(全国通用版)2020版高考化学大一轮复习 第十章 学案九 化学实验方案的设计与评价学案 下载本文

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解析 (1)Fe水解使FeCl3溶液显酸性。Cu与浓硫酸在加热条件下反应,生成CuSO4、SO2和H2O。(2)SO2与H2O反应生成H2SO3,H2SO3发生电离生成H和HSO3,Fe与HSO3结合生成红棕色的Fe(HSO3)。Fe(HSO3)中铁元素为+3价,Fe(HSO3)与Fe反应的实质是+3价铁将HSO3氧化为SO4,+3价铁被还原为Fe。(3)用铁氰化钾溶液检验Fe时,生成的Fe3[Fe(CN)6]2为蓝色沉淀。(4)根据步骤②和步骤③的实验探究过程,还可以得出的结论是加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间。 答案 (1)Fe+3H2O

3+2+

2+

3+

2-

2+

3+

2+

2+

3+

Fe(OH)3+3H

Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O (2)H2O+SO2+3H

(3)生成蓝色沉淀

(4)加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间

H2SO3、H2SO3H+HSO3、Fe+HSO3

+-3+-

Fe(HSO3) Fe+H2O+Fe(HSO3)===2Fe+SO4

2+3+2+2+2-

考点指导3 实验方案的评价

【典例3】 铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学,为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白: [方案一]

[实验方案] 将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。 实验中发生反应的化学方程式是_______________________________。 [实验步骤]

(1)称取10.8 g铝镁合金粉末样品,溶于体积为V、物质的量浓度为4.0 mol·L的NaOH溶液中,充分反应。则NaOH溶液的体积V≥__________mL。

(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将______________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 [方案二]

[实验方案] 将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体的体积。 [实验步骤]

(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验:

-1

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你认为最简易的装置其连接顺序是A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母,可不填满)。

(2)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是____________________________________________ _____________________________________________________________。

②实验前后量气管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL,则产生氢气的体积为__________mL。 ③若需确定产生氢气的量,还需测定的数据是___________________。 【思维提示】

答案 方案一:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ (1)97 (2)偏高 方案二:(1)E D G

(2)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下;滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②(V1-V2) ③实验时的温度和压强 【课堂对点训练】

3.某化学课外小组研究乙醇氧化的实验并验证其产物,设计了甲、乙、丙三套装置(图中的支撑仪器均未画出,

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“△”表示酒精灯热源),每套装置又划分为①②③三部分。仪器中盛放的试剂:a.无水乙醇(沸点:78 ℃);b.铜丝;c.无水硫酸铜;d.新制氢氧化铜悬浊液。 (1)简述三套方案各自的优点。

甲:_______________________________________________________________ ______________________________________________________________; 乙:_______________________________________________________________ ______________________________________________________________; 丙:______________________________________________________________ ______________________________________________________________。

(2)集中三套方案的优点,组成一套比较合理完善的实验装置,可按气流由左到右的顺序表示为__________________________________________________ (例如:甲①,乙②,丙③)。

解析 (1)甲的优点在于②,水浴加热能较好地控制温度,使气流平稳、 反应充分。乙的优点在于两干燥管考虑了溶液中水蒸气对产物H2O检验的干扰。丙的优点在①,无水生成,且装置简单。(2)将三套方案的优点组合:取丙①、甲②、乙③可组成一套完善的装置。

答案 (1)甲:②中用热水浴加热,可形成较平稳的乙醇气流,使反应更充分;②中的斜长导管起到冷凝回流乙醇的作用

乙:①与③中的干燥管可防止溶液中的水与无水硫酸铜反应,避免干扰对生成物的检验

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丙:①中氧气发生装置中无水生成,且装置简单 (2)丙①,甲②,乙③ 【课堂总结】

实验方案设计与评价中的“答题规范” (1)规范书写试剂名称。

(2)规范书写装置中试剂的用途。如

①除杂装置:除去(或吸收)××杂质,防止干扰(影响);除去××中的杂质,以免影响测量结果。 ②尾气吸收装置:吸收××气体,防止污染空气。 (3)物质检验、鉴别题的描述:

取样,加入××试剂,若有××现象,则有××物质;否则,没有××物质。

(4)规范书写实验现象描述:如“颜色由××变成××”“液面上升或下降(形成液面差)”“溶液变浑浊”等。 (5)规范书写实验方法。

用试管取(收集)少量(适量)××滴加(放、伸)××,若××则××(或出现××现象,证明××)。 (6)规范书写实验操作目的、原因、理由方法。 答题思路:这样做有什么好处、不这样做有什么影响。 好处:直接作用是……根本目的是…… “坏处”:如果(不这样)……那么会(怎样)。