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(新課改省份專版)2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 10.5 大題考法(1)定性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)學(xué)案(含解析)

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1、(新課改省份專版)2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 10.5 大題考法(1)定性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)學(xué)案(含解析) 定性實(shí)驗(yàn)以其創(chuàng)新、靈活的特點(diǎn)成為每年高考的熱點(diǎn)題型,試題將元素化合物知識(shí)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)巧妙地融合在一起,增加了題目的新穎度和難度,能充分考查學(xué)生的發(fā)散思維能力和分析問題的能力。實(shí)驗(yàn)探究過程中往往通過對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較甄別,從而揭示反應(yīng)原理、解釋產(chǎn)生某些現(xiàn)象的原因等。學(xué)生只有靈活運(yùn)用已有元素化合物的知識(shí),深刻理解化學(xué)基本理論,才能使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化。 題型一 反應(yīng)產(chǎn)物的確定 [典例1] (2018·全國(guó)卷Ⅱ)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體,可用于曬制藍(lán)圖

2、。回答下列問題: (1)曬制藍(lán)圖時(shí),用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光劑,以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________。 (2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物,按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①通入氮?dú)獾哪康氖莀______________________________________________________。 ②實(shí)驗(yàn)中

3、觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁,裝置E中固體變?yōu)榧t色,由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有________、________。 ③為防止倒吸,停止實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是__________________________________ ________________________________________________________________________。 ④樣品完全分解后,裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3,檢驗(yàn)Fe2O3存在的方法是________________________________________________________________

4、________ ________________________________________________________________________。 (3)測(cè)定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。 ①稱量m g樣品于錐形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____________________。 ②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應(yīng)完全后,過濾、洗滌,將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液V mL。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為_______

5、_____________________________________。 [解析] (1)加入K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色的Fe3[Fe(CN)6]2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4。 (2)①空氣中含有O2,為防止Fe2+被O2氧化,應(yīng)先通入N2,隔絕空氣,且使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置。②B中澄清石灰水變渾濁,證明分解過程中產(chǎn)生CO2;F中澄清石灰水變渾濁,E中固體變?yōu)榧t色,說明E中發(fā)生反應(yīng):CuO+COCu+CO2,所以分解產(chǎn)物中一定含有CO。③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),為了防止倒吸,應(yīng)先熄滅裝置A、E的酒精

6、燈,冷卻后停止通入氮?dú)?。④檢驗(yàn)Fe2O3的方法是取少許固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3。 (3)①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是有粉紅色出現(xiàn)且半分鐘內(nèi)不變色。②加入鋅粉后將Fe3+還原為Fe2+,再用KMnO4溶液滴定,將Fe2+氧化為Fe3+,MnO轉(zhuǎn)化為Mn2+, 可得關(guān)系式:5Fe2+~MnO 已知n(MnO)=(cV×10-3)mol 則n(Fe2+)=(5cV×10-3)mol 則m(Fe2+)=(5cV×10-3×56)g 該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(Fe)=×100%=×100%。 [答案] (1)3FeC2O4+2K3[Fe(

7、CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 (2)①隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置 ②CO2 CO ③先熄滅裝置A、E的酒精燈,冷卻后停止通入氮?dú)? ④取少許固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3 (3)①粉紅色出現(xiàn)?、凇?00% [備考方略] 1.常見物質(zhì)的熱分解反應(yīng)規(guī)律 (1)難溶性碳酸鹽氧化物+CO2。 (2)碳酸的酸式鹽碳酸的正鹽+CO2+H2O。 (3)銨鹽NH3+相應(yīng)的酸(或酸性氧化物+H2O)(NH4NO3除外)。 (4)硝酸鹽金屬(或金屬氧化物、亞硝酸鹽)+氮氧化物+O2。 (5

8、)草酸晶體CO2+CO+H2O。 2.實(shí)驗(yàn)大題中文字表述題的各種答題規(guī)范 (1)液體體積測(cè)量中讀數(shù)的答題關(guān)鍵 答題要素 平視:視線與刻度線和凹液面最低處在同一水平線上 讀數(shù):液面最低點(diǎn)(最底端、最底部、最低處)與刻度線相切 得分點(diǎn)及 關(guān)鍵詞 “平視”“刻度線”“凹液面” “液面最低點(diǎn)”“相切” (2)沉淀洗滌是否完全的檢驗(yàn)答題模板 取少許最后一次洗滌濾液,滴入少量……溶液(試劑),若……(現(xiàn)象),表示已經(jīng)洗滌完全。 說明:解答此類題目要注意四個(gè)得分點(diǎn):取樣+試劑+現(xiàn)象+結(jié)論。 取樣 要取“少許最后一次”洗滌濾液 試劑 選擇合理的試劑 現(xiàn)象 須有明顯的現(xiàn)

