2022年高考化學二輪復習 專題15 實驗方案的設計與評價教案 魯科版

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1、2022年高考化學二輪復習 專題15 實驗方案的設計與評價教案 魯科版 教學目標： 1、了解控制實驗條件的方法。 2、能根據實驗要求設計、評價或改進實驗方案。 3、分析和處理實驗數據，得出合理結論。 4、繪制和識別典型的實驗儀器裝置。 5、了解科學探究的基本過程，并運用以實驗和推理為基礎的科學探究方法解決有關問題。 教學重點： 1、 設計、評價或改進實驗方案。 2、 運用以實驗和推理為基礎的科學探究方法解決有關問題。 教學難點： 運用以實驗和推理為基礎的科學探究方法解決有關問題。 教學過程： 考點一：化學實驗原理的探究及反應條件的控制 【知識精講】 (一)

2、“原理探究”型實驗方案的設計 控制變量法：物質變化往往受到多個因素的影響，在研究化學反應與外界因素之間的關系時，對影響物質變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其他幾個因素不變，集中研究其中一個因素的變化所產生的影響，有利于在研究過程中，迅速尋找到物質變化的規(guī)律。常涉及的題型有：(1)外因(濃度、溫度、壓強等)對化學反應速率、化學平衡的影響；(2)物質性質的遞變規(guī)律。 1．變量探究實驗題的解題策略 解答變量探究類試題關鍵是在其他條件相同的前提下，只改變一個條件對研究對象的影響規(guī)律。注意：選擇數據要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法作出正確判斷。 思路總結 2．規(guī)律探究實驗題的解題策略 物

3、質性質遞變規(guī)律的探究也是中學化學實驗探究的一個重要內容。研究同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律，物質的氧化還原反應(如置換反應)規(guī)律，物質的酸(堿)性強弱規(guī)律，電解質溶液的導電規(guī)律等，都是開展有關規(guī)律探究的重要素材，也是高考命題的經典情境。 解決有關規(guī)律探究問題的實驗設計，其常用方法示例如下： (1)同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律，一般通過設計判斷元素金屬性、非金屬性的強弱實驗來完成，如通過讓金屬單質與相同濃度的非氧化性酸反應產生H2的速率快慢來判斷金屬單質的還原性強弱，推斷元素金屬性強弱，從而找出相應的性質遞變規(guī)律。 (2)物質的酸(堿)性強弱的判斷。 (3)鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的規(guī)律

4、探究。可以通過控制所含的雜質是否與空氣接觸、所接觸的電解質溶液的酸堿度、鋼鐵在腐蝕過程中體系內的氣壓變化等角度設計實驗，找出規(guī)律。 (二)猜想型實驗題的思維流程 【題組集訓】 題組一　原理探究型 1．如下圖所示，比較不同濃度的硫代硫酸鈉溶液和同濃度的硫酸反應的速率大小的實驗中，錐形瓶瓶底襯有畫了“十”字的白紙，先向瓶內加入硫代硫酸鈉溶液，再加入硫酸溶液。需記錄反應所需的時間，正確的記時方法是(　　) A．加入硫代硫酸鈉溶液后即開始記時，瓶中出現渾濁現象時記時結束 B．加入硫代硫酸鈉酸溶液后即開始記時，加入硫酸溶液后記時結束 C．加入硫酸溶液后即開始記時，瓶中出現渾濁現象記

5、時結束 D．加入硫酸溶液后即開始記時，至看不到瓶底“十”字記時結束 【答案】D 2．比較MnO2和CuO對H2O2分解反應的催化能力大小的實驗中，若催化劑的質量均控制在0.1 g,6%的H2O2溶液均取5 mL，可選擇的實驗裝置是(　　) 【答案】D 3．(1)醇氧化成醛的反應是藥物、香料合成中的重要反應之一。某科研小組研究了鈀催化劑在氧氣氣氛中對一系列醇氧化成醛反應的催化效果，反應條件：K2CO3、363 K、甲苯(溶劑)。實驗結果如下： 醇 反應時間/h 2.5 2.5 醛的產率/% 95 96 醇 反應時間/h 2.5 3.0 醛

