2019届一轮复习人教版第十章第32讲化学实验热点学案

2019届一轮复习人教版第十章第32讲化学实验热点学案

第32讲　化学实验热点 热点一　以“模拟工业生产”为载体的综合实验题 解答物质制备试题的一般程序 ‎(1)认真阅读题干，提取有用信息，包括实验目的，反应条件，陌生物质的性质、陌生反应原理等。‎ ‎(2)仔细观察装置图(或框图)，联想熟悉的实验，观察装置图(或框图)，找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方，分析每件仪器中所装药品的作用。‎ ‎(3)通读问题，整合信息，把所有的问题进行综合分析，运用题给信息和化学基础知识做出正确答案。‎ ‎[典例剖析]　(2016·四川理综，9)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。‎ ‎[资料查阅]‎ ‎[实验探究]‎ 该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)仪器X的名称是________。‎ ‎(2)实验操作的先后顺序是a→________→e(填操作的编号)。‎ a．检查装置的气密性后加入药品 b．熄灭酒精灯，冷却 c．在“气体入口”处通入干燥HCl d．点燃酒精灯，加热 e．停止通入HCl，然后通入N2‎ ‎(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[探究反思]‎ ‎(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。根据资料信息分析：‎ ‎①若杂质是CuCl2，则产生的原因是________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②若杂质是CuO，则产生的原因是__________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[审题流程]‎ 第1步：审题干信息，本题题干信息很简单，提取实验目的：用热分解CuCl2·2H2O晶体制取CuCl。‎ 第2步：(1)审“流程”，获取反应条件等有效信息：CuCl2·2H2O要在HCl气流中加热先脱结晶水，再继续加热使无水CuCl2分解，若不在HCl气流中加热，CuCl2·2H2O将会水解，最终产物为CuO。‎ ‎(2)审“装置图”，获取每个仪器的作用等有效信息：‎ ‎①A为CuCl2·2H2O分解产生CuCl的装置，气体入口必须通入HCl气体；‎ ‎②X干燥管中盛放的无水CuSO4检验分解产生的水蒸气；‎ ‎③C中湿润的蓝色石蕊试纸检验HCl以及反应产生的Cl2；‎ ‎④D为尾气处理装置，吸收HCl和Cl2。‎ 第3步，审问题信息：结合第1步、第2步提取的有效信息，结合题目提出的具体问题，联想已学过的知识，规范解答题目中的具体问题。‎ 如本题第(2)问，结合第2步中获取的流程信息的条件控制，必须先通HCl排尽空气，防止O2影响产品纯度，然后点燃酒精灯，在HCl气流中加热分解CuCl2·2H2O，最后在HCl气流中冷却生成CuCl，即可顺利选择操作顺序：a→c→d→b→e。‎ 第(3)问，结合第2步获取的有效信息知，通入C装置的气体有HCl和Cl2，再根据HCl和Cl2‎ 的性质，即可得出石蕊试纸“先变红后褪色”的实验结论。‎ 第(4)问中NaOH吸Cl2属于氧化还原反应，即可写离子方程式。‎ 第(5)问，结合流程信息，可知有CuCl2的原因是分解不完全，肯定是“加热时间不够”；产生CuO的原因是CuCl2·2H2O发生水解，肯定是“HCl通入的量不足”。‎ 答案　(1)干燥管 ‎(2)cdb ‎(3)先变红后褪色 ‎(4)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O ‎(5)①加热时间不足或温度偏低　②通入HCl的量不足 ‎1．实验室中以粗铜粉(含杂质Fe)为原料，制备铜的氯化物的流程如下：‎ 请按要求回答下列问题：‎ ‎(1)现用如图所示的实验仪器和药品来制备纯净、干燥的Cl2并与粗铜粉反应(铁架台和加热装置等省略)。‎ ‎①按气流方向连接各仪器接口，正确的顺序是a→________→________→________→______‎ ‎→________→_________→________。实验中硬质玻璃管加热前要进行一步重要操作，该操作是________________________________________________________________________。‎ ‎②反应时，盛放粗铜粉的硬质玻璃管中的现象是_____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)上述流程中，所得固体Ⅰ需要加稀盐酸溶解，其目的是_____________________________；‎ 溶液Ⅰ可加试剂X用于调节pH以除去杂质，X最好选用下列试剂中的________(填字母)。‎ a．Cu b．NH3·H2O c．CuO d．Cu2(OH)2CO3‎ e．H2S ‎(3)向溶液Ⅱ中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)①d　e　h　i　f　g　b(f、g可调换顺序)　通入一段时间的Cl2，使装置中充满黄绿色的气体(排出装置中的空气)　②产生大量棕黄色的烟 ‎(2)抑制CuCl2和FeCl3水解　cd ‎(3)SO2＋2H2O＋2Cu2＋＋2Cl－2CuCl↓＋SO＋4H＋‎ 解析　(1)要利用图中所给实验仪器和药品来制备纯净、干燥的Cl2并与粗铜粉反应，首先要找到Cl2的发生装置(A)，然后将制得的Cl2净化(除去HCl，用装置C)、干燥(用装置E)，并使其与粗铜粉反应(用装置D)，最后进行尾气吸收(用装置B)。①按气流方向连接各仪器接口，正确的顺序是a→d→e→h→i→f→g→b(f、g可调换顺序)。实验中硬质玻璃管加热前要通入一段时间的Cl2，使装置中充满黄绿色的气体，以防止O2与铜粉反应。②Cl2与Cu反应生成棕黄色的CuCl2固体小颗粒，故盛放粗铜粉的硬质玻璃管中的现象是产生大量棕黄色的烟。(2)题给流程中，所得固体Ⅰ是CuCl2和FeCl3的混合物，加稀盐酸而不加水溶解，是为了抑制CuCl2和FeCl3水解；向溶液Ⅰ中加入试剂X用于调节溶液的pH以除去Fe3＋，故X最好是能与H＋反应、但不与Cu2＋反应且不引入新杂质的试剂，题给选项中符合要求的有CuO和Cu2(OH)2CO3。(3)向溶液Ⅱ(CuCl2溶液)中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀，该过程中发生SO2还原Cu2＋的反应，SO2被氧化为SO。‎ ‎2．(2017·天津和平区期末质量调查)锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途。已知：Sn的熔点为231 ℃；Sn2＋易水解、易被氧化；SnCl4极易水解，熔点为－33 ℃、沸点为114 ℃。请按要求回答下列相关问题：‎ ‎(1)用于微电子器件生产的锡粉纯度测定：①取1.19 g试样溶于稀硫酸中(杂质不参与反应)，使Sn完全转化为Sn2＋；②加入过量的Fe2(SO4)3；③用0.100 0 mol·L－1 K2Cr2O7溶液滴定(产物中Cr呈＋3价)，消耗20.00 mL。步骤②中加入Fe2(SO4)3的作用是___________________‎ ‎________________________________________________________________________；此锡粉样品中锡的质量分数为________。‎ ‎(2)用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO4)的制备路线如下：‎ ‎①步骤Ⅰ加入Sn粉的作用：______________________________________________________‎ 及调节溶液pH。‎ ‎②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________、______________________________________。‎ ‎③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式：_________________________________________________。‎ ‎④步骤Ⅳ中证明SnO已洗涤干净的操作是___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎⑤步骤Ⅴ操作依次为________、________、过滤、洗涤、低温干燥。‎ ‎(3)SnCl4蒸气遇氨及水呈浓烟状，因而可制作烟幕弹，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 实验室欲用上图装置制备少量SnCl4(夹持装置省略)，该装置存在明显缺陷，改进方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 利用改进后的装置进行实验，当开始装置C中收集到有SnCl4时即可熄灭B处酒精灯，反应仍可持续进行的理由是________________________________________________________。