第4讲 实验方案的设计与评价-【金榜题名】2026年高考化学一轮总复习

第十一章化学综合实验 i.a.甲认为实验Ⅱ中，当Fe3+、H+浓度较 ⅱ.查阅资料：0.5mol·L1Fe3+开始沉淀 大时，即使Zn与Fe2+反应置换出少量Fe, 的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。 Fe也会被Fe3+、H+消耗。写出Fe与 结合a、b和c,重新做实验Ⅱ，当溶液pH为 Fe3+、H+反应的离子方程式 3~4时，不取出固体，向固一液混合物中持 续加入盐酸，控制pH<1.2, (填 b.乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成 实验操作和现象)，待pH为3~4时，取出固 Fe也会被H+消耗。设计实验 (填 体，固体中检测到Fe单质。 实验操作和现象)。 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中 证实了此条件下可忽略H+对Fe的消耗。 检测到Fe单质的原因 c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉 上，阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了 请完成课时素养达标（五十六） Zn粉被包裹。 第四讲 实验方案的设计与评价 高考目标定位根据化学实验的目的和要求，能做到：(1)设计、评价、改进实验方案：(2)正确选 用实验装置；(3)掌握控制实验条件的方法：(4)预测或描述实验现象、分析或处理实验数据、得出 合理结论。 核心考点突破 >》 ■ 考点一 实验方案的设计 续表 自我梳理 步骤 要求 1.实验方案设计的基本原则 科学性 实验原理、实验流程科学合理 根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪 基 安全性 保护人身、仪器、环境安全 器和药品，设计出合理的实验装置和实验操 设计装 原 可行性 仪器、条件、试剂在中学现在条件下 作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实 能满足要求 置步骤 则 验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又 简约性 步骤少、仪器装置简单、节省药品、 效果好 简明 经济性 在不影响实验效果的前提下，尽量选 用常见而廉价的仪器和药品 记录现 根据观察，全面而准确地记录实验过程中的 2.实验方案设计步骤 象数据 现象和数据 步骤 要求 根据实验观察的现象和记录的数据，通过分 首先必须认真审题，明确实验的目的要求， 分析得 析，计算、图表、推理等处理，得出正确的 明确目弄清题日有哪些新的信息，综合已学过的知 出结论 的原理识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验 结论 原理 3.实验方案设计中几个易忽视的问题 根据实验的目的和原理，以及反应物和生成 (1)净化、吸收气体及实验结束熄灭酒精灯 选择仪 物的性质，反应条件，如反应物和生成物的 时要防止液体倒吸。 器药品 状态，能否腐蚀仪器和橡胶、反应是否加热 (2)进行某些易燃、易爆实验时，要防止爆 及温度是否控制在一定的范围等，从而选择 合理的化学仪器和药品 炸。如H2还原CuO实验中应先通入H2, 气体点燃前要先验纯。 357 金榜题名创新高考总复习化学 (3)防止氧化。如H2还原CuO实验中要 续表 “先灭灯再停氢”，白磷切割要在水中进 0.2mol·L 行等。 实验 10%H2O 蒸馏水 序号 FeCl溶液 现象 (4)防止吸水。如实验取用、制取易吸水、潮 /mL /mL /mL 解、水解的物质要采取必要措施，以保证达 到实验目的。 维形瓶变热，溶液 变棕色，开始5s后 (5)易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及 产生较少的气泡： 时冷却。 2min时，反应速度 (6)仪器拆卸的科学性与安全性。如防污 加快 染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等。 ①表格中a .b 对点精练 ②通过实验Ⅱ和Ⅲ探究浓度对反应速率 影响。 1.(2025·河南焦作二模)H2O2是一种绿色氧 (3)实验Ⅱ、Ⅲ中溶液颜色变深的原因是 化还原试剂，在化学研究中应用广泛。某研 究性学习小组设计如图所示实验装置，探究 (4)已知FcCl3溶液对H2O2的催化分解分 影响H2O2分解反应速率的因素。 为反应1和反应ⅱ两步进行： &FeCl,溶液 已知反应i的离子方程式为：2Fe2+十2H+ 或蒸馏水 +H2O22Fe3++2H2O: ①反应1离子方程式为 ②某同学设计实验证明催化过程中有F®2+ (1)①写出锥形瓶中反应的化学方程式 产生：取2mLH2O2溶液于试管中，向试管 中滴加2滴FeCl3溶液，再滴加2滴 溶液，产生蓝色沉淀。 ②设计实验方案：在不同条件下，测定 (5)向实验Ⅱ中反应后的溶液滴加KSCN溶 。 (要求所测得的数据能直接体现 液，溶液变红色，2min后溶液红色褪去；继 反应速率大小) 续滴加KSCN溶液，溶液又变红色，一段时 (2)探究影响H2O2分解反应速率的因素实 间后又褪色；此时再向溶液中滴加盐酸酸化 验方案如下表所示，先向锥形瓶中加入质量 后的BaCl2溶液，产生白色沉淀。请分析溶 分数为10%H2O2,再依次通过分液漏斗向 液红色褪去的原因 锥形瓶中加入一定量的蒸馏水和FeCL3溶 液，请回答问题： 2.(2025·惠州调研)某小组在做铜与浓硫酸 (装置如下图)的反应实验时，发现有如下的 0.2mol·L 实验10%H2O, 蒸馏水 FeCL溶液 现象 反应现象： 序号 /mL /mL. /mL 序号 操作 现象 10 0 无明显变化 ① 加热 铜丝表面变黑 锥形瓶变热，溶液 迅速变红棕色，并 有大量气泡产生，溶液变为墨 10 有较多气泡产生： 绿色浊液，试管底部开始有灰 ② 继续加热 2min时，反应变缓， 白色沉淀生成。品红溶液 溶液颜色明显变浅 褪色 358 第十一章 化学综合实验 续表 操作 现象 序号 操作 现象 直接取铜丝（表面有聚氯乙 I组 溶液变成墨绿色 试管中出现“白雾”，浊液逐渐 烯薄膜)做实验 ③ 再加热 变澄清，溶液颜色慢慢变为浅 蓝色，试管底部灰白色沉淀 实验前，先将铜丝进行灼烧 Ⅱ组 溶液变蓝 增多 处理 冷却，将灰白色 ④ 请解释形成墨绿色的原因： 固体倒入水中 形成蓝色溶液 铜丝 (4)乙组同学经检验确定白雾的成分为 浓硫酸 浸NaOH H2SO1,请设计实验证明该白雾为硫酸： 溶液的棉团 品红 石 (5)丙组同学取灰白色沉淀加水溶解、过滤， 溶液 液 最后沉淀为黑色，取黑色沉淀，进行成分探 [查阅资料]聚氯乙烯受热分解产生氯化 究：滴加适量稀盐酸，发现黑色沉淀几乎不 氢，[CuCL]2-呈黄色，[Cu(H2O)4]2+呈蓝 溶解，溶液也不变蓝，则说明黑色沉淀中不 色，两者混合则成绿色，铜的化合物中CuO、 含有 。 滴加适量浓盐酸，振荡，加 CuS、Cu2S都为黑色，其中CuO溶于盐酸： 热，观察到黑色沉淀几乎完全溶解，生成略 CuS、Cu2S不溶于稀盐酸，但溶于浓盐酸。 呈黄色的[CuC1n]2-"(n=1~4)。写出CuS (1)铜丝与浓硫酸反应的化学方程式为 与浓盐酸反应的离子方程式： (2)试管中品红溶液褪色，体现SO2的 性，浸NaOH溶液的棉团的作用是 (6)某工厂将热空气通入稀硫酸中来溶解废 铜屑制备CuSO1·5H2O,消耗含铜元素 (3)甲组同学对实验中形成的墨绿色浊液进 80%的废铜屑240kg时，得到500kg产品， 行探究，进行下列实验： 产率为 (结果保留四位有效数字)。 考点二 实验方案的评价 (2)绿色化学方面。 自我梳理 ①实验过程中是否造成环境污染；②原料是 1.实验方案评价题的解题要点 否无毒、安全、易得：③原料利用率是否较 (1)理论上要科学。 高；④反应速率是否较大。 (2)操作上要简单可行。 (3)安全性方面。 (3)原料用量要节约。 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如 (4)要环保，符合绿色化学原则。 下：①净化、吸收气体及实验结束熄灭酒精 2.实验评价题的常见考查角度 灯时要防止液体倒吸；②进行某些易燃、易 (1)可行性方面。 爆实验时要防爆炸；③防氧化：④污染性的 ①分析实验方案是否科学可行；②实验操作 气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加 是否安全合理：③实验步骤是否简单方便： 的反应，要注意防止导气管堵塞：⑤防 ④实验效果是否明显。 吸水。 359 金榜题名创新高考总复习化学 (4)规范性方面。 ①电极反应式： ①冷凝回流：有些反应中，为减少易挥发液 i.还原反应：Ag+十e=Ag 体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应 ⅱ.氧化反应： (碱 装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、冷 性条件下)》 凝管等：②易挥发液体产物（导出时可为蒸 ②从电极反应角度分析物质氧化性和还原 气)的及时冷却；③仪器拆卸顺序与组装顺 性的变化： ⅰ.随c(Ag十)降低，Ag+氧化性减弱。 序相反，按照从右向左、从高到低的顺序； ⅱ.随c(OH一)增大，乙醛还原性增强。 ④其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序等。 ③补充实验验证②中的分析。实验操作及 (5)最佳方案的选择 现象： 几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳 实验I:插人“饱和KNO3溶液”盐桥，电流 方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容 表指针偏转； 易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无 实验Ⅱ：电流稳定后向右侧烧杯滴加NaOH 污染。 