2024届高中化学一轮复习：定性、定量实验的设计与评价课件

这是一份2024届高中化学一轮复习：定性、定量实验的设计与评价课件，共60页。PPT课件主要包含了答案NaCl固体，答案CO2，答案5，答案04，综合实验探究，回答下列问题，答案锥形瓶，答案976%，答案b，答案浓硫酸等内容，欢迎下载使用。
1.具有较强的问题意识，能提出化学探究问题，能做出预测和假设。
2.能预测物质的某些性质，并进行实验验证；能根据物质的特征反应和干扰因素选取适当的检验试剂。
3.能观察并如实记录实验现象和数据，进行分析和推理，得出合理的结论。说明假设、证据和结论之间的关系，用恰当形式表达和展示实验成果。
考点　性质探究类综合实验
1.研究物质性质的基本程序
2.物质性质实验方案的设计思路
（1）验证物质性质实验方案的设计
对物质具备的性质去求证，关键是设计出简洁的实验方案，要求操作简单，现象明显，安全可行。
（2）探索物质性质实验方案的设计
分析物质结构特点或从所属类型的典型代表物去推测该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，去探索它可能具有的性质。
3.物质性质探究、验证的实验角度
（1）物质氧化性、还原性及其强弱的判断。如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中，通过观察酸性KMnO4溶液是否褪色来说明；如探究Fe3＋的氧化性强于I2时，可利用FeCl3与淀粉－KI溶液反应，通过溶液变蓝色来说明Fe3＋的氧化性强于I2。
（2）验证同周期、同主族元素性质的递变规律，一般通过设计比较元素金属性、非金属性强弱的实验来完成。如通过比较Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg、Al的活泼性顺序。
（3）电解质强弱的判断。如探究化合物HA是弱电解质的方法是常温下配制NaA溶液，测pH，若pH＞7，则说明HA为弱电解质。
（4）物质酸性强弱的判断。如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理，将CO2气体通入Na2SiO3溶液，看是否有白色沉淀生成来判断。
（5）钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等设计实验，找出规律。
（6）热分解产物的性质探究、判断
（3）实验ⅱ的作用是　 ⁠。 
（4）实验ⅰ中滴加K3[Fe（CN）6]溶液无蓝色沉淀生成，其可能原因是Fe2＋的浓度太小，为了验证这一推断，可改进的方法是　 ⁠。 
答案：在试管中加入植物油隔绝空气，并延长浸泡Fe3O4的时间，或者适当升高反应温度、搅拌等
答案：作对照实验，排除H2SO4、HCl对实验现象的干扰　
（5）实验ⅲ：用10 mL 6 ml·L－1盐酸代替H2SO4浸泡样品后，重复实验ⅰ，发现试管①有蓝色沉淀，试管②溶液显红色，说明Cl－有利于Fe3O4与H＋反应，为了验证这一推测，可在用H2SO4溶液浸泡时加入 　　　　⁠，然后重复实验ⅰ。 
（6）实验ⅳ：用20 mL 6 ml·L－1盐酸浸泡1.0 g天然磁铁矿粉末，20 min后浸泡液几乎无色，重复实验ⅰ，发现试管①、②均无明显现象，与实验ⅲ现象不同的可能原因是 　　　　　　　　　　　　　⁠。 
答案：天然磁铁矿粉末中杂质较多，Fe3O4的含量较低
2.某研究小组探究CuSO4溶液和弱酸盐的反应。
[资料]H2S2O3是一种弱酸，易分解为SO2和S。
（1）实验Ⅰ中过程ⅰ产生的蓝色絮状沉淀为Cu（OH）2，同时产生的少量气泡主要成分是 　　　　⁠。 
（2）实验Ⅱ中过程ⅱ产生的天蓝色粉末状沉淀中肯定含有的阴离子是 　　　　　　　　⁠。 
（3）对比实验Ⅰ、Ⅱ中过程ⅱ，Ⅱ中产生气泡明显更快的原因是　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　⁠。 
（4）实验Ⅲ中，经检验产生的黑色沉淀为CuS。推测CuS的产生原因。
经实验及理论证明推测1和推测2均合理。
①证明推测1合理，应设计的实验方案是　 ⁠。 
②推测2发生反应的离子方程式是　 ⁠。 
③从化学反应速率和限度的角度解释，Na2S2O3溶液与CuSO4溶液在酸性条件下反应，实验现象中反应初期产生黄色沉淀，反应中后期产生黑色沉淀的原因　 ⁠。 
考点　定量测定类综合实验
1.定量实验数据的测定方法
（1）沉淀法：先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行计算。
（2）测气体体积法：对于产生气体的反应，可以通过测量气体体积的方法测定样品纯度。
①常见测量气体体积的实验装置
②量气时应注意的问题a.量气时应保持装置处于室温状态。b.读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平，还要注意视线与液面最低处相平，如图（Ⅰ）（Ⅳ）应使量气管左右两侧的液面高度保持相平。（3）测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。
 （2）常用的计算方法——关系式法关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中相关量的计算，利用该法可以减少不必要的中间运算过程，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。一步反应可以直接找出反应物与目标产物的关系；在多步反应中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式，将该物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系。利用这种方法解题的关键是建立已知物质和所求物质之间的关系式。
1.测定某明矾样品（含砷酸盐）中砷的含量，实验步骤如下：
实验一：配制砷标准溶液
①取一定质量的As2O3，用NaOH溶液完全溶解后，配制成1 L Na3AsO3溶液（此溶液1.0 mL相当于0.10 g砷）。
②取一定量上述溶液，配制500 mL含砷量为1.0 g·L－1的砷标准溶液。
（1）②需取用①中Na3AsO3溶液 　　　　 　⁠mL。 
