《高考化学一轮复习 第10章 化学实验基础 第34讲 实验方案的设计与评价试题 鲁科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习 第10章 化学实验基础 第34讲 实验方案的设计与评价试题 鲁科版（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验方案的设计与评价热点一“物质组成”型实验方案的设计一、定性检测例1某混合粉末由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成，为检测其成分，取样品进行下列实验(部分产物略去)：回答下列问题：(1)取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含的物质是_(填化学式)。(2)Z为一种或两种气体：若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应中能同时生成两种气体的化学方程式是_。若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是_。(3)向Y溶液中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是_(填离子符号)
2、。(4)取Y溶液，调pH约为7，加入淀粉KI溶液和H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是_。(5)另取原样品，加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生红色固体，则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示)_。解题流程首先要注意框图中量的描述为“过量”，其次进行大致推断，最后根据具体设问提供的信息具体分析。能与Fe2O3、Fe、CuO、C、Al几种物质反应产生两种气体的浓酸不可能是浓盐酸；如果是浓硫酸，在加热时可以与Fe、C、Al发生氧化还原反应，浓硫酸被还原为SO2，C被氧化为CO2，Fe和Al分别被氧
3、化为Fe3和Al3；如果是浓硝酸，则两种气体是CO2和NO2。无论是哪种浓酸均可以使两种氧化物Fe2O3、CuO转化为对应的盐。(1)无论加什么浓酸(浓硫酸或浓硝酸)，溶液X中都可能含有Fe3、Cu2、Al3三种金属阳离子。向溶液X中加入过量的NaOH溶液，Fe3和Cu2可转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀析出，如果有Al3，则转化为Al(OH)4，向上层清液中通入CO2后，会产生白色沉淀Al(OH)3，离子方程式为2Al(OH)4CO2(少量)=2Al(OH)3COH2O或Al(OH)4CO2(足量)=Al(OH)3HCO，与题目中“取上层清液，通入CO2，无明显变化”不相符。所以可以
4、肯定溶液X中没有Al3，样品中没有Al。(2)有了前面的分析，问题(2)就比较容易解答了。(3)向溶液X中加入过量Fe粉，得Y溶液和两种固体，且其中一种固体为红色(Cu)，另一种就是过量的Fe粉，Y溶液中的阳离子为Fe2，通入过量的Cl2后，Fe2被氧化为Fe3，Cl2与水反应生成HCl和HClO，两者电离产生H，故溶液中的阳离子为Fe3和H。(4)依据信息“当消耗2 mol I时，共转移3 mol电子”，转移的3 mol电子中有2 mol来自I，另外1 mol电子来自Fe2。(5)根据前面四步设问可知，样品中一定没有Al，一定有CuO和C，不能确定是否有Fe和Fe2O3。加入足量稀硫酸后一定
5、不产生Cu，那么排除Fe，符合整个设问的组合只有两种：CuO、C；CuO、C、Fe2O3。答案(1)Al(2)C2H2SO4(浓)CO22SO22H2ONO、CO2(3)Fe3、H(4)2Fe23H2O24I=2Fe(OH)32I2(5)CuO、C或CuO、C、Fe2O3归纳总结固体成分检测实验方案设计的一般方法方法一：取少量固体试样溶于水配成溶液检测溶液中存在的阴、阳离子得出实验结论。方法二：取少量固体试样在氧气流等中反应检测所产生的物质(如气体)得出实验结论。方法三：取少量固体试样加酸(或碱)溶液产生气体检测气体产物的成分得出实验结论。二、固体物质组成的定量测定数据测定的常用方法1.沉淀法
6、先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。2.测气体体积法对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。量气装置的设计：下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的量气装置。3.测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中，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。4.滴定法即利用滴定操作原理，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后再进行相关计算。5.热重法只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知
