（课标通用）山东省2020版高考化学总复习 专题十一 第4讲 定量型实验和探究型实验课件

第4讲定量型实验和探究型实验微专题一定量型实验试题分析微专题二探究型实验试题分析总纲目录 1.认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动。2.了解科学探究过程包括提出问题和假设、设计方案、实施实验、获取证据、分析解释或建构模型、形成结论及交流评价等核心要素。3.理解从问题和假设出发确定研究目的、依据研究目的设计方案、基于证据进行分析和推理等对于科学探究的重要性。山东省教学指导意见微专题一定量型实验试题分析题型一沉淀法基本思路:将某种成分转化为沉淀 提纯、干燥沉淀并称量沉淀质量 进行相关计算。典例1海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用如下方法:(1)气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。 (2)计算。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再与足量的石灰水充分反应,所得沉淀经洗涤、干燥后称量,质量为xg,海水中溶解无机碳的浓度=mol/L。答案(1) (2) 10xz解析(1)注意酸化试剂要用稀硫酸,一定不能用盐酸,否则HCl会挥发出来影响后续的实验。通N2的导管需长进短出,用分液漏斗滴加稀硫酸。(2)该转化过程的关系式为CO2~HC ~CaCO311n(CO2) mol3O100x解得n(CO2)= mol,所以c(CO2)= mol/L。100x10xz题型二气体体积法基本思路:对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法计算样品纯度。量气装置的设计如图所示,其中A是常规的量气装置,B、C是改进后的量气装置。典例2已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。下图是实验室测定产品中CaO2含量的装置(夹持装置省略)。 若所取产品质量是mg,测得气体体积为VmL(已换算成标准状况),则产品中CaO2的质量分数为(用字母表示)。过氧化钙的含量也可用重量法测定,需要测定的物理量有。答案 ×100%样品质量、完全分解后剩余固体的质量(合理即可)91400Vm解析根据题给信息可得,2CaO2~O2,ω(CaO2)= ×100%= ×100%。如果用重量法测定,需要测定的物理量有样品质量、完全分解后剩余固体的质量。31027222.4Vm91400Vm题型三气体质量法基本思路:将生成的气体通入足量的气体吸收剂中,通过称量实验前后吸收剂的质量,求得所吸收气体的质量,然后进行相关计算。典例3甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性,发生反应的化学方程式通常表示为HCHO+2Cu(OH)2 HCOOH+Cu2O↓+2H2O。若向足量新制氢氧化铜中加入4.00mL甲醛水溶液,充分反应。请回答下列问题:(1)设计一个简单实验验证甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐。①主要仪器:试管、酒精灯。②可供选用的试剂:硫酸铜溶液、甲醛、甲酸、氢氧化钠溶液。。(2)在上述甲醛与足量新制氢氧化铜反应后的溶液中加入足量稀硫酸,将产生的气体通入测碳装置中(如图所示),采用重量法测定CO2吸收瓶增重1.76g,则甲醛水溶液的浓度为mol/L。 答案(1)向氢氧化钠溶液中滴入硫酸铜溶液,振荡,制成氢氧化铜悬浊液,然后加入甲酸,加热至沸。如果出现砖红色沉淀,表明甲酸或甲酸盐会继续与氢氧化铜反应,甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐(2)10解析(1)由于甲酸或甲酸盐中还含有醛基,可以与新制氢氧化铜发生反应生成砖红色沉淀,要验证甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐,可设计实验:先取硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液配成氢氧化铜悬浊液,然后加入甲酸,加热至沸,发现有砖红色沉淀生成,证明甲酸或甲酸盐可继续与氢氧化铜反应,所以甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐。(2)根据碳原子守恒可知HCHO~CO2,而生成CO2的物质的量为 =0.04mol,所以甲醛的物质的量为0.04mol,甲醛水溶液的浓度为1.76g44g/mol =10mol/L。30.04mol4.0010L题型四滴定法基本思路:利用滴定操作原理,通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据,再进行相关计算。典例4(2018山东青岛一模)碳酸镧咀嚼片可用于慢性肾衰患者高磷血症的治疗,不含钙和铝。碳酸镧可由LaCl3为原料来制备,整个反应在较低的pH条件下进行,避免生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]。(1)化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。 ①仪器X的名称为;检验装置甲气密性良好的方法是。②实验中K1、K2打开的先后顺序为;为保证碳酸镧的纯度,实验过程中需要注意的问题有。(2)碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。①为了高磷血症患者的安全,通常选用碳酸氢钠溶液,过程中会发生两个平行反应,其离子方程式为和。②选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是(任写一条)。(3)碳酸镧(摩尔质量为458g·mol-1)质量分数的测定:准确称取15.0g产品试样,溶于10.0mL稀盐酸中,加入10mLNH3-NH4Cl缓冲溶液,加入0.2g紫脲酸铵混合指示剂,用0.5mol·L-1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至呈蓝紫色(La3++H2  LaY-+2H+),消耗EDTA溶液60.00mL。则产品中碳酸镧的质量分数w=。2Y答案(1)①球形干燥管关闭活塞K1,向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差,一段时间后,液面差保持不变,说明气密性良好②先打开K2,再打开K1控制氨气(或CO2)通入量(2)①2La3++3HC  La2(CO3)3↓+3H+H++HC  CO2↑+H2O②碳酸氢钠碱性相对较弱,可防止生成碱式碳酸镧(3)45.8%3O3O解析(1)①仪器X的名称为球形干燥管;检验装置甲气密性良好的方法是关闭活塞K1,向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差,一段时间后,液面差保持不变,说明气密性良好。②氨气是极易溶于水的气体,先通氨气,在碱性条件下再通入二氧化碳,溶解的量较大,故实验中先打开K2再打开K1;为保证碳酸镧的纯度,实验过程中需要控制氨气(或CO2)通入量。