專題十九新情景中的高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)

一、考情分析
在2010，2011年普通高考考試說明中都有如下的描述：學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)探究，
（1）了解并初步實(shí)踐化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的一般過程，掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能。
（2）具有較強(qiáng)的問題意識(shí)，能夠在給定情境中通過分析、判斷提出有探究?jī)r(jià)值化學(xué)問題的能力。
（3）能設(shè)計(jì)解決簡(jiǎn)單化學(xué)問題的探究方案，能運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、閱讀資料等多種手段收集證據(jù)，能運(yùn)用比較、分類、歸納、概括等方法形成探究結(jié)論。
（4）能對(duì)探究方案、探究過程、探究結(jié)論等進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，能準(zhǔn)確地表述探究結(jié)果，并應(yīng)用探究結(jié)果解決相關(guān)問題。
從2009年高考試題看，實(shí)驗(yàn)題目的寬基礎(chǔ)，厚實(shí)踐，重能力體現(xiàn)的更加的充分，自主命題的省份不約而同在題型上設(shè)計(jì)了選擇題和填空題兩種類型，選擇題考察實(shí)驗(yàn)的基本操作和基本技能，非選擇題考察的則是在基本實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上對(duì)能力的綜合檢驗(yàn)。從試題看實(shí)驗(yàn)題的形式有所創(chuàng)新，化工流程框圖應(yīng)經(jīng)作為實(shí)驗(yàn)題的考察載體，從思維復(fù)雜度上看，有所加大，這是近年來實(shí)驗(yàn)題設(shè)計(jì)的新動(dòng)向。
二、新題型展示
1、（18分）海水是巨大的資源寶庫，在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國(guó)前列。從海水中提取食鹽和溴的過程如下：

（1）請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法： 、 。
（2）將NaCl溶液進(jìn)行電解，在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、 、 、或H2、 。
（3）步驟Ⅰ中已獲得Br2，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br，其目的為 。
（4）步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達(dá)95％，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 ，由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護(hù)外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是 。
（5）某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法，查閱了有關(guān)資料，Br2的沸點(diǎn)為59℃。微溶于水，有毒性和強(qiáng)腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過程后，了如下裝置簡(jiǎn)圖：

請(qǐng)你參與分析討論：
①圖中儀器B的名稱： 。
②整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因是 。
③實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好，要達(dá)到提純溴的目的，操作中如何控制關(guān)鍵條件： 。
④C中液體產(chǎn)生顏色為 。為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反應(yīng)后，再進(jìn)行的分離操作是 。
解析：（1）常規(guī)識(shí)記問題；（2）根據(jù)2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑,以及Cl2+2NaOH= NaCl+ NaClO+ H2O可得到答案。（3）根據(jù)框圖可知先前得到的溴濃度較低，這樣做是使溴富集。（4）Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,反應(yīng)產(chǎn)生大量的酸，問題就出在此，會(huì)腐蝕設(shè)備。（5）只要掌握蒸餾的知識(shí)，此問應(yīng)該不會(huì)出問題。
點(diǎn)評(píng)：本題注重理論和生產(chǎn)生活的實(shí)際結(jié)合，起點(diǎn)高，但題目平易近人。
答案：（1）蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其其他合理答案中的任意兩種
（2）Cl2 NaOH NaClO
（3）富集溴元素
（4）Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SO42－＋2Br－ 強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕
（5）①冷凝管 ②Br2腐蝕橡膠③控制溫度計(jì)b的溫度，并收集59℃的餾分④深紅棕色 分液（或蒸餾）
2、實(shí)驗(yàn)室用大理石等原料制取安全無毒的殺菌劑過氧化鈣。大理石的主要雜質(zhì)是氧化鐵，以下是提純大理石的實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）溶解大理石時(shí)，用硝酸而不同硫酸的原因是 。
（2）操作Ⅱ的目的是 ，溶液A（溶質(zhì)是共價(jià)化合物）是 。
（3）寫出檢驗(yàn)濾液中是否含鐵離子方程式： 。
（4）寫出加入碳酸銨所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 。寫出濾液B的一種用途： 。
（5）CaO2中一般含CaO。試按下列提示完成CaO2含量分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
試劑：氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液、鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、酚酞 儀器：電子天平、錐形瓶、滴定管
實(shí)驗(yàn)步驟：
① ；②加入 ；③加入酚酞，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。
（6）若理論上滴定時(shí)耗用標(biāo)準(zhǔn)溶液20．00mL恰好完全反應(yīng)，實(shí)際操作中過量半滴（1mL溶液為25滴），則相對(duì)誤差為 。
答案：（本題共12分）
（1）硫酸鈣微溶于水
（2）除去溶液中Fe3＋ 氨水
（3）取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，溶液不變紅色，說明濾液中不含F(xiàn)e3＋；
或取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，溶液變紅色，說明濾液中含F(xiàn)e3＋
（4）Ca2＋＋CO32－=CaCO3↓ 作化肥（合理即給分）
（5）稱量 過量的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸
（6）0．1%
3、（10分）醫(yī)用氯化鈣可用于生產(chǎn)補(bǔ)鈣、抗過敏和消炎等藥物。以工業(yè)碳酸鈣（含有少量Na＋、Al3＋、Fe3＋等雜志）生產(chǎn)醫(yī)藥級(jí)二水合氯化鈣（CaCl2?2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97．0%~103．0%）的主要流程如下：

