第16講實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)考綱定位命題熱點(diǎn)及考頻考題核心素養(yǎng)1.認(rèn)識(shí)化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門科學(xué)。了解科學(xué)探究的基本過(guò)程，學(xué)習(xí)運(yùn)用以實(shí)驗(yàn)和推理為基礎(chǔ)的科學(xué)探究方法。2.了解定量研究方法是化學(xué)發(fā)展為一門科學(xué)的重要標(biāo)志。3.根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，能做到：①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；②正確選用實(shí)驗(yàn)裝置；③掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的方法；④預(yù)測(cè)或描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論；⑤評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。4.以上各部分知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用。1.制備型綜合實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)2017年Ⅰ卷T27；2017年Ⅲ卷T27；2016年Ⅰ卷T26(2)；2016年Ⅱ卷T28；2016年Ⅲ卷T26；2015年Ⅰ卷T10；2015年Ⅰ卷T261.實(shí)驗(yàn)探究——發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的化學(xué)問(wèn)題，能依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)操作，能對(duì)觀察記錄的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工并獲得結(jié)論。2.創(chuàng)新精神——能和同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)探究的成果，提出進(jìn)一步探究或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)想；能尊重事實(shí)和證據(jù)，不迷信權(quán)威，具有獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神。3.證據(jù)推理——能對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化提出可能的假設(shè)；基于證據(jù)進(jìn)行分析推理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)或證偽假設(shè)。2.探究型綜合實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)2017年Ⅰ卷T26；2017年Ⅱ卷T26、T28；2017年Ⅲ卷T26；2016年Ⅱ卷T28———————核心知識(shí)·提煉———————(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第74頁(yè))提煉1實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)1．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路 eq\x(\a\al(按題目要求的,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?)→eq\x(設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案)→eq\x(\a\al(在限定藥品,中選取試劑))→eq\x(\a\al(選取實(shí)驗(yàn)儀器或,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟)) →eq\x(\a\al(描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論))2．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的四要求提煉2實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)1．一般思維流程 eq\x(\a\al(明確實(shí),驗(yàn)?zāi)康?)→eq\x(\a\al(①根據(jù)題意及裝置搞清實(shí)驗(yàn)原理,②弄清裝置中各儀器的作用))→2．注意分析的五方面 3．重點(diǎn)關(guān)注三角度提煉3性質(zhì)探究型實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)→提出合理假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(定性分析、定量分析)→得出結(jié)論2．基本環(huán)節(jié)(1)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：就是在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中所遇到的值得探究的問(wèn)題和異?，F(xiàn)象等。(2)提出猜想：就是根據(jù)已有的知識(shí)對(duì)所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題的解決提出的幾種可能的情況。