化学反应条件的控制

9
实验步骤： (1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入 V mL 2.0 mol·L －1 NaOH溶液中，充分反应，NaOH溶液的体 97 mL 积V≥______________。 (2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未 偏高 洗涤固体，测得镁的质量分数将 _______ (填“偏高” 或“偏低”)。
15
考点二 变量设置与控制思想
【 例 2】 (2010·浙江嘉兴质检)已知NO2与Na2O2常温下也
能反应，但反应的产物是什么呢？某同学开展了如下实验探 究。
[作出猜想] 猜想一：Na2O2＋2NO2===2NaNO2＋O2↑ 猜想二：2Na2O2＋4NO2===4NaNO3 [查阅资料] ①2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O ②2NaNO2＋2HCl===2NaCl＋NO↑＋NO2↑＋H2O
12
[实验拓展]参照探究一、探究二实验方案，请你另设计 一个实验方案，测定该铝镁合金中镁的质量分数。
解析： 解析：本题以铝镁合金中某成分含量的测定为实验探究 的背景，考查了分析问题和解决问题的能力。[探究一]： 用NaOH溶液反应掉铝镁合金中的Al，剩余的固体即为Mg。 假 设 5.4 g 铝 镁 合 金 样 品 只 含 镁 3% ， 则 含 铝 97% ， 需 n(NaOH)＝n(Al)＝0.194 mol，即体积为97 mL。 13
8
变式练习】 【 变式练习 】 (2010·浙江金华月考)铝镁合金已 成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研 究性学习小组的三位同学为测定某含镁3%～5%的 铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下 列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。 [探究一] 实验方案：铝镁合金 测定剩余固体质量 实验中发生反应的化学方程式是 2Al＋2NaOH＋6H2O 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。 ______________________________________
[探究二]：称取一定质量的铝镁合金与盐酸反应， 并测定生成的H2 体积，设铝镁的物质的量分别为x、y， 则列二元一次方程组，可解得铝镁的物质的量，进而 求得合金中镁的质量分数。测定生成气体的体积是通 过排水法进行测定的，H2 中的水蒸气和酸雾都溶于水， 所以A、B之间无需增添干燥、除酸雾的装置。 [探究三]：称取一定质量的铝镁合金与O2反应，分 别生成Al2O3和MgO，并测定两种氧化物的质量，再列 二元一次方程组，可求出合金中镁的质量分数。若用 空气代替O2 进行实验，合金中的Mg要与空气中的CO2 反应，对测定结果有影响。 14
4
解析： 解析 ： 本小题属于开放性试题，若考生回答“准 确”或“不准确”且理由合理，可酌情给分。例如： 考生回答： 方案一准确，因为铁片中不存在能与稀硫酸反 应并能生成氢气的其他金属，也不存在铁的氧化物。 方案一不准确，如果铁片中存在与稀硫酸反应 生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；如果存在 与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物， 会导致结果偏低。
19
答案： 答案： (1)猜想二 (2)不可行，因为无法保证NO2是否与C装置中的 NaOH充分反应，如果NO2没充分反应，在C装置中也 会观察到有气体产生
变式练习】 【 变式练习 】 铁是日常生活中最常见的金属，某 班同学在学习铁的知识时，有下列问题： 问题1：铁为何称为黑色金属？ 问 题 2 ： CuO 在 高 温 下 可 分 解 为 Cu2O 和 O2 ， Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗？ (1)对于问题1，同学们上网查找，有两种解释： A．因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物，所 以叫黑色金属 B．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为 黑色，所以叫黑色金属
(2)对于问题2，同学们准备实验探究，他们设想了两种方 法： A．将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化。 B．将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化。 坩埚 ①实验中应将Fe2O3放在 _______ (填仪器名称)中灼烧。 红棕色 变为 黑色 ②方法A中，如果高温灼烧后颜色由______________________ 说明Fe2O3确实发生了变化，能说明生成的一定为FeO吗？ 不能 ，理由是 也可能为Fe3O4 。 ______________________________________________ ③方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后 10/9 质量比应为_______，但是，实验结果固体灼烧前后质量比为 Fe3O4 30∶29，则高温灼烧后生成的是______________。 B (3)比较两种方法，你认为较好的方法是______________。
21
A ①你认为正确的说法是_______。 ②若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是Fe3O4粉 末 ： _________________________________________________________________ 取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫 _________________________________________________________________ 酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁，若无气泡 _____________________________________________ 产生则原粉末为Fe3O4 。 ③若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物， 如 何 证 明 其 中 有 Fe3O4( 只 要 求 简 述 实 验 方 法 ) ： 用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜 _________________________________________________________________ 检测是否有水产生(或用纯净的一氧化碳与黑色粉末 _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 加 热反应 ，用澄 清石灰 水检测 是否有 二氧化 碳产 _______________________________________________________________ 22 生)(其他合理答案也可) 。
