考纲能根据试题要求设计评价或改进实验方案.ppt

 【【考纲下载考纲下载】】1．能根据．能根据试题要求要求设计、、评价或改价或改进实验方案．方案．2．了解控制．了解控制实验条件的方法．条件的方法．3．能分析或．能分析或处理理实验数据得出合理数据得出合理结论．．4．能．能绘制和制和识别典型的典型的实验仪器装置器装置图．．5．．实验知知识和技能的和技能的综合合应用．用．【【考情上线考情上线】】1.以科技、生以科技、生产、生活中的新材料、生活中的新材料为载体，考体，考查实验 评价、价、误差分析和定量差分析和定量计算等方面的能力．算等方面的能力．2．通．通过对课本本实验的改的改进，考，考查分析、解决分析、解决问题的的 能力，以及学生思能力，以及学生思维的灵活性．的灵活性．3．．结合合实验方案的方案的设计与与评价，考价，考查选择组装装仪器器 的能力及的能力及绘制制简单装置装置图的能力．的能力．1.化学实验方案设计的思路化学实验方案设计的思路2．化学实验设计时遵循的原则．化学实验设计时遵循的原则(1)科学性：实验原理准确，实验流程合理．科学性：实验原理准确，实验流程合理．(2)安全性：保护人身、保护环境、保护仪器．安全性：保护人身、保护环境、保护仪器．(3)可行性：条件允许，效果明显，操作方便．可行性：条件允许，效果明显，操作方便．(4)简约性：做到步骤少、时间短、节省药品、效果好等简约性：做到步骤少、时间短、节省药品、效果好等 基本要求．基本要求．3．实验设计的步骤．实验设计的步骤(1)明确目的、原理明确目的、原理 首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有 哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、 分析，从而明确实验原理．分析，从而明确实验原理．(2)选择仪器、药品选择仪器、药品 根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、 反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器、 反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选 择合理的化学仪器和药品．择合理的化学仪器和药品．(3)设计装置、步骤设计装置、步骤 根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出 合理的实验装置和实验操作步骤．学生应具备识别和绘制合理的实验装置和实验操作步骤．学生应具备识别和绘制 典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明．典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明．(4)记录现象、数据记录现象、数据 根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据．根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据．(5)分析得出结论分析得出结论 根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、 推理等处理，得出正确的结论．推理等处理，得出正确的结论．4．设计方案时思考实验顺序的选择．设计方案时思考实验顺序的选择(1)思考问题的顺序思考问题的顺序 ①围绕主要问题思考．例如选择适当的实验路线、方围绕主要问题思考．例如选择适当的实验路线、方 法，所用药品、仪器简单易得，实验过程快速、安全，法，所用药品、仪器简单易得，实验过程快速、安全， 实验现象明显．实验现象明显． ②思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问 题．例如制取在空气中易水解的物质题．例如制取在空气中易水解的物质(如如Al2S3、、AlCl3、、 Mg3N2等等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个 干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入．干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入．③思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联系．例如涉及气体的制取和处理，对课本实验比较、联系．例如涉及气体的制取和处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生发生→除杂除杂→干燥干燥→主体实验主体实验→尾气处理．