高考化学复习年考点化学实验方案的设计与评价

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考点20 化学实验方案的设计与评价。

一、非选择题。

1.(2012·江苏高考·16)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含no、no2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的ca(no2)2,其部分工艺流程如下：

1)一定条件下，no 与no2存在下列反应：no(g)+no2(g)n2o3(g),其平衡常数表达式为k= 。

2)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目是。

滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。

3)该工艺需控制no 和no2物质的量之比接近1∶1。若n(no)∶n(no2)>1∶1,则会导致 ;若n(no)∶n(no2)<1∶1,则会导致。

4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中ca(no2)2会发生分解，产物之一是no,其反应的离子方程式。

解题指南】解答本题时应依据所给流程结合氮氧化物的性质和有关化学原理分析整个过程中发生的化学反应和有关操作。

解析】(1)根据反应方程式，书写有关平衡常数表达式；

2)逆流有利于气体的吸收，滤渣应为没有溶解的物质，结合流程中涉及的相关物质可知滤渣主要成分为氢氧化钙；

3)根据化合价，一氧化氮和二氧化氮物质的量之比为1∶1,刚好转化为 ca(no2)2;当一氧化氮多时，一氧化氮将过剩；当二氧化氮多时，将会有**氮氧化物生成；

4)ca(no2)2转化为 no,氮化合价降低，其他产物中定有元素化合价升高，结合质量守恒、电荷守恒和电子守恒书写反应式，注意酸性条件。

答案：(1)

2)使尾气中的no、no2被充分吸收ca(oh)2

3)排放气体中no含量升高产品ca(no2)2中ca(no3)2含量升高。

4)3no2-+2h+no3-+2no↑+h2o

2.(2012·江苏高考·19)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(cu、zn总含量约为99%)**cu 并制备zno 的部分实验过程如下：

1)①铜帽溶解时加入h2o2的目的是用化学方程式表示)。

铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的h2o2除去。除去h2o2的简便方法是。

2)为确定加入锌灰(主要成分为zn、zno,杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去h2o2后溶液中cu2+的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有cu2+的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液ph=3～4,加入过量的ki,用na2s2o3标准溶液滴定至终点。

上述过程中反应的离子方程式如下：

2cu2++4i-2cui(白色)↓+i2

2s2o32-+i22i-+s4o62-

滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为。

若滴定前溶液中的h2o2没有除尽，所测定的cu2+含量将会 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

3)已知ph>11 时zn(oh)2能溶于naoh 溶液生成[zn(oh)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的ph(开始沉淀的ph 按金属离子浓度为1.0 mol·l-1计算)。

实验中可选用的试剂：30%h2o.0 mol·l-1hno.0 mol·l-1naoh。由除去铜的滤液制备zno 的实验步骤依次为。

过滤；④ 过滤、洗涤、干燥；⑥900 ℃煅烧。

解题指南】可按以下思路解答本题：

解析】(1)①结合第(1)问要求将铜帽溶解可知其目的是将铜溶解；②双氧水受热易分解；

2)①淀粉遇碘显蓝色；

若双氧水没除尽，铜离子与双氧水均能氧化碘离子产生碘，碘与硫代硫酸钠反应，导致硫代硫酸钠用量增大，所测铜离子含量将会偏高；

3)结合给出离子沉淀的ph和实验步骤，应先用双氧水将fe2+氧化为fe3+,使fe3+完全转化为沉淀，过滤除去后，继续调节ph使zn2+转化为氢氧化锌，再过滤、洗涤、干燥、煅烧得氧化锌。

答案：(1)①cu+h2o2+h2so4cuso4+2h2o

加热(至沸)

2)①淀粉溶液蓝色褪去 ②偏高。

3)①向滤液中加入适量30% h2o2,使其充分反应。

滴加1.0 mol·l-1 naoh,调节溶液ph约为5(或3.2≤ph<5.9),使fe3+沉淀完全。

向滤液中滴加1.0 mol·l-1 naoh,调节溶液ph约为10(或8.9≤ph≤11),使zn2+沉淀完全。

3.(2012·安徽高考·27)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含so2的质量计)。某研究小组设计了如下两种实验流程：

