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）。