‎ 答案　(1)将Sn2＋全部氧化为Sn4＋　60%‎ ‎(2)①防止Sn2＋被氧化为Sn4＋‎ ‎②漏斗(或普通漏斗)　玻璃棒 ‎③Sn2＋＋2HCO===SnO↓＋2CO2↑＋H2O ‎④取最后洗涤液少许于试管中，先加足量稀硝酸再加少量AgNO3溶液，无白色沉淀 ‎⑤蒸发浓缩　冷却结晶 ‎(3)SnCl4＋4NH3＋4H2O===Sn(OH)4＋4NH4Cl　在A、B装置间依次连接盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶 熔融锡与氯气化合的反应是放热反应，且放出的热足够此反应持续进行 解析　题干信息中Sn、Sn2＋、SnCl4的性质是解答设问的重要线索和依据，必须做到心中有数。‎ ‎(1)根据氧化还原反应找到Sn～Sn2＋～2Fe2＋～Cr2O关系式，是解答Sn的质量分数的关键。‎ ‎(2)③滤液B的主要成分是SnCl2，所以步骤Ⅲ中发生的反应是Sn2＋和HCO之间反应，由于Sn2＋易水解，该反应应为双水解反应，生成Sn(OH)2、CO2，根据信息可知，最后得到的是SnO，应是Sn(OH)2分解所致，据此可写出总反应的离子方程式。④SnO表面附着有NaCl杂质，因此只需检验洗涤液中是否还含有Cl－即可。‎ ‎(3)SnCl4极易水解，遇水会生成Sn(OH)4和HCl，当有NH3存在时，HCl与NH3又结合成NH4Cl，据此可写出总反应的化学方程式；由MnO2和浓盐酸反应制得的Cl2中混有HCl和H2O(g)杂质，HCl会与Sn粉反应，水蒸气会使生成的SnCl4发生水解，因此这两种杂质必须除去。‎ 热点二　有机物的制备与基本操作的融合 把握三个关键，突破有机物制备实验 ‎1．把握制备过程 ‎ ‎ ‎2．盘点常用仪器 ‎3．熟悉常考问题 ‎(1)有机物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，‎ 提高原料的利用率和产物的产率。‎ ‎(2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，因此常使某种价格较低的反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生。‎ ‎(3)根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法，如蒸馏、分液等。‎ ‎[典例剖析]　醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：‎ 可能用到的有关数据如下：‎ 相对分子质量 密度/ g·cm－3‎ 沸点/℃‎ 溶解性 环己醇 ‎100‎ ‎0.961 8‎ ‎161‎ 微溶于水 环己烯 ‎82‎ ‎0.810 2‎ ‎83‎ 难溶于水 合成反应：‎ 在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 ℃。‎ 分离提纯：‎ 反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)装置b的名称是________。‎ ‎(2)加入碎瓷片的作用是_________________________________________________________；‎ 如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________(填字母，下同)。‎ A．立即补加 B．冷却后补加 　C．不需补加 　D．重新配料 ‎(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为___________________________________。‎ ‎(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。‎ ‎(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_______________________________________。‎ ‎(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________。‎ A．圆底烧瓶 　　 B．温度计 　　 C．吸滤瓶 D．球形冷凝管 　　 E．接收器 ‎(7)本实验所得到的环己烯产率是________。‎ A．41% B．50% C．61% D．70%‎ ‎[审题流程]　有机物制备实验一般包括制备过程和提纯过程。本题给出了详细的实验过程，可对题干信息解读如下：‎ 制备过程 提纯过程 ‎①醇脱水是合成烯烃的常用方法→制备原理；‎ ‎②20 g环己醇→反应物用量，用于计算；‎ ‎③碎瓷片→防止暴沸；‎ ‎④冷却搅拌下，加入浓硫酸→浓硫酸溶解放热；‎ ‎⑤通入冷却水，产物冷却→产物呈液态，利于分离；‎ ‎⑥缓慢加热→反应开始；‎ ‎⑦馏出物的温度不超过90 ℃→产物环己烯的沸点为83 ℃，环己醇的沸点为161 ℃，可分离出环己烯 ‎①粗产物用5%碳酸钠溶液洗涤→除去少量的酸；‎ ‎②粗产物用水洗→使粗产物中的无机物进入水层；‎ ‎③分离→得到较纯的环己烯；‎ ‎④加入无水氯化钙→干燥产品(环己烯)；‎ ‎⑤蒸馏→得到纯净的环己烯(除去环己醇)；‎ ‎⑥10 g环己烯→产物量，用于计算 解析　(1)装置b为直形冷凝管，可用于冷凝回流。(2)加入碎瓷片的作用是防止有机物在加热时发生暴沸。如果在加热时发现忘记加碎瓷片，这时必须停止加热，待冷却后补加碎瓷片。(3)醇分子间最容易发生脱水反应生成醚类化合物。(4)分液漏斗在使用前必须要检漏。实验生成的环己烯的密度比水的要小，所以环己烯应从上口倒出。(5)加入无水氯化钙的目的：除去水(作干燥剂)和除去环己醇(因为乙醇可以和氯化钙反应，类比推知，环己醇和氯化钙也可以反应)。(6)观察题中实验装置图知蒸馏过程中不可能用到吸滤瓶及球形冷凝管。(7)加入20 g环己醇的物质的量为＝0.2 mol，理论上生成环己烯的物质的量为0.2 mol，环己烯的质量为0.2 mol×82 g·mol－1＝16.4 g，实际得到环己烯的质量为10 g，则产率为×100%≈61%。‎ 答案　(1)直形冷凝管　(2)防止暴沸　B (3) 　(4)检漏　上口倒出 (5)干燥(或除水除醇)　(6)CD　(7)C ‎1．(2017·安徽淮北一模)苯甲酸钠是一种常见的食品防腐剂。‎ 实验室制备苯甲酸的反应装置图和有关数据如下：‎ 相对分子质量 熔点/℃‎ 沸点/℃‎ 溶解性 甲苯 ‎92‎ ‎－94.9‎ ‎110.6‎ 难溶于水 苯甲酸 ‎122‎ ‎122.13‎ ‎249‎ 微溶于水 苯甲酸钠 ‎144‎ ‎—‎ ‎249.3‎ 易溶于水 按下列合成步骤回答问题：‎ ‎(1)制备苯甲酸 在三颈烧瓶中加入4 mL甲苯和20 mL稀硫酸，放入碎瓷片后，加热至沸腾，加入12.8 g高锰酸钾，加热到甲苯层消失。将三颈烧瓶在冰水浴中冷却，分离出苯甲酸。‎ ‎①球形冷凝管的作用是________________，其进水口是________(填“a”或“b”)。‎ ‎②三颈烧瓶中反应的离子方程式是_______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③分离苯甲酸选用的玻璃仪器是________(填字母)。‎ A．分液漏斗 B．玻璃棒 C．烧杯 D．漏斗 E．蒸馏烧瓶 F．直形冷凝管 ‎④分离出的苯甲酸晶体中可能含有的杂质是________，为进一步提纯，应采用的方法是________。‎ ‎(2)制备苯甲酸钠 控制温度为70 ℃，向三颈烧瓶中加入61.0 g苯甲酸和适量的32%碳酸钠溶液，充分反应后停止加热。在深色的溶液中加入活性炭，并将混合物过滤，得到无色透明的苯甲酸钠溶液，将滤液转入蒸发皿中，加热蒸发、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥制得苯甲酸钠晶体。‎ ‎⑤控制温度为70 ℃的方法是____________。‎ ‎⑥加入活性炭的作用是____________。‎ ‎⑦若提纯得到46.8 g苯甲酸钠，则苯甲酸钠的产率是________。‎ 答案　(1)①冷凝回流　b ② ‎ ‎ ③BCD　④K2SO4、MnSO4　重结晶 ‎(2)⑤水浴加热　⑥吸附脱色　⑦65.0%‎ 解析　(1)①球形冷凝管的作用是冷凝回流，减少反应物的损失；为达到较好的冷凝效果，冷凝管的进水口是b。‎ ‎②本实验是制取苯甲酸，利用高锰酸钾的强氧化性，把甲苯上的甲基氧化成羧基，自身被还原成Mn2＋，根据得失电子守恒配平化学方程式，即反应的离子方程式为 ‎。‎ ‎③根据表格数据，苯甲酸在此状态下是微溶于水的固体，因此采用过滤的方法进行分离，用到的仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、铁架台等，因此B、C、D项正确。‎ ‎④根据②中反应的离子方程式，得出混有的杂质是K2SO4、MnSO4，这两种物质溶于水，采取重新溶解、再结晶的方法提纯，即重结晶法。