专题13 第4讲 实验方案的设计与评价.ppt

1,第4讲 实验方案的设计与评价 基础盘点 一、实验方案的设计与评价 自我诊断 1.某兴趣小组设计出右图所示装 置来改进教材中“铜与硝酸的 反应”实验，以探究化学实验 的绿色化。,（固定装置略去）,2,（1）实验前，关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口， 塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是 。 （2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分 液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是 。 再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是 。 （3）下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理 念的最佳方案是 ，理由是 。,3,4,（4）该小组还用上述装置进行实验，证明氧化性KMnO4 Cl2Br2。操作步骤为 ， 实验现象为 。 但此实验的不足之处是 。,5,答案 (1)检查装置气密性 （2）Cu+4HNO3 (浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 反应变缓，气体颜色变淡 （3）丙 耗酸量最少，无污染 （4）向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4， 由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生，d中溶 液变为黄棕色 没有处理尾气,6,基础回归 实验方案设计的基本要求 1.科学性：实验原理、实验方法和操作程序必须科 学合理。 2.安全性：实验操作要尽量防止带有危险性的操作， 尽量避免与有毒物质接触，若无法避免则应采取 安全措施。 3.环保性：有毒物质必须处理，以防污染环境。 4.可行性：设计的实验方案要切实可行，所选用的 药品、仪器、设备和方法在现有的条件下能得到 满足。,7,5.简约性：实验设计应尽可能简单易行，应采用简 单的实验装置，用较少的实验步骤，能在较短的 时间内完成实验，且效果明显。 6.经济性：综合考虑原料的用量、价格。 7.创新性：创新性是设计的灵魂。近几年的高考化 学实验题，最显著的特点就是由基础知识、基本 实验或常见题型创新而成的。通常化学实验设计 方案的创新性可从以下两个方面考虑；一是反应 原理的创新设计,凡是物质间满足“反应容易发生”、“速度快慢适当”、“产物较纯且易分离”的反应均 可用于制备所需产物；二是实验装置的创新设计，,8,根据现有仪器，考虑题给药品的状态，是否需要加 热等反应条件，所给仪器还有哪些灵活的用途等， 可大胆改进制备装置、净化装置、收集装置、除杂 装置，体现创新精神。,指点迷津 在设计实验时，应在各种所设计的方案 中，通过对比和归纳选择出具有安全性好、药品易 得、操作简便、装置简单而且现象明显的最佳方案。,9,二、设计实验的思路 自我诊断 2.设计简单实验说明下列物质的氧化性由强到弱： Cl2FeCl3I2，可选用的药品有：氯水、FeCl3溶液、 碘水、KI溶液、NaOH溶液、稀硫酸、盐酸、KSCN 溶液、淀粉碘化钾溶液、FeCl2溶液、H2O2、水等。 所需仪器自由选择。简述实验步骤、现象、结论： 。,答案 取FeCl2溶液少许，加入KSCN溶液，无明显 现象，加氯水少许，变为血红色溶液，说明氧化性 Cl2FeCl3;取少许淀粉碘化钾溶液，加入FeCl3溶液， 变蓝色，说明氧化性FeCl3I2,10,3.请设计一个简单的一次性完成的实验装置，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序是：CH3COOHH2CO3C6H5OH。 （1）利用下图所示仪器可以组装实验装置，则仪 器的连接顺序为: 接 ， 接 ， 接 。,11,答案 （1）A D E B C F （2）连接好装置并检查气密性，在相应仪器内装 入所需药品，打开分液漏斗活塞，使醋酸溶液滴入 锥形瓶中，有气体生成： 2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa+H2O+CO2; 试管中苯酚钠溶液变浑浊；CO2+H2O+C6H5ONa C6H5OH+NaHCO3,（2）写出实验步骤、现象和有关的化学方程式：,12,基础回归 1.设计思路：实验目的实验原理反应的仪器装置 操作步骤数据处理方法形成方案 2.实验操作的顺序 （1）连接仪器。按气体发生除杂质干燥主体 实验尾气处理顺序连接好实验仪器。 （2）检查气密性。 （3）装药品，进行实验操作。