溶液，指针偏转幅度增大： 实验Ⅲ：电流再次稳定后向左侧烧杯滴加氨 对点精练 水，指针偏转幅度减小 (2025·北京模拟)某实验小组探究用银氨 乙同学认为实验II不能证明“随c(Ag+)降 低，Ag十氧化性减弱”，理由是 溶液检验醛基适宜的条件。 资料：i.[Ag(NH3)2]=[Ag(NH3)] (3)设计实验进一步验证。 +NH3K1=10-3.81、[Ag(NH3)]+ 实验 实验操作 实验现象 Ag+NH3K2=10-a.24 i.AgOH不稳定，极易分解为黑色Ag2O, 往盛有银氨溶液的试管中滴 闻到刺激性气味， N 加浓氨水，无明显现象，加入 溶液略显灰色，试 Ag2O溶于氨水。 3滴乙醛，振荡，水浴加热 管壁未见银镜 饱和硝酸 钾溶液 往盛有银氨溶液的试管中滴 惰性电极 惰性电极 加较浓的NaOH溶液至pH 与实验N相同，振荡，溶液变 试管壁立即出现 乙醛和硝 浑浊，加入3滴乙醛，振荡，水 银镜 硝酸银 溶液 酸钾溶液 浴加热 棉花 ①乙同学认为通过实验W能证明“随 (1)实验发现：乙醛和AgNO3溶液水浴加热 c(Ag+)降低，Ag十氧化性减弱”，你认为是 无明显现象；银氨溶液水浴加热无明显现 否合理并说明原因 象；滴加乙醛的银氨溶液水浴加热，试管壁 逐渐出现一层光亮的银镜。 ②分析实验V中“立即出现银镜的原因”，提 ①有研究表明：配制银氨溶液时，AgNO3和 出假设：随c(OH)增大，可能是N也参与 氨水生成Ag(NH3)2NO3,写出生成 了还原Ag。经检验该假设成立，实验方案及 Ag(NH3)2NO3的化学方程式 现象是 (4)综上所述，银氨溶液检验醛基时，做氧化 ②从氧化还原角度分析：发生银镜反应时， 剂的粒子是 ;为观察到银镜的生 氧化性微粒可能是Ag十、 成，银氨溶液中加入较浓的NaOH溶液，该 (2)甲同学查阅资料：银镜反应时，Ag+被还 方案是否合理，说明理由： 原成Ag。 360 第十一章化学综合实验 高考真题集训 ■ 1.(2024·安徽高考)仅用下表提供的试剂和 3.(2024·广东高考)含硫物质种类繁多，在一 用品，不能实现相应实验目的的是 ( 定条件下可相互转化。 选项 实验目的 试剂 用品 (1)实验室中，浓硫酸与铜丝反应，所产生的 尾气可用 (填化学式)溶液吸收。 MgCL2溶液、 比较镁和铝的 AICL3溶液、 (2)工业上，烟气中的SO2可在通空气条件 金属性强弱 试管、胶头滴管 氨水 下用石灰石的浆液吸收，生成石膏。该过程 中， (填元素符号)被氧化。 试管、橡胶塞、 乙醇、乙酸、浓 导管、乳胶管铁 (3)工业锅炉需定期除水垢，其中的硫酸钙 B 制备乙酸乙酯 硫酸、饱和 架台（带铁夹）、 用纯减溶液处理时，发生反应：CaSO,(s)十 Na2C),溶液 碎瓷片、酒精 灯、火柴 CO(ag)=CaCOa(s)+SO(ag)(I). 兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓 制备 CuSO4溶液 度对反应(I)的反应速率的影响。 C [Cu(NH3)JSO 试管、胶头滴管 氨水 ①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定 溶液 其浓度。 烧杯、胶头滴 1.该过程中用到的仪器有 利用盐类水解 饱和FeCls溶 制备Fe(OH) 管、石棉树、三 胶体 液、蒸馏水 脚架、酒精灯、 火柴 B 2.(2024·江苏高考)室温下，根据下列实验过 程及现象，能验证相应实验结论的是( 选项 实验过程及现象 实验结论 用0.1mol·L1NaOH溶液分 49 别中和等体积的0.1mol·L1 E5 酸性：HSO A H2SO,溶液和0.1mol·L. >CH COOH CH3COOH溶液，H2SO,消耗的 NaOH溶液多 C D 向2mL0.1mol·L1Na2S溶 iⅱ.滴定数据及处理：Na2CO3溶液VomL, B 液中滴加几滴溴水，振荡，产生淡 氧化性：Br2>S 消耗c1mol·L一1盐酸V1mL(滴定终点时， 黄色沉淀 CO转化为HCO3),则c(Na2CO3)= 向2mL浓度均为0.1mol·L mol·L-1。 的CaCh和BaCL2混合溶液中滴 溶度积常数： ②实验探究：取①中Na2CO3溶液，按下表 加少量0.1mol·L1NaCO CaCO>BaCO 配制总体积相同的系列溶液，分别加入1g 溶液，振荡，产生白色沉淀 硫酸钙固体，反应t1min后，过滤，取V。mL 用pH试纸分别测定 结合H能力： 滤液，用c1mol·L一1盐酸参照①进行滴定。 D CH;COONa溶液和NaNO2溶 CH COO> 记录的部分数据如下表（忽略CO-水解的 液pH,CHC(OONa溶液pH大 NO 影响)。 361 金榜题名 创新高考总复习化学 假设2硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉 V(Na2 CO3) V(H2O) V(滤液) 序号 V消耗（盐酸） /mL /mL /mL /mL 淀包裹。 ③验证假设，乙同学设计如下方案，进行 100.0 0 Vo 2V1/5 实验。 b 80.0 Vo 3V1/10 步骤 现象 则x= ,测得的平均反应速率之比 Va Vb= 「.将①实验中的反应混合物进 (4)兴趣小组继续探究反应(I)平衡的建 行固液分离 立，进行实验。 ⅱ，取少量分高出的沉淀置于试 ,沉 ①初步实验将1.00g硫酸钙(M= 管中，滴加 淀完全溶解 136g·mol-1)加入100.0mL0.100 mol·L1Na2CO3溶液中，在25℃和搅拌 福.继续向菲的试管中滴加 无白色沉淀 条件下，利用pH计测得体系的pH随时间 生成 的变化曲线如图。 ④实验小结 假设1成立，假设2不成立。 ①实验中反应(I)平衡未建立。 ⑤优化方案、建立平衡写出优化的实验方 案，并给出反应(I)平衡已建立的判断依 t/min 据： ②分析讨论甲同学根据t2min后pH不 改变，认为反应(I)已达到平衡；乙同学认 请完成课时素养达标（五十七） 为证据不足，并提出如下假设： 假设1硫酸钙固体已完全消耗； 微课题32 表格型实验设计的评价与分析 ②把握关键字词，如“分离”“提纯”等。 微点扫描 (2)逐项分析选项 1.命题特点 ①“分离”“提纯”要明确原理，切记不能引入 (1)利用教材实验按照实验操作与实验现象 新杂质： 的匹配关系进行设计。 ②“操作问题”要避免遗漏，养成有序思维的 (2)改变或拓展教材实验进行设计。 习惯； (3)利用教材中有明显现象的不常见反应进 ③“制备问题”要从教材类比迁移，明确是考 行设计。 查原理，还是考查操作或仪器。 2.解答步骤 (1)明确题干信息 (3)对比验证：在题干要求的前提下快速对 ①明确关键要求，如“正确的是”等： 比验证，确保答案正确。 362千信息可知，向0.25mol·L一1Fc,(SO),溶液中加入Cu,规察 到溶液逸浙变为蓝色。2天后，Cu片有较大量剩余，溶液仍为蓝 4C0↑、2H202 [Coc02H,0,+0,↑。(3)实验I表 色，故实脸1中发生反应的离子方程式为2F十+Cu一Cu 明，反应2[Co(HO)6+十HO十2H+一2[Co(HO)%]+ 十2Fe2+,故答案为：2Fe+十Cu—Cu2+十2Fe+:(3)①由题 十2HO难以正向进行，实验Ⅲ的现象表明，C。+、C+分别与 干信息可知，实验I中反应2天后的溶液为FSO,和CuSO,溶 CO-配位时，[Co(HO)a]3+更易与C)-反应生成 液，CuSCN是难溶于水的白色固体，加入2满1mol·L-1KSCN [Co(CO)3]3-(孩反应为快反应)，导致[Co(HO)。]卫+几乎不 溶液，观察到溶液迅逸变红，产生大量白色沉淀，故可推测F 能转化为[Co(CO2)2下-，这样使得[Co(HO)s户+的浓度减小 可能在孩条件下被Cu+氧化，该转化的离子方程式为：F++ Cr+十SCN-一Fe3+十CuSCN+,②甲同学通过实脸证实了 的幅度远远大于[Co(H。O)。]户+减小的幅度，根据化学平衡移动 其猜想，实验方案是向2ml0.5mol/L.FeSO,和0.25mol/L 原理，减小生成物浓度能使化学平街向正反应方向移动，因此。 CuSO,的混合溶液中，加入2滴1mol·L-1KCN溶液，观察 上述反应能够正向进行。(4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色 实验现象，故答案为：向2mL.0.5mol/L FeSO和0.25mol/L 并产生气体，说明发生了[C0(CO0,)5的-十6H+十3HO CuSO,的混合溶液中，加入2滴1mol·L1KSCN溶液，观察 [Co(HO)6]3+十3CO↑：B到C溶液变为粉红色，并产生气 实验现象：(4)对比实验1和实验Ⅱ的实验现象，产生白色国体： 体，说明发生了4[Co(HO)a]+十2HO一4[Ca(H2O)] Cu+Fe++C一CuC,+Fe2+,白色圆体消失：CuCI+ 十(O2·十4H十，因此从A到C所严生的气体的分子式分别为 Fe3+一F2+十Cu2++CI:总反应：2Fe++CuC2++ C02和0. 2F+,从现象上看，实验Ⅱ反应更快，故可推测C1可以催化 2.答案(1)Mg、Zn(2)①产生蓝色沉淀②Fe-水解方程式为 Fe+与Cu反应，故答案为：产生白色因体：Cu十Fc++C- Fe++3HO=Fe(OH),+3H+,加人的Mg或Zn会消耗 CuCI+Fe2+:白色园体清失：CuCl十Fe3+一Fe+十Cu+十 H+,促进Fc+水解平衡正向移动，使其转化为Fc(OHDa沉淀 C1-:总反应：2Fe+十Cu—Cu+十2Fe2+。