(3)設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案：就是根據(jù)猜想，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、安全的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)各種猜想進(jìn)行驗(yàn)證。(4)具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)：就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案選擇儀器、組裝儀器、按步驟進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。(5)觀察現(xiàn)象分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：就是認(rèn)真全面觀察實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象并及時(shí)記錄所得數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行推理分析和數(shù)據(jù)分析，通過(guò)對(duì)比歸納得出結(jié)論。提煉4性質(zhì)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路 eq\x(\a\vs4\al(物質(zhì),的性,質(zhì))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1,2,3,?)))→eq\x(\a\vs4\al(各條性,質(zhì)的驗(yàn),證方法)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1.\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a,b)),2.\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a,b)))))→eq\x(\a\vs4\al(優(yōu)化,組合,?)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(科學(xué)嚴(yán)密,操作簡(jiǎn)單,條件可行,現(xiàn)象明顯)))→eq\x(\a\vs4\al(實(shí),驗(yàn),方,案)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(分別驗(yàn)證,連續(xù)驗(yàn)證)))2．成分確定中常用的定量方法 (1)沉淀法 (2)測(cè)氣體體積法 (3)測(cè)氣體質(zhì)量法 (4)滴定法(酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定)———————命題熱點(diǎn)·探究———————命題熱點(diǎn)1制備型綜合實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第75頁(yè))■對(duì)點(diǎn)練——沿著高考方向訓(xùn)練·1．(2017·山東臨沂期末)亞硝酰氯(NOCl，熔點(diǎn)：－64.5℃，沸點(diǎn)：－5.5℃(1)甲組的同學(xué)擬制備原料氣NO和Cl2，制備裝置如圖所示：為制備純凈干燥的氣體，補(bǔ)充下表中缺少的藥品。裝置Ⅰ裝置Ⅱ燒瓶中分液漏斗中制備純凈的Cl2MnO2①________②________制備純凈的NOCu③________④________(2)乙組同學(xué)利用甲組制得的NO和Cl2制備NOCl，裝置如圖所示：①裝置連接順序?yàn)閍→________(按氣流自左向右方向，用小寫字母表示)。②裝置Ⅳ、Ⅴ除可進(jìn)一步干燥NO、Cl2外，另一個(gè)作用是_________________________________________________________________________________________________________________________________。③裝置Ⅶ的作用是________________________________________________。④裝置Ⅷ中吸收尾氣時(shí)，NOCl發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)丙組同學(xué)查閱資料，查得王水是濃硝酸與濃鹽酸的混酸，一定條件下混酸可生成亞硝酰氯和氯氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)實(shí)驗(yàn)室通常用濃鹽酸和MnO2混合加熱制氯氣，因鹽酸有揮發(fā)性，氯氣中混有的HCl氣體需要用飽和食鹽水除去，最后再用濃硫酸干燥即可得純Cl2；用銅和稀硝酸反應(yīng)制NO氣體，因裝置中混有的氧氣和NO反應(yīng)生成少量NO2，因此需要通過(guò)水除去NO2，再用濃硫酸干燥即可得較純凈的NO。(2)①亞硝酰氯的熔、沸點(diǎn)較低，易液化，遇水易水解，故需要保持裝置內(nèi)干燥和反應(yīng)混合氣體干燥，同時(shí)需要考慮Cl2和NO尾氣對(duì)環(huán)境的污染，需要用NaOH溶液吸收尾氣，則裝置連接順序?yàn)閍→e→f(或f→e)→c→b→d。②裝置Ⅳ、Ⅴ除可進(jìn)一步干燥NO、Cl2外，還可以通過(guò)觀察氣泡調(diào)節(jié)氣體的流速，控制NO和Cl2的比例。③亞硝酰氯遇水易水解，裝置Ⅶ的作用是防止裝置Ⅷ中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器Ⅵ中。④裝置Ⅷ中NaOH溶液能吸收NO、Cl2及NOCl，其中NOCl與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為NOCl＋2NaOHNaCl＋NaNO2＋H2O。(3)濃硝酸與濃鹽酸在一定條件下反應(yīng)生成亞硝酰氯和氯氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為HNO3(濃)＋3HCl(濃)NOCl↑＋Cl2↑＋2H2O?！