以元素化合物性質(zhì)為載體的探究性實(shí)驗(yàn)題的解答策略

湖北 寧 鵬

以元素化合物性質(zhì)為載體的探究性實(shí)驗(yàn)題的解答策略

探究性實(shí)驗(yàn)題是近年來(lái)高考命題的熱點(diǎn)題型，其中以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以元素化合物性質(zhì)為載體，考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)是其命題的重點(diǎn)和落腳點(diǎn)。探究性實(shí)驗(yàn)題設(shè)置的情境新穎、取材廣泛、考查靈活，具有探究性、開放性及靈活性等特點(diǎn)，此類題能很好地考查學(xué)生分析問題、解決問題和創(chuàng)新思維的能力，在高考中具有很好的選拔功能，同時(shí)，這樣的探究性實(shí)驗(yàn)題也是學(xué)生感到最為棘手和最難得分的大題之一。本文對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)題型的解答策略進(jìn)行梳理，并結(jié)合考綱，以近幾年的有關(guān)高考題為例具體分析，希望在高考復(fù)習(xí)備考中，能幫助考生將元素化合物性質(zhì)和探究性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，提高考生的分析能力、設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)探究能力，突破高考化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)題。

題型一：物質(zhì)性質(zhì)驗(yàn)證類探究性實(shí)驗(yàn)題的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

此類題一般的解答策略為：分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)→推測(cè)可能具有的性質(zhì)→推測(cè)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(方法、步驟、藥品的選擇、儀器的選擇和連接、現(xiàn)象、分析、結(jié)論)→實(shí)施實(shí)驗(yàn)→分析得出結(jié)論。此類題型主要有兩種：一種是條件限制型的，即對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)試劑、檢驗(yàn)方法做了限定，應(yīng)根據(jù)命題人的思路進(jìn)行探究并作答。作為應(yīng)試題目，限制型的題目是考查的重點(diǎn)；另一種是開放型的，能達(dá)到驗(yàn)證目的的實(shí)驗(yàn)方案均可。解決限制型的試題首先要根據(jù)題設(shè)條件綜合分析實(shí)驗(yàn)的目的和原理，弄清解題思路，再具體作答，切忌自己主觀臆斷。其次要注意驗(yàn)證某性質(zhì)一般應(yīng)通過某個(gè)具體化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)達(dá)到驗(yàn)證目的，因此做這類題目時(shí)要排除其他干擾因素對(duì)驗(yàn)證的影響。

【例1】(2015新課標(biāo)Ⅰ，26)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}：

(1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是________________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有___________ 。裝置B的主要作用是___________。

(2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B、___________ 。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是___________ 。

②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是___________。

(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：

①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)___________ 。

②草酸為二元酸___________ 。

【解析】(1)結(jié)合題中信息“草酸晶體受熱脫水、升華，170℃以上分解”，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖和氧化還原反應(yīng)有關(guān)知識(shí)可推知，草酸晶體受熱分解產(chǎn)物為CO2、CO、H2O； 草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，草酸易揮發(fā)，導(dǎo)致生成的氣體中含有草酸，草酸和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的草酸鈣而干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止干擾二氧化碳的檢驗(yàn)。(2)由裝置A、B出來(lái)的氣體含有CO2、CO，容易想到用灼熱CuO(或Fe2O3)來(lái)氧化CO，進(jìn)而檢驗(yàn)其產(chǎn)物CO2，但要注意到原產(chǎn)物中有CO2，故要設(shè)計(jì)除去CO2和驗(yàn)證CO2除盡的環(huán)節(jié)。最終確認(rèn)連接順序F(除CO2)、D(驗(yàn)證CO2被除盡)、G(干燥)、H(氧化CO)、D(通過驗(yàn)證CO2來(lái)證明CO的存在)、I(尾氣處理，CO有毒)；H中要裝CuO(或Fe2O3)。(3)①利用強(qiáng)酸制取弱酸原理進(jìn)行驗(yàn)證。 ②利用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液進(jìn)行驗(yàn)證。

【答案】(1)有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁 CO2冷凝(水蒸氣、草酸等)，避免草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(yàn) (2)①F、D、G、H、D、I CuO(或Fe2O3) ②H中的黑色粉末變?yōu)榧t色(或紅棕色粉末變?yōu)楹谏?，其后的D中澄清的石灰水變渾濁 (3)①向盛有少量NaHCO3溶液的試管中滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生 ②用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量是草酸的兩倍

【點(diǎn)評(píng)】本題以草酸的性質(zhì)為載體考查CO、CO2的性質(zhì)驗(yàn)證、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，難度中等?？疾榕c考綱中“了解常用儀器的用途和使用方法，能對(duì)常見物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)試題要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案”的要求是吻合的。

