8. 学习了元素周期律后，同学们对第四周期过渡元素氧化物产生了浓厚的兴趣。是否只有二氧化锰能催化氯酸钾受热分解？氧化铁、氧化铜、氧化铬等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用？对此他们进行了实验探究。请你根据要求完成下列部分实验报告。

I 课题名称：____________________________________________________________

II实验仪器及试剂：

实验仪器：带铁夹的铁架台、带橡皮塞的导管、量气装置、过滤装置、电子天平、药匙、________、________、________等。

实验试剂：二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾

III 实验步骤：略

IV 实验数据：

V 实验讨论：(1)在氧化物的回收过程中，要进行过滤操作，所用的玻璃仪器是玻璃棒、_________、________(2)实验编号3的实验中KClO₃的分解率为_________%(保留一位小数)

　(3)在用Cr₂O₃ 做研究实验时，发现有刺激性气味的气体产生，同时绿色的混合物变成了橘黄色。该刺激性气体是________(填分子式)，可用________试纸检验。上述异常现象产生的原因是__________________。

VI 实验结论：_____________________________________________________________

[答案]

I探究氧化铁、氧化铜、氧化铬对氯酸钾受热分解反应的催化作用，或二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬催化能力的比较。其他合理也给分 (1分)

II大试管、酒精灯、计时器(或秒表)(3分)；

(1)普通漏斗；烧杯(2分)　　　　　　　　　 (2)40.8 (2分)

(3)Cl₂；湿润的碘化钾淀粉试纸；KClO₃与Cr₂O₃ 发生了氧化还原反应 (3分)

氧化铁、氧化铜、二氧化锰等都可作为KClO₃受热分解的催化剂或氧化铁的催化能力和二氧化锰的催化能力较好。其他合理也给分(1分)

[典例精析]

专题一：化学实验基本操作与仪器

例1.下列仪器：①漏斗　 ②容量瓶　 ③蒸馏烧瓶　 ④天平　 ⑤分液漏斗　 ⑥滴定管　 ⑦燃烧匙，常用于物质分离的是　　　　　　　　　

A.①③④　　　 B.①②⑥　　　 C.①③⑤　　　 D.③④⑦

[解析]①漏斗：用来过滤分离固液混合物；③蒸馏烧瓶：用于液体蒸馏，分离沸点相差较大的液态混合物；⑤分液漏斗：萃取分离互不相溶的液态混合物。

[答案]C

例2. 实验室进行NaCl溶液蒸发时，一般有以下操作过程 ①放置酒精灯 ②固定铁圈位置 ③放上蒸发皿 ④加热搅拌 ⑤停止加热、余热蒸干　 其正确的操作顺序为

A.②③④⑤　　　　　　 B.①②③④⑤　　　　 C.②③①④⑤　　　　 D.②①③④⑤

[解析]本题属实验技能考查，考核溶液蒸发装置的安装，要求考生掌握正确操作顺序。

[答案]B

例3. 在一支25mL的酸式滴定管中盛入0.1mol/L的HCl溶液，其液面恰好在5mL刻度处，若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中，然后以0.1mol/LNaOH溶液进行中和，则所需NaOH溶液的体积是

A.大于20mL　　　　 B.小于20mL　　　　　 C.等于20mL　　　　　 D.等于5mL

[解析]滴定管的刻度是上小下大，且在下端无刻度，再加上一段尖咀部分，同HCl溶液的体积大于25mL-5mL=20mL。

[答案]A

专题二：课本实验的整合与拓展(气体的制备)

例4.按下列实验方法制备气体,合理而又实用的是

　　 A.锌粒与稀硝酸反应制备H₂　　　　　　 B.向饱和氯化钠溶液中滴加稀硫酸制备HCl　　

C.亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO₂　　　 D.大理石与浓硫酸反应制备CO₂

[解析]锌粒与硝酸反应不能制备H₂，只能生成氮的氧化物；HCl气体是固体氯化钠与浓硫酸共热而制取；大理石与浓硫酸反应生成微溶的CaSO₄，CaSO₄覆盖在大理石上，而使反应实际上停止。

[答案]C

例5　 下图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是　 　(填正确选项的标号)