尾气处理．(2)仪器连接的顺序仪器连接的顺序 ①所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用．所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用． ②仪器是否齐全．例如制有毒气体及涉及有毒气体的实仪器是否齐全．例如制有毒气体及涉及有毒气体的实 验是否有尾气吸收装置．验是否有尾气吸收装置． ③安装顺序是否合理．例如是否安装顺序是否合理．例如是否遵循遵循““自下而上，从左自下而上，从左 到右到右””的原则；在气体净化时不应干燥后，又经水溶液的原则；在气体净化时不应干燥后，又经水溶液 洗气．洗气． ④仪器间连接顺序是否正确．例如洗仪器间连接顺序是否正确．例如洗气时气时““进进气管长，气管长， 出气管短出气管短””；干燥管除杂质；干燥管除杂质时时““大口进，小口出大口进，小口出””等．等．(3)实验操作的顺序实验操作的顺序 ①连接仪器．按气体发生连接仪器．按气体发生→除杂质除杂质→干燥干燥→主体实验主体实验→尾尾 气处理顺序连接好实验仪器．气处理顺序连接好实验仪器． ②检查气密性．在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的检查气密性．在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的 气密性，然后装入药品．检查气密性的方法要依装置而定．气密性，然后装入药品．检查气密性的方法要依装置而定． ③装药品，进行实验操作．装药品，进行实验操作．5．实验设计的注意事项．实验设计的注意事项(1)药品和装置是部分或刚好给出还是有剩余药品和装置是部分或刚好给出还是有剩余 若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有 剩余，则应进行筛选和淘汰．剩余，则应进行筛选和淘汰．(2)题目条件有无特殊要求题目条件有无特殊要求 如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑 反应原理、选择药品和装置、确定操作步骤都作了限定，反应原理、选择药品和装置、确定操作步骤都作了限定， 必须高度重视．必须高度重视．(3)实验过程中的隐蔽性操作实验过程中的隐蔽性操作 如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不 可少的，但容易被忽略．可少的，但容易被忽略．(4)药品的规格药品的规格 有些题目要求指出药品的名称，如有些药品的准确描述有些题目要求指出药品的名称，如有些药品的准确描述 为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫 酸、饱和酸、饱和NaHCO3溶液、溶液、NaOH溶液等．此外也应注意某些溶液等．此外也应注意某些 仪器的规格．仪器的规格． 设计实验时尽量做到：仪器简单、操作方便、药品易得、设计实验时尽量做到：仪器简单、操作方便、药品易得、节省试剂、现象明显、安全防污．节省试剂、现象明显、安全防污． (2009·梅州模拟梅州模拟)某化学研究小组通过网上查找某化学研究小组通过网上查找资料发现，资料发现，Cl2的制取有下列不同方案：的制取有下列不同方案： a方案：加热条件下二氧化锰与浓盐酸反应制得方案：加热条件下二氧化锰与浓盐酸反应制得Cl2 b方案：浓盐酸与氯酸钾固体反应制得方案：浓盐酸与氯酸钾固体反应制得Cl2 c方案：电解饱和食盐水法制得方案：电解饱和食盐水法制得Cl2现实验室有如下几种供选择的仪器来制取现实验室有如下几种供选择的仪器来制取Cl2：： (1)用上述仪器不能实现的方案为用上述仪器不能实现的方案为________．不考虑固．不考虑固定装置的仪器，可行但缺仪器的方案是定装置的仪器，可行但缺仪器的方案是________，所缺的，所缺的仪器是仪器是________．． (2)若按若按b方案制方案制Cl2，发生反应的化学方程式为，发生反应的化学方程式为________________________，要制取并收集纯净的，要制取并收集纯净的Cl2(允许允许含有少量水蒸气或空气含有少量水蒸气或空气)，须使用到上述仪器中的，须使用到上述仪器中的(按气流从按气流从左到右的流向顺序列出左到右的流向顺序列出)________________________(填填A、、B、、C…………)．． (3)若要设计联合实验探究氯气的漂白原理，画出从制备若要设计联合实验探究氯气的漂白原理，画出从制备装置中产生氯气后应连接的装置装置中产生氯气后应连接的装置(画出装置图并注明所使用画出装置图并注明所使用的试剂或用品的试剂或用品)．． [解析解析]　　本题以课本本题以课本Cl2的实验室制法为基础，综合考的实验室制法为基础，综合考查实验方案的设计，包括化学反应原理，仪器的连接、性质查实验方案的设计，包括化学反应原理，仪器的连接、性质实验探究等多方面内容．