实验设计与评价
凯氏定氮法是由丹麦化学家凯道尔于1833年建立的,现已发展为常量、微量、平微量凯氏定氮法以及自动定氮仪法等,是分析有机化合物含氮量的常用方法。凯氏定氮法的理论基础是蛋白质中的含氮量通常占其总质量的16%左右(12%～19%),因此,通过测定物质中的含氮量便可估算出物质中的总蛋白质含量(假
设测定物质中的氮全来自蛋白质),即蛋白质含量=。
凯氏定氮仪测量样品蛋白质含量主要经过三个步骤:
第一步:硝解,将有机物中的氨基在高温和催化剂CuSO4条件下,与浓H2SO4 作用,生成无机铵盐(NH4)2SO4。第二步:蒸馏,将硝解完成的样品中的铵盐在凯氏定氮仪中与碱反应,通过蒸馏释放出NH3,并用H3BO3溶液吸收。
第三步:滴定,将收集的NH3通过已知含量的标准酸滴定,反算出NH3的含量。
某些不法分子在低蛋白含量的奶粉中加入三聚氰胺来“提高”奶粉中的蛋白质含量,导致许多婴幼儿肾结石。三聚氰胺(结构如图),俗称“蛋白精”,目前由尿素加热分解制得,生产成本低廉,含氮量高。
问题1.凯氏定氮法在测定奶粉中蛋白质含量时,为什么会失真?(素养角度——宏观辨识与微观探析)
提示:凯氏定氮法实质上测定的是含氮量,氮元素可以来自其他含氮物质。
问题2.已知乳制品的换算系数为6.38,即若检测出氮的含量为1%,蛋白质的含量则为6.38%。三聚氰胺含氮量(氮元素的质量分数)是多少?假定奶粉中蛋白质含量为16%即为合格,某品牌婴幼儿配方乳粉抽查结果显示其三聚氰胺含量为2 563.00 mg/kg,则该婴幼儿配方乳粉蛋白质含量实际上是多少?掺假百分率为多少?(素养角度——证据推理与模型认知)
提示:三聚氰胺的相对分子质量为126,则含N量为×100%=66.7%,婴幼儿配方乳粉抽查结果显示其三聚氰胺含量为2 563.00 mg/kg,设质量为1 000 g,则三聚氰胺为2.536 g,含N量为×100%
≈0.17%,由检测出氮的含量为1%,蛋白质的含量则为6.38%,对应蛋白质含量为0.17%×6.38≈1.09%,所以实际含蛋白质为16%-1.09%=14.91%,掺假百分率为×100%=6.813%。
问题3.“毒奶粉”事件责任人被判处重刑,对社会发展有什么意义?(素养角度——科学态度与社会责任)提示:科技是一把“双刃剑”,工业生产应把人民群众生命安全放在第一位。
粮食仓储常用磷化铝(AlP)熏蒸杀虫,AlP遇水即产生强还原性的PH3气体。国家标准规定粮食中磷化物(以PH3计)的残留量不超过0.05 mg·kg-1时为合格。某小组同学用图所示实验装置和原理测定某粮食样品中磷化物的残留量。C中加入100 g原粮,E中加入20.00 mL 2.50×10-4 mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化),C中加入足量水,充分反应后,用亚硫酸钠标准溶液滴定E中的溶液。
(1)装置A中的KMnO4溶液的作用是____________________。
(2)装置B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液吸收空气中的O2。若去掉该装置,则测得的磷化物的残留
量_________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(3)装置E中PH3被氧化成磷酸,Mn被还原为Mn2+,写出该反应的离子方程
式:________________________________________。
(4)收集装置E中的吸收液,加水稀释至250 mL,量取其中的25.00 mL于锥形瓶中,用4.0×10-5 mol·L-1的Na2SO3标准溶液滴定,消耗Na2SO3标准溶液20.00 mL,反应原理是S+Mn+H+S+Mn2++H2O(未配平)。通过计算判断该样品是否合格(写出计算过
程)。____________________________________。
【解析】(1)装置A中的KMnO4溶液具有强氧化性,其作用是吸收空气中的还原性气体,防止其干扰PH3的测定;
(2)装置B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液吸收空气中的O2。若去掉该装置,空气中的氧气就会氧化PH3气体,则测得的磷化物的残留量偏低;
(3)在装置E中PH3被酸性KMnO4溶液氧化成磷酸,KMnO4被还原为MnSO4, 同时产生水,根据电荷守恒、电子守恒及原子守恒,可得该反应的离子方程式为5PH3+8Mn+24H+5H3PO4+8M+12H2O;
(4)25 mL溶液中未反应的n(KMnO4)=×4×10-5mol·L-1×0.020 L= 3.2×10-7mol,250 mL溶液中未反应的n(KMnO4)=3.2×10-6mol,与PH3反应的n(KMnO4)=0.02 L×2.50×10-4mol·L-1-3.2×10-6mol=1.8×10-6mol, n(PH3)=n(KMnO4)=×1.8×10-6mol=1.125×10-6mol,100 g原粮中m(PH3)=1.125×1mol×34
g·mol-1=3.825×10-5 g,1 kg原粮中磷化氢质量=3.825×10-4 g=0.382 5 mg>0.05 mg,所以不合格。
答案:(1)吸收空气中的还原性气体,防止其干扰PH3的测定(2)偏低
(3)5PH3+8Mn+24H+5H3PO4+8Mn2++12H2O (4)25 mL溶液中未反应的
n(KMnO4)=×4×10-5mol·L-1×0.020L=3.2×10-7 mol,250 mL溶液中未反应的n(KMnO4)=3.2×10-6 mol,与PH3反应的n(KMnO4)=0.02 L×2.50×10-4 mol·L-1 -3.2×10-6mol=1.8×10-6
mol,n(PH3)=n(KMnO4)=×1.8×10-6mol=1.125×
10-6 mol,100 g原粮中m(PH3)=1.125×10-6mol×34 g·mol-1=3.825×10-5 g,1 kg原粮中磷化氢质量
=3.825×10-4 g=0.382 5 mg>0.05 mg,所以不合格
【加固训练】
(2017·全国卷Ⅰ)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已
知:NH3+H3BO3NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3。
回答下列问题:
(1)a的作用是________________。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名称是____________。
(3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸气充满管路;停止加热,关闭k1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是________________;打开k2放掉水,重复操作2～3次。
(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。打开k1,加热b,使水蒸气进入e。