1)气体a的主要成分是。为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入 ;通入n2的目的是。

2)写出甲方案第①步反应的离子方程式。

3)甲方案第②步滴定前，滴定管需用naoh标准溶液润洗，其操作方法是。

4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

5)若取样品w g,按乙方案测得消耗0.010 00 mol·l-1 i2溶液v ml,则1 kg样品中含so2的质量是 g(用含w、v的代数式表示)。

解题指南】解答本题时要注意从实验目的出发去分析实验原理。样品与足量稀硫酸反应生成so2气体，甲方案是利用h2o2将其氧化成硫酸，然后再用酸碱中和滴定法测定。乙方案利用碱液将so2变为so32-,再用氧化还原滴定法测定。

只有明确实验原理才能准确答题。

解析】(1)亚硫酸盐与稀硫酸反应生成气体so2。为防止液体加热时暴沸，一般可加入碎瓷片。因定量实验需考虑减小实验操作误差，通入n2可将生成的so2全部赶出，保证被吸收液全部吸收。

2)so2具有还原性，可被氧化剂h2o2所氧化，反应的离子方程式为so2+h2o22h++so42-。

3)考查化学实验的基本操作，用标准液润洗滴定管时，务必注意最后将润洗液从滴定管下端放出，而不是从上口倒出。

4)用盐酸代替稀硫酸，生成的so2气体中混有少量***，因so2用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性，因此混合气体中含有***，对实验结果无影响。

5)反应为h2o+ so32-+i2so42-+2i-+2h+,根据硫原子守恒及化学方程式可得。

n(so2)=n(so32-)=n(i2)=0.010 00 mol·l-1×v×10-3 l=v×10-5 mol,因此1 kg样品中含so2的质量为：

答案：(1)so2 碎瓷片(或沸石) 将生成的so2全部赶出。

2)so2+h2o22h++so42

3)滴定管用蒸馏水洗涤干净后，加入少量naoh标准溶液，将滴定管横放，轻轻转动，均匀润洗滴定管内壁，然后将润洗液从下端尖嘴处放出，重复操作2次～3次。

4)无影响。

4.(2012·安徽高考·28)工业上从废铅蓄电池的铅膏**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：pbso4(s)+co32-(aq)pbco3(s)+so42-(aq)。

某课题组用pbso4为原料模拟该过程，**上述反应的实验条件及固体产物的成分。

1)上述反应的平衡常数表达式：k

2)室温时，向两份相同的pbso4样品中分别加入同体积、同浓度的na2co3和nahco3溶液均可实现上述转化。在溶液中pbso4转化率较大，理由是。

3)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。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。

4)为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。

定性研究：请你完成下表中内容。

定量研究：取26.7 mg的干燥样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如下图。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。

解题指南】本题的难点是第(4)小题实验方案的设计，解答时要充分注意题目信息的提示，“2pbco3·pb(oh)2和pbco3受热都易分解生成pbo”,“取一定量样品充分干燥”这些信息都指向了运用二者加热分解产物不同的方法进行实验设计。

解析】(1)根据反应方程式容易写出反应的平衡常数表达式：k=。

2)hco3-难电离，相同浓度时，na2co3溶液中co32-浓度远大于nahco3溶液中co32-的浓度，co32-浓度越大，越有利于pbso4的转化。

3)根据信息及假设一，不难得出假设二和假设三分别为全部为2pbco3·pb(oh)2、pbco3与2pbco3·pb(oh)2的混合物。

4)①从题目信息可知“2pbco3·pb(oh)2和pbco3受热都易分解生成pbo”,并且前者分解有水生成，而后者没有，再联系实验步骤开始的第一句话，不难推出用验证加热分解后是否有二氧化碳和水生成的方法设计实验方案。

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