‎ ‎(2)⑤温度要控制在70 ℃，如果直接加热，温度很容易超过70 ℃，因此采取水浴加热，优点是受热均匀，便于控制温度。‎ ‎⑥根据信息，深色溶液中加入活性炭，得到无色透明溶液，且活性炭具有吸附性，因此活性炭的作用是吸附脱色。‎ ‎⑦61.0 g苯甲酸完全转化成苯甲酸钠时，生成苯甲酸钠的质量为61.0 g×＝72.0 g，则产率为×100%＝65.0%。‎ ‎2．某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置用环己醇制备环己烯，装置如图1所示。‎ 已知：。‎ 密度/ g·cm－3‎ 熔点/℃‎ 沸点/℃‎ 溶解性 环己醇 ‎0.96‎ ‎25‎ ‎161‎ 能溶于水 环己烯 ‎0.81‎ ‎－103‎ ‎83‎ 难溶于水 ‎(1)制备粗品 将12.5 mL环己醇加入试管A中，再加入1 mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，‎ 缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。‎ ‎①试管A中碎瓷片的作用是___________________________________________________，‎ 导管B除了导气外还具有的作用是______________________________________________。‎ ‎②将试管C置于冰水中的目的是_________________________________________________。‎ ‎(2)制备精品 ‎①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在________(填“上”或“下”)层，分液后用________(填字母)洗涤。‎ a．酸性KMnO4溶液 b．稀硫酸 c．Na2CO3溶液 ‎②再将提纯后的环己烯按如图2所示装置进行蒸馏，冷却水从________(填字母)口进入，目的是___________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。蒸馏时要加入生石灰，目的是___________________________________________________________。‎ ‎③收集产品时，应控制温度在________左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是________(填字母)。‎ a．蒸馏时从70 ℃开始收集产品 b．环己醇实际用量多了 c．制备粗产品时环己醇随产品一起蒸出 ‎(3)以下用来区分环己烯精品和粗品的试剂或方法中，合理的是________(填字母)。‎ a．酸性高锰酸钾溶液 b．金属钠 c．测定沸点 答案　(1)①防暴沸　冷凝　②防止环己烯挥发 (2)①上　c　②g　冷却水与气体形成逆流，使气体得到充分冷却　吸收剩余的水　③83 ℃　c　(3)bc 解析　(1)①试管A中加入碎瓷片的作用是防止发生暴沸；观察导管B的长度，可推知导管B除了导气外还具有冷凝的作用。②将试管C 置于冰水中的目的是降低环己烯蒸气的温度，使其液化，防止挥发，以得到更多的产品。(2)①实验目的是提纯环己烯，由于环己醇和少量酸性杂质能溶于水中，而环己烯难溶于水，又环己烯的密度小于水的密度，所以环己烯在上层，饱和食盐水在下层；分液后仍有少量酸性杂质和环己醇残留，酸性KMnO4溶液可以氧化环己烯，稀硫酸无法除去酸性杂质，联想教材中乙酸乙酯的制备实验中用饱和Na2CO3溶液提纯产物，可以类推分液后用Na2CO3溶液洗涤。②蒸馏提纯后的环己烯时，冷却水从g口进入，目的是让冷却水与气体形成逆流，使高温气体得到充分冷凝；蒸馏时加入生石灰可吸收产品中剩余的少量水，防止水蒸气随环己烯一起蒸出。③收集环己烯产品时，应控制温度在83 ℃左右，这样得到的馏分才是环己烯。a项，若提前收集，产品中混有杂质，实际产量高于理论产量；b项，若环己醇实际用量多了，则实际生成的环己烯量增多，实际产量高于理论产量；c项，若粗产品中混有环己醇，导致测定消耗的环己醇量增大，制得的环己烯精品的质量低于理论产量。(3)区分环己烯精品和粗品，不能用酸性高锰酸钾溶液，因为都有紫色变浅的现象；可加入金属钠，观察是否有气体产生，若无气体，则是精品，否则是粗品；通过测定沸点与环己烯的沸点比较，也可以区分。‎ 热点三　组成探究综合实验 题型一　定性分析型 ‎1．核心知识必备 ‎(1)常考气体的定性检验方法：包括Cl2、NH3、SO2、HCl、CO2、NO等。‎ ‎(2)常考阳离子的检验方法，包括NH、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋、Ag＋等。‎ ‎(3)常考阴离子的检验方法，包括Cl－、Br－、I－、SO、CO、SO等。‎ ‎2．物质检验的一般思路 根据物质性质，使被检验物质与加入的试剂作用，转变为某种已知物质，或产生某种特殊现象，从而确定该物质的存在(物质性质也是帮助检验的重要依据)。常见的特殊现象有：‎ ‎(1)生成气体。能够生成气体的离子很多，生成的气体的性质也常有相似之处，判断时要注意排除干扰离子。‎ ‎(2)生成沉淀。许多金属阳离子或酸根阴离子都可生成具有特殊颜色、特殊性质的沉淀，但同时也应注意排除干扰离子。‎ ‎(3)显现特殊颜色。特殊颜色的出现或消失并配合特殊试剂，是鉴别物质的常见方法，如KSCN检验Fe3＋、淀粉检验I2等。‎ 特别提醒　(1)能使品红溶液褪色的气体有：SO2、Cl2、O3等，其中SO2只能使石蕊溶液变红，而不能使其褪色，Cl2、O3最终可使石蕊溶液褪色。‎ ‎(2)在中学化学中，氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。‎ ‎(3)不溶于水也不溶于硝酸的白色沉淀是AgCl或BaSO4等。‎ ‎(4)NO气体的检验方法是向无色气体中通入空气(或O2)，看气体是否变红棕色。‎ ‎[典例剖析]　[2015·全国卷Ⅰ，(1)(2)]草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热脱水、升华，170 ℃以上分解。回答下列问题：‎ ‎(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，由此可知草酸晶体分解的产物中有________。装置B的主要作用是____________________________。‎ ‎(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。‎ ‎①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、________。装置H反应管中盛有的物质是________。‎ ‎②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是______________________________________‎ ‎______________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[思路引导]‎ 第(1)问考查CO2的检验方法，CO2能使澄清石灰水变浑浊，还应注意题干中草酸的性质，草酸蒸气对CO2的检验有干扰作用。第(2)①问考查该实验中检验CO时干扰因素CO2的排除，检验CO气体，应先在H装置中进行CO还原CuO的反应，气体进入H装置前需除去CO中的CO2气体并且检验CO2是否除尽，从H装置中导出的气体需用澄清石灰水检验 CO2气体的存在，说明是CO还原CuO。第(2)②考查CO检验时现象描述的全面性，CO还原CuO时，黑色的CuO变成红色的单质Cu，且CO的氧化产物是CO2。‎ 答案　(1)有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊　CO2　冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验 ‎(2)①F、D、G、H、D、I　CuO(氧化铜)‎ ‎②前面澄清石灰水无现象，H中黑色粉末变红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊 ‎1．(2017·江西三校联考)某研究小组为探究足量锌与浓硫酸的反应，生成物成分的定性探究，进行如下实验。‎ ‎(1)研究小组取65.0 g锌粒与55 mL 98%的浓硫酸(ρ＝1.84 g·mL－1)充分反应，所制得的气体成分是________(填分子式)，发生反应的化学方程式为__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)为验证所制的气体成分，研究小组拟定以下装置进行实验。‎ ‎①装置E和G中的试剂分别为________、________。‎ ‎②装置B的作用是________；H的作用是__________________________________________。‎ ‎③写出实验中观察到的现象及由该现象得出含有相应的气体成分的结论。