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1、实验探究系列(七)方案评价型实验题【案例分析】(2012·福建高考·25)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如图所示)。(1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是(填序号)。A.往烧瓶中加入MnO2粉末B.加热C.往烧瓶中加入浓盐酸(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出下列实验方案:甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量。丁方案:与足量Zn反应,测量生成的H2体积。继而进行下列判断和实
2、验:①判定甲方案不可行,理由是。②进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。a.量取试样20.00mL,用0.1000mol·L-1NaOH标准溶液滴定,消耗22.00mL,该次滴定测得试样中盐酸浓度为mol·L-1;b.平行滴定后获得实验结果。③判断丙方案的实验结果(填“偏大”“偏小”或“准确”)。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(MnCO3)=2.3×10-11]④进行丁方案实验:装置如图所示(夹持器具已略去)。(ⅰ)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将______转移到中。(ⅱ)反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积,气体体积逐次
3、减小,直至不变。气体体积逐次减小的原因是(排除仪器和实验操作的影响因素)。【审题信息·快速推断】关键信息推断结论信息①制取气体的操作顺序检查气密性→加固体药品→加液体药品→加热信息②甲方案:在用MnO2与浓盐酸反应制取氯气后的残余液中加入AgNO3溶液残余液为MnCl2和盐酸的混合液,其中n(Cl-)>n(H+),加入AgNO3溶液可测出残余液中的c(Cl-),但无法测出盐酸的浓度信息③乙方案运用酸碱中和滴定法测定溶液中H+浓度恰好中和时,n(HCl)=n(NaOH),则c(HCl)×20.00mL=0.1000mol·L-1×22.00mL,所以c(HCl)=0.1100m
4、ol·L-1关键信息推断结论信息④丙方案:加入已知量的CaCO3(过量),测剩余的CaCO3质量。Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(MnCO3)=2.3×10-11因为Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3),所以向HCl和MnCl2的混合液中加入CaCO3,CaCO3除了和盐酸反应外,还有一部分转化为更难溶的MnCO3,而且MnCO3的质量比CaCO3的大,使测得的剩余的CaCO3质量偏大,则测得反应的CaCO3质量偏小,计算出的盐酸浓度也偏小关键信息推断结论信息⑤丁方案通过测定锌与残余液中的盐酸反应产生H2的体积,确定盐酸浓度实验中应准确量取一定体积的残余
5、液,与足量锌反应,实验中为防止盐酸沾在管壁上而损失,应把锌加入残余液中信息⑥丁方案中反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积,气体体积逐次减小,直至不变锌和盐酸反应放热,所得的气体温度高,反应完毕,随着时间的延长,气体的温度逐渐下降,气体体积减小【规范答案·警示失误】(1)A、C、B(2)①残余清液中,n(Cl-)>n(H+)(或其他合理答案)②0.1100错答:“0.11”。错因:没有注意实验中有效数字的保留。③偏小错答:“偏大”。错因:没有认真理解题中所提供的Ksp的作用,认为CaCO3与盐酸反应时部分转化为Ca(HCO3)2而溶解,导致溶解的CaCO3质量增加。④(ⅰ)锌粒
6、残余清液(ⅱ)装置内气体尚未冷却错答:“随着反应的进行,盐酸的浓度减小”。错因:忽视关键词“反应完毕”,认为在反应过程中,随反应的进行,相同时间内产生的H2体积减小。得分要点:解答本题时要注意以下3点:①说明残余液为MnCl2和HCl的混合液,则c(Cl-)≠c(H+),加AgNO3溶液只能测得c(Cl-)。②根据Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3),考虑到CaCO3转化成MnCO3的反应,得出剩余固体中含有MnCO3。③指出反应放热,气体温度升高。【类题试解】(2013·吉安模拟)某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体[FeSO4·7H2O
7、]和胆矾晶体[CuSO4·5H2O],以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:回答下列问题:(1)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式。(2)由滤液A制AlCl3溶液的途径有①和②两种,你认为合理的是。上述实验方案多处采用了过滤操作,过滤所用到的玻璃仪器有、和玻璃棒;其中玻璃棒的作用是。(3)用滤渣F通过两种途径制取胆矾,与途径③相比,途径④明显具有的两个优点是、。(4)通过途径④制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:加硫酸、加热通氧气、过滤、、冷却结晶、、自然干燥。其中“加热通入氧气”所起的作用为_____
