发布时间 : 星期六 文章【三维设计】(人教通用版)高考化学一轮总复习讲义 第四节 由理论到实战高考四大类实验题型例析更新完毕开始阅读
这些测定都是以上五大定量实验知识的迁移和应用，主要包含定量实验原理、数据处理、误差分析等。实验设计中的误差分析，可从两方面来考虑，一是外界环境(H2O、CO2、O2等)对该实验的影响而产生误差；二是实验操作中，由于操作不当引起的误差。如果是分析最终结果的误差，应通过最后得出的表达式来观察哪些物理量发生了变化，从而得出实际误差情况。
2．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，最后进行相关计算。 (2)气体体积法
对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品的纯度。 (3)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，最后进行相关计算。
(4)滴定法
利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据，再进行相关计算。
3．实验数据的筛选与处理
对实验数据筛选的一般方法和思路为“五看”：
4．实验数据的分析策略
如何用好、选好数据，是解决定量实验类试题的关键所在。解决这类试题的一般方法：
(1)对数据进行比较是解决问题的突破口，注意比较数据的交点与重合区。
(2)转变物质则是实现实验目标的重要途径，在一些物质提纯与制备的问题中，往往会提供一些物质沉淀的pH范围，物质的沸点、密度、溶解性等呈现物质物理性质的数据。在
多数情况下，一些物质的相关数据是有重叠的，而不利于问题的解决，一般可通过转变物质来解决(如CH3COOH与CH3CH2OH的沸点很接近，要分离二者的混合物，可以通过将CH3COOH转变为CH3COONa的方法，增大其与CH3CH2OH沸点上的差异，然后通过蒸馏的方法进行分离)。
(3)在实际生产、生活中，除了涉及是否能够通过相应反应来实现实验目标外，还涉及经济效益的问题，在原理、环保等没有大的差异时，选择廉价原料完成相应的实验就成为首选。
[例1] (2013·重庆高考)某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
探究、评价型实验
(1)MgCO3的分解产物为________。
(2)装置C的作用是________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 处理尾气的方法为________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)将研究小组分为两组，按上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： 步骤 1 2 3 4 操作 取黑色粉末加入稀盐酸 取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液 取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液 向步骤3溶液中滴加新制氯水 甲组现象 溶解，无气泡 蓝色沉淀 变红 红色褪去 乙组现象 溶解，有气泡 蓝色沉淀 无现象 先变红，后褪色 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，题中装置还可采取的改进措施是___________________________ ________________________________________________________________________。
[解析] 明确实验目的、结合实验装置图确定各装置的作用；由表中实验现象分析甲组和乙组的产物；由氯水的强氧化性分析红色褪去的原因。(1)MgCO3分解的化学方程式为高温MgCO3===== MgO＋CO2↑。(2)C装置中盛有NaOH溶液，可除去B中未完全反应的CO2；尾气是没有完全反应的CO，可以用点燃法除去。(3)①由实验现象可知乙组中黑色粉末是Fe，而甲组中黑色粉末是Fe3O4；Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，离子方程式为Fe3O4＋8H===Fe＋2Fe＋4H2O。③乙组步骤4先变红，是因为2Fe＋Cl2===2Fe＋2Cl，Fe＋3SCN
－3＋
－
3＋
－
＋
2＋
3＋
2＋
Fe(SCN)3(红色溶液)；后又褪色，可能是氯水的强
氧化性将SCN氧化，此时，在溶液中再加入KSCN，若溶液变红，说明假设成立，若不变红，则假设不成立。④实验安全主要从尾气处理和防倒吸角度考虑。
[答案] (1)MgO、CO2 (2)除CO2 点燃
(3)①Fe ②Fe3O4＋8H===2Fe＋Fe＋4H2O ③Fe被氧化为Fe，Fe遇SCN显红色 可能是SCN被Cl2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) ④在装置B、C之间添加装置E防倒吸(其他合理答案均可)
[例2] 某研究小组同学为探究Fe能否氧化SO2，设计了如下的实验装置(假设实验中所用装置的气密性良好)。
3＋
－
＋
3＋
2＋
2＋
3＋
3＋
－
(1)甲同学利用实线框内的装置制取SO2，并进行探究实验。
①装置A中发生反应的化学方程式为_________________________________________。 ②装置B的作用是________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③反应一段时间后，甲同学取出装置C中的少量溶液，向其中加入盐酸酸化的BaCl2
溶液，观察到有白色沉淀生成。由此得出结论：Fe可以氧化SO2。
(2)乙同学认为甲同学的实验不严谨，用虚线框内的装置代替装置A，先让装置E内的试剂反应一段时间后，关闭活塞1，打开活塞2，又反应片刻后，取装置C中的少量溶液，向其中加入酸性KMnO4溶液，观察到KMnO4溶液紫红色褪去。由此得出结论：Fe可氧化SO2，且可被SO2还原成Fe。
①该实验制取H2时需用浓硫酸配制450 mL 3 mol·L的稀硫酸，所需的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需用到______________________________________。
配制过程中若其他操作无误，但没有洗涤烧杯与玻璃棒，则所配制溶液的浓度会________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
－1
2＋
3＋
3＋
②在该实验过程中，H2所起的作用是________________________________________。 (3)丙同学认为甲、乙两位同学的实验均不严谨，为此利用乙同学的实验装置及操作重新进行实验。待装置F内的试剂反应一段时间后，取装置C中的少量溶液，向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，得出与甲同学相同的结论。
①甲同学实验不严谨的原因是________(填序号)。 A．SO2的溶解度太小 B．SO2与Fe不发生反应 C．H2SO3与BaCl2溶液不反应
D．装置中的空气与SO2进入水中可生成H2SO4 ②
乙
同
学
的
实
验
结
论
不
严
谨
的
原
因
是
3＋
___________________________________________
________________________________________________________________________。 [解析] (1)①硫酸的酸性强于亚硫酸，浓硫酸与亚硫酸钠反应的化学方程式为Na2SO3
＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。②装置B的作用是防止倒吸。
(2)①要配制450 mL 3 mol·L的稀硫酸，由于实验室中没有450 mL的容量瓶，故应选用500 mL的容量瓶；由于配制过程中未洗涤烧杯与玻璃棒，会造成溶质损失，导致所配溶液的浓度偏低。②乙同学用H2排尽装置中的空气，防止发生反应2SO2＋2H2O＋O2===2H2SO4。
(3)①乙同学设计用H2排尽装置中的空气来改进甲同学的实验，正是改进甲同学实验方案不严谨的地方，因为装置中的O2会把SO2溶于水生成的H2SO3氧化成H2SO4。
②丙同学改进了乙同学实验不够严谨的地方，Fe能使酸性KMnO4溶液褪色，SO2也能使酸性KMnO4溶液褪色。
[答案] (1)①Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O ②防止倒吸 (2)①500 mL容量瓶 偏低 ②排尽装置中的空气 (3)①D ②SO2也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
1．探究型实验题的解题策略
探究型实验包括发现问题、提出问题、猜想与假设、设计实验、实施实验、观察现象、对现象进行记录和分析、收集数据、解释与得出结论、反思与评价和表达与交流等要素，试题可以涉及其中的一个或几个要素进行设问。要顺利解答这类试题，应注意以下几点：
(1)提出问题
要提出问题，首先要发现问题。通过思考、对比、质疑，提出值得探究的问题，探究问题能更好地理解掌握物质的本质。此外，在平时实验中出现的异常现象也是发现问题、提出问题的重要契机。
(2)提出猜想
2＋
－1