6、的產率/% 94 95 醇 反應時間/h 3.0 15.0 醛的產率/% 92 40 分析表中數據，得到鈀催化劑催化效果的主要結論是 _______________________________________________________________ ___________________________________________________________(寫出2條)。 (2)CuCl2的稀溶液呈藍色，而濃溶液呈黃綠色，有人認為這是因為溶液中存在著下列平衡： [Cu(H2O)4]2＋(藍色)＋4Cl－[CuCl4]2－(黃綠色)＋4H2

7、O 請你設計一個實驗進行驗證_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】(1)①苯環(huán)上的取代基對醛的產率影響不大，對反應時間有一定影響；②與羥基相連的碳鏈較長，大大降低醛的產率并增大反應時間 (2)在盛有CuCl2稀溶液的試管中，加入一定量的濃鹽酸，觀察溶液顏色的變化，如果溶液顏色變?yōu)辄S綠色，則證明平衡存在，氯離子濃度增大，平衡向正反應方向移動(其他合理方案也可)

8、 【解析】(1)分析表中有關反應時間、醛的產率等數據，對比分析相應醇的結構的不同，得到鈀催化劑催化效果的主要結論：苯環(huán)上的取代基對醛的產率影響不大，對反應時間有一定影響；與羥基相連的碳鏈較長，大大降低了醛的產率并增大反應時間。 (2)只要有明顯實驗現象，并能夠利用平衡：[Cu(H2O)4]2＋(藍色)＋4Cl－[CuCl4]2－(黃綠色)＋4H2O的移動給出合理解釋的設計都是合理的。 題組二　猜想驗證型 4．某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.1 mol·L－1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀。為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2，該小組提出了如下假設： 假設一：

9、溶液中的NO 假設二：溶液中溶解的O2 (1)驗證假設一 該小組設計實驗驗證了假設一，請在下表空白處填寫相關實驗現象 實驗步驟 實驗現象 結論 實驗1：在盛有不含O2的 25 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 ________ 假設一成立 實驗2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L－1 Ba(NO3)2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 ________ (2)為深入研究該反應，該小組還測得上述兩個實驗中溶液的pH隨通入SO2體積的變化曲線如下圖。 實驗1中溶液pH變小的原因是____________

10、________________________________________；V1時，實驗2中溶液pH小于實驗1的原因是(用離子方程式表示)___________________。 (3)驗證假設二 請設計實驗驗證假設二，寫出實驗步驟、預期現象和結論。 實驗步驟、預期現象和結論(不要求寫具體操作過程)： (4)若假設二成立，請預測：在相同條件下，分別用足量的O2和KNO3，氧化相同的H2SO3溶液(溶液體積變化忽略不計)，充分反應后兩溶液的pH前者________(填“大于”或“小于”)后者，理由是_________________________________________

11、_______________________________________ ________________________________________________________________________________________。 【答案】(1)無明顯現象　有白色沉淀 (2) SO2溶于水后生成H2SO3 3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋ (或 3H2SO3＋2NO===2NO↑＋3SO＋4H＋＋H2O) (3)實驗步驟、預期現象和結論(不要求寫具體操作過程)： 實驗1：作為參照實驗 實驗3：將純凈的SO2氣體

12、緩慢通入未經脫O2處理的25 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假設二成立，否則不成立 (4)小于　反應的離子方程式表明，足量的O2和NO分別氧化相同量的H2SO3，生成H＋的物質的量前者多于后者(本題部分小題屬于開放性試題，答案合理即可) 【解析】(1)實驗1中，在沒有O2 的條件下，SO2與BaCl2溶液不反應，所以無沉淀產生；實驗2中SO2被NO氧化成SO，進一步與Ba2＋結合生成BaSO4沉淀。 (2)實驗1，SO2溶于水后生成H2SO3，H2SO3電離出H＋(H2SO3HSO＋ H＋)，使溶液顯酸性，隨SO2的不斷通入，pH值減小；SO2通入B

13、a(NO3)2溶液中，發(fā)生反應：3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋生成強酸，則通V1體積的SO2時，實驗2中溶液pH小于實驗1中的。 (3)通過對比假設一的驗證過程，可設計如下實驗步驟： 實驗步驟、預期現象和結論(不要求寫具體操作過程)： 實驗1：作為參照實驗 實驗3：將純凈的SO2氣體緩慢通入未經脫O2處理的25 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假設二成立，否則不成立 (4)2H2SO3＋ O2===4H＋＋2SO；3H2SO3＋2NO===2NO↑＋4H＋＋H2O＋3SO，由此可知氧化相同物質的量的亞硫酸，用O2氧化比用KNO

