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实验设计评价

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。

Ⅲ.当B 中溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a 。

Ⅳ………(1)A 中产生黄绿色气体,其电子式是 。

(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。

(3)B 中溶液发生反应的离子方程式是 。

(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是 。

(5)过程Ⅲ实验的目的是 。

(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下 ,得电子能离逐渐减弱。

【答案】(1)(2)淀粉KI 试纸变蓝 (3)22Cl Br -+22Br Cl -+(4)打开活塞b ,将少量C 中溶液滴入D 中,关闭活塞b ,取下D 振荡。

静止后CCl 4层溶液变为紫红色 (5)确认C 的黄色溶液中无Cl 2,排除Cl 2对溴置换碘实验的干扰 (6)原子半径逐渐增大(2013 福建)固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。

某学习小组以为研究对象,拟通过实验探究其分解的产物,提出如下4种猜想:甲:Mg(NO 2)2、NO 2、O 2 乙:MgO 、NO 2、O 2 丙:Mg 3N 2、O 2 丁:MgO 、NO 2、N 2 (1) 实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是 。

查阅资料得知:2NO 2 + 2NaOH =NaNO 3 + NaNO 2 + H 2O针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):(2) 实验过程①仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k ,微热硬质玻璃管(A),观察到E 中有气泡连续放出,表明 。

②称取Mg(NO 3)2固体 3.7g 置于A 中,加热前通入N 2以驱尽装置内的空气,其目的是 ;关闭k ,用酒精灯加热时,正确操作是先 ,然后固定在固体部位下加热。

③观察到A 中有红棕色气体出现,C 、D 中未见明显变化。

④待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0g 。

⑤取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未见明显变化。

(3) 实验结果分析讨论①根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想 是正确的。

②根据D 中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O 2,因为若有O 2,D 中将发生氧化还原反应:(填写化学方程式),溶液颜色会退去;小组讨论认定分解产物中有O 2存在,未检测到的原因是 。

③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装置进一步研究。

【答案】(1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案)(2)①装置气密性良好 ②避免对产物O 2的检验产生干扰(或其他合理答案) 移动酒精灯预热硬质玻璃管 (3)①乙 ②4223222SO Na O SO Na ==+ O 2在通过装置B 时已参与反应(或其他合理答案)(2013 山东)TiO 2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。

(1)实验室利用反应TiO 2(s )+2CCl 4(g )==TiCl 4(g )+CO 2(g ),在无水无氧条件下,制取TiCl 4实验装置示意图如下E D浓溶液 N 2→ B A C 酚酞溶液 23酚酞溶液仪器A 的名称是 ,装置中的试剂是 。

反应开始前依次进行如下操作:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。

正确的顺序为 (填序号)。

欲分离D 中的液态混合物,所采用操作的名称是 。

(2)工业上由钛铁矿(FeTiO 3)(含Fe 2O 3、SiO 2等杂质)制备TiO 2的有关反应包括: 酸溶FeTiO 3(s )+2H 2SO 4(aq )=== FeSO 4(aq )+ TiOSO 4(aq )+ 2H 2O (l ) 水解TiOSO 4(aq )+ 2H 2O (l )=== H 2TiO 3(s )+H 2SO 4(aq ) 简要工艺流程如下:①试剂A 为 。

钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品收率降低,原因是 ②取少量酸洗后的H 2TiO 3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN 溶液后无明显现象,再加H 2O 2后出现微红色,说明H 2TiO 3中存在的杂质离子是 。

这种H 2TiO 3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO 2也会发黄,发黄的杂质是 (填化学式)。

【答案】(1)干燥管 浓H 2SO 4 检查装置气密性 ②③① 分馏(或蒸馏) (2)①Fe 温度过高导致TiOSO 4提前水解,产生H 2TiO 3沉淀 ②Fe 2+ Fe 2O 3 (2013 重庆)某研究小组利用题6图装置探究温度对CO 还原Fe 2O 3的影响(固定装置略)⑴MgCO 3的分解产物为⑵装置C 的作用是 ,处理尾气的方法为⑶将研究小组分为两组,按题6图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D 加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物),两组分别用产物进行以下实验。

①乙组得到的黑色粉末是②甲组步骤1中反应的离子方程式为③乙组步骤4中,溶液变红的原因为 ;溶液褪色可能的原因及其验证方法为④从实验安全考虑,题9图装置还可采取的改进措施是【答案】(1)MgO 、CO2 (2)除CO2 点燃 (3)①Fe ②Fe3O4+8H+ =2Fe3+ +Fe2+ +4H2O ③Fe2+第6题F被氧化为Fe 3+ ,Fe 3+ 遇SCN -显红色;假设SCN -被Cl 2氧化,向溶液中加入KSCN 溶液,若出现红色,则假设成立(其他合理答案均可得分) ④在装置B C 之间添加装置E 防倒吸(其他合理答案均可得分)(2013 上海)溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂,具有易溶于水,易吸潮等性质。

实验室用工业大理石(含有少量Al 3+、Fe 3+等杂质)制备溴化钙的主要流程如下:完成下列填空:(1).上述使用的氢溴酸的质量分数为26%,若用47%的氢溴酸配置26%的氢溴酸的氢溴酸500ml ,所需的玻璃仪器有玻璃棒、 。

(2).已知步骤Ⅲ的滤液中不含NH 4+。

步骤Ⅱ加入的试剂a 是 ,控制溶液的pH 约为8.0的目的是 、 。

(3).试剂b 是 ,步骤Ⅳ的目的是 。

(4).步骤Ⅴ所含的操作依次是 、 。

(5).制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度: ①称取4.00g 无水溴化钙样品;②溶解;③滴入足量Na 2CO 3溶液,充分反应后过滤;④ ;⑤称量。

若得到1.88g 碳酸钙,则溴化钙的质量分数为 (保留两位小数)。

若实验操作规范而测定结果偏低,其原因是 。

【答案】(1)量筒、胶头滴管、烧杯、500ml 容量瓶。

(2)石灰水,沉淀Al3+、Fe3+ (3)氢溴酸,除去过量的氢氧化钙。

(4)蒸发浓缩,冷却结晶。

(5)洗涤;23.50%.洗涤时,有少量的碳酸钙溶解。

(2011 天津)某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:CH 3CH=CH 2+CO+H 2−−−−→一定条件CH 3CH 2CH 2CHO 2HNi,∆−−−→ CH 3CH 2CH 2CH 2OH ; CO 的制备原理:HCOOH 24H SO∆−−−−→浓CO↑+H 2O ,并设计出原料气的制备装置(如图)。

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