A.铜屑和浓硝酸　　　　　　　　　　 B.二氧化锰和浓盐酸

C.电石和水　　　　　　　　　　　　 D.碳酸钙和稀盐酸

[解析]本题考查常见气体实验室的制取与干燥基础知识的掌握情况。能利用这套装置制得的气体需符合三个条件：固体与液体反应，反应不用加热；气体不与浓硫酸反应，可使用浓硫酸进行干燥；密度大于空气，可用向上排空气集气法收集。此外注意尾气的吸收，而铜屑与浓硝酸反应制取NO₂没有；用碳酸钙与稀盐酸制CO₂反应不需加热，CO₂跟浓硫酸不反应且密度大于空气，可用这套装置。用MnO₂跟浓盐酸反应需加热，电石跟水反应产生的乙炔密度比空气略小，均不符合题意。

[答案]D

例6　 某无色混合气体可能含有CO₂、CO、H₂O(水蒸气)、H₂中的一种或几种，依次进行如下连续处理(假定每步处理均反应完全)：①通过碱石灰时，气体体积变小；②通过赤热的氧化铜时，固体变为红色；③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；④通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊。由此可以确定混合气体中

A.一定含有CO_2.H₂O，至少含有H_2.CO中的一种　　　

B.一定含有H₂O、CO，至少含有CO_2.H₂中的一种

C.一定含有CO、CO₂，至少含有H₂O、H_2.中的一种　

D.一定含有CO、H₂，至少含有H₂O、CO₂中的一种

[解析]本题通过气体反应有关必然性和可能性的推断，着重考查思维的连续性和逻辑性。由①可知，碱石灰吸收的是CO₂或H₂O，或二者的混合物；②中CuO被还原为Cu，还原剂为CO或H₂，或二者的混合物；但由③可知，反应②生成了H₂O，故原混合气体中一定有H₂；由反应④可知，反应②又生成了CO₂，故原混合气体中一定有CO。

[答案]D

专题三：重要的定量、半定量实验专题

例7.(2009年福建卷)某研究性小组借助A-D的仪器装置完成有关实验

[实验一]收集NO气体。

(1)　　　 用装置A收集NO气体，正确的操作上　　　　 (填序号)。

a.从①口进气，用排水法集气　　　　　　　　　 b.从①口进气，用排气法集气

c.从②口进气，用排水法集气　　　　　　　　　 d..从②口进气，用排气法集气

[实验二]为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数和镀层厚度，查询得知锌易溶于碱：Zn+2NaOH=Na₂ZnO₃+H₂↑据此，截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样，剪碎、称得质量为m₁ g。用固体烧碱和水作试剂，拟出下列实验方案并进行相关实验。

方案甲：通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究木目标。

(2)选用B和　　　　　 (填仪器标号)两个装置进行实验。

(3)测得充分反应后生成氢气的体积为VL(标准状况)，=　　　　 。

(4)计算镀层厚度，还需要检索的一个物理量是　　　　　　　 。

(5)若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗，测量结果将(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

方案乙：通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器C做实验，试样经充分反应，滤出不溶物、洗涤、烘干，称得其质量为m₂g 。

(6)　　　　　　 。

方案丙：通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量(其差值即为H₂的质量)实现探究目标。实验同样使用仪器C。

(7)从实验误差角度分析，方案丙　　　　 方案乙(填“优于”、“劣于”或“等同于”)。

[解析]本题考查实验的探究，涉及NO气体的收集，混合物中金属含量的计算等。(1)NO遇空气立即被氧化，故不能用排空气法收集，只能用排水法收集。排水时应用短进长出。(2)方案甲：Zn和Fe中只有Zn可以与NaOH产生气体，通过排水收集气体，依据反应方程式即可算出Zn的质量分数。所以需要的装置有测H₂的体积的D装置。(3)Zn与H₂之间量为1：1，则n(Zn)=V/22.4 mol,w (Zn)=m(Zn)/m₁ = 。(4)有了Zn的质量，如果有密度，则可以求出Zn的体积，再由Zn的截面积，即可求出Zn的高度(厚度)。(5)恒压式分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方，故排气时收集少了，所以用普通漏斗时收集的H₂多一些，则计算出的Zn的量偏大。(6)减少的质量即为Zn的质量。(7)丙方案根据H₂的质量差值，显然误差大，因为产生的H₂质量很小，计算偏差大。

[答案](1)C (2)D　 (3)(或等其他合理答案)(4)金属锌的密度(或其他合理答案)

