中用饱和NaNCh溶液与NH4C1溶液加热制取氮气，该化学方程式

为。

(2)图1装置中各仪器导管口连接的顺序是(用小写字母a-g填

写);导管A的作用是

___________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)按⑵连接好实验装置后，接下来的操作是

_________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)按⑵连接的实验装置存在的缺陷是

(5)反应结束后，某同学用图2装置进行实验来测定氮化铝样品的质量分数

(实验中导管体积忽略不计)。

08/52

①氮化铝与过量的NaOH溶液反应生成氨气的化学反应方程式为

②集气瓶中的苯的作用是;

集气瓶中的液体没有装满，则实验测得NH3的体积将（填“偏大”、

“偏小”或“不变”）。

③若实验中称取氮化铝样品的质量为10.0g,测得氨气的体积为3.36L（标

准状况），则样品中A1N的质量分数为（保留3位有效数字）。

［解析］（1）根据实验目的和原料，NaNCh作氧化剂，N由+3价-*0价，

NH4C1作还原剂，N由一3价一0价，因此反应的化学方程式为NaNO2+

△

NH4Cl===NaCl+2H2O+N21o（2）因为AIN遇水易水解，需要除去N2中的

水蒸气，则Nz从a经浓硫酸干燥，导管“长进短出”，连接e-d,为干燥充

分，连接gff,在玻璃管中反应，连接c-b,同时要防止空气中水蒸气的进入，

最后再连接gff;导管A的作用是平衡分液漏斗与烧瓶之间的压强，使NaNCh

饱和溶液顺利滴下。（3）因为有气体参加反应，因此需要检验装置的气密性。（4）

缺少防倒吸装置和尾气处理装置。⑸①氮化铝遇水发生水解反应A1N+

3H2O==A1（OH）3I+NH3t,氢氧化铝表现两性，因此发生A1（OH）3+

NaOH==NaAlO2+2H2O,总反应是AIN+NaOH+H2O==NaAlO2+NH3to

②NH3极易溶于水，因此要防止倒吸，即苯的作用是防止NH3溶于水；对实验

无影响，因此选不变。③根据反应方程式：〃(A1N)="(NH3)=育7mol=0.15mol,

其质量分数为0.15X—X100%=61.5%o

A

［答案］(l)NaNO2+NH4Cl=====NaCl+2H2O+N2t

(2)afefdfgfffcfbfgff平衡分液漏斗与烧瓶之间的压强，使

NaNCh饱和溶液顺利滴下

(3)检查装置的气密性

(4)洗气瓶没有防倒吸装置、没有尾气处理装置

(5)①AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3t

②防止氨气溶于水不变③61.5%

角度三：有机物制备实验

3.(名师改编)乙醛(CH3cH20cH2cH3)在医疗上被用作麻醉剂，其熔点为一

116.2℃＞沸点为34.6C,难溶于水。在实验室中可将乙醇、浓硫酸的混合液加

热至140℃制取一定量的乙酸，制备装置如图1所示。

图1图2

请回答下列问题:

(DA装置中缺少温度计，使用温度计时，其水银球应位于,图1虚

线框内所缺仪器应选图2中的(填名称)。

(2)混合浓硫酸与乙醇的方式是将慢慢加入另一种试剂中。

(3)制得的乙醛中含有一定量的乙醇，提纯的方法是先水洗，除去杂质后用

某试剂Q进行干燥，再经适当的方法处理后即可得到精制的乙醛。

①水洗的目的是___________________________,此操作应在图3中的

10/52

（填编号）中进行。

②试剂Q可能是（写出一种合理答案即可）。

（4）实验表明，随着反应的进行，烧瓶中的液体会变成黑色，变黑的原因是

_______________________________________,同时还有两种常见的无色气体

生成，写出乙醇与浓硫酸反应生成这些无色气体的化学方程式：

（5）若实验中使用了20mL（密度为0.8g/mL）无水乙醇，最后得到纯乙醛8.4

g,则乙醛的产率为（精确到小数点后1位）。

［解析］（1）因为要测量反应液的温度，故温度计的水银球应位于溶液内部

且不与容器内壁接触；冷凝时应使用直形冷凝管。（2）乙醇与浓硫酸的混合相当

于用乙醇对浓硫酸进行稀释，故应将浓硫酸慢慢加入到乙醇中。（3）①水洗的目

的是除去乙醇，然后分液即可得到较纯的乙醛，分液时应使用梨形分液漏斗，即

仪器I。②残留的水可用干燥剂进行干燥。（4）反应中浓硫酸将部分乙醇炭化导

致液体变成黑色，生成的C（碳）与浓硫酸发生氧化还原反应又生成CO2、SO2o

浓H2s04

⑸由2cH3cH20H------>CH3CH2OCH2CH3+H2O可求出乙醇完全转化为乙

140℃

醒时的理论质量，然后用实际质量除以理论质量，可求出产率。

［答案］（1）溶液中且不接触容器内壁直形冷凝管

（2）浓硫酸

（3）①除去乙醇I②无水氯化钙（或其他合理答案）

△

（4）浓硫酸使部分乙醇炭化生成黑色的C（碳）C2H5OH+6H2so4（浓）——-

2cCht+6SO2t+9H2O

（5）65.3%

知能深化A

有机物制备实验题的解题模板

分析

制备

°0。0

原子利用率反应条件依据产品和杂质的性

流程操作简单

高、污染小控制方便质差异选择合适方法

熟悉

重要

仪器

三颈烧瓶滴液漏斗分液漏斗直形冷凝管球形冷凝管

①有机物易挥发，反应中通常采用冷凝回流装

置，以提高原料的利用率和产物的产率。

依据

②有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反

有机

应，因此常使价格较低的反应物过量，以提高另

反应

一反应物的转化率和产物的产率，同时在实验中

特点

需要控制反应条件，以减少副反应的发生。

作答

③根据产品与杂质的性质特点，选择合适的分离

提纯方法。

考点二性质探究型实验

典例2（2018•名师改编）某化学兴趣小组为比较Cb、Bn.Fe3+的氧化性

强弱，设计了如下实验：

12/52

①从气密性检查的原理入手分析，要

-->先关闭止水夹bo

②观察整套装置，很明显缺少尾气处

理装置。

(1)①连接仪器：把玻璃导管插入橡胶塞的操作是，然

后对准橡胶塞的孔稍稍用力转动，将其插入。

②检查气体发生装置A的气触的操作是，从分液

漏斗向烧瓶中注水，若水不能而加薪木湎WSE展淳7一

(2)整套实验装置存在一处阻睡星,请指出。用改

正后的装置进行实验。实验过程如下:

实验操作实验现象结论

3+

打开活塞a、止水夹b,D装置中：溶液变红Cl2,Br2.Fe

③向FeBr2溶液中通入氯气，Fe?+

向圆底烧瓶中滴入适E装置中：主屋逆送的氧化性由强

f->先被氧化成为Fe3+，证明Br的氧

量浓盐酸；然后关闭活2

到弱的顺序为|化性比Fe3+强。

塞a,点燃酒精灯

(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化:

D装置中：红色慢慢褪去。

E装置中：CCU层先由无色变为橙色，后逐渐变成红色。

为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

i.(SCN)2的性质与卤素单质的类似。氧化性：C12>(SCN)2。

ii.Cl2和Br2反应生成BrCl,呈红色(略带黄色)，沸点约为5℃,与

水发生水解反应。④认真读信息，提取解题有用信息。

iii.AgCIO、AgBrO均可溶于水。

①请用平衡移动原理解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因：

亡二二--------------->⑤从平衡Fe3++3SCN一

-----------------------------------------------------------°Fe(SCN)3入手分析。

请设计简单实验证明上述解释:O

②欲探究E装置中颜色变化的原因，设计实验如下：

用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸憎、收集红色物质，取少量，加

入AgNC>3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语

(-->⑥BrCl+H2。—HBrO+HCl。

解释仅产生县里睡遮里：。

［解析］(1)①为便于将玻璃导管插入橡胶塞，应先将玻璃导管用水湿润。

②检查装置A的气密性时，先将止水夹b关闭，打开分液漏斗的活塞，然后从

分液漏斗向烧瓶中注水，若水不能顺利流下，则气密性良好。

(2)氯气有毒，该实验中无尾气处理装置。D装置溶液变红，说明Fe2+被氧

化为Fe3+,说明C12的氧化性比Fe3+的强；E装置中水层溶液变黄，振荡试管

后CCL层无明显现象，说明向Fe2+与Br一共存的溶液中通入氯气，Fe?+先被氧

化，即B。的氧化性比Fe3+的强。(3)①由于(SCN”的性质与卤素单质的类似，

且氧化性C12>(SCN)2,当Cb过量时，Cb将SCN-氧化为(SCN)2,2SCN-+

Cl2==2Cr+(SCN)2,使Fe3++3SCN一Fe(SCN)3平衡向逆反应方向移动而

褪色。可向褪色后的溶液中加入Fe3+或SCN-,观察溶液是否恢复红色。②BrCl

与水的反应和氯气与水的反应相似，反应方程式为BrCl+H2O===HBrO+HC1o

向溶液中加入硝酸银溶液，产生白色沉淀AgCLAgBrO易溶于水。

［答案］(1)①先将玻璃导管用水润湿②关闭止水夹b,打开活塞a

3+

(2)缺少尾气处理装置Cl2>Br2>Fe

(3)①过量氯气和SCN-反应，2SCN一+CL===2C「+(SCN)2,使SCN一浓度

减小，使平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向逆反应方向移动而褪色取少量褪

色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液变红，则上述推测合理［或取少量褪色后

的溶液，滴加FeCb溶液，若溶液不变红，则上述推测合理(其他合理答案也可)］

(2)BrCl+H2O==HBrO+HC1,反应产生Cl",由于AgBrO易溶于水，加入

AgNCh溶液，只能生成AgCl白色沉淀

规律方法A

(1)性质实验方案的设计方法

①性质探索型实验，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，而后据此设计合理的实验方案，去探索它

所可能具有的性质。

探索型性质实验方案的设计思路

②性质验证型实验，主要是对物质具备的性质去求证，关键是设计出简捷

14/52

的实验方案，操作简单易行，现象明显，且安全性高。

验证型性质实验方案的设计思路

"科学严密

ri实

物质各条性lb优化

2操作简单验分别验证

的性＜质的验＜组合＜方

3ra条件可行案连续验证

质证方法2.