实验探究等多方面内容． (1)c方案中需要电解装置．方案中需要电解装置．a方案中需要酒精灯加热．方案中需要酒精灯加热． (2)利用排饱和食盐水法利用排饱和食盐水法 (3)Cl2本身无漂白性，与水反应生成的本身无漂白性，与水反应生成的HClO才有漂白性，才有漂白性，所以先用浓硫酸干燥所以先用浓硫酸干燥Cl2，然后证明干燥，然后证明干燥Cl2无漂白性，最后无漂白性，最后再证明湿润的再证明湿润的Cl2有漂白性，最后用氢氧化钠溶液吸收多余的有漂白性，最后用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气．氯气．[答案答案]　　 　　(1)c　　a　酒精灯　酒精灯(2)6HCl(浓浓)＋＋KClO3 === === KCl＋＋3Cl2↑＋＋3H2OE→D(3)1．下图是某化学研究性学习小组设计的铜与稀硝酸反应的．下图是某化学研究性学习小组设计的铜与稀硝酸反应的 两个实验装置图．其中装置两个实验装置图．其中装置ⅠⅠ为甲同学设计．为甲同学设计．请回答下列问题：请回答下列问题：(1)铜与稀硝酸反应的离子方程式为铜与稀硝酸反应的离子方程式为__________________________________________．．(2)乙同学认为装置乙同学认为装置ⅠⅠ中收集的气体不能确定铜与稀硝酸反中收集的气体不能确定铜与稀硝酸反应生成的是应生成的是NO气体，理由是气体，理由是______________________________．于是他设计装置．于是他设计装置ⅡⅡ，，其中装铜片的是气球．其中装铜片的是气球．(3)如何检验装置如何检验装置ⅡⅡ的气密性的气密性__________________________________________．．(4)该化学研究性学习小组的其他同学对上述实验进行了研该化学研究性学习小组的其他同学对上述实验进行了研究，认为装置究，认为装置ⅡⅡ虽然作了改进，但如果按装置虽然作了改进，但如果按装置ⅡⅡ进行实验，进行实验，还是会出现三个问题，需要作相应改进措施还是会出现三个问题，需要作相应改进措施.请你帮助他们请你帮助他们填写相关内容填写相关内容.问题一：问题一：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.措施：加热或措施：加热或　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.问题二：试管中的气体是淡棕红色，而不是无色问题二：试管中的气体是淡棕红色，而不是无色.措施：措施：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填具体填具体操作，不能增加装置操作，不能增加装置).问题三：问题三：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.措施：措施：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.解析：解析： (4)问题一：反应速率较慢问题一：反应速率较慢.相应改进措施为加热或将铜相应改进措施为加热或将铜片改为片改为Cu粉粉.问题二：试管中的气体是淡棕红色，而不是无色，问题二：试管中的气体是淡棕红色，而不是无色，原因是装置中含有空气，空气中的氧气与原因是装置中含有空气，空气中的氧气与NO作用生成了作用生成了NO2.相应改进措施为先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装相应改进措施为先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球有铜片的小气球.答案：答案： (1)3Cu＋＋8H＋＋＋＋ === === 3Cu2＋＋＋＋2NO↑＋＋4H2O(2)因为因为NO2与水反应也可产生与水反应也可产生NO：：3NO2＋＋H2O === === 2HNO3＋＋NO，故不能证明生成的，故不能证明生成的NO气体是来自于铜与稀硝酸反应气体是来自于铜与稀硝酸反应(3)关闭夹子，用酒精灯稍加热试管，气球鼓起，撤掉酒精关闭夹子，用酒精灯稍加热试管，气球鼓起，撤掉酒精灯后，气球恢复原貌，表明装置不漏气灯后，气球恢复原貌，表明装置不漏气(或其他合理答案或其他合理答案)(4)反应速率较慢　将铜片改为反应速率较慢　将铜片改为Cu粉粉先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球实验会造成空气污染实验会造成空气污染连接导管，将导管插入装有连接导管，将导管插入装有NaOH溶液的试管，并向试管中持溶液的试管，并向试管中持续通入空气续通入空气(其他合理答案只要问题与措施一致即可其他合理答案只要问题与措施一致即可) 对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断与不准确做出判断.