,13,要点精讲 要点一 实验方案设计应注意的几个问题 1.药品和仪器是部分或刚好给出还是有剩余。 若药品和仪器只部分给出，则应作必要的补充， 若有剩余，则应进行筛选和淘汰。 2.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。 3.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 验中必不可少的，但容易被忽略。,14,4.药品的规格 有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最 难答准确，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、浓硫酸、 饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也应注意 某些仪器的规格。 5.会画简单的实验装置图 考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图， 可用“示意装置图”表示。,15,6.其他应注意的问题 （1）冷凝回流的问题。 （2）冷却问题。 （3）防止倒吸问题。 （4）具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液 漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通 装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装 置中的漏斗末端套住一支小试管等。,16,特别提醒 近年来许多高考试题都是通过对教材实 验进行重新设计或改进创新而成，其创新主要体现 在： （1）在仪器或装置上的创新，如多装置一用或一 装置多用。 （2）实验形式上的创新。 （3）实验方案或反应原理设计上的创新，如仪器、 用品的选择。,17,【典例导析1】 课题式课堂教学是研究性学习的一 种方式，其基本教学模式为： 如图是甲同学设计的证明“CO具有还原性”的实验 装置。,18,（1）实验时应先点燃 处（填“A”或“B”）的酒精灯。 （2）硬质玻璃管中反应的化学方程式为 。 （3）乙同学认为甲装置有待优化，如 尾气可先储存在瓶内，然后再处理。 如图乙是他设计的贮气瓶，尾气应从 （填“a” 或“b”）口通入（其他 装置略）。 （4）丙同学质疑：CO能否使澄清石灰水变浑浊？ 因此，他设计在CO通入CuO之前，应先通入澄清 石灰水，以比较排除CO与澄清石灰水反应，试对 此作出评价。你认为丙的设计是否有必要 ，理由是 。,19,（5）如果开始时通入的是CO和CO2的混合气体， 则应如何设计才能达到实验目的？ 。 解析 （1）CO为污染性有毒气体，由于先通CO 排空气，故应先点燃B处的酒精灯。 （2）CO能还原CuO生成CO2。 （3）贮气瓶应从a口进气，水从b口排出。 （4）由于整个设计过程中CO开始通过了澄清石灰水，故没必要排除CO的干扰。 （5）应先除去CO2再通入装置。,20,答案 （1）B （2）CuO+CO Cu+CO2 （3）a （4）不必要 在酒精灯A点燃前，CO已通过了澄 清石灰水 （5）先通过碱石灰除去CO2后再通入装置,21,迁移应用1 二氯化二硫（S2Cl2）在工业上用于 橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究 性学习小组查阅了有关资料,得到如下信息： 将干燥的氯气在110 140 与硫反应，即可 得S2Cl2粗品。 有关物质的部分性质如下表：,22,设计实验装置图如下：,（1）上图中气体发生和尾气处理装置不够完善,请 你提出改进意见 。,23,利用改进后的正确装置进行实验,请回答下列问题： （2）B中反应的离子方程式: ； E中反应的化学方程式: 。 （3）C、D中的试剂分别是 、 。 （4）仪器A、B的名称分别是 、 ， F的作用是 。 （5）如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响是 ，在F中可能出现的现象是 。 （6）S2Cl2粗品中可能混有的杂质是（填写两种） 、 ，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和 。,24,解析 （1）A为带塞的分液漏斗，液体流入B中，导 致A中上方压强小于B中上方压强，液体难以继续流 入B中。若用橡皮管将A的上口和B相连，则可解决 上述问题。制备S2Cl2温度在110140,S2Cl2成为 气体，在G中又冷却为液体，但S2Cl2易与水反应,故 应在G、H间加一个干燥装置。 （2）B中为实验室制Cl2的反应，E中为S和Cl2的反应。 （3）C为除去Cl2中HCl的装置,D为干燥氯气的装置。 （4）F为长导管，其作用为导气，冷凝S2Cl2。 （5）若温度过高，一部分S2Cl2又分解,导致产率降 低。F中若部分S2Cl2与水反应生成S,则有固体产生。,25,（6）S2Cl2在生成过程中，S与Cl2均过量；温度过 高S2Cl2又与Cl2反应生成SCl2，所以为了提高S2Cl2 的纯度,除控制好温度外,还要控制Cl2的产生速率。 答案 （1）用橡皮管将A的上口和B相连（或将A 换成恒压滴液漏斗），在G和H之间增加干燥装置 （2）MnO2+4H+2Cl- Mn2+Cl2+2H2O 2S+Cl2 S2Cl2 （3）饱和食盐水（或水） 浓硫酸 （4）分液漏斗 蒸馏烧瓶 导气、冷凝 （5）产率降低 有固体产生（或其他正确描述） （6）SCl2 Cl2 S（任写其中两种即可） 控制浓盐酸的滴速不要过快,26,要点二 化学实验方案的评价 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。要考虑是否安全合理、有无干扰 现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。 1.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 实际操作时能否做到可控易行。评价时，从以下4个 方面分析：,27,（1）实验原理是否正确、可行； （2）实验操作是否安全、合理； （3）实验步骤是否简单、方便； （4）实验效果是否明显等。 2.从“绿色化学”视角对实验方案做出评价 “绿色化学”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，减少废弃物的产生和排放。据此，对化学实验过 程或方案从以下4个方面进行综合评价： （1）反应原料是否易得、安全、无毒； （2）反应速率是否较快； （3）原料利用率以及合成物质的产率是否较高； （4）合成过程中是否造成环境污染。,28,3.从“安全性”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： （1）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（如H2还原 CuO应先通H2，气体点燃先验纯等）； （3）防氧化（如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”， 白磷切割宜在水中等）； （4）防吸水（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）； （5）冷凝回流（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 回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等）；,29,（6）易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及时冷却； （7）仪器拆卸的科学性与安全性（也从防污染、防氧 化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑）； （8）其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方 法使用顺序等）。 近几年高考中,有些省份对实验评价的考查 涉及到定量评价，即通过对所给化学实验数据的分析 处理，对实验进行评价。评价的关键是准确破译数据 的含义，进行合理取舍，提炼出有效数据。一些数据 隐含着化学规律及化学原理，要找出数据的具体含义， 分析比较数据之间的内在联系，建立题中的隐含数据 与题目解答之间的联系，继而得出正确结论。,特别提醒,30,【典例导析2】 某化学研究小组，通过网上查找资料发现，N2的制取有下列不同方案：a方案：加热条件下CuO氧化NH3制得纯净的N2和活性铜粉 b方案：加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得N2 c方案：将空气缓慢地通过灼热的铜粉制得较纯的N2 现实验室有供选择的如下几种仪器来制取N2:,31,(1)若按a方案制N2时需要的氨气用生石灰和浓氨水作 原料制取，则宜采用上述仪器中的 （填A、B、C）作NH3的发生器，该发生装置中发生的化学反应方程式为 ， 要制取并收集纯净的N2（允许含有少量水蒸气），还 须使用到上述仪器中的（按气流从左到右的流向顺序 列出） （填ABC）。 （2）若按c方案制N2，用E装置将空气缓慢通入（填A、 B、C）反应器，反应器内可观察到的现象是 该反应的化学方程式为 。 （3）上述制N2的三个方案中，a、c方案结合使用越来越 受到人们的关注，这种方法与b方案相比，其优越性在于 。