实验二：测定样品中砷含量（实验装置如图，夹持装置已略去）
①往B瓶中加入20.00 mL砷标准溶液，再依次加入一定量的盐酸、KI试液和SnCl2溶液，室温放置10 min，使砷元素全部转化为H3AsO3。
②往B瓶中加入足量锌粒（含有ZnS杂质），立即塞上装有乙酸铅棉花的导气管C，并使C管右侧末端插入比色管D中银盐吸收液的液面下，控制反应温度25～40 ℃。45 min后，打开K1通入N2，生成的砷化氢气体被完全吸收，Ag＋被还原为红色胶态银。
③用明矾样品代替20.00 mL砷标准溶液进行实验，相同条件下生成相同量红色胶态银，需要5.0 g明矾样品。
（2）乙酸铅棉花的作用是 　　　　 　⁠。 
答案：除去H2S，以免干扰D中反应
（3）写出Zn与H3AsO3生成砷化氢反应的离子方程式并用单线桥表示电子转移的方向和数目　 ⁠。 
（4）控制B瓶中反应温度的方法是 　　　　 　⁠，反应中通入N2的作用是　 ⁠。 
答案：水浴加热　将砷化氢气体完全带入D中，使其完全反应　
（5）明矾样品中砷的含量为 　　　　 　⁠%。 
2.氧化亚铜在强酸性溶液中发生歧化反应，某小组同学设计如下实验制备氧化亚铜并测定其纯度。
（1）该小组同学利用葡萄糖还原CuSO4溶液制备氧化亚铜。
①配制490 mL 0.1 ml·L－1 CuSO4溶液，需要称取胆矾晶体的质量为 　　　　 　⁠，完成该实验操作需要的玻璃仪器除胶头滴管和量筒外还要 　　　　　　　　　　　 　⁠。 
②该反应最适宜温度为80～90 ℃，为探究反应发生的最低温度，应选用的加热方式为 　　　　　⁠。 
答案：①12.5 g　烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶　②水浴加热
（2）某同学为检验Cu2O样品中是否含有CuO，设计如下实验方案：将Cu2O样品与足量稀硫酸反应，观察到溶液呈蓝色，即得出结论：样品中含有CuO杂质。若探究该同学的方案和结论是否合理，需用化学方程式 　　　　　　　　　　　　　⁠来进行解释。 
（3）该小组取含有少量CuO杂质的Cu2O进行如下实验，以测定氧化亚铜的纯度。
①装置a中所加的酸是 　　　　　⁠（填化学式）。 
②通过测定下列物理量，能达到实验目的的是 　　　　⁠（填字母）。 
④若缺少装置e，则氧化亚铜的纯度 　　　　⁠（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。 
答案：①H2SO4　②BC　③打开K2，关闭K1　④偏低
③验纯后点燃装置c中酒精灯之前，对K1、K2进行的操作是 　　　⁠。 
1.某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图（夹持装置略）：
（1）B中试剂是 　　　　⁠。 
（2）通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为 　 ⁠。 
答案：饱和NaCl溶液
（3）对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是 　 ⁠。 
答案： Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强
（4）根据资料ⅱ，Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因
　 ⁠， 
但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL 40%NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为______________ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⁠，溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被 　　　　⁠（填化学式）氧化，可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。 
③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是　 ⁠ 。 
④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因　 ⁠。 
2.某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O，并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案：
可选用试剂：NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水
步骤1：BaCl2·2H2O的制备
按如图所示装置进行实验，得到BaCl2溶液，经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。
①称取产品0.500 0 g，用100 mL水溶解，酸化，加热至近沸；②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100 ml·L－1 H2SO4溶液；
步骤2：产品中BaCl2·2H2O的含量测定
③沉淀完全后，60 ℃水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为0.466 0 g。
（1）Ⅰ是制取 　　　　⁠气体的装置，在试剂a过量并微热时，发生主要反应的化学方程式为　 ⁠。 
解析：Ⅰ是制取HCl气体的装置，在试剂a（浓H2SO4）过量并微热时，NaCl晶体与浓H2SO4反应生成NaHSO4和HCl。
答案：HCl　NaCl＋H2SO4（浓） NaHSO4＋HCl↑　
（2）Ⅱ中b仪器的作用是　 ⁠。 
Ⅲ中的试剂应选用 　　　　　　　　⁠。 
答案：防止Ⅱ中溶液倒吸　CuSO4溶液
（3）在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后，认为沉淀已经完全，判断沉淀已完全的方法是　 ⁠。 
答案：取上层清液继续滴加H2SO4溶液，无沉淀出现，说明沉淀已经完全　
