高考化学探究实验的设计测试

专题（十七）探究实验的设计与评价学习目标1、能够根据实验试题的要求，设计和评价简单实验方案。2、学会识别和绘制典型的实验仪器装置图。3、培养各部分实验知识与技能综合应用的能力。典型例题例题1：实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O试回答:(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量(mCuO、mH2O)时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。①仪器连接的顺序(用字母编号表示,仪器可重复使用)；d中浓硫酸的作用是,;实验完毕时观察到a中的现象是；②列出计算Cu的相对原子质量的表达式；③下列情况将使测定结果偏大的是。(以下选择填空不限1个正确答案,均用字母编号填写)(a)CuO未全部还原为Cu(b)CuO受潮(c)CuO中混有Cu(2)如果仍采用上述仪器装置,其他方案可选用测定的物理量有。(a)、mCu、mCuO(b)mN2、mH2O(c)、mCu、mH2O(d)、mNH3、mH2O例题2：实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物是棕红色、易潮解，100℃左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置、左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（I）和（II）所示。试回答：（1）B中反应的化学方程式为：__________________________________________；（2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是：___________________________________________________________________________。（3）D中反应化学方程式为：_____________________________________________。（4）装置（Ⅰ）的主要缺点是：__________________________________________。（5）装置（Ⅱ）的主要缺点是：_________________________________________。如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：____________________________________________________________________________。课堂练习1．为证明盐的水解是吸热的，四位同学分别设计了如下方案，其中正确的是A、甲同学：在醋酸钠溶液中滴加2滴酚酞试剂，加热后红色加深，说明盐类水解是吸热的。B、乙同学：在盐酸中加入氨水，混合液温度上升，说明盐类水解是吸热的。C、丙同学：将硝酸铵晶体溶于水，水温降低，说明盐类水解是吸热的。D、丁同学:在氨水中加入氯化铵固体，溶液的pH变小，说明盐类水解是吸热的。2．提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为（）A．加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸B．加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸C．加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸D．加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸3．某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3，若用该溶液制取芒硝,可供选择的操作有:①加适量H2SO4溶液②加金属Na③结晶④加过量NaOH⑤加强热脱结晶水⑥过滤。正确的操作步聚是（）A．②⑥③B．④⑥①③C．④⑥③②D．②⑥①③⑤4．某溶液中含有OH—、CO32—、SO42—三种阴离子，要求只取一次．．．．待测液就能将阴离子都检验出来，试设计一种简便的检验方法。5．某研究性学习小组在做Na2O2与水反应实验时，发现Na2O2与水反应后的溶液中滴加酚酞试液溶液呈现红色，但红色很快褪色，甲、乙、丙三同学对此现象分别做了如下推测：甲：因为反应后试管很热，所以可能是溶液温度较高使红色褪去。乙：因为所加水的量较少，红色褪去可能是生成的NaOH溶液浓度较大的影响。丙：Na2O2具有强氧化性，生成物中O2、H2O2（可能产物）等也具有强氧化性，可能是氧化漂白了红色物质。⑴验证甲同学的推测是否正确的方法是_____________________________，验证乙同学的推测是否正确的方法是_____________________________________；当出现_________________________________________现象时，即可说明丙同学的推测正确。⑵有同学提出用定量的方法探究丙同学方案中是否含有H2O2，其实验方法为：称取2.6gNa2O2固体，使之与足量的水反应，测量产生O2的体积，与理论值比较，即可得出结论。①测量气体体积时，必须待试管和量筒内的气体都冷却至室温时进行，应选用右图装置中的______，理由是__________________________。②若在标准状况下测量气体的体积，应选用的量筒的大小规格为________（选填“100mL”、“200mL”、“500mL”或“1000mL”）。6．某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应,测定氧气的摩尔质量.实验步骤如下:①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量,质量为ag.②装好实验装置。③检查装置气密性。④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。⑤停止加热（如图，导管出口高于液面）。⑥测量收集到气体的体积。⑦准确称量试管和残留物的质量为bg.⑧测量实验室的温度。⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。回答下列问题：⑴如何检查装置的气密性？。⑵以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：①调整量筒内外液面高度使之相同;②使试管和量筒内的气体都冷却至室温;③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是：（请填写步骤代号）。⑶测量收集到气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？。