,32,解析 （1）由题中所给信息可知，可适用于制备气体 的装置是B、E，而E装置的优点是能控制反应的进程， 而B装置只能一次性加入所需要的反应物，不能控制 反应的进程，所以选择E更好，其中发生的反应是CaO+NH3·H2O Ca(OH)2+NH3,用此法制得的 N2中还会含有未反应的NH3，因此还需要用试剂吸收 NH3，但由于NH3是一种极易溶于水的气体，所以用 排水法即可除去N2中含有的NH3，所以还需要使用的 装置是A、D；,33,（2）利用分液漏斗中的水将空气从烧瓶中排入到A装置 中，在加热条件下将Cu氧化，从而除去O2，这样可得到 纯净的氮气，O2+2Cu 2CuO; （3）在a、c方案中可将Cu和CuO交替使用，进行循环，从而降低成本，而b方案中用到了有毒的NaNO2。 答案 （1）E CaO+NH3·H2O Ca(OH)2+NH3 A、D (2)A 紫红色固体逐渐变黑 O2+2Cu 2CuO (3)CuO和Cu可循环利用，避免使用有毒物质NaNO2,34,35,36,有,C试管的塞子换成双孔塞，另一孔插,入一根直导管或直接将C试管的塞子拿走；在A、B之 间加一个干燥管,37,浓氨水,生石灰(或固体氢氧化钠，或碱石灰),氧化铜,水,黑色氧化铜粉末变成红色粉末，试管内壁有水珠生成,38,无水乙醇,用水浴加热烧杯,氧化铁,银氨溶液,M处红棕色粉末变成黑色粉末,烧杯里有银镜产生,39,40,41,42,对点训练 题组一 实验方案的设计与评价 1.在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备铜，有下列两种途径： (1)Fe H2 Cu (2)CuO CuSO4 Cu 若用这两种方法制得等量的铜，则下列有关说法 符合实际情况的是 ( ) A.消耗氧化铜的质量相同 B.消耗铁的质量相同 C.消耗硫酸的质量相同 D.生成硫酸亚铁的质量相同,H2SO4,CuO,H2SO4,Fe,43,解析 此题的关键问题在于实际操作中的注意事项。 制备1 mol Cu需1 mol CuO，而H2还原时由于排净装 置内空气、冷却，因此需要远大于1 mol H2的量， 即消耗的Fe、H2SO4及生成的FeSO4均多。 答案 A,44,2. 在实验室进行下列有关物质的制备流程中，理论上正确、操作上可行且经济上合理的是（ ),45,解析 解题的关键是：准确判断在实验室进行的物 质的制备过程中，要理论上正确、操作上可行且经 济上合理。A项中实验室里用在空气中点燃单质碳 来制备CO的方法，在操作上是不可行的；B项中用 硝酸银溶液与铜反应来制备Cu(NO3)2是不经济的； D项中用铁点燃燃烧制备氧化铁在理论上不正确、 操作上不可行；只有C符合要求。 答案 C,46,3.下列实验设计能够成功的是（ ）,47,48,解析 A项中亚硫酸钠变质应被氧化成硫酸钠,检验 时应使用氯化钡溶液和稀盐酸作检验试剂，而不应 该使用硝酸钡和稀硝酸，因为在酸性条件下硝酸根 （硝酸）能将亚硫酸盐（亚硫酸根）氧化成硫酸 盐，干扰实验现象，A错误;B项中由于乙酸能和碳 酸钠溶液反应生成可溶性的乙酸钠，且乙酸乙酯在 饱和碳酸钠溶液中的溶解度小，故可通过分液分 离，B正确；C项中后续操作用到了具有强氧化性 的稀硝酸，稀硝酸也能将I-氧化成I2，干扰实验现 象，应改用稀盐酸，C错误；D项中并没有检验出 Fe2+,因为硝酸具有强氧化性,将Fe2+氧化成了Fe3+， D错误。 答案 B,49,4. 水蒸气通过灼热的焦炭后，流出气体的主要成分是CO和H2，还有CO2和水蒸气等。请用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，证 明上述混合气中有CO和H2（加热装置和导管等 在图中略去）。,50,回答下列问题： （1）盛浓H2SO4的装置用途是 ，盛NaOH溶液的装置用途是 。 （2）仪器B中需加入试剂的名称（或化学式） 是 ，所发生反应的化学方程式是 。,51,（3）仪器C中需加入试剂的名称（或化学式）是 ，其目的是 。 （4）按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的 连接顺序： gab 。 （5）能证明混合气体中含有CO的实验依据是 。 （6）能证明混合气中含有H2的实验依据是 。,52,解析 设计该实验的最终目的是验证水蒸气通过灼 热的焦炭后的混合气体中有CO和H2，根据所学知 识结合所给仪器可知，CO和H2都可以通过灼热的 CuO使黑色的氧化铜还原为红色的铜这一现象来验 证，只要学生在设计实验时注意到原混合气体中有 CO2和H2O，实验前必须除去且CO和H2不能同时验 证即可。,53,答案 （1）除去水蒸气 除去CO2 （2）氧化铜（CuO） CuO+H2 Cu+H2O，CuO+CO Cu+CO2 （3）无水硫酸铜（CuSO4） 检验H2O （4）（gab）kjhicd(或dc)felm (5)原混合气体中的CO2已被除去，其中CO与CuO 反应生成的CO2使澄清石灰水变浑浊 （6）原混合气体中的H2O已被除去,其中H2与CuO 反应生成的H2O使无水硫酸铜由白色变为蓝色,54,55,答案 A,56,57,答案 B,58,D,59,60,六,A,不变,61,62,定时检测 一、选择题（本题包括10小题,每小题5分,共50分） 1.