《2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考前三個(gè)月 第一部分 專題16 綜合實(shí)驗(yàn)探究練習(xí).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考前三個(gè)月 第一部分 專題16 綜合實(shí)驗(yàn)探究練習(xí).doc（33頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考前三個(gè)月 第一部分 專題16 綜合實(shí)驗(yàn)探究練習(xí) 最新考綱展示　1.了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究過程中的一種重要方法。2.能對常見的物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)、分離和提純。3.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究：(1)設(shè)計(jì)、評價(jià)或優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案；(2)了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法；(3)描述及分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，收集及處理相關(guān)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論；(4)識(shí)別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖。 基礎(chǔ)回扣 1．據(jù)下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置回答問題： (1)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取干燥的氧氣應(yīng)選用的發(fā)生裝置是________，收集裝置為________。 (2)實(shí)驗(yàn)室用雙氧水制取并收集較純的氧氣時(shí)應(yīng)選用的發(fā)生裝置是________，收集裝置為__________。 (3)實(shí)驗(yàn)室用氯化銨與熟石灰兩種固體加熱制取氨氣，氨氣的密度比空氣的小，極易溶于水。推斷：實(shí)驗(yàn)室制取氨氣應(yīng)選用的發(fā)生裝置為________，收集裝置為________。用C裝置可以快速制取氨氣，所用試劑是__________。 (4)實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸與MnO2制氯氣時(shí)，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是________，收集裝置可用__________。 (5)用C裝置也可以制取Cl2，錐形瓶中的固體物質(zhì)是__________(填化學(xué)式)。 答案　(1)A　E (2)C　D (3)A　F　濃氨水和NaOH固體(或生石灰，堿石灰) (4)B　D或E (5)KMnO4 2．寫出下列在生產(chǎn)、生活應(yīng)用中氣體的產(chǎn)生原理(用化學(xué)方程式表示)： (1)潛水艇和消毒呼吸面具中產(chǎn)生O2：__________________________________________。 (2)泡沫滅火器用于滅火時(shí)產(chǎn)生CO2：____________________________________________。 (3)制備消毒氣Cl2，用KMnO4代替MnO2：_______________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (2)Al2(SO4)3＋6NaHCO3===3Na2SO4＋2Al(OH)3↓＋6CO2↑ (3)2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明酸性：CH3COOH>H2CO3>H2SiO3。 ________________________________________________________________________。 答案　利用反應(yīng)：2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋H2O＋CO2↑，Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，即向Na2CO3溶液中加入醋酸，有大量氣泡(CO2)產(chǎn)生，證明醋酸酸性強(qiáng)于碳酸；將CO2氣體通入Na2SiO3溶液，有白色沉淀生成，證明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸題型1　實(shí)驗(yàn)室制備物質(zhì)與性質(zhì)探究 [xx福建理綜，25(1)(2)(3)(4)(5)]焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)一　焦亞硫酸鈉的制取 采用下圖裝置(實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置Ⅱ中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為Na2SO3＋SO2===Na2S2O5。 (1)裝置Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為________________________________________。 (2)要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是__________________________。 (3)裝置Ⅲ用于處理尾氣，可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為__________(填序號(hào))。 實(shí)驗(yàn)二　焦亞硫酸鈉的性質(zhì) Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。 (4)證明NaHSO3溶液中HSO的電離程度大于水解程度，可采用的實(shí)驗(yàn)方法是________(填序號(hào))。 a．測定溶液的pH b．加入Ba(OH)2溶液 c．加入鹽酸 d．加入品紅溶液 e．用藍(lán)色石蕊試紙檢測 (5)檢驗(yàn)Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是__________。 答案　(1)Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O(或Na2SO3＋2H2SO4(濃)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O) (2)過濾　(3)d　(4)ae (5)取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成 解析　(1)裝置Ⅰ中發(fā)生的是實(shí)驗(yàn)室制備SO2的反應(yīng)，采用的原理是強(qiáng)酸制備弱酸，故化學(xué)方程式為Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。 (2)將焦亞硫酸鈉晶體從溶液中分離出來應(yīng)該采取過濾的方法。 (3)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的尾氣主要是SO2氣體，a裝置是密閉的環(huán)境，SO2通不進(jìn)去，b裝置中食鹽水吸收SO2的效果不如d好，且易引起倒吸，c裝置濃H2SO4不吸收SO2，SO2是一種酸性氧化物，因此用NaOH溶液吸收最好，且d裝置還不易引起倒吸。 (4)HSO發(fā)生電離：HSOH＋＋SO，同時(shí)會(huì)發(fā)生水解：HSO＋H2OH2SO3＋OH－，若HSO的電離大于HSO的水解，則溶液顯酸性，故答案a、e正確。 (5)Na2S2O5中S元素的化合價(jià)為＋4價(jià)，因此在空氣中易被氧化為＋6價(jià)的SO，因此本題就轉(zhuǎn)化為SO的檢驗(yàn)，故取固體先加鹽酸酸化，排除其他離子的干擾，再加BaCl2溶液，看是否有白色沉淀產(chǎn)生即可。 有關(guān)氣體制備及連續(xù)裝置的綜合考查問題的解決方案： (1)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? (2)選擇氣體發(fā)生裝置和凈化裝置(一般：先除雜，后除水，加熱裝置放末尾。) (3)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，主要通過明顯的現(xiàn)象論證某氣體的酸堿性、氧化性、還原性等其它特殊性質(zhì)。 注意：①裝置中的空氣是否對性質(zhì)實(shí)驗(yàn)有影響；②上一個(gè)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是否對下一個(gè)實(shí)驗(yàn)有影響。 (4)若探究影響性質(zhì)的因素，首先應(yīng)確定變量，其次是“定多變一”，即其它因素不變，只改變一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關(guān)系。 (5)注意裝置最后尾氣的處理方法，常見的尾氣處理方法：吸收法、收集法、點(diǎn)燃法。 1．某化學(xué)小組在實(shí)驗(yàn)室中利用CaSO4、NH3、CO2制備(NH4)2SO4，工藝流程如下。 回答下列問題： (1)操作Ⅰ的名稱________，操作Ⅱ需要用到的儀器有鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、酒精燈、玻璃棒和________。 (2)所得母液顯酸性的原因用離子方程式表示為______________。檢驗(yàn)該溶液含有銨根離子的方法是____________________________。 (3)下列裝置能用于實(shí)驗(yàn)室制氨氣的是________(填序號(hào))。 選擇氨氣的制取裝置后，再選用下列裝置收集干燥的氨氣，并制取硫酸銨溶液，連接的順序(用接口序號(hào)字母表示)是：a接__________________________。 (4)該小組還通過實(shí)驗(yàn)研究氨氣的性質(zhì)。 利用下圖所示裝置探究NH3能否被NO2氧化(K1、K2為止水夾，夾持固定裝置略去)。 E裝置中制取NO2反應(yīng)的離子方程式是____________。A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。 若NH3能被NO2氧化全部生成無毒物質(zhì)，預(yù)期觀察到C裝置中的現(xiàn)象是____________。若此反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子0.4 mol，則消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO2________ L。 實(shí)驗(yàn)過程中，未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象。該小組同學(xué)從反應(yīng)原理的角度分析了原因，認(rèn)為可能是： ①NO2氧化性較弱，不能將NH3氧化； ②在此條件下，NH3的轉(zhuǎn)化率極低； ③________________________________________________________________________。 此實(shí)驗(yàn)裝置存在一個(gè)明顯的缺陷是____________。 答案　(1)過濾　蒸發(fā)皿、漏斗、燒杯 (2)NH＋H2ONH3H2O＋H＋ 取少量溶液于試管中，加入濃NaOH溶液，加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，若變藍(lán)，則證明含有NH (3)甲丁　degfcbh (4)Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 紅棕色消失　2.24　反應(yīng)速率慢　無尾氣處理裝置 解析　(1)從流程上，明顯看出操作Ⅰ是固液分離，因而是過濾；操作Ⅱ是先蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，再過濾。(2)母液是(NH4)2SO4的飽和溶液，溶液呈酸性的原因是NH水解。(3)甲中NH4HCO3分解產(chǎn)生的NH3、CO2、H2O中的CO2和水被堿石灰吸收，可制NH3；乙中試管口應(yīng)稍向下傾斜；丙中NH4Cl分解產(chǎn)生的NH3和HCl在試管口附近又重新化合成NH4Cl，不能產(chǎn)生NH3；丁由于NaOH固體吸水，放熱使?jié)獍彼纸猱a(chǎn)生氨氣。注意題目要求收集干燥的氨氣，必須用堿石灰干燥，收集氨氣應(yīng)“短進(jìn)長出”，最后尾氣處理時(shí)還要防倒吸。(4)NO2是紅棕色氣體被NH3還原為無毒物質(zhì)，只能是N2，可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O，NO2中的氮從＋4價(jià)變?yōu)?價(jià)，轉(zhuǎn)移0.4 mol e－，需NO2 0.1 mol。解釋C中現(xiàn)象的原因時(shí)，要留意問題要求是從“反應(yīng)原理”的角度分析。一般應(yīng)從以下三個(gè)方面，①有沒有反應(yīng)的可能性，②從平衡的角度，即轉(zhuǎn)化率，③從速率的角度。 2．硫化氫(H2S)是一種無色劇毒有臭雞蛋氣味的氣體，蛋白質(zhì)腐敗和某些生命活動(dòng)中均可以產(chǎn)生硫化氫，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科研活動(dòng)中有重要的用途。 資料：①H2S可溶于水，其水溶液叫氫硫酸，是一種二元弱酸。 ②FeS是一種不溶于水的黑褐色塊狀固體，能溶于鹽酸或稀硫酸生成H2S。 (1)某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了制取少量H2S并驗(yàn)證其性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，如下圖所示。B中盛放CuSO4溶液，C中放有濕潤的藍(lán)色石蕊試紙，D中盛放FeCl3溶液。 請回答下列問題： ①裝置A中儀器a的名稱是__________。寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式____________； ②B中有黑色沉淀產(chǎn)生，B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。工業(yè)上利用該反應(yīng)檢驗(yàn)Cu2＋的存在，并使用H2S作為除去廢水中某些重金屬離子的沉淀劑； ③D中只有淺黃色沉淀產(chǎn)生，且溶液變淺綠色。寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________。檢驗(yàn)溶液中的Fe3＋已經(jīng)反應(yīng)完全的操作過程______________。 (2)下圖是實(shí)驗(yàn)室制取氣體的常用反應(yīng)裝置。 現(xiàn)在該小組在實(shí)驗(yàn)室中要用硫化亞鐵和稀硫酸制備較大量的H2S氣體，可選擇裝置________。有同學(xué)選擇了乙，請指出采用乙裝置制取硫化氫氣體的主要缺點(diǎn)________________。 (3)為進(jìn)一步探究－2價(jià)硫的化合物與＋4價(jià)硫的化合物發(fā)生反應(yīng)的條件，該小組同學(xué)又設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)1 將等濃度的Na2S和Na2SO3溶液按體積比2∶1混合 無明顯現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)2 將H2S通入Na2SO3溶液中 未見明顯沉淀，再加入少量稀硫酸，立即產(chǎn)生大量淺黃色沉淀 實(shí)驗(yàn)3 將SO2通入Na2S溶液中 有淺黃色沉淀產(chǎn)生 ①根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，可以得出結(jié)論：在________條件下，＋4價(jià)硫的化合物可以氧化－2價(jià)硫的化合物。 ②已知：電離平衡常數(shù)：H2S　Ka1＝1.310－7；Ka2＝7.110－15 H2SO3　Ka1＝1.710－2；Ka2＝5.610－8 將SO2氣體通入H2S水溶液中直至過量，下列表示溶液pH隨SO2氣體體積變化關(guān)系示意圖正確的是________(填序號(hào))。 答案　(1)①長頸漏斗　FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑ ②CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4 ③2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋　取少量溶液置于試管中，滴加2～3滴KSCN溶液，若不變血紅色，說明Fe3＋已反應(yīng)完全 (2)丁　無法做到隨開隨用、隨關(guān)隨停，浪費(fèi)藥品，污染環(huán)境 (3)①酸性?、贑 解析　(1)②由于CuS的溶解度很小，不溶于水和強(qiáng)酸，因而H2S能與CuSO4溶液反應(yīng)；③淺黃色沉淀只能是S，溶液變淺綠色，說明Fe3＋被還原為Fe2＋。(3)②依據(jù)電離平衡常數(shù)可知H2SO3的酸性強(qiáng)。由于2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，開始一段時(shí)間pH應(yīng)升高，反應(yīng)完全后，SO2溶于水生成亞硫酸，pH逐漸下降，最終應(yīng)比原H2S水溶液的pH小，只有C符合。 題型2　實(shí)驗(yàn)室制備有機(jī)物與基本操作 (xx新課標(biāo)全國卷Ⅰ，26)乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味，實(shí)驗(yàn)室制備乙酸異戊酯的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 相對分 子質(zhì)量 密度/ (gcm－3) 沸點(diǎn)/℃ 水中 溶解性 異戊醇 88 0.812 3 131 微溶 乙酸 60 1.049 2 118 溶 乙酸異戊酯 130 0.867 0 142 難溶 實(shí)驗(yàn)步驟： 在A中加入4.4 g異戊醇、6.0 g乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2～3片碎瓷片，開始緩慢加熱A，回流50 min。反應(yīng)液冷至室溫后倒入分液漏斗中，分別用少量水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌；分出的產(chǎn)物加入少量無水MgSO4固體，靜置片刻，過濾除去MgSO4固體，進(jìn)行蒸餾純化，收集140～143 ℃餾分，得乙酸異戊酯3.9 g。 回答下列問題： (1)儀器B的名稱是________。 (2)在洗滌操作中，第一次水洗的主要目的是__________________________________， 第二次水洗的主要目的是__________________________________________________。 (3)在洗滌、分液操作中，應(yīng)充分振蕩，然后靜置，待分層后________(填標(biāo)號(hào))。 a．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的上口倒出 b．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的下口放出 c．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從下口放出 d．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口倒出 (4)本實(shí)驗(yàn)中加入過量乙酸的目的是__________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)中加入少量無水MgSO4的目的是_______________________________________。 (6)在蒸餾操作中，儀器選擇及安裝都正確的是______(填標(biāo)號(hào))。 (7)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是________(填標(biāo)號(hào))。 a．30% b．40% c．60% d．90% (8)在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)，若從130 ℃開始收集餾分，會(huì)使實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率偏____(填“高”或“低”) ，其原因是_______________________________________________________。 答案　(1)球形冷凝管　(2)洗掉大部分硫酸和醋酸 洗掉碳酸氫鈉　(3)d　(4)提高醇的轉(zhuǎn)化率　(5)干燥　(6)b　(7)c　(8)高　會(huì)收集少量未反應(yīng)的異戊醇 解析　(1)儀器B是球形冷凝管，起冷凝回流作用。 (2)第一次水洗，主要洗去大部分硫酸和醋酸，第二次水洗除去NaHCO3雜質(zhì)。 (3)乙酸異戊酯的密度小于水，在水層上方。分液時(shí)先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口倒出。 (4)該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，加入過量乙酸，能夠提高異戊醇的轉(zhuǎn)化率。 (5)加入無水MgSO4固體的目的是除去混合物中的少量水分。 (6)蒸餾操作中，需要測定餾分的溫度，所以溫度計(jì)水銀球應(yīng)放在蒸餾燒瓶的支管口處，b和c中溫度計(jì)位置均正確，但c中的冷凝裝置為球形冷凝管，它一般用作反應(yīng)裝置，主要用于冷凝回流，使反應(yīng)更徹底，故只有b項(xiàng)正確。 (7)據(jù)H2O可知，4.4 g異戊醇完全反應(yīng)消耗3.0 g乙酸，故乙酸有剩余，生成乙酸異戊酯的理論產(chǎn)量為6.5 g，故該反應(yīng)的產(chǎn)率為100%＝60%。 (8)異戊醇的沸點(diǎn)為131 ℃，蒸餾時(shí)，若從130 ℃開始收集餾分，將會(huì)有一部分未反應(yīng)的異戊醇被蒸出，使產(chǎn)率偏高。 涉及有機(jī)物制取的綜合實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)考察物質(zhì)分離中的蒸餾、分液操作，反應(yīng)條件的控制，產(chǎn)率的計(jì)算等問題。 (1)熟悉有機(jī)物制取中的典型裝置圖 ①反應(yīng)裝置 ②蒸餾裝置 (2)條件控制：①試劑加入順序；②溫度控制：主要考慮副反應(yīng)，改變反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)。 (3)產(chǎn)率計(jì)算公式：產(chǎn)率＝100%。 1．苯甲酸甲酯是一種重要的香料。其合成裝置為 ②反應(yīng)物和產(chǎn)物的部分性質(zhì)如下表所示： 沸點(diǎn)/℃ 密度/(gcm－3) 水中溶解性 苯甲酸 249 1.265 9 微溶于水 甲醇 64.6 0.791 0 易溶于水 苯甲酸甲酯 198 1.090 0 不溶于水 ③實(shí)驗(yàn)步驟如下： 步驟一：在干燥的圓底燒瓶(如圖甲)中加入12.20 g苯甲酸和12.10 mL甲醇。邊緩緩搖動(dòng)邊加入3 mL濃硫酸，再加上幾粒固體X，裝上冷凝管，加熱。 步驟二：取下圖甲所示冷凝管，在燒瓶上安裝圖乙所示的裝置，利用熱水浴加熱燒瓶；一段時(shí)間后，冷卻，將燒瓶中溶液倒入分液漏斗中，先用水洗滌，再用濃碳酸鈉溶液洗滌即得粗苯甲酸甲酯。 