第三講化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)[考綱展示]1．能設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。2.了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。3.能分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論。4.能繪制和識(shí)別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖。考點(diǎn)一化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求二、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮砑八x用的藥品和儀器，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氯酸鉀中含有氯元素。1．實(shí)驗(yàn)原理(用化學(xué)或離子方程式表示)：2KClO3eq\o(=,\s\up14(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑，Ag＋＋Cl－=AgCl↓。2．實(shí)驗(yàn)試劑：氯酸鉀固體、MnO2、AgNO3溶液、稀硝酸。3．操作步驟(1)將氯酸鉀和MnO2混合共熱。(2)冷卻至室溫，加水充分溶解后，過(guò)濾。(3)取少量濾液于潔凈試管中，加入幾滴硝酸酸化的AgNO3溶液，觀察到有白色沉淀生成，證明氯酸鉀中含有氯元素。四、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的安全問題1．防爆炸：點(diǎn)燃可燃性氣體(如H2、CO、CH4、C2H4)或用CO、H2還原Fe2O3、CuO之前，要檢驗(yàn)氣體的純度。2．防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液時(shí)，要將密度大的濃硫酸緩慢倒入水中或酒精中；加熱液體混合物時(shí)要加沸石或碎瓷片。3．防中毒：制取有毒氣體(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)時(shí)，應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，且進(jìn)行尾氣處理。4．防倒吸：加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大的氣體(如NH3、HCl)時(shí)，要注意熄燈順序或加裝安全瓶。五、實(shí)驗(yàn)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)的幾個(gè)方面1．尾氣處理裝置的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)尾氣處理裝置時(shí)，要充分考慮裝置是否符合以下幾點(diǎn)：能充分吸收氣體、不能倒吸、尾氣處理裝置應(yīng)與大氣相通。例如：下列吸收氨氣的裝置(未標(biāo)出的液體為水)A、C、E、F、G均能防止倒吸，B、D均不能。2．防污染安全裝置的設(shè)計(jì)例如：下列尾氣處理裝置中，A可吸收有毒的尾氣(如Cl2、SO2等)，B和C裝置可吸收易溶的尾氣(如HCl、NH3等)，D可用于除去CO等可燃性氣體，E可用于收集所有氣體。3．量氣裝置的設(shè)計(jì)例如：下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進(jìn)后的裝置，而裝置E則不能測(cè)量氣體體積。4．啟普發(fā)生器具有隨開隨用、隨關(guān)隨停的特點(diǎn)，是氣體制備的常用裝置。實(shí)驗(yàn)室中沒有啟普發(fā)生器時(shí)，可以根據(jù)啟普發(fā)生器的原理設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)易制氣裝置，如下圖所示的裝置。名師點(diǎn)撥1實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)對(duì)細(xì)節(jié)要求較高，往往在細(xì)節(jié)上失分，如實(shí)驗(yàn)原理、儀器選擇、操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、實(shí)驗(yàn)安全等方面，不全面、不準(zhǔn)確是失分的重要方面。2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不完整，也是實(shí)驗(yàn)題失分的重要原因。例如：制備一些在空氣中易變質(zhì)的物質(zhì)時(shí)，在制備裝置后還要連接一個(gè)防變質(zhì)裝置。3補(bǔ)畫裝置圖的題目中，裝置圖畫得不準(zhǔn)確、不規(guī)范也會(huì)失分。(2015·高考全國(guó)卷Ⅰ)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解。回答下列問題：(1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是____________________________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有____________。裝置B的主要作用是________________________________________________________________________。(2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。澄清石灰水D水E濃氫氧化鈉溶液F無(wú)水氯化鈣排水集氣裝置GHI①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B、______________________________。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是________。②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②草酸為二元酸________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)結(jié)合草酸晶體(H2C2O4·2H2O)的組成可知，澄清石灰水應(yīng)是用來(lái)檢驗(yàn)其分解產(chǎn)物CO2的存在。因草酸晶體易升華，且草酸鈣難溶于水，若草酸進(jìn)入C裝置，會(huì)干擾CO2的檢驗(yàn)，故裝置B中冰水的主要作用是冷凝揮發(fā)出來(lái)的草酸。(2)①要驗(yàn)證草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，只能通過(guò)檢驗(yàn)CO與CuO反應(yīng)的產(chǎn)物CO2的存在來(lái)達(dá)到這一目的。因?yàn)椴菟峋w的分解產(chǎn)物本身含有CO2，會(huì)對(duì)CO的檢驗(yàn)造成干擾，所以在檢驗(yàn)CO前應(yīng)將分解產(chǎn)物中的CO2除盡，可選用F裝置來(lái)除去CO2，D裝置用來(lái)檢驗(yàn)CO2是否除盡。將除去CO2的氣體通過(guò)盛有無(wú)水氯化鈣的裝置G干燥，然后通過(guò)盛有CuO的裝置H，CuO將CO氧化為CO2，再將氣體通過(guò)盛有澄清石灰水的D裝置，用來(lái)檢驗(yàn)CO2的存在。因CO有毒，最后可將尾氣通過(guò)排水法收集。②若前一個(gè)裝置D中澄清石灰水不變渾濁，說(shuō)明草酸晶體分解的產(chǎn)物CO2已除盡；H中黑色CuO變紅，同時(shí)其后的裝置D中澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明草酸晶體分解產(chǎn)物中含有CO。(3)①根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)原理，可選擇NaHCO3加入草酸溶液的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)證明草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)。②根據(jù)酸堿中和反應(yīng)原理，可采用中和滴定的方法用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)滴定一定物質(zhì)的量濃度的草酸溶液，根據(jù)反應(yīng)的草酸與NaOH的物質(zhì)的量的比值為1∶2，證明草酸是二元酸。[答案](1)有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁CO2冷凝(水蒸氣、草酸等)，防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(yàn)(2)①F、D、G、H、D、ICuO②H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁(3)①向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生②用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍eq\a\vs4\al([思維建模])—綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題思路(1)巧審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理。實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)題的核心，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和起點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理可從題給的化學(xué)情景(或題首所給實(shí)驗(yàn)?zāi)康?并結(jié)合元素化合物等有關(guān)知識(shí)獲取。在此基礎(chǔ)上，遵循可靠性、簡(jiǎn)捷性、安全性的原則，確定符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求的方案?2)想過(guò)程，理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理所確定的實(shí)驗(yàn)方案中的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，確定實(shí)驗(yàn)操作的方法步驟，把握各步實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn)，理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。(3)看準(zhǔn)圖，分析各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置的作用。有許多綜合實(shí)驗(yàn)題圖文結(jié)合，思考容量大。在分析解答過(guò)程中，要認(rèn)真細(xì)致地分析圖中所示的各項(xiàng)裝置，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，確定它們?cè)谠搶?shí)驗(yàn)中的作用。