第42讲化学实验方案的

设计与评价

1．化学实验方案设计的五项基本原则

2．化学实验方案设计的基本思路

根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的装置，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。

3．化学实验方案的设计步骤

(1)明确目的，弄清原理

(2)选择实验用品

(3)实施实验操作——注意严谨性、逻辑性、规范性、安全性

(4)记录实验现象、数据——全面而准确

(5)分析、归纳得出结论

4．化学实验方案设计的注意事项

(1)实验操作顺序

装置选择与连接→气密性检查→加固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。

(2)加热操作先后顺序的选择

若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。目的是：①防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序则相反。

(3)实验中试剂或产物防止变质或损失

(4)选用仪器及连接顺序

(5)仪器药品的准确描述

①实验中所用试剂名称：如无水硫酸铜(CuSO4)，硫酸铜溶液，酸性高锰酸钾溶液，澄清石灰水，饱和碳酸氢钠溶液等。

②仪器名称：如坩埚、研钵、100 mL容量瓶等。

1．某化学活动小组设计如图所示(部分夹持装置已略去)实验装置，以探究潮湿的Cl2与干燥Na2CO3反应得到的固体物质。

(1)已知：通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种，且含有NaHCO3，现对C中成分进行猜想和探究。

①提出合理假设。

假设一：存在两种成分，即NaHCO3和__NaCl__；

假设二：存在三种成分，即NaHCO3和__NaCl__、__Na2CO3__。

②设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。

限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。

2为__2Cl 2＋H 2O ＋2Na 2CO 3===2NaHCO 3＋2NaCl ＋Cl 2O__。

解析 (1)①在装置C 中通入一定量的氯气后，测得D 中只有一种常温下为黄红色的气体(含氯氧化物)。C 中含氯元素的盐只有一种，且含有NaHCO 3。假设存在两种成分，为NaHCO 3和NaCl ；假设存在三种成分，应还有未完全反应的Na 2CO 3，即NaHCO 3、NaCl 和Na 2CO 3。②步骤2中向A 试管中滴加适量BaCl 2溶液，检验产物中是否有Na 2CO 3。步骤3应是检验氯离子，应向B 试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO 3溶液，若溶液变浑浊，则证明固体中含有NaCl 。(2)C 中有0.1 mol Cl

2参加反应，装置

C 中通入一定量的氯气后，测得

D 中只有一种常温下为黄红色的气体，若假设一成立，反应为Cl 2＋Na 2CO 3―→NaHCO 3＋NaCl ＋X ，依据氧化还原反应中得失电子守恒计算判断氯元素化合价为＋1价，进而可推知C 中反应生成的含氯氧化物为Cl 2O ；反应的化学方程式为2Cl 2＋H 2O ＋2Na 2CO 3===2NaHCO 3＋2NaCl ＋Cl 2O 。

综合实验设计题的解题思路

1．巧审题，明确实验的目的和原理。实验原理遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。

2

．想过程，理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法和步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。

3．看准图，分析各项实验装置的作用。认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。

4．细分析，得出正确的实验结论。在分析实验现象(或数据)的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等。

[例1]某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。

实验 测定饱和氯水中氯元素的总量

(1)该小组设计的实验方案：使用如图装置，加热15.0 mL 饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是__因存在Cl 2的重新溶解、HClO 分解等，此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案)__(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)。

(2)根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：__量取一定量的试样，加入足量的H2O2溶液，加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，称量沉淀质量(或其他合理答案)__。

资料：ⅰ.次氯酸会破坏酸碱指示剂；

ⅱ.次氯酸或氯气可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl－。

解析(2)为测定饱和氯水中氯元素的含量，依据原子守恒，结合资料ⅱ可知，可用足量的H2O2溶液将一定量的氯水中的氯气、次氯酸还原为Cl－，然后再加入足量AgNO3溶液，然后对生成的沉淀(AgCl)进行过滤、洗涤、干燥、称重，计算得到氯离子的物质的量，从而达到实验目的。

[例1]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。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热脱水、升华，170 ℃以上分解。

回答下列问题：

(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是__________________________，由此可知草酸晶体分解的产物中有______________________。装置B的主要作用是______________。

(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、______。装置H反应管中盛有的物质是______。

②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是___________________________。

