高考化学——探究化学实验方案

高考化学——探究化学实验方案

【高考预测】

(★★★)掌握有关实验方案的设计。

锁定高考

1.(2014北京)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值:)

(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是_______。

(2)I中,Fe2+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应的方程式__________________________。

(3)由II推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有_____性。

(4)II中虽未检测出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:

① NaCl溶液的浓度是________mol/L。

② IV中检测Cl2的实验方法:____________________。

③ 与II对比,得出的结论(写出两点):___________________。

【答案】(1)溶液变为红色

(2)2Cl--2e-=Cl2↑;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;

(3)还原

(4)① 0.2

② 取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝

③ 通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立;通过控制电压,验证了Fe2+先于Cl-放电

【命题意图】本题以电解过程中电压控制与产物的关系考查学生的实验能力和实验方法,本题展示了一个完整的实验探究过程,即根据已有的现象和结论,分析问题→提出假设→设计实验→对比讨论→形成结论,很好地把学生对探究过程的理解展示出来了,要求学生在解答时熟练掌握铁离子的检验、电解原理、氯气的检验等知识,题目落点较低。

夯实基础

对实验方案的探究,首先要明确实验目的和要求,然后结合问题运用有关化学知识和实验技能对实验的仪器、步骤、方法进行逐步的分析研究。其中,有关方案的设计要特别明确:首先原理要具有科学性,不能凭空捏造。最后实验装置要简易,操作必须安全可行,效果要明显。

典例1Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后,产生蓝色沉淀,请你推测可能有哪些产物?并设计试验来验证。

提示] 经查资料得知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水。

假设一:Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后直接发生沉淀反应,生成CuCO3沉淀。

假设二:Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后发生双水解反应,生成Cu(OH)2沉淀。

假设三: Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后既发生沉淀反应,又发生双水解反应,生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀的混合物。

【答案】

方案一:向洗涤干净并低温烘干的沉淀中加入盐酸,证明生成物中含CuCO3,另取沉淀加热灼烧,检验生成的水,证明生成物中含Cu(OH)2。

方案二:将洗涤干净并低温烘干的沉淀直接加热灼烧,将生成的气体依次通过无水硫酸铜、澄清石灰水,检验生成的水或二氧化碳,证明生成物中含Cu(OH)2或CuCO3或两者兼有。

典例2铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。实验室现有下列试剂:0.01 mol/L酸性KMnO4溶液、0.1 mol/L KI溶液、3%H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。

【提出猜想】

Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种;

Ⅱ.所得气体中可能含有________中的一种或两种。

【实验探究】

【问题讨论】

有同学提出,若另外选用KSCN溶液,则仅利用KSCN和H2O2两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究,判断该方法是否正确并进行评价:_____________________________

【答案】【提出猜想】Ⅱ.SO2、H2

溶液紫红色褪去 含有Fe2+(或溶液紫红色不褪去,不含Fe2+)

另取少量所得溶液,滴加KI­淀粉溶液 溶液变为蓝色

甲中KMnO4溶液褪色,乙中KMnO4溶液颜色不变,试管中收集到气体

【问题讨论】 不正确,若溶液中含有Fe3+,则无法检验溶液中是否含有Fe2+

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