(4)細(xì)分析，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))是化學(xué)原理的外在表現(xiàn)。在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過(guò)程中，要善于找出影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵以及產(chǎn)生誤差的原因，或從有關(guān)數(shù)據(jù)中歸納出定量公式，繪制變化曲線等。1.(2015·最新試題調(diào)研)工業(yè)上從廢鉛蓄電池的鉛膏回收鉛的過(guò)程中，可用碳酸鹽溶液與處理后的鉛膏(主要成分為PbSO4)發(fā)生反應(yīng)：PbSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)PbCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)。某課題組用PbSO4為原料模擬該過(guò)程，探究上述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件及固體產(chǎn)物的成分。(1)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝________________________________________________________________________。(2)室溫時(shí)，向兩份相同的PbSO4樣品中分別加入同體積、同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化，在________溶液中PbSO4轉(zhuǎn)化率較大，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)查閱文獻(xiàn)：上述反應(yīng)還可能生成堿式碳酸鉛[2PbCO3·Pb(OH)2]，它和PbCO3受熱都易分解生成PbO。該課題組對(duì)固體產(chǎn)物(不考慮PbSO4)的成分提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三：假設(shè)一：全部為PbCO3；假設(shè)二：__________________；假設(shè)三：__________________。(4)為驗(yàn)證假設(shè)一是否成立，課題組進(jìn)行如下研究。①定性研究：請(qǐng)你完成下表中內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫出具體操作過(guò)程)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論取一定量樣品充分干燥，……②定量研究：取26.7mg的干燥樣品，加熱，測(cè)得固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如下圖。某同學(xué)由圖中信息得出結(jié)論：假設(shè)一不成立。你是否同意該同學(xué)的結(jié)論，并簡(jiǎn)述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：突破本題的難點(diǎn)在于溶解平衡的應(yīng)用和對(duì)數(shù)據(jù)的處理。(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)是用各反應(yīng)物和生成物的濃度來(lái)表示的，固體和純液體的濃度是一定值，不出現(xiàn)在表達(dá)式中，故K＝eq\f(cSO\o\al(2－,4),cCO\o\al(2－,3))。(2)在溶液中Na2CO3能完全電離生成COeq\o\al(2－,3)，而NaHCO3是弱酸的酸式鹽，溶液中的HCOeq\o\al(－,3)微弱電離生成COeq\o\al(2－,3)，故兩者同濃度時(shí)Na2CO3溶液中COeq\o\al(2－,3)濃度大，PbSO4轉(zhuǎn)化率較大。(3)根據(jù)原題的描述可知，PbSO4在轉(zhuǎn)化時(shí)能生成PbCO3，也能生成堿式碳酸鉛，故所得產(chǎn)物有三種可能情況：一是全部為碳酸鉛，二是全部為堿式碳酸鉛，三是兩者都有。(4)①因?yàn)镻bCO3分解生成PbO和CO2，堿式碳酸鉛分解生成PbO、CO2和H2O，故只要分析產(chǎn)物中是否有H2O生成就可以判斷假設(shè)一是否成立。②同意，若全部為PbCO3時(shí)，26.7mg樣品完全分解后最終固體質(zhì)量應(yīng)為22.3mg(或：不同意，實(shí)驗(yàn)最終得到固體的質(zhì)量與全部為PbCO3分解所得固體質(zhì)量相差不大，可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的誤差引起的)。答案：(1)eq\f(cSO\o\al(2－,4),cCO\o\al(2－,3))(2)Na2CO3Na2CO3溶液中的c(COeq\o\al(2－,3))大(3)全部為2PbCO3·Pb(OH)2為PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物(4)①實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫出具體操作過(guò)程)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論充分加熱樣品，將產(chǎn)生的氣體通入盛有無(wú)水硫酸銅的干燥管若無(wú)水硫酸銅不變藍(lán)，則假設(shè)一成立；若無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，則假設(shè)一不成立②同意，若全部為PbCO3時(shí)，26.7mg樣品完全分解后最終固體質(zhì)量應(yīng)為22.3mg(或：不同意，實(shí)驗(yàn)最終得到固體的質(zhì)量與全部為PbCO3分解所得固體質(zhì)量不同，但相差不大，兩者質(zhì)量不同可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的誤差引起的)(合理答案均可)題組一對(duì)未知產(chǎn)物的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1．硫代硫酸鈉是一種常見的化工原料。將SO2通入按一定比例配成的Na2S和Na2CO3混合溶液中，便可得到Na2S2O3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2。(1)在配制混合溶液前先將蒸餾水加熱煮沸一段時(shí)間后待用，其目的是________________________________________________________________________。(2)用該方法獲得的Na2S2O3·5H2O晶體中常混有一定量的雜質(zhì)。某興趣小組欲對(duì)其中所含雜質(zhì)的成分進(jìn)行探究(不考慮副反應(yīng)和雜質(zhì)所帶的結(jié)晶水)。[提出假設(shè)]假設(shè)1：晶體中只含Na2CO3雜質(zhì)；假設(shè)2：晶體中只含Na2S雜質(zhì)；假設(shè)3：________________________________________________________________________。[查閱資料]①SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O；②Na2S2O3在中性、堿性溶液中較穩(wěn)定，而在酸性溶液中能迅速發(fā)生反應(yīng)：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。[判斷與思考]某同學(xué)取少量制得的晶體溶于足量稀H2SO4中，并將產(chǎn)生的氣體通入CuSO4溶液中，未見黑色沉淀，據(jù)此認(rèn)為假設(shè)2不成立。你認(rèn)為其結(jié)論是否合理？________(填“合理”或“不合理”)中，請(qǐng)說(shuō)明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]基于假設(shè)1，完成下表中的實(shí)驗(yàn)方案、現(xiàn)象及結(jié)論(儀器自選)。限選實(shí)驗(yàn)試劑：3mol·L－1H2SO4溶液、1mol·L－1NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、飽和NaHCO3溶液、品紅溶液、澄清石灰水。實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象及結(jié)論(3)已知：2Na2S2O3＋I(xiàn)2=2NaI＋Na2S4O6。為測(cè)定所制得晶體的純度，該小組以淀粉作指示劑，用0.010mol·L－1的碘水進(jìn)行多次取樣滴定，測(cè)得Na2S2O3·5H2O的含量約為102%。若所用試劑及操作均無(wú)不當(dāng)，產(chǎn)生該結(jié)果最可能的原因是________________________________________________________________________________________________。解析：Na2S2O3與稀H2SO4反應(yīng)生成的SO2對(duì)H2S和CO2的檢驗(yàn)都有干擾。在檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)充分考慮到：晶體中可能含有的雜質(zhì)(Na2S)在滴定時(shí)參與反應(yīng)或晶體部分失去結(jié)晶水，是解答第(3)小題的關(guān)鍵。答案：(1)趕走水中的溶解氧(或空氣)(2)晶體中含Na2S和Na2CO3兩種雜質(zhì)不合理Na2S2O3與稀H2SO4反應(yīng)生成的SO2與H2S發(fā)生反應(yīng)，可能無(wú)H2S逸出實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象及結(jié)論取適量晶體于燒瓶中，加入足量3mol·L－1H2SO4溶液，塞上帶導(dǎo)氣管的橡膠塞，將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)出并依次通過(guò)盛有酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水的洗氣瓶若品紅溶液不褪色、澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明晶體中含Na2CO3雜質(zhì)(其他合理答案也可)(3)晶體中含有的雜質(zhì)(如Na2S等)在滴定時(shí)參與反應(yīng)或晶體部分失去結(jié)晶水(其他合理答案也可)題組二對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2．(2015·山東濟(jì)南質(zhì)檢)MnO2是中學(xué)化學(xué)中常見的一種試劑，可作氧化劑和催化劑。某興趣小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)MnO2的性質(zhì)進(jìn)行了一系列的研究。(1)欲探究MnO2的催化效果，需要用30%的H2O2溶液(密度近似為1g·cm－3)配制濃度為3%的H2O2溶液(密度近似為1g·cm－3)100mL。簡(jiǎn)述其配制方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)該小組設(shè)計(jì)了如下4個(gè)方案以驗(yàn)證MnO2的氧化性，可行的是________。