要考虑是否完全合理、有无干扰现象、要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等经济上是否合算和对环境有无污染等.1.从可行性方面对实验方案做出评价从可行性方面对实验方案做出评价 科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对 实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行， 实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求，在实际操实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求，在实际操 作时能否做到可控易行作时能否做到可控易行.评价时，从以下评价时，从以下4个方面分析：个方面分析：(1)实验原理是否正确、可行；实验原理是否正确、可行；(2)实验操作是否安全、合理；实验操作是否安全、合理；(3)实验步骤是否简单、方便；实验步骤是否简单、方便；(4)实验效果是否明显等实验效果是否明显等.2.从从““绿色化学绿色化学””视角对实验方案做出评价视角对实验方案做出评价 ““绿色化学绿色化学””要求设计安全的、对环境友好的合成线路，要求设计安全的、对环境友好的合成线路， 降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害， 减少废弃物的产生和排放减少废弃物的产生和排放.据此，对化学实验过程或方据此，对化学实验过程或方 案从以下案从以下4个方面进行综合评价：个方面进行综合评价：(1)反应原料是否易得、安全、无毒；反应原料是否易得、安全、无毒；(2)反应速率是否较快；反应速率是否较快；(3)原料利用率以及生成物质的产率是否较高；原料利用率以及生成物质的产率是否较高；(4)实验过程中是否造成环境污染实验过程中是否造成环境污染.3.从从““安全性安全性””方面对实验方案做出评价方面对实验方案做出评价 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；(2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如如H2还原还原CuO应先应先 通通H2，气体点燃先验纯等，气体点燃先验纯等)；；(3)防氧化防氧化(如如H2还原还原CuO后要后要““先灭灯再停氢先灭灯再停氢””，白磷切割，白磷切割 宜在水中等宜在水中等)；；(4)防吸水防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时 宜采取必要措施，以保证达到实验目的宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；；(5)冷凝回流冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损有些反应中，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置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；；(6)易挥发液体产物易挥发液体产物(导出时可为蒸气导出时可为蒸气)的及时冷却；的及时冷却；(7)仪器拆卸的科学性与安全性仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防也从防污染、防氧化、防 倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；；(8)其他其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用 顺序等顺序等). 世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯气，世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯气，取而代之的是安全高效的杀菌消毒剂取而代之的是安全高效的杀菌消毒剂ClO2.ClO2在常温下是在常温下是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，熔点：－一种黄绿色、有刺激性气味的气体，熔点：－59℃℃，沸点：，沸点：11.0℃℃，它可以看作是亚氯酸，它可以看作是亚氯酸(HClO2)和氯酸和氯酸(HClO3)的混合的混合酸酐，少量的酸酐，少量的ClO2可用饱和草酸可用饱和草酸(H2C2O4)溶液与溶液与KClO3粉末粉末在在60℃℃时反应制得时反应制得.