(5)偏大　　 (6)(或其他合理答案)　 (7)劣于

专题四　 酸碱中和滴定

例8 草酸晶体的组成可用H₂C₂O₄·xH₂O表示，为了测定x值，进行如下实验：

　　 称取Wg草酸晶体，配成100.00mL水溶液

(1)称25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内，加入适量稀H₂SO₄后，用浓度为amol·L^-1的KMnO₄溶液滴定到KMnO₄不再褪色为止，所发生的反应

2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O

试回答：(1)实验中不需要的仪器有(填序号)_____，还缺少的仪器有(填名称)___________________。

a.托盘天平(带砝码，镊子)b.滴定管　 c.100mL量筒　　 d.100mL容量瓶　 e.烧杯

f.漏斗　　 g.锥形瓶　　 h.玻璃棒球　　 i.药匙　　　 j.烧瓶

(2)实验中，标准液KMnO₄溶液应装在________________式滴定管中，因为(3)　　　　　　　　　

若在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，则所测得的x值会__________________________(偏大、偏小、无影响)

(4)在滴定过程中若用amol·L^-1的KMnO₄溶液VmL，则所配制的草酸________________________mol·L^-1，由此可计算x的值是____________。

[解析]该题涉及到气化还原滴定，虽然基于反应原理与中和滴定不同，但实验原理及操作和所用仪器等类似。由于该反应有明显的颜色变化，故可不可用指示剂。

(1)c , f , j

还缺少铁架台(带滴定管夹)，胶头滴管(定容时用)

(2)用酸式滴定管，因KMnO₄溶液有强氧化性，能腐蚀橡皮管。

(3)无影响。因当初所取的待测液的物质的量一定。

(4)　 2KMnO₄ ~　　 5H₂C₂O₄

　　　　 2mol　　　　　　　　 5mol

　　　 aV×10^-3mol　　　　 0.025×Cmol

　　 　H₂C₂O₄·xH₂O　　 ~　　 H₂C₂O₄ ~　 xH₂O

　　　　　　　　　　　　　　 1mol　　　　 18xg

专题五：化学实验方案的设计与评价专题　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

例9.现有一定量含有Na₂O杂质的Na₂O₂试样，请从下列仪器中选择适当的实验装置，设计实验，测定Na₂O₂的纯度(可供选择的反应物有CaCO₃固体、6mol/L盐酸和蒸馏水)

(1)实验方案原理_________

(2)应选择的装置为(填图中仪器编号)_________

(3)所用装置的连接顺序为(填接口的字母，连接的胶管省略)______　

[解析]测定含Na₂O杂质的Na₂O₂的纯度，同学们一般都是从两种物质不同的性质着手。很多同学一看到Na₂O₂想到的就是它可以和CO₂反应生成氧气，何况题目中提供了能生成CO₂的试剂与仪器，然后可以通过测定氧气的体积推算出Na₂O₂的量，最终求算出其纯度。然而这条思路遇到的最大问题就是CO₂也是气体，在通过横放的玻璃管与Na₂O₂反应不可能完全，那么接下去要处理的就是要将未完全反应的CO₂处理掉，才能测氧气的体积，或者通过排水法量氧气体积时溶液必须是能很好吸收CO₂的，这样遇到的问题就比较复杂了，违背了实验设计中的简约原则。其实，不受CO₂这一信息的干扰，有更为简单的方法来测定Na₂O₂的量，即Na₂O₂与水反应。把握了这一基本思路后，这道题目也就迎刃而解了。

[答案](1)2Na₂O₂ +2H₂O→4NaOH + O₂↑　 (2)⑤①④　　　　　 (3)GBAF

例10. 以铜、硝酸、硝酸银、水、空气等为原料，可用多种方法制取Cu(NO₃)₂。

(1)试设计四种制取Cu(NO₃)₂的途径(用化学方程式表示)。

(2)从“绿色化学”角度(环境保护和经济效益)考虑，大量制取Cu(NO₃)₂最宜采用上述哪种方法？说明原因。

[解析]这是一道开放型的实验设计题目，答案是多样化的。从给出的原料和目标产物[Cu(NO₃)₂]来看，基本的思路如下：

完成这一转化的途径很多。

①　　 直接用Cu与HNO₃反应：

② 利用

③ ，

问题(2)实际上是要求从环境保护和经济效益两个角度对上述四种制取Cu(NO₃)₂的方法进行评价。很显然，用Cu和HNO₃直接反应的方法既污染环境(生成NO或NO₂)，又浪费原料(HNO₃的理论利用率分别只有50%和75%)，故不符合要求。用Cu和AgNO₃，反应方法虽然简单，但是成本太高(AgNO₃价格昂贵)，也不符合题目要求。只有最后一种方法既不造成污染，两种基本原料为Cu和HNO₃，又不会有损失，符合“绿色化学”的设计思想。

