高考化学实验方案的设计测试1

第4课时化学实验方案的设计与评价（A卷）考测点导航1．化学实验方案设计的基本要求化学实验方案的设计基本要求是方法简便、原料或药品易得、现象明显、操作易行、环保防污。2．化学实验方案设计的一般方法(1)明确目的原理首先必须认真审题（如要求采用最简单或最佳的方案，制取纯净的某物质等），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、分析，从而明确实验原理。(2)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、反应条件，如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器和橡皮，反应是否加热及温度是否控制在一定范围，给出的药品、仪器或装置是否足够，需要补充还是筛选，仪器药品的规格等。从而选择合理的化学仪器和药品。(3)设计装置步骤根据上述实验目的和原理，以及所选用的实验仪器和药品，设计出合理的实验操作步骤、实验装置。学生应具备识别和绘制典型的实验装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。(4)记录现象数据根据观察，全面准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)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、推理等处理，得出正确的结论。典型题点击1．（2000年上海高考题）某课外活动小组加热炭粉（过量）和氧化铜的混合物，再用下图装置，对获得的铜粉（含炭）样品进行实验。图中铁架台等装置已略去。请你帮助他们完成下列实验报告。（1）实验目的：。（2）实验用品：仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等，药品：红褐色铜粉（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰、浓硫酸等。（3）实验内容（见表1）。表1实验步骤、现象及化学方程式：（4）计算：样品中铜的质量分数＝_________。（用含W、m1、m2的代数式表示。）（5）问题和讨论：实验完成后，老师评议说：按上述实验设计，即使C中反应完全、D中吸收完全，也不会得出正确的结果。经讨论，有学生提出在B与C之间加入一个装置，再次实验后，得到了较正确的结果。那么，原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是__________。在B与C之间加入的装置可以是_____________，其中盛放的药品是____________。（该题是对一个相对完整的实验方案加以分析、推理、评价的综合性实验简答题，意在考查学生的观察能力、实验能力和思维能力。解答此题的关键在实验报告的仪器和药品一项，由此可确定反应的装置和反应原理。）2．（2003年南京市高三化学模拟题）以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜实验过程实验现象有关化学方程式在C中加入样品标本W克，D中装入药品后并称量为m1g。连接好仪器后，检查气密性打开A的活塞，慢慢滴加溶液。对C进行加热。当C中药品充分反应后。关闭A的活塞。停止加热：冷却后，称量D的质量为m2克。（CuSO4·5H2O）。制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。（1）写出制取硫酸铜的总反应方程式。（2）在上述生产过程中，被循环使用的物是。（3）请你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程。将它们的编号填入方框。（本题考查了学生对几种常见物质性质的掌握情况及分析评价能力。答题时由题给条件确定反应原理，看懂流程图，明确各步的实验目的，通过分析、比较确定方案。）新活题网站1．某学生利用厨房中的用品进行小实验研究，现有：鸡蛋壳、食醋、纯净水、食盐、干电池、石墨电极及导线，你认为他不能完成的家庭小实验有（）A．除去鸡蛋白溶液中的少量食盐B．自制家用含次氯酸钠溶液的消毒剂C．检验碘盐中是否加有碘酸钾D．除去热水瓶胆内的水垢（本题是化学联系生活实际的问题，考查学生对所提供用品的组成、性质熟悉的情况以及灵活运用能力。答题时注意完成这些实验的条件。）2．请设计简单的方案证明KMnO4溶液的颜色是由于MnO4-的存在而引起的？（用多种方法）（此题考查学生对物质的检验实验方案设计的能力。答题时利用物质的性质，通过对比解决问题。）3．根据下图回答问题：（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。答：；（2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：；（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：A中加入的试剂是，作用是。B中加入的试剂是，作用是。C中加入的试剂是，作用是除尽气体。D中加入的试剂是，作用是。（4）实验时，C中应观察到的现象是。（该题考查学生对较复杂装置气密性的检查情况，浓硫酸与木炭粉反应产物检验方案的设计与评价能力。