甲、乙、丙三位同学分别设计了三套制甲、乙、丙三位同学分别设计了三套制备备ClO2的实验装置：的实验装置： (1)从甲、乙、丙三套装置中选出合理部分从甲、乙、丙三套装置中选出合理部分(按气流从按气流从左向右的方向左向右的方向)组成一套较为完善的实验装置组成一套较为完善的实验装置(填所选部分填所选部分的编号的编号)　　　　　　　　. (2)为了能使反应在适宜条件下进行，在组装的装置中为了能使反应在适宜条件下进行，在组装的装置中还应添加某一仪器，该仪器名称是还应添加某一仪器，该仪器名称是　　　　　　　　. (3)在组装后的装置中尾气吸收剂与尾气在组装后的装置中尾气吸收剂与尾气(含含ClO2等等气体气体)发发 生反应，生成的主要物质生反应，生成的主要物质(除水外除水外)是是　　　　　　　　、、　　　　　　　　 和和　　　　　　　　.(写化学式写化学式) (4)文献报道，等质量时，文献报道，等质量时，ClO2的消毒效果是的消毒效果是Cl2的的2.63倍，由此可判断倍，由此可判断ClO2的最终还原产物是的最终还原产物是　　　　　　　　.(用离子符用离子符号或化学式表示号或化学式表示) [听课记录听课记录]　　解答本题时应结合题给信息从反应条件、解答本题时应结合题给信息从反应条件、反应物、收集、尾气处理四个方面进行分析反应物、收集、尾气处理四个方面进行分析. (1)由题意由题意“少量的少量的ClO2可用饱和草酸可用饱和草酸(H2C2O4)溶液与溶液与KClO3粉末在粉末在60℃℃时反应制得时反应制得”，因此反应宜采用水浴加热以控制温，因此反应宜采用水浴加热以控制温度，应选度，应选A3或或A2，其中，其中A3较较A2易于控制反应速率，故易于控制反应速率，故A3最佳；最佳；ClO2的沸点：的沸点：11.0℃℃，可通过冰水浴冷却获得，选，可通过冰水浴冷却获得，选B1；为防止；为防止ClO2污染空气，应用碱液吸收，选污染空气，应用碱液吸收，选C2. (2)为使水浴温度控制在为使水浴温度控制在60℃℃，需要温度计，需要温度计. (3)ClO2可看作可看作(Cl2O3与与Cl2O5)的混合酸酐，与的混合酸酐，与NaOH溶液会溶液会发生反应：发生反应：2ClO2＋＋2NaOH === === NaClO3＋＋NaClO2＋＋H2O，而且，而且2KClO3＋＋H2C2O4 === === K2CO3＋＋2ClO2↑＋＋CO2↑＋＋H2O，，CO2＋＋2NaOH === === Na2CO3＋＋H2O 故产物中有故产物中有NaClO2、、NaClO3和和Na2CO3.(4)设设ClO2被还原产物中，氯元素的化合价为被还原产物中，氯元素的化合价为x.故故ClO2还原产物为还原产物为Cl－－.[答案答案]　　 (1)A3　　B1　　C2(2)温度计温度计(3)NaClO2　　NaClO3　　Na2CO3(4)Cl－－2.菠菜营养丰富，素有菠菜营养丰富，素有““蔬菜之王蔬菜之王””之称，之称，是一种高效是一种高效 的铁剂的铁剂.长期以来民间流传长期以来民间流传有有““菠菜不能与豆腐同食菠菜不能与豆腐同食””、、 菠菜根比菠菜茎叶更有营养菠菜根比菠菜茎叶更有营养””等等说法说法.某学校化学兴趣某学校化学兴趣 小组的同学拟通过实验探究以下问题：小组的同学拟通过实验探究以下问题：①菠菜是否含有丰富的铁？菠菜是否含有丰富的铁？②菠菜是否含有草酸类物质？菠菜是否含有草酸类物质？③菠菜根中铁的含量是否比菠菜茎和叶的高？菠菜根中铁的含量是否比菠菜茎和叶的高？该同学通过上网查询，获得以下资料：草酸又名乙二酸，该同学通过上网查询，获得以下资料：草酸又名乙二酸，其酸性比乙酸稍强，草酸及其盐具有较强的还原性，其中其酸性比乙酸稍强，草酸及其盐具有较强的还原性，其中草酸钙不溶于水草酸钙不溶于水.他们设计的实验步骤如下：他们设计的实验步骤如下：ⅡⅡ.取菠菜根取菠菜根a g使用相同仪器、试剂，重复使用相同仪器、试剂，重复ⅠⅠ中实验，观察中实验，观察实验现象实验现象.ⅢⅢ.将菠菜在少量开水中煮沸将菠菜在少量开水中煮沸2～～3 min，冷却后滤去菠菜，，冷却后滤去菠菜，得滤液得滤液.向滤液中加入足量向滤液中加入足量Ca(OH)2溶液，然后再加入足量试溶液，然后再加入足量试剂剂X，观察现象，观察现象.请回答以下问题：请回答以下问题：(1)操作操作①中使用的仪器除三脚架、酒精灯、玻璃棒外还需中使用的仪器除三脚架、酒精灯、玻璃棒外还需要要　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，操作，操作②的名称是的名称是　　　　　　　　；；(2)可以说明菠菜根中可以说明菠菜根中Fe元素含量要比菠菜茎叶中多的现象元素含量要比菠菜茎叶中多的现象是是 ；；(3)菠菜中的菠菜中的Fe是＋是＋2价还是＋价还是＋3价？价？　　　　　　　　　　　　；；(4)通过步骤通过步骤ⅢⅢ可以确定菠菜中含有草酸类物质可以确定菠菜中含有草酸类物质.