(2009·天津理综，3)下列实验设计和结论相符的 是 （ ） A.将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后 静置，可将碘萃取到乙醇中 B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体 水溶液一定显碱性 C.某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀盐酸， 沉淀不溶解，则原溶液中一定有SO D.在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充 分加热,除去过量的Cl2,即可得到较纯净的 FeCl3溶液,63,解析 A项，乙醇不可以作为萃取剂，错；B项,石 蕊变蓝，则肯定为碱性，正确；C项，若原溶液中 含有SO ，生成BaSO3，再加入HCl，则与溶液中 的NO 结合，相当于HNO3，则可以氧化BaSO3至 BaSO4，沉淀不溶解，故错；D项，加热时，FeCl3 会水解，错。 答案 B,64,2.某混合气体可能有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水 蒸气中的一种或几种，当依次通过澄清石灰水 （无浑浊现象）、氢氧化钡溶液（有浑浊现象）、 浓硫酸、灼热的氧化铜（变红）和无水硫酸铜 （变蓝）时，则可断定该混合气体中一定有( ) A.CO2、HCl、H2 B.CO、H2、H2O C.CO、NH3、H2 D.CO、HCl、H2O 解析 结合气体通入各试剂对应的现象：先通入澄 清的石灰水，无浑浊，再通入Ba(OH)2溶液出现浑 浊，故一定有CO2、HCl，不含有NH3，干燥后的 气体通入灼热的CuO（变红）、无水CuSO4（变 蓝），故一定含有H2，CO、水蒸气不能确定是否 存在。,A,65,3. 为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正 确的是 ( ) A.NO（NO2）通入足量水中，再用向上排 空气法收集气体 B.NaHCO3溶液（Na2CO3）通入过量CO2 C.Cl2(HCl)用排饱和NaCl溶液收集气体 D.CuO(C)直接在空气中加热 解析 NO与空气中的氧气反应生成NO2,A项错误。,A,66,4.为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO 及泥沙，可将 粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：过滤， 加过量NaOH溶液,加适量盐酸,加过量Na2CO3溶 液,加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是 ( ) A. B. C. D. 解析 除去NaCl中的Ca2+、Mg2+、SO 时可先除去Mg2+，也可先除SO ，由于加入的每种除杂剂均 过量，应确保过量的除杂剂能除去，故Na2CO3必须 在BaCl2之后加入，除去所有难溶物质过滤后再加 稀盐酸除去CO 。,D,67,5. 实验室常采用点滴板来完成部分实验，这样既可 以节约药品的用量，又便于观察实验现象。图中 所示的实验，点滴板上描述的现象正确的是（ ）,68,装有铜片的孔穴中溶液呈蓝色 装有胆矾的孔穴中固体的颜色变浅 装有铁片的孔穴中溶液呈浅绿色 装有铁片的孔穴中溶液呈浅黄色 装有蛋清溶液的孔穴中呈浅黄色 A. B. C. D. 解析 铜与浓硫酸在加热的条件下才反应，常温下 不反应，错；浓硫酸具有吸水性，能将胆矾中的 水吸去，使蓝色胆矾变成白色固体，正确；铁片 在常温下遇浓硝酸发生钝化，错；蛋白质遇浓 硝酸发生颜色反应而变黄，正确。 答案 D,69,6. 科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。 在下列假设（猜想）引导下的探究肯定没有意义 的是 ( ) A.探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成 B.探究向浓度为15%的双氧水中加入氯化铁溶液， 分解速率加快可能是三氯化铁中氯离子所致 C.探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色 物质可能是Cu(OH)2 D.探究滴有酚酞溶液的NaOH溶液中，红色变浅 的原因可能是溶液中溶解了空气中的CO2所致,70,解析 SO2与CO2同属酸性氧化物，但SO2又同时具 有还原性,与强氧化性的Na2O2反应,可能生成Na2SO4; 已知Cu(OH)2是蓝色物质，探究黑色物质可能是 Cu(OH)2没有意义。 