步驟三：將苯甲酸甲酯重新加入圖乙所示裝置中，加熱，收集一定溫度下的餾分，即得純凈的苯甲酸甲酯，質(zhì)量為8.84 g。 回答下列問題： (1)步驟一中固體X的作用是防止暴沸，X的名稱是________________________。 (2)圖甲裝置中冷凝管的作用是________________________________________。 (3)圖乙裝置中儀器A的名稱是________，儀器D的名稱是________。 (4)步驟二中熱水浴的目的是______________________，在分液漏斗中用水洗滌的目的是__________________，用碳酸鈉洗滌的目的是______________________。 (5)步驟三中收集的餾分溫度范圍為________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) a．63～66 ℃ b．197～198 ℃ c．248～250 ℃ d．>250 ℃ (6)本實(shí)驗(yàn)中，苯甲酸甲酯的產(chǎn)率為________。 答案　(1)沸石　(2)冷凝回流，提高原料利用率 (3)圓底燒瓶　錐形瓶 (4)除去產(chǎn)品中的甲醇　除去殘留的甲醇　除去苯甲酸　(5)b　(6)65% 解析　(1)由“防止暴沸”的作用可知X為沸石。(2)圖甲中的冷凝管為豎直狀態(tài)，所起作用是使反應(yīng)物和產(chǎn)物回流，提高原料利用率，減少產(chǎn)物揮發(fā)。(3)由裝置乙中儀器的作用與裝置特點(diǎn)可知A、B、C、D分別為燒瓶、溫度計(jì)、冷凝管、錐形瓶。(4)由表格中給出的反應(yīng)物和產(chǎn)物的沸點(diǎn)可知甲醇的沸點(diǎn)較低，用蒸餾的辦法可除去產(chǎn)品中的大多數(shù)甲醇；甲醇易溶于水，所以水洗滌除去的是甲醇；苯甲酸與碳酸鈉反應(yīng)生成可溶性的苯甲酸鈉。(5)產(chǎn)品精制蒸餾收集的是苯甲酸甲酯，由表格中的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知應(yīng)該收集198 ℃的餾分，故選項(xiàng)b正確。(6)甲醇過量，理論上生成的苯甲酸甲酯為12.20 g122 gmol－1136 gmol－1＝13.6 g，故產(chǎn)率為100%＝65%。 2．(xx大綱全國卷，29)苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料——納米氧化銅的重要前驅(qū)體之一。下面是它的一種實(shí)驗(yàn)室合成路線： 制備苯乙酸的裝置示意圖如右(加熱和夾持裝置等略)： 已知：苯乙酸的熔點(diǎn)為76.5 ℃，微溶于冷水，溶于乙醇。 回答下列問題： (1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL 70%硫酸。配制此硫酸時(shí)，加入蒸餾水與濃硫酸的先后順序是________________________。 (2)將a中的溶液加熱至100 ℃，緩緩滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升溫至130 ℃繼續(xù)反應(yīng)。在裝置中，儀器b的作用是____________________________________________； 儀器c的名稱是__________________________，其作用是______________________________。反應(yīng)結(jié)束后加適量冷水，再分離出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是________________________。下列儀器中可用于分離苯乙酸粗品的是________(填標(biāo)號(hào))。 A．分液漏斗 B．漏斗 C．燒杯 D．直形冷凝管 E．玻璃棒 (3)提純粗苯乙酸的方法是________________，最終得到44 g純品，則苯乙酸的產(chǎn)率是________________。 (4)用CuCl22H2O和NaOH溶液制備適量Cu(OH)2沉淀，并多次用蒸餾水洗滌沉淀，判斷沉淀洗干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是________________________________。 (5)將苯乙酸加入到乙醇與水的混合溶劑中，充分溶解后，加入Cu(OH)2攪拌30 min，過濾，濾液靜置一段時(shí)間，析出苯乙酸銅晶體，混合溶劑中乙醇的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)先加水，再加入濃硫酸　(2)滴加苯乙腈　球形冷凝管　回流(或使汽化的反應(yīng)液冷凝)　便于苯乙酸析出　BCE　(3)重結(jié)晶　95%　(4)取少量洗滌液，加入稀硝酸，再加AgNO3溶液，無白色渾濁出現(xiàn) (5)增大苯乙酸溶解度，便于充分反應(yīng) 解析　(1)稀釋濃硫酸時(shí)應(yīng)向適量蒸餾水中緩緩加入濃硫酸，防止暴沸。 (2)從苯乙酸的制備原理可知儀器b的作用是滴加苯乙腈，從冷凝管的結(jié)構(gòu)特征可判斷出c為球形冷凝管，其作用是冷凝回流。根據(jù)已知信息可知苯乙酸微溶于冷水，加入冷水使其溶解度減小，便于苯乙酸析出。苯乙酸的熔點(diǎn)為76.5 ℃，析出的苯乙酸應(yīng)為固體，分離不溶性固體與液體的常用方法為過濾，所需儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺(tái)等。 (3)粗苯乙酸中可能含有NH4HSO4等可溶性雜質(zhì)，由于苯乙酸微溶于冷水，可用重結(jié)晶的方法提純。40 g苯乙腈完全轉(zhuǎn)化為苯乙酸時(shí)可得苯乙酸136 gmol－1≈46.5 g，故苯乙酸的產(chǎn)率為100%≈95%。 (4)在制備Cu(OH)2沉淀的同時(shí)還有可溶性NaCl生成，故判斷沉淀洗干凈的方法就是檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否還含有Cl－。 (5)根據(jù)“苯乙酸微溶于冷水，溶于乙醇”，故乙醇與水的混合溶劑中的乙醇能增大苯乙酸的溶解度，便于充分反應(yīng)。 3．實(shí)驗(yàn)室用下列儀器，以乙醇、濃硫酸和溴為原料制備1,2二溴乙烷。已知1,2二溴乙烷熔點(diǎn)為9 ℃，C2H5OHCH2===CH2↑＋H2O。 2C2H5OHC2H5—O—C2H5＋H2O 　　　　　　　　　　(乙醚) (1)如果氣體流向?yàn)閺淖蟮接?，正確的連接順序是(短接口或橡皮管均已略去)：B經(jīng)A①插入A中，D接A②；A③接________接________接________接________。 (2)裝置A中反應(yīng)器的名稱為________，儀器D的名稱為________，河沙的作用為________。 (3)寫出儀器C的兩個(gè)作用：________________________________________________。 (4)溫度計(jì)水銀球的正確位置是_________________________________________________。 (5)反應(yīng)管E中加入少量水及把反應(yīng)管E置于盛有冷水的小燒杯中是因?yàn)開_______________________________________________________________________。 (6)若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2，最好用________(填正確選項(xiàng)前的字母)洗滌除去。 a．飽和亞硫酸氫鈉溶液 b．氫氧化鈉溶液 c．碘化鈉溶液 d．乙醇 (7)產(chǎn)品中可能會(huì)有的有機(jī)雜質(zhì)是______，可用________方法除去。 答案　(1)C　F　E　G　 (2)三頸燒瓶　恒壓分液漏斗　防暴沸 (3)①安全瓶防倒吸；②防止氣體通道被阻塞而發(fā)生危險(xiǎn) (4)應(yīng)插入液面以下，不接觸瓶底 (5)溴易揮發(fā)，可以減少溴因揮發(fā)造成的損失 (6)a (7)乙醚　蒸餾 解析　(1)1,2二溴乙烷熔點(diǎn)低，易阻塞導(dǎo)管，C裝置應(yīng)加在生成1,2二溴乙烷之前，若E中1,2二溴乙烷凝固阻塞導(dǎo)管，C中直導(dǎo)管液面上升，則立即停止實(shí)驗(yàn)，在制取的CH2===CH2氣體中可能含有SO2氣體，需先除去。