（1）除雜操作是加入氫氧化鈣，調(diào)節(jié)溶液的pH為8．0~8．5，以出去溶液中的少量Al3＋、Fe3＋。檢驗(yàn)Fe（OH）3是否沉淀完全的試驗(yàn)操作是 。
（2）酸化操作是加入鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的pH約為4．0，其目的有：①將溶液中的少量Ca（OH）2轉(zhuǎn)化為CaCl2；②防止Ca2＋在蒸發(fā)時(shí)水解；③ 。
（3）測(cè)定樣品中Cl－含量的方法是：a．稱取0．7500g樣品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25．00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；c．用0．05000mol?L－1AgNO3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗AgNO3溶液體積的平均值為20．39mL。
①上述測(cè)定過程中需要溶液潤(rùn)洗的儀器有 。
②計(jì)算上述樣品中CaCl2?2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
③若用上述辦法測(cè)定的樣品中CaCl2?2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高（測(cè)定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略），其可能原因有 ； 。
答案：（1）取少量上層清液，滴加KSCN溶液，，若不出現(xiàn)血紅色，則表明Fe（OH）3 沉淀完全。
（2）防止溶液吸收空氣中CO2；
（3）①酸式滴定管；②99．9%； ③樣品中存在少量的NaCl；少量的CaCl2?2H2O失水。
4、（16分）孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3，還含少量Fe、S1的化合物，實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO4?5H2O及CaCO3，步驟如下：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。從下列所給試劑中選擇：實(shí)驗(yàn)步驟中試劑①為 （填代號(hào)），檢驗(yàn)溶液A中Fe3+的最試劑為 （填代號(hào)）。
a．KMnO4b．（NH4） 2Sc．H2O2d．KSCN
（2）由溶液C獲得CuSO4?5H2O，需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)， 。過濾等操作。除燒杯、漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是 。
（3）制備CaCO3時(shí)，應(yīng)向CaCl2溶液中選通入（或先加入） （填化學(xué)式）。若實(shí)驗(yàn)過程中有氨氣逸出、應(yīng)選用下列 裝置回收（填代號(hào)）。

（4）欲測(cè)定溶液A中Fe2+的濃度，需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容時(shí)視線應(yīng) ，直到 。用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)應(yīng)選用 滴定管（填“酸式”或“堿式”）。
答案：（1）c d
（2）冷卻結(jié)晶 引流
（3）NH3?H2O b
（4）注視凹頁面的最低處與刻度線 凹頁面的最低處與刻度線相平 酸式
總結(jié)與反思：
從這幾個(gè)題目設(shè)置看，化工生產(chǎn)框圖作為實(shí)驗(yàn)考查的載體，形式多樣，但考察的內(nèi)容仍然是基本儀器的使用，基本操作，基本技能以及基本原理。重點(diǎn)放在對(duì)化學(xué)基本概念、基本理論的認(rèn)識(shí)和理解上，而不是放在對(duì)知識(shí)的記憶和重現(xiàn)上；重視對(duì)分析問題解決問題的能力，而不單是強(qiáng)化解答習(xí)題的技能；注意選擇有真實(shí)情境的綜合性、開放性的問題，而不是孤立地對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能進(jìn)行測(cè)試。第一，在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)操作三條“線”的基礎(chǔ)上，向“原理+儀器”、“儀器+技能”、“原理+技”三個(gè)交叉、綜合的層面甚至向“原理+儀器+技能”三維立體結(jié)構(gòu)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)與技能的綜合考查；第二，化學(xué)實(shí)驗(yàn)與元素化合物、有機(jī)化學(xué)、化學(xué)計(jì)算、化學(xué)概念和原理等各個(gè)板塊中相關(guān)知識(shí)綜合在一起進(jìn)行考查；第三，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與化學(xué)相關(guān)知識(shí)、其他學(xué)科（如物理、生物等）的相關(guān)知識(shí)與方法融合在一起來進(jìn)行綜合考查。
三、經(jīng)典例題
1、以考察原理為主的綜合試題
化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理是高中化學(xué)比較難的內(nèi)容，本身學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)就很難融合會(huì)貫通，以實(shí)驗(yàn)題為載體，重點(diǎn)考察化學(xué)原理就顯得難上加難。從題目分析，仍有規(guī)律可循。
例1、（12分）
某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg（CO3）2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：