（4）沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液，原因是　 ⁠。 
答案：减少Ba2＋在水中的溶解　
（5）在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是 　　　　⁠（填名称）。 
（6）产品中BaCl2·2H2O的质量分数为 　　　　⁠（保留三位有效数字）。 
解答综合实验题的思维流程
1.KMnO4在生产和生活中有着广泛用途，某化学小组在实验室制备KMnO4并探究其性质。请回答：
（一） KMnO4的制备，分步骤Ⅰ、Ⅱ两步进行。
步骤Ⅰ.先利用如图所示装置制备K2MnO4
（2）装置B中所盛试剂的名称为 　　　　⁠。 
（1）装置A应选用 　　　　⁠（填“a”“b”或“c”）。 
2.硫代硫酸钠（Na2S2O3）可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。学习小组用如图装置模拟古法制硫酸，同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠（Na2S2O3）。
②SO3的沸点为44.8 ℃；
③Na2S2O3中S元素的化合价分别为－2价和＋6价。
（1）检查装置气密性，加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，目的是 　　　　　⁠，D装置中试剂为 　　　　　　　　　⁠。 
答案：除去溶解的氧气　NaOH溶液
（2）实验过程操作：①打开活塞K1、K2，关闭活塞K3，通入一段时间N2；②关闭活塞K1、K2，打开活塞K3，加热绿矾；③C处溶液pH约为8时停止加热；④在m处连接盛有NaOH溶液的容器，……；⑤从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体。使用pH传感器始终观测混合溶液pH的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　⁠；补充完善操作④ 　　　　　　　　　　　　　　　　⁠。 
答案：防止SO2过量使溶液呈酸性，造成Na2S2O3分解　关闭活塞K3，打开活塞K1、K2，通入一段时间N2
（3）步骤⑤中需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止，使用水浴加热的原因是 　　　　　　　　　　　　　　⁠。 
答案：控制温度，防止温度过高Na2S2O3分解
（4）学习小组探究Na2S2O3的性质：取Na2S2O3晶体，溶解配成0.2 ml·L－1的溶液；取4 mL溶液，向其中加入1 mL饱和氯水（pH＝2.4），溶液立即出现浑浊。对溶液变浑浊的原因，提出假设：
假设1：氯水氧化了－2价硫元素；
假设2：酸性条件下Na2S2O3分解产生S。
实验验证：a、b试管均盛有4 mL 0.2 ml·L－1 Na2S2O3溶液。
②依据现象，产生硫的主要原因是 　　　　　　　　　　　　　⁠ （用离子方程式表示）。 
①用胶头滴管向试管b中加入的试剂为 　　　　　　　　　　　　⁠。 
1.某小组同学欲通过实验探究影响金属与酸反应速率的因素，进行下列实验。
下列说法不正确的是（　　）
1. 高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸（熔点为42 ℃，易吸潮）可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O（熔点为30 ℃），高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下（夹持装置略）：
（1）A的名称是 　　　　⁠。B的进水口为 　　　　⁠（填“a”或“b”）。 
（2）P2O5的作用是 　　　　⁠。 
（3）空气流入毛细管的主要作用是防止 　　　　　　　　⁠，还具有搅拌和加速水逸出的作用。 
答案：溶液沿毛细管上升　
（4）升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是 　⁠。 
答案：使溶液受热均匀　
（5）磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入 　　　　⁠促进其结晶。 
（6）过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为 　　　　⁠（填字母）。 
（7）磷酸中少量的水极难除去的原因是 　　　　　　　　⁠。 
答案：磷酸可与水分子间形成氢键
2.胆矾（CuSO4·5H2O）易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO（杂质为氧化铁及泥沙）为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：
（1）制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有 　　　　⁠（填字母）。 
（2）将CuO加入适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为　 ⁠，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是　 ⁠。　　　　　　　　　　　　 
（3）待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O调pH为3.5～4，再煮沸10 min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、 　　　　　⁠、乙醇洗涤、 　　　　⁠，得到胆矾。其中，控制溶液pH为3.5～4的目的是　 ⁠，煮沸10 min的作用是　 ⁠。 
答案：过滤　干燥　除尽铁和抑制CuSO4水解　防止生成Fe（OH）3 胶体，易于过滤
（4）结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2。将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为 　　　　⁠（写表达式）。