敬鸢浮?1)①濃鹽酸②飽和食鹽水③稀硝酸④水(2)①e→f(或f→e)→c→b→d②通過(guò)觀察氣泡，調(diào)節(jié)氣體的流速③防止水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器④NOCl＋2NaOHNaCl＋NaNO2＋H2O(3)HNO3(濃)＋3HCl(濃)NOCl↑＋Cl2↑＋2H2O2．氯化鋁為共價(jià)化合物，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很低，且會(huì)升華，極易潮解，遇水放熱并產(chǎn)生白色煙霧。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)甲組同學(xué)按照如圖一所示裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)制備AlCl3固體。裝置B中滴入濃硫酸后發(fā)生的反應(yīng)為2NaCl＋H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up8(△))2HCl↑＋Na2SO4。裝置C中所盛裝的試劑是________，點(diǎn)燃D處酒精燈時(shí)，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________。裝置F的作用是__________________________________________________。安裝好儀器后需要進(jìn)行的操作有：①向裝置B中滴加濃硫酸；②點(diǎn)燃B處酒精燈；③點(diǎn)燃D處酒精燈。這三項(xiàng)操作的正確順序?yàn)開_______(填序號(hào))。(2)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組同學(xué)的裝置設(shè)計(jì)存在不安全因素，因此乙組同學(xué)對(duì)甲組同學(xué)所設(shè)計(jì)的裝置D、E進(jìn)行了改進(jìn)(如圖二所示)，裝置E改為帶支管的燒瓶，該燒瓶的名稱為________，改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是_______________________________________________________________________________________。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：①AlCl3能夠水解：________________________________________________。②AlCl3是共價(jià)化合物：_____________________________________________?！窘馕觥?1)制備出的AlCl3極易潮解，因此裝置C中應(yīng)盛裝濃硫酸，用來(lái)干燥HCl氣體；由反應(yīng)物為Al和HCl氣體可知裝置D中發(fā)生的反應(yīng)為2Al＋6HCl(g)eq\o(=,\s\up8(△))2AlCl3＋3H2；裝置E可收集制備的AlCl3，故裝置F可防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置使收集到的AlCl3水解變質(zhì)。先滴入濃硫酸，使?jié)饬蛩崤cNaCl混合，加熱使之反應(yīng)，使反應(yīng)生成的HCl氣體排出整個(gè)裝置中的空氣和水蒸氣，再點(diǎn)燃裝置D處的酒精燈。(2)根據(jù)提示可知該儀器為蒸餾燒瓶；甲組同學(xué)的裝置中連接D、E之間的導(dǎo)管太細(xì)，容易發(fā)生堵塞，故乙組同學(xué)直接將裝置D的玻璃管插入裝置E中，較粗的玻璃管D可以防止凝華的AlCl3堵塞管道。(3)①AlCl3水解顯酸性，可用pH試紙檢驗(yàn)。②共價(jià)化合物在熔融狀態(tài)下，不導(dǎo)電。【答案】(1)濃硫酸2Al＋6HCl(g)eq\o(=,\s\up8(△))2AlCl3＋3H2防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置E①②③(2)蒸餾燒瓶防止凝華的AlCl3堵塞D、E之間的導(dǎo)氣管(3)①取少量AlCl3溶液，用pH試紙測(cè)其pH，pH<7②做AlCl3熔融狀態(tài)下的導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)■提能力——針對(duì)熱點(diǎn)題型訓(xùn)練·(見(jiàn)專題限時(shí)集訓(xùn)T6、T7、T8)命題熱點(diǎn)2探究型綜合實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第76頁(yè))■對(duì)點(diǎn)練——沿著高考方向訓(xùn)練·1．(2017·寶雞一模)某探究性實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)將打磨過(guò)的鎂條投入到滴有酚酞的飽和NaHCO3溶液中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)迅速，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液的淺紅色加深。該小組同學(xué)對(duì)白色不溶物的成分進(jìn)行了探究和確定。Ⅰ.提出假設(shè)：(1)甲同學(xué)：可能只是MgCO3；乙同學(xué)：可能只是________；丙同學(xué)：可能是xMgCO3·yMg(OH)2。(2)在探究沉淀成分前，須將沉淀從溶液中過(guò)濾、洗滌、低溫干燥，洗滌沉淀的操作方法是_____________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.定性實(shí)驗(yàn)探究：(3)取沉淀物少許于試管中，加入稀鹽酸時(shí)固體溶解，產(chǎn)生大量氣泡，則________（填“甲”“乙”或“丙”)同學(xué)假設(shè)錯(cuò)誤。Ⅲ.定量實(shí)驗(yàn)探究：取一定量已干燥過(guò)的沉淀樣品，利用下列裝置測(cè)定其組成(部分固定夾持類裝置未畫出)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)前后對(duì)比各裝置的質(zhì)量變化來(lái)分析沉淀的組成，得出丙同學(xué)的假設(shè)是正確的。