1、定性實驗設計與評價,崧廈中學高三化學備課組,一、甲方乙方,二、變臉,三、證據,實考題示例,實考題示例,江蘇 20 (12分)有兩個實驗小組的同學為探究過氧化鈉與二氧化硫的反應，都用如下圖所示的裝置進行實驗。通入SO2氣體，將帶余燼的木條插入試管C中，木條復燃。 請回答下列問題： （1）第1小組同學認為Na2O2與SO2反應生成了Na2SO3和O2，該反應的化學方程式是：,江蘇 20 請回答下列問題： （2）請設計一種實驗方案證明Na2O2與SO2反應生成的白色固體中含有Na2SO3。,分析,實考題示例,江蘇 20 請回答下列問題： （3）第2小組同學認為Na2O2與SO2反應除了生成Na2SO

2、3和O2外，還有Na2SO4生成。為檢驗是否有Na2SO4生成，他們設計了如下方案：,上述方案是否合理?_。請簡要說明兩點理由： _ ；_。,分析,實考題示例,例1含有酚酞的氫氧化鈉的溶液中，滴加新制氯水，邊滴邊振蕩，直到紅色褪去。對于紅色消失的原因，甲同學認為是氯氣與水反應生成的HCl和HClO中和了NaOH所致；乙同學認為是氯氣與水反應生成的HClO具有強氧化性使紅色酚酞變成了無色的物質。,一、甲方乙方,分析,例25時，0.1molL-1CH3COOH溶液的pH約為3，向其中加入少量CH3COONa晶體，待晶體溶解后，發(fā)現溶液pH增大。對于上述現象有兩種不同的解釋：甲認為主要是CH3COO

3、Na水解呈堿性，增大C（OH-），因而溶液pH增大；乙認為主要是因為CH3COONa溶于水，電離出大量CH3COO-，抑制了CH3COOH的電離，使C（H+）減小，因而溶液的pH增大。,一、甲方乙方,分析,例3對于CO32-和HCO3-結合H+能力，甲認為HCO3-結合H+能力強，理由是在等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉固體中加入等體積等濃度的鹽酸，碳酸氫鈉固體中產生氣體速率快；乙認為CO32-結合H+能力強，理由是在同一溫度下同濃度碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液的pH，前者大于后者。,一、甲方乙方,分析,例4在室溫下，把銅片放入濃硫酸中，沒有明顯的反應現象。對此，甲認為這是銅在濃硫酸里發(fā)生鈍化現象；乙認為

4、室溫下銅片放入濃硫酸中看不到明顯的現象，主要是因為銅與濃硫酸在室溫下反應速率很慢。,一、甲方乙方,分析,例5加熱稀氨水，溶液中的C(OH-)有什么變化-甲認為溶液中的C(OH-)增大，理由是NH3H2O是弱電解質，在溶液中存在平衡： NH3+H2O NH3H2O NH4+OH- ，弱電解質的電離過程是吸熱的，當升高溫度后，平衡就會向電離的方向移動，所以氨水中的C(OH-)增大。乙認為一般加熱有利于電離，但氨水受熱時反而不利于NH3H2O 的電離，這是因為受熱時氨易逸出，下列平衡： NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-向左移動，使C(OH-)減小。,一、甲方乙方,分析,例6Cu(NO3)

5、2固體加熱時能發(fā)生下列反應: 2Cu（NO3）2 =CuO+4NO2+O2。為證明生成物中的NO2可以助燃，甲乙兩同學分別用帶火星的木條進行實驗，發(fā)現木條復燃。由此甲同學認為這一現象說明了NO2可以助燃，而乙同學則認為木條復燃是由于生成物中的O2所致。 你認為他們那一位同學的說法是正確的？你的理由是_。,一、甲方乙方,問題推廣,1、將雙氧水溶液滴入含有酚酞的氫氧化鈉溶液中，紅色消失。甲認為這是由于H2O2是二元酸：H2O2 H+HO2 消耗了OH-，而使紅色消失；乙認為雙氧水具有強氧化性，將酚酞氧化使紅色消失。 2、在少量Mg(OH)2懸濁液中，滴加適量飽和NH4Cl溶液，固體溶解。對于固體的