(4)溫度計(jì)是用來測定反應(yīng)液溫度的，因而要插入液面以下，但不能接觸瓶底。(5)由于液溴易揮發(fā)，常用水液封。(6)1,2二溴乙烷能與NaOH反應(yīng)，b不可用；c會(huì)生成I2溶在1,2二溴乙烷中；d中乙醇與1,2二溴乙烷互溶。(7)在制取乙烯時(shí)，乙醇分子間脫水會(huì)生成乙醚。 題型3　組成成分探究及測定 (xx北京理綜，27)碳、硫的含量影響鋼鐵性能，碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定。 (1)采用裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。 ①氣體a的成分是________________。 ②若鋼樣中硫以FeS形式存在，A中反應(yīng)：3FeS＋5O21________＋3________。 (2)將氣體a通入測硫裝置中(如右圖)，采用滴定法測定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化學(xué)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溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：________。 (3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖)，采用重量法測定碳的含量。 ①氣體a通過B和C的目的是_______________________________________________。 ②計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是___________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)①SO2、CO2、O2?、贔e3O4　SO2 (2)①H2O2＋SO2===H2SO4　② (3)①排除SO2對CO2測定的干擾?、贑O2吸收瓶吸收CO2前、后的質(zhì)量 解析　(1)①鋼樣(含有鐵、碳、硫)在高溫下與O2反應(yīng)，除生成CO2、SO2外，還有剩余的O2，故氣體a中含有CO2、SO2、O2。 ②該反應(yīng)中，S元素由－2價(jià)被氧化為＋4價(jià)，即生成SO2，再結(jié)合元素守恒及元素的化合價(jià)升降總數(shù)相等，配平該反應(yīng)方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。 (2)①H2O2具有強(qiáng)氧化性，SO2具有強(qiáng)還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2SO4，化學(xué)方程式為H2O2＋SO2===H2SO4。 ②消耗1 mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y g，則消耗z mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yz g，那么鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為＝。 (3)①裝置B中活性MnO2將SO2氧化。裝置C中K2Cr2O7濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性，用于吸收氣體a中的SO2，防止SO2進(jìn)入CO2吸收瓶，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ②實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測定實(shí)驗(yàn)前后CO2吸收瓶的質(zhì)量變化，從而確定CO2的質(zhì)量，繼而求出鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 定量實(shí)驗(yàn)解答過程中“五大”注意問題 常見的定量測定實(shí)驗(yàn)包括混合物成分的測定、物質(zhì)純度的測定等。該類試題常涉及物質(zhì)的稱量、物質(zhì)的分離與提純、中和滴定等實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)過程中或問題解答中要特別注意以下五個(gè)問題： (1)氣體體積的測量是考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對于氣體體積的測量讀數(shù)時(shí)要特別注意消除“壓強(qiáng)差”和讀數(shù)誤差，如保持液面相平，還要注意視線與凹液面最低處相平。 (2)測定實(shí)驗(yàn)中還要注意消除干擾氣體的影響，如可利用“惰性”氣體(指與反應(yīng)中涉及到的物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)的氣體)將裝置中的干擾氣體排出等。 (3)使被測量氣體全部被測量，如可采取反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)向裝置中通入惰性氣體以使被測量氣體全部被吸收劑吸收。 (4)測定固體物質(zhì)的質(zhì)量一般要注意以下幾個(gè)小問題：①被稱量的固體是否純凈(如果是沉淀，是否洗滌)、干燥；②對特殊藥品應(yīng)在何種容器中稱量(如易潮解的NaOH要在小燒杯中稱量，而不能放在紙上稱量)等。 (5)操作失誤的誤差分析，儀器使用不規(guī)范的誤差分析等，特別是對精密儀器的使用，如容量瓶、滴定管等。此外，需要特別說明的是在滴定實(shí)驗(yàn)中的錐形瓶和在一定物質(zhì)的量濃度溶液配制實(shí)驗(yàn)中的容量瓶只要潔凈即可，不必要干燥。 1．有難溶于水的粉末狀固體樣品，可能含Al、Fe2O3、Cu2O、SiO2、Fe3O4中的一種或幾種。研究小組通過實(shí)驗(yàn)確定樣品的成分。 查閱資料知： ①Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O； ②部分氫氧化物在溶液中沉淀的pH見下表： 物質(zhì) Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 開始沉淀的pH 1.8 6.3 5.2 完全沉淀的pH 3.0 8.3 6.7 注：金屬離子的起始濃度為0.1 molL－1 實(shí)驗(yàn)步驟： Ⅰ.取一定量樣品于燒杯中，加足量NaOH溶液，有氣體產(chǎn)生，過濾得固體A和無色溶液B； Ⅱ.向B中加入稀硫酸，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加稀硫酸至過量，白色沉淀完全溶解； Ⅲ.向A中加入足量稀硫酸并微熱，固體完全溶解，得溶液C； Ⅳ.向C中加入NaClO，調(diào)節(jié)溶液的pH至4～5，產(chǎn)生紅褐色沉淀，過濾得到藍(lán)綠色溶液D； Ⅴ.向D中加入NaOH，調(diào)節(jié)溶液的pH到7～8，產(chǎn)生藍(lán)色絮狀沉淀。 請回答下列問題。 (1)Ⅰ中產(chǎn)生氣體的離子方程式為__________________。 (2)由Ⅰ、Ⅱ知，原樣品中一定不存在的物質(zhì)是________。 (3)溶液C中除H＋、Cu2＋外一定還含有的陽離子是__________；為驗(yàn)證溶液C中存在該陽離子，可選用的試劑及對應(yīng)的現(xiàn)象是__________________。 (4)Ⅳ中加NaClO的目的是______________。 (5)由上述實(shí)驗(yàn)可以獲得結(jié)論：原樣品所有可能的成分組合為____________；________________。(用化學(xué)式表示、任寫兩種即可) 答案　(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (2)SiO2　(3)Fe2＋　向酸性KMnO4溶液中滴加待測液，酸性KMnO4溶液褪色(或向待測液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出現(xiàn)藍(lán)色沉淀) (4)將Fe2＋氧化成Fe3＋，增大溶液的pH使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀。 (5)組合1：Al、Fe2O3、Cu2O　組合2：Al、Cu2O、Fe3O4　組合3：Al、Fe2O3、Cu2O、Fe3O4 解析?、?能與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生氣體的只有Al。Ⅱ.加入稀硫酸產(chǎn)生白色沉淀，且能完全溶解，白色沉淀是Al(OH)3，不含H2SiO3，說明原混合物中一定沒有SiO2。Ⅳ、Ⅴ中的現(xiàn)象說明Ⅲ所得溶液C中含有Cu2＋，原物質(zhì)中一定有Cu2O，但Cu2O與稀硫酸反應(yīng)有固體銅生成，要使溶液中的固體完全溶解，必然還會(huì)有產(chǎn)生Fe3＋的物質(zhì)，因而Fe2O3和Fe3O4至少有一種。溶液C中除含H＋、Cu2＋、Fe2＋外還可能含有Fe3＋，因而檢驗(yàn)Fe2＋要用酸性KMnO4溶液。注意：此處不能選KSCN和氯水。 2．(xx全國新課標(biāo)高考?jí)狠S卷)實(shí)驗(yàn)室用下列方法測定某水樣中O2的含量。 (1)實(shí)驗(yàn)原理 用如圖所示裝置，使溶解在水中的O2在堿性條件下將Mn2＋氧化成MnO(OH)2，反應(yīng)的離子方程式為____________________。 再用I－將生成的MnO(OH)2還原為Mn2＋，反應(yīng)的離子方程式為MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I(xiàn)2＋3H2O。然后用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟 ①打開止水夾a和b，從A處向裝置內(nèi)鼓入過量N2，此操作的目的是________； ②用注射器抽取某水樣20.00 mL從A處注入錐形瓶； ③再分別從A處注入含m mol NaOH溶液及過量的MnSO4溶液； ④完成上述操作后，關(guān)閉a、b，將錐形瓶中溶液充分振蕩； ⑤打開止水夾a、b，分別從A處注入足量NaI溶液及含n mol H2SO4的硫酸溶液； ⑥重復(fù)④的操作； ⑦取下錐形瓶，向其中加入2～3滴________作指示劑； ⑧用0.005 molL－1 Na2S2O3滴定至終點(diǎn)。 (3)數(shù)據(jù)分析 ①若滴定過程中消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為3.90 mL，則此水樣中氧(O2)的含量為________(單位：mgL－1)。 ②若未用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管，則測得水樣中O2的含量將________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。 ③實(shí)驗(yàn)要求加入適量的H2SO4使溶液接近中性，其原因是____________________。 答案　(1)2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2 (2)①趕走裝置內(nèi)的空氣，避免空氣中O2的干擾?、叩矸廴芤? (3)①7.8 mgL－1?、谄蟆、廴魤A過量，則MnO(OH)2不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)镸n2＋，而酸過量時(shí)，滴定過程中Na2S2O3可與酸反應(yīng) 解析　(3)根據(jù)得失電子守恒，結(jié)合已知方程式可得關(guān)系式： O2→2MnO(OH)2→2I2→4Na2S2O3 故水樣中O2的含量為 ＝7.8 mgL－1。 3．為測定某碳酸氫鈉樣品的純度(含有少量氯化鈉)，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)提出下列實(shí)驗(yàn)方案： 甲方案：沉淀法 乙方案：重量法 丙方案：氣體體積法 丁方案：滴定法 (已知：每個(gè)方案均稱取m1 g樣品) 繼而進(jìn)行下列判斷和實(shí)驗(yàn)： (1)甲方案用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： ①實(shí)驗(yàn)過程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝?。其作用除了可攪拌B、C中的反應(yīng)物外，還有__________。 ②C中反應(yīng)生成BaCO3的化學(xué)方程式是__________。 ③下列各項(xiàng)措施中，不能提高測定準(zhǔn)確度的是________。 a．在加入鹽酸之前，應(yīng)排盡裝置內(nèi)的CO2氣體 b．滴加鹽酸不宜過快 c．在A、B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置 d．在B、C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置 (2)乙方案用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： ①A裝置中NaOH溶液的作用是____________，若直接向試樣溶液中鼓入空氣會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果__________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)； ②該方案需直接測定的物理量是________。 (3)丙方案用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： ①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，量氣管中加入的液體X為______溶液； ②使Y形管中的硫酸溶液與試樣反應(yīng)的正確操作是將________轉(zhuǎn)移到________中； ③反應(yīng)完畢，每間隔1 min讀取氣體體積、氣體體積逐漸減小，直至不變。氣體體積逐次減小的原因是__________________(排除儀器和實(shí)驗(yàn)操作的影響因素)； ④通過實(shí)驗(yàn)，測得該試樣中碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是________。 a．測定氣體體積時(shí)未冷卻至室溫 b．測定氣體體積時(shí)水準(zhǔn)管的液面高于量氣管的液面 c．Y形管中留有反應(yīng)生成的氣體 d．氣體進(jìn)入量氣管前未用濃硫酸干燥 (4)丁方案為稱取m1 g樣品，配成100 mL溶液，取出20 mL，用c molL－1的標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定至終點(diǎn)，平行測定三次，有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表，則該試樣中碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為________。 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 待測液 體積(mL) 標(biāo)準(zhǔn)液體積(mL) 滴定前讀數(shù) 終點(diǎn)時(shí)讀數(shù) 1 20.00 0.00 30.02 2 20.00 0.20 33.80 3 20.00 1.40 31.38 答案　(1)①把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收　②CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O?、踓d (2)①吸收空氣中的CO2酸性氣體等　偏高　②裝置C反應(yīng)前后的質(zhì)量 (3)①飽和碳酸氫鈉?、谠嚇印×蛩帷、鄯磻?yīng)放熱，氣體冷卻過程中體積減小?、躡 (4)100% 解析　(1)③在加入鹽酸之前，應(yīng)排盡裝置內(nèi)的CO2氣體，否則會(huì)影響測量結(jié)果；滴加鹽酸不宜過快，以保證生成的CO2完全被吸收。