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(4)實(shí)驗(yàn)中合理的連接順序?yàn)椋篹→________→________→________→________→________→g→h(各裝置只使用一次)。(5)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，當(dāng)裝置B中________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)，停止加熱，說(shuō)明固體已分解完全；打開f處的活塞，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是________，裝置C中堿石灰的作用是___________________________________________________________________________________________________________。(6)指導(dǎo)老師認(rèn)為在上述實(shí)驗(yàn)裝置中末端還需再連接一個(gè)D裝置，若無(wú)此裝置，會(huì)使測(cè)出的x∶y的值________(選填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。(7)若改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后，最終裝置B質(zhì)量增加mg，裝置D質(zhì)量增加了ng，則x∶y＝________。(用含m、n的代數(shù)式表示)【解析】(1)根據(jù)甲、丙同學(xué)的假設(shè)，可知乙同學(xué)的假設(shè)為：可能只是Mg(OH)2。(2)洗滌沉淀的操作方法是：向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2～3次。(3)加入稀鹽酸時(shí)固體溶解，產(chǎn)生大量氣泡，則一定含有MgCO3，故乙同學(xué)的假設(shè)錯(cuò)誤。(4)裝置B的作用是吸收水蒸氣，裝置C的作用是吸收通入空氣中的CO2和水蒸氣，裝置D的作用是吸收CO2。由于堿石灰既能吸收水蒸氣又能吸收CO2，因此沉淀加熱后產(chǎn)生的氣體先通過(guò)B，后通過(guò)D，故連接順序?yàn)閑fabcdgh或efbacdgh。(5)當(dāng)裝置B中無(wú)氣泡冒出時(shí)，說(shuō)明固體已分解完全。打開f處活塞，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是排出裝置中的CO2和水蒸氣。(6)末端還需連接一個(gè)D裝置，是為了防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入D，若無(wú)此裝置，則測(cè)得的CO2的質(zhì)量偏大，MgCO3的質(zhì)量偏大，x∶y的值偏大。(7)根據(jù)MgCO3～CO2、Mg(OH)2～H2O，x∶y＝n(CO2)∶n(H2O)＝eq\f(n,44)∶eq\f(m,18)＝eq\f(9n,22m)?！敬鸢浮?1)Mg(OH)2(2)向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2～3次(3)乙(4)fabdc或fbadc(5)無(wú)氣泡冒出排出裝置中的CO2和水蒸氣吸收通入空氣中的CO2和水蒸氣(6)偏大(7)eq\f(9n,22m)2．(2017·河南鄭州三模)資料顯示：O2的氧化性隨溶液pH的增大逐漸減弱。室溫下，某學(xué)習(xí)小組利用下圖裝置探究不同條件下KI與O2的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)記錄如下。裝置序號(hào)燒杯中的液體5分鐘后現(xiàn)象①2mL1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液無(wú)明顯變化②2mL1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液＋2mL0.2mol·L－1HCl溶液溶液變藍(lán)③2mL1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液＋2mL0.2mol·L－1KCl溶液無(wú)明顯變化④2mL1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液＋2mL0.2mol·L－1CH3COOH溶液溶液變藍(lán)，顏色較②淺回答下列問(wèn)題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】(1)實(shí)驗(yàn)③的目的是________________________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)④溶液顏色深的原因是______________________________________________________________________________________________。為進(jìn)一步探究KI與O2的反應(yīng)，用上述裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：序號(hào)燒杯中的液體5小時(shí)后現(xiàn)象⑤2mL混有KOH的pH＝8.5的1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液溶液略變藍(lán)⑥2mL混有KOH的pH＝10的1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液無(wú)明顯變化對(duì)于實(shí)驗(yàn)⑥的現(xiàn)象，甲同學(xué)猜想“pH＝10時(shí)O2不能氧化I－”，他設(shè)計(jì)了下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證猜想。