①d中保留少量水的目的是________________。
②e中主要反应的离子方程式为________________,e采用中空双层玻璃瓶的作用是________________。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c mol·L-1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为____________%,样品的纯度≤________%。
【解析】(1)a为连通大气的玻璃管,当b中压强增大时,玻璃管的液面会上升,从而使体系压强趋于稳定,因此a的作用为平衡内外压强,防止压强过大发生危险。
(2)加入碎瓷片的目的是防暴沸,f为直形冷凝管。
(3)停止加热,关闭k1后,c至e中热的蒸馏水来源中断,f中的冷凝水使得残留的水蒸气液化,内部压强减小,g中的蒸馏水就会倒吸入c中。
(4)①d中保留少量水,一方面可以检验d装置是否漏气;另一方面若装置气密性不佳会导致氨气泄漏进入空气中,污染空气,而氨气易溶于水,可吸收氨气。
②e中加入了铵盐试样、NaOH,通入了热的水蒸气,所以氨气会逸出(一方面加热促进逸出,另一方面水蒸气可以带出氨气),所以答案为OH-+N NH3↑+H2O,e采用中空双层玻璃瓶,可以减少热量的损耗,使得e 的温度能维持在较高状态,有利于氨气充分逸出。
(5)要求氮的质量分数,先求氮的物质的量,氮的质量就可以求出,质量分数也就容易求出。氮的物质的量和氨气的物质的量一致,根据反应,NH3～NH3·H3BO3～HCl为1∶1∶1的关系,则氮的物质的量与HCl相等,其中HCl为吸收液,物质的量为10-3cV mol,氮的物质的量也为10-3cV mol,氮的质量为14×10-3cVg,质量分数为[(14×10-3cV)/m]×100%;测出来的氮不一定完全由甘氨酸提供,所以直接用氮的物质的量代替甘氨酸的物质的量时,为甘氨酸含量的最大值,则甘氨酸的最大质量为m(甘氨酸)=M(甘氨酸)×10-3cVg,即75×10-3cVg,最大纯度(质量分数)为(0.075cV/m)×100%。
答案:(1)避免b中压强过大
(2)防止暴沸直形冷凝管
(3)c中温度下降,管路中形成负压
(4)①液封,防止氨气逸出
②OH-+N NH3↑+H2O
保温使氨完全蒸出
(5)
物质性质实验方案的设计实验探究与实验评价 （2013 四川）为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。 Ⅰ. AgNO3的氧化性 将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag+除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。 （1）请完成下表： 【实验结论】Fe的氧化产物为Fe3+和Fe2+。 Ⅱ.AgNO3的热稳定性 用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。 （2）装置B的作用是。 （3）经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验 证方法是。 （4）【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。 【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O。 【实验验证】该小组为验证上述猜想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验。 【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是①（填实验编号）。 【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有②。 【答案】（1）①溶液呈红色②K2[Fe(CN)6]溶液③产生蓝色沉淀（2）防倒吸（3）用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为O2（4）① b②Ag、NO2、O2
（2011 福建）化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究： 查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。 Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验 取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤。 （1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是_____________。 （2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是_________。 Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定 利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。 依据实验过程回答下列问题： （3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：_______________________。（4）C中反应生成BaCO3的化学方程式是________________________________。 （5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_____________（填标号）。 a.在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体 b.滴加盐酸不宜过快 c.在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d.在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 （6）实验中准确称取 8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为 3.94g。则样品中碳酸钙的质量分数为_________。 （7）有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是_________________________。 【答案】（1）Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]－或Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O （2）通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解 （3）把生成的全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收 （4）CO2＋Ba(OH)2＝BaCO3↓＋H2O （5）cd （6）25% （7）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中（或其它合理答案） （2010 北京）为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行试验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。 试验过程： Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。 Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