在A、B之間不必增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，因?yàn)檎麄€(gè)裝置中不需要干燥，水蒸氣不會(huì)影響CO2的吸收。在B、C之間不必增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置，因?yàn)镃瓶中有足量Ba(OH)2，可以吸收CO2中的HCl，而不影響CO2的吸收，也不影響沉淀生成量，所以不需要除去CO2中的HCl，選c、d。 (2)①本方案是通過碳酸氫鈉與硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，再用堿石灰吸收二氧化碳，通過二氧化碳的質(zhì)量求碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故應(yīng)排除空氣中二氧化碳的干擾，否則空氣中的二氧化碳被吸收會(huì)導(dǎo)致測定結(jié)果偏高；②需要直接測定的物理量是裝置C反應(yīng)前后的質(zhì)量，其質(zhì)量差即為二氧化碳的質(zhì)量。 (3)①二氧化碳能溶于水，用飽和碳酸氫鈉溶液可以降低二氧化碳的溶解度，減小實(shí)驗(yàn)誤差；②使試樣進(jìn)入硫酸中讓其發(fā)生反應(yīng)。這樣硫酸就可以充分反應(yīng)，如果反過來，硫酸不可能全部轉(zhuǎn)移到左邊；③反應(yīng)完畢時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)則氣體體積減少，又排除了儀器和實(shí)驗(yàn)操作的影響，只能從氣體本身角度思考，聯(lián)想到該反應(yīng)是放熱的，就可以想到氣體冷卻了；④a項(xiàng)會(huì)使測定結(jié)果偏高；b項(xiàng)氣體壓強(qiáng)大于大氣壓，會(huì)使測定的體積偏小，導(dǎo)致碳酸氫鈉的測定結(jié)果偏低；c項(xiàng)，原Y形管內(nèi)有空氣，后留有反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；本題是用排飽和NaHCO3溶液測定氣體體積，不需要干燥，d項(xiàng)無影響。選項(xiàng)b正確。 (4)根據(jù)化學(xué)方程式：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，可知反應(yīng)消耗的鹽酸與碳酸氫鈉的物質(zhì)的量相等。在滴定實(shí)驗(yàn)中，為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度和可靠性，消除實(shí)驗(yàn)過程中的偶然誤差，往往需進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，對平行實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，必須進(jìn)行合理的取舍，舍棄離群值，在去掉了離群值后，其他比較集中的數(shù)據(jù)在中學(xué)階段一般用算術(shù)平均值的方法來對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。分析可知數(shù)據(jù)2為離群值，舍去。數(shù)據(jù)1和3的平均值為30.00 mL，因此碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w(NaHCO3)＝100%。 題型4　反應(yīng)原理的探究 (xx安徽理綜，28) 某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測量容器中的壓強(qiáng)變化。 (1)請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)： 編號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 碳粉/g 鐵粉/g 醋酸/% ① 為以下實(shí)驗(yàn)作參照 0.5 2.0 90.0 ② 醋酸濃度的影響 0.5 36.0 ③ 0.2 2.0 90.0 (2)編號(hào)①實(shí)驗(yàn)測得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2。t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了________腐蝕，請?jiān)趫D3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)方向；此時(shí)，碳粉表面發(fā)生了________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是______________________________。 (3)該小組對圖2中0～t1時(shí)壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二： 假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體； 假設(shè)二：________________________________________________________________________； …… (4)為驗(yàn)證假設(shè)一，某同學(xué)設(shè)計(jì)了檢驗(yàn)收集的氣體中是否含有H2的方案。請你再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)一，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)： 答案　(1)②2.0?、厶挤酆康挠绊? (2)吸氧　　還原　2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O) (3)反應(yīng)放熱，溫度升高 (4)①藥品用量和操作同編號(hào)①實(shí)驗(yàn)(多孔橡皮塞增加進(jìn)、出導(dǎo)管)； ②通入氬氣排凈瓶內(nèi)空氣； ③滴入醋酸溶液，同時(shí)測量瓶內(nèi)壓強(qiáng)變化(也可測溫度變化、檢驗(yàn)Fe2＋等)。如果瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，假設(shè)一成立。否則假設(shè)一不成立。(本題屬于開放性試題，答案合理即可) 解析　(1)本題采用“控制變量法”進(jìn)行研究，即保持其他條件相同，只考慮其中一個(gè)因素對實(shí)驗(yàn)的影響。探究醋酸濃度對電化學(xué)腐蝕的影響時(shí)，應(yīng)保證碳粉和鐵粉的質(zhì)量與參照實(shí)驗(yàn)相同，因此實(shí)驗(yàn)②中鐵粉為2.0 g；對比實(shí)驗(yàn)①和③可知，鐵粉的質(zhì)量及醋酸的濃度相同，而碳粉的質(zhì)量不同，顯然探究的是碳粉的含量對鐵的電化學(xué)腐蝕的影響。 (2)當(dāng)鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，由于生成H2，容器的壓強(qiáng)不斷增大，而發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，由于消耗O2，容器的壓強(qiáng)不斷減小，t2時(shí)容器的壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，說明鐵發(fā)生了吸氧腐蝕，此時(shí)Fe作負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；碳粉作正極，O2在其表面得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)。 (3)Fe發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，放出熱量，使體系的溫度升高。 (4)參照實(shí)驗(yàn)①中藥品的用量及操作方法，更換多孔橡皮塞，增加進(jìn)、出氣導(dǎo)管，并通入稀有氣體，排出空氣，滴加醋酸溶液，同時(shí)測量瓶內(nèi)壓強(qiáng)的變化、溫度變化等，確定猜想一是否成立。 