(4)燒杯a中的溶液為______________________________________________。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此猜想不成立。支持該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：通入O2后，________________________________________________________________。(6)乙同學(xué)向pH＝10的“KOH-淀粉溶液”中滴加碘水，溶液先變藍(lán)后迅速褪色，經(jīng)檢測(cè)褪色后的溶液中含有IOeq\o\al(－,3)，用離子方程式表示褪色的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)該小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行了整體反思，推測(cè)實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)⑥的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分別可能是_________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)對(duì)比實(shí)驗(yàn)①可知，實(shí)驗(yàn)②中溶液變藍(lán)肯定是加入了HCl溶液引起的，但無(wú)法確定是H＋的影響還是Cl－的影響，因此設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)③，加入含Cl－而不含H＋的溶液，以驗(yàn)證Cl－是否影響KI與O2的反應(yīng)。(3)由實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④不難看出，兩種酸的濃度相同，而二者的不同之處是所加的酸不同，一個(gè)是強(qiáng)酸，一個(gè)是弱酸，所以兩溶液中的c(H＋)不同，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的差別必然是c(H＋)的不同所引起的，且c(H＋)越大，溶液藍(lán)色越深，說(shuō)明O2的氧化性隨c(H＋)的增大而增強(qiáng)。(4)甲同學(xué)設(shè)計(jì)的是原電池裝置，可通過(guò)電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷反應(yīng)是否發(fā)生，因此燒杯a中的溶液應(yīng)是pH＝10的KOH溶液。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明猜想不成立，說(shuō)明pH＝10時(shí)O2能氧化I－，其中負(fù)極上的反應(yīng)為4I－－4e－2I2，正極上的反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－4OH－，因此可看到電流表指針偏轉(zhuǎn)，燒杯b中的溶液逐漸變藍(lán)色。(6)由題中信息可知，I2在KOH溶液中發(fā)生了歧化反應(yīng)，除生成IOeq\o\al(－,3)外，還應(yīng)生成I－，故反應(yīng)的離子方程式是3I2＋6OH－IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O?！敬鸢浮?1)驗(yàn)證Cl－是否影響KI與O2的反應(yīng)(2)4I－＋O2＋4H＋2I2＋2H2O(3)其他條件相同時(shí)，HCl是強(qiáng)電解質(zhì)，其溶液中c(H＋)較醋酸溶液中的大，O2的氧化性較強(qiáng)(4)pH＝10的KOH溶液(5)電流表指針偏轉(zhuǎn)，燒杯b中的溶液逐漸變成藍(lán)色(6)3I2＋6OH－IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O(7)中性條件下，O2的氧化性比較弱，短時(shí)間內(nèi)難以生成“一定量”碘單質(zhì)使溶液顏色發(fā)生變化；pH＝10的KOH溶液中I－被氧化生成I2，I2迅速發(fā)生歧化反應(yīng)變?yōu)镮Oeq\o\al(－,3)和I－■提能力——針對(duì)熱點(diǎn)題型訓(xùn)練·(見(jiàn)專題限時(shí)集訓(xùn)T1、T2、T3、T4、T5)復(fù)習(xí)效果驗(yàn)收|真題試做預(yù)測(cè)嘗鮮(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第77頁(yè))■體驗(yàn)高考真題·1．(2017·全國(guó)Ⅰ卷)凱氏定氮法是測(cè)定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過(guò)滴定測(cè)量。已知：NH3＋H3BO3NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HClNH4Cl＋H3BO3?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)a的作用是________。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是________。f的名稱是________。(3)清洗儀器：g中加蒸餾水；打開k1，關(guān)閉k2、k3，加熱b，蒸氣充滿管路；停止加熱，關(guān)閉k1，g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c，原因是________；打開k2放掉水。重復(fù)操作2～3次。(4)儀器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑。銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關(guān)閉k3，d中保留少量水。打開k1，加熱b，使水蒸氣進(jìn)入e。