高三化学复习——实验设计及评价 必修一：7个 p13 探究在相同温度和压强下，1molO2和H2的体积相同； p26 探究Fe(OH)3胶体的制备和性质； p48探究Al的热熔现象；p50 设计实验探究Fe与水的反应； p56 探究Na2CO3和NaHCO3性质的异同点；p61 探究Fe3+和Fe2+的转化； p92 探究NO2被水吸收的效率； 必修二：7个 p5 探究碱金属Na与K的性质；p14 探究短周期元素原子结构的递变； p15 探究第三周期元素性质的递变；p41 探究原电池原理； p61 探究CH4与Cl2的光取代反应；p67 探究石蜡油的催化裂化的产物； p75 探究醋酸和碳酸酸性的强弱； 选修四：6个 p21 探究温度对I－被O2氧化的影响；p23 探究催化剂对反应速率的影响； p54 探究盐溶液的酸碱性；p57 探究影响Fe3+水解的条件； p82 探究电解饱和食盐水的实验；p87 探究牺牲阳极的阴极保护法； 必修一 1.【P88 课后习题13】请设计尽可能多的方法区分厨房中的食盐和碳酸钠？ 1、答案：方法一：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入1mL白醋，有气泡产生的是碳酸钠，无明显现象的是食盐； 方法二：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水，用温度计测量粉末温度的变化，若温度升高的为碳酸钠，变化不明显的是食盐； 方法四：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水(不要使固体溶解)，若粉末变成块状的是碳酸钠，无明显现象的是食盐(原理：Na2CO3+10H2O= Na2CO3·10H2O) 方法五：分别取少量2种白色粉末于2支试管中，加入蒸馏水溶解，用pH试纸检验溶液的酸碱性，若溶液呈碱性的是碳酸钠，呈中性的是食盐。 2. 3.【P104 课后习题9】在三支试管中分别盛有稀硫酸、稀硝酸、稀盐酸，请设计简单的实验方案鉴别。
考点14 氧化还原反应的相关概念 聚焦与凝萃 1．从得氧和失氧的分类标准认识氧化还原反应的概念； 2．从化合价变化的分类标准认识氧化还原反应的特征。 解读与打通 常规考点 基本概念： （一）氧化反应与还原反应 1．反应类型 （1）氧化反应： ①从得、失氧观点认识：物质得氧的反应叫氧化反应。 如：CuO+H 2 △ Cu+H 2O ，氢气得氧发生了氧化反应。 ②从元素化合价升降观点认识：物质所含元素化合价升高的反应叫氧化反应。 如：2 2-+O Cu +0 2 H △ 2 120-++O H Cu ，氢元素的化合价由0变成了+1，化合价升高，氢气被氧化， 发生氧化反应。 ③从电子转移的观点认识：物质失去电子的反应叫氧化反应。 （2）还原反应： ①从得、失氧观点认识：物质失氧的反应叫还原反应。 如：CuO+H 2 △ Cu+H 2O,氧化铜失氧发生了还原反应。 ②从元素化合价升降观点认识：物质所含元素化合价降低的反应叫还原反应。 如：2 2-+O Cu +0 2 H △ 2 120-++O H Cu ,氧化铜中铜元素的化合价由+2变成了0，化合价降低，氧化 铜被还原，发生还原反应。 ③从电子得失的观点认识：物质得到电子的反应叫还原反应。
2．反应物 （1）氧化剂：所含元素的化合价降低（得到电子或电子对偏向）的反应物。 （2）还原剂：所含元素的化合价升高（失去电子或电子对偏离）的反应物。 3．生成物 （1）氧化产物：在氧化还原反应中，还原剂失电子被氧化，所得生成物称为氧化产物。 例如： Fe是还原剂，FeSO4是氧化产物。 （2）还原产物：在氧化还原反应中，氧化剂得电子被还原，所得生成物称为还原产物。 例如： CuSO4是氧化剂，Cu是还原产物。 4．物质性质 （1）氧化性：得电子(或电子对偏向)的性质→结果使其他物质得以失去电子(或电子对偏离)发生氧化反应。 （2）还原性：失电子(或电子对偏离)的性质→结果使其他物质能够获得电子(或电子对偏向)发生还原反应。 （二）氧化还原反应： 1．定义：有电子转移（得失或偏移）的化学反应属于氧化还原反应。 2．特征：反应前后元素的化合价发生变化。 3．本质：有电子转移（得失或偏移） 隐性考点
实验设计与数据处理心得体会 刚开始选这门课的时候,我觉得这门课应该就是很难懂的课程,首先我们做过不少的实验了,当然任何自然科学都离不开实验,大多数学科(化工、化学、轻工、材料、环境、医药等)中的概念、原理与规律大多由实验推导与论证的,但我觉得每次到处理数据的时候都很困难,所以我觉得这就是门难懂的课程,却也就是很有必要去学的一门课程,它对于我们工科生来说也就是很有用途的,在以后我们实验的数据处理上有很重要的意义。 如何科学的设计实验,对实验所观测的数据进行分析与处理,获得研究观测对象的变化规律,就是每个需要进行实验的人员需要解决的问题。“实验设计与数据处理”课程就就是就是以概率论数理统计、专业技术知识与实践经验为基础,经济、科学地安排试验,并对试验数据进行计算分析,最终达到减少试验次数、缩短试验周期、迅速找到优化方案的一种科学计算方法。它主要应用于工农业生产与科学研究过程中的科学试验,就是产品设计、质量管理与科学研究的重要工具与方法,也就是一门关于科学实验中实验前的实验设计的理论、知识、方法、技能,以及实验后获得了实验结果,对实验数据进行科学处理的理论、知识、方法与技能的课程。 通过本课程的学习,我掌握了试验数据统计分析的基本原理,并能针对实际问题正确地运用,为将来从事专业科学的研究打下基础。这门课的安排很合理,由简单到复杂、由浅入深的思维发展规律,先讲单因素试验、双因素试验、正交试验、均匀试验设计等常用试验设计