‎ 现象 结论 答案　(1)H2和SO2　2H2SO4(浓)＋Zn===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O、H2SO4(稀)＋Zn===ZnSO4＋H2↑‎ ‎(2)①浓硫酸　无水CuSO4(或无水硫酸铜)‎ ‎②防止倒吸(或作安全瓶)　防止空气中的水蒸气进入系统，干扰实验 ‎③‎ 现象 结论 C中品红溶液褪色 气体中有SO2‎ D中酸性KMnO4溶液颜色变浅，F 气体中有H2‎ 中黑色粉末变红，G中白色粉末变蓝 解析　首先要明确实验目的，实验是对产生的气体成分进行定性探究，根据锌与浓硫酸反应生成SO2，与稀硫酸反应生成H2来分析。(1)开始时浓硫酸与锌反应生成SO2，随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，Zn与稀硫酸反应得到的气体是H2，反应的化学方程式为2H2SO4(浓)＋Zn===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，H2SO4(稀)＋Zn===ZnSO4＋H2↑。(2)根据SO2和H2的化学性质来选择验证方法，SO2能使品红溶液褪色，H2可以还原CuO生成H2O，H2O能使白色无水CuSO4变蓝色。装置C盛放的品红溶液用来检验SO2气体，为防止装置C发生倒吸，在A与C之间加一个防倒吸的装置B，装置D盛放的酸性KMnO4溶液能吸收混合气体中的SO2，装置E中的浓硫酸吸收水蒸气，避免干扰后续实验，装置H的作用是防止空气中的水蒸气进入系统，干扰实验。‎ ‎2．(2018·安徽皖南八校联考)摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]在定量分析中常用作标定高锰酸钾等溶液的标准物质，还用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。回答下列问题：‎ ‎(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验摩尔盐晶体加强热时的分解产物。装置C中可观察到的现象是____________，由此可知摩尔盐晶体分解的产物中有________。装置B的主要作用是_________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙组同学认为摩尔盐晶体分解的产物中还含有SO3(g)、SO2(g)及N2。为进行验证，选用甲组实验中的装置A和下图所示的部分装置进行实验。‎ ‎①乙组同学的实验中，装置依次连接的合理顺序为A、____________。‎ ‎②装置F中足量盐酸的作用是_____________________________________________________；含有SO3的实验现象是___________________________________________________________；含有SO2‎ 的实验现象是__________________________________________________________。‎ ‎(3)设计实验证明摩尔盐是否已氧化变质：___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)溶液变红　NH3　吸收分解产生的酸性气体 ‎(2)①I、F、D、E、H ‎②吸收氨气并将溶液酸化，排除SO2的干扰　F中有白色沉淀产生　D中品红溶液褪色 ‎(3)取少量晶体溶于水，滴入KSCN溶液，若溶液变红，说明摩尔盐已氧化变质；反之摩尔盐未变质 解析　(1)摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]受热分解，分解时会产生氨气和二氧化硫、三氧化硫等，根据装置图可知，碱石灰可以吸收酸性气体，氨气能使酚酞溶液变红色，所以装置C中可观察到的现象是溶液变红，由此可知摩尔盐晶体分解的产物中有NH3。装置B的主要作用是吸收分解产生的酸性气体。‎ ‎(2)①要检验生成SO3(g)、SO2(g)及N2，在甲组实验中的装置A产生气体后，经过安全瓶后通过氯化钡溶液检验SO3，再通过品红溶液检验SO2，用浓氢氧化钠除去二氧化硫，用排水集气法收集氮气，所以装置依次连接的合理顺序为A、I、F、D、E、H。‎ ‎②由于产生的气体中有氨气，所以氯化钡溶液中加入足量的盐酸，可以吸收氨气并防止产生亚硫酸钡沉淀，排除SO2的干扰，SO3通入氯化钡溶液中可以产生硫酸钡沉淀，二氧化硫能使品红溶液褪色，所以装置F中足量盐酸的作用是吸收氨气并将溶液酸化，排除SO2的干扰；含有SO3的实验现象是F中有白色沉淀产生；含有SO2的实验现象是D中品红溶液褪色。‎ ‎(3)摩尔盐氧化变质会产生铁离子，可以通过检验样品中是否含有铁离子判断是否变质。‎ 题型二　定量测定型 ‎1．定量测定的常用方法 ‎(1)沉淀法 先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。‎ ‎(2)测气体体积法 对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。‎ 量气装置的设计：‎ 下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的量气装置。‎ ‎(3)测气体质量法 将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。‎ ‎(4)滴定法 利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。‎ ‎(5)热重法 只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，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、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。‎ ‎2．定量测定实验中常用的计算方法——关系式法 关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间“物质的量”的关系表示出来，把多步计算简化成一步完成。‎ 正确提取关系式的关键：‎ 根据化学方程式，找出作为中介的物质，并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间物质的量的关系。‎ 如用Na2S2O3滴定法测水中溶氧量，经过如下三步反应，‎ ‎①O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2‎ ‎②MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O ‎③2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI 因此水中溶氧量与Na2S2O3之间的关系为 O2　～　2MnO(OH)2　～　2I2　～　4Na2S2O3‎ ‎(中介物质)　　　(中介物质)‎ ‎[典例剖析]　(2017·全国卷Ⅱ，28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：‎ Ⅰ.取样、氧的固定 用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。‎ Ⅱ.酸化、滴定 将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I－还原为Mn2＋，在暗处静置5 min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O＋I2===2I－＋ S4O)。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)取水样时应尽量避免搅动水体表面，这样操作的主要目的是______________________。‎ ‎(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为______________________________________。‎ ‎(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。‎ ‎(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后，用a mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为____________________________________________________________________；若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL，则水样中溶解氧的含量为________ mg·L－1。‎ ‎(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________。(填“高”或“低”)‎ ‎[思路引导]‎ 第(1)问考查化学实验基本操作，取样的代表性，搅动会影响正常水样中的氧气的溶解度(排干扰)。‎ 第(2)问考查陌生方程式的书写，理解“氧的固定”方法。