①d中保留少量水的目的是_________________________________________________________________________________________________________。②e中主要反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________，e采用中空雙層玻璃瓶的作用是_____________________________________________________________________________________________________。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m克進(jìn)行測(cè)定，滴定g中吸收液時(shí)消耗濃度為cmol·L－1的鹽酸VmL，則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________%，樣品的純度≤________%。【解析】(1)加熱水蒸氣時(shí)，若關(guān)閉k1，b中壓強(qiáng)增大，a可起安全管的作用，防止燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)過(guò)大，造成事故。(2)碎瓷片可防止蒸餾水在加熱時(shí)暴沸；f是直形冷凝管。(3)關(guān)閉k1后形成密封體系，水蒸氣冷凝，管路內(nèi)形成負(fù)壓，導(dǎo)致g中水倒吸入c中。(4)①d中保留少量水可以起到液封作用，防止生成的NH3逸出。②銨鹽與堿在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣，離子方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2O。e采用中空雙層玻璃瓶可起到保溫作用，使生成的氨氣盡可能地逸出，以減小實(shí)驗(yàn)誤差。(5)由題給化學(xué)方程式NH3＋H3BO3NH3·H3BO3、NH3·H3BO3＋HClNH4Cl＋H3BO3，根據(jù)氮原子守恒可得關(guān)系式：C2H5NO2～N～HCl。n(C2H5NO2)＝n(N)＝n(HCl)＝cV×10－3mol，則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(cV×10－3mol×14g·mol－1,mg)×100%＝eq\f(1.4cV,m)%；樣品的純度≤eq\f(75g·mol－1×cV×10－3mol,mg)×100%＝eq\f(7.5cV,m)%?！敬鸢浮?1)避免b中壓強(qiáng)過(guò)大(2)防止暴沸直形冷凝管(3)c中溫度下降，管路中形成負(fù)壓(4)①液封，防止氨氣逸出②NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2O保溫使氨完全蒸出(5)eq\f(1.4cV,m)eq\f(7.5cV,m)2．(2017·全國(guó)Ⅲ卷節(jié)選)綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對(duì)綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無(wú)明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_______、_______。(2)為測(cè)定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重，記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2①儀器B的名稱是________。②將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序________(填標(biāo)號(hào))；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3ga．點(diǎn)燃酒精燈，加熱b．熄滅酒精燈c．關(guān)閉K1和K2d．打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2e．稱量Af．冷卻到室溫③根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x＝____________(列式表示)。若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作，則使x____________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)?！窘馕觥?1)綠礬溶液中滴加KSCN溶液，溶液顏色無(wú)明顯變化，說(shuō)明樣品中沒(méi)有Fe3＋；再向試管中通入空氣，溶液變紅，說(shuō)明有Fe3＋生成，即Fe2＋易被氧氣氧化為Fe3＋。(2)①由儀器的構(gòu)造特征可知，B為干燥管。②實(shí)驗(yàn)時(shí)，為防止空氣中的O2將Fe2＋氧化，應(yīng)先通入N2將裝置中的O2排凈，然后點(diǎn)燃酒精燈加熱。停止加熱后，為防止FeSO4吸收空氣中的水蒸氣，待玻璃管冷卻，關(guān)閉K1和K2后再稱重。故實(shí)驗(yàn)操作步驟應(yīng)為d、a、b、f、c、e。③由題意知，綠礬的質(zhì)量為(m2－m1)g，加熱后FeSO4的質(zhì)量為(m3－m1)g，結(jié)晶水的質(zhì)量為(m2－m3)g。設(shè)綠礬的化學(xué)式為FeSO4·xH2O，則FeSO4·xH2Oeq\o(=,\s\up8(△))FeSO4＋xH2O15218x(m3－m1)g(m2－m3)geq\f(152,m3－m1g)＝eq\f(18x,m2－m3g)解得：x＝eq\f(76m2－m3,9m3－m1)若實(shí)驗(yàn)中，按a、d次序操作，則會(huì)導(dǎo)致綠礬吸收空氣中的氧氣，從而使加熱后的固體質(zhì)量m3增大，則測(cè)出結(jié)晶水的值x偏小?！敬鸢浮?1)樣品中沒(méi)有Fe3＋Fe2＋易被氧氣氧化為Fe3＋(2)①干燥管②dabfce③eq\f(76m2－m3,9m3－m1)偏小3．