方法及其常规数据处理方法、再讲误差理论、方差分析、回归分析等数据处理的理论知识,最后将得出的方差分析、回归分析等结论与处理方法直接应用到试验设计方法。 比如我对误差理论与误差分析的学习:在实验中,每次针对实验数据总会有误差分析,误差就是进行实验设计与数据评价最关键的一个概念,就是测量结果与真值的接近程度。任何物理量不可能测量的绝对准确,必然存在着测定误差。通过学习,我知道误差分为过失误差,系统误差与随机误差,并理解了她们的定义。另外还有对准确度与精密度的学习,了解了她们之间的关系以及提高准确度的方法等。对误差的学习更有意义的应该就是如何消除误差,首先消除系统误差,可以通过对照试验,空白试验,校准仪器以及对分析结果的校正等方法来消除;其次要减小随机误差,就就是要在消除系统误差的前提下,增加平行测定次数,可以提高平均值的精密度。 比如我对方差分析的理解:方差分析就是实验设计中的重要分析方法,应用非常广泛,它就是将不同因素、不同水平组合下试验数据作为不同总体的样本数据,进行统计分析,找出对实验指标影响大的因素及其影响程度。对于单因素实验的方差分析,主要步骤如下:建立线性统计模型,提出需要检验的假设;总离差平方与的分析与计算;统计分析,列出方差分析表。对于双因素实验的方差分析,分为两种,一种就是无交互作用的方差分析,另一种就是有交互作用的方差分析,对于这两种类型分别有各自的设计方法,但就是总体步骤都与单因素实验的方差分析一样。
化学实验设计及评价 人教版教材 必修一：7个 p13 探究在相同温度和压强下，1molO2和H2的体积相同； p26 探究Fe(OH)3胶体的制备和性质； p48探究Al的热熔现象； p50 设计实验探究Fe与水的反应； p56 探究Na2CO3和NaHCO3性质的异同点； p61 探究Fe3+和Fe2+的转化； p92 探究NO2被水吸收的效率； p87 探究牺牲阳极的阴极保护法； 必修一 1. 【P88 课后习题13】请设计尽可能多的方法区分厨房中的食盐和碳酸钠？ 方法一：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入1mL白醋，有气泡产生的是碳酸钠，无明显现象的是食盐； 方法二：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水，用温度计测量粉末温度的变化，若温度升高的为碳酸钠，变化不明显的是食盐； 方法四：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水(不要使固体溶解)，若粉末变成块状的是碳酸钠，无明显现象的是食盐(原理：Na2CO3+10H2O= Na2CO3·10H2O)方法五：分别取少量2种白色粉末于2支试管中，加入蒸馏水溶解，用pH试纸检验溶液的酸碱性，若溶液呈碱性的是碳酸钠，呈中性的是食盐。 2. 【P92 科学探究】现给你一试管NO2，请设计实验，尽可能多的用水吸收NO2？
3. 【P104 课后习题9】在三支试管中分别盛有稀硫酸、稀硝酸、稀盐酸，请设计简单的实验方案鉴别。 分别取三种溶液于试管中，各加入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀产生的是稀硫酸；再取剩余的2种溶液于2支试管中，加入几滴AgNO3溶液，有白色沉淀产生的是稀盐酸，剩余的是稀硝酸 4. 【P104 课后习题10】在2支试管中分别盛有相同体积的浓硫酸和稀硫酸，请设计简单的实验方案鉴别。 方案一：分别取相同体积的两种溶液，用密度计测量溶液的密度(或称量质量)，密度大的是浓硫酸； 方案二：分别取两种溶液于试管中，轻轻振荡试管，流动性差的、黏度大的是浓硫酸，黏度小的是稀硫酸； 方案三：在2个小烧杯中加入10mL蒸馏水，分别缓慢加入2种溶液，放出大量热的是浓硫酸，放出热量小的是稀硫酸； 方案四：在2支试管中加入几粒蓝色硫酸铜晶体，再分别加入1mL2种溶液，若试管中蓝色晶体变色白色的是浓硫酸，晶体溶解且溶液变成蓝色的是稀硫酸； 方案五：分别将2片打磨干净的铁皮放在2支试管中，再分别加入2种溶液，有气泡产生的是稀硫酸，无明显现象的是浓硫酸； 方案六：分别用玻璃棒蘸取2种溶液涂在纸上，一段时间后，纸上涂液的地方变黑的是浓硫酸，无明显现象的是稀硫酸。 5. 【P108 课后习题13】请你用实验方法证明某种白色晶体是(NH4)2SO4。 取少量晶体于试管中，加入少量蒸馏水溶解，再将溶液分成2份，一份中加入浓NaOH[或Ba(OH)2]溶液并加热，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变成蓝色，证明该晶体中存在NH4+；向另一支试管中加入稀盐酸酸化，再加入几滴BaCl2溶液，若产生白色沉淀，证明该晶体中存在SO42－
课时规范练37晶体结构与性质 非选择题(共7小题,共100分) 1.(2017山东泰安高三二模)(15分)铜及其化合物具有广泛的应用。回答下列问题: (1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子的基态核外电子排布式 为,S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序 为。 (2)Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu(NH3)4](NO3)2。其中NH3中心原子的杂 化轨道类型为,[Cu(NH3)4](NO3)2中存在的化学键除了极性共价键外,还 有。 (3)CuSO4溶液中加入过量KCN能生成配离子[Cu(CN)4]2-,1 mol CN-中含有的π键数目 为。与CN-互为等电子体的离子有(写出一种即可)。 (4)CuSO4的熔点为560 ℃,Cu(NO3)2的熔点为115 ℃,CuSO4熔点更高的原因可能 是。 (5)已知Cu2O晶胞结构如图所示:该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1,0,0);C为(错误！未 找到引用源。)。则D原子的坐标参数为,它代表原子(填元 素符号)。 (6)金属铜是面心立方最密堆积方式,则晶体中铜原子的配位数是,该晶胞中Cu原子 的空间利用率是。?导学号39240589?2.(2017河北三市联考)(14分)在一定条件下,金属相互化合形成的化合物称为金属互化物,如 Cu9Al4、Cu5Zn8等。 (1)某金属互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属 (填“晶体”或“非晶体”)。 (2)基态铜原子有个未成对电子;Cu2+的电子排布式 为;在CuSO4溶液中加入过量氨水,充分反应后加入少量 乙醇,析出一种深蓝色晶体,该晶体的化学式为,其所含化学键 有,乙醇分子中C原子的杂化轨道类型为。 (3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2分子中含有σ键的数目 为。(SCN)2对应的酸有硫氰酸(HSCN)、异硫氰酸(HNCS)两种。理论上前者 沸点低于后者,其原因 是。
实验的设计与评价 （总分：297 考试时间：200.4分钟） 学校___________________ 班级____________ 姓名___________ 得分___________ 一、选择题 ( 本大题共 1 题, 共计 3 分) 1、(3分) 29.已知KMnO 4与浓HCl在常温下反应能产生Cl 2 。若用图2所示的实验装置来制 备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（） 图2 A.只有①和②处 B.只有②处 C.只有②和③处 D.只有②③④处 二、非选择题 ( 本大题共 22 题, 共计 294 分) 1、(18分) 26.从固体物质A开始，可以发生如下框图所示的一系列变化 回答下列问题： （1）在实验室中收集气体B的方法是。 （2）操作①的名称是。在操作①中所使用的玻璃仪器的名称是。（3）写出反应②和反应③的化学方程式： 反应②：。 反应③：。 （4）A的化学式是。