9、象描述 結(jié)論 根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論 (3)實(shí)驗(yàn)操作的原因、目的、作用的答題要點(diǎn) 答題要素 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤鍪裁? 明確操作目的:為什么這樣做 明確結(jié)論:這樣做會(huì)有什么結(jié)果?理由是什么 得分點(diǎn)及 關(guān)鍵詞 操作:怎么“做”,為什么這樣“做” 作用:須有明確的結(jié)論、判斷、理由 (4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確、全面描述 答題 要素 現(xiàn)象描述要全面:看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的 現(xiàn)象描述要準(zhǔn)確:如A試管中……B處有…… 按“現(xiàn)象+結(jié)論”格式描述,忌現(xiàn)象結(jié)論不分、由理論推現(xiàn)象、指出具體生成物的名稱 得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞 溶液中:顏色由……變成……,液面上升或下降(形成液面差),

10、溶液變渾濁,生成(產(chǎn)生)……沉淀,溶液發(fā)生倒吸,產(chǎn)生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出),有液體溢出等 固體:表面產(chǎn)生大量氣泡,逐漸溶解,體積逐漸變小,顏色由……變成……等 氣體:生成……色(味)氣體,氣體由……色變成……色,先變……后……(加深、變淺、褪色)等 (5)試劑的作用的答題模板 答題要素 試劑的作用是什么?要達(dá)到的目的是什么 得分點(diǎn)及 關(guān)鍵詞 作用類:“除去”“防止”“抑制”“使……”等,回答要準(zhǔn)確 作用—目的類:“作用”是“……”,“目的”是“……”,回答要準(zhǔn)確全面 [對(duì)點(diǎn)練1] 綠礬(FeSO4·7H2O)在不同溫度下可分解得到各種鐵的氧化物和硫的氧化物

11、。已知SO3是一種無色晶體,熔點(diǎn)16.8 ℃,沸點(diǎn)44.8 ℃,氧化性及脫水性較濃硫酸強(qiáng),能漂白某些有機(jī)染料,如品紅等?;卮鹣铝袉栴}: (1)同學(xué)甲按如圖所示裝置實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)綠礬的分解產(chǎn)物。裝置B中可觀察到的現(xiàn)象是________________,由此得出綠礬的分解產(chǎn)物中含有SO2。裝置C的作用是________________________________。 (2)同學(xué)乙認(rèn)為同學(xué)甲的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)。乙對(duì)甲做完實(shí)驗(yàn)的B裝置試管進(jìn)行加熱,發(fā)現(xiàn)褪色的品紅溶液未恢復(fù)紅色,則可證明綠礬分解的產(chǎn)物中________。(填字母) A.不含SO2  B.可能含SO2  C.一定含有SO3 (3)同

12、學(xué)丙查閱資料發(fā)現(xiàn)綠礬受熱分解還可能有O2放出,為此,丙選用甲的部分裝置和下列圖部分裝置設(shè)計(jì)出了一套檢驗(yàn)綠礬分解氣態(tài)產(chǎn)物的裝置: ①同學(xué)丙的實(shí)驗(yàn)裝置中,依次連接的合理順序?yàn)開_______。 ②能證明綠礬分解產(chǎn)物中有O2的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是________________________。 (4)為證明綠礬分解產(chǎn)物中含有三價(jià)鐵,選用的實(shí)驗(yàn)儀器有試管、藥匙、________;選用的試劑為_________________。 解析:本題以探究綠礬分解產(chǎn)物為載體,考查SO2的性質(zhì),實(shí)驗(yàn)裝置的連接,物質(zhì)的檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。 (1)根據(jù)題意,綠礬在不同溫度下可分解得到各種鐵的氧化物和

13、硫的氧化物,SO2、SO3都能使品紅溶液褪色,裝置B中可觀察到的現(xiàn)象是品紅溶液褪色。裝置C的作用是吸收尾氣,防止SO2(SO3)等氣體擴(kuò)散到空氣污染環(huán)境。(2)經(jīng)SO2漂白過的品紅溶液加熱后可恢復(fù)紅色,SO3也能漂白品紅,但SO3漂白后的品紅溶液加熱不恢復(fù)紅色。對(duì)B裝置試管進(jìn)行加熱,褪色的品紅溶液未恢復(fù)紅色,說明產(chǎn)物中一定含SO3,可能含SO2,答案選B、C。(3)①根據(jù)題意,綠礬分解的氣態(tài)產(chǎn)物可能有H2O(g)、SO2、SO3和O2。檢驗(yàn)H2O(g)用無水CuSO4;檢驗(yàn)SO2用品紅溶液;根據(jù)題給SO3的物理性質(zhì),檢驗(yàn)SO3將氣態(tài)產(chǎn)物冷卻觀察是否有晶體析出;檢驗(yàn)O2用帶火星的木條。為了防止檢