A．把MnO2固體加入到FeSO4溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅B．把MnO2固體加入到FeCl3溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅C．把MnO2固體加入到Na2SO3溶液中，再加入BaCl2溶液，觀察是否有白色沉淀生成D．把MnO2固體加入到稀鹽酸中，觀察是否有黃綠色氣體生成(3)該小組為研究在不同酸堿性的溶液中MnO2的氧化能力，他們控制KI溶液的濃度和MnO2固體的質(zhì)量相同，恒定實(shí)驗(yàn)溫度在298K，設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)酸或堿現(xiàn)象A1滴0.2mol·L－1NaOH溶液不變色B1滴水緩慢變?yōu)闇\棕褐色C1滴0.1mol·L－1硫酸迅速變?yōu)樽睾稚珡纳鲜鰧?duì)比實(shí)驗(yàn)中，可以得出的結(jié)論是________________________________________________________________________。寫出在酸性條件下，MnO2氧化I－的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)利用二氧化錳的氧化性，讓其與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，下列儀器可作為該反應(yīng)的反應(yīng)容器的是________(填序號(hào))。解析：(1)需30%的H2O2溶液的體積為100mL×3%÷30%＝10mL，質(zhì)量為10g，則需水90g，即90mL。(2)B項(xiàng)MnO2固體不可能將FeCl3氧化，加入KSCN溶液也無(wú)實(shí)際意義；C項(xiàng)無(wú)論Na2SO3是否被氧化，都能生成白色沉淀；D項(xiàng)常溫下MnO2不能將稀鹽酸氧化。(3)根據(jù)信息，棕褐色應(yīng)該是I2溶液的顏色，因而MnO2將I－氧化為單質(zhì)，本身被還原為Mn2＋，據(jù)此可寫出相應(yīng)的離子方程式。(4)C為容量瓶，不能加熱；B為燒杯，無(wú)法將制得的氯氣導(dǎo)入集氣瓶。答案：(1)用量筒量取10mL30%的H2O2溶液放入燒杯中，再加入90mL水，攪拌均勻(2)A(3)酸性越強(qiáng)，MnO2的氧化性越強(qiáng)MnO2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I(xiàn)2＋2H2O(4)AD3．(2015·廣西南寧高三測(cè)試)某實(shí)驗(yàn)小組開展自主實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)校實(shí)驗(yàn)室提供如下實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)試劑：A．濃鹽酸 B．稀鹽酸C．濃硫酸 D．稀硫酸E．MnO2粉末 F．Na2SO3晶體G．Na2SO3稀溶液 H．NaOH稀溶液I．品紅溶液實(shí)驗(yàn)裝置：Ⅰ.該小組擬制備Cl2和SO2兩種氣體，請(qǐng)為其選擇適當(dāng)?shù)脑噭?用字母表示)和裝置并填入下表：氣體試劑裝置Cl2SO2上述制備Cl2的反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.該小組進(jìn)一步探究Cl2和SO2兩種氣體的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)如圖裝置。首先將C中少量SO2通入B中，請(qǐng)書寫SO2與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________；為驗(yàn)證此時(shí)溶液中大量存在的陰離子，該小組又設(shè)計(jì)了若干實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要操作及結(jié)論是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。待SO2與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)完全后再將過(guò)量Cl2通入B中充分反應(yīng)，此時(shí)溶液中一定大量存在的陰離子是________(不考慮空氣中的CO2影響)。解析：Ⅰ.根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)試劑和裝置，制Cl2只能用MnO2和濃鹽酸，該反應(yīng)需要加熱，故選用丙裝置；制SO2用濃硫酸和Na2SO3晶體，故選用乙裝置。Ⅱ.SO2與過(guò)量NaOH反應(yīng)生成Na2SO3和H2O，要證明溶液中存在SOeq\o\al(2－,3)，利用已提供的試劑只能選用稀H2SO4和品紅溶液，在反應(yīng)后的溶液中逐滴加入足量的稀H2SO4，開始無(wú)現(xiàn)象，后產(chǎn)生氣體，并將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，若品紅溶液褪色，證明產(chǎn)生氣體是SO2，即證明含有SOeq\o\al(2－,3)；上述反應(yīng)完全后再通入過(guò)量Cl2即發(fā)生反應(yīng)：Na2SO3＋Cl2＋2NaOH=Na2SO4＋2NaCl＋H2O，故反應(yīng)后的溶液中一定大量存在的陰離子是SOeq\o\al(2－,4)和Cl－。答案：Ⅰ.氣體試劑裝置Cl2A、E丙SO2C、F乙MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2OⅡ.SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O取少量B中溶液于試管中，逐滴加入過(guò)量稀硫酸，開始無(wú)現(xiàn)象，后有氣泡產(chǎn)生，將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，能使品紅溶液由紅色變成無(wú)色，則證明存在SOeq\o\al(2－,3)Cl－和SOeq\o\al(2－,4)反思?xì)w納實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中幾個(gè)易忽視的問題(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防止液體倒吸。(2)進(jìn)行某些易燃、易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)，要防止爆炸。例如：H2還原CuO實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先通入H2，氣體點(diǎn)燃前要先驗(yàn)純。(3)防止氧化。例如：H2還原CuO要“先滅燈再停氫”，白磷切割要在水中進(jìn)行等。(4)防止吸水。例如：實(shí)驗(yàn)、取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)要采取必要措施，以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?5)易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻。(6)儀器拆卸的科學(xué)性與安全性。例如：防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等?？键c(diǎn)二化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)一、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)解題要點(diǎn)1．理論上要科學(xué)。2．操作上要簡(jiǎn)單可行。3．原料用量要節(jié)約。4．要環(huán)保，符合綠色化學(xué)原則。二、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)題的常見考查角度1．可行性方面(1)分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行；(2)實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理；(3)實(shí)驗(yàn)步驟是否簡(jiǎn)單方便；(4)實(shí)驗(yàn)效果是否明顯。2．綠色化學(xué)方面(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否造成環(huán)境污染；(2)原料是否無(wú)毒、安全、易得；(3)原料利用率是否較高；(4)反應(yīng)速率是否較快。3．安全性方面化學(xué)實(shí)驗(yàn)從安全角度常考慮的主要因素如下：(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防止液體倒吸；(2)進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸；(3)防氧化；(4)污染性的氣體要進(jìn)行尾氣處理；有粉末狀態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)，要注意防止導(dǎo)氣管堵塞；(5)防吸水。4．規(guī)范性方面(1)冷凝回流(有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料，需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置，如長(zhǎng)玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；(2)易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻；(3)儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序；(4)其他(如實(shí)驗(yàn)操作順序、試劑加入順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等)。5．最佳方案的選擇幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都能達(dá)到目的，選出一個(gè)最佳方案。所謂最佳，就是裝置最簡(jiǎn)單，藥品容易取得、價(jià)格低廉，現(xiàn)象明顯，干擾小，無(wú)污染。名師點(diǎn)撥eq\a\vs4\al(化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案主要在以下幾個(gè)方面容易出現(xiàn)失誤：,1規(guī)范方面，如操作、觀察、讀數(shù)等。,2安全方面，如安全瓶、氣體點(diǎn)燃、防暴沸、防倒吸、防污染等。,3量化方面，如儀器規(guī)格的選擇、數(shù)據(jù)記錄與處理、誤差分析等。,4創(chuàng)新方面，如裝置的改進(jìn)、方案的優(yōu)化等。)