‎ 第(3)问考查化学实验基本操作以及提取信息的能力。由于“Na2S2O3不稳定”，无需精确配制，氧气能氧化Na2S2O3，会干扰测定结果。‎ 第(4)问考查滴定终点的判断以及关系式法计算。‎ 第(5)问考查误差分析，关键是找到含氧量与读取Na2S2O3体积的关系。‎ 解析　本题采用碘量法测定水中的溶解氧的含量，属于氧化还原滴定。‎ ‎(2)根据氧化还原反应原理，Mn(OH)2被氧气氧化为MnO(OH)2，由此可得方程式2Mn(OH)2＋O2===2MnO(OH)2。‎ ‎(3)一定物质的量浓度溶液的配制还需要量筒；加热可以除去溶解的氧气，避免实验结果不准确。‎ ‎(4)该实验用硫代硫酸钠标准液滴定I2，因此终点现象为当最后一滴标准液滴入时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内无变化；‎ 根据关系式O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3‎ 可得水样中溶解氧的含量为[(ab×10－3) mol÷4×32 g·mol－1×103 mg·g－1]÷0.1 L＝80ab mg·L－1。‎ ‎(5)终点读数时有气泡，气泡占据液体应占有的体积，会导致测得的消耗的Na2S2O3体积偏小，最终结果偏低。‎ 答案　(1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差　(2)2Mn(OH)2＋O2===2MnO(OH)2　(3)量筒　氧气　(4)当最后一滴标准液滴入时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内无变化　80ab　(5)低 ‎1．碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。‎ ‎(1)采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。‎ ‎①气体a的成分是________。‎ ‎②若钢样中硫以FeS的形式存在，A中反应：3FeS＋5O21________＋3________。‎ ‎(2)将气体a通入测硫装置中(如下图)，采用滴定法测定硫的含量。‎ ‎①H2O2氧化SO2的化学方程式：_________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液，若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：________。‎ ‎(3)将气体a通入测碳装置中(如下图)，采用重量法测定碳的含量。‎ ‎①气体a通过B和C的目的是___________________________________________________。‎ ‎②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。 ‎ 答案　(1)①O2、SO2、CO2　②Fe3O4　SO2‎ ‎(2)①H2O2＋SO2===H2SO4　② ‎(3)①排除SO2对CO2测定的干扰 ②吸收CO2前、后吸收瓶的质量 解析　(1)①钢样中的碳、硫在装置A中高温加热条件下生成CO2和SO2，还有未反应的O2，故气体a的成分为O2、SO2、CO2。②根据得失电子守恒和质量守恒定律配平化学方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。(2)①H2O2和SO2发生氧化还原反应：H2O2＋‎ SO2===H2SO4。②根据题意，消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，则消耗z mL NaOH溶液，相当于硫的质量为yz g，所以钢样中硫的质量分数为或×100%。(3)①气体a中含有O2、SO2和CO2，在吸收CO2测定碳的含量时，也可能吸收SO2，故气体a通过装置B和C的目的是排除SO2对CO2测定的干扰。②计算钢样中碳的质量分数，应测量吸收CO2前、后吸收瓶的质量，其质量差为CO2的质量。‎ ‎2．(2018·重庆适应性测试)某助熔剂具有较好的热稳定性，是两种常见钠盐的混合物，其中一种组分是NaCl。为确定另一种组分X及其含量，甲、乙两个小组进行了以下实验。‎ ‎(1)取适量样品，注入装置A中，测定组分X的化学式。‎ ‎①甲组用图Ⅰ的装置进行实验，观察到相应实验现象，则X的化学式是________。‎ ‎②乙组只用图 Ⅰ 中装置A和C进行实验，得到与甲组相同的实验结论，则分液漏斗中盛放的溶液应换为______，原因是_____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)甲、乙组分别用以下方法测定组分X的含量。‎ ‎①甲组用装置A和图Ⅱ中所示的部分装置(可重复选用)进行实验。请选择必要的装置，依次连接的合理顺序为装置A后接________(填仪器接口的字母)。完成一组实验，‎ 除样品的质量外，还需测定的实验数据有_______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②乙组用酸碱滴定法测定X的含量。准确称取两份样品，滴入少量水润湿后，分别加入0.200 0 mol·L－1的盐酸40.00 mL，加入2滴酚酞作为指示剂，用0.200 0 mol·L－1的NaOH溶液滴定过量盐酸至终点，实验数据列于下表中。‎ m试样/g V(NaOH)/mL 滴定前刻度 滴定后刻度 ‎0.320 0‎ ‎0.52‎ ‎20.48‎ ‎0.320 0‎ ‎0.35‎ ‎20.39‎ 回答下列问题：‎ Ⅰ.滴定过程中选用的滴定管是____________。‎ Ⅱ.滴定至终点时的现象为________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅲ.样品中X的质量分数为________。‎ ‎③乙组测得的X含量比实际值偏高，可能的原因是________(填字母)。‎ A．用NaOH溶液润洗滴定管 B．滴定终点读数时仰视液面刻度 C．用样品溶液润洗锥形瓶 D．滴定终点时滴定管尖嘴部分出现气泡 答案　(1)①Na2CO3　②稀硝酸　Na2CO3和Na2SO3分别与稀硝酸反应装置C中的实验现象不同 ‎(2)①e，f，d，c，h(其他合理答案也可)　盛装碱石灰的干燥管实验前后的质量　②Ⅰ.碱式滴定管　Ⅱ.最后一滴标准液滴下，溶液由无色变成红色，且30秒内不褪色　Ⅲ.66.25%　③CD 解析　(1)①与盐酸反应得到的气体不能使品红溶液褪色，而能使澄清石灰水变浑浊，说明生成的气体为CO2，则该助熔剂中含有Na2CO3或NaHCO3，由于NaHCO3受热易分解，热稳定性较差，所以X是Na2CO3。②乙组只用装置A和C即可得到相同的实验结论，说明反应过程中只有CO2生成，则分液漏斗中应盛装稀硝酸，以排除亚硫酸钠的影响。(2)①测定原理应为向样品中加入足量稀盐酸，使Na2CO3完全反应生成CO2，干燥后用碱石灰吸收，称量盛碱石灰的干燥管实验前后的质量，二者之差即为生成的CO2的质量。②NaOH溶液应盛在碱式滴定管中，到达滴定终点时，溶液由无色变成红色，且30秒内不褪色。两次滴定消耗NaOH溶液的体积的平均值为20.00 mL，则样品消耗盐酸n(HCl)＝0.200 0 mol·L－‎ ‎1×0.040 00 L－0.200 0 mol·L－1×0.020 00 L＝0.004 mol，n(Na2CO3)＝n(HCl)＝0.002 mol，则样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝66.25%。③滴定时，滴定管必须用标准溶液润洗，不会造成误差，A项不符合题意；滴定终点读数时仰视液面刻度，使所读数值偏大，则结果会偏小，B项不符合题意；用样品溶液润洗锥形瓶，会使样品消耗的盐酸体积偏大，则结果偏大，C项符合题意；滴定终点时滴定管尖嘴部分出现气泡，会造成HCl所消耗的NaOH溶液的体积偏小，则样品消耗的盐酸的体积偏大，最终结果偏大，D项符合题意。‎ 热点四　“猜想判断”型综合实验 猜想型实验题的思维流程 ‎1．漂白粉是生产生活中常用的消毒剂和杀菌剂。‎ 实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该样品中可能存在的其他固体物质。‎ ‎(1)提出合理假设。‎ 假设1：该漂白粉未变质，只含有________；‎ 假设2：该漂白粉全部变质，只含有________；‎ 假设3：该漂白粉部分变质，既含有______，又含______。‎ ‎(2)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤、预期现象和结论。‎ 限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1 mol·L－1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必检验Ca2＋和Cl－)‎ 实验步骤 预期现象和结论 ‎①‎ 取少量上述漂白粉于试管中，____________‎ ‎②‎ ‎[审题流程]　第一步　明确目的原理 设计实验探究漂白粉变质后物质的成分，涉及反应：‎ ‎①2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。