化学实验方案的设计与评价

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1、【例证1】(2011·皖南八校联考)某研究性学习小组在网上收集到如下信息：钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究：【实验】将燃烧的钠迅速伸入到盛满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质。【提出假设】假设1：白色物质是Na2O。假设2：白色物质是Na2CO3。假设3：白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。【设计实验方案验证假设】该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究：【思考与交流】(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是_________________________

2、_____________________。(2)乙同学认为方案2得到的结论正确，白色物质为______。(3)通过方案1和方案2的实验，你认为上述三个假设中，__________成立。你的理由是_______________。(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为____________。(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点，并简述理由：___________________。【解题关键】(1)了解NaOH溶液、Na2CO3溶液都呈碱性；(2)正确判断出白色物质是Na2CO3，黑色颗粒为C。【精讲精析】答案：(1)Na2CO3溶液也显碱性，会使酚酞试液变红(2)N

3、a2CO3(3)假设2方案2中②加酚酞试液无明显现象(4)4Na+3CO22Na2CO3+C(5)不同意，因为反应物中无氢元素点燃====【互动探究】(1)通过钠在CO2气体中燃烧的实验，你认为燃烧的条件是什么?提示：一是要有可燃物存在，二是要有助燃物存在，且助燃物不一定只是O2；三是可燃物必须达到着火点。(2)如何设计实验证明瓶底附着的黑色颗粒是炭？提示：把经洗涤、过滤、干燥的黑色固体放在纯氧气中燃烧，再检验产生的气体。或把经洗涤、过滤、干燥的黑色固体放入烧瓶中，加入适量浓硫酸，加热，黑色固体完全溶解并有一股淡淡的刺激性气味的气体产生。实验室有一瓶密封不严的漂白粉，其中肯定存在CaCl2，请

4、设计实验，探究该固体中可能存在的其他物质。(1)提出合理假设。假设1：该漂白粉未变质，固体中含____________；假设2：该漂白粉全部变质，固体中含__________；假设3：该漂白粉部分变质，既含有Ca(ClO)2，又含有CaCO3。(2)设计实验方案，进行实验。限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1mol/L盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必检验Ca2+和Cl-，表格可以不填满。)【解题关键】(1)漂白粉制取原理；(2)漂白粉在空气中变质的原因。【精讲精析】(1)漂白粉制取原理是：2Ca(OH)2+2Cl2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

5、漂白粉在空气中变质的原因：Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO，2HClO2HCl+O2↑。若该漂白粉未变质，则含有Ca(ClO)2、CaCl2；若该漂白粉全部变质，则只含CaCO3。============(2)检验CaCO3可用盐酸和澄清石灰水，若漂白粉与盐酸反应，产生气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，则含有CaCO3。检验Ca(ClO)2可用品红溶液，若有Ca(ClO)2，则能使品红溶液褪色。答案：(1)Ca(ClO)2、CaCl2CaCO3(2)【互动探究】(1)如何用实验证明漂白粉中的有效成分是Ca(ClO)2而不是CaCl2？提示：漂白粉的主要成分是CaCl2和C

6、a(ClO)2。若将品红溶液只滴入CaCl2溶液，品红溶液不褪色。(2)怎样提高次氯酸盐的漂白效果？提示：向漂白液中加入少量的稀盐酸或加醋酸溶液或通CO2气体或微热等。【例证2】下列能达到实验目的的是A．在容量瓶中加入一定体积的水，再加入浓硫酸准确配制一定物质的量浓度的稀硫酸B．在用稀硫酸和锌粒反应制取氢气时加入少许硫酸铜以加快化学反应速率C．用玻璃棒搅拌漏斗中的液体以加快过滤速度D．在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2,即可得到较纯净的FeCl3溶液【解题关键】(1)掌握一定物质的量浓度溶液的配制、过滤操作等化学实验基本方法；(2)运用化学原理解释一

7、些实验现象和评价实验方法。【精讲精析】选B。【互动探究】(1)如何将FeCl2溶液中的FeCl3杂质除去得到较纯净的FeCl2溶液？提示：加入足量的铁粉，过滤。(2)如何用FeSO4·7H2O晶体配制FeSO4溶液?提示：将FeSO4·7H2O溶解于水并加入少许稀硫酸溶液，同时加入铁粉，以防止Fe2+被氧化。某同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成。为检验