(2015·全國(guó)Ⅰ卷)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，回答下列問(wèn)題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】(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)。①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■預(yù)測(cè)2018年高考·[考情預(yù)測(cè)]預(yù)測(cè)2018年以物質(zhì)的制備為背景，以綜合實(shí)驗(yàn)探究或化工流程圖形式考查原料選擇、反應(yīng)條件控制、產(chǎn)品的分離提純及檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)的知識(shí)應(yīng)用能力，要特別關(guān)注定量實(shí)驗(yàn)的考查，突出綜合實(shí)驗(yàn)探究能力和信息加工能力的考查；要關(guān)注有機(jī)背景的實(shí)驗(yàn)綜合題的考查。1．某課題組同學(xué)查閱文獻(xiàn)知，3(NH4)2SO4(s)eq\o(=,\s\up8(△))4NH3↑＋3SO2↑＋N2↑＋6H2O。他們擬選擇下列裝置檢驗(yàn)硫酸銨分解的產(chǎn)物(各裝置中藥品足量)。回答下列問(wèn)題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】(1)儀器A的名稱是________。(2)甲組同學(xué)設(shè)計(jì)方案：C→G→B→D→E。①能證明有水生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________________________；B裝置的作用是__________________________________________________。②實(shí)驗(yàn)中，觀察到D裝置產(chǎn)生白色沉淀。實(shí)驗(yàn)完畢后，過(guò)濾D裝置中混合物得白色沉淀。欲驗(yàn)證白色沉淀是BaSO4還是BaSO3，請(qǐng)你設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案：_____________________________________________________________________________________________________________________________。③D裝置中發(fā)生的反應(yīng)與硝酸鋇的量有關(guān)，若硝酸鋇足量，則D中反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________。④該實(shí)驗(yàn)方案能證明硫酸銨的分解產(chǎn)物中有________(填化學(xué)式)。(3)乙組同學(xué)選擇上述裝置證明產(chǎn)物中是否有NH3。①氣體從左至右，裝置的連接順序?yàn)镃→________→F。②F裝置的作用是________________________________________________。(4)丙組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定硫酸銨樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))：取15.0g樣品溶于蒸餾水，加入足量氯化鋇溶液和稀鹽酸充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、干燥、稱重，BaSO4的質(zhì)量為23.3g。①該樣品中硫酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。②若干燥時(shí)用濾紙包裹BaSO4沉淀灼燒，發(fā)生了反應(yīng)4C＋BaSO4eq\o(=,\s\up8(高溫))BaS＋4CO↑，則測(cè)得的樣品中硫酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)?！窘馕觥苛蛩徜@分解的產(chǎn)物有NH3和SO2，NH3和SO2在水溶液中會(huì)發(fā)生反應(yīng)。檢驗(yàn)NH3之前必須除去SO2，檢驗(yàn)SO2之前必須除去NH3。(1)儀器A為球形干燥管。(2)①白色的無(wú)水硫酸銅遇水變?yōu)樗{(lán)色；濃硫酸只吸收NH3，不吸收SO2。②亞硫酸鋇能溶于鹽酸，而硫酸鋇不溶于鹽酸，故取少量白色沉淀于潔凈的試管中，向其中滴加足量鹽酸，若白色沉淀溶解，則是BaSO3，否則是BaSO4。③若硝酸鋇過(guò)量，SO2完全轉(zhuǎn)化成BaSO4沉淀，化學(xué)方程式為3Ba(NO3)2＋3SO2＋2H2O3BaSO4↓＋2NO＋4HNO3；若SO2過(guò)量，則硝酸鋇完全反應(yīng)，化學(xué)方程式為Ba(NO3)2＋3SO2＋2H2OBaSO4↓＋2NO＋2H2SO4。④G裝置可檢驗(yàn)H2O，D裝置可檢驗(yàn)SO2(同時(shí)生成NO)，E裝置可收集N2或NO或NO和N2。故該方案只能證明硫酸銨分解的產(chǎn)物中是否有H2O和SO2，不能證明是否有NH3和N2。(3)選擇A裝置吸收SO2和H2O，用F裝置來(lái)檢驗(yàn)NH3，F(xiàn)中干燥管的作用是防倒吸。(4)①(NH4)2SO4＋BaCl2BaSO4↓＋2NH4Cl，n[(NH4)2SO4]＝n(BaSO4)＝eq\f(23.3g,233g·mol－1)＝0.1mol。w[(NH4)2SO4]＝eq\f(0.1mol×132g·mol－1,15.0g)×100%＝88.0%。②若用濾紙包裹硫酸鋇沉淀灼燒，碳還原了硫酸鋇，使測(cè)得的硫酸鋇固體質(zhì)量偏小，則硫酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低?！敬鸢浮?1)球形干燥管(2)①G中白色粉末變藍(lán)色吸收氨氣②取少量白色沉淀于潔凈的試管中，向其中滴加足量鹽酸，若白色沉淀溶解，則是BaSO3，否則是BaSO4③3