(2015·高考福建卷)下列實(shí)驗(yàn)操作正確且能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)操作A稱取2.0gNaOH固體先在托盤上各放1張濾紙，然后在右盤上添加2g砝碼，左盤上添加NaOH固體B配制FeCl3溶液將FeCl3固體溶于適量蒸餾水C檢驗(yàn)溶液中是否含NHeq\o\al(＋,4)取少量試液于試管中，加入NaOH溶液并加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體D驗(yàn)證鐵的吸氧腐蝕將鐵釘放入試管中，用鹽酸浸沒[解析]NaOH具有強(qiáng)吸水性和腐蝕性，不能放在濾紙上稱量，A項(xiàng)錯(cuò)誤；配制FeCl3溶液時(shí)，為防止水解，可將其先溶解在鹽酸中，然后稀釋至所需濃度，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NHeq\o\al(＋,4)能夠與堿反應(yīng)生成NH3·H2O，受熱分解產(chǎn)生NH3，C項(xiàng)正確；在酸性條件下，鐵發(fā)生的是析氫腐蝕，D項(xiàng)錯(cuò)誤。[答案]Ceq\a\vs4\al([思維建模])—化學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的五大視角(1)可行性視角：只有合理且切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案才有意義?？尚行允欠桨傅牡谝灰兀u(píng)價(jià)方案時(shí)應(yīng)注意從實(shí)驗(yàn)原理和操作兩個(gè)方面分析：①理論上要科學(xué)合理。②操作上要簡(jiǎn)單可行。(2)經(jīng)濟(jì)效益視角：評(píng)價(jià)一種實(shí)驗(yàn)方案，不僅要從科學(xué)性上判斷是否可行，還要從經(jīng)濟(jì)效益上考慮是否切合實(shí)際。(3)綠色化視角。①分析實(shí)驗(yàn)藥品是否有毒，是否會(huì)造成環(huán)境污染；②儀器藥品是否價(jià)格低廉、便宜易得；③反應(yīng)是否充分，原子經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。(4)安全性視角。①避免炸裂：受熱不均勻、液體倒吸、氣流不暢、易燃?xì)怏w中混有助燃?xì)怏w等。②防污染；有毒尾氣未經(jīng)處理、剩余藥品隨意丟棄、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液肆意傾倒等。③防失火；點(diǎn)燃或熄滅酒精燈的方法不正確、易燃試劑與明火接觸等。④防吸水：極易水解、吸水性強(qiáng)(潮解)的物質(zhì)未密封保存或與潮濕空氣接觸，大量吸水導(dǎo)致液體溢出或反應(yīng)變質(zhì)等。(5)規(guī)范性視角。①儀器的安裝與拆卸。②試劑添加的順序與用量。③加熱的方式方法和時(shí)機(jī)。④儀器的查漏、氣密性檢驗(yàn)。⑤溫度計(jì)的規(guī)范使用、水銀球的位置。⑥實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀取。⑦冷卻、冷凝的方法等。2.(2013·高考四川卷)為了探究AgNO3的氧化性和熱穩(wěn)定性，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。Ⅰ.AgNO3的氧化性將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中，一段時(shí)間后將鐵絲取出。為檢驗(yàn)溶液中Fe的氧化產(chǎn)物，將溶液中的Ag＋除盡后，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)?？蛇x用的試劑：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。(1)請(qǐng)完成下表：操作現(xiàn)象結(jié)論取少量除盡Ag＋后的溶液于試管中，加入KSCN溶液，振蕩①______________存在Fe3＋取少量除盡Ag＋后的溶液于試管中，加入②____________________，振蕩③______________存在Fe2＋【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】Fe的氧化產(chǎn)物為Fe2＋和Fe3＋。Ⅱ.AgNO3的熱穩(wěn)定性用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置A加熱AgNO3固體，產(chǎn)生紅棕色氣體，在裝置D中收集到無(wú)色氣體。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，試管中殘留固體為黑色。(2)裝置B的作用是________________________________________________________________________。(3)經(jīng)小組討論并驗(yàn)證該無(wú)色氣體為O2，其驗(yàn)證方法是________________________________________________________________________。(4)【查閱資料】Ag2O和粉末狀的Ag均為黑色；Ag2O可溶于氨水?！咎岢鲈O(shè)想】試管中殘留的黑色固體可能是ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O?！緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】該小組為驗(yàn)證上述設(shè)想，分別取少量黑色固體放入試管中，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)編號(hào) 操作現(xiàn)象a 加入足量氨水，振蕩黑色固體不溶解b 加入足量稀硝酸，振蕩黑色固體溶解，并有氣體產(chǎn)生【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，不能確定固體產(chǎn)物成分的實(shí)驗(yàn)是________(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該小組得出AgNO3固體熱分解的產(chǎn)物有________。解析：(1)能用來(lái)檢驗(yàn)Fe3＋的試劑是KSCN溶液，加入后如果溶液變?yōu)榧t色，則其中含有Fe3＋。若溶液中含有Fe2＋，加入K3[Fe(CN)6]溶液后，溶液中有藍(lán)色沉淀生成。(2)裝置B中的進(jìn)氣管和出氣管的長(zhǎng)度相等，故為安全瓶，防止C中的溶液倒吸入A裝置中，引起試管炸裂。(3)檢驗(yàn)O2的方法：將帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，若木條復(fù)燃則證明氣體為氧氣。(4)銀不溶于氨水，實(shí)驗(yàn)a中，加入氨水后固體不溶解，說(shuō)明黑色固體為Ag；金屬銀與稀硝酸反應(yīng)生成NO，故實(shí)驗(yàn)b不能說(shuō)明固體是Ag還是Ag與Ag2O的混合物；根據(jù)上述分析可知只能采用實(shí)驗(yàn)a的結(jié)論，故AgNO3固體分解的產(chǎn)物為Ag、NO2、O2。答案：(1)①溶液呈紅色②K3[Fe(CN)6]溶液③產(chǎn)生藍(lán)色沉淀(2)防倒吸(3)用帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，木條復(fù)燃，證明無(wú)色氣體為O2(4)bAg、NO2、O21．(2015·北京朝陽(yáng)區(qū)模擬)下列實(shí)驗(yàn)裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項(xiàng)ABCD裝置實(shí)驗(yàn)綜合秒表測(cè)量鋅與硫酸的反應(yīng)速率驗(yàn)證溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響驗(yàn)證化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能鐵的析氫腐蝕實(shí)驗(yàn)解析：選D。A項(xiàng)通過(guò)記錄一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積可計(jì)算反應(yīng)速率；B項(xiàng)通過(guò)觀察顏色變化判斷溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響；C項(xiàng)，通過(guò)電流計(jì)是否產(chǎn)生電流可判斷化學(xué)能是否轉(zhuǎn)化成電能；D項(xiàng)，小試管內(nèi)導(dǎo)管中水柱上升，說(shuō)明大試管中壓強(qiáng)減小，不能證明有H2放出。2．(2015·山東日照模擬)某化學(xué)小組為測(cè)定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：方案Ⅰ：銅鋁混合物eq\o(→,\s\up14(足量溶液A),\s\do5(充分反應(yīng)))測(cè)定生成氣體的體積方案Ⅱ：銅鋁混合物eq\o(→,\s\up14(足量溶液B),\s\do5(充分反應(yīng)))測(cè)定剩余固體的質(zhì)量下列有關(guān)判斷中不正確的是()A．溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液B．實(shí)驗(yàn)室中方案Ⅱ更便于實(shí)施C．溶液A和B均可選用稀硝酸D．若溶液B選用濃硝酸，則測(cè)得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小解析：選C。鹽酸或NaOH溶液均可溶解銅鋁混合物中的金屬鋁，因此可測(cè)定反應(yīng)放出H2的體積，也可測(cè)定剩余的金屬銅的質(zhì)量，A說(shuō)法正確。稱量剩余固體的質(zhì)量比測(cè)定氣體的體積更容易實(shí)施，B說(shuō)法正確。溶液B若為稀硝酸，則Cu、Al均可溶解，沒有固體剩余，C說(shuō)法錯(cuò)誤。若溶液B選用濃硝酸，則Cu可完全溶解，但鋁在濃硝酸中鈍化導(dǎo)致剩余固體質(zhì)量增加，則使測(cè)定的銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，D說(shuō)法正確。反思?xì)w納解答實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)題的常見失誤(1)思路狹窄，思維定勢(shì)，缺少創(chuàng)新，經(jīng)驗(yàn)主義嚴(yán)重。(2)恐懼心理嚴(yán)重，雖然題目涉及了許多新情境、新材料，但是問題落腳點(diǎn)并未超出中學(xué)教材和考綱要求。(3)答題不規(guī)范，詞不達(dá)意，不講邏輯，抓不住要點(diǎn)?？键c(diǎn)三化學(xué)定量實(shí)驗(yàn)題解題策略一、定量測(cè)定數(shù)據(jù)的方法和過(guò)程分析1．沉淀法先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。2．測(cè)氣體體積法對(duì)于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過(guò)測(cè)定氣體體積的方法測(cè)定樣品純度。3．測(cè)氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過(guò)稱量實(shí)驗(yàn)前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。4．