从现象上看，实脸 ③2Fe+十2Fe十2H—4Fe2++H2↑或2Fe3+Fe Ⅱ反应更快：(5)已知空气中的O在酸性和城性条件下均能氧 化Fe2+,本实验反应原理为：4Fe2+十O+1H时一4Fe3++ 3Fe2+、2H++Fe—Fe2++H,↑④向pH为3~4的稀盐酸 2HO,从而导致溶液中OH厂和F+浓度增大，生成红福色沉 中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K[Fe(CN):]溶液 淀Fe(OH)a,故答案为：1Fe2++O2十4H+一4Fe++2H2O, 不产生蓝色沉淀D加人几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后， 停止加人盐酸(3)加人镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被 c(OH)、c(Fe+)增大，形成Fe(OH)沉淀：(6)题千实验Ⅲ中 Fe((OH)3沉淀包裹 加入的试剂为20mL0.5mol/L.Fe(NO)a,pH约为1.3的溶 液，为避免扶离子干扰实验，根据控制变量的原刷可知，试剂X 解析实验I中，加入过量的Cu,Cu与Fe3+发生反应2Fe3++ 是20 mL NaNO与HNO的混合溶液[pH约为1.3，c(NO) Cu一Cu计十2Fc+,一段时阿后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体 =1.5mol/L],故答案为：20 nL NaNO与HNO的混合浓液 中未检测到Fe单质：实验Ⅱ中，加入过量的Zn,发生反应Zn十 2H十一Zn+十H,↑，有气泡产生，pH逐浙增大，使得Fe+转 [pH约为1.3.c(N05)=1.5mol/L] 化为红祸色沉淀Fe(OH)3,固体中未检测到Fe单质，原固可能 高考真题集训 1.答案(1)bc(2)①不能②HCO方与Co2+按物质的量之比 是Fc+的千扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包襄：实验Ⅲ中，加 4￥1发生反应4HCO5+Co2+一[Co(C03)2]2-+2C0↑+ 入过量Mg,发生反应Mg十2H+Mg+十H↑，由于Mg很 2H,O,实验中HCO与Co2+的物质的量之比为32：3 活泼，该反应非常副烈，H逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀 ③2Ca2++10HC0+H,0—2[Co(C0)33-+6H0+ 后，符续产生大量气泡，当溶液H为3~4时，取出圆体，固体中 1CO2↑④2H(02 [cotc0了2H,0,+0,↑(3)实验Ⅲ 检测到F©单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使 铁粉不客易被Fe(OH)3沉淀包襄，实脸Ⅲ的固体中检测到Fe 的现象表明，Co+,Co2+分别与CO-配位时，[Co(H2O)4]+ 单质。(1)在金属活动性顺序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排 更易与CO-反应生成[Co(CO)]一（该反应为快反应），导致 在Fe之后，周此Mg,Zn可将Fe+还原为Fe:(2)①Fe2+与K [Co(HO):子+几乎不能转化为[Co(CO3):]2-,这样使得 [Fe(CN)。]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)e]沉淀：②Fe+水解方 [Co(H,O):]3+的浓度减小的幅度远远大于[Co(H:O)6+诚 程式为Fe++3HO一Fe(OH)1十3H+,加入的Mg或Zn会 小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化学平 消耗H,促进Fe+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OHD 衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行(4)①C) 沉淀，③1.a.Fe与Fe3+、H反应的离子方程式为：2Fe3+十 ②0为 2Fe+2Ht-Fe++H 2Fet +Fe-3Fet2H+ 解析本题探究CG+、C03+能否催化H2O2的分解及相关性 Fe—F2+十H↑b.要证实在pH为3一4的溶液中可忽略 质。实验】中无明是变化，证明[Co(H2O):]+不能催化HO H对Fe的消耗，可向pH为3~A的稀盐酸中加铁粉，一段时间 的分解；实验Ⅱ中溶液变为红色，证明[C0(HO)。]P+易转化为 后取出少量溶液，滴加K[FC(CN)。]溶液，不产生蓝色沉淀，脚 [Ca(CO,),:实验Ⅲ中溶液变为墨辣色，说明[Co(HO)]3 说明此条件下Fe未与H反应生成Fe2+；量，结合a,b和e可 更易与CO反应生成[Co(CO)3-,并且初步证明 知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是F3+的千扰以及 [Co(HO)a]+在HCO的作用下易被HO,氧化为 F(OH):沉淀对锌粉的包襄，因此可控制反应条件，在未生成 [C0(CO):下一：实验W中溶液先变蓝后变红，并且前后均有气 Fe(OH)3沉淀时将F3+还原，即可排徐两个千扰周素，具体操 体生成，证明在酸性条件下，[C0(CO)1门3一易转化为 作为：重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3一4时，不取出因体，向固 [Co(HO)6]3+,[Co(H2O)6]3+氧化性张，可以把HO氧化为 液混合物中持集加入盐酸，控制pH<1.2,加入儿滴KSCN溶 O2。