6、溶解，甲同學的解釋是：在氫氧化鎂懸濁液中存在溶解平衡：,問題推廣,3、濃硝酸與銅反應生成NO2，稀硝酸與銅反應生成NO。濃、稀硝酸哪種氧化性強？甲認為稀硝酸的氧化性強，原因是濃硝酸和銅反應產生NO2，氮元素的化合價降低1，而稀硝酸和銅反應時產生NO，氮元素的化合價降低3，氮元素得電子數后者大于前者；乙同學認為濃硝酸的氧化性強，原因是從反應條件看，濃硝酸與銅反應時速率快，稀硝酸與銅反應的速率慢，加熱時才有明顯反應。,例7.某化學課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應情況，用下圖所示裝置先進行了有關實驗： （1）B是用來收集實驗中產生的氣體的裝置，但未將導管畫全，請直接在原圖上把導管補充完整。,二、變

7、臉,（2）實驗中他們取6.4g銅片和12mL 18molL 濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應完畢，最后發(fā)現燒瓶中還有銅片剩余，該小組學生根據所學的化學知識認為還有一定量的硫酸剩余。 請寫出銅跟濃硫酸反應的化學方程式_。 為什么有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認為原因是： 。 下列藥品中能夠用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸的是_（填寫字母編號）。 A鐵粉 BBaCl2溶液 C銀粉 DNa2CO3溶液,二、變臉,（3）為定量測定余酸的物質的量濃度，甲、乙兩學生進行了如下設計： 甲學生設計方案是：先測定銅與濃硫酸反應產生SO2的量，再計算余酸的物質的量濃度。他認為測定SO2的量的方法有多種

8、，請問下列實驗方案中不可行的是_（填寫字母編號）。 A將裝置A產生的氣體緩緩通過預先稱量過盛有堿石灰的干燥管，結束反應后再次稱量 B將裝置A產生的氣體緩緩通入足量酸性KMnO4溶液，再加入足量BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀 C用排水法測定裝置A產生氣體的體積（已折算成標準狀況） D用排飽和NaHSO3溶液的方法測出裝置A產生氣體的體積（已折算成標準狀況）,二、變臉,乙學生設計的方案是：在反應后的溶液中加蒸餾水稀釋至1000mL，取20ml于錐形瓶中，滴入 （請?zhí)畛鲋甘緞┑拿Q），用標準氫氧化鈉溶液進行滴定（已知：Cu(OH)2開始沉淀的PH約為5），通過測出消耗NaOH溶液的體積來

9、求余酸的物質的量的濃度假定反應前后燒瓶中溶液的體積不變，你認為乙學生設計的實驗方案能否求得余酸的物質的量的濃度 (填能或否)，其理由是 。,二、變臉,例8.某課外活動小組設計了以下實驗方案驗證Ag與濃硝酸反應的過程中可能產生NO。,二、變臉,(一)測定的體積 (1)選用下列儀器組合成一套可用來測定生成體積的裝置。其合理的連接順序是 (填數字)。,二、變臉,(2)在測定NO的體積時，若量筒中水的液面比集氣瓶中的液面要低，此時應將量筒的位置 (下降或升高)，以保證量筒中的液面與集氣瓶中的液面持平。,二、變臉,(二)測定HNO3的物質的量 反應結束后，從B裝置中所得100mL溶液中取出25.00mL

10、溶液，用0.1 molL-1NaOH的溶液滴定，用酚酞作指示劑，滴定前后滴定管中液面的位置如下圖所示。 (3)在容器中生成HNO3 的物質的量為 。,二、變臉,(三)氣體成分的判斷 (4)若實驗測得NO的體積為93.0mL(已折算成標準狀況)，則A與濃硝酸反應過程中 (填有或沒有)NO產生，作此判斷的依據是 。,二、變臉,問題推廣,一定量的濃H2SO4與足量Fe、Al反應,鈍化、加熱時反應初期生成SO2、變稀后反應有H2生成,一定量的濃HNO3與一定量Fe反應,一定量的濃H2SO4與足量Zn反應,反應初期生成SO2、變稀后反應有H2生成,1）加入的順序 2）過量的物質 3）Fe的變價,例9請結

11、合所學知識設計實驗，證實AlO2-結合H+的能力比CO32-強，供選試劑：NaOH溶液、AlCl3溶液、CuSO4溶液、pH試紙、NaHCO3溶液、FeCl3溶液（儀器自選）。 應選試劑；操作要點；（3）能證明AlO2-結合H+的能力強于CO32-的反應的原理的離子方程式。,三、證據,分析,例10已知鎂能跟鹽酸、醋酸反應，產生氫氣。即： Mg+2HCl = MgCl2+H2 Mg+2CH3COOH = Mg(CH3COO)2+H2 請用鎂粉、鹽酸和醋酸為原料證明在同溫同壓下，當上述兩種酸的物質的量相同時，反應產生的氫氣的體積相同。 若收集到的氫氣體積不同，則請推測氫氣體積不同的原因。,分析,三