滴定法即利用滴定操作原理，通過(guò)酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析1．?dāng)?shù)據(jù)的表格化項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)編號(hào)項(xiàng)目1項(xiàng)目2項(xiàng)目3項(xiàng)目4…123(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定應(yīng)記錄的項(xiàng)目：所測(cè)的物理量。(2)應(yīng)注意數(shù)據(jù)的有效數(shù)字及單位和必要的注釋。(3)設(shè)計(jì)的表格要便于數(shù)據(jù)的查找、比較，便于數(shù)據(jù)的計(jì)算和進(jìn)一步處理，便于反映數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。2．?dāng)?shù)據(jù)的圖像化圖像化是用直線圖或曲線圖對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以處理的一種簡(jiǎn)明化形式。它適用于一個(gè)量的變化引起另一個(gè)量的變化的情況。圖像化的最大特點(diǎn)是鮮明、直觀、簡(jiǎn)單、明了。名師點(diǎn)撥數(shù)據(jù)的綜合分析如何用好、選好數(shù)據(jù)，是解決這類試題的關(guān)鍵所在。解決這類試題的一般方法為比較數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)變物質(zhì)、分析利弊、確定方案。(1)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較是解決問題的突破口，注意比較數(shù)據(jù)的交點(diǎn)與重合區(qū)。(2)轉(zhuǎn)變物質(zhì)則是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的重要途徑，在一些物質(zhì)提純與制備的問題中，往往會(huì)提供一些物質(zhì)沉淀的pH范圍、物質(zhì)的沸點(diǎn)、密度、溶解性等呈現(xiàn)物質(zhì)物理性質(zhì)的數(shù)據(jù)。在許多情況下，一些物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)是重疊的，而不利于問題的解決，一般可通過(guò)轉(zhuǎn)變物質(zhì)來(lái)解決(如CH3COOH與CH3CH2OH的沸點(diǎn)很接近，要分離二者的混合物，可以通過(guò)將CH3COOH轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3COONa的方法，擴(kuò)大其與CH3CH2OH沸點(diǎn)上的差異，然后通過(guò)蒸餾的方法進(jìn)行分離)。(3)在實(shí)際生產(chǎn)、生活中，除了涉及是否能夠通過(guò)相應(yīng)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)外，還涉及經(jīng)濟(jì)效益的問題，在原理、環(huán)保等沒有大的差異時(shí)，選擇廉價(jià)原料完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)成為首選。(2015·最新改編題)化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究：查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時(shí)無(wú)氣體產(chǎn)生。Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn)取適量牙膏樣品，加水充分?jǐn)嚢?、過(guò)濾。(1)往濾渣中加入過(guò)量NaOH溶液，過(guò)濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________________________________________________________。(2)往(1)所得濾液中先通入過(guò)量二氧化碳，再加入過(guò)量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________。Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測(cè)定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問題：(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝狻Ｆ渥饔贸丝蓴嚢鐱、C中的反應(yīng)物外，還有：________________________________________________________________________。(4)C中反應(yīng)生成BaCO3的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________。(5)下列各項(xiàng)措施中，不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是________________________________________________________________________(填標(biāo)號(hào))。a．在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體b．滴加鹽酸不宜過(guò)快c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置d．在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置(6)實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00g樣品三份，進(jìn)行三次測(cè)定，測(cè)得BaCO3平均質(zhì)量為3.94g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(7)有人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO3質(zhì)量，只要測(cè)定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高，原因是________________________________________________________________________。[解析]Ⅰ.(1)Al(OH)3具有兩性，能溶于NaOH溶液：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(2)通入過(guò)量CO2時(shí)發(fā)生反應(yīng)：AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，產(chǎn)生白色沉淀，再加過(guò)量鹽酸時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑，白色沉淀溶解，同時(shí)產(chǎn)生氣體。Ⅱ.(3)從裝置圖分析可知，為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，應(yīng)將裝置內(nèi)的空氣排盡，防止空氣中CO2的干擾；同時(shí)要將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2盡可能全部被Ba(OH)2溶液吸收，因此需要持續(xù)通入空氣。(4)Ba(OH)2溶液足量，因此反應(yīng)方程式為CO2＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋H2O。(5)由前面分析知，a可提高測(cè)定準(zhǔn)確度，a不符合題意；B裝置中有酸堿指示劑，說(shuō)明反應(yīng)中鹽酸的加入量是有限制的，為保證準(zhǔn)確，滴加過(guò)程要慢，b不符合題意；B中裝有溶液，因此氣體通入前沒必要干燥，c符合題意；在B～C之間連接盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶會(huì)造成Ba(OH)2溶液還可能吸收由揮發(fā)出的HCl與NaHCO3反應(yīng)生成的CO2氣體，干擾實(shí)驗(yàn)，d符合題意。(6)根據(jù)碳元素守恒得BaCO3～CO2～CaCO3，m(CaCO3)＝eq\f(3.94g,197g·mol－1)×100g·mol－1＝2.00g，CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：eq\f(2.00g,8.00g)×100%＝25%。(7)B中的水蒸氣、氯化氫等氣體進(jìn)入裝置C中，質(zhì)量差要大于實(shí)際產(chǎn)生CO2氣體的質(zhì)量。[答案]Ⅰ.(1)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(2)通入CO2氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產(chǎn)生、沉淀溶解Ⅱ.(3)把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收(4)Ba(OH)2＋CO2=BaCO3↓＋H2O(5)cd(6)25%(7)B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中(或其他合理答案)3.(2015·河北衡水中學(xué)模擬)為測(cè)試一鐵片中鐵元素的含量，某課外活動(dòng)小組提出下面兩種方案并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)(以下數(shù)據(jù)為多次平行實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的平均值)。方案一：將ag鐵片完全溶解于過(guò)量稀硫酸中，測(cè)得生成氫氣的體積為580mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；方案二：將eq\f(a,10)g鐵片完全溶解于過(guò)量稀硫酸中，將反應(yīng)后得到的溶液用0.02000mol·L－1的KMnO4溶液滴定，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗了25.00mLKMnO4溶液。請(qǐng)回答下列問題：(1)配平下面的化學(xué)方程式：eq\x()KMnO4＋eq\x()FeSO4＋eq\x()H2SO4=eq\x()Fe2(SO4)3＋eq\x()MnSO4＋eq\x()K2SO4＋eq\x()H2O(2)在滴定實(shí)驗(yàn)中不能選擇________式滴定管，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)根據(jù)方案一和方案二測(cè)定的結(jié)果計(jì)算，鐵片中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為________和________。(鐵的相對(duì)原子質(zhì)量以55.9計(jì))(4)若排除實(shí)驗(yàn)儀器和操作的影響因素，試對(duì)上述兩種方案測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性做出判斷和分析。