沉淀物Fe（OH）3Al（OH）3Mg（OH）2
PH3．25．212．4

部分陽離子以氫氧化物形式完全深沉?xí)r溶液的pH由見上表，請(qǐng)回答下列問題：
（1）“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有 （要求寫出兩條）。
（2）濾渣I的主要成分有 。
（3）從濾渣Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有 。
（4）Mg（ClO3）2在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑，可采用復(fù)分解反應(yīng)制備：
MgCl2+2NaClO3===Mg（ClO3）2+2NaCl
已知四種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如下圖所示：

①將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)比混合制備Mg（ClO3）2。簡(jiǎn)述可制備Mg（ClO3）2的原因： 。
②按①中條件進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)。在冷卻降溫析出Mg（ClO3）2過程中，常伴有NaCl析出，原因是： 。除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是： 。
答案：
（1）升高溫度、攪拌、過濾后再向?yàn)V渣中加入硫酸（多次浸取）
（2）Fe（OH）3 Al（OH）3
（3）Na2SO4
（4）①在某一時(shí)NaCl最先達(dá)到飽和析出；Mg（ClO3）2的溶解度隨溫度變化最大；NaCl 的溶解度與其他物質(zhì)的溶解度有一定的差別。
②降溫前溶液中NaCl以達(dá)飽和；降低過程中NaCl溶解度會(huì)降低 ，會(huì)少量析出。重結(jié)晶。
解析：
浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應(yīng)，從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來看，可通過升高溫度提高硫酸鎂的溶解度，或通過攪拌使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，或通過過濾后濾渣多次浸取以提高轉(zhuǎn)化率。硫酸浸出液經(jīng)過濾，濾液中主要溶質(zhì)是MgSO4、Al2（SO4）3和Fe2（SO4）3，根據(jù)陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH，在調(diào)節(jié)pH至5．5時(shí)，F(xiàn)e3＋和Al3＋已經(jīng)完全沉淀，濾渣I的主要成分是Fe（OH）3 Al（OH）3，此時(shí)濾液中陰離子主要是SO42－，加入NaOH后Mg2＋完全沉淀，溶質(zhì)主要成分是Na2SO4；反應(yīng)MgCl2+2NaClO3===Mg（ClO3）2+2NaCl類似于侯德榜制堿法生成NaHCO3的原理，因?yàn)镹aCl溶解度小而從溶液中析出，使反應(yīng)向生成Mg（ClO3）2的方向進(jìn)行；同樣是依據(jù)①的原理，在降溫的過程中，Mg（ClO3）2的溶解度不斷減小，從溶液中析出，在生成Mg（ClO3）2的過程中NaCl也不斷生成，但因溶解度沒有增加，所以也伴隨Mg（ClO3）2析出；相同溫度時(shí)氯化鈉的溶解度最小，因此在冷卻降溫析出Mg（ClO3）2過程中一定會(huì)析出氯化鈉。由于氯酸鎂和氯化鈉均溶于水，溶于水的可溶性物質(zhì)一般用結(jié)晶和重結(jié)晶的方法分離。
總結(jié)：本題以提取鎂為背景，考察化學(xué)反應(yīng)速率，溶解度等相關(guān)內(nèi)容，明確了考察考察內(nèi)容，就容易入手。

變式訓(xùn)練：
二氧化氯（ClO2）是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。與Cl2相比，ClO2不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有潛在危害的有機(jī)氯代物。
⑴在ClO2的制備方法中，有下列兩種制備方法：
方法一：NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋NaCl＋2H2O
方法二：2NaClO3＋H2O 2＋H2SO4=2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O
用方法二制備的ClO2更適合用于飲用水消毒，其主要原因是 。
⑵用ClO2處理過的飲用水（pH為5．5~6．5）常含有一定量對(duì)人體不利的亞氯酸根離子（ClO2—）。2001年我國(guó)衛(wèi)生部規(guī)定，飲用水中的ClO2—含量應(yīng)不超過0．2 mg?L－1。
飲用水中的ClO2、ClO2—含量可用連續(xù)碘量法進(jìn)行測(cè)定。ClO2被I—還原為ClO2—、Cl—的轉(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)pH≤2 ．0時(shí)，ClO2—也能被I—完全還原為Cl—。反應(yīng)生成的I2用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定；2 Na2S2O3+ I2=Na2S4O6+NaI
①請(qǐng)寫出pH≤2 ．0時(shí)ClO2—與I—反應(yīng)的離子方程式 。