14、3氧化產生的H＋濃度大。 考點二：評價型實驗題 【知識精講】 評價型實驗題包括的題型很多，其中比較典型的有物質性質探究型、組成成分探究型、物質制備和應用探究型等，該類試題一般以實驗裝置圖的形式給出實驗的流程，其實驗流程與考查內容一般為 1．氣體制備裝置的選擇及注意事項 裝置選擇 注意事項 固體與固體加熱裝置 ①試管口應稍向下傾斜，防止產生的水蒸氣在試管口冷凝后倒流而引起試管炸裂；②鐵夾應夾在距試管口約處；③膠塞中的導管伸入試管里面不能太長，否則會阻礙氣體的導出 固體與液體不加熱裝置 ①塊狀固體與液體在常溫下反應制備氣體時可用啟普發(fā)生器，如圖甲，當制取氣

15、體的量不多時，也可采用簡易裝置，如圖乙；②裝置乙、丁、戊、己中長頸漏斗的下端應伸入液面以下，否則起不到液封的作用；③加入的液體反應物(如酸)要適當；④粉末狀固體與液體反應或產物為糊狀物時常采用裝置丙 固體與液體(液體與液體)加熱裝置 ①先把固體藥品加入燒瓶中，然后滴加液體藥品，要注意液體滴加的速度，保證產氣速率平穩(wěn)，易于收集；②若使用分液漏斗，則需要在滴液的過程中，打開漏斗活塞，以保證液體能夠順利滴下；③分液漏斗中的液體滴完后，要關閉漏斗活塞，防止氣體經漏斗逸出；④裝置乙中的溫度計必須插在反應液中；⑤燒瓶加熱需要墊石棉網 2.氣體的干燥方法與干燥裝置 氣體的干燥方法 氣體干燥選擇

16、干燥劑的原則 ①不減原則：即通過干燥操作之后，目標氣體的量不能減少；②不反應原則：干燥劑不能與目標氣體反應 酸性干燥劑 濃H2SO4 可以干燥H2、O2、N2、CO2、CO、Cl2、HCl、SO2、CH4和C2H4等氣體 堿性干燥劑 堿石灰 主要用于干燥NH3，但也可干燥H2、O2、N2、CO和CH4等 中性干燥劑 CaCl2 可以干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl和H2S等，但不能干燥NH3 氣體的干燥裝置 盛裝液態(tài)干燥劑，用于干燥氣體；也可以盛裝其他液體試劑，用來對酸性或中性氣體進行除雜 盛裝堿石灰和CaCl2等固體干燥劑 甲裝置可以盛裝液

17、體干燥劑或固體干燥劑，乙和丙裝置只能盛裝固體干燥劑 3.氣體的收集裝置及方法 排水法 ①難溶或微溶于水，且與水不發(fā)生化學反應的氣體，都可用排水集氣法收集；②用排水集氣法收集氣體時，導管不伸入試管(或集氣瓶)底部 向上排空氣法 ①比空氣密度大的氣體可用向上排空氣法收集；②用排空氣法收集氣體時，導管一定要伸入集氣瓶(或試管)底部，目的是把集氣瓶(或試管)中的空氣盡量排出；③為防止外界空氣向集氣瓶內擴散，集氣瓶口可蓋上毛玻璃片，若用試管收集時，可在試管口塞上一小團疏松的棉花 向下排空氣法 比空氣密度小的氣體可用向下排空氣法收集，如H2、NH3和CH4等氣體 排特殊溶液法

18、 ①氯氣可用排飽和食鹽水的方法收集；②二氧化碳可用排飽和碳酸氫鈉溶液的方法收集 4.常見尾氣處理裝置及方法 處理方法 液體吸收法 點燃法 收集法 處理裝置 適用氣體 裝置A適用于吸收溶解度小的氣體，如Cl2、CO2等；裝置B、C可吸收溶解度大的氣體，如HCl、HBr、NH3等 CH4、CH2===CH2、H2、CO等 CO、NH3、H2S等 【題組集訓】 題組一　物質制備探究型 1．TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料，又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。 實驗室利用反應TiO2(s)＋CCl4(g)TiCl4(g)＋CO2(g)，在無水無氧條件下制備T

