化学实验设计与探究-2018年高考化学.doc

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1、-【母题来源】2017年高考北京卷【母题题文】某小组在验证反应“Fe+2Ag+＝Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。（1）检验产物①取出少量黑色固体，洗涤后，_______（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。②取上层清液，滴加K3溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_______________。（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是_______

2、____________（用离子方程式表示）。针对两种观点继续实验：①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：序号取样时间/min现象ⅰ3产生大量白色沉淀；溶液呈红色ⅱ30产生白色沉淀；较3min时量少；溶液红色较3min时加深ⅲ120产生白色沉淀；较30min时量少；溶液红色较30min时变浅（资料：Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）②对Fe3+产生的原因作出如下假设：假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；假设b：空气中存在O2，由于

3、________（用离子方程式表示），可产生Fe3+；假设c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；假设d：根据_______现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。实验Ⅱ：装置如图。其中甲溶液是________，操作及现象是________________。---（3）根据实验现象，结合方程

4、式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因：______。【答案】（1）①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀②Fe2+（2）Fe+2Fe3+=3Fe2+②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O加入KSCN溶液后产生白色沉淀③0.05mol·L-1NaNO3溶液FeSO4溶液（或FeCl2溶液）分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深（3）溶液中存在反应：①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag、②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+、③Fe+2Fe3+=3Fe2+，反应开始时，c(Ag+)大，以反应①

5、、②为主，c(Fe3+)增大。约30分钟后，c(Ag+)小，以反应③为主，c(Fe3+)减小。验的干扰，相当于没有Ag+存在的空白实验，考虑其他条件不要变化，可以选用0.05mol·L-1NaNO3溶液。原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能够实现，所以甲池应当注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。假设d成立，则上述原电池中能够产生电流，左侧溶液中生成的Fe3+遇到KSCN时红色会更深。（3）由于加入过量铁粉，溶液中存在反应有①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，反应生成的Fe2+能够被Ag+氧化发生反应②Ag++Fe2+

6、=Ag+Fe3+，生成的Fe3+与过量铁粉发生反应③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反应开始时，c(Ag+)大，以反应①②为主，c(Fe3+)增大。约30分钟后，c(Ag+---)小，以反应③为主，c(Fe3+)减小。【命题意图】该题是一个探究性试题，主要考查部分基础化学反应原理、物质的检验、实验分析、有盐桥的原电池结构、实验设计等知识，考查考生实验理解能力、根据要求进行实验设计的能力和对问题的综合分析能力。【命题方向】化学是一门实验性的，物质的制备、混合物的分离提纯、物质的含量的测定及实验时仪器的选择使用，实验方法的设计与评价的问题，都是化学实验必不

7、可少的。因此掌握一些基本化学基础和仪器的使用方法、实验技巧是非常必要的。该类试题的一般考查为：考查化学实验基础知识、元素及化合物及相关理论知识，还涉及对探究方法的考查；将化学基本理论、探究性实验、定性与定量实验放在一起综合考查学生分析问题、解决问题的能力；结合题目给定的信息，对知识进行迁移应用，解决相关问题。【得分要点】灵活应用控制变量思想方法是解答此类问题的关键，探究实验异常现象成为近几年实验探究命题的热点，突出对实验能力的考查。该题为实验探究题，装置图、流程图很简单，但探究过程较复杂，准确全面获取信息、通过控制变量思想进行逻辑分析是解题的关键，凭

8、感觉做题，不容易准确获取题中信息。该类试题的解题策略为：（1）确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影