②請(qǐng)完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟1：準(zhǔn)確量取VmL水樣加入到錐形瓶中。
步驟2：調(diào)節(jié)水樣的pH為7．0~8．0。
步驟3：加入足量的KI晶體。
步驟4：加入少量淀粉溶液，用c mol?L－1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液V1mL。
步驟5： 。
步驟6：再用c mol?L－1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液V2mL。
③根據(jù)上述分析數(shù)據(jù)，測(cè)得該飲用水中ClO2—的濃度為 mol?L－1（用含字母的代數(shù)式表示）。
④若飲用水中ClO2—的含量超標(biāo)，可向其中加入適量的Fe2+將ClO2—還原成為Cl—，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是 （填化學(xué)式）。
解析：該題是以“ClO2的制備及其在飲用水處理領(lǐng)域的應(yīng)用”為背景二設(shè)計(jì)的化學(xué)綜合探究題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)在生活中的應(yīng)用。第（1）問是對(duì)不同ClO2制備方法的評(píng)價(jià)，學(xué)生需從題干中提取到“Cl2用于飲用水處理會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有潛在危害的有機(jī)氯代物”的信息，通過分析形成結(jié)論；第（2）問以“用連續(xù)碘量法測(cè)定飲用水中ClO2和ClO2—含量”為線索，從離子方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的表述等方面設(shè)置問題，學(xué)生只有經(jīng)過對(duì)題給信息的分析，充分理解探究原理和過程，才能準(zhǔn)確回答這些問題。該題考查了學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的綜合能力，特別是對(duì)學(xué)生信息素養(yǎng)（信息獲取、處理、加工和輸出）的考查，引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)關(guān)注對(duì)學(xué)生信息素養(yǎng)的提升和解決問題能力的培養(yǎng)。
參考答案：⑴方法二制備的ClO2中不含Cl2
⑵①ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O
②調(diào)節(jié)溶液的pH≤2．0
③
④Fe（OH）3
2、以考察原理+儀器+技能為主的綜合試題
例2、（14分）堿式碳酸銅可表示為：xCuCO3?yCu（OH） 2?zH2O,測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種。
（1）現(xiàn)采用氫氣還原法，請(qǐng)回答如下問題：
①寫出xCuCO3?yCu（OH） 2?zH2O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式 ；
②試驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是（填入儀器接口字母編號(hào)）：
（a）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（l）

③稱取23．9g某堿式碳酸銅樣品，充分反應(yīng)后得到12．7g殘留物，生成4．4g二氧化碳和7．2g水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為 g，化學(xué)式為 ；
（2）某同學(xué)以氮?dú)獯�替氫氣，并用上述全部或部分儀器來測(cè)定堿式碳酸銅的組成，你認(rèn)為是否可行？請(qǐng)說明理由。 。
答案：
（1）①xCuCO3?yCu（OH）2?zH2O+（x+y）H 2 = （x+y）Cu+ xCO2+（x+2y+z）H2O
②a→k,j→gf（hi）→de（ed）→hi（gf）→bc（cb）→l
③1．8 CuCO3?Cu（OH） 2?H2O
（2）可行，根據(jù)反應(yīng)xCuCO3?yCu（OH） 2?zH2O=（x+y）CuO+ xCO2↑+（y+z）H2O↑，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質(zhì)量（或其中任意三個(gè)量），即可計(jì)算出其組成。
解析：
（1）本題的堿式碳酸銅與氫氣反應(yīng)看似一個(gè)很難的信息，其實(shí)細(xì)心一點(diǎn)只要把它理解為CuCO3和Cu（OH）2受熱分解后產(chǎn)物CuO再與氫氣反應(yīng)，第①問題便可以解決；對(duì)于②要能分析出測(cè)定反應(yīng)后CO2和H2O質(zhì)量，因此對(duì)于氫氣發(fā)生器后儀器的選擇是除氯化氫和水蒸氣，防止對(duì)后續(xù)測(cè)定影響就可以了，因?yàn)闇y(cè)定H2O和CO2分別用濃硫酸和堿石灰是固定的。
（2）其實(shí)在分析（1）①方程式書寫時(shí)便得到了堿式碳酸銅熱分解方程式： xCuCO3?yCu（OH） 2?zH2O=（x+y）CuO+ xCO2↑+（y+z）H2O↑，稍加分析可知，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質(zhì)量（或其中任意三個(gè)量），即可計(jì)算出其組成。

變式訓(xùn)練：
（1）有下圖所示A、B、C、D四種儀器：

請(qǐng)選擇下列儀器名稱的序號(hào)，填入相應(yīng)的空格內(nèi)：
①燒杯②堿式滴定管③圓底燒瓶④錐形瓶⑤分液漏斗⑥酸式滴定管
A____________B____________C_____________D______________
（2）某同學(xué)用托盤天平稱量燒杯的質(zhì)量，天平平衡后的狀態(tài)如圖．由圖中可以看出，該同學(xué)在操作時(shí)的一個(gè)錯(cuò)誤是______________，燒杯的實(shí)際質(zhì)量為______________g．

