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