发布时间 : 星期六 文章三年高考2016_2018高考化学试题分项版解析专题21化学实验设计与探究含解析更新完毕开始阅读
程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
【名师点睛】以绿矾为载体考查无机物的性质实验方案的探究，通常解答综合性实验设计与评价题的基本流程：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为：①实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。③有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象：自下而上，自左而右全面观察。⑥实验结论：直接结论或导出结论。
3．【2017北京卷】某小组在验证反应“Fe+2Ag=Fe+2Ag”的实验中检测到Fe，发现和探究过程如下。 向硝酸酸化的0.05 mol·L硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。 （1）检验产物
①取出少量黑色固体，洗涤后，_______（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。 ②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_______________。
（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe，乙认为铁粉过量时不可能有Fe，乙依据的原理是___________________（用离子方程式表示）。针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号 ⅰ ⅱ 取样时间/min 3 30 现象 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深 ⅲ 120 产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅 （资料：Ag与SCN生成白色沉淀AgSCN） ② 对Fe产生的原因作出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe；
假设b：空气中存在O2，由于________（用离子方程式表示），可产生Fe； 假设c：酸性溶液中NO3具有氧化性，可产生Fe；
假设d：根据_______现象，判断溶液中存在Ag，可产生Fe。
③ 下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。
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实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ：装置如图。其中甲溶液是________，操作及现象是________________。
（3）根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe浓度变化的原因：______。
【答案】（1）①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀 ②Fe（2）Fe+2Fe=3Fe ②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后产生白色沉淀 ③0.05 mol·L-1 NaNO3溶液 FeSO4溶液（或FeCl2溶液）
分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深
（3）溶液中存在反应：①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ，②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反应开始时，c(Ag+)大，以反应①、②为主，c(Fe)增大。约30分钟后，c(Ag)小，以反应③为主，c(Fe)减小。
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有Ag存在的空白实验，考虑其他条件不要变化，可以选用0.05 mol·L NaNO3溶液。原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag+Fe=Ag+Fe能够实现，所以甲池应当注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。假设d成立，则上述原电池中能够产生电流，左侧溶液中生成的Fe遇到KSCN时红色会更深。（3）由于加入过量铁粉，溶液中存在反应有①Fe+2Ag=Fe+2Ag，反应生成的Fe能够被Ag氧化发生反应②Ag+Fe=Ag+Fe，生成的Fe与过量铁粉发生反应③Fe+2Fe=3Fe。反应开始时，c(Ag)大，以反应①②为主，c(Fe)增大。约30分钟后，c(Ag)小，以反应③为主，c(Fe)减小。
【名师点睛】该题是一个探究性试题，主要考查部分基础化学反应原理、物质的检验、实验分析、有盐桥的原电池结构、实验设计等知识，考查考生实验理解能力、根据要求进行实验设计的能力和对问题的综合分析能力。注意控制变量思想方法的应用，探究实验异常现象成为近几年实验探究命题的热点，突
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出对实验能力的考查。该题为实验探究题，装置图、流程图很简单，但探究过程较复杂，准确全面获取信息、通过控制变量思想进行逻辑分析是解题的关键，凭感觉做题，不容易准确获取题中信息。该类试题的解题策略为：（1）确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。（2）定多变：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。（3）数据有效；解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。另外探究性题型中考虑问题的思路不能局限于个别问题、不能局限于固定的知识，需要全面考虑。如本题最后的一问解答以及中间涉及的Fe与Fe反应在本题中的理解。证明一个问题时，为了防止干扰，一般都需要做对比试验、空白试验。
4．【2016新课标2卷】某班同学用如下实验探究Fe、Fe的性质。回答下列问题：
（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L的溶液．在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是________。
（2）甲组同学取2mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______。
（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是______。
（4）丙组同学取10 mL0.1mol/LKI溶液，加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3 支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层呈紫色； ②第二只试管中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀： ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是_____（填离子符号）；实验①和③说明：在I过量的情况下，溶液中仍含有______（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为______。
（5）丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl3溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________；一段时间后．溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______；生成沉淀的原因是______（用平衡移动原理解释）。 【答案】（1）防止Fe被氧化（2）2Fe+Cl2=2Fe+2Cl （3）隔绝空气（排除氧气对实验的影响） （4）Fe；Fe；可逆反应
（5）H2O2+2Fe+2H=2Fe+2H2O，Fe催化H2O2分解产生O2；
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H2O2分解反应放热，促进Fe的水解平衡正向移动。 【解析】
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（5）H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl3溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe+2H= 2Fe+ 2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后．溶液中有气泡出现，并放热。随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是H2O2分解放出氧气，而反应放热，促进Fe的水解平衡正向移动。 【考点定位】考查铁离子和亚铁离子的性质，离子的检验，H2O2的性质，盐类的水解等知识。 【名师点睛】本题以常见的铁离子和亚铁离子的性质、H2O2的性质为基础，考查了探究实验方案的设计与评价，学生读题不会感到陌生，有利于考查学生的基础知识，涉及铁离子和亚铁离子的性质，离子的检验，H2O2的性质，盐类的水解等知识。①人们常用KSCN溶液检验Fe的存在，若向溶液中加入几滴KSCN溶液，溶液呈血红色，则该溶液中含义Fe；②人们常用K3[Fe(CN)6] 溶液检验Fe的存在，若向溶液中加入几滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，则该溶液中含义Fe。
5．【2016北京卷】以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。
试剂 实验 滴管 试管 饱和Ag2SO4溶液 0.2 mol·L 0.2 mol·L CuSO4溶液 产生棕黄色沉淀 Na2SO3溶液 2 mL 0.1 mol·L Al2（SO4）3溶液 续滴加产生白色沉淀 （1）经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：_____。 （2）经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO4，含有Cu、Cu和SO3。
+稀硫酸?CuI↓（白色）+I2。 ?Cu +Cu2+，Cu2+??已知：Cu???2?
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现象 Ⅰ.产生白色沉淀 Ⅱ.溶液变绿，继续滴加Ⅲ.开始无明显变化，继I? 8