(1)配制1.00mol·L1的CoSO溶液，需要用到客量瓶 液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3一4时，取出固 胶头滴管等等，因此选bc,(2)CoSO溶液中存在大量的 体，固体中检测到F®单质：(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产 [Co(H,O)。]+,向其中加入30%的HO2后无明星变化，因此 生大量气池，使铁粉不容易被Fe(OH)沉淀包衰，实验Ⅲ的固 实验I表明[Co(H2O)6]2+不能催化H2O2的分解.实验Ⅱ中 体中检测到Fe单质， 发生反应的离子方程式为4HCO+Co2+一[Co(CO)2] +2CO2↑+2H,O,实验中HC0与Co2+的物质的量之比为 第四讲 实验方案的设计与评价 32:3,周此，HCO大大过量的原周是：HCO与C0+按物质 核心考点突破 的量之比4：1发生反应4HCO+Cc—[Co(CO):]-+ 考点一对点精练 2CO2↑十2H2O,实验中HC0与C02+的物质的量之比为32： 1.答案(1)2HQ 3。实验Ⅲ的实验现象表明在HO,的作用下Co+能与HCO万 能化剂2H,0+0,↑测相同时间内收集氧 气的体积或收集相同体积气体所需时间 反应生成[Co(CO2)3]3-,然后[Co(CO3)3]3-能催化HO2的 (2)20 分解，图此，HO在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为 (3)双氧水分解为放热反应，促进Fe+水解为Fe(OH)3,使溶液 2Co2++10HC0+HO3-2[Co((C03)3]3-+6H0+ 颜色变深 627 (4)2Fed++HO,2Fe2++O,4+2H+铁氯化钾{或 解析(1)①在洁净的试管中加入1mL2%AgNO,溶液，然后 K[Fe(CN)]Fe(CN) 边振荡试管边逐滴滴入2%氨水，使最初产生的沉淀溶解，制得 (5)SCN-(或KSCN)具有还原性，被HO,氧化生成SO-,使 银复溶液：AgNO和篡水生成Ag(NH),NO·生成 平衡Fe1+十3SCN-一Fe(SCN),逆向移动 Ag(NH),NO的化学方程式为AgNO十2NH·HO 解析(1)①过氧化复分解生成水和氧气，方程式为：2HO Ag(NH)2NO,+2HO:②根据资料：[Ag(NH):]在溶液中 猴化制2H,0十0，↑：②孩反应产生氧气，可以通过测定单位时 存在平衡：[Ag(NH)2]+一[Ag(NH)门++NH,、 [Ag(NH)门]十一Ag+NH,在银氨溶液中存在的合十1价 阿内，产生气体的量，来测定速率，故答案为：测相同时间内改集 氧气的体积或收集相同体积气体所需时间：(2)①做实脸时，每 Ag的微粒有[Ag(NH):]+,[Ag(NH,)],Ag,故发生银镜 一组实验只能选择一个因素不同，参考实验Ⅲ可知4一2，b一0； 反应时氧化性徵粒可能是Ag+、[Ag(NH3),门十 (3)镀反应中使用了催化剂氯化铁，且该反应是放热反应，随着 [Ag(NH3)]十：(2)①甲同学查阅资科：银镜反应时，Ag被还原 反应进行温度升高，促进了三价铁的水解，颜色变深，故答案为： 成Ag:CH CHO发生氧化反应，由于反应在碱性条件下进行，则 双氧水分解为放热反应，促进Fe3+水解为Fe(O日)，使溶液颜 CH3CHO被氧化成CHCO),电极反应式为：CH CHO-2e 色变深：(4)①研究表明，F心+催化HO,分解的反应过程分两 +3 OH-CH COO厂+2HO:②AgNO属于张酸弱碱盐， 步进行，其中第二步反应为2F2+十HO十2H+—2Fe+十 其水溶液呈酸性，AgNO,溶液中的NO厂以及溶解的O,等微粒 2H0,总反应为2HO—2H0十O4·,总反应减去第二步 也具有氧化性，也可能将做氧化剂将乙醛氧化，实险Ⅲ中向左侧 反应为第一步反应，第一步的商子方程式2F+十HO 烧杯中滴加氨水，随着溶液酸性的减弱，这些微粒的氧化性也会 2F2+十O2↑十2H中。②二价铁逼到铁氰化钾会生成蓝色沉 减弱，从而使得描针的偏转幅度减小，不能证明“随c(Ag)降 淀，可以用来检脸二价铁，故答案为：铁策化钾【或 低，Ag+氧化性减弱”。(3)①由于溶液中存在平衡： K[Fe(CN):],[Fe(CN)g]3-):(5)反应中用的过氧化氢具有强 [Ag(NH)]+一Ag+NH,实脸W向银氯溶液中滴加浓氨 氧化性，且继续滴加KSCN溶液，溶液又变红色，此时再向溶液 水，c(NH)增大，上述平街迳向移动，c(Ag)降低，Ag十氧化性 中滴加盐酸酸化后的BC12溶液，产生白色沉淀，说明落液中有 减药，故未发生银镜反应：但实验N的现象中溶液略显灰色，该 三价铁，只是SCN一被氧化成硫酸根离子，故溶液红色褪去的原 灰色浑浊中可能有Ag,正一价的银得电子未在试管壁析出，故 因：SCN(我KSCN)具有还原性，被HO2氧化生成SO,使 也可能无法判断。