由于滤液中由于滤液中含有含有 故需加入试剂故需加入试剂X排除排除 的干扰的干扰.则则X是是　　　　　　　　　　　　　　　　(写化学式写化学式)，加入试剂，加入试剂X后观察到的现后观察到的现象是象是　　　　　　　　　　　　　　.解析：解析：Fe3＋＋与与KSCN溶液作用会生成红色溶液，红色越深，溶液作用会生成红色溶液，红色越深，说明说明Fe3＋＋含量越高含量越高.由题给信息可知酸性：草酸＞乙酸＞碳酸，所以可用乙由题给信息可知酸性：草酸＞乙酸＞碳酸，所以可用乙酸来除去酸来除去 的干扰，加入的干扰，加入CH3COOH后，后，CaCO3可以溶可以溶解，但草酸钙不与解，但草酸钙不与CH3COOH反应反应.答案：答案：(1)坩埚、坩埚钳、泥三角　过滤坩埚、坩埚钳、泥三角　过滤(2)步骤步骤ⅡⅡ中得到溶液的红色比步骤中得到溶液的红色比步骤ⅠⅠ中得到溶液的红色深中得到溶液的红色深(3)＋＋2价　价　(4)CH3COOH　沉淀部分溶解　沉淀部分溶解实验方案的设计与改进实验方案的设计与改进 实验设计着眼能力立意，综合考查学生的观察能力、实验设计着眼能力立意，综合考查学生的观察能力、思维能力、实验能力和评价能力思维能力、实验能力和评价能力.新课标下的高考实验的新课标下的高考实验的呈现形式发生了巨大变化，源于教材的实验重组题，装呈现形式发生了巨大变化，源于教材的实验重组题，装置和原理都来自于课本又高于课本，将基础实验与创新置和原理都来自于课本又高于课本，将基础实验与创新运用结合，将装置创新与原理创新结合，在运用结合，将装置创新与原理创新结合，在2009年高考年高考命题中得到了充分体现，以后的高考更重视学生对实验命题中得到了充分体现，以后的高考更重视学生对实验的设计与改进，选择优化的实验方案等的设计与改进，选择优化的实验方案等. 硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料.铜不能与稀铜不能与稀硫酸直接反应，本实验中将适量浓硝酸分多次加入到铜粉硫酸直接反应，本实验中将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体晶得到硫酸铜晶体(装置如图装置如图1、、2所示所示). (1)图图1烧瓶中发生的离子反应方程式为　烧瓶中发生的离子反应方程式为　 . (2)图图2是图是图1的改进装置，其优点有：的改进装置，其优点有： ①　　　　　　　　　　　　　　　　；；②　　　　　　　　　　　　　　　　. (3)为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：设计： 第一组：以空气为氧化剂法第一组：以空气为氧化剂法 方案方案1：以空气为氧化剂：以空气为氧化剂.将铜粉在仪器将铜粉在仪器B中反复灼烧，使中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应. 方案方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应的混合物中，发现在常温下几乎不反应.向反应液中加向反应液中加FeSO4或或Fe2(SO4)3，即发生反应，即发生反应.反应完全后向其中加物反应完全后向其中加物质甲调节质甲调节pH到到3～～4，产生，产生Fe(OH)3沉淀，过滤、蒸发、沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用结晶，滤渣作催化剂循环使用.[已知已知Fe(OH)3和和Cu(OH)2完全沉淀时的完全沉淀时的pH分别为分别为3.7、、6.4]请回答下列问题：请回答下列问题：①方案方案1中的中的B仪器名称是仪器名称是　　　　　　　　.②方案方案2中甲物质是中甲物质是　　　　　　　　(填字母序号填字母序号).a.CaO　　b.CuCO3　　c.CaCO3 第二组：过氧化氢为氧化剂法第二组：过氧化氢为氧化剂法 将将3.2 g铜丝放到铜丝放到45 mL 1.5 mol/L的稀硫酸中，控温在的稀硫酸中，控温在50℃℃.加入加入18 mL 10%的的H2O2，反应，反应0.5 h后，升温到后，升温到60℃℃，，持续反应持续反应1 h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O 10.6 g. 请回答下列问题：请回答下列问题： ③加热时温度不宜过高的原因是加热时温度不宜过高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，晶体采用酒精淋洗的优点是，晶体采用酒精淋洗的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　. ④上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是　　　　　　 (填填““第一组第一组””或或““第二组第二组””)，理由是，理由是　　　　　　 . 