7、道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。例2(2014北京理综，27)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。气体a的成分是_。若钢样中硫以FeS的形式存在，A中反应：3FeS5O21_3_。(2)将气体a通入测硫装置中(如下图)，采用滴定法测定硫的含量。H2O2氧化SO2的化学方程式：_。用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液，若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的
8、质量分数：_。(3)将气体a通入测碳装置中(如下图)，采用重量法测定碳的含量。气体a通过B和C的目的是_。计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是_。 解析(1)钢样中的碳、硫在装置A中高温加热条件下生成CO2和SO2，还有未反应的O2，故气体a的成分为O2、SO2、CO2。根据得失电子守恒和质量守恒定律配平化学方程式：3FeS5O2Fe3O43SO2。(2)H2O2和SO2发生氧化还原反应：H2O2SO2=H2SO4。根据题意，消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，则消耗z mL NaOH溶液，相当于硫的质量为yz g，所以钢样中硫的质量分数为或100%。(3)气体a中含有O2、SO
9、2和CO2，在吸收CO2测定碳的含量时，也可能吸收SO2，故气体a通过装置B和C的目的排除SO2对CO2测定的干扰。计算钢样中碳的质量分数，应测量吸收CO2前、后吸收瓶的质量，其质量差为CO2的质量。答案(1)O2、SO2、CO2Fe3O4SO2(2)H2O2SO2=H2SO4(3)排除SO2对CO2测定的干扰吸收CO2前、后吸收瓶的质量例3(2014江苏，18)碱式碳酸铝镁MgaAlb(OH)c(CO3)dxH2O常用作塑料阻燃剂。(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用，是由于其受热分解需吸收大量热量和_。(2)MgaAlb(OH)c(CO3)dxH2O中a、b、c、d的代数关系式为_。(3)为确定
10、碱式碳酸铝镁的组成，进行如下实验：准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量)100%随温度的变化如下图所示(样品在270 时已完全失去结晶水，600 以上残留固体为金属氧化物的混合物)。根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH)n(CO)(写出计算过程)。解析(1)因为碱式碳酸铝镁分解得到Al2O3、MgO，二者的熔点都较高，都具有阻燃作用。(2)Al元素的化合价为3价，Mg元素的化合价为2价，OH整体显示1价，CO整体显示2价，根据化合物中化合
11、价代数和为0可得出关系：2a3bc2d。(3)n(CO2)2.50102 molm(CO2)2.50102 mol44 gmol11.10 g在270600 之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2Om(CO2)m(H2O)3.390 g(0.734 50.370 2)1.235 gm(H2O)1.235 g1.10 g0.135 gn(H2O)7.50103 moln(OH)7.50103 mol21.50102 moln(OH)n(CO)(1.50102 mol)(2.50102 mol)35。答案(1)生成的产物具有阻燃作用(2)2a3bc2d(3)n(CO2)2.5010
12、2 molm(CO2)2.50102 mol44 gmol11.10 g在270600 之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2Om(CO2)m(H2O)3.390 g(0.734 50.370 2)1.235 gm(H2O)1.235 g1.10 g0.135 gn(H2O)7.50103 moln(OH)7.50103 mol21.50102 moln(OH)n(CO)(1.50102 mol)(2.50102 mol)351.某研究性学习小组用下列装置(铁架台等夹持仪器略)探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反应产物。(1)用2%的CuSO4溶液和10%的NaOH溶液配制Cu(O
13、H)2悬浊液的注意事项是_。(2)为快速得到乙醇气体，可采用的方法是_。若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸，可采取的措施是_(填字母)。a.取下小试管 b.移去酒精灯c.将导管从橡胶管中取下 d.以上都可以(3)如图实验，观察到红色的Fe2O3全部变为黑色固体M，充分反应后停止加热。取下试管加热，有砖红色沉淀生成。为了检验M的组成，进行下列实验。M能被磁铁吸引；加入足量稀硫酸，振荡，固体全部溶解，未观察到有气体生成；经检验溶液中有铁离子和亚铁离子，检验铁离子的方法是_；证明溶液含有亚铁离子的方法是_。能得出的结论是_(填字母)。a.M中一定有3价和2价铁，不能确定是否有0价铁b.M中一定有3价和0价铁，无2价铁c.M中一定有3价铁，0价和2价铁至少有一种d.M中一定有3价、2价和0价铁(4)若M的成分可表示为FexOy，用CO还原法定量测定其化学组成。称取m g M样品进行定量测定，实验装置和步骤如下：组装仪器；点燃酒精灯；加入试剂；打开分液漏斗活塞；检查气密性；停止加热；关闭分液漏斗活塞；正确的操作顺序是_(填字母)。a. b.c. d.若M完全被还原后碱石灰增重n g，则为_(用含m、n的代数式表示)。答案(1