7．用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是：甲：①称取一定质量的HA配制0.lmol/L的溶液100mL；②用pH试纸测出该溶液的pH值，即可证明HA是弱电解质。乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝l的两种酸溶液各100mL；②分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL；③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是（2）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH1（选填＞、＜、＝）乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是（多选扣分）（a）装HCl溶液的试管中放出H2的速率快；（b）装HA溶液的试管中放出H2的速率快；（c）两个试管中产生气体速率一样快。（3）请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处、。（4）请你再提出一个合理而比较容易进行的方案（药品可任取），作简明扼要表述。8．CO2气体是大气产生温室效应、使地球变暖的气体之一。某学生参加课外环保小组，测定校办工厂排出废气中CO2（含杂质SO2）的含量，他准备将CO2变成沉淀，然后测沉淀质量，通过计算求出CO2的含量。图中表示主要装置，其他胶管、导管略去。（1）下列设计主要仪器装置使用的顺序有两种，其中方案较为合理。甲方案；A→D→E→F→C乙方案：A→D→F→E→C（2）为什么要使气体两次通过酸性KMnO4溶液（3）为什么没有选B装置（4）CO2是被转化成沉淀而计算出质量来的。（5）要测得沉淀物质量需进行、、干燥、操作。课后练习1．在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用右图中的部分仪器，装配成一个简易的，能随开随用,随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号）（）A．abcdB.deghC.bcdD.acde2．以下气体：①H2②Cl2③CH4④NO⑤SO2，（烧瓶的位置不能移动）(1).若烧瓶是干燥的，则由A口进气，可收集的气体是，由B口进气，可收集的气体是。(2).若烧瓶内充满水，可收集到的气体是，气体应由口进入（填A或B）(3).若在烧瓶内装有一定量的溶液，用以洗气，则气体应从口进入（填A或B）3．测定一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积，可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实验用品：中学化学实验常用仪器、800毫升烧杯、100毫升量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸（密度1.19克/毫升）、水。按图示装置进行实验，回答下列问题。（设合金样品完全反应，产生的气体体积不超过100毫升）（1）补充下列实验步骤，直到反应开始进行（铁架台和铁夹的安装可省略）：①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好，放在800毫升烧杯底部，把短颈漏斗倒扣在样品上面。②，③，④。（2）合金样品用铜网包裹的目的是：。4．实验室有CuO和Cu粉的混合物。请你利用给出的实验仪器及试剂，设计两种测定该样品（已称得其质量为m克）中氧化铜质量分数的方法，并填写表格中的有关内容。实验方法实验过程中所发生反应的化学方程式实验所用仪器（用编号表示）实验需直接测定的有关物理量（用文字说明）12实验可能用到的主要仪器：①托盘天平②启普发生器⑧硬质玻璃管④泥三角⑤烧杯⑥坩埚⑦酒精灯⑧玻棒⑨漏斗⑩干燥管实验可能用到的试剂：a．锌粒b．稀硫酸c．氯化钠溶液d，浓硫酸5．某工厂废液经测定得知含有乙醇、甲醇、乙酸和乙酸乙酯。现欲从废液中回收甲醇、乙醇和乙酸，根据各物质的性质(见下表)，补充下列实验步骤，并回答有关问题：物质甲醇乙酸乙酯乙醇乙酸沸点/℃657778118可供选择的实验用品：250mL蒸馏烧瓶，400mL烧杯，250mL烧杯，温度计，冷凝器接受器,玻璃棒以及中学化学实验的常用仪器。1摩尔/LNaOH溶液，18.4mol/LH2SO4溶液，蒸馏水和冰（1）补充下列实验步骤，直至达到实验目的。第一步：组装蒸馏装置，检查其气密性；第二步：取100mL废液注入250mL蒸馏烧瓶中，滴入1mol/LNaOH溶液，调整废液的pH=10；第三步：___________________________。第四步：_______________________得甲醇。第五步：__________________________得乙醇。第六步：_____________________得乙酸。（2）滴入1mol/LNaOH溶液，使溶液的pH=10的目的是______________。（3）使用18.4mol/LH2SO4目的是（用化学方程式表示）_____________________。专题（十七）参考答案：例题例1答案：(1)①bcacd，吸收未反应的氨，防止空气中水分进入，固体由黑色转变为红色②（18mCuO）/mH2O–16③a、c(2)a、c例2答案：（1）4HCl+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑或16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2（2）B中的反应进行一段时间后，看到共绿色气体充满装置，再开始加热D（3）2Fe+3Cl22FeCl3（4）导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染（5）产品易受潮解在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置（其他既能防止产品潮解又能防止尾气污染环境的合理答案均给分）课堂练习1A2D3B4．首先加入NH4NO3溶液，检验OH—；其次加入HNO3溶液（或盐酸），检验CO32—；最后加入Ba(NO3)2溶液，检验SO42—。5．⑴冷却后加酚酞试液或冷却后看溶液是否变红加水稀释后看溶液是否变红(或加较多的水反应后滴加酚酞试液看是否变红)冷却后及加水稀释后均不变红（2）①Ⅱ防止气体冷却时发生倒现象，减小实验误差。②500mL6．（1）将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导①管，表明装置不漏气。（2）②①③（3）慢慢将量筒下移（4）22.4L/mol×298K×(ag-bg)÷(273K×cL)7．（1）100mL容量瓶(注：未标明规格的扣1分)（2）＞b（多选扣分）（3）配制pH＝l的H