‎ ‎②Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。‎ 第二步　提出合理假设 根据假设3提供的物质及反应原理判断样品中可能含有Ca(ClO)2或CaCO3或二者的混合物。‎ 第三步　寻找验证方法 用CaCO3与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的CO2来验证CaCO3的存在。‎ 用Ca(ClO)2与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的HClO来验证Ca(ClO)2的存在。‎ 第四步　设计操作步骤 ‎①固体样品中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(用于检验CO2)。‎ ‎②向步骤①反应后的溶液中滴入1～2滴品红溶液，振荡(用于检验HClO)。‎ 第五步　分析得出结论 若步骤①中石灰水未变浑浊，则说明样品中无CaCO3，即假设1成立。‎ 若步骤①中石灰水变浑浊，且步骤②中品红溶液不褪色，说明CaCO3存在，不存在Ca(ClO)2，即假设2成立。‎ 若步骤①中石灰水变浑浊，且步骤②中品红溶液褪色，说明有CaCO3和Ca(ClO)2存在，即假设3成立。‎ 答案　(1)Ca(ClO)2　CaCO3　Ca(ClO)2　CaCO3‎ ‎(2)‎ ‎①‎ 加入适量1 mol·L－1盐酸溶解后，再将产生的气体通入澄清石灰水中 若澄清石灰水未变浑浊，则假设1成立；‎ 若澄清石灰水变浑浊，则假设2或假设3成立 ‎②‎ 向步骤①反应后的试管中滴入1～2滴品红溶液，振荡(或另外取样操作)‎ 若品红溶液褪色，则假设3成立；‎ 若品红溶液不褪色，则假设2成立 ‎2.工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(‎ 主要成分为PbSO4)发生反应：PbSO4(s)＋CO(aq)??PbCO3(s)＋SO(aq)。某课题组以PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。‎ ‎(1)上述反应的平衡常数表达式：K＝________。‎ ‎(2)室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在________溶液中PbSO4转化率较大，理由是____________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]，它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：‎ 假设一：全部为PbCO3；‎ 假设二：________________________________________________________________________；‎ 假设三：________________________________________________________________________。‎ ‎(4)为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。‎ ‎①定性研究：请你完成下表中内容。‎ 实验步骤(不要求写出具体操作过程)‎ 预期的实验现象和结论 取一定量样品充分干燥，________________‎ ‎②定量研究：取26.7 mg的干燥样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：________________________________________________________________________。‎ 答案　(1) ‎(2)Na2CO3　Na2CO3溶液中的c(CO)大 ‎(3)全部为2PbCO3·Pb(OH)2　为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物 ‎(4)①‎ 实验步骤(不要求写出具体操作过程)‎ 预期的实验现象和结论 充分加热样品，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管 若无水硫酸铜不变蓝，则假设一成立；‎ 若无水硫酸铜变蓝，则假设一不成立 ‎②同意，若全部为PbCO3时，26.7 mg完全分解后最终固体质量应为22.3 mg(或不同意，实验最终得到固体的质量与全部为PbCO3分解所得固体质量相差不大，可能是实验过程中产生的误差引起的)(本题属于开放性试题，答案合理均可)‎ 解析　(1)根据PbSO4(s)＋CO(aq)??PbCO3(s)＋SO(aq)知，化学平衡常数表达式为K＝。(2)Na2CO3溶液中c(CO)较大，根据平衡移动原理，可知Na2CO3溶液中PbSO4转化率较大。(3)根据题中信息，提出另外两种假设。假设二：全部为碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]；假设三：为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物。(4)①因为PbCO3受热分解不产生水，而2PbCO3·Pb(OH)2受热分解产生水，所以可利用此不同设计实验方案。②因为PbCO3PbO＋CO2↑，所以可以利用固体加热前后质量的改变量来确定结论。‎ 热点五　性质、原理探究综合题 题型一　物质性质的探究 ‎1．题型特点 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，然后据此设计出合理的实验方案，去探究它所可能具有的性质。‎ ‎2．基本思路和方法 根据物质的组成(或成分)→提出各物质(或离子)性质的假设→根据这些性质找到可能存在的反应→确定检验的试剂和仪器→确定实验的顺序→叙述实验的操作和预期的现象，得出结论。‎ ‎3．常见物质的热分解反应规律 ‎(1)难溶性碳酸盐氧化物＋CO2；‎ ‎(2)碳酸的酸式盐碳酸的正盐＋CO2＋H2O；‎ ‎(3)铵盐NH3＋相应的酸(或酸性氧化物＋H2O)(NH4NO3除外)；‎ ‎(4)硝酸盐金属(或金属氧化物、亚硝酸盐)＋氮氧化物(NO或NO2)＋O2；‎ ‎(5)草酸晶体CO2＋CO＋H2O。‎ ‎4．氧化性、还原性与所含元素化合价的关系 ‎(1)元素处于最高价时，只具有氧化性，如Fe3＋、H＋；‎ ‎(2)元素处于最低价时，只具有还原性：如Cl－；‎ ‎(3)元素处于中间价时，既具有氧化性又具有还原性，如Cl2。‎ ‎1．(2018·哈尔滨质检)某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。‎ 已知：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 任务1：利用下图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。‎ ‎(1)A和E中制取NH3的装置为________，所用试剂为________。装置中制取NO2的化学方程式是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)若NO2能够被NH3还原，预期观察到C装置中的现象是_____________________________。‎ ‎(3)实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是 ‎①NH3还原性较弱，不能将NO2还原；‎ ‎②在此条件下，NO2的转化率极低；‎ ‎③________________________________________________________________________。‎ ‎(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是___________________________________________。‎ 任务2：探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。‎ ‎(5)实验前，该小组同学提出三种假设。‎ 假设1：两者不反应；‎ 假设2：NO2能被Na2O2氧化；‎ 假设3：________________________________________________________________________。‎ ‎(6)为了验证假设2，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na2O2，另选F装置(如图所示)，重新组装，进行实验。‎ ‎①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)__________________________________。‎ ‎②实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为_____________________________________。