(3)设计实验证明：

①草酸的酸性比碳酸的强：___________________________________________。 ②草酸为二元酸：___________________________________________________。

[答题送检]来自阅卷名师报告

为CuO ，CO 还原氧化铜生成Cu 和CO 2气体，然后把CO 2通入到D 中，结合装置H 和装置D 中的现象可判断草酸晶体的分解产物中是否含有CO 。检验CO 之前应先除去CO 中混有的CO 2，连接顺序为A 、

B 、F 、D 、G 、H 、D 、I 。

[答案] (1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO 2 冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置C 反应生成沉淀，干扰CO 2的检验

(2)①F、D 、G 、H 、D 、I CuO ②H 中黑色粉末变为红色，其后的D 中澄清石灰水变浑浊

(3)①向盛有少量NaHCO 3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生 ②用NaOH 标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH 的物质的量为草酸的2倍

1．(2017·全国卷Ⅲ)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：

(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN 溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：__样品中没有Fe(Ⅲ)__Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)__。

(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K 1和K 2)(设为装置A)称重，记为m 1 g 。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A 称重，记为m 2 g 。按下图连接好装置进行实验。

①仪器B 的名称是__(球形)干燥管__。

②将下列实验操作步骤正确排序__dabfce__(填字母)；重复上述操作步骤，直至A 恒重，记为m 3 g 。

a ．点燃酒精灯，加热

b ．熄灭酒精灯

c ．关闭K 1和K 2

d ．打开K 1和K 2，缓缓通入N 2

e ．称量A

f ．冷却至室温

③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x ＝ 76(m 2－m 3)9(m 3－m 1) (列式表示)。若实验时按a 、d 次序操作，则使x __偏小__(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A 接入下图所示的装置中，打开K 1和K 2，缓缓通入N 2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D 中的溶液依次为__ca__(填字母)。C 、D 中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为__生成白色沉淀、褪色__。

a ．品红

b ．NaOH

c ．BaCl 2

d ．Ba(NO 3)2

e ．浓H 2SO 4

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式：__2FeSO 4=====高温Fe 2O 3＋SO 2↑＋SO 3↑__。

解析 (1)将少许绿矾样品加水溶解后，滴加KSCN 溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中不含Fe(Ⅲ)，再通入空气，溶液逐渐变红，说明Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)。(2)①仪器B 为球形干燥管。②由于空气中的O 2可以氧化Fe 2＋，故需要先通N 2排尽装置中的空气，再进行加热操作，加热完毕，熄灭酒精灯，将石英玻璃管冷却至室温后关闭K 1和K 2，防止

空气进入石英玻璃管中，最后称重。③绿矾晶体受热失水的化学方程式为FeSO 4·x H 2O=====

△FeSO 4＋x H 2O ，根据题干数据列方程式得56＋32＋64＋18x 56＋32＋64＝m 2－m 1m 3－m 1，解得x ＝76(m 2－m 3)9(m 3－m 1)

。若先点燃酒精灯再通入N 2，石英玻璃管中原有的空气会将绿矾中的Fe(Ⅱ)氧化，使最终剩余固体质量偏高，则计算所得结晶水的数目偏小。(3)①实验后残留的红色粉末为Fe 2O 3，根据得失电子守恒和原子守恒可知必有SO 2和SO 3生成，则检验试剂应选择品红溶液和BaCl 2溶液，不能选择Ba(NO 3)2溶液，因为SO 2会与Ba(NO 3)2溶液反应生成白色沉淀。SO 2不和BaCl 2反应，SO 3可以与BaCl 2反应产生白色沉淀，故先通入BaCl 2溶液，产生白色沉淀即可证明有SO 3生成；再通入品红溶液，品红溶液褪色，即可证明有SO 2生成。由以上分析可知FeSO 4受热分

解的化学方程式为2FeSO 4=====高温Fe 2O 3＋SO 2↑＋SO 3↑。

1．(2016·江苏卷节选)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下：

(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为

MgCO3(s)＋2H＋(aq)===Mg2＋(aq)＋CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－50.4 kJ·mol－1