19、iCl4，實驗裝置示意圖如下： 有關物質性質如下表： 物質 熔點/℃ 沸點/℃ 其他 CCl4 －23 76 與TiCl4互溶 TiCl4 －25 136 遇潮濕空氣產生白霧 儀器A的名稱是________。裝置E中的試劑是_______________________________。 反應開始前依次進行如下操作： 組裝儀器、________、加裝藥品、通N2一段時間后點燃酒精燈。反應結束后的操作包括：①停止通N2?、谙缇凭珶簟、劾鋮s至室溫。正確的順序為________(填序號)。欲分離D中的液態(tài)混合物，所采用操作的名稱是________。 【答案】干

20、燥管　濃H2SO4　檢查氣密性?、冖邰佟》逐s(或蒸餾) 【解析注意審題，該反應是在無水無氧條件下制備的；安裝完裝置，應首先檢查氣密性，然后裝入藥品。根據反應條件，N2必須進行干燥處理(干燥管)。然后通過N2排除裝置內的空氣(O2)，點燃酒精燈，使反應發(fā)生。為了防止倒吸，反應結束后，應先熄滅酒精燈，再冷卻到室溫，最后停止通N2。在D中冷凝的液體有CCl4和TiCl4，根據沸點不同，可采用分餾的方法分離。 題組二　物質性質探究型 2．某研究小組利用下圖裝置探究溫度對氨氣還原Fe2O3的影響(固定裝置略)。完成下列填空： (1)實驗時中A有大量紫紅色的煙氣，則NH4I的分解產物為____

21、________________________ (至少填三種)， E裝置的作用是___________________________________________________。 (2)裝置B中的反應方程式： _______________________________________________， D裝置的作用____________________________________________________________。 某研究小組按上圖裝置進行對比實驗，甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對裝置C加熱，反應產物均為黑色粉末(純凈物)，兩組分別用各自的產物進行以下探究

22、實驗，完成下列填空： 步驟 操作 甲組現象 乙組現象 1 取黑色粉末加入稀鹽酸 溶解，無氣泡 溶解，有氣泡 2 取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液 變血紅色 無現象 3 向步驟2溶液中滴加新制氯水 紅色先變深后褪去 先變紅后也褪色 (3)乙組得到的黑色粉末是______________________。 (4)甲組步驟1中反應的離子方程式為________________________________________。 (5)乙組步驟3中，溶液變紅的原因為________________________________________。 溶液褪色可能的原

23、因及其驗證方法為________________________________________。 (6)若裝置C中Fe2O3反應后的產物是兩種氧化物組成的混合物，為研究氧化物的組成，研究小組取樣品7.84 g在加熱條件下通入氨氣，完全反應后，停止加熱，反應管中得到鐵粉，冷卻后，稱得質量為5.6 g，則混合物的組成為____________________(填化學式)。 【答案】(1)NH3、H2、I2(HI)　吸收多余的氨氣 (2)Zn＋I2ZnI2　作安全瓶 (3)Fe粉 (4)Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O (5)Fe2＋被氧化成Fe3＋，Fe3＋遇S

24、CN－顯血紅色　假設SCN－被Cl2氧化，向溶液中再加入KSCN溶液，若出現紅色，則假設成立(其他合理答案均可) (6)Fe2O3和FeO(或Fe2O3和Fe3O4) 【解析】根據A中的現象，有I2生成，其原理為NH4INH3↑＋HI↑，2HIH2＋I2。后續(xù)反應及裝置作用依次為B：Zn＋I2ZnI2，堿石灰可吸收NH3中的HI，在C中發(fā)生NH3還原Fe2O3的反應；由于NH3污染空氣，所以E裝置用來吸收NH3，為了防止倒吸，D起到安全瓶的作用。 根據甲組現象，C中無Fe生成，有＋3價和＋2價鐵存在，根據乙組現象，C中有Fe生成，不存在 Fe3＋，僅有Fe2＋，所以乙組得到的黑色粉末為