①方案一________(填“準(zhǔn)確”、“不準(zhǔn)確”或“不一定準(zhǔn)確”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②方案二________(填“準(zhǔn)確”、“不準(zhǔn)確”或“不一定準(zhǔn)確”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)化合價(jià)升降法配平如下化學(xué)方程式：故其化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為2、10、8、5、2、1、8。(2)方案二中滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)，KMnO4溶液應(yīng)盛裝在酸式滴定管中，原因是KMnO4溶液是強(qiáng)氧化劑，具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管的乳膠管。(3)根據(jù)題干條件，鐵片中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為方案一中：eq\f(\f(0.58L,22.4L·mol－1)×55.9g·mol－1,ag)＝eq\f(1.45,a)。方案二中：eq\f(0.02mol·L－1×0.025L×\f(10,2)×55.9g·mol－1,\f(a,10)g)＝eq\f(1.40,a)。(4)本小題是對(duì)實(shí)驗(yàn)中測(cè)定結(jié)果進(jìn)行誤差分析和方案評(píng)價(jià)的問題，屬于開放性的問題，回答“準(zhǔn)確”、“不準(zhǔn)確”或“不一定準(zhǔn)確”均可，但要相應(yīng)說(shuō)明結(jié)論的理由，例如：方案一準(zhǔn)確；因?yàn)殍F片中不存在能與稀硫酸反應(yīng)并能生成氫氣的其他金屬，也不存在鐵的氧化物。方案一不準(zhǔn)確；如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣的其他金屬，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏高；如果存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解、但不產(chǎn)生氫氣的鐵的氧化物，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低。方案二準(zhǔn)確；鐵片溶于稀硫酸后，除Fe2＋外，其他可能存在的金屬離子在酸性溶液中均不能被高錳酸鉀氧化，也不存在氧化鐵。方案二不準(zhǔn)確；如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解的其他金屬，生成的金屬離子在酸性溶液中能被高錳酸鉀氧化，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏高；如果存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解生成Fe3＋的鐵的氧化物，F(xiàn)e3＋在酸性溶液中不能被高錳酸鉀氧化，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低。答案：(1)21085218(2)堿KMnO4是強(qiáng)氧化劑，會(huì)腐蝕乳膠管(3)eq\f(1.45,a)eq\f(1.40,a)(4)①不一定準(zhǔn)確如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)并能生成氫氣的其他金屬，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏高；如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解、但不產(chǎn)生氫氣的鐵的氧化物，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低；如果上述情況均不存在，則結(jié)果準(zhǔn)確②不一定準(zhǔn)確如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解的其他金屬，生成的金屬離子在酸性溶液中能被高錳酸鉀氧化，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏高；如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解的鐵的氧化物，F(xiàn)e3＋在酸性溶液中不能被高錳酸鉀氧化，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低；如果上述情況均不存在，則結(jié)果準(zhǔn)確1．鐵礦石是工業(yè)煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物(設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和氧元素，且雜質(zhì)不與H2SO4反應(yīng))。某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)某鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式進(jìn)行探究。Ⅰ.鐵礦石中含氧量的測(cè)定①按圖組裝儀器，檢查裝置的氣密性。②將5.0g鐵礦石放入硬質(zhì)玻璃管中，裝置B、C中的藥品如圖所示(夾持儀器均省略)。③從左端導(dǎo)氣管口處不斷地緩緩?fù)ㄈ際2，待C裝置出口處H2驗(yàn)純后，點(diǎn)燃A處酒精燈。④充分反應(yīng)后，撤掉酒精燈，持續(xù)通入氫氣至完全冷卻。(1)裝置C的作用為________________________________________________________________________。(2)測(cè)得反應(yīng)后裝置B增重1.35g，則鐵礦石中氧的百分含量為________________________。(3)若將H2換成CO，則還需補(bǔ)充________裝置。Ⅱ.鐵礦石中含鐵量的測(cè)定eq\x(\a\al(10g,鐵礦石))eq\o(→,\s\up14(①足量稀硫酸),\s\do5(②過(guò)濾))eq\x(\a\al(濾液,A))eq\o(→,\s\up14(③通入足量Cl2),\s\do5(④加熱煮沸))eq\x(溶液B)eq\o(→,\s\up14(⑤稀釋至250mL),\s\do5())eq\x(取20.00mLB的稀溶液)eq\o(→,\s\up14(⑥用0.5000mol/L),\s\do5(的KI溶液滴定))eq\x(消耗KI溶液VmL)(4)步驟④中煮沸的作用是________________________________________________________________________。(5)步驟⑤中用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有________________________________________________________________________。(6)下列有關(guān)步驟⑥的操作中說(shuō)法正確的是________________________________________________________________________。a．因?yàn)榈馑疄辄S色，所以滴定過(guò)程中不需加指示劑b．滴定過(guò)程中可利用淀粉溶液作為指示劑c．滴定管用蒸餾水洗滌后可以直接裝液d．錐形瓶不需要用待測(cè)液潤(rùn)洗e．滴定過(guò)程中，眼睛注視滴定管中液面變化f．滴定結(jié)束后，30s內(nèi)溶液不恢復(fù)原來(lái)的顏色，再讀數(shù)(7)若滴定過(guò)程中消耗0.5000mol/L的KI溶液20.00mL，則鐵礦石中鐵的百分含量為________。解析：Ⅰ.(1)裝置C可防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入B中，影響測(cè)定結(jié)果。(2)裝置B中增重量即為H2O的質(zhì)量，H2O中的氧全部來(lái)自于鐵礦石中，則鐵礦石中氧的百分含量為eq\f(\f(1.35g,18g/mol)×16g/mol,5.0g)×100%＝24%。(4)由流程圖可知步驟③后溶液中鐵元素存在形式為Fe3＋，而步驟⑥中利用KI溶液滴定具有氧化性的Fe3＋來(lái)測(cè)定鐵的含量，所以步驟④中煮沸的作用是除去具有氧化性的Cl2，防止干擾滴定實(shí)驗(yàn)。(5)步驟⑤是配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，除已知玻璃儀器外，還需要的玻璃儀器是250mL容量瓶。(6)a中Fe3＋和碘水均為黃色，錯(cuò)誤；b中反應(yīng)開始就生成I2，錯(cuò)誤；c中滴定管需用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗，錯(cuò)誤；e中滴定時(shí)眼睛要注視錐形瓶中溶液的顏色變化，錯(cuò)誤。(7)由關(guān)系式Fe3＋～I(xiàn)－可知n(Fe3＋)＝0.5000mol/L×20.00×10－3L＝0.01mol，則鐵礦石中鐵的百分含量為eq\f(0.01mol×56g/mol×\f(250mL,20.00mL),10g)×100%＝70%。答案：Ⅰ.(1)防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入B中(2)24%(3)尾氣處理Ⅱ.(4)除去過(guò)量的Cl2(5)250mL容量瓶(6)df(7)70%2．(2015·陜西西安高三質(zhì)檢)燒堿、純堿等都是重要的化工原料。(1)利用下圖裝置可以證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)。①若將A與B連接，打開止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，此時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________，開始反應(yīng)時(shí)的離子方程式是________________________________________________________________________。②若其他操作不變，將A與C連接，可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(2)向100mL1mol·L－1燒堿溶液中通入一定量的CO2充分反應(yīng)后，將溶液在低溫下蒸干得到白色固體X，X的組成可能有四種情況，按出現(xiàn)的先后順序分別是Ⅰ.NaOH、Na2CO3，Ⅱ.________，Ⅲ.Na2CO3、NaHCO3，Ⅳ.________。①常溫下，將得到的固體X重新溶于水，在所得溶液中加入鹽酸，使溶液的pH＝7，再將溶液蒸干，得到固體的質(zhì)量為________g。②若要驗(yàn)證白色固體X是第Ⅰ種組成，依次加入的試劑為________(填序號(hào)字母)。a．鹽酸b．MgCl2溶液c．BaCl2溶液d．Ba(OH)2溶液e．酚酞試液在驗(yàn)證的過(guò)程中，一定需要進(jìn)行的操作是________(填序號(hào)字母)。a．萃取 b．洗滌c．過(guò)濾 d．分餾③若白色固體X為第Ⅲ種組成，下列實(shí)驗(yàn)方案中不能準(zhǔn)確測(cè)定其中NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是________。a．取mgX與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、烘干得ng固體b．