用烧杯取少量样品，将一颗光亮的铁钉放入烧杯，浸泡一段时间。对可能产生的现象有如下假设：

假设①：有明显现象；

假设②：无明显现象。

(4)基于假设①，结论是铁钉被腐蚀，预期的实验现象是_______________________

　 (5)基于假设②，结论是___________________________________________，请设计实验进一步验证该结论，叙述实验操作：__________________________________。

[答案](1)碱性(2分)　 ClO^－ + H₂O 　HClO + OH^－ (2分)

　 (2)氧化性　 漂白性　 不稳定性　 (任写两个，每空2分)

　 (3)CO₂等酸性气体、光和热　 (2分)

　 (4)铁钉表面出现铁锈(或红褐色固体) (2分)

　 (5)铁钉可能未被腐蚀，也可能被腐蚀但无明显现象 (2分)　　　 用试管取出少量浸泡后的溶液，滴加足量的稀硫酸酸化，再滴加几滴KSCN溶液。

[方法要领](1)科学性的原则：所设计的实验应该符合科学道理，不能凭空捏造。

(2)对照性的原则：要设计一个对照性的实验，要想这个实验更能够说明问题，一定要有正反两个方面的实验。

(3)等量性的原则：所设计的实验中的平行反应，试剂的取用应该是等量的。

(4)单因子的变量原则：对某个实验的影响，会有很多的因素，实验正是要人为控制条件，使众多变量中，只能有一个因素是变量，其余几个是一样的。

7．新制氯水中含有多种粒子,某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质,做了如下实验,请你帮助完成：

(1)HClO不稳定，见光易分解生成HCl和O₂，请设计实验证明有O₂生成。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(2)氯气能使湿润的红色布条褪色。对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能。请你设计实验，得出正确结论。

(3)平衡常数表明了封闭体系的可逆反应在给定的温度下进行的程度，对于同一个类型的反应，平衡常数越大，表明反应进行的程度越大。

H₂CO₃　　　　 + H⁺　　　　　　 K_a1(H₂CO₃)=4.45×10^-7

^－　　　　 +H⁺　　　　　　　 K_a2(HCO₃^－)=5.61×10^－11

HClO　　　　 H⁺+　　　　　　　　 K_a(HClO)=2.95×10^－8

请依据以上电离平衡常数，写出在下列条件下所发生反应的离子方程式：

①将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中；

②氯气和碳酸钠按照1:1的比例恰好反应；

③将过量的氯气通入到少量的碳酸钠溶液中。

　　　　　　　　　　　　　　　　　。

[答案](1)将盛满氯水的无色塑料瓶倒置在水槽中，光照一段时间后，有无色气体生成。(1分)将瓶子倒转过来，用带火星的木条插入瓶口检验气体，若木条复燃，证明HClO分解生成的气体为氧气。

(2)[提出假设]①氯气使布条褪色(1分)②HClO使布条褪色(1分)③盐酸使布条褪色(1分)

[验证假设] ②把红色布条伸入氯水中，红色布条褪色(1分)

③把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色(1分)[得出结论]次氯酸使布条褪色(1分)

(3)①Cl₂+2^－+H₂O==2++(1分)

②Cl₂++H₂O==^－+^－+HClO(1分)

③2Cl₂++H₂O==CO₂↑+2+2HClO(1分)

该消毒液对碳钢制品是否有腐蚀作用？

20. 爱尔兰作家詹姆斯·乔伊斯于1922年出版了长篇小说《尤利西斯》。小说大量运用细节描写和意识流手法构建了一个交错凌乱的时空，语言上形成了一种独特的风格。下列美术作品与小说所反映的时代特征相似的是：

A．《日出•印象》　　　 B．《干草堆》　 C．《鲁昂大教堂》D．《毕加索自画像》