（5）在实验室中，如果获得干燥纯净的气体D，可以将它通过如下示意图中的装置，其中 瓶Ⅰ中盛放的试剂是。 瓶Ⅱ中盛放的试剂是。 收集干燥气体D的方法是。 2、(12分) 27.Ag/α－Al 2O 3 是石油化学工业的一种重要催化剂，其中Ag起催化作用，α－ Al 2O 3 是载体且不溶于硝酸，该催化剂的回收实验如下图所示。其中的转化反应 为：6AgCl+Fe 2O 3 3Ag 2 O+2FeCl 3 阅读上述实验流程，完成下列填空： （1）Ag/α－Al 2O 3 加酸溶解应该选用装置（选填a、b、c）。
（2）在实验操作（Ⅱ），如果用自来水代替蒸馏水进行洗涤，将会发生化学反应的离子方程式 。 （3）实验操作（Ⅳ）所需玻璃仪器为（填写三种）。 （4）实验操作（Ⅶ）从AgNO 3溶液获得AgNO 3 晶体需要进行的实验操作依次为： （多选扣分）。 （a）蒸馏（b）蒸发（c）灼烧（d）过滤（e）冷却结晶 （5）已知：NO+NO 2+2NaOH2NaNO 2 +H 2 O； 2NO 2+2NaOH NaNO 3 +NaNO 2 +H 2 O NO和NO 2 的混合气体的组成可表示为NO x。该混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，x的值为 。 （a）x≤1.5（b）x=1.2 （c）x≥1.5 （6）已知Ag/α—Al 2O 3 中Ag的质量分数，若计算Ag的回收率，还必须知道的 实验数据为和 。 3、(16分) 17.根据下图回答问题： （1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。 （2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：
选择题专项练(一) 一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求) 1.朱自清在《荷塘月色》中写道:“薄薄的青雾浮起在荷塘里……月光是隔了树照过来的,高处丛生的灌木,落下参差的斑驳黑影……”这段美文中包含的化学知识正确的是 ( ) A.荷塘上方的薄雾是水蒸气 B.薄雾中的微粒直径大约是2.5 pm C.月光通过薄雾产生了丁达尔效应 D .“大漠孤烟直”中的孤烟成分和这种薄雾的成分相同 2.下列有关化学用语表示正确的是( ) A.甲烷的球棍模型: B.HClO 的电子式:H ··O ······Cl ······ C.Cl -的结构示意图: D.乙醇的结构式:CH 3CH 2OH 3.新冠肺炎威胁着人们的身体健康,以下是人们在面对“新型冠状病毒”时的一些认识,你认为符合科学的是( ) A.选用95%酒精溶液消毒的效果最好 B.外出归来,应立即向外套喷洒高浓度的“84”消毒液 C.为使消毒效果更好,可以将酒精和“84”消毒液混合使用 D.医用酒精可用于皮肤消毒,其原因是医用酒精可以使病毒和细菌体内的蛋白质变性 4.一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中都有一个小袋,将小袋打开,可以看到黑色粉末,部分已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸,取上层清液,滴入几滴氯水,再滴加KSCN 溶液,溶液立即变为红色。下列说法不正确的是 ( ) A.小袋中原来装有氧化铁 B.小袋中原来装有铁粉 C.该黑色粉末不可食用 D.该黑色粉末作抗氧化剂 5.下列物质在生活中应用时,起还原作用的是( ) A.明矾作净水剂 B.甘油作护肤保湿剂 C.漂粉精作消毒剂 D.铁粉作食品袋内的脱氧剂
(一)化学实验方案设计与评价 1．NCl 3既可用于漂白,又可用于柠檬等水果的熏蒸处理。已知：NCl 3熔点为－40 ℃,沸点为70 ℃,95 ℃以上易爆炸,有刺激性气味,在热水中易水解。实验室可用Cl 2和NH 4Cl 溶液反应制取NCl 3。某小组利用如图所示的装置制备NCl 3,并探究NCl 3的漂白性。 回答下列问题： (1)仪器M 中盛放的试剂为________。 (2)各装置接口连接的顺序为________(用小写字母表示)。 (3)当装置B 的蒸馏烧瓶中出现较多油状液体后,关闭b 处的活塞,应控制水浴加热的温度为________,装置C 的作用为________________________________________________________________________。 (4)当装置D 的锥形瓶内有较多黄色油状液体出现时,用干燥、洁净的玻璃棒蘸取该液体滴到干燥的红色石蕊试纸上,试纸不褪色；若取该液体滴入50～60 ℃的热水中,片刻后取该热水再滴到干燥的红色石蕊试纸上,则试纸先变蓝后褪色。结合化学方程式解释该现象：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)在pH ＝4时电解NH 4Cl 溶液也可以制得NCl 3,然后利用空气流将产物带出电解槽。电解池中产生NCl 3的电极为________(填“阴极”或“阳极”),该电极的电极反应式为________________________________________________________________________。 (6)NCl 3可与NaClO 2溶液反应制取ClO 2气体,同时产生一种无污染的气体,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 解析：(1)A 装置制备氯气,因此仪器M 中盛放的试剂为浓盐酸。(2)B 装置中Cl 2与NH 4Cl 水溶液在低温下反应得到NCl 3,加热蒸馏,再冷凝收集NCl 3,最后用氢氧化钠溶液吸收尾气,防止污染空气,故仪器接口连接的顺序为a 、b 、c 、e 、f 、d 。(3)由于NCl 3熔点为－40 ℃,沸点为70 ℃,95 ℃以上易爆炸,有刺激性气味,在热水中易水解,所以应控制水浴加热的温度为70～95 ℃,氯气、氯化氢都能引起空气污染,不能直接排放,可以用氢氧化钠溶液吸收,所以装置C 的作用为吸收尾气并防止倒吸。(4)NCl 3本身无漂白性,与水反应生成 次氯酸和氨气,化学方程式：NCl 3＋3H 2O=====△3HClO ＋NH 3↑,氨气与水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢 氧根离子,溶液显碱性,使红色石蕊试纸变蓝,生成的HClO 又使其漂白褪色。(5)在pH ＝4时电解NH 4Cl 溶液也可以制得NCl 3,氮元素化合价从－3价升高到＋3价,发生失去电子的氧化反应,则电解池中产生NCl 3的电极为阳极,该电极的电极反应式为3Cl －＋NH ＋4－6e －===NCl 3＋4H ＋ 。(6)NCl 3可与NaClO 2溶液反应制取ClO 2气体,同时产生一种无污染的气体,根据原子守恒可知该气体是氮气,反应的方程式为2NCl 3＋6NaClO 2===6ClO 2