【【解析解析】】 　由反应条件知，是　由反应条件知，是Cu与浓硝酸或稀硝酸与浓硝酸或稀硝酸反应的离子方程式，图反应的离子方程式，图2的优点是防止倒吸和把生成的的优点是防止倒吸和把生成的NO、、NO2完全吸收完全吸收.灼烧铜粉在坩埚中进行，灼烧铜粉在坩埚中进行，B为坩埚为坩埚.第第2组反组反应温度不能过高，过高应温度不能过高，过高H2O2分解，不利于反应进行分解，不利于反应进行. 【【答案答案】】　　(1)Cu＋＋4H＋＋＋＋ === === Cu2＋＋＋＋2NO2↑＋＋2H2O或或3Cu＋＋8H＋＋＋＋ === === 3Cu2＋＋＋＋2NO↑＋＋4H2O (2)防止倒吸　有害气体能被完全吸收防止倒吸　有害气体能被完全吸收 (3)①坩埚　坩埚　②b　　③防止双氧水分解　酒精与水互溶且防止双氧水分解　酒精与水互溶且极易挥发，减少晶体溶解　极易挥发，减少晶体溶解　④第二组　第一组方案第二组　第一组方案1需要灼需要灼烧，多消耗能源；第一组方案烧，多消耗能源；第一组方案2所得产品中含有铁元素杂质；所得产品中含有铁元素杂质；而第二组方案几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高而第二组方案几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高[随堂巩固随堂巩固]1.铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们 用作钱币，用作钱币，因而有因而有““货币金属货币金属””之称之称.由于铁的金属性比铜、由于铁的金属性比铜、 银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚.某研究性学习小组某研究性学习小组 为了证明铁的金属活动性比铜强，他们设计了如下方案：为了证明铁的金属活动性比铜强，他们设计了如下方案： (1)铁片置于硫酸铜中溶液有铜析出铁片置于硫酸铜中溶液有铜析出 (2)铁、铜和氯气反应分别生成铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和和CuCl2(3)足量的铁粉和铜粉和浓硫酸反应生成足量的铁粉和铜粉和浓硫酸反应生成FeSO4和和CuSO4(4)铜片置于铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解溶液中铜片逐渐溶解(5)把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生(6)把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生.以上设计合理的有以上设计合理的有 (　　　　)A.两种方案　　　　　　　　两种方案　　　　　　　　B.三种方案三种方案C.四种方案四种方案 D.五种方案五种方案解析：解析：本题首先要弄清实验的目的：本题首先要弄清实验的目的：““证明铁的金属活动证明铁的金属活动性比铜强性比铜强””，然后逐一分析，其中，然后逐一分析，其中(1)、、(5)两种方案可以证两种方案可以证明，明，(6)是由于浓硝酸使铁钝化，不能证明是由于浓硝酸使铁钝化，不能证明.答案：答案： A2.已知：已知：①向向KMnO4晶体滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；晶体滴加浓盐酸，产生黄绿色气体； ②向向FeCl2溶液中通入实验溶液中通入实验①产生的气体，溶液变黄色；产生的气体，溶液变黄色； ③取实验取实验②生成的溶液滴在淀粉生成的溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝试纸上，试纸变蓝色色 下列判断不正确的是下列判断不正确的是 (　　　　) A.上述实验证明氧化性：上述实验证明氧化性：MnO>Cl2>Fe3＋＋>I2 B.上述实验中的三个主要反应都是氧化还原反应上述实验中的三个主要反应都是氧化还原反应 C.实验实验②证明证明Fe2＋＋既有氧化性又有还原性既有氧化性又有还原性 D.实验实验①产生的气体同样能使湿润的淀粉产生的气体同样能使湿润的淀粉KI试纸变蓝试纸变蓝色色.解析：解析：根据根据②向向FeCl2溶液中通入实验溶液中通入实验①产生的气体，溶产生的气体，溶液变黄色可知液变黄色可知Fe2＋＋具有还原性，而不能证明其具有氧化性具有还原性，而不能证明其具有氧化性.答案：答案： C3.