取mgX與足量鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒得ng固體c．取mgX充分加熱，減少ngd．取mgX與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出的氣體被足量堿石灰吸收，增加ng④若白色固體X的質(zhì)量為7.0g，則X的組成為________________________________________________________________________。(填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)。解析：(1)①加入NaOH溶液，CO2被吸收，燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減??；若A與B連接，則廣口瓶中的水會(huì)倒吸，若A與C連接，由于廣口瓶中液面上方壓強(qiáng)減小，則空氣由B進(jìn)入。(2)發(fā)生的反應(yīng)可能為2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O、NaOH＋CO2=NaHCO3，則Ⅱ、Ⅳ分別為Na2CO3、NaHCO3。①所得固體為NaCl，根據(jù)Na＋、Cl－守恒，m(NaCl)＝0.1L×1mol·L－1×58.5g·mol－1＝5.85g。②先加BaCl2溶液生成白色沉淀(證明有Na2CO3)，再加MgCl2溶液生成白色沉淀或加酚酞試液溶液變紅色(證明有NaOH)。③a選項(xiàng)中沉淀的質(zhì)量即為碳酸鋇的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量和原混合物的質(zhì)量可以列式求出碳酸鈉和碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，正確；b選項(xiàng)中ng固體為生成的氯化鈉的質(zhì)量，根據(jù)鈉原子守恒結(jié)合原混合物總質(zhì)量可列式計(jì)算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，正確；c選項(xiàng)采用差量法，減少的質(zhì)量為碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳和水的質(zhì)量，由此可求出碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求出碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，正確；d選項(xiàng)中堿石灰增加的質(zhì)量為鹽與酸反應(yīng)生成的二氧化碳及溶液中揮發(fā)出來(lái)的水蒸氣的質(zhì)量，因此不能通過(guò)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計(jì)算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，不正確。④可采用極值法來(lái)判斷，若全部為Na2CO3，則有5.3g；若全部為NaHCO3，則有8.4g，固體X的質(zhì)量為7g，故其為碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物。答案：(1)①水沿導(dǎo)管由廣口瓶進(jìn)入燒瓶CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)②廣口瓶中的長(zhǎng)導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生(2)Na2CO3NaHCO3①5.85②cb(或ce)c③d④Ⅲ反思?xì)w納實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，可分為有用、有效數(shù)據(jù)，正確、合理數(shù)據(jù)，錯(cuò)誤、無(wú)效數(shù)據(jù)，及無(wú)用、多余數(shù)據(jù)等。能從大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出有用、有效、正確、合理的數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理題的一個(gè)重要能力考查點(diǎn)，也是近年來(lái)命題變化的一個(gè)重要方向。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路為“五看”：一看數(shù)據(jù)是否符合測(cè)量?jī)x器的精度特點(diǎn)，如用托盤天平測(cè)得的質(zhì)量的精確度為0.1g，若數(shù)值超過(guò)了這個(gè)范圍，說(shuō)明所得數(shù)據(jù)是無(wú)效的；二看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去；三看反應(yīng)是否完全，是否是過(guò)量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時(shí)所得的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行有效處理和應(yīng)用；四看所得數(shù)據(jù)的測(cè)試環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強(qiáng)一致的情況下才能進(jìn)行比較、運(yùn)算；五看數(shù)據(jù)測(cè)量過(guò)程是否規(guī)范、合理，錯(cuò)誤和違反測(cè)量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。1．(2014·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)某小組以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X。為確定其組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。①氨的測(cè)定：精確稱取wgX，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1mol·L－1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2mol·L－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl，到終點(diǎn)時(shí)消耗V2mLNaOH溶液。②氯的測(cè)定：準(zhǔn)確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)淡紅色沉淀不再消失為終點(diǎn)(Ag2CrO4為磚紅色)?；卮鹣铝袉栴}：(1)裝置中安全管的作用原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl時(shí)，應(yīng)使用________式滴定管，可使用的指示劑為________。(3)樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為________________________________________________________________________。(4)測(cè)定氨前應(yīng)該對(duì)裝置進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)，若氣密性不好測(cè)定結(jié)果將________(填“偏高”或“偏低”)。(5)測(cè)定氯的過(guò)程中，使用棕色滴定管的原因是________________________________________________________________________________________；滴定終點(diǎn)時(shí)，若溶液中c(Ag＋)＝2.0×10－5mol·L－1，c(CrOeq\o\al(2－,4))為________mol·L－1。[已知：Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12](6)經(jīng)測(cè)定，樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1∶6∶3，鈷的化合價(jià)為__________，制備X的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________；X的制備過(guò)程中溫度不能過(guò)高的原因是____________________________________________________________________________________________________。解析：(1)若沒有A中的安全管，當(dāng)A中產(chǎn)生氣體時(shí)，會(huì)因裝置壓力過(guò)大發(fā)生危險(xiǎn)，反之，有安全管存在，當(dāng)A中壓力過(guò)大時(shí)，安全管中的液面會(huì)上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定。(2)由題意知，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl時(shí)，NaOH溶液應(yīng)放入堿式滴定管中，可使用酚酞(或甲基紅)作指示劑，滴定至終點(diǎn)時(shí)溶液由無(wú)色(或紅色)變?yōu)闇\紅色(或黃色)。(3)已知鹽酸的總的物質(zhì)的量為c1mol·L－1×V1mL×10－3L·mL－1＝c1V1×10－3mol，NH3反應(yīng)完后剩余的鹽酸用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，可求出剩余的鹽酸為c2×V2×10－3mol，由NH3＋HCl=NH4Cl可求出NH3的物質(zhì)的量。進(jìn)而求出wgX中的含氨量，即：eq\f(c1V1－c2V2×10－3×17,w)×100%。(4)若裝置氣密性不好，會(huì)有NH3外逸，而不能被HCl吸收，則剩余的HCl的物質(zhì)的量會(huì)增多，消耗NaOH增多，即c2V2的值增大，由(3)中計(jì)算式可知氨的測(cè)定結(jié)果偏低。(5)AgNO3是見光易分解的物質(zhì)，使用棕色滴定管的目的是防止AgNO3分解而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；由Ag2CrO4的溶度積常數(shù)Ksp＝1.12×10－12，c(Ag＋)＝2.0×10－5mol·L－1，可求出c(CrOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(Ksp,c2Ag＋)＝eq\f(1.12×10－12,2.0×10－52)mol·L－1＝2.8×10－3mol·L－1。(6)樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1∶6∶3，可寫出化學(xué)式為[Co(NH3)6]Cl3，化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0，依此計(jì)算，NH3整體為0價(jià)，氯為－1價(jià)，故Co為＋3價(jià)；從而推出制備X的化學(xué)方程式為2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。