论实验验设计与数据处理的的重要性 实验设计与数据处理是以数理统计理论专业知识和实践经验为基础，科学地设计实验，并对所得实验数据进行分析，达到减少实验次数缩短实验周期迅速找到优化实验方案。 它又是一种广泛应用于工农业生产和科学研究过程中的普遍使用的科学计算方法，是产品设计质量管理和科学研究的重要工具。到目前为止，该学科经过百余年的发展，在各个科学领域的实验研究中起着重要的作用。化工类专业是需要实验与观测的学科专业，经常需要通过实验来优化工艺条件寻找变化规律，并通过对规律的研究达到产品质量好高效高产节能降耗等目的，尤其是优化工艺条件研究新品种解决新问题的实验过程中，未知的工艺因素操作因素甚至人为因素特别多，需要通过大量的实验来探索工艺条件。 1实验设计 科学合理的实验设计可以使实验达到事半功倍的效果，而严密准确的数据处理则可以帮助研究者从纷乱的数据中寻找出事物的内在规律。 一项科学合理的试验设计应做到：试验次数尽可能少；便于分析和处理试验数据；能获得满意的结果。 实验设计包括单因素试验的设计和多因素实验设计。 试验中只有一个影响因素，或虽有多个影响因素，在安排试验时，只考虑一个对指标影响最大的因素，其它因素尽量保持不变的试验，即为单因素试验。常用的单因素试验设计：黄金分割法（0.618法）、分数法、平行线法、交替法和调优法等。 多因素试验设计：正交试验设计、S/N比试验设计、产品三次设计、完全随机化试验设计、随机区组试验设计和正交拉丁方试验设计等。
实验室常用正交实验设计。 正交试验设计是依据数据的正交性（即均匀搭配）来进行试验方案设计。目前已经构造出了一套现成规格化的正交表。根据正交表的表头和其中的数字结构就可以科学地挑选试验条件（因素水平）合理地安排试验。 正交实验设计具有以下优点：能在众多的试验条件中选出代表性强的少数试验条件；根据代表性强的少数试验条件结果数据可推断出最佳的试验条件或生产工艺；通过试验数据的进一步分析处理，可以提供比实验结果本身多得多的对个因子的分析；在正交试验的基础上，不仅可以作方差分析，还能使回归分析等数据处理的计算变得十分简单；一种高效率、快速、经济的实验设计方法。 通过正交试验可确定出各因素对试验指标的影响规律，得知哪些因素的影响是主要的、哪些因素的影响是次要的、哪些因素之间存在相互影响；选出各因素的一个水平组合来确定最佳生产条件。 日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。正交表的使用大大减少了工作量。因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。 试验研究可在三个层面上进行：实验室、中试和工业装置。不同层面由于风险大小不同而造成的损失大不一样。实验室最小、中试次之、工业装置最大。工业装置上的优化试验研究一般在开工初期进行，一旦生产稳定后，不会轻易更改。这部分工作主要借助于统计过程控制保证产品的合格率。实验室和中试层面上的试验研究可以经常改变，可在很宽的范围内调整参数进行优化。因此，试验设计主要在这两个阶段发挥作用。 2 数据处理
【典例】 － 2 － 5 (2019 全·国卷Ⅰ )草酸(乙二酸 )存在于自然界的植物中，其 K 1＝5.4×10－2 ，K 2＝5.4×10－ 5 。 草酸的钠盐和钾盐易溶于水， 而其钙盐难溶于水。 草酸晶体 (H 2C 2O 4·2H 2O)无色，熔点为 101℃， 易溶于水，受热脱水、升华， 170 ℃以上分解。 回答下列问题： (1) 甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置 现象是 _____________ ，由此可知草酸晶体分解的产物中有 _______ 。装置 B 的主要作用是 (2) 乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有 CO ，为进 行验证，选用甲组实验中的装置 A 、 B 和 图所示的部分装置 (可以重复选用 )进行实验。 C 中可观察到的
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A 、B 、 装置H 反应管中盛有的物质是_______ 。 ②能证明草酸晶体分解产物中有CO 的现象是 (3)设计实验证明： ①草酸的酸性比碳酸的强________ 。②草酸为二元酸 ________ 。 【名师在线】 (1)如何证明CO2 气体中混有CO ？请证明思路。 【提示】首先检验CO2存在→除去CO2→用CuO 和澄清石灰水检验CO。 (2)如何证明盐酸的酸性比碳酸强？ 【提示】向NaHCO 3溶液中加入盐酸，有无色气体生成。 【答案】(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊CO2 冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置 C 反应生成沉淀，干扰CO2 的检验 (2)①F、D、G、H、D、I CuO ②H中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊 (3)①向盛有少量NaHCO 3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生②用NaOH 标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH 的物质的量为草酸的2 倍 【解析】(1)结合草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的组成可知，澄清石灰水应是用来检验其分解产物CO2 的存在。因草酸晶体易升华，且草酸钙难溶于水，若草酸进入C 装置，会干扰CO2 的检验，故装置B 中冰水的主要作用是冷凝挥发出来的草酸。 (2)①要验证草酸晶体分解产物中还有CO，只能通过检验CO 与CuO 反应的产物CO2 的存在 来达到这一目的。因为草酸晶体的分解产物本身含有CO2，会对CO 的检验造成干扰，所以在 检验CO 前应将分解产物中的CO2除尽，可选用F 装置来除去CO2，D 装置用来检验CO2 是否除尽。将除去CO2的气体通过盛有无水氯化钙的装置G干燥，然后通过盛有CuO 的装置H，CuO 将CO 氧化为CO2，再将气体通过盛有澄清石灰水的 D 装置，用来检验CO2 的存在。因 CO 有毒，最后可将尾气通过排水法收集。 ②若前一个装置D 中澄清石灰水不变浑浊，说明草酸晶体分解的产物CO2 已除尽；H 中黑色CuO 变红，同时其后的装置D 中澄清石灰水变浑浊，说明草酸晶体分解产物中含有CO。