②实脸V中“立即出现银镜的原周”，提出假 平衡Fe3+十3SCN一Fe(SCN)3逆向移动。 设：随(OH)增大，可能是也参与了还原，要检验该假设成立， 可采用对比实验，实验方案及现象为：不加乙醛重复实验V中的 2.答案(1)Cu+2H2s0,(浓)△CuS0,+S02++2H,0 操作，试管壁出现银镜或将氯通入含NOH的潮湿AgO园体 (2)漂白吸收SO2,防止污染空气(3)聚氯乙烯受热分解产生 (结合题给资料Ⅱ)，水浴加热后出现银镜，(4)银氧溶液中滴加 氯化氢，氯化氢电离出的氯高子与铜离子形成[CuCL,乎-（黄 较浓的NOH溶液能促进银镜反应的发生，此法不适用于检验 色)，[Cu(HO):]+呈蓝色，两者混合则成墨绿色(4)将白雾 醛基，原因是：根据实验V,在氢氧化钠存在下，N也能还原Ag, 通人水中，取其部分，加人紫色石蕊试液变红：另取部分加人盐 不一定是醛基还原Ag 酸酸化无明显现象，再加人氯化钡，有白色沉淀生成，则说明白 高考真题集训 雾为硫酸(5)CuO CuS+2H++CI- [CuCL]2-十 1,A[A.MgCL溶液、AICI溶液与复水反应时现象相月，都只产 HS↑(6)66.67% 生白色沉淀，不能比较Mg和A!的全属性强弱，A项不能实现实 解析(1)钢和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方 验目的：B.在一支试管中依次加入一定量的乙醇，求硫酸、乙酸， 程式为Cu+2HS0,(浓)△CuS0,+S0,↑+2H,0。(2)品红 并且放入几粒碎壳片，另一支试管中加入造量饱和碳酸钠溶液， 溶液挺色，体现SO,的漂白性：SO是大气污染物，需要进行尾 气处理，SO,是酸性氧化物，能与硫液反应，则浸NOH溶液的 棉团的作用是吸改SO,,防止污染空气。(3)结合【组和Ⅱ组的 现象分析知，形成墨绿色浊液与铜丝表面的薄膜有关，结合聚氣 乙烯责科信息进行原因分析。(4)检验白雾的成分为HSO,则 如图 连接好装置，用酒精灯小心加 检验白雾的水溶液中存在氢离子和硫酸根离子即可，用紫色石 蔬试液检脸H:用HCI和BaCL溶液检脸SO,(5)根据资 料信息知，黑色沉淀中没有CuO。结合题意及原子守恒知浓盐 酸与CuS反应生成[CuC1]m(n-1~4)和H2S。(6)240kg合 钢元素80%的废纲肩中Cu元素的物质的量为 热，乙酸与乙醇在浓硫酸存在、加热条件下发生酯化反应生成乙 240X103gX80%-3000mol,理论上生成m(CuS0·5H,0) 酸乙酯和水，在饱和碳酸的溶液液面上改集乙酸乙酯，发生反应 64g·mol1 =3000mol×250g·mol-1=750000g=750kg,故产率为 的化学方程式为CH,COOH十CHCH,OH装感酸 500k里×100%≈66.67%， CH COOCH CH十HO,B项能实现实验日的：C.向盛有 750kg CuSO溶液的试管中滴加氮水，首先产生蓝色Cu(OH)2沉淀， 考点二对点精练 继续滴加氢水，沉淀溶解得到深蓝色的[Cu(NH3)门S)溶液， 答案(1)AgNO+2NH·HOAg(NH)2NO十2HO 发生反应的化学方程式为CuSO+4NH·HO [Ag(NH)g]F、LAg(NH)] [Cu(NH3),SO,十4HO,C项能实现实验日的，D.将烧杯中的 (2)CH;CHO一2e-+3OH一CH3COO-+2HO可能是 落馆水加热至沸晦，向沸水中加入5一6滴饱和FCl溶液，继续 硝酸银溶液中的NO或O等微粒做氧化剂，其氧化性随酸性 加热至液体呈红褐色即制得F℃(OH),胶体，反应的化学方程式 诚弱面诚羽 为FeCL,+3HOFe(OH)3(胶体)+3HCL,D项能实现实验 (3)合理，[Ag(NH)]+一Ag+NH,c(NH)增大，平衡逆 目的：答案选A。] 向移动，(Ag)降低，Ag氧化性减弱，未发生银镜反应（或不 2.B[A.HSO4是二元酸，CHCO)H是一元酸，通过该实验无 合理，灰色浑浊中可能有Ag,正一价的银得电子未在试管壁析 法说明H2SO和CH3COOH酸性的强弱，故A错误：B.向2ml 出，所以无法判断)不加乙醛重复实验V中的操作，试管壁出 0,1mol·L一1NaS常液中滴加几滴爽水，叛荡，产生淡黄色沉 现银镜。或将氨通人含NOH的潮湿AgO固体，水浴加热后 出现银镜 淀，说明发生反应：S-十Br4—2B+S↓，氧化剂的氧化性 大于氧化产物，因此氧化性：Brg>S,故B正确：C,CaCO和 (4)Ag不合理，在氢氧化钠存在下，N也能还原Ag,不一定是 BaCO均为白色沉淀，无法通过现象确定沉淀种类，无法比较 醛基还原Ag CCO方和BCO溶度积常数的大小，故C错误；D.比较 628 CHC(OO厂和NO结合H+能力，应在相同条件下测定相同浓 微课题32表格型实验设计的 度CH COONa溶液和NaNO溶液的pH,但题中未明确指出两 评价与分析 者浓度相等，故D错误：故遮B] 3.答案(1)NaOH(其他合理答案也可) 焦点训练 1.