答案 C,71,7. 某研究性学习小组在整理实验室化学试剂时，发 现一盛有无色溶液的试剂瓶，标签破损，如下图。 某同学根据中学化学知识，对该试剂可能是什么 物质的溶液进行了如下猜想和验证，选择你认为 错误（包括猜想物质的化学式、检验需要的试剂、 操作、现象及结论）的选项 ( ),72,73,解析 B项的猜想和结论不相符, Na2SiO3与稀盐酸产生的 SO2也可使澄清的石灰水变浑浊。 答案 B,74,8. 根据下列实验事实得出的结论正确的是 （ ） A.气体 品红溶液褪色 结论：原气体一定是SO2 B.气体 气体 白色沉淀 结论：原气体一定是烃 C.某溶液 冒白雾 白烟 结论：原溶液一定是浓盐酸 D.某有色溶液 紫色 结论：原溶液中一定含有Fe3+,通入品红溶液,点燃,通入Ba(OH)2溶液,打开瓶盖,用沾有浓氨水的 玻璃棒靠近,滴加苯酚溶液,75,解析 A项中O3、Cl2、NO2等都能使品红溶液褪色； B项中H2S、CxHy、HCHO都可出现此现象；C项中 浓HNO3等也有此现象。 答案 D,76,9. 下列实验的设计不可行的是 ( ) A.向生石灰上滴加浓氨水可以制取少量的NH3 B.用水就能一次性鉴别溴苯、苯、乙酸三种物质 C.用如图所示的装置测定黄铜（Cu、Zn合金）中 Zn的含量 D.为了除去Na2SO4溶液中的Na2SO3,应加入H2O2,77,解析 C项不能用稀硝酸，应选用盐酸，装置中的集 气瓶应左管短达到进气的目的，右管长达到出水的 目的。 答案 C,78,10. 某同学想用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是 MnO的颜色，而不是K+的颜色，他设计的下 列实验步骤中没有意义的是 （ ） A.将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少 B.观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K+无色 C.在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未 见明显变化，表明锌与K+无反应 D.在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后 见紫红色褪去，表明MnO为紫红色 解析 A项中高锰酸钾晶体加热分解过程中，固体物质的颜色变化不明显。,A,79,二、非选择题（本题包括4小题，共50分） 11.(12分)（2009·全国理综,32）已知2H2O2 2H2O+O2，可以通过观察反应过程中O2的生成 速度（即气泡从溶液中释放的速度） 来判断H2O2 分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设 计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作 用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。 实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏 水，3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒 温水浴锅，试管。,80,（1）实验步骤： 。 。 。 （2）实验结果预测及结论： 整个实验中,不同处理的试管中O2的释放速度从快 到慢依次是: 。 由此可得出的结论是 。 （3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80 ,重做 上述实验，O2释放的速度最快的是 ， 原因是 。,81,解析 （1）酶的高效性是指与无机催化剂相比而 言，所以该实验应分为三步：第一步，取三支试 管，各加入等量的过氧化氢溶液，置于37恒温水 浴中。第二步,向三支试管中分别加入3.5%的FeCl3 溶液、等量的0.01%的过氧化氢酶溶液、等量的蒸 馏水，最后观察气泡的释放速度。 （2）三支试管中氧气的释放速率由快到慢依次为 加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水 的试管，所以酶的催化效率最高。 （3）若将37的恒温水浴改为80后，过氧化氢 酶因高温变性失活，而FeCl3催化活性受热增强， 所以加FeCl3溶液的试管内氧气释放速率最快。,82,答案 （1）取3支试管，各加入等量且适量的 H2O2溶液，放入37恒温水浴锅中保温适当时间 分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、 FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液 观察各试管中释放 气泡的快慢 （2）加酶溶液的试管、加FeCl3溶液 的试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作用和高效性 （3）加FeCl3溶液的试管 在此温度下，FeCl3催 化作用增强，而过氧化氢酶因高温变性而失去了 活性,83,12.