25、Fe粉。而甲組得到的黑色粉末為Fe3O4，與鹽酸反應的離子方程式為Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 (5)在乙組中，由于Fe2＋被氯水氧化成Fe3＋，Fe3＋與SCN－反應生成血紅色溶液，紅色再褪去的原因可能是SCN－被Cl2氧化?？衫迷偌尤隟SCN，觀察紅色是否恢復來證明。 (6)n(Fe)＝0.1 mol，n(O)＝＝0.14 mol ＝＝ 因為＜＜1或＜＜，所以兩種鐵的氧化物應該是Fe2O3和FeO或Fe2O3和Fe3O4的混合物。 題組三　物質成分探究型 3．銅與濃硫酸反應，實驗裝置如圖所示。 (1)裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為______

26、_________________________________、 反應過程中試管B中的現象是______________________________________________， 試管C的作用是______________________。 (2)導管D的下端(虛線段)應位于________(填“液面上”或“液面下”)，導管D的作用有：①實驗結束后排除裝置中的SO2，②________________________________________。 實驗中發(fā)現試管內除了產生白色固體外，在銅絲表面還有黑色固體甲生成，甲中可能含有CuO、Cu2O、CuS、Cu2S。為探究甲的

27、成分，進行了以下的實驗。 查閱資料可知：Cu2O＋2HCl===CuCl2＋Cu＋H2O,2Cu2O＋O24CuO,2CuS＋3O22CuO＋2SO2，Cu2S＋2O22CuO＋SO2。CuS、Cu2S和稀鹽酸不反應。 (3)固體乙在空氣中煅燒時，使用的實驗儀器除了玻璃棒、三腳架、酒精燈外，還必須有：________________________________________________________________________。 (4)煅燒過程中，除上述反應外，還可能發(fā)生反應的方程式為____________________。 (5)結論：甲中有CuO，還肯定含有的

28、物質是____________________。 【答案】(1)Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　品紅溶液褪色　吸收多余的SO2，防止污染空氣 (2)液面下　防倒吸 (3)泥三角、坩堝(坩堝鉗) (4)2Cu＋O22CuO (5)CuS 【解析】 (1)Cu在加熱的條件下被濃H2SO4氧化，濃H2SO4被還原成SO2，SO2能使品紅溶液褪色，多余的SO2被NaOH溶液吸收，防止污染空氣。(2)為了防止SO2從導管D逸出，所以導管D的下端應位于液面下，其作用一是為了防止倒吸，二是可以在實驗結束后排除裝置中的SO2。(3)煅燒固體應使用坩堝，還有泥三角、玻璃棒、酒

29、精燈等儀器。由方程式可推斷，CuS～CuO，質量減小，Cu2S～2CuO質量不變，所以根據m2＜m1，甲中除CuO外，還一定含有CuS。若黑色固體中還含有Cu2O，在酸性條件下生成Cu，所以在煅燒過程中，還可能發(fā)生2Cu＋O22CuO。 題組四　反應原理探究型 4．某些資料認為NO、NO2不能與Na2O2反應。某小組學生提出質疑，他們從理論上分析過氧化鈉和二氧化氮都有氧化性，根據化合價升降原則提出假設： 假設Ⅰ.過氧化鈉氧化二氧化氮 假設Ⅱ.二氧化氮氧化過氧化鈉 (1)小組甲同學設計實驗如下： ①試管A中反應的化學方程式是____________________________

30、_______________。 ②待試管B中收集滿氣體，向試管B中加入適量Na2O2粉末，塞緊塞子，輕輕振蕩試管內粉末，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將余燼木條迅速伸進試管內，看見木條復燃。甲同學認為假設Ⅱ正確；乙同學認為該裝置不能達到實驗目的，為達到實驗目的，在A、B之間增加一個裝置，該裝置的作用是____________________。 ③乙同學用改進后裝置，重復了甲同學的實驗操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失；余燼木條未復燃。得出結論：假設Ⅰ正確。NO2和Na2O2反應的方程式是____________________________________________ ________

31、________________________________________________________________。 (2)丙同學認為NO易與O2發(fā)生反應，應更易被Na2O2氧化。 查閱資料：①2NO＋Na2O2===2NaNO2 ②6NaNO2＋3H2SO4===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O； ③酸性條件下，NO或NO都能與MnO反應生成NO和Mn2＋ 丙同學用下圖所示裝置(部分夾持裝置略)探究NO與Na2O2的反應。 ①B中觀察到的主要現象是________________________________________________，