(1)× NaOH焰色试验火焰也是黄色，检验元素要透过蓝色 (2)s(3)①BD②Y820.0①6￥5 钴玻璃，透过蓝色钴玻璃火焰星紫色说明含有钾元索，否侧不 含有 (4)①过量稀盐酸②有气体产生③BCL溶液①将最少 (2)X 未反应的乙醇，生成的乙烯，SO,都能使酸性KMO溶 1.36g硫酸钙加人100.0mL.0.100mol·L-1NC0溶液中， 液褪色 在25℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH,当pH不变 (3)×NH,极易溶于水，在溶液中加人NaOH稀溶液，生成的 时，加人NaSO,固体，若pH值变大，说明反应I平衡已建立 氨水浓度小，不加热时NH不会挥发出来 解析探究反应CSO1(s)+CO)⅓(aq)CaCO3(s)+ (4)×淀粉碘化钾试纸检验的是具有强氧化性的气体，Y可能 是C1,也可能是O,NO2等气体 S一(aq)(I)中NCO溶液浓度对反应速率的影响，通过 (5)X O、C1也能使品红褪色 HCI与NCO2的滴定反应，来测量Na2CO浓度的变化量，从 (6)× 若溶液Y中含有SOg,滴加硝酸时能被氧化成SO, 而计算平均反应逸率：探究反应CSO(s)十CO-(aq)= 加人BC也会有白色沉淀产生 CaCO(s)+SO月(aq)平衡的建立，利用CO二水解呈碱性的性 (7)×碳碳双键和醛基都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故用 质，透过测定pH来判断C上高子浓度的变化情况，从而判断 KMnO溶液无法证明分子中含有碳碳双键 反应是否平衡。(1)求硫酸与铜丝反应方程式为：Cu十2HSO (8)×只要是挥发性的浓酸遇随有浓氮水的玻璃棒都能产生 白烟，浓盐酸，浓硝酸都符合 △CuS0,十s0,↑十2H,0,所产生的尾气为S0,可用NaOH (9)×稀硫酸在淀粉水解实验中作催化剂，在未中和硫酸的情 溶液吸收（其他合理答案也可）：(2)SO生成石膏（主要成分 况下加人的新制的Cu(OH),会与疏酸反应生成CS),,在加热 CS0),S元素的化合价由+4价上升到十6价，失去电子，被氧 时得不到沉淀，应该先加氢氧化钠中和硫酸后再加新制 的Cu(OH)2 化：(3》①用NC)圆体配制落液，以滴定法测定其浓度，孩过 (10)/ Fe+的检验方法正确 程用到下列仅器中的烧杯、酸式清定管，故选BD:根据离子方程 (11)× NaOH与AgNO溶液反应生成的AgOH极不稳定，分 式CO+H一HC0可知，c(Na,C0,)-VX10- 解生成棕褐色的氧化银，干扰溴离子的检验，应该先加稀硝酸中 V,×10-3 和Na)H后再加AgNO溶液 m0l/L:②总体积应相同r为20.0ml:a中消耗的盐酸体 (12)×HSO3是中强酸，电高出的H十与溶液中的NO能将 V。 SO写-氧化成SO,故该白色沉淀是BnSO cy_2eV-3 Vmol/L.同理 (13)×在Fe(NO)中加人稀硫酸后，Fe2+能被H+,NO 为5.即4(NaCO)一V 5V。 5Va (两者同时存在相当于HNO)氧化成Fe+而干扰实验 .80ml×9V1_3eV1_9V 可得，b中△(NG0,)-100mX-10-2V,由于 (14)× 碳酸氢盐，亚硫酸盐，亚疏酸氢盐溶液也有相同现象 2,(1)×探究温度对化学反应速率的影响，要先将两溶液分别加 一点+w-:兰-65：4南结论机设1成立，报 热到所需要的温度后再混合，若先混合则会发生反应，影响实验 2 的判断，且需设置对照实验 设2不成立，说明①实验中的沉淀均为CCO,要验证沉淀中无 (2)×向蛋白质溶液中加人饱和氢化纳溶液发生盐析 (3)×醋酸具有挥发性，生成的CO气体中混有挥发出的蜡 CaSO,可酸溶后滴加BC2将①实脸中的反应混合物进行周液 酸，苯酚钠变浑浊可能是因为CO,也可能是因为醋酸，无法比 分离后，取少量分离出的沉淀置于试管中，清加过量稀盐酸，有 较碳酸与苯酚的酸性强弱 气体产生，沉淀完全溶解，箍续滴加BC2溶液，无白色沉淀生 (4)× 还原产物是NO,在试管口被空气中的氧气氧化为N) 成，说明沉淀均为CaCO3,无CaSO,:由方程式CaSO(s)十 (5)× NaCI和Na溶液的浓度未知，无法比较Kp大小 CO(aq)CaCO(s)十S0-(aq)可知，假设正反应100%进 (6)/ 使淀粉溶液显蓝色的一定是1，与AgNO反应生成黄 行，n(CaS01)一(CO)-0.100mol/1×0.11.-0.01mol,质 色沉淀的是I厂，所以KI:溶液中存在1和I厂，故可推知下存 量为0.01mol×136g/mal-1.36g,实验方案为：将最少1.36g 在平衡 硫酸钙加入100,0ml0.100mol·L.1NC03溶液中，在25℃ (7)√HS水解生成OH-:HS+HO=H,S+OH, 和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH,当PH不变时，加入 HS电离生成H+:HS一S一十H+,溶液星碱性，说明 NSO:圆体，若pH值变大，说明反应I平街已建立。 HS的水解程度大于其电离程度 629