14、驗(yàn)其他氣體時(shí)帶出的H2O(g)干擾分解產(chǎn)物H2O(g)的檢驗(yàn),故先檢驗(yàn)產(chǎn)物H2O(g);由于SO3也能漂白品紅,所以先檢驗(yàn)SO3并除去SO3,后檢驗(yàn)SO2;檢驗(yàn)SO2后用堿液吸收SO2,收集并檢驗(yàn)O2;裝置連接的合理順序?yàn)锳FGBDH。②O2能使帶火星的木條復(fù)燃,證明綠礬分解產(chǎn)物中有O2的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是:把H中的導(dǎo)管移出水面,撤走酒精燈,用拇指堵住試管口,取出試管,立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi),木條復(fù)燃,證明試管中收集的氣體是O2。(4)綠礬分解得到鐵的氧化物和硫的氧化物,要證明分解產(chǎn)物中含有三價(jià)鐵,用非氧化性酸將分解的固體產(chǎn)物溶解,再用KSCN溶液檢驗(yàn);選用的實(shí)驗(yàn)儀器有試管、藥匙、膠頭滴

15、管;選用的試劑是鹽酸、KSCN溶液。 答案:(1)品紅溶液褪色 吸收尾氣,防止SO2(SO3)等氣體擴(kuò)散到空氣污染環(huán)境 (2) BC (3)①AFGBDH?、诎袶中的導(dǎo)管移出水面,撤走酒精燈,用拇指堵住試管口,取出試管,立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi),木條復(fù)燃,證明試管中收集的氣體是氧氣 (4)膠頭滴管 鹽酸、KSCN溶液 題型二 物質(zhì)性質(zhì)的探究 [典例2] (2018·北京高考)實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強(qiáng)氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。 (1)制備K2FeO4(夾持裝置略)

16、 ①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是______________________________________ (錳被還原為Mn2+)。 ②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。 ③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有____________________________________。 (2)探究K2FeO4的性質(zhì) ①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設(shè)計(jì)以下方案: 方案Ⅰ 取少量a

17、,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b,取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生 ⅰ.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有________離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由_________________________________產(chǎn)生(用方程式表示)。 ⅱ.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗滌的目的是________。 ②根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出:氧化性Cl2________FeO(填“>”或“<”),而方案Ⅱ?qū)嶒?yàn)表明,Cl2和FeO的氧化

18、性強(qiáng)弱關(guān)系相反,原因是__________________。 ③資料表明,酸性溶液中的氧化性FeO>MnO,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下:將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色。該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO>MnO。若能,請(qǐng)說明理由;若不能,進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。 理由或方案:____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析] (1)①KMnO4被H

19、Cl還原為MnCl2,HCl被氧化為Cl2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。②應(yīng)在裝置B中加入飽和食鹽水,以除去混在Cl2中的HCl。洗氣時(shí),氣體應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)、短管出。③過量的KOH還能與Cl2發(fā)生歧化反應(yīng),化學(xué)方程式為Cl2+2KOH===KCl+KClO+H2O。(2)①ⅰ.滴加KSCN溶液,溶液變紅,說明原溶液中含有Fe3+。有Fe3+生成,不能判斷FeO一定與Cl-發(fā)生了反應(yīng),根據(jù)題目給出的信息,K2FeO4在酸性或中性條件下,F(xiàn)eO會(huì)與H+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3+和O2,離子方程式為4FeO+20H+===4Fe3++3O

20、2↑+10H2O。ⅱ.用KOH溶液洗滌可除去混在C所得固體中的ClO-。②堿性條件下,氧化性Cl2>FeO;而在酸性條件下,F(xiàn)eO的氧化能力增強(qiáng),氧化性Cl2

21、e3++3O2↑+10H2O ⅱ.排除ClO-的干擾 ②> 溶液酸堿性不同 ③理由:FeO在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,溶液淺紫色一定是MnO的顏色 方案:向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色 [備考方略] 1.實(shí)驗(yàn)類型 (1)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 (2)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(或官能團(tuán))設(shè)計(jì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案 2.命題角度 類型 思考方向 酸性強(qiáng)弱比較 可通過強(qiáng)酸制弱酸、對(duì)應(yīng)鹽的堿性、同濃度溶液導(dǎo)電能力或pH等方法來比較 金屬性強(qiáng)弱比較 可通過與水或酸反應(yīng)置換氫的能力、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性、置換反應(yīng)、原電池的正負(fù)