下列事实所列出的相应结论正确的是下列事实所列出的相应结论正确的是 (　　　　)实验事事实结论A SO2的水溶液可以的水溶液可以导电SO2是是电解解质BSO2通入酸性通入酸性KMnO4溶液，溶液，KMnO4溶液褪色溶液褪色SO2具有漂白性具有漂白性C 将将CO2通入硅酸通入硅酸钠溶液溶液产生生浑浊酸性：酸性：H2CO3>H2SiO3D常温下白磷可自燃而氮气常温下白磷可自燃而氮气须在放在放电时才与氧气反才与氧气反应非金属性：非金属性：P>N解析：解析： A项，项，SO2水溶液导电是因为水溶液导电是因为H2SO3是电解质；是电解质；B项，体项，体现现SO2的还原性的还原性.根据强酸制弱酸理论可知，将根据强酸制弱酸理论可知，将CO2通入硅酸钠通入硅酸钠溶液产生浑浊，则酸性：溶液产生浑浊，则酸性：H2CO3>H2SiO3，，D项白磷、氮气与项白磷、氮气与O2反应无法比较非金属性的强弱，反应无法比较非金属性的强弱，D项错误项错误.答案：答案： C4.(2010·北京朝阳一摸北京朝阳一摸)下列除去杂质的方法正确的是下列除去杂质的方法正确的是(　　　　)物物质(杂质)除除杂方法方法ACl2(HCl)将气体通将气体通过盛有盛有氢氧化氧化钠溶液溶液的洗气瓶的洗气瓶BC2H4(SO2)将气体通将气体通过盛有酸性高盛有酸性高锰酸酸钾溶液的洗气瓶溶液的洗气瓶C氢氧化氧化铁胶体胶体(FeCl3)将混合物直接将混合物直接过滤DSiO2(CaCO3)加入加入盐酸后酸后过滤解析：解析： A项，项，Cl2也能与也能与NaOH反应，应用饱和食盐水反应，应用饱和食盐水.B项，项，C2H4也能被也能被KMnO4氧化，应用碱溶液氧化，应用碱溶液.C项，胶体粒子也能透项，胶体粒子也能透过滤纸，应使用半透膜过滤纸，应使用半透膜.答案：答案： D5.根据下列实验装置和操作，回答有关问题：根据下列实验装置和操作，回答有关问题：(1)按图按图1所示，用两种不同操作分别进行实验，观察管中所示，用两种不同操作分别进行实验，观察管中现象现象.操作操作①：先夹紧止水夹：先夹紧止水夹a，再使，再使A管开始反应，实验中在管开始反应，实验中在B管中观察到的现象是　管中观察到的现象是　 .操作操作②：打开止水夹：打开止水夹a，使，使A管开始反应一段时间后再夹管开始反应一段时间后再夹紧止水夹紧止水夹a，实验中在，实验中在B管中观察到的现象是　管中观察到的现象是　 .(2)上述装置的实验结束后，取上述装置的实验结束后，取A管内反应所得溶液，隔绝空气小管内反应所得溶液，隔绝空气小心蒸干后，再高温煅烧心蒸干后，再高温煅烧(有关装置和操作已略去有关装置和操作已略去)，最后留下红色，最后留下红色固体固体.将分解时产生的气体按图将分解时产生的气体按图2所示装置依次通过洗气装置，结所示装置依次通过洗气装置，结果试管甲内出现白色沉淀，试管乙内溶液红色褪去，回答：果试管甲内出现白色沉淀，试管乙内溶液红色褪去，回答：问题问题①：用化学方程式说明试管甲内产生白色沉淀的原因：：用化学方程式说明试管甲内产生白色沉淀的原因： .问题问题②：根据实验现象，写出：根据实验现象，写出A管内溶液蒸干后，在高温煅烧时管内溶液蒸干后，在高温煅烧时所发生反应的化学方程式所发生反应的化学方程式 .这个反应的氧化剂是这个反应的氧化剂是　　　　　　　　　　，还原剂是，还原剂是　　　　　　　　　　.解析：解析： Fe(OH)2极易被氧化为极易被氧化为Fe(OH)3，溶液中溶解的氧气就能把，溶液中溶解的氧气就能把它氧化它氧化.当夹紧当夹紧a时，时，A试管便成了一个封闭的体系，产生的氢气试管便成了一个封闭的体系，产生的氢气使使A试管内压强增大，将生成的试管内压强增大，将生成的FeSO4溶液压入溶液压入B中，从而发生反中，从而发生反应生成应生成Fe(OH)2.而而NaOH溶液中溶解的氧气可将溶液中溶解的氧气可将Fe(OH)2迅速氧化，迅速氧化，最后转变成最后转变成Fe(OH)3，所以看到白色沉淀的时间很短，所以看到白色沉淀的时间很短.当进行操作当进行操作②时，产生的时，产生的H2首先通过导气管通入到首先通过导气管通入到B中的中的NaOH溶液中，将溶液中，将其溶解的其溶解的O2赶走，再夹紧赶走，再夹紧a时，时，FeSO4溶液压入溶液压入B中，此时反应所中，此时反应所产生的产生的Fe(OH)2在一段时间内不变色在一段时间内不变色.围绕围绕FeSO4隔绝空气强热时的隔绝空气强热时的产物逆向推理，并利用已学过的氧化还原反应知识推断出反应产物逆向推理，并利用已学过的氧化还原反应知识推断出反应的方程式的方程式.答案：答案： (1)A中部分溶液进入中部分溶液进入B中，先产生白色沉淀，白中，先产生白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色　色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色　A中产生中产生的气体进入的气体进入B，，B处产生大量气泡，关闭止水夹后，处产生大量气泡，关闭止水夹后，A中部分液体进入中部分液体进入B中，中，B中产生大量白色沉淀，一段时中产生大量白色沉淀，一段时间不变色间不变色(2)SO3＋＋BaCl2＋＋H2O === === BaSO4↓＋＋2HCl。