化學(xué)反應(yīng)原理探究題易錯(cuò)的“4”個(gè)問題 (1)評價(jià)實(shí)驗(yàn)過程中忽視反應(yīng)條件設(shè)置與控制；回答問題時(shí)遺漏某一限制條件；易造成想當(dāng)然或默認(rèn)某些條件等錯(cuò)誤。 (2)實(shí)驗(yàn)探究中易將待探究的結(jié)果當(dāng)成已知內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，造成明確的探究指向。 (3)實(shí)驗(yàn)探究過程中提出的假設(shè)不夠完整，遺漏某種情況；有時(shí)也會(huì)在方案設(shè)計(jì)中遺漏某一種可能，造成方案不完整，或非此即彼的情況。 (4)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路中從已知數(shù)據(jù)中找不到合理的規(guī)律，無法將綜合實(shí)驗(yàn)解答完整。 1．某同學(xué)清洗銀鏡實(shí)驗(yàn)后試管內(nèi)壁上的銀并探究其中的反應(yīng)原理，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。 (1)用稀硝酸可以清洗試管內(nèi)壁上的銀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。 (2)為消除(1)中所產(chǎn)生的污染問題，改為如下實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 操作 現(xiàn)象 Ⅰ 劇烈反應(yīng)，有大量無色氣體產(chǎn)生，該氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃；反應(yīng)停止后，試管內(nèi)壁上的銀全部溶解，得到澄清液體a ①該同學(xué)由現(xiàn)象推測H2O2將Ag氧化為Ag＋，但通過實(shí)驗(yàn)排除了這種可能性。他的操作及現(xiàn)象是：取實(shí)驗(yàn)Ⅰ所得液體于試管中，______________； ②經(jīng)查閱資料，發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)Ⅰ中銀鏡溶解后經(jīng)一系列反應(yīng)，最后產(chǎn)物為Ag，但是因?yàn)轭w粒很小(直徑在1～100 nm 間)分散在液體中，肉眼無法識(shí)別。該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了a中存在直徑在1～100 nm間的顆粒。他的操作及現(xiàn)象是：________________； ③寫出實(shí)驗(yàn)Ⅰ的化學(xué)方程式：______________。 (3)進(jìn)一步探究銀的化合物在H2O2分解反應(yīng)中的作用，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 操作 現(xiàn)象 Ⅱ 振蕩，溶液無明顯現(xiàn)象 Ⅲ 劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量無色氣體，同時(shí)在試管底部仍有少量黑色固體 ①實(shí)驗(yàn)Ⅱ的目的是____________； 根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ的現(xiàn)象提出假設(shè)： 假設(shè)1：Ag2O在H2O2分解反應(yīng)中作氧化劑； 假設(shè)2：Ag2O在H2O2分解反應(yīng)中作催化劑。 ②若假設(shè)1成立，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________； ③結(jié)合所給試劑，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)證明假設(shè)1，并將表格填寫完整。 可選試劑：1 molL－1鹽酸、0.1 molL－1氨水、1 molL－1 NaOH溶液 實(shí)驗(yàn)步驟和操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論 取3 mL 10% H2O2在試管中，加入少量Ag2O，充分反應(yīng)后，__________ 答案　(1)3Ag＋4HNO3===3AgNO3＋NO↑＋2H2O (2)①加入稀鹽酸(或NaCl溶液)后振蕩，沒有產(chǎn)生白色沉淀 ②用一束光照射液體a，產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象 ③2H2O2O2↑＋2H2O (3)①證明Ag＋對H2O2分解反應(yīng)無作用 ②H2O2＋Ag2O===2Ag＋O2↑＋H2O ③步驟和操作：加入足量0.1 molL－1氨水 現(xiàn)象及結(jié)論：若固體仍有剩余，則假設(shè)1成立；若固體完全溶解，則假設(shè)1不成立。 2．鋁及鋁合金經(jīng)過陽極氧化，鋁表面能生成幾十微米厚的氧化鋁膜。某研究性學(xué)習(xí)小組對鋁表面氧化膜的保護(hù)作用展開了研究，他們查閱有關(guān)資料得知：盡管鋁表面致密的氧化膜能使鋁與其周圍的介質(zhì)(如空氣、水等)隔絕，對鋁制品起到保護(hù)作用，但鋁制容器仍不能長期盛放或腌制咸菜。該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)以探究其中的原因。他們的實(shí)驗(yàn)過程如下所示： 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 實(shí)驗(yàn)過程 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 1 取一小片鋁片于試管中，加入2 mL 1.0 molL－1鹽酸 30 s時(shí)開始有少量氣泡，然后產(chǎn)生氣泡的速率逐漸加快，最后鋁片消失 2 取一小片鋁片于試管中，加入2 mL 0.5 molL－1硫酸 55 s時(shí)開始有少量氣泡，然后產(chǎn)生氣泡的速率逐漸加快，最后鋁片消失 3 取一小片鋁片于試管中，加入氯化銅稀溶液 3 min左右表面產(chǎn)生少量氣泡，且鋁表面析出一些紅色固體 4 取一小片鋁片于試管中，加入硫酸銅稀溶液 一直沒有明顯的變化 (1)你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)1、2中鹽酸和硫酸的濃度分別為1.0 molL－1、0.5 molL－1的原因是__________________________________。 (2)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你認(rèn)為鋁制容器不能長期盛放或腌制咸菜的原因是__________________________________________________。 答案　(1)保持兩溶液中H＋的濃度相同，對比Cl－和SO對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的不同影響　(2)腌制咸菜加入食鹽帶入的Cl－和腌制過程中產(chǎn)生的酸會(huì)腐蝕鋁質(zhì)容器表面的氧化膜，破壞容器，也引入Al3＋，影響人的身體健康 解析　對比1、3實(shí)驗(yàn)可知H＋的濃度影響氧化膜的溶解，4實(shí)驗(yàn)說明氧化膜的溶解與SO無關(guān)。兩種酸采用不同的濃度是為了保持H＋的濃度相同。腌制咸菜時(shí)會(huì)產(chǎn)生酸，同時(shí)有氯離子存在，會(huì)使鋁的氧化膜溶解，從而引入Al3＋，影響人的身體健康。 3．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在獲得了如下資料的情況下，利用下面的裝置來探究二氧化氮與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)的產(chǎn)物及反應(yīng)的機(jī)理。 資料：①亞硝酸是一種弱酸，酸性較碳酸酸性強(qiáng)； ②亞硝酸不穩(wěn)定，很易分解