(2)①碳酸氢钠分别与和La3+、H+反应,反应的离子方程式为2La3++3HC  La2(CO3)3↓+3H+和H++HC  CO2↑+H2O。3O3O②选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是碳酸氢钠碱性相对较弱,可防止生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]。(3)滴定时消耗EDTA的物质的量为60.00×10-3L×0.5mol·L-1=0.03mol,根据反应La3++H2  LaY-+2H+可知,产品中碳酸镧的质量分数w= ×100%=45.8%。2Y10.03458l215.0gmolgmo微专题二探究型实验试题分析题型一物质性质的实验探究典例1(2018湖北武汉调研)某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验。实验Ⅰ:将Fe3+转化为Fe2+ (1)Fe3+与Cu粉发生反应的离子方程式为。(2)探究白色沉淀产生的原因,请填写实验方案:实验方案现象结论步骤1:取4mLmol·L-1CuSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol·L-1KSCN溶液产生白色沉淀CuSO4溶液与KSCN溶液反应产生了白色沉淀步骤2:取无明显现象查阅资料:已知:①SCN-的化学性质与I-相似;②2Cu2++4I- 2CuI↓+I2。Cu2+与SCN-反应的离子方程式为。实验Ⅱ:将Fe2+转化为Fe3+实验方案现象向3mL0.1mol·L-1FeSO4溶液中加入1mL稀硝酸溶液变为棕色,放置一段时间后,棕色消失,溶液变为黄色探究上述现象出现的原因:查阅资料:Fe2++NO Fe(NO)2+(棕色)(3)用离子方程式解释NO产生的原因。(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析:反应Ⅰ:Fe2+与HNO3反应;反应Ⅱ:Fe2+与NO反应①依据实验现象,可推知反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的(填“快”或“慢”)。②反应Ⅰ是一个不可逆反应,设计实验方案加以证明:。③请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因:。答案(1)2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+(2)0.14mL0.2mol·L-1FeSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol·L-1KSCN溶液2Cu2++4SCN- 2CuSCN↓+(SCN)2(3)3Fe2++4H++N  3Fe3++NO↑+2H2O3O(4)①慢②取少量反应Ⅰ的溶液于试管中,向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,溶液无明显变化,说明反应Ⅰ是一个不可逆反应③Fe2+被硝酸氧化为Fe3+,溶液中Fe2+浓度降低,导致平衡Fe2++NO Fe(NO)2+逆向移动,最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+,溶液由棕色变为黄色解析(1)Fe3+与Cu反应的离子方程式为2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+。(2)由反应2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+,可知得到的溶液中Fe2+为0.2mol·L-1,Cu2+为0.1mol·L-1,分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液,滴入KSCN溶液进行对照实验;由题目信息可知,Cu2+与SCN-反应生成CuSCN沉淀,同时生成(SCN)2,反应的离子方程式为2Cu2++4SCN- 2CuSCN↓+(SCN)2。(3)Fe2+具有还原性,酸性条件下N 具有强氧化性,反应生成Fe3+、NO与水,反应的离子方程式为3Fe2++4H++N  3Fe3++NO↑+2H2O。3O3O(4)①溶液先变为棕色,放置一段时间后,棕色消失,溶液变为黄色,反应速率快的反应现象最先表现,反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的慢。题型二物质组成的实验探究典例2(2018福建福州高三期末)碱式碳酸铜可用作有机催化剂、杀虫剂及饲料中铜的添加剂,还可用于烟火和颜料制造。CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应能否得到碱式碳酸铜?某兴趣小组进行相关探究。【沉淀制备】称取12.5g胆矾溶于一定量的水中配成8%的CuSO4溶液。向其中加入适量Na2CO3溶液,将所得蓝绿色悬浊液过滤,用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤。(1)配制该CuSO4溶液需要mL的水,使用(填仪器的规格及名称)来量取。【实验探究】甲同学认为沉淀是CuCO3;乙同学认为沉淀是Cu(OH)2;丙同学认为沉淀是碱式碳酸铜xCuCO3·yCu(OH)2。已知CuCO3、Cu(OH)2均不带结晶水。为了进一步测定组成,现设计了如下装置,用制得的蓝绿色固体进行实验: (2)A装置加热前,首先打开旋塞K1、K2,关闭K3,通入适量氮气,然后,再点燃A处酒精灯。(3)实验室常通过加热亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液制备氮气,该反应的离子方程式为。(4)若丙同学的观点成立,实验观察到的现象是。(5)文献显示:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9,经讨论认为需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2来定量测定蓝绿色固体的化学式,其原因是。a.Ba(OH)2的碱性比Ca(OH)2强b.Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2c.相同条件下,CaCO3的溶解度明显大于BaCO3d.吸收等量CO2生成的BaCO3的质量大于CaCO3,测量误差小(6)待A中反应完全后,打开旋塞K1,再次通入N2,若定量分析所取蓝绿色固体质量为27.10g,装置C中使用Ba(OH)2溶液,实验结束后,C中产生沉淀19.70g,则该蓝绿色固体的化学式为。答案(1)87.5100mL量筒(2)关闭K1、K2,打开K3(3)N +N  N2↑+2H2O(4)A中蓝绿色固体变黑,B中白色固体变蓝,C中溶液变浑浊(5)bd(6)2CuCO3·3Cu(OH)2[或3Cu(OH)2·2CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2]2O4H解析(1)用12.5g胆矾配成CuSO4溶液,溶质为CuSO4,其质量为12.5g× =8g,则所需水的质量为 g-12.5g=87.5g,体积为87.5mL,应该使用100mL的量筒量取。(2)A装置加热前,首先打开旋塞K1、K2,关闭K3,通入适量氮气