（3）指出下面3個(gè)實(shí)驗(yàn)中各存在的一個(gè)錯(cuò)誤：

A_________________________B_________________________，C___________________________
解析與評(píng)價(jià)：本試題以中學(xué)常見的儀器的使用及注意事項(xiàng)為切入點(diǎn)，將儀器的識(shí)別，使用，注意事項(xiàng)涵蓋其中，屬容易題。（1）小題主要是識(shí)別儀器易錯(cuò)D為酸式滴定管，（2）為天平的使用，使用時(shí)注意砝碼放在右盤，精確度為0．1克，（3）常見儀器錯(cuò)誤使用。
參考答案：（1）③⑤④⑥；（2）砝碼放在左盤，燒杯放在右盤（或砝碼和物品的位置放反了），27．4；（3）A．滴管口伸入試管中 B．試管口向上 C．混合氣體從短導(dǎo)管進(jìn)入洗氣瓶


3、以考察元素及其化合物、有機(jī)化學(xué)、化學(xué)計(jì)算為主的綜合題
例3、某興趣小組為了驗(yàn)證某種鉛的氧化物（PbxOy）中含有氧元素并測(cè)定其化學(xué)式，設(shè)計(jì)了如下兩套

實(shí)驗(yàn)方案：[已 知：Pb4+比Pb2+氧化性更強(qiáng)]
按實(shí)驗(yàn)方案，填寫下列空白：
方案一：
⑴檢查裝置的氣密性。
⑵在A中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)裝入該鉛的氧化物和過量炭粉混合物，試管內(nèi)裝入足量澄清石灰水。通N2排盡裝置內(nèi)空氣后點(diǎn)燃酒精噴燈。
（1）已知參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0．48g，氧元素為0．96g。判斷反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是 。
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，你認(rèn)為裝置應(yīng)作何改進(jìn) 。
⑶ 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)操作是，
方案二：
⑴將B改為如圖所示的裝置，在A中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)放入6．85gPbxOy粉末，（裝置氣密性良好）。


⑵打開活塞K，通入H2，排盡裝置內(nèi)的空氣后，點(diǎn)燃A處酒精燈，進(jìn)行反應(yīng)。C裝置的作用是： 。
⑶待A中反應(yīng)完全后，停止加熱，仍要繼續(xù)通入H2一段時(shí)間，其目的是：
⑷卸下裝置B，稱量，發(fā)現(xiàn)增重0．72g，則該鉛的氧化物化學(xué)式為： 。
答案：（1）CO和CO2；（2）在尾氣出口處加一點(diǎn)燃的酒精燈或增加一尾氣處理裝置。
⑶（先熄滅最后的酒精燈）取出B中導(dǎo)管，最后熄滅A處酒精燈。
方案二：⑵防止空氣中的H2O進(jìn)入B裝置 ⑶將A中H2O蒸氣全部趕入B中 ⑷Pb3O4
變式訓(xùn)練：
金礦開采、冶煉和電鍍工業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量含氰化合物的污水，其中含氰化合物以HCN、CN -和金屬離子的配離子M（CN）nm-的形式存在于水中。測(cè)定污水中含氰化合物含量的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①水樣預(yù)處理：水樣中加入磷酸和EDTA，在pH＜2的條件下加熱蒸餾，蒸出所有的HCN，并用NaOH溶液吸收。
②滴定：將吸收液調(diào)節(jié)至pH＞11，以試銀靈作指示劑，用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。Ag++2CN - == [Ag（CN）2] -。終點(diǎn)時(shí)，溶液由黃色變成橙紅色。
根據(jù)以上知識(shí)回答下列問題：
⑴水樣預(yù)處理的目的是 。
⑵水樣預(yù)處理的裝置如圖，細(xì)導(dǎo)管插入吸收液中是為了 。

⑶蒸餾瓶比吸收液面要高出很多，其目的是 。
⑷如果用鹽酸代替磷酸進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將 （填“偏高”、“無影響”或“偏低”）。
⑸準(zhǔn)確移取某工廠污水100mL，經(jīng)處理后用濃度為0．01000mol?L-1的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗了21．00mL。此水樣中含氰化合物的含量為 mg?L-1的（以計(jì)，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）。
解析：該題以“含氰工業(yè)污水的處理”為背景，從實(shí)驗(yàn)原理、裝置、結(jié)果分析等角度考查學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的掌握程度和應(yīng)用能力，考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法解決實(shí)際問題的能力。
參考答案：
⑴將含氰化合物全部轉(zhuǎn)化為CN - ⑵完全吸收HCN，防止氣體放空
⑶防止倒吸 ⑷偏高 ⑸109．2
四、跟蹤練習(xí)
1．進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，觀測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過分析推理得出正確的結(jié)論是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。對(duì)下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)的解釋正確的是（ ）
A．在KI淀粉溶液中通入氯氣，溶液變藍(lán)，說明氯氣能與淀粉發(fā)生顯色反應(yīng)
B．濃硝酸在光照條件下變黃，說明濃硝酸不穩(wěn)定，有有色產(chǎn)物生成能溶于濃硝酸
C．在某溶液中加入硝酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，說明含硫酸根離子
D．將銅片放入濃硫酸中，無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明銅在冷的濃硫酸中發(fā)生鈍化
2．在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行物質(zhì)制備，下列從原樣及試劑分別制取相應(yīng)的最終產(chǎn)物的設(shè)計(jì)中，理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的是（ ）
A．C CO CO2 Na2CO3
B．Cu Cu（NO3）2溶液 Cu（OH）2
C．Fe Fe2O3 Fe2（SO4）3溶液
D．CaO Ca（OH）2溶液 NaOH溶液
3．有常用玻璃儀器組成的下列六種實(shí)驗(yàn)裝置（根據(jù)需要可在其中加入液體或固體）:

（1）能用做干燥二氧化硫氣體的裝置有 （填代號(hào)，下同）
（2）既能用于收集氯氣又能用于收集一氧化氮?dú)怏w的裝置有 。
（3）在氯氣和鐵反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，能添加在制氣和化合反應(yīng)裝置之間以除去氯氣中氯化氫、水等雜質(zhì)氣體的裝置有 。
（4）在乙烯與溴水反應(yīng)制二溴乙烷的實(shí)驗(yàn)中，能添加在制乙烯裝置和加成反應(yīng)裝置之間，達(dá)到控制氣流使其平衡目的的是 ．
（5）若用C裝置做二氧化硫與燒杯中氫氧化鈉溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，則其中廣口瓶的作用是： 。
4．在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化納作為供氧劑。請(qǐng)選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)用品，用下圖中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明過氧化鈉可作供氧劑。

（1）A是制取CO2的裝置。B C D中所加試劑分別是 。
（2） 試管F中收集滿氣體后，下一步實(shí)驗(yàn)操作是：___________________________
5．實(shí)驗(yàn)室里用下列儀器和藥品來制取純凈的無水氯化銅。圖中A、B、C、D、E、F的虛線部分表示玻璃管接口，接口的彎曲和伸長(zhǎng)等部分未畫出。根據(jù)要求填寫下列各空白：

（1）如果所制氣體從左向右流向時(shí)，上述各儀器裝置的正確連接順序是（填寫各裝置的序號(hào)）_____接____接_ __接_ __接______接______；其中（2）與（4）連接時(shí)，玻璃管接口（用裝置中字母表示）應(yīng)是______接____；
（2）待充分反應(yīng)后，裝置（1）的玻璃管中剩余物呈_____色。冷卻后，將制得的產(chǎn)物配成飽和溶液，溶液呈______色。
6．水蒸氣通過灼熱的焦炭后，流出氣體的主要成分是CO和H2，還有CO2和水蒸氣等。請(qǐng)用下圖中提供的儀器，選擇必要的試劑，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明上述混合氣中有CO和H2。（加熱裝置和導(dǎo)管等在圖中略去）

回答下列問題：
（1） 儀器B、儀器C中需加入試劑的名稱分別是：_______________，
（2）按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：
g—a b—___________________________________。
（3）能證明混合氣中含有CO的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是__________________________。
（4）能證明混合氣中含有H2的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是______________________________。
7．某研究性學(xué)習(xí)小組在研究由Fe2+制備Fe（OH）2的過程中，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置圖：
方法一：按照?qǐng)D1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為最終在右側(cè)錐形瓶中觀察到白色沉淀，在檢驗(yàn)氣密性后在兩個(gè)錐形瓶中加入相應(yīng)試劑，之后的操作步驟依次為：

①
②
③
方法二：按圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終在兩極間的溶液中首先觀察到白色沉淀。請(qǐng)從所提供的試劑或電極材料中選擇正確的序號(hào)填在橫線上：
①純水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒a為______，b為_____，c為_______，d為_______。（填序號(hào)）
8．下圖所示是進(jìn)行木炭與濃硝酸反應(yīng)，并檢驗(yàn)生成的氣體的實(shí)驗(yàn)裝置，它具有無污染，現(xiàn)象明顯的特點(diǎn)。具支試管A中所盛固體下層是無水CaCl2 （做載體不參加反應(yīng)），上層是紅熱的木炭。實(shí)驗(yàn)時(shí)慢慢將濃硝酸滴到木炭上，反應(yīng)即開始進(jìn)行且能長(zhǎng)時(shí)間劇烈反應(yīng)。