題型二：物質(zhì)性質(zhì)探究類實(shí)驗(yàn)題的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)

此類題一般的解答策略為：根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)→提出問題和猜想→推測(cè)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(方法、步驟、藥品的選擇、儀器的選擇和連接、現(xiàn)象、分析、結(jié)論)→觀察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象→得出結(jié)論。在探究過程中往往利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照和比較，從而探究和揭示某種規(guī)律，解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機(jī)理。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)時(shí)，一定要注意思維的嚴(yán)密性，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)試劑的選擇和實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)控。

【例2】(2013四川，9)為了探究AgNO3的氧化性和熱穩(wěn)定性，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。

Ⅰ．AgNO3的氧化性

將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中，一段時(shí)間后將鐵絲取出。為檢驗(yàn)溶液中Fe的氧化產(chǎn)物，將溶液中的Ag+除盡后，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。可選用的試劑：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。

(1)請(qǐng)完成下表：

操作現(xiàn)象結(jié)論取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入KSCN溶液,振蕩① 存在Fe3+取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入② ,振蕩③ 存在Fe2+

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】Fe的氧化產(chǎn)物為Fe2+和Fe3+

Ⅱ．AgNO3的熱穩(wěn)定性

用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置A加熱AgNO3固體，產(chǎn)生紅棕色氣體，在裝置D中收集到無(wú)色氣體。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，試管中殘留固體為黑色。

(2)裝置B的作用是___________。

(3)經(jīng)小組討論并驗(yàn)證該無(wú)色氣體為O2，其驗(yàn)證方法是___________。

(4)【查閱資料】Ag2O和粉末狀的Ag均為黑色；Ag2O可溶于氨水。

【提出假設(shè)】試管中殘留的黑色固體可能是：?。瓵g；ⅱ．Ag2O；ⅲ．Ag和Ag2O

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】該小組為驗(yàn)證上述設(shè)想，分別取少量黑色固體放入試管中，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)操作現(xiàn)象a加入足量氨水,振蕩黑色固體不溶解b加入足量稀硝酸,振蕩黑色固體溶解,并有氣體產(chǎn)生

【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，不能確定固體產(chǎn)物成分的實(shí)驗(yàn)是___________ (填實(shí)驗(yàn)編號(hào))。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該小組得出的AgNO3固體熱分解的產(chǎn)物有___________ 。

【解析】Ⅰ．(1)略。Ⅱ．(2)略。(3)略。(4)已知條件中Ag2O可溶于氨水，因此實(shí)驗(yàn)a加入足量氨水，黑色固體不溶解，說(shuō)明黑色固體為Ag單質(zhì)；而實(shí)驗(yàn)b中加入足量稀硝酸，由于兩種固體均能夠溶于稀硝酸，因此固體溶解并產(chǎn)生氣體的現(xiàn)象只能說(shuō)明含有Ag單質(zhì)，但不能確定是否含有Ag2O，因此不能確定固體成分的實(shí)驗(yàn)是b。由上述幾種實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得硝酸銀受熱分解的產(chǎn)物為Ag、NO2、O2。

【答案】 (1)①溶液呈紅色 ②K3[Fe(CN)6]溶液 ③產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 (2)防倒吸 (3)用帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，木條復(fù)燃，證明無(wú)色氣體為O2(4)① b ②Ag、NO2、O2

【點(diǎn)評(píng)】考綱中要求“掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作，了解實(shí)驗(yàn)室一般事故的預(yù)防和處理方法；能對(duì)常見的物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)；能根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題要求，設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案，分析得出合理結(jié)論”，本題以AgNO3的氧化性和熱穩(wěn)定性為載體考查了Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)、Ag和Ag2O的性質(zhì)、裝置的作用、實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí)，意在考查考生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作能力、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力、提取信息分析問題和解決問題的能力，難度中等。

題型三：物質(zhì)制備探究類實(shí)驗(yàn)題的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和改進(jìn)

物質(zhì)制備探究類實(shí)驗(yàn)，從左到右，一般會(huì)出現(xiàn)下列幾部分裝置：氣體(物質(zhì))制備裝置→除雜凈化裝置→干燥裝置→收集或性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置→吸收或尾氣處理裝置。遇到具體實(shí)驗(yàn)問題時(shí)，只要對(duì)照上述裝置路線進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∩?，即可達(dá)到目的。制備實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)裝置除了上面這幾部分基本裝置外，為了使實(shí)驗(yàn)更加科學(xué)、合理、完美，經(jīng)常出現(xiàn)改進(jìn)、優(yōu)化類裝置，如防倒吸裝置、平衡壓強(qiáng)裝置、不同氣體充分混合裝置、冷凝回流裝置等。當(dāng)題中給出裝置時(shí)，可以對(duì)照上述順序把整套裝置劃分為幾個(gè)模塊，便于理清思路。當(dāng)需要自己設(shè)計(jì)制備裝置時(shí)，可以把它作為路線圖，便于設(shè)計(jì)最佳的制備方案。最后結(jié)合物質(zhì)制備原理和有關(guān)元素化合物知識(shí)進(jìn)行解答即可。