11b、现象明显

(2)注意事项

①在离子检测、气体成分检测的过程中，要严格掌握检测的先后顺序，防止

各成分检测过程中的相互干扰。

②若有水蒸气生成，先检验水蒸气，再检验其他成分，如C和浓H2s04的

反应，产物有SO2、CO2和H2O(g),通过实验可检验三种气体物质的存在，但

要注意检验SO2、CO2都要通过溶液进行检验，对检验H2O(g)有干扰。

③对于需要进行转化才能检测的成分，如CO的检测，要注意先检测CO中

是否含有CO2,如果有CO2,应先除去CO2再对CO实施转化，最后再检测转

化产物CO2,如

浓硫酸

HOOC—COOH=====CO2t+COt+H2Ot中CO的检测。

A

④要重视药品名称的描述，如有些药品的准确描述为：无水硫酸铜、澄清

石灰水、酸性高镒酸钾溶液、浓硫酸、饱和NaHCCh溶液、NaOH溶液等。此

外还应注意某些仪器的规格。

［分点突破］

角度一：关于物质性质的实验探究

1.某兴趣小组设计SO2实验方案做以下化学实验。

I.实验方案一

⑴将SO2通入水中形成“SO2一饱和H2s03溶液”体系，此体系中存在多

个含硫元素的平衡，分别用平衡方程式表示为

(2)已知：葡萄酒中有少量SO2可以作抗氧化剂，我国国家标准(GB2760-

2014)规定葡萄酒中SO2的残留量W0.25g・L，

利用SO?的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的SO2或H2s03。设计

如下实验：

1滴品红溶液|1迪鲍力1滴品红溶液

II亚硫酸溶液

II3mL干白饱和

3mL品红溶液3mL

鼠葡萄酒1顶硫酸溶液

红色不褪去红色不褪去红色褪去

实验结论：干白葡萄酒不能使品红溶液褪色，原因为

II.实验方案二

如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置，部分固定装置

未画出。

(1)装置B中试剂X是，装置D中盛放NaOH溶液的作用是

(2)关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,注入硫酸至浸没三颈烧瓶中固体，检验

SO2与Na2O2反应是否有氧气生成的方法是

(3)关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2,残余气体进入E、F中，能说明「还原

性弱于SO2的现象为;发生反应的离子方程式是

16/52

in.实验方案三

用电化学法模拟工业处理so2o将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电

极均为惰性材料)进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能:

(l)M极发生的电极反应式为o

(2)若使该装置的电流强度达到2.0A,理论上每分钟应向负极通入标准状况

下气体的体积为L(已知：1个e一所带电量为1.6X10r9c)。

［解析］ni.(i)M极上so?被氧化，是负极，酸性条件下生成so/,电极反

应式为SO2+2H2O-2e.==SOf+4H+；(2)若使该装置的电流强度达到2.0A,

则每分钟转移电子的物质的量为［(2.0

AX60s)v(1.6X10-190+(6.02X1023)］mol,向负极通入标准状况下气体的体积

为［(2.0AX60s)v(1.6X1019C)+(6.02X1023)］

molv2X22.4Lmo「=0.014Lo

［答案］I.(l)SO2(g)SO2(aq);SO2+H2OH2SO3;

H2SO3H++HSO3；HSO3H++SOf

(2)干白中SO2或H2s03含量太少

11.(1)浓硫酸吸收未反应的SO2,防止污染空气

(2)将带火星的木条放在D试管口处，看木条是否复燃

+

(3)E中溶液蓝色褪去SO2+l2+2H2O===2r+SOF+4H

+

III.(1)SO2+2H2O-2e~==sor+4H

(2)0.014

知能深化A

解答性质探究型综合实验的注意事项

方案八要尽量避免使用高压和特殊催化剂等实验室

可行难以达到的条件，实验方案要简单易行。

要对各个实验步骤进行统一的规划和安排,

顺序

门、，⑥保证实验准确高效，同时要减少副反应的发

科学

生和避免实验步骤间的相互干扰。

如“证明CH3COOH是弱电解质”的实验，可

现象配制一定浓度的CH3coONa溶液，用pH试

直观纸测溶液的pH,通过测定的结果pH>7得

出结论，既操作简便又现象明显

结论要反复推敲实验步骤和多方论证实验结果,

可靠做到实验结论准确可靠。

角度二：关于物质反应规律的实验探究

2.某学生对Na2s03与AgNO3在不同pH下的反应进行探究。

⑴测得Na2s03溶液pH=10、AgNCh溶液pH=5。

⑵调节pH,实验记录如下：

实验序号pH实验现象

a10产生白色沉淀，稍后溶解，溶液澄清

产生白色沉淀，一段时间后，沉淀未

b6

溶解

产生大量白色沉淀，一段时间后，产

c2

生海绵状棕黑色物质X

查阅资料得知:

18/52

i.Ag2SO3：白色，难溶于水，溶于过量的Na2sCh溶液。

ii.Ag2O：棕黑色，不溶于水，能和酸反应。

该学生对产生的白色沉淀提出了两种假设：

①白色沉淀为Ag2s03。

②白色沉淀为Ag2s04,推测的依据是0

(3)取b、c中白色沉淀，置于Na2s03溶液中，沉淀溶解。

该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag2s04。实验方法是：另取Ag2s04

固体置于溶液中，未溶解。

(4)将c中X滤出、洗净，为确认其组成，实验如下：

I.向X中滴加稀盐酸，无明显变化。

II.向X中加入过量浓硝酸，产生红棕色气体。

III.分别用Ba(NO3)2、BaCb溶液检验n中反应后的溶液,前者无明显变化，

后者产生白色沉淀。

①实验I的目的是。

②根据上述现象，分析X的成分是O

③n中反应的化学方程式是o

(5)该同学综合以上实验，分析X产生的原因是：随着酸性的增强，体系的

还原性强。

［解析］(2)SO/具有较强的还原性，易被空气中的氧气氧化为SOK,故提

出假设②白色沉淀为Ag2s04。

(3)要确定b、c中的白色沉淀不是Ag2s04,只需证明Ag2sCh不溶于过量的

Na2s03溶液即可。(4)①确定c中X的组成，实验I的目的是验证棕黑色物质X

不是Ag2O,因为Ag2O与HC1发生反应：Ag2O+2HC1==2AgCl+H2O0②实

验n加入浓硝酸，产生红棕色气体，说明x具有还原性，实验ni向n中反应后

的溶液中加入Ba(NO3)2溶液无变化，加入BaCb溶液产生白色沉淀，说明II中

反应后的溶液中含Ag+,进而推出X为Ag。③Ag与浓HNO3反应的化学方程

式为Ag+2HNO3(浓)==AgNO3+NO2t+H2O。

［答案］(2)SOr具有较强的还原性

(3)Na2s。3(或亚硫酸钠)

(4)①验证棕黑色物质X不是Ag2O②Ag

③Ag+2HNO3(浓)===AgNO3+NO2t+H2O

3.(2018•合肥模拟)某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCb6H2O能

实验操作和现象如下表:

实验

操作现象

编号

①试管A中部分固体溶解，上方出

按上图所示装置加热现白雾

实验1MnO2与FeCl3•②稍后，产生黄色气体，管壁附着黄

6H2。的混合物色液滴

③试管B中溶液变蓝

把A中的混合物换

为FeCl3・6H2。，BA中部分固体溶解，产生白雾和黄

实验2

中溶液换为KSCN色气体，B中KSCN溶液变红

溶液，加热

回答下列问题:

(1)上述实验中的白雾是;试管A管口向上倾斜的原因是

⑵实验2说明黄色气体中含有FeCl3,写出FeCL使淀粉一KI溶液变蓝的

20/52

离子方程式：。

(3)为进一步确认黄色气体中含有Ch,该学习小组对实验1提出两种改进

方案：

方案1在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C,结果B中溶液仍变为蓝

色。

方案2将B中淀粉一KI溶液替换为NaBr溶液,结果B中溶液呈橙红色，

2+

且未检出FeO

则方案1C中盛放的试剂是；方案2中检验Fe2+的试剂是_______,

选择NaBr溶液的依据是。

(4)实验1充分加热后，若反应中被氧化与未被氧化的氯元素质量之比为

1：2,则A中发生反应的化学方程式为

其尾气处理的方法是_____________________________O

⑸该学习小组认为实验1中溶液变蓝，可能还有另外一种原因是

请你设计实验方案验证此猜想：

［解析］(1)HC1具有挥发性，上述实验中的白雾是盐酸小液滴；试管A管

口向上倾斜的原因是试管A中部分固体溶解在FeCl3-6H2O分解生成的水中形

成溶液。(2)FeCb具有氧化性，使淀粉一KI溶液变蓝的离子方程式：2Fe3++2I

-===2Fe2++l2o(3)方案1C中盛放的试剂是饱和NaCl溶液，洗去HCLCb在

其中溶解度小；方案2中检验Fe2+的试剂铁氟化钾溶液，遇到Fe2+生成蓝色沉

3+

淀；氧化性次序：C12>Br2>Fe>I2,选择NaBr溶液的依据是Br一可以被Cb氧

化成B。，但不会被Fe3+氧化为Br2o(4)实验1充分加热后，若反应中被氧化与

未被氧化的氯元素质量之比为1：2,则A中发生反应的化学方程式为MnO2+

△

2FeCl3-6H2OFe2O3+MnCh+C12t+2HC1+11H2O；由于CL+2OH一

===cr+cio+H2O,其尾气处理的方法是将尾气通入到氢氧化钾溶液中。⑸

由于2H2O+4「+O2===2b+4OH-,实验1中溶液变蓝，可能还有另外一种原

因是实验未先赶出空气，其中的0