②不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其
他金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化， 会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁 的氧化物，生成的Fe3＋在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化， 会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确 7
点评： 点评：作为开放性试题，希望考生注意的是， 回答问题时，只要理由合理都可以，关键是找 准思路，表达言简意赅。
(1)配平下面的化学方程式(将有关的化学计量 数填入方框内)： KMnO4＋FeSO4＋H2SO4—— Fe2(SO4)3＋MnSO4＋K2SO4＋H2O (2)在滴定实验中不能选择________式滴定管， 理由是 ； (3)根据方案一和方案二测定的结果计算，铁片 中铁的质量分数依次为________和________(铁的 相对原子质量以55.9计)；
[探究二] 实验方案：铝镁合金 测定生成气体的体积 实验装置： 问题讨论： (1)某同学提出该实验装置不够完善， 应在A、B之间添加一个干燥、除 酸雾的装置。你的意见是不需要 ( _______ (填“需要”或“不需要”)。 ) (2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点) 检查装置的气密性 ① ______________________________。 ② 合金完全溶解(或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使 ____________________________________________________________________ _______________________________________________。 C中液面与B液面相平等合理答案)
[实验拓展]：重新设计实验方案，可取一定量 的铝镁合金先与盐酸反应，生成AlCl3 和MgCl2 溶液，再加足量NaOH溶液，使Mg2＋ 完全沉淀 为Mg(OH)2 ，并称量其质量。或取一定量的铝 镁合金先与盐酸反应，生成AlCl3 和MgCl2 溶液， 再 加 足 量 氨 水 ， 使 Al3 ＋ 、 Mg2 ＋ 完 全 沉 淀 为 Al(OH)3 、Mg(OH)2 ，并称量其质量，列二元一 次方程组进行求解。
1
考点一 变量控制对实验结果的影响
【 例 1】 为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活 动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为 多次平行实验测定结果的平均值)： 方案一：将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中， 测得生成氢气的体积为580 mL (标准状况)； 方案二：将 g铁片完全溶解于过量稀硫酸中， 将反应后得到的溶液用0.02000 mol ·L－1的KMnO4溶 液滴定，达到终点时消耗了25.00 mL KMnO4溶液。 请回答下列问题： 2
5
方案二准确，铁片溶于稀硫酸后，除Fe2＋ 外， 其他可能存在的金属离子在酸性溶液中均不能被 高锰酸钾氧化，也不存在氧化铁。 方案二不准确，如果铁片中存在与稀硫酸反应 而溶解的其他金属，生成的金属离子在酸性溶液 中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果存 在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，生成的Fe3 ＋ 在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结 果偏低。
3
(4)若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述两 种方案测定结果的准确性做出判断和分析(本题为开放 性试题，若回答合理即正确)。 ①方案一______________(填“准确”、“不准确” 或“不一定准确”)，理由是 _______________________________________； ②方案二______________(填“准确”、“不准确” 或“不一定准确”)，理由是 _____________________________________________。
6
答案： 答案：(1)2 10 8 5 2 1 8 (2)碱 KMnO4是强氧化剂，它会腐蚀乳胶管 1.40 (3) 1.45 a a (4)① 不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生
成氢气的其他金属，会导致结果偏高；铁片中存在与稀硫酸 反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低； 如果上述情况均不存在，则结果准确
33 2 24
解析： 解析：(1)NO2与Na2O2常温下按哪种猜想进行反应， 关键在于用实验的方法鉴别不同猜想条件下的产物 NaNO2 和NaNO3 。根据资料信息知，NaNO2 与HCl 反应会有气体产生，而实验中无明显现象，说明 Na2O2与NO2反应按猜想二进行。 (2)该方案不可行，因为无法保证NO2是否与C 装置中的NaOH充分反应，如果NO2 没充分反应， 在C装置中也会观察到有气体产生。
11
23 24
实验方案：称量x g铝镁合 金粉末，放在如图所示装 置的惰性电热板上，通电 使其充分灼烧。 问题讨论： (1)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据 灼烧后固体的质量 是_______________________。 (2)若用空气代替O2 进行实验，对测定结果是否有影 是 响？ _______ (填“是”或“否”)。
百度文库16
[实验探究] a．按图示实验装置开展实验。实验时，往装置中 通入足量的NO2，直至反应停止； b．取反应后玻璃直管中固体物质于试管中进行如 下实验，并观察、记录现象：
实验操作 往试管中加入适量盐酸 实验现象 无明显现象
17
2 4
[实验结论] (1)现象表明，Na2O2与NO2反应按________(填“猜 想一”或“猜想二”)进行。 (2)因为猜想一反应中有气体生成，而猜想二反应 中无气体生成，所以可通过直接观察C装置导管口是 否有气泡冒出来判断Na2O2与NO2反应究竟按哪种猜 想进行。这种方案是否可行，并说出你的理由 _____________________________________________ ___________________________ ____________________________________________ ____________________________。 18