【例3】(2014四川，9)硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)。

Ⅰ．[查閱資料]

(1)Na2S2O3·5H2O是無(wú)色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl2溶液混合無(wú)沉淀生成。

(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得產(chǎn)品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。

(3)Na2SO3易被氧化；BaSO3難溶于水，可溶于稀HCl。

Ⅱ．[制備產(chǎn)品]

實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(省略?shī)A持裝置)：

實(shí)驗(yàn)步驟：

(1)檢查裝置氣密性，按圖示加入試劑。儀器a的名稱是___________ ；E中的試劑是___________ (選填下列字母編號(hào))。

A.稀H2SO4B．NaOH溶液 C．飽和NaHSO3溶液

(2)先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中燒瓶滴加濃H2SO4。

(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，結(jié)束反應(yīng)。過濾C中混合物，濾液經(jīng)___________ (填寫操作名稱)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥、得到產(chǎn)品。

Ⅲ．[探究與反思]

(1)為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4，該小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)將方案補(bǔ)充完整。(所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸餾水中選擇)

取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，___________ ，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4。

(2)為減少裝置C中生成的Na2SO4的量，在不改變?cè)醒b置的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟(2)進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的操作是___________ 。

(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度隨溫度升高顯著增大，所得產(chǎn)品通過___________ 方法提純。

【解析】Ⅱ．略。Ⅲ．(1)由Ⅰ中的資料知生成的白色沉淀為BaSO3和BaSO4，BaSO4難溶于稀HCl，BaSO3可溶于稀HCl。(2)由于亞硫酸鹽易被氧化，故裝置中的O2能氧化Na2SO3，為減少C中生成Na2SO4的量，應(yīng)先將裝置中空氣排盡，可先用A裝置中生成的SO2將裝置中空氣排盡。(3)略。

【答案】 Ⅱ．(1)分液漏斗 B (3)蒸發(fā)

Ⅲ． (1)過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl (2)先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液 (3)重結(jié)晶

【點(diǎn)評(píng)】本題以制備硫代硫酸鈉晶體為載體考查了物質(zhì)的制備、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、物質(zhì)的檢驗(yàn)和提純、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和改進(jìn)，均為考綱所要求的?？疾榱藢W(xué)生應(yīng)用元素化合物知識(shí)分析問題和解決問題的能力，特別考查了學(xué)生科學(xué)、規(guī)范的語(yǔ)言表達(dá)能力，難度中等。

題型四：化學(xué)反應(yīng)原理探究類實(shí)驗(yàn)題的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)

化學(xué)反應(yīng)原理探究類實(shí)驗(yàn)題是對(duì)未知的化學(xué)規(guī)律或?qū)嶒?yàn)發(fā)生的反應(yīng)原理進(jìn)行探究。試題一般會(huì)以化學(xué)反應(yīng)裝置圖、圖表或?qū)φ諏?shí)驗(yàn)等形式，提供實(shí)驗(yàn)探究的過程及結(jié)果，讓考生結(jié)合實(shí)驗(yàn)的過程分析實(shí)驗(yàn)發(fā)生的原因。這類問題常以基本的化學(xué)反應(yīng)原理(如氧化還原反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡問題)作為切入點(diǎn)進(jìn)行情境設(shè)計(jì)，常用變量法、規(guī)律法探究。其中，有關(guān)方案的設(shè)計(jì)要保證：首先，原理要具有科學(xué)性，不能憑空捏造；其次，要有對(duì)照性，考慮到各種因素可能對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響所以要控制變量，只能有一個(gè)因素是變量，其余幾個(gè)是一樣的；最后，實(shí)驗(yàn)裝置要簡(jiǎn)易，操作必須安全可行，效果要明顯。解答時(shí)注意根據(jù)元素化合物的反應(yīng)原理和反應(yīng)現(xiàn)象做出正確判斷和解答。

【例4】(2015福建，25節(jié)選)某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進(jìn)行有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一 制取氯酸鉀和氯水

利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1)制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取出B中試管冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。該實(shí)驗(yàn)操作過程需要的玻璃儀器有___________ 。

(2)若對(duì)調(diào)B和C裝置的位置，___________ (填“能”或 “不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。

