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第22讲综合实验方案设计与评价专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-2-重点梳理精选例题考点一“猜想判断型”实验方案的设计与分析1.“猜想判断型”实验的五个常考探究点(1)与反应物性质有关的探究点反应物的颗粒大小、状态(气态、液态、固态)、浓度、用量、纯度等都属于反应物的性质,而这些性质的改变往往会对演示实验的效果产生或正或负的影响。因此,对于某一特定的反应而言,可以将反应物的某一或某几种性质确定为探究点,进行探究,从而得到最佳的实验效果。专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-3-重点梳理精选例题(2)与生成物性质有关的探究点在与生成物有关的探究点中,通过对生成物的颜色、状态与气味的观察,发现与预知结论稍有差异或截然不同的异常现象,是探究性演示实验设计的主要切入点。因此,及时捕捉这些异常现象,通过设计实验来科学、合理地解释这些异常现象是考题中常出现的考查方法。专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-4-重点梳理精选例题(3)与实验装置有关的探究点实验装置是实验的重要组成部分,从实验装置的简约性、绿色性、安全性等角度出发,设计安全、绿色、简约的实验装置来提高实验的质量,是探究性实验设计的重要内容,对原有实验装置的改进或新实验装置的设计,能体现创新意识,培养创新能力。教材中的实验有一些存在实验现象不明显或装置过于复杂,且对环境不够友好等情况,我们可以通过对反应装置的探究来改进实验,使其达到理想的状态。专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-5-重点梳理精选例题(4)与实际问题有关的探究点化学问题或现象在我们身边无处不在,诸如实际生活、工农业生产、医药、环境污染等都或多或少存在一些需要通过化学实验进行解决的问题。因此,可以从中发掘这些问题或现象作为背景来设计实验,在实际问题的解决中体验科学探究。(5)与绿色实验有关的探究点与绿色实验有关的探究点,是一个综合性的问题,可以包括反应物、产物、实验装置等的探究。这些探究点的选择是出于实验绿色化呼声的需要,也是当前实验设计中较为重视的一项内容。绿色实验的设计同时也是培养学生的环保意识和创设良好的实验环境的重要手段。专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-6-重点梳理精选例题2.“猜想判断型”实验的解题方法专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-7-重点梳理精选例题专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-8-重点梳理精选例题1.(2017·11·浙江选考)某兴趣小组查阅资料得知:连苯三酚的碱性溶液能定量吸收O2;CuCl的盐酸溶液能定量吸收CO,且易被O2氧化。拟设计实验方案,采用上述两种溶液和KOH溶液逐一吸收混合气体(由CO2、CO、N2和O2组成)的相应组分。有关该方案设计,下列说法不正确的是()A.采用上述3种吸收剂,气体被逐一吸收的顺序应该是CO2、O2和COB.其他两种吸收剂不变,O2的吸收剂可以用灼热的铜网替代C.CO的吸收必须在吸收O2后进行,因为CuCl的盐酸溶液会被O2氧化D.在3种气体被逐一吸收后,导出的气体中可能含有HCl答案解析解析关闭题干中要求,逐一吸收相应组分,即一种溶液吸收一种气体,连苯三酚的碱性溶液除了能吸收O2之外,因为其显碱性,还能与CO2反应;CuCl的盐酸溶液除了能吸收CO之外,还能被O2氧化;为满足题意,吸收O2前需要先吸收CO2,吸收CO前需吸收O2,所以气体被逐一吸收的顺序应该是CO2、O2和CO,所以A、C正确。若用灼热的铜网代替连苯三酚的碱性溶液,会发生反应2Cu+O22CuO、CO+CuOCO2+Cu,故B错误;由于盐酸易挥发,最后的吸收液为CuCl的盐酸溶液,导出气体中可能含有HCl,故D正确。答案解析关闭B专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-9-重点梳理精选例题2.某化学兴趣小组的同学为探究Fe(NO3)2等硝酸盐热分解产物和产物的性质,他们开展了如下探究性学习。Ⅰ.查阅资料,获取了相关知识信息:金属的活泼性不同,其硝酸盐分解产物不同,依据金属活动性顺序表:(1)K→Na等活泼金属的硝酸盐,热分解生成金属亚硝酸盐和氧气,如:(2)Mg→Cu等较活泼金属的硝酸盐,热分解生成金属氧化物、NO2和O2,如:2NaNO32NaNO2+O2↑;2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑;专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-10-重点梳理精选例题(3)Hg以后不活泼金属的硝酸盐,热分解生成金属单质、NO2和O2,如:2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑。专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-11-重点梳理精选例题Ⅱ.实验探究,在实验的基础上得到相关结论:【实验一】探究Fe(NO3)2热分解固体产物中Fe元素的价态。该小组甲同学将Fe(NO3)2热分解固体产物溶于足量的稀硫酸得到相应两份溶液,进行以下探究实验。(1)提出猜想:猜想一,溶液中只含Fe2+;猜想二,溶液中只含Fe3+;猜想三,溶液中既有Fe2+又有Fe3+。(2)实验操作:①向一份溶液中滴入KSCN溶液;②向另一份溶液中滴入溶液。(3)实验现象:实验①;实验②溶液不褪色。(4)实验结论:猜想二成立,Fe(NO3)2分解的化学方程式是。专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-12-重点梳理精选例题【实验二】探究Fe(NO3)2热分解气体产物的性质。小组乙、丙同学进行了如图所示的实验(收集时操作恰当,几乎没有空气):专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-13-重点梳理精选例题实验步骤:①连接仪器;②检查装置气密性;③取一定质量Fe(NO3)2装于大试管中,并重新连接好仪器;④加热;⑤…(1)乙同学使用Ⅰ装置收集气体,恰好收集到27mL红棕色气体。(2)丙同学取等质量的Fe(NO3)2同样条件下热分解,并使用Ⅱ装置收集气体产物,可收集到mL气体。【实验三】探究固体混合物的组成和特征。小组丁同学取KNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2的混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体,则KNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2的物质的量之比可能是(填字母序号)。