32、F裝置的作用是__________________________________________________________。 ②在反應前，打開彈簧夾，通入一段時間N2，目的是____________________________。 ③充分反應后，檢驗D裝置中發(fā)生反應的實驗是_____________________________________。 【答案】(1)①Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ②除去生成NO2氣體中混有的水蒸氣 ③Na2O2＋2NO2===2NaNO3 (2)①銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{色，有無色氣泡產生 吸收未反應

33、的NO ②將裝置中的空氣排出 ③取D裝置中產物少許，加入稀鹽酸，若產生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，則產物是亞硝酸鈉 【解析】(1)①Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；②因為進入B的NO2中含有水蒸氣，所以應在A、B之間組裝一個干燥NO2的裝置；③根據現象，Na2O2氧化NO2，反應原理為Na2O2＋2NO2===2NaNO3。 (2)A中發(fā)生反應：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；B中發(fā)生反應：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，CaCl2干燥NO，

34、之后NO和Na2O2反應，E中的無水CaCl2可防止F中的水蒸氣進入D，避免干擾實驗。在F中酸性KMnO4溶液氧化NO，防止污染空氣。根據以上原理，B中現象為銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{色，有無色氣泡產生。在反應前通入N2，目的是排盡裝置內的空氣?？衫眯畔ⅱ跈z驗D中產物。 考點三：定量測定型實驗題 【知識精講】 常見的定量測定型實驗題包括混合物成分的測定、物質純度的測定以及化學式的確定等。該類試題常涉及物質的稱量、物質的分離與提純、中和滴定、一定物質的量濃度溶液的配制等實驗操作。實驗過程中或問題解答中要特別注意以下幾個問題： 1．氣體體積的測量 (1)量氣裝置的改進 (2)

35、量氣時應注意的問題 ①量氣時應保持裝置處于室溫狀態(tài)。 ②讀數時要特別注意消除“壓強差”，保持液面相平還要注意視線與液面最低處相平。如上圖(Ⅰ)(Ⅳ)應使左側和右側的液面高度保持相平。 2．測定實驗中要有消除干擾氣體的意識 如用“惰性”氣體將干擾氣體排出，或用溶液吸收干擾氣體等。 3．測定實驗中要有被測量氣體全部被測量的意識 如可采取反應結束后繼續(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的方法。 4．測定實驗中要有“數據”的采集處理意識 實驗數據的采集是化學計算的基礎，一般來講，固體試劑稱質量，而液體試劑和氣體試劑則測量體積。 (1)稱量固體質量時，中學一般用托盤

36、天平，可估讀到0.1 g，精確度要求高的實驗中可以用分析天平或電子天平，可精確到0.000 1 g。 (2)測量液體體積時，一般實驗中選用適當規(guī)格的量筒，可估讀到0.1 mL，準確度要求高的定量實驗如中和滴定中選用滴定管(酸式或堿式)，可估讀到0.01 mL。容量瓶作為精密的定容儀器，用于配制一定物質的量濃度的溶液，一般不用于量取液體的體積。 (3)氣體除了量取外，還可以稱量。稱氣體的質量時一般有兩種方法：一種方法是稱反應裝置在放出氣體前后的質量減小值；另一種方法是稱吸收裝置前后的質量增大值。 (4)用pH試紙(測得整數值)或pH計(精確到0.01)直接測出溶液的pH，經過計算可以得到溶

37、液中H＋或OH－的物質的量濃度。為了數據的準確性，實驗中要采取必要的措施，確保離子完全沉淀、氣體完全被吸收等，必要時可以進行平行實驗，重復測定，然后取其平均值進行計算。如中和滴定實驗中測量酸或堿的體積要平行做2～3次滴定，取體積的平均值求算未知溶液的濃度，但對于“離群”數據(指與其他數據有很大差異的數據)要舍棄，因為數據“離群”的原因可能是操作中出現了較大的誤差。 【題組集訓】 題組一　滴定實驗，在定量測定實驗中的應用 1．某小組以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X，為確定其組成，進行如下實驗。 ①氨的測定：精確稱取w g

38、X，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1 mL c1 mol·L－1的鹽酸標準溶液吸收。蒸氨結束后取下接收瓶，用c2 mol·L－1 NaOH標準溶液滴定過剩的HCl，到終點時消耗V2 mL NaOH溶液。 ②氯的測定：準確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現淡紅色沉淀不再消失為終點(Ag2CrO4為磚紅色)。 回答下列問題： (1)裝置中安全管的作用原理是______________________________________________ ____