實(shí)驗(yàn)二 氯酸鉀與碘化鉀反應(yīng)的探究

(3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn)研究反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響，其中系列a實(shí)驗(yàn)的記錄表如下(實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行)：

試管編號(hào)12340.20mol·L-1KI/mL1.01.01.01.0KClO3(s)/g0.100.100.100.106.0mol·L-1H2SO4/mL03.06.09.0蒸餾水/mL9.06.03.00實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

①系列a實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀__________。

②設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是___________。

③若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色；假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，則此反應(yīng)的離子方程式為___________。

【解析】(1)略。(2)Cl2在水中的溶解度不大，對(duì)調(diào)B和C，可以除去Cl2中的HCl。(3)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，KI、KClO3的物質(zhì)的量不變，改變的只有硫酸的體積和水的多少，二者的體積和相等，可見研究的目的就是研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響；②設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是硫酸溶液沒有加入，濃度是0，對(duì)照實(shí)驗(yàn)，比較影響。③由題意知反應(yīng)生成了I2和KCl，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該反應(yīng)的離子方程式。

【點(diǎn)評(píng)】本題以制取氯酸鉀和氯水為載體考查了儀器的選擇、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和化學(xué)反應(yīng)原理的探究，是對(duì)考綱中“化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用”的考查，難度較大。

題型五：猜想判斷類探究實(shí)驗(yàn)題的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)

這類題一般由兩部分組成，一部分是提出若干假設(shè)(猜想部分)，另一部分是對(duì)其中的某種假設(shè)做出驗(yàn)證(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)部分)。這類題集基本儀器的使用、物質(zhì)的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等于一身，綜合考查考生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。解決這類問題需要明確科學(xué)探究的一般步驟：主要有“提出問題→猜想假設(shè)→科學(xué)探究→得出結(jié)論”4個(gè)步驟，一般情況下提出問題主要由試題本身在題干中提出，而“猜想假設(shè)→科學(xué)探究→得出結(jié)論”3個(gè)步驟是學(xué)生作答的關(guān)鍵所在。

【例5】(2015安徽，28)某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.1 mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀，為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2，該小組提出了如下假設(shè)：

假設(shè)二：溶液中溶解的O2

(1)驗(yàn)證假設(shè)一

該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了假設(shè)一，請(qǐng)?jiān)谙卤砜瞻滋幪顚懴嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)1:在盛有不含O2的25mL0.1mol·L-1BaCl2溶液的燒杯中,緩慢通入純凈的SO2氣體 實(shí)驗(yàn)2:在盛有不含O2的25mL0.1mol·L-1Ba(NO3)2溶液的燒杯中,緩慢通入純凈的SO2氣體 假設(shè)一成立

(2)為深入研究該反應(yīng)，該小組還測(cè)得上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中溶液pH隨通入SO2體積的變化曲線如下圖。

實(shí)驗(yàn)1中溶液pH變小的原因是________________；V1時(shí)，實(shí)驗(yàn)2中溶液pH小于實(shí)驗(yàn)1的原因是________(用離子方程式表示)。

(3)驗(yàn)證假設(shè)二

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)二，寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)

(4)若假設(shè)二成立，請(qǐng)預(yù)測(cè)：在相同條件下，分別用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液體積變化忽略不計(jì))，充分反應(yīng)后兩溶液的pH前者_(dá)__________ (填“大于”或“小于”)后者，理由是___________。

【點(diǎn)評(píng)】本題以一定條件下SO2與BaCl2的反應(yīng)為載體，利用氧化還原反應(yīng)原理考查探究性實(shí)驗(yàn)，考查考生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題的能力以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，也是對(duì)考綱中“化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用”的考查，屬于開放性、綜合性很強(qiáng)的探究性實(shí)驗(yàn)題，要求考生具有規(guī)范的語(yǔ)言表達(dá)能力，難度很大。

題型六：定量分析探究類實(shí)驗(yàn)題的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)

定量分析探究類的核心是“定量”，因而實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞定什么量、如何定量、如何精確定量等一系列問題設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單定量實(shí)驗(yàn)方案。高中定量實(shí)驗(yàn)一般有滴定法、沉淀法、測(cè)氣體體積或質(zhì)量法等。其中滴定法是高考考查的重點(diǎn)，即利用滴定原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定或和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。定量探究實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是對(duì)數(shù)據(jù)的分析和篩選處理。

【例6】(2014新課標(biāo)Ⅱ，28節(jié)選)某小組以COCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X。為確定其組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

①氨的測(cè)定：精確稱取wg X，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1mol·L-1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl，到終點(diǎn)時(shí)消耗V2mL NaOH溶液。