A.1∶2∶3B.1∶2∶2C.2∶1∶3D.3∶8∶5专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-14-重点梳理精选例题【答案】【实验一】(2)酸性高锰酸钾(3)溶液呈血红色(4)4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2↑+O2↑【实验二】(2)4【实验三】AB专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2↑+O2↑;-15-重点梳理精选例题【解析】【实验一】(2)检验铁离子用KSCN溶液,观察溶液是否变红;检验亚铁离子可用酸性KMnO4稀溶液,观察KMnO4溶液是否褪色;(3)若猜想二成立,溶液中只含Fe3+,则在溶液中加入KSCN溶液,溶液应变红;向另一份溶液中滴入酸性KMnO4稀溶液,KMnO4溶液颜色无明显变化;(4)猜想二成立,Fe(NO3)2热分解生成氧化铁,二氧化氮和氧气,化学方程式:【实验二】(2)若用排水法收集时,依据4NO2+2H2O+O24HNO3,4NO2~O2可恰好进入溶液中,由4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2↑+O2↑可知,产生NO2和O2的体积比为8∶1,则27mL气体中有24mLNO2和3mLO2,其中12mLNO2和3mLO2恰好反应完全,另外12mLNO2溶于水产生4mLNO,故收集的气体体积为4mL;专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-16-重点梳理精选例题【实验三】根据三个反应2KNO32KNO2↑+O2↑;2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑;4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2↑+O2↑,混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体,说明三个反应中生成的气体物质的量之比n(NO2)∶n(O2)=4∶1,Cu(NO3)2受热分解的气体产物恰好符合物质的量之比n(NO2)∶n(O2)=4∶1,所以其量为任意值,而KNO3和Fe(NO3)2按物质的量比为1∶2混合受热分解的气体恰好符合n(NO2)∶n(O2)=4∶1,故答案为AB。专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-17-重点梳理精选例题跟踪训练1.(2017·全国卷1)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是()专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-18-重点梳理精选例题A.①、②、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液B.管式炉加热前,用试管在④处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气答案解析解析关闭A项,杂质中有水蒸气时应最后除去,故浓硫酸应在③中,A项错误;可燃性气体在受热前应先验纯,B项正确;C项,实验结束后为防止生成的金属W被氧化应在停止加热后继续通一段时间的H2,故C项错误;D项,二氧化锰与浓盐酸反应需要加热,而启普发生器(装置Q)不能受热,故D项错误。答案解析关闭B专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-19-重点梳理精选例题2.工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。(1)该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:假设一:全部为PbCO3;假设二:;假设三:。PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-20-重点梳理精选例题(2)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究。①定性研究:请你完成下表中内容。实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期的实验现象和结论取一定量样品充分干燥,专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-21-重点梳理精选例题②定量研究:取26.7mg的干燥样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如下图所示。某同学由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:。专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-22-重点梳理精选例题【答案】(1)全部为2PbCO3·Pb(OH)2为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物(2)①②同意。若全部为PbCO3时,26.7mg固体完全分解,最终固体质量应为22.3mg(或不同意,实验最终得到固体的质量与全部为PbCO3分解所得固体质量不相等)(本题属于开放性试题,答案合理均可)实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期的实验现象和结论充分加热样品,将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管若无水硫酸铜不变蓝,则假设一成立;若无水硫酸铜变蓝,则假设一不成立专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-23-重点梳理精选例题【解析】(1)根据题中信息,提出另外两种假设。假设二:全部为碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2];假设三:为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物。(2)①因为PbCO3受热分解不产生水,而2PbCO3·Pb(OH)2受热分解产生水,所以可利用此不同设计实验方案。②因为PbCO3PbO+CO2↑,所以可以利用固体加热前后质量的改变量来作出结论。专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一考点二考点一-24-重点梳理精选例题规律小结猜想型实验题的思维流程专题一第1讲物质的分类和变化、化学用语考点一