39、____________________________________________________________________。 (2)用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時，應使用________式滴定管，可使用的指示劑為________。 (3)樣品中氨的質量分數表達式為________________。 (4)測定氨前應該對裝置進行氣密性檢驗，若氣密性不好測定結果將________(填“偏高”或“偏低”)。 (5)測定氯的過程中，使用棕色滴定管的原因是______________________________________； (6)經測定，樣品X中鈷、氨和氯的物質

40、的量之比為1∶6∶3，鈷的化合價為________。制備X的化學方程式為________________________________________________________ ________________________________________________________________________； X的制備過程中溫度不能過高的原因是______________________________________ ________________________________________________________________________。

41、 【答案】(1)當A中壓力過大時，安全管中液面上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定 (2)堿　酚酞(或甲基紅) (3)×100% (4)偏低 (5)防止硝酸銀見光分解　 (6)＋3　2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O　溫度過高過氧化氫分解、氨氣逸出 【解析】(1)若沒有A中的安全管，當A中產生氣體時，會因裝置壓力過大發(fā)生危險；反之，有安全管存在，當A中壓力過大時，安全管中的液面會上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定。 (2)由題意知，用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時，NaOH溶液應放入堿式滴定管中，可使用酚酞作指示劑，滴定至終點時溶液由無色變?yōu)闇\

42、紅色。 (3)已知鹽酸的總的物質的量為c1 mol·L－1×V1 mL×10－3 L·mL－1＝c1V1×10－3 mol，NH3反應完后剩余的鹽酸用NaOH標準溶液滴定，可求出剩余的鹽酸為c2×V2×10－3 mol，由NH3＋HCl===NH4Cl可求出NH3的物質的量。進而求出w g X中的含氨量，即×100%。 (4)若裝置氣密性不好，會有NH3外逸，而不被HCl吸收，則剩余的HCl的物質的量會增多，消耗NaOH增多，即c2V2的值增大，由(3)中計算式可知氨的測定結果偏低。 (5)AgNO3是見光易分解的物質，使用棕色滴定管的目的是防止AgNO3見光分解而影響實驗結果。 (6

43、)樣品X中鈷、氨和氯的物質的量之比為1∶6∶3，可寫出化學式為[Co(NH3)6]Cl3，由化合物中正負化合價代數和為0計算，NH3整體為0價，氯為－1價，故Co為＋3價；從而推出制備X的化學方程式為2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。由于溫度過高時H2O2易分解、NH3易揮發(fā)，故制備過程中溫度不能過高。 題組二　裝置質量變化在定量測定實驗中的應用 2．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、硫轉化為氣體，再用測碳、測硫裝置進行測定。 (1)采用裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉化為CO2、SO2。

44、 ①氣體a的成分是________________。 ②若鋼樣中硫以FeS形式存在，A中反應：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的化學方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO

45、4，消耗z mL NaOH溶液，若消耗1 mL NaOH溶液相當于硫的質量為y克，則該鋼樣中硫的質量分數：________。 (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計算鋼樣中碳的質量分數，應測量的數據是________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】(1)①SO

46、2、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、后的質量 【解析】(1)①鋼樣(含有鐵、碳、硫)在高溫下與O2反應，除生成CO2、SO2外，還有剩余的O2，故氣體a中含有CO2、SO2、O2。 ②該反應中，S元素由－2價被氧化為＋4價，即生成SO2，再結合元素守恒及元素的化合價升降總數相等，配平該反應方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。 (2)①H2O2具有強氧化性，SO2具有強還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成H2SO4，化學方程式為H2O2＋SO2===H2SO4。 ②消耗1 mL NaOH溶液相當于硫的質量為y g，則消耗z mL NaOH溶液相當于硫的質量為yz g，那么鋼樣中硫的質量分數為＝。 (3)①裝置B中活性MnO2將SO2氧化。裝置C中K2Cr2O7-濃H2SO4具有強氧化性，用于吸收氣體a中的SO2，防止SO2進入CO2吸收瓶，影響實驗結果。 ②實驗中應測定實驗前后CO2吸收瓶的質量變化，從而確定CO2的質量，繼而求出鋼樣中碳的質量分數。