实验方案的设计与评价 一、实验方案的设计 （一）、一个相对完整的化学实验方案一般应包括的内容有：实验名称、实验目的、实验原理、实验用品和实验步骤、实验现象记录，及结果处理、问题和讨论等。 （二）、实验方案设计的基本要求 1、科学性 （1）、当制备具有还原性的物质时，不能用强氧化性酸，如： ①、制氢气不能用HNO3、浓H2SO4，宜用稀H2SO4等。另外，宜用 粗锌（利用原电池原 理加快反应速率），不宜用纯锌（反应速率慢）。 ②、同理，制H2S、HBr、HI等气体时，皆不宜用浓H2SO4。前者宜 用稀盐酸，后两者宜 用浓磷酸。 FeS + 2HCl = FeCl2+ H2S↑H3PO4+ NaBr NaH2PO4+ HBr↑（制HI用NaI） （2）、与反应进行、停滞有关的问题 用CaCO3制CO2，不宜用H2SO4。生成的微溶物CaSO4会覆盖在CaCO3表面，阻止反应进 一步进行。 （3）、MnO2和浓盐酸在加热条件下反应，制备的Cl2中含HCl气体和水蒸气较多；若用 KMnO4代替MnO2进行反应，由于反应不需加热，使制得的Cl2中含HCl气体和水蒸气极 少。 （4）、酸性废气可用碱石灰或强碱溶液吸收，不用石灰水，因为Ca（OH）2属于微溶物质，石灰水中Ca（OH）2的含量少。 （5）、检查多个连续装置的气密性，一般不用手悟法，因为手掌热量有限。 （6）、用排水法测量气体体积时，一定要注意装置内外压强应相同。
（7）、实验室制备Al（OH）3的反应原理有两个：由Al3+制Al（OH）3，需加氨水；由AlO2-制Al（OH）3，需通CO2气体。 （8）、装置顺序中，应先除杂后干燥。如实验室制取Cl2的装置中，应先用饱和食盐水除去HCl气体，后用浓H2SO4吸收水蒸气。 2、可行性 （1）、在制备Fe（OH）2时，宜将NaOH溶液煮沸，以除去NaOH溶液中溶解的O2；其次在新制的FeSO4溶液中加一层苯，可以隔离空气中的O2，防止生成的Fe（OH）2被氧化。 （2）、实验室一般不宜采用高压、低压和低温（低于0℃）等条件。 （3）、在急用时：宜将浓氨水滴入碱石灰中制取NH3，不宜用NH4Cl与Ca（OH）2反应制取NH3；又如，宜将浓HCl滴入固体KMnO4中制备Cl2；还有将H2O2滴入MnO2中制O2，或将H2O滴入固体Na2O2中制备O2等。 （4）、收集气体的方法可因气体性质和所提供的装置而异。 （5）、尾气处理时可采用多种防倒吸的装置。 3、安全性 实验设计应尽量避免使用有毒的药品和一些有危险性的实验操作，当必须使用时，应注意 有毒药品的回收处理，要牢记操作中应注意的事项，以防造成环境污染和人身伤害。 （1）、制备可燃性气体，在点燃前务必认真验纯，以防爆炸！ （2）、易溶于水的气体，用溶液吸收时应使用防倒吸装置。 （3）、对强氧化剂（如KClO3等）及它与强还原剂的混合物，千万不能随意研磨，以防止 发生剧烈的氧化还原反应，引起人身伤害等事故。 （4）、有毒气体的制备或性质实验均应在通风橱或密闭系统中进行，尾气一般采用吸收或燃 烧的处理方法。 （5）、混合或稀释时，应将密度大的液体缓慢加到密度小的液体中，以防液体飞溅。如浓硫 酸的稀释等。 （6）、用Cu制CuSO4，可先将Cu在空气中灼烧成CuO，再加稀
第二节化学电源 A组 1.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是() A.原电池反应均是自发的氧化还原反应 B.氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化 C.氢氧燃料电池是将热能转变为电能的装置 D.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加 解析:原电池反应中的能量变化是将化学能转化为电能,必须是自发的氧化还原反应,A项正确,C项错误;氢氧燃料电池中,H2发生氧化反应,在负极被氧化,B项错误;铅蓄电池放电过程中总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),生成物PbSO4附着在两电极上使正、负极质量增加,D项错误。 答案:A 2.废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。其首要原因是() A.为了利用电池外壳的金属材料 B.防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中的石墨电极 解析:废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染,必须进行集中处理。答案:B 3.下列有关锌锰干电池的说法中正确的是() A.锌外壳是负极,石墨棒是正极材料 B.在外电路中电子从石墨棒流向锌外壳 C.电流从锌流到石墨棒上 D.在电池内部阳离子从石墨棒向锌片移动 解析:在锌锰干电池中,锌外壳是负极,石墨棒是正极,在外电路中电子从锌外壳流向石墨棒,电流的方向与电子的流向相反,电池内部,阳离子向正极石墨棒移动,故A正确,B、C、D错误。 答案:A 4.锂电池是一种新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2LiMnO2,下列说法正确的是() A.Li是正极,电极反应为Li-e-Li+ B.Li是负极,电极反应为Li-e-Li+ C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-Mn D.Li是负极,电极反应为Li-2e-Li2+ 解析:由总反应O2O2可知,锂元素在反应后化合价升高(0→+1),锰元素在反应后化合 价降低(+4→+3)。Li被氧化,在电池中作负极,电极反应为Li-e-Li+,MnO2在正极上反应,电极反应为MnO2+e-Mn。 答案:B 5.在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2。下列该电池的电极反应,正确的是() A.负极反应为Zn-2e-Zn2+
《实验设计与数据处理》大作业 班级：环境17研 ： 学号： 1、 用Excel （或Origin ）做出下表数据带数据点的折线散点图 余浊（N T U ) 加量药（mL) 总氮T N (m g /L ) 加量药（mL ) 图1 加药量与剩余浊度变化关系图 图2 加药量与总氮TN 变化关系图 总磷T P (m g /L ) 加量药（mL) C O D C r (m g /L ) 加量药（mL) 图3 加药量与总磷TN 变化关系图 图4 加药量与COD Cr 变化关系图 去除率(%) 加药量(mL) 图5 加药量与各指标去除率变化关系图
2、对离心泵性能进行测试的实验中，得到流量Q v 、压头H 和效率η的数据如表所示，绘制离心泵特性曲线。将扬程曲线和效率曲线均拟合成多项式（要求作双Y 轴图）。 η H (m ) Q v (m 3 /h) 图6 离心泵特性曲线 扬程曲线方程为：H=-0.14041Q v 2-0.36394Q v +14.97212 R 2=0.99719 效率曲线方程为：η=-0.02878Q v 2+0.23118Q v -0.00692 R 2=0.99454 3、列出一元线性回归方程，求出相关系数，并绘制出工作曲线图。 (1) 表1 相关系数的计算 Y 吸光度（A ） X X-3B 浓度（mg/L ） i x x - i y y - l xy l xx l yy R 0.175 10 -0.51286 -30 47.99 0.82268 5 2800 0.99989 6 0.349 20 -0.33886 -20 0.517 30 -0.17086 -10 0.683 40 -0.00486 0 0.854 50 0.166143 10 1.026 60 0.338143 20 1.211 70 0.52314 30 ()() x x y y R --= =