請(qǐng)回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)中具支試管A內(nèi)出現(xiàn)的現(xiàn)象是 __________________，試管B內(nèi)出現(xiàn)的現(xiàn)象為： ___________________，
（2）某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)臨近結(jié)束時(shí)，發(fā)現(xiàn)滴管中的濃硝酸難以滴下。若要再滴人幾滴濃硝酸使木炭反應(yīng)完全，最簡(jiǎn)單的辦法是 。
9．下圖實(shí)驗(yàn)裝置示意圖中A是簡(jiǎn)易的H2發(fā)生器，B是大小適宜的的圓底燒瓶，C是裝有干燥劑的U形管。A是旋轉(zhuǎn)活塞，D是裝有還原鐵粉的反應(yīng)管，E是裝有酚酞的試管。實(shí)驗(yàn)前先檢查裝置的氣密性。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先關(guān)閉活塞a，并取下燒瓶B；向A制加入一定量濃度適當(dāng)?shù)柠}酸，產(chǎn)生H2。：經(jīng)必要的“操作”后，在導(dǎo)管口處點(diǎn)燃H2，然后如圖所示套上燒瓶B，塞緊燒瓶，H2在燒瓶中繼續(xù)燃燒，用酒精燈加熱反應(yīng)管D中的還原鐵粉，待B中H2的火焰熄滅后，打開活塞a，氣體通過反應(yīng)管D進(jìn)入燒杯E中，使酚酞試液呈紅色。

請(qǐng)回答下列問題。
（1）實(shí)驗(yàn)前如何檢查整套裝置的氣密性？ 。
（2）題干中必要操作步驟指的是 。
（3）操作中先加熱D后打開a的目的是 。
（4）寫出B、D中分別發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：B中 ，D中 。
（5）C中的干燥劑的名稱是 ，該干燥劑的作用是 。
10．膽礬是一種常見的化合物，工業(yè)上它也是一種制取其它含銅化合物的原料�，F(xiàn)有廢銅（主要雜質(zhì)為Fe）來制備膽礬。有人設(shè)計(jì)了如下流程：

pH值控制可參考下列數(shù)據(jù)
物 質(zhì)開始沉淀時(shí)的pH值完全沉淀時(shí)的pH值
氫氧化鐵2．73．7
氫氧化亞鐵7．69．6
氫氧化銅5．26．4
請(qǐng)根據(jù)上述流程回答下列問題：
（1）A物質(zhì)可選用_____（填字母）。
a．稀H2SO4 b．濃H2SO4/ ? c．濃FeCl3溶液 d．濃HNO3
（2）I中加H2O2的目的_____________________________________________。
（3）II中加Cu2（OH）2CO3的目的是___________________________________________；其優(yōu)點(diǎn)是____________________________________________________________。
（4）III加熱煮沸時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為________________________。
（5）V中加H2SO4調(diào)節(jié)pH=1是為了____________________________________________。
（6）V到VI的操作是 。
（7）某工程師認(rèn)為上述流程中所加的A物質(zhì)并不理想，需作改進(jìn)，其理由是__________。如何改進(jìn)___________________。
11．飽和氯水與石灰石的反應(yīng)是制取較濃HClO溶液的方法之一。具體方法是：

①在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20mL飽和氯水，充分反應(yīng)，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液淺黃綠色褪去；
②過濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現(xiàn)其比氯水的漂白性更強(qiáng)；
③為了確定反應(yīng)產(chǎn)物，將濾液分為三份，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
第一份與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀；
第二份與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)生大量無色氣體；
將第三份加熱，看到溶液變渾濁且有大量無色氣體產(chǎn)生。
經(jīng)檢測(cè)，上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的無色氣體均為CO2。請(qǐng)回答：
（1）試解釋可以在飽和氯水中加入石灰石制備HClO的原因 。
（2）試推測(cè)，在②的濾液中含有的溶質(zhì)，除了溶解的極少量氯氣外，還含有（寫化學(xué)式） 。
12、農(nóng)民使用的氮肥主要是“氫銨”和尿素。某化學(xué)興趣小組對(duì)某“氫銨”化肥進(jìn)行了專項(xiàng)研究：
（1）預(yù)測(cè)：根據(jù)已有知識(shí)預(yù)測(cè)該“氫銨”是碳酸或亞硫酸或硫酸的銨鹽。
（2）驗(yàn)證和探究：①NH4+的驗(yàn)證：取少量固體藥品于試管中，然后 。
②陰離子的探究：a．取少量固體藥品于試管中，然后向試管中滴加稀鹽酸，固體全部溶解，將產(chǎn)生的氣體通入下列裝置。觀察到的現(xiàn)象是：溴水無明顯變化，澄清石灰水變渾濁。

再向滴加稀鹽酸反應(yīng)后的試管中，加Ba（OH）2溶液，無明顯現(xiàn)象。初步結(jié)論：“氫銨”是 的銨鹽。
b．要進(jìn)一步確定“氫銨”的成分還需要補(bǔ)做如下實(shí)驗(yàn)：取適量“氫銨”配制成溶液，取試液于一支潔凈的試管中，加入
（3）該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定該化肥的含氮量，請(qǐng)你閱讀后解釋方案中提出的問題并進(jìn)行評(píng)價(jià)：