12、、證據,問題推廣,1、設計實驗證實Fe、Al放入冷的濃H2SO4中會發(fā)生鈍化現象。,2、SO2的化學性質與CO2有很多相似之處，所以有人認為SO2與Na2O2的反應也與CO2相似，即：2 SO2+2 Na2O2=2Na2SO3+ O2。也有人認為SO2具還原性，Na2O2具強氧化性，SO2+ Na2O2= Na2SO4 。請設計實驗證實你的想法。,分析：如果紅色消失的原因是因為酸堿中和，則紅色可能重現，如果紅色消失的原因是因為被氧化，則紅色不可能重現。 實驗設計：向上述剛好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，若紅色重現，則是因為HCl和HClO的酸性所致；若紅色不再重現，則是因為HClO的強氧

13、化性所致。,一、甲方乙方,返回,分析：醋酸鹽溶于水易電離出CH3COO- ，而且易發(fā)生水解，CH3COONa水解呈堿性，但是CH3COONH4溶于水易電離出CH3COO- ，水解后溶液一般認為呈中性。 實驗設計：向0.1molL-1CH3COOH溶液中加入少量固體CH3COONH4，晶體溶解后，測定溶液pH，如果溶液pH增大，則乙的解釋正確；如果pH無變化，則說明甲的解釋正確。,一、甲方乙方,返回,分析：CO32-與H+的反應是分步進行的：CO32- +H+ = HCO3- HCO3- + H+ = H2O+CO2，在碳酸鈉和碳酸氫鈉混合溶液里滴加鹽酸，若CO32-結合H+能力強，則不會馬上產

14、生氣泡，HCO3-結合H+能力強，馬上有氣泡產生。 實驗設計：取相同體積、相同濃度的碳酸鈉的碳酸氫鈉溶液放入同一試管中，再滴加鹽酸，如果馬上有氣泡產生，則是HCO3-先結合H+；如果是滴入一定量鹽酸后才產生氣泡，則是CO32-先結合H+。,一、甲方乙方,返回,分析：如果銅發(fā)生鈍化，則表面會覆蓋致密的氧化物薄膜，一般情形下難于反應。 實驗設計：在燒杯中放入一塊銅片，再加入適量的濃硫酸，使銅片浸沒在酸中，稍待片刻，用鑷子取出，用水洗凈銅片表面的酸液。將用濃酸處理過的銅片放入盛有硝酸銀溶液的燒杯中，觀察現象。如果表面有白色的物質析出，溶液的顏色變藍，說明銅在濃硫酸里沒有產生鈍化現象，乙的說法正確。如

15、果表面沒有白色物質析出，溶液的顏色也無明顯變化，則甲的說法正確。,一、甲方乙方,返回,分析：C(OH-)改變可以由酚酞試液的顏色變化來判斷。酚酞試液遇堿顯紅色，如氨水中的C(OH-)增大，則顏色變深；若氨水中的C(OH-)減小，則顏色變淺。 實驗設計：在試管中注入滴有酚酞的氨水，并在試管口套上小氣球（防止氨污染空氣），加熱，如顏色變淺，則加熱使氨水中的C(OH-)減小，乙正確；如顏色變深，則加熱使氨水中的C(OH-)增大，則甲正確。,一、甲方乙方,返回,分析：該實驗為驗證性實驗，如果AlO2-和HCO3-相遇時，生成 Al(OH)3白色沉淀，即可AlO2-結合H+的能力強于CO32- 解答：應

16、選試劑：NaOH溶液、AlCl3溶液、NaHCO3溶液 （2）操作要點：取少量的AlCl3溶液于試管中；向試管中逐滴加入NaOH溶液直至產生白色沉淀恰好全部消失；向其中再滴入NaHCO3溶液至足量。 （3）離子方程式：AlO2-+HCO3-+H2O = Al(OH)3+CO32-,返回,分析： 因為該實驗是比較性實驗，故在設計時要控制好兩實驗的條件（鎂粉質量、鹽酸濃度體積要完全相同，產生氫氣的實驗裝置要完全相同，實驗時的外界溫度壓強要相同）。具體如下： A、組裝如圖裝置 B、氣密性檢查 C、取下反應發(fā)生裝置，分別加入鎂粉和鹽酸和醋酸，再重新連接好裝置 D、打開分液漏斗向燒杯加入100ml、0.1molL-1醋酸 E、測量燒杯中水的體積，比較兩次實驗結果,返回,分析： 影響生成氫氣的體積大小