第33讲化学实验方案的设计与评价 基础题组 1.(2017广东惠州第三次调研)下列实验设计能够成功的是() A.检验亚硫酸钠试样是否变质: 试样白色沉淀沉淀不溶解说明试样已变质B.除去粗盐中含有的硫酸钙杂质: 粗盐精盐 C.检验某溶液中是否含有Fe2+: 试样溶液颜色无变化溶液变为血红色溶液中含有Fe2+ D.证明酸性条件下H2O2的氧化性比I2强: NaI溶液溶液变蓝色氧化性:H2O2>I2 2.下列气体的制备和性质实验中,由现象得出的结论错误的是()
3.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()
4.(2017安徽江南十校3月联考)根据下列操作和现象所得到的结论正确的是()
5.(2017湖南郴州第三次质检)下列装置和试剂(尾气处理装置略去)能达到实验目的的是() 提升题组 6.(2017安徽马鞍山质检)下列实验装置或操作设计正确且能达到目的的是()
A.用甲装置制取氨气 B.用乙装置测定醋酸溶液浓度 C.用丙装置采集到的压强数据判断铁钉发生电化学腐蚀类型 D.用丁装置验证酸性:硝酸>碳酸>苯酚 7.(2017江西南昌一模)二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒,与水接触易水解,沸点为8.2 ℃。在铜催化作用下,HCl与硅在 250~260 ℃反应可以制得SiH2Cl2。 (1)以浓硫酸、浓盐酸为原料,选用A装置制取HCl,利用了浓硫酸的 性。 (2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式 为。 (3)按照气体从左到右的方向,制取SiH2Cl2的装置(h 处用止水夹夹好)连接次序为a→() →()→()→()→()→()→()(填仪器接口的字母,其中装置C用到2次)。
BaCl 2溶液 BaCl 2溶液 足量稀盐酸 Ba （NO 3）2溶液 足量稀盐酸 足量稀硝酸 第六讲 实验设计与评价 【考纲要求】 1．掌握物质制备、检验、鉴别等实验设计的基本要求，并能根据题目要求，设计切实可行的制备方案。 2．能针对题目所给的实验方案或自己设计的实验方案进行评价。 【复习方略】 实验方案设计的原则是方法简便、现象明显、操作易行，对于定量实验还要考虑系统误差要小。制备实验方案的设计，还要做到：条件合适，操作方便；原理正确，步骤简单；原料易得，价格低廉；副反应少，污染物少。 确定了实验所用的方法和原理之后，就要考虑选择用什么实验装置来完成，一套完整的实验装置，往往是由多个基本实验装置相互连接而成的。 近年来各种实验命题对实验设计的评价考查逐渐增多，归纳起来主要集中在以下几个方面： 1．反应原理的评价，是否有副反应以及副反应的控制； 2．装置的选取； 3．实验步骤的顺序设计； 4．反应条件和反应速率是否容易控制； 5．绿色化学方面，原子利用率是否较高，对环境的影响等。 另外，在对几个方案的评价的基础上进行优化组合得出新的方案，也可以重新设计新的原理及有关实验。 【精题点评】 例1．三位学生设计了下述三个方案，并都认为：如果观察到的现象和自己设计的 方案一致，即可证明溶液中含有SO 42—。 方案甲： 试液 白色沉淀 沉淀不溶解 方案乙： 试液 无沉淀 白色沉淀 方案丙： 试液 无沉淀 白色沉淀 试评价上述各方案是否严密，并说明理由。 点评：方案甲向试液加BaCl 2溶液，生成的白色沉淀有两种可能：一种是AgCl 沉淀，一种是BaSO 4沉淀，且都不溶于稀盐酸，不能证明溶液中有SO 42—。方案乙先向试液中加稀盐酸，不产生沉淀，排除了Ag +的可能，然后再向此溶液中加入BaCl 2溶液，只有BaSO 4 沉淀是不溶于水也不溶于酸的白色沉淀，由此可证明溶液中含有SO 42—。方案丙用硝酸代替了盐酸，硝酸具有强氧化性，可将SO 32—氧化成SO 42—，因此不能排除SO 32—的干扰。 答案：方案甲不严密，因为含有Ag +而不含SO 42—的溶液也会出现同样的现象。 方案乙严密，因为先向试液中加稀盐酸，无沉淀，排除了Ag +的干扰。 方案丙不严密，因为它不能排除SO 32—的干扰。 例2． 有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验。通入SO 2气体，将带余烬的木条插入试管C 中，木条复燃。
化学实验方案的设计与评价 考点阐释 掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验： 1.根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。 2.根据实验试题要求，设计基本实验方案。能绘制和识别典型的实验仪器装置图。 命题趋向与应试策略 (一)重视基础形成知识规律 1.化学实验方案的设计 一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：①实验名称；②实验目的；③实验原理；④实验用品(仪器、药品及规格)；⑤实验步骤(包括实验仪器的装配和操作)；⑥实验现象和记录及结果处理；⑦问题和讨论。 (1)实验方案的设计原则与设计思路 ①实验方案的设计原则是方法简便、现象明显、操作易行，对于定量实验还要考虑系统误差要小。制备实验方案的设计，还应做到：条件合适，操作方便；原理正确，步骤简单；原料丰富，价格低廉；产物纯净，污染物少。 ②制备实验方案的设计，对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物之间的相互转化关系，全面训练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力都是有益的。制备实验的设计思路是： ③性质实验方案的设计。一是性质探索性实验，主要是从物质的结构特点和所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。二是性质验证性实验，主要是对物质具备的性质去求证，关键设计出简捷的实验方案，操作简便宜行，现象明显，且安全可靠。性质实验方案设计的思路是： (2)实验仪器装置的设计 确定了实验所选用的方法和原理后，就要考虑选择用什么实验装置来完成此实验，即进行实验装置的设计，一套完整的实验装置往往是由多个基本实验装置相互连接而成的，如有关气体的制取和性质实验一般分为气体的发生装置→除杂→干燥→主要实验→尾气的处理等。考虑干燥与除杂质的顺序时，若采用溶液除杂，则先净化后干燥；若采用加热除杂，则干燥在前；若用固体吸收剂常温除杂，则据题意而定。尾气处理：有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃，无毒气体直接排空。若制备的物质极易水解(如SnCl4、AlCl3等)，则需在尾部加装干燥管，以防空气中的水蒸气进入造成水解。 (3)实验操作的设计与注意的问题 ①仪器接口的连接：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出(或“深”入“浅”出)；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”