(11分)（2009·江苏，15）医用氯化钙可用于生产 补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含 有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医药级二 水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%103.0%）的主要流程如下：,84,（1）除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的pH为8.08.5，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是 。 （2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有：将溶液中的少量Ca(OH)2转化 为CaCl2; 防止Ca2+在蒸发时水解； 。 （3）测定样品中Cl-含量的方法是:a.称取0.750 0 g 样品，溶解，在250 mL容量瓶中定容;b.量取 25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;c.用0.050 00 mol/L AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。,85,上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有 。 计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为 。 若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分 数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能 原因有 ; 。 解析 （1）检验Fe3+是否沉淀完全的方法是取上层 清液（或滤液）少许，滴加KSCN溶液，观察溶液 是否变血红色。 （2）盐酸酸化的另一个作用是防止溶液吸收空气 中的CO2。,86,（3）配制250 mL溶液用到酸式滴定管，需用待 装溶液润洗。 Cl- Ag+ n(Cl-)= ×n(Ag+)=10.00×0.050 00mol/L ×0.020 39 L=0.010 195 mol 样品中CaCl2·2H2O的质量分数为： ×100%99.9% 样品中存在少量的NaCl，少量CaCl2·2H2O失水。,87,答案 （1）取少量上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe(OH)3 沉淀完全 （2）防止溶液吸收空气中的CO2 （3）酸式滴定管 99.9% 样品中存在少量的NaCl 少量的CaCl2 ·2H2O失水,88,13.（12分）(2009·宁夏理综，26)碱式碳酸铜可表示 为：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。 （1）现采用氢气还原法，请回答如下问题： 写出xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O与氢气反应的化学 方程式: ； 实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流 方向的连接顺序是 （填入仪器接口字母编号）；,89,90,称取23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到 12.7 g残留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2g 水。该样品的结晶水质量为 g，化学式为 ； （2）某同学以氮气代替氢气,并用上述全部或部分 仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？ 请说明理由 。,91,解析（1）碱式碳酸铜与H2的反应，可以理解成 碱式碳酸铜在加热条件下分解成CuO、CO2和H2O， CuO与H2在加热条件下生成Cu和H2O，所以 xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O与H2反应的化学方程式为 xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O+(x+y)H2 (x+y)Cu+ (x+2y+z)H2O+xCO2。 