由于溫度過(guò)高時(shí)H2O2易分解，NH3易揮發(fā)，故制備過(guò)程中溫度不能過(guò)高，否則H2O2分解，NH3揮發(fā)。答案：(1)當(dāng)A中壓力過(guò)大時(shí)，安全管中液面上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定(2)堿酚酞(或甲基紅)(3)eq\f(c1V1－c2V2×10－3×17,w)×100%(4)偏低(5)防止硝酸銀見光分解2.8×10－3(6)＋32CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O溫度過(guò)高會(huì)使過(guò)氧化氫分解、氨氣逸出2．(2014·高考天津卷節(jié)選)Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水。在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定。Ⅰ.制備Na2S2O3·5H2O反應(yīng)原理：Na2SO3(aq)＋S(s)eq\o(=,\s\up7(△))Na2S2O3(aq)實(shí)驗(yàn)步驟：①稱取15gNa2SO3加入圓底燒瓶中，再加入80mL蒸餾水。另取5g研細(xì)的硫粉，用3mL乙醇潤(rùn)濕，加入上述溶液中。②安裝實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示，部分夾持裝置略去)，水浴加熱，微沸60分鐘。③趁熱過(guò)濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出Na2S2O3·5H2O，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品。回答問題：(1)硫粉在反應(yīng)前用乙醇潤(rùn)濕的目的是________________________________________________________________________。(2)儀器a的名稱是________，其作用是________________________________________________________________________。(3)產(chǎn)品中除了有未反應(yīng)的Na2SO3外，最可能存在的無(wú)機(jī)雜質(zhì)是________。檢驗(yàn)是否存在該雜質(zhì)的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)該實(shí)驗(yàn)一般控制在堿性環(huán)境下進(jìn)行，否則產(chǎn)品發(fā)黃，用離子反應(yīng)方程式表示其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.測(cè)定產(chǎn)品純度準(zhǔn)確稱取Wg產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.1000mol·L－1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。反應(yīng)原理為2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－(5)滴定至終點(diǎn)時(shí)，溶液顏色的變化：________________。(6)測(cè)定起始和終點(diǎn)的液面位置如圖，則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為________mL。產(chǎn)品的純度為(設(shè)Na2S2O3·5H2O相對(duì)分子質(zhì)量為M)________。解析：(1)S不溶于水，微溶于酒精，反應(yīng)前用乙醇潤(rùn)濕有利于S的溶解，便于分散到溶液中。(2)儀器a的名稱是冷凝管，其作用是使蒸氣冷凝回流。(3)亞硫酸鈉具有還原性，所以在反應(yīng)中可能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成硫酸鈉，故雜質(zhì)可能是硫酸鈉；檢驗(yàn)硫酸鈉實(shí)質(zhì)就是檢驗(yàn)硫酸根離子的存在，方法是取少量產(chǎn)品溶于過(guò)量稀鹽酸，過(guò)濾，向?yàn)V液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則產(chǎn)品中含有Na2SO4。(4)因?yàn)樵谒嵝詶l件下S2Oeq\o\al(2－,3)發(fā)生歧化反應(yīng)生成S和SO2，該反應(yīng)的離子方程式為S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O。(5)用淀粉作指示劑，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色。(6)根據(jù)圖示：滴定管的讀數(shù)需要保留2位小數(shù)，所以消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為18.10mL。根據(jù)2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－知：n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝2n(I2)＝0.1000mol·L－1×18.10mL×10－3L·mL－1×2＝3.620×10－3mol。產(chǎn)品的純度為eq\f(3.620×10－3mol×Mg·mol－1,Wg)×100%＝eq\f(3.620×10－3M,W)×100%。答案：(1)使硫粉易于分散到溶液中(2)冷凝管冷凝回流(3)Na2SO4取少量產(chǎn)品溶于過(guò)量稀鹽酸，過(guò)濾，向?yàn)V液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則產(chǎn)品中含有Na2SO4(4)S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O(5)由無(wú)色變藍(lán)色(6)18.10eq\f(3.620×10－3M,W)×100%一、選擇題1．下列實(shí)驗(yàn)方案可行的是()A．用1mol/L的鹽酸與MnO2反應(yīng)制取氯氣B．用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙鑒別二氧化氮和溴蒸氣C．用10mL量筒量取8.50mL濃硫酸用于配制一定物質(zhì)的量濃度的稀硫酸D．用濕潤(rùn)的有色紙條鑒別氯化氫和氯氣解析：選D。制取氯氣需要濃鹽酸，而1mol/L的鹽酸是稀鹽酸，A項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化氮與水反應(yīng)生成的硝酸、溴蒸氣都具有氧化性，都能氧化碘離子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；量筒屬于粗量?jī)x器，不能精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)裝置探究硝酸的性質(zhì)，根據(jù)圖示判斷下列結(jié)論不正確的是()A．試管內(nèi)壁上的“黃霜”的成分是硫B．該實(shí)驗(yàn)既說(shuō)明了濃硝酸具有氧化性，又說(shuō)明了濃硝酸具有揮發(fā)性C．燒杯內(nèi)氫氧化鈉溶液的作用是除去尾氣，防止尾氣污染環(huán)境D．試管中濃硝酸可以用濃鹽酸代替解析：選D。試管中濃硝酸易揮發(fā)，遇H2S氣體，與之發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)S，A項(xiàng)和B項(xiàng)正確；燒杯中的NaOH溶液與逸出的酸性氣體反應(yīng)，防止污染環(huán)境，C項(xiàng)正確；濃鹽酸無(wú)強(qiáng)氧化性，不能代替濃硝酸完成該實(shí)驗(yàn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．下列實(shí)驗(yàn)方案正確且能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)解析：選A。燒杯中的水冷卻試管中的水蒸氣，收集蒸餾水，A項(xiàng)正確；NO2可與水反應(yīng)，不能用排水法收集，B項(xiàng)錯(cuò)；濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣需要加熱，C項(xiàng)錯(cuò)；D項(xiàng)中試管口應(yīng)向下傾斜，D項(xiàng)錯(cuò)。4．(2015·遼寧大連模擬)下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠成功的是()A．檢驗(yàn)亞硫酸鈉試樣是否變質(zhì)：試樣eq\o(→,\s\up7(溶解))溶液eq\o(→,\s\up7(硝酸鋇溶液))白色沉淀eq\o(→,\s\up7(稀硝酸))沉淀不溶解B．除去乙酸乙酯中混有的乙酸：混合液eq\o(→,\s\up7(飽和碳酸鈉溶液，振蕩))溶液分層eq\o(→,\s\up7(分液))得上層液體C．證明酸性條件下H2O2氧化性比I2強(qiáng)：NaI溶液eq\o(→,\s\up7(30%H2O2溶液、稀硝酸及淀粉))溶液變藍(lán)色D．鑒定鹽A的成分是FeBr3：解析：選B。Na2SO3與Ba(NO3)2反應(yīng)生成的BaSO3可被HNO3氧化生成BaSO4，A錯(cuò)誤；乙酸能與Na2CO3反應(yīng)，上層是乙酸乙酯，B正確；在NaI溶液中加HNO3酸化，HNO3可氧化I－，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)中若鹽A是FeBr2，也會(huì)出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。5．為比較鐵和銅金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，某研究小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一些方案并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下，能證明鐵的金屬性比銅強(qiáng)的是()方案現(xiàn)象或產(chǎn)物A將鐵片置于CuSO4溶液中鐵片上有亮紅色物質(zhì)析出B將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒產(chǎn)物分別為FeCl3和CuCl2C將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中產(chǎn)物分別為Fe2(SO4)3和CuSO4D將鐵片和銅片分別置于熱的稀硝酸溶液中鐵片、銅片上均有氣泡產(chǎn)生解析：選A。將鐵片置于CuSO4溶液中，鐵片上有亮紅色物質(zhì)(銅)析出，說(shuō)明鐵比銅活潑；將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒，生成FeCl3和CuCl2，在化合物中銅、鐵都是最高價(jià)，不能說(shuō)明鐵的金屬性比銅強(qiáng)；將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中，生成Fe2(SO4)3和CuSO4，在化合物中銅、鐵都是最高價(jià)，不能說(shuō)明鐵的金屬性比銅強(qiáng)；將鐵片和銅片分別置于熱的稀硝酸溶液中，鐵片、銅片上均有氣泡產(chǎn)生，不能說(shuō)明鐵