‎ 答案　(1)A　浓氨水和CaO(合理即可)　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ‎(2)混合气体颜色变浅 ‎(3)在此条件下，该反应的化学反应速率极慢 ‎(4)缺少尾气吸收装置 ‎(5)NO2能被Na2O2还原(其他合理答案也可)‎ ‎(6)①EDBDF　②2NO2＋Na2O2===2NaNO3‎ 解析　(1)干燥氨气不能用无水氯化钙，因而A为氨气发生装置，E为二氧化氮发生装置；固液反应制取氨气，要用浓氨水。‎ ‎(2)若NO2能够被NH3还原，则混合气体的颜色将变浅，氨气被二氧化氮氧化生成氮气和水。‎ ‎(3)实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象，说明二氧化氮反应的量很少，可能是反应速率较低，或者二氧化氮的转化率较低。‎ ‎(4)氮氧化物为有毒气体不能直接排放到空气中。‎ ‎(5)Na2O2既有氧化性又有还原性，NO2中的氮元素为＋4价，既可能表现氧化性，也可能表现还原性。‎ ‎(6)①验证假设2，首先要制取二氧化氮，因为水能和过氧化钠反应，所以要除去水的干扰，使二氧化氮气体通过过氧化钠，最后要进行尾气处理；②过氧化钠变成白色固体且为纯净物，根据氧化还原反应中元素化合价的变化确定生成物。‎ ‎2．过氧化氢是重要的氧化剂，也可作还原剂，它的水溶液称为双氧水，常用于消毒、杀菌、漂白等。某化学研究性学习小组取一定量的市售过氧化氢溶液测定其H2O2的含量，并探究它的有关性质。‎ Ⅰ.测定市售过氧化氢溶液中H2O2的质量分数 ‎(1)量取10.00 mL密度为ρ g·mL－1的市售过氧化氢溶液，应选用的滴定管是____________(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)。‎ ‎(2)将上述溶液配制成250.00 mL，配制过程需用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、________(填名称)。‎ ‎(3)取25.00 mL(2)中的溶液于锥形瓶中，用稀H2SO4酸化，并加适量蒸馏水稀释，用高锰酸钾标准液滴定。‎ ‎①完成反应的离子方程式：‎ ‎______MnO＋________H2O2＋________H＋―→________Mn2＋＋________H2O＋________；‎ ‎②重复滴定三次，平均消耗c mol·L－1 KMnO4标准液V mL，则原过氧化氢溶液中H2O2质量分数为________；‎ ‎(4)下列操作会导致测定结果偏高的是_________(填字母)。‎ A．滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失 B．将H2O2溶液配制成250.00 mL溶液时，定容俯视刻度线 C．判断终点时，滴入一滴KMnO4溶液，溶液呈红色，向红色溶液再滴一滴H2O2溶液仍呈红色 Ⅱ.探究H2O2的性质 ‎(1)上述测定原理，H2O2体现________性。‎ ‎(2)若要验证H2O2的不稳定性，操作是_______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　Ⅰ.(1)酸式滴定管 ‎(2)250 mL容量瓶、胶头滴管 ‎(3)①2　5　6　2　8　5O2↑　②(或%)‎ ‎(4)ABC Ⅱ.(1)还原 ‎(2)取适量过氧化氢溶液于试管中加热，将带火星木条置于试管口，木条复燃 解析　Ⅰ.(1)H2O2有强氧化性，会腐蚀碱式滴定管的乳胶管，所以只能盛放在酸式滴定管中。(2)必须指明容量瓶的规格为250 mL，胶头滴管用于定容。(3)根据化合价升降法配平，结合电荷守恒、质量守恒配平其他系数与缺项；根据MnO物质的量为cV×10－3 mol，结合MnO与H2O2比例关系2∶5，得出H2O2物质的量为2.5×cV×10－3 mol，质量为2.5×cV×10－3×34 g，所以，质量分数为%。(4)滴定前有气泡，滴定后消失，则代入计算的标准液体积偏大，测得的浓度偏大；配制溶液定容时俯视，浓度偏大，测得的待测液的浓度偏大；反滴双氧水红色不褪色，说明高锰酸钾过量，则测得的浓度偏大。Ⅱ.(1)双氧水与高锰酸钾溶液反应时双氧水表现还原性。(2)证明双氧水不稳定可以加热使其分解，再用带火星的木条检验分解产物为氧气。‎ 题型二　反应原理探究型 ‎1．变量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，只改变一个条件对研究对象的影响规律。注意：选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。‎ 思路总结 ‎2．规律探究实验题的解题策略 物质性质递变规律的探究也是中学化学实验探究的一个重要内容。研究同周期、同主族元素性质的递变规律，物质的氧化还原反应(如置换反应)规律，物质的酸(碱)性强弱规律，‎ 电解质溶液的导电规律等，都是开展有关规律探究的重要素材，也是高考命题的经典情境。‎ 解决有关规律探究问题的实验设计，其常用方法示例如下：‎ ‎(1)同周期、同主族元素性质的递变规律，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，如通过让金属单质与相同浓度的非氧化性酸反应产生H2的速率快慢来判断金属单质的还原性强弱，推断元素金属性强弱，从而找出相应的性质递变规律。‎ ‎(2)物质的酸(碱)性强弱的判断。‎ ‎(3)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，找出规律。‎ ‎1．(2015·北京理综，28)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2”反应中Fe3＋和Fe2＋的相互转化。实验如下：‎ ‎(1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时，再进行实验Ⅱ，目的是使实验Ⅰ的反应达到________________________________________________________________________。‎ ‎(2)ⅲ是ⅱ的对比实验，目的是排除ⅱ中________造成的影响。‎ ‎(3)ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2＋向Fe3＋转化。用化学平衡移动原理解释原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)根据氧化还原反应的规律，该同学推测ⅰ中Fe2＋向Fe3＋转化的原因：外加Ag＋使c(I－)降低，导致I－的还原性弱于Fe2＋，用下图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。‎ ‎①K闭合时，指针向右偏转，b作________极。‎ ‎②当指针归零(反应达到平衡)后，向U形管左管中滴加0.01 mol·L－1 AgNO3溶液，产生的现象证实了其推测。该现象是_____________________________________________________。‎ ‎(5)按照(4)的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ⅱ中Fe2＋向Fe3＋转化的原因。‎ ‎①转化的原因是______________________________________________________________。‎ ‎②与(4)实验对比，不同的操作是________________________________________________。‎ ‎(6)实验Ⅰ中，还原性：I－>Fe2＋；而实验Ⅱ中，还原性Fe2＋>I－。将(3)和(4)、(5)作对比，得出结论是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)化学平衡状态 ‎(2)因溶液稀释使溶液颜色变化 ‎(3)加入 Ag＋发生反应： Ag＋＋I－===AgI↓，c(I－)降低；或增大c(Fe2＋)，平衡均逆向移动 ‎(4)①正　②左管产生黄色沉淀，指针向左偏转 ‎(5)①Fe2＋随浓度增大，还原性增强，使Fe2＋还原性强于I－　②向右管中滴加 1 mol·L－1 FeSO4溶液 ‎(6)该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向 解析　(1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变，说明其中的可逆反应已达平衡状态。(2)实验ⅲ中加入1 mL水，目的是排除ⅱ中因加入FeSO4溶液对原溶液稀释，造成溶液颜色变化。(3)ⅰ中加入 AgNO3溶液，Ag＋与I－生成AgI黄色沉淀，c(I－)减小，平衡2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2逆向移动。ⅱ中加入 FeSO4溶液，c(Fe2＋)增大，平衡也是逆向移动，c(I2)减小，溶液颜色变浅。(4)①U形管左管中I－具有强还原性，易发生氧化反应，a极为原电池的负极。U形管右管中Fe3＋具有强氧化性，易发生还原反应，b极为原电池的正极。