22、極、電解池中陰極陽離子的放電順序等方法來比較 非金屬性強(qiáng)弱比較 可通過最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、與H2化合的難易程度、相互之間的置換、對(duì)應(yīng)陰離子的還原性等方法來比較 弱酸酸式鹽的電離程度與水解程度比較 可通過測(cè)得溶液的酸堿性的方法來比較 Ksp的大小比較(以AgCl、AgI為例) ①向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成,再向其中滴加KI溶液產(chǎn)生黃色沉淀;②向濃度均為0.1 mol·L-1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1 mol·L-1AgNO3溶液先產(chǎn)生黃色沉淀 一元酸、二元酸判斷 可用NaOH溶液進(jìn)行中和滴定測(cè)定消耗V(N

23、aOH)來確定 羥基的數(shù)目判斷 可通過取一定量試劑與足量Na反應(yīng)測(cè)定放出氫氣的量來確定 羧基的數(shù)目判斷 可通過取一定量試劑與足量NaHCO3反應(yīng)測(cè)定放出CO2的量來確定 [對(duì)點(diǎn)練2] SO2氣體為無色氣體,有強(qiáng)烈刺激性氣味,是大氣主要污染物之一,某學(xué)習(xí)小組為了探究二氧化硫的某些性質(zhì),進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。 Ⅰ.如圖所示,使用試劑和裝置探究二氧化硫的還原性: (1)裝置C的名稱為________。 (2)裝置B中溶液的現(xiàn)象為________________________________________________。 (3)學(xué)生甲預(yù)測(cè)裝置D中沒有白色沉淀產(chǎn)生,但隨著反應(yīng)的

24、進(jìn)行,發(fā)現(xiàn)裝置D中產(chǎn)生了少量白色沉淀。學(xué)生乙經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)少量白色沉淀可能是硫酸鋇,因?yàn)檠b置或溶液中少量的氧氣參與了氧化反應(yīng),請(qǐng)寫出裝置D中反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________。 Ⅱ.經(jīng)過思考,設(shè)計(jì)了如下裝置,且所配制的溶液均使用無氧蒸餾水,檢驗(yàn)SO2 在無氧干擾時(shí),是否與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀。 (4)加入碳酸鈉粉末的目的是______________________________________________。 (5)當(dāng)____________________時(shí),氯化鋇溶液中沒有沉淀出現(xiàn),說明二氧化硫不與氯化鋇溶液反應(yīng),此時(shí)滴加雙氧水,出現(xiàn)了白色沉淀。

25、 (6)裝置中選用澄清石灰水而不用氫氧化鈉溶液的目的是_________________________________________________。 解析:(1)裝置C為分液漏斗。(2)裝置A中生成二氧化硫,氣體進(jìn)入裝置B中,二氧化硫會(huì)將氯化鐵還原為氯化亞鐵,所以看到的現(xiàn)象為溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。(3)裝置或溶液中少量的氧氣參與了氧化反應(yīng),則一定是氧氣將+4價(jià)S氧化為+6價(jià),反應(yīng)物一定有SO2、O2和BaCl2,生成物一定有硫酸鋇沉淀,那么Cl元素只能以HCl的形式存在,還要添加H2O,所以反應(yīng)為2SO2+O2+2BaCl2+2H2O===2BaSO4↓+4HCl。(4)裝置需要排除空氣,所以用碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成的二氧化碳來排空氣。(5)當(dāng)?shù)矸?碘溶液藍(lán)色褪去時(shí),說明二氧化硫已經(jīng)到達(dá)淀粉-碘溶液,但是氯化鋇溶液中無沉淀,說明二氧化硫不與氯化鋇溶液反應(yīng)。(6)最后的氫氧化鈣溶液的主要作用是指示裝置的空氣已經(jīng)被除盡,即看到澄清石灰水變渾濁,代表二氧化碳?xì)怏w已經(jīng)到達(dá)最后的燒杯中,裝置中的空氣被排凈。 答案:(1)分液漏斗 (2)溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色 (3)2SO2+O2+2BaCl2+2H2O===2BaSO4↓+4HCl (4)產(chǎn)生二氧化碳,排除裝置中的氧氣 (5)淀粉-碘溶液藍(lán)色褪去 (6)檢驗(yàn)二氧化碳是否已排盡裝置中的空氣

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