方案（一）：準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的樣品m g，放入上圖方案（一）的燒瓶中，滴加過量NaOH濃溶液，充分微熱，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定燒杯增加的質(zhì)量m＇g。
方案（二）：準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的樣品m g，放入上圖方案（二）的燒瓶中，滴加過量NaOH濃溶液，充分微熱，按如圖裝置測(cè)量生成的氨氣體積VＬ（標(biāo)況）。
方案（二）圖中導(dǎo)管a的作用是 。
請(qǐng)你評(píng)價(jià)上述兩套方案是否合理。若合理寫出計(jì)算式；若不合理，請(qǐng)簡(jiǎn)要說明原因。
方案（一）： 。
方案（二）： 。

參考答案

1．B 2．D
3．（1）AEF （2）AB （3）AF （4）D （5）安全瓶防止堿液倒吸
4．（1）B 飽和NaHCO3溶液 C 過氧化鈉 D NaOH溶液
（2）把E中的導(dǎo)管移出水面，關(guān)閉分液漏斗活塞，用姆指堵住試管口，取出試管，立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，木條復(fù)燃，證明試管中收集的氣體是氧氣。
5．（1）：（3）（5）（4）（2）（1）（6） C B （2）棕黃或棕褐；綠。
6．（1） 氧化銅 無水硫酸銅
（2） （g—a b）—k j—h i—c d（或d c）—f e—l m
（3） 原混合氣中的CO2已被除去，其中CO與CuO反應(yīng)生成的CO2使澄清石灰水變渾濁
（4） 原混合氣中的H2O已被除去，其中H2與CuO反應(yīng)生成的H2O使無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色
7．方法一①打開開關(guān)C ②用小試管在右側(cè)錐形瓶支管口出收集一試管氣體，并檢驗(yàn)氣體的氣密性 ③關(guān)閉開關(guān)C
方法二：⑦、⑨或⑦、⑧、②。
8．（1）具支試管A：木炭保持紅熱狀態(tài)，試管內(nèi)有紅棕色氣體生成。試管B：有氣泡冒出，石灰水變渾濁。
（2）搖動(dòng)試管B，使上部的氣體溶于石灰水。（其他合理答案也給分）
9．（1）（分段檢驗(yàn)）在長(zhǎng)頸漏斗中放入少量水，使水面剛好浸沒長(zhǎng)頸漏斗下端，關(guān)閉a，繼續(xù)加水，漏斗內(nèi)液面高于試管內(nèi)液面，且一段時(shí)間內(nèi)保持不變；在E中加水，沒過導(dǎo)管口，在試管D的底部加熱，若E導(dǎo)管口有氣泡逸出，停止加熱，倒吸一段穩(wěn)定的水柱，表明裝置不漏氣。（2）檢查H2的純度（用排水法收集一試管H2，用拇指堵住，移近酒精燈火焰，如果沒有尖銳的爆鳴聲，表示較純）。（3）事先達(dá)到催化劑的活性，能使氣體通入即反應(yīng)，提高原料利用率。（4）2H2 + O2 2H2O；N2+3H2=2NH3。（5）堿石灰；吸收氣體中水蒸氣及HCl酸霧。
10．（1）b；
（2）將亞鐵離子氧化為鐵離子；
（3）中和過量的硫酸，調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3+水解完全而沉淀；不引入新的雜質(zhì)；
（4）Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3H+；（條件：加熱）
（5）抑制Cu2+的水解
（6）蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾
（7）產(chǎn)生污染環(huán)境的二氧化硫，硫酸利用率低；加熱，并在稀硫酸中通入氧氣。（其它合理答案，酌情給分）
11．（1）在飽和氯水中存在如下平衡：Cl2+H2O HClO +HCl，加入過量的CaCO3與溶液中的HCl發(fā)生反應(yīng)，使鹽酸的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，最終生成HClO
（2）HClO、Ca（HCO3）2、CaCl2
12．①滴加NaOH濃溶液，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口部，加熱試管，若紅色石蕊試紙變藍(lán)，則證明含NH4+。
②碳酸；足量BaCl2溶液振蕩充分反應(yīng)，若不產(chǎn)生白色沉淀，說明該化肥主要成分為NH4HCO3；若產(chǎn)生白色沉淀，說明該化肥主要成分為（NH4）2CO3。
導(dǎo)管a的作用：保持燒瓶與分液漏斗的壓強(qiáng)相同，使分液漏斗中的液體順利流出；消除由于加入氫氧化鈉溶液引起的氫氣體積誤差。
方案（一）：不合理；裝置中殘留氨氣；裝置中沒有干燥裝置，稀硫酸吸收了較多水蒸汽。
方案（二）：合理。


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