答题时要注意三种产物检验的先后顺序，排除可能产生的干扰。）4．实验室可用2Cl2+2CuO=2CuCl2+O2的反应来测定铜的近似相对原子质量。试回答：（1）为测定反应物CuO的质量[记作m(CuO)g]和生成物O2的体积（标准状况下）[记作V(O2)mL]，请用图所列仪器设计一个简单的实验方案：①按气体流向从左到右，用乳胶管（图中未画出）连接上述仪器，组合成一套实验装置，正确的连接顺序是（用导管口序号填写），装置C的作用是。实验完毕时在F的反应管中观察到的现象是。②计算Cu的相对原子质量的表达式是。（已知氧的相对原子质量为16）（2）下列情况中会使测定结果偏大的是。A．CuO未全部转化为CuCl2B．CuO受潮C．CuO中混有CuD．未使用C装置E．未使用D装置（3）如果仍采用上述仪器设计另外的实验方案，还可以测定其他物理量来求出Cu的相对原子质量，这些物理量是。A．m(CuO)、m(CuCl2)B．m(Cl2)、V(O2)C．m(CuCl2)、V(O2)D．V(HCl)、V(O2)（本题考查了气体的制备原理、净化方法、数据的采集和处理，利用常用的化学仪器作定量实验等设计实验方案的能力。答题时依据物质制备的一般思路，冷静地审题、联系所学过的实验知识和实验技能，进行知识类比、迁移、重组，全面而细致的思考可回答问题。）5．三氯化铁是中学化学实验室中必不可少的重要试剂。某同学利用废铁屑(含少量铜等不与盐酸反应的杂质)来制备FeCl3·6H2O，该同学设计的实验装置如图3所示，A中放有废铁屑，烧杯中盛有过量的稀硝酸，实验时打开a,关闭b，从分液漏斗内向A中滴加过量盐酸，此时溶液呈浅绿色，再打开b进行过滤，过滤结束后，取烧杯内溶液倒入蒸发皿加热，蒸发掉部分水并使多余HNO3分解，再降温结晶得FeCl3·6H2O晶体。填写下列空白：（1）从B导管收集产生的气体可采用的方法是。（2）滴加盐酸时，发现反应速率较之盐酸与纯铁粉反应要快，其原因是。（3）烧杯内放过量稀HNO３的原因是，离子方程式是。（4）整个实验过程中，弹簧夹a都必须打开，除了为排出产生的气体外，另一个目的是。（5）用降温结晶法制得FeCl3·6H2O，而不用直接蒸干的方法来制得晶体的理由是。（该题意在考查学生对化学实验装置的理解，运用学过的知识对陌生的实验装置予以解释的能力。答题时要仔细观察装置，领会仪器的所起的作用。）答案分析：典型题点击1．（1）测定铜粉样品中铜的质量分数（3）B、E中有气泡产生2H2O22H2O+O2↑C中的红褐色粉末变成黑色2Cu+O22CuOC+O2CO2（4）WmmW4412)(12（5）偏小：水蒸汽通过C被D中碱石灰吸收；洗气瓶浓硫酸（或干燥管碱石灰）讲析：从H2O2和MnO2可推知两者可制氧气，氧气可以氧化样品中混有的炭粉；干燥管中药品用于吸收产生的CO2，因此盛放的是碱石灰。第（5）小题出现了实验结果负误差，所以一定是D多吸收了什么物质，由此可以结合化学方程式找到水的存在，进而得到这一问题的答案。2．（1）2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。（2）HNO3（3）B、A。新活题网站1．C讲析：蛋壳内膜作为半透膜，鸡蛋白溶液为胶体，通过渗析可除去其中的少量食盐；电解食盐水可自制家用含次氯酸钠溶液的消毒剂；检验碘盐中是否加有碘酸钾，缺少还原剂将IO3-还原；水垢为碳酸钙和氢氧化镁的混合物，用醋酸除去。答案为C。2．方法一：对照实验：用KCl溶液和KMnO4溶液进行比较，得出结论。方法二：利用MnO4-的强氧化性。向溶液中加入还原性的物质（Na2SO3、浓HCl、FeCl2、H2O2等）3．（1）反应前点燃酒精灯，加热烧瓶一小会儿。在瓶B、C、D中出现气泡，熄灭酒精灯，瓶B、C、D中导管液面上升，证明该装置不漏气。（2）2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O（3）无水硫酸铜检验H2O品红溶液检验SO2足量酸性KMnO4溶液SO2澄清石灰水检验CO2（4）导管有气泡冒出；溶液紫色逐渐变浅；瓶底有少量黑色固体生成。4．（1）①a→f，e→i，j→c，d→h，g→b除去多余的Cl2黑色粉末变为棕色②16112002）（）（OVCuOm（2）ABCE（3）AC讲析：制得的Cl2中含有HCl、H2O，因HCl的存在对Cl2和CuO的反应产生影响，必须除去。H2O的存在对此反应无影响，要想除去得通过碱石灰，碱石灰又能吸收Cl2，故H2O不必除去。由B和E组成量气装置（应从短管口进气），在气体通入之前，需除去多余的Cl2。则装置连接顺序：制取Cl2用A，除去其中的HCl用D，发生Cl2和CuO的反应用F，除去多余的Cl2并吸水用C，量气装置由B和E组成。5．（1）用排水取气法或向下排空气取气法(2)因废铁屑中含少量Cu等不与HCl反应的杂质，形成Fe－Cu原电池使反应速率加快(3)稀HNO３有强氧化性，为保证使Fe2+全部氧化成Fe3+3Fe2++4H＋+NO3====3Fe3++NO↑+2H2Ｏ(4)与大气相通，使分液漏斗中的酸可滴入A中(5)因为FeCl3是强酸弱碱盐水解：FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl，加热蒸干时使HCl挥发造成水解平衡右移，因此得不到FeCl3·6H2O==MnO2==△==△