本实验需要解决及注意的几个问题是： a.H2在与碱式碳酸铜反应之前，先用盛水的洗气瓶 除去HCl杂质,再用盛浓H2SO4的洗气瓶除去水蒸气。 b.H2与碱式碳酸铜反应后，应先用盛浓H2SO4的洗 气瓶吸收并测量反应生成水的质量，再用盛碱石灰 的U形管来吸收并测量生成CO2的质量。,92,c.为防止空气中的CO2及水气被盛碱石灰的U形管 吸收，最后应再加一个盛碱石灰的干燥管。 综合考虑以上问题，可决定仪器的连接顺序是： akjgfdehibcl。 ：n（CO2）= =0.1 mol,所以样品中： n(CuCO3)=0.1 mol; :反应后Cu的质量为12.7 g，则n(Cu)= =0.2 mol,根据铜元素守恒,则有样品中nCu(OH)2 =0.2 mol-0.1 mol=0.1 mol; :样品中结晶水的物质的量：n(H2O)= -0.1 mol-0.2 mol=0.1 mol,所以样品中结晶水的质量为：18 g/mol×0.1 mol=1.8 g;样品的化学式为 CuCO3·Cu(OH)2·H2O。,93,（2）可以，由于N2与CuO不反应，通过实验测得 样品的质量、反应后生成的CuO的质量、CO2的质 量及H2O的质量，可以通过化学计算确定x、y、z 的值。 答案 （1）xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O+(x+y)H2 (x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O akjgf(或hi)de(或ed)hi(或gf)bc(或cb)l 1.8 CuCO3·Cu(OH)2·H2O （2）可行 根据反应xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O (x+y)CuO+xCO2+(y+z)H2O，以及碱式碳酸铜样品、CuO、CO2和H2O的质量（或其中任意三个量），即可计算出其组成。,94,14.（15分）为了探究铜与浓硫酸的反应，某研究性学习小组做了如下实验：,95,在放有铜片的圆底烧瓶中加入10 mL浓硫酸， 加热煮沸10 min（如上图所示）后，将所得固体 分离，除去未反应的铜片，再经水洗仍有大量黑 色不溶物。 取少量不溶物，向其中加入几滴浓硝酸，产生 大量红棕色气体。 取少量不溶物，向其中加5 mL酒精，充分振荡 后，静置、过滤，把滤液移入盛有水的小试管中， 振荡，出现淡黄色浑浊。 取少量不溶物，向其中加入3 mL氨水，振荡， 溶液呈无色，在空气中静置，溶液变为深蓝色。 取少量不溶物，向其中加入浓盐酸并加热，沉 淀几乎全部溶解。,96,为了解释上述现象,学习小组通过查阅资料了解到： a.铜与浓硫酸反应的不溶性副产物可能有:CuS、Cu2S、 Cu2O、S等物质； b.CuS和Cu2S都能溶于热的浓盐酸； c.Cu2O能溶于氨水生成无色的Cu(NH3)2+, Cu(NH3)2+在氨水中被空气中的氧气氧化成深蓝 色的Cu(NH3)42+。,97,回答下列问题： （1）装置图中的B是用来收集实验中产生的气体的 装置，但导管未画全，请问导管应如何补充完整？ 。 实验结束后，装置C中的溶液中可能含有的溶质有 。 （2）第步操作要注意的问题是 ；对比两步操作中的现象，你能得到的结论是 。 （3）第步操作中出现的淡黄色沉淀是 ， 请解释出现这一现象的原因 。 （4）写出第步涉及的离子方程式 。,98,（5）综合分析铜与浓硫酸的反应，生成的不溶物是 。 （6）某工厂拟用废铜屑制备硫酸铜，请你分析利用 上述实验原理是否可行。若可行，请说明理由；若 不可行，请设计更合理的实验方案（用化学反应方 程式表示） 。 解析 本实验探究铜与浓硫酸反应得到的黑色产物，根据题给信息进行分析： （1）收集SO2气体应该用向上排空气法，所以B装 置中的导气管应长进短出。NaOH溶液吸收尾气， 所得溶液含有亚硫酸钠、硫酸钠（亚硫酸钠被氧 化而成）以及过量的氢氧化钠。,99,（2）第步反应，不溶物与浓硝酸反应，产生的 红棕色气体是二氧化氮，有污染性，应在通风橱 中进行。由此得出的结论，不溶物中有还原性物 质，浓硝酸的氧化性比浓硫酸强。 （3）根据几个实验，分析不溶物的成分：加酒精 振荡，静置、过滤、把滤液移入盛有水的试管中， 振荡，出现淡黄色浑浊，由所学知识可知硫微溶 于酒精不溶于水，再结合题中现象得出淡黄色浑 浊是硫单质，所以不溶物中含有硫；加入氨水， 溶液呈无色，在空气中静置，溶液变为深蓝色， 说明不溶物中含有氧化亚铜；加入浓盐酸并加热， 沉淀几乎全部溶解，所以不溶物含有硫化铜和硫 化亚铜中的至少一种。,100,（4）此法生产硫酸铜不可行，一是硫酸利用率低， 二是产生污染气体二氧化硫，更好的制备硫酸铜的 方法是先将铜氧化为氧化铜，再用稀硫酸溶解氧化 铜，涉及到的方程式为:2Cu+O2 2CuO CuO+H2SO4