②在U形管左管中滴加AgNO3溶液后，Ag＋与 I－生成 AgI 黄色沉淀，I－浓度降低，U形管右管新生成的Fe2＋还原性比I－的强，从而U形管右管易发生氧化反应，作负极，故电流表的指针向左偏转。(5)①按照(4)的离子浓度大小影响离子的还原性的原理，该同学利用原电池装置进行实验，证实了 ⅱ 中Fe2＋浓度增大，还原性增强，使Fe2＋还原性强于I－。②实验ⅱ与实验(4)相比较，当指针归零后，可采取向U形管右管中滴加1 mol·L－1 FeSO4溶液，以增加Fe2＋的浓度，使c(Fe2＋)大于c(I－)。(6)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中c(Fe2＋)和c(I－)的浓度不同知，在其他条件不变时，物质的氧化性和还原性与浓度有关，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，导致平衡移动。‎ ‎2．某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验：‎ Ⅰ.将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：________‎ 与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应的速度最慢。‎ Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。‎ ‎(1)检查该装置气密性的操作方法是_______________________________________________，干燥管D的作用是________。‎ ‎(2)现有试剂：盐酸、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液，请从中选择试剂并用如图装置证明酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3，则B中应盛装的试剂为________，C中产生的现象为________________________________________________________________________。‎ 请判断________(填“能”或“不能”)据此实验现象判断非金属性：Cl＞C＞Si。‎ ‎(3)若C中盛装的是Na2S溶液，A中盛装浓盐酸，B中盛装KMnO4粉末。(KMnO4与浓盐酸常温下快速反应生 成氯气)。反应开始后观察到C中出现淡黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S________(填“强”“弱”或“无法比较”)，写出反应的离子方程式：______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　Ⅰ.钾　铝 Ⅱ.(1)关闭分液漏斗A的旋塞，用热毛巾捂热锥形瓶B，试管C中有气泡冒出，移开热毛巾，C中液体倒吸　防倒吸 ‎(2)碳酸钙　有白色沉淀生成　不能 ‎(3)强　Cl2＋S2－===2Cl－＋S↓‎ 解析　Ⅱ.(1)检查装置气密性的方法：关闭分液漏斗A的旋塞，用热毛巾捂热锥形瓶B，试管C中有气泡冒出，移开热毛巾，C中液体倒吸；倒置的干燥管有缓冲作用，能防止倒吸。‎ ‎(2)要证明酸性强弱，应该采用强酸制取弱酸的方法，盐酸酸性最强，所以A中盛放盐酸，盐酸和碳酸钙制取二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸，则B中盛放碳酸钙、C中盛放硅酸钠溶液，硅酸难溶于水，所以看到的现象是有白色沉淀生成。最高价含氧酸的酸性越强，元素的非金属性越强，盐酸不是最高价含氧酸，所以不能由此判断非金属性Cl＞C。(3)浓盐酸具有还原性，酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，两者发生氧化还原反应生成氯气，氯气具有强氧化性，能氧化Na2S溶液中的S2－生成S，离子方程式为Cl2＋S2－===2Cl－＋S↓，非金属元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则氧化性：Cl2＞S，所以非金属性Cl＞S。‎ 热点六　实验方案的评价 ‎1．从可行性方面对实验方案进行评价 ‎(1)实验原理是否正确、可行。‎ ‎(2)实验操作是否安全、合理。‎ ‎(3)实验步骤是否简单、方便。‎ ‎(4)实验效果是否明显、准确。‎ ‎2．从“绿色化学”角度对实验方案进行评价 ‎(1)反应原料是否易得、安全、无毒。‎ ‎(2)化学反应速率是否较快。‎ ‎(3)原料利用率以及制取物质的产率是否较高。‎ ‎(4)制取过程中是否造成环境污染。‎ ‎3．从“安全性”方面对实验方案进行评价 ‎(1)进行某些易燃易爆实验时，要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)。‎ ‎(2)冷凝回流(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、冷凝管等)。‎ ‎(3)其他问题，如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等。‎ ‎1．某化学课外小组研究乙醇氧化的实验并验证其产物，设计了甲、乙、丙三套装置(图中的支撑仪器均未画出，“△”表示酒精灯热源)，每套装置又划分为①②③三部分。仪器中盛放的试剂：a.无水乙醇(沸点：78 ℃)；b.铜丝；c.无水硫酸铜；d.新制氢氧化铜悬浊液。‎ ‎(1)简述三套方案各自的优点。‎ 甲：________________________________________________________________________；‎ 乙：________________________________________________________________________；‎ 丙：________________________________________________________________________。‎ ‎(2)集中三套方案的优点，组成一套比较合理完善的实验装置，可按气流由左到右的顺序表示为________(例如：甲①，乙②，丙③)。‎ 答案　(1)甲：②中用热水浴加热，可形成较平稳的乙醇气流，使反应更充分；②中的斜长导管起到冷凝回流乙醇的作用 乙：①与③中的干燥管可防止溶液中的水与无水硫酸铜反应，避免干扰对生成物的检验 丙：①中氧气发生装置中无水生成，且装置简单 ‎(2)丙①，甲②，乙③‎ 解析　(1)甲的优点在于②，水浴加热能较好地控制温度，使气流平稳、 反应充分。乙的优点在于两干燥管考虑了溶液中水蒸气对产物H2O检验的干扰。丙的优点在于①，无水生成，且装置简单。(2)将三套方案的优点组合：取丙①、甲②、乙③可组成一套完善的装置。‎ ‎2．某同学设计两种方案来检验Na2SO3溶液是否发生变质。‎ 方案一：取样，加入稀盐酸有气泡生成，认为亚硫酸钠溶液没有变质。‎ 方案二：取样，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，认为亚硫酸钠溶液完全变质。‎ 请你对两方案作出评价：‎ 方案一：________(填“合理”或“不合理”)，理由是_______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 方案二：________(填“合理”或“不合理”)，理由是_______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　不合理　亚硫酸钠部分变质时加入稀盐酸也会产生气泡　不合理　亚硫酸钠也能与氯化钡反应生成白色沉淀，亚硫酸钠未变质或部分变质时也会产生白色沉淀 ‎3．乙同学探究Na2SO3溶液是否发生变质，设计如下实验测定1.0 mol·L－1 Na2SO3溶液的实际浓度。‎ ‎(1)分液漏斗中应加入足量的下列哪种试剂？________(填字母)。‎ a．浓硝酸 b．65%硫酸 c．浓盐酸 ‎(2)实验前后测得C装置增重3.2 g，则Na2SO3溶液实际的物质的量浓度为____________。‎ ‎(3)该实验装置还存在一个明显的缺陷是___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；如何改进？________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)b　(2)0.83 mol·L－1 (3)缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置(或其他合理答案)　在A装置中加引一个带活塞的导气管 解析　制备二氧化硫气体选用硫酸。C装置增重3.2 g，产生的n(SO2)＝0.05 mol，所以n(Na2SO3)＝0.05 mol，c(Na2SO3)＝0.05 mol÷0.06 L≈0.83 mol·L－1。该实验装置中一个明显的缺陷是缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置。‎