Mg2SiO4(s)＋4H＋(aq)===2Mg2＋(aq)＋H2SiO3(s)＋H2O(l) ΔH＝－225.4 kJ·mol－1

酸溶需加热的目的是__加快酸溶速率__；所加H2SO4不宜过量太多的原因是__避免制备MgCO3时消耗过多的碱__。

(2)加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为__2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O__。

(3)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水，__调至5<pH<8.5，过滤，边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成__，过滤、用水洗涤固体2～3次，在50 ℃下干燥，得到MgCO3·3H2O[已知该溶液中pH＝8.5时Mg(OH)2开始沉淀；pH＝5.0时Al(OH)3沉淀完全]。

考点二化学实验方案的评价

对化学实验方案进行评价，主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的方面。

1．可行性方面

(1)分析实验方案是否科学可行；

(2)实验操作是否安全合理；

(3)实验步骤是否简单方便；

(4)实验效果是否明显。

2．绿色化学方面

(1)实验过程中是否造成环境污染；

(2)原料是否无毒、安全、易得；

(3)原料利用率及反应速率是否较高。

3．安全性方面

化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：

(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；

(2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)；

(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；

(4)污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；

(5)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)。

4．规范性方面

(1)冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；

(2)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；

(3)仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；

(4)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。

1．下图所示的实验，能达到实验目的的是( B)

A．①验证化学能转化为电能

B．②验证温度对平衡移动的影响

C．③验证铁发生析氢腐蚀

D．④验证非金属性：Cl>C>Si

解析由图可知，没有形成闭合回路，应使用盐桥，A项错误；二氧化氮为红棕色气体，利用颜色的深浅，可说明温度对2NO2N2O4的化学平衡的影响，B项正确；验证铁的析氢腐蚀应该在酸性条件下，食盐水浸过的铁钉是在中性条件下，C项错误；稀盐酸不是氯的最高价含氧酸，所以无法验证，D项错误。

2．(2018·河南洛阳统考)下列能达到实验目的的是( C)

A．用图1所示装置制取并收集干燥纯净的NH3

B．用图2所示装置蒸发FeCl3溶液制备无水FeCl3

C．用图3所示装置制硫酸和氢氧化钠溶液

D．用图4所示装置比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱

解析氨气的密度小于空气，故用排气法收集氨气应采用向下排空气法，A项错误；蒸发FeCl3(aq)不能得到FeCl3(s)，B项错误；浓盐酸易挥发，干扰H2CO3与H2SiO3酸性的判断，

D项错误。

1．可行性视角

(1)理论上要科学合理；

(2)操作上要简单可行。

2．经济效益视角

评价一种实验方案，不仅要从科学性上判断是否可行，还要从经济效益上考虑是否切合

实际。

3．绿色化视角

(1)分析实验药品是否有毒，是否会造成环境污染；

(2)仪器药品是否价格低廉易得；

(3)反应是否充分，原子经济性是否较强。

4．安全性视角

(1)避免炸裂；

(2)防污染；

(3)防失火；

(4)防吸水。

5．规范性视角

(1)仪器的安装与拆卸；

(2)试剂添加的顺序与用量；

(3)加热的方法和时机；

(4)仪器的查漏、气密性检验；

(5)温度计的规范使用、水银球的位置；

(6)实验数据的读取；

(7)冷却、冷凝的方法等。

[例1](2016·全国卷甲)下列实验操作能达到实验目的的是( D )

[例1]硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na 2S 2O 3·5H 2O)。

Ⅰ.[查阅资料]

(1)Na 2S 2O 3·5H 2O 是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl 2溶液混合无沉淀生成。

(2)向Na 2CO 3和Na 2S 混合溶液中通入SO 2可制得Na 2S 2O 3，所得产品常含有少量Na 2SO 3和Na 2SO 4。

(3)Na 2SO 3易被氧化；BaSO 3难溶于水，可溶于稀HCl 。

Ⅱ.[制备产品]

实验装置如图所示(省略夹持装置)：

实验步骤：

(1)检查装置气密性，按图示加入试剂。

(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3的混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。

(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，滤液经______(填操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。

Ⅲ.[探究与反思]

(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)。

取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，______，

若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。

(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进，改进后的操作是__________________________________________。

(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过______方法提纯。

[答题送检]来自阅卷名师报告

24232

装置C用来制备Na2S2O3，装置E是尾气处理装置，常用碱液来吸收SO2气体。Ⅱ.(3)由信息

知Na2S2O3晶体易溶于水，所以要从滤液中得到固体需经过蒸发操作。Ⅲ.(1)要检验

Na2SO4

和Na2SO3，先将产品溶于水，再加BaCl2溶液，过滤得到沉淀，再向沉淀中加足量盐酸，若有刺激性气味的气体生成，则说明沉淀中有BaSO3，则原样品中有Na2SO3，若沉淀部分溶解说明还有BaSO4，则原样品中有Na2SO4。(2)分析Na2S2O3、Na2SO3、Na2SO4三物质中S元素化合价知将装置中的氧气排尽则会减少生成Na2SO4的量。

[答案] Ⅱ.(3)蒸发

Ⅲ.(1)过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl

(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S 和Na2CO3的混合溶液

(3)重结晶

1．(2017·江苏卷)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层

中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。

已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO===2NaCl＋NaClO3。

②AgCl可溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2O Ag(NH3)＋2＋ Cl－＋2H2O。

③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)＋2：4Ag(NH3)＋2＋N2H4·H2O===4Ag↓＋N2↑＋4NH＋4＋4NH3↑＋H2O。

(1)“氧化”阶段需在80 ℃条件下进行，适宜的加热方式为__水浴加热__。

(2)NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2，该反应的化学方程式为__4Ag ＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑__。 HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是__会释放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成环境污染__。

(3)为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并__将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中__。

(4)若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应)，还因为__未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的Cl－，不利于AgCl与氨水反应__。

(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案：__向滤液中滴加2_mol·L

－1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用1_mol·L－1_H

2SO4溶液吸收反应中放出的NH3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤，洗涤，干燥__(实验中须使用的试剂有：2 mol·L

－1水合肼溶液，1 mol·L－1 H

2SO4溶液)。

解析(1)当受热温度不超过100 ℃时，常采用水浴加热。(3)滤渣表面吸附有可溶性银的化合物，需对滤渣进行洗涤并将洗涤液回收利用。(5)根据信息③可用水合肼还原Ag(NH3)＋2以制取Ag，并用H2SO4溶液吸收污染性气体NH3。

1．某学习小组按如下实验流程探究海带中碘的制取。

已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。

请回答：

(1)①分液漏斗使用前需检漏，检漏方法为__向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是

否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水__。

②步骤X 中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是__液体分上下两层，下层呈紫红色__。 ③下列有关步骤Y 的说法，正确的是__AB__(填字母)。

A ．应控制NaOH 溶液的浓度和体积

B ．将碘转化成离子进入水层

C ．主要是除去海带浸取原液中的有机杂质

D ．NaOH 溶液可以由乙醇代替

④实验中操作Z 的名称是__过滤__。

(2)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是__碘易升华，会导致碘的损失__。

解析 (1)③步骤Y 应控制NaOH 溶液的浓度和体积，因为在较稀浓度下，I 2有可能发生反应：I 2＋2NaOH===NaI ＋NaIO ＋H 2O ，A 项正确；加入NaOH 溶液的目的就是将碘转化成离子进入水层，即从四氯化碳溶液中转移出来，B 项正确；海带浸取原液中不含有机杂质，C 项错误；乙醇能与CCl 4互溶，不能用乙醇代替NaOH 溶液，D 项错误。④碘在水中溶解度较小，可用过滤的方法将碘单质过滤出来，即操作Z 为过滤。

2．某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成了如下实验：

另取10.80 g X 在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40 g 固体1。请回答如下问题：

(1)X 的化学式是__CaFe(CO 3)2__，在惰性气流中加热X 至完全分解的化学反应方程式为

__CaFe(CO 3)2=====△CaO ＋FeO ＋2CO 2↑__。

(2)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是__4Fe(OH)2＋2H 2O ＋O 2===4Fe(OH)3__(用化学反应方程式表示)。

(3)一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能

的化学反应方程式：__2FeO ＋CO 2=====△Fe 2O 3＋CO__，并设计实验方案验证该反应的产物：__

检测Fe 2O 3：将固体用稀盐酸溶解，加入KSCN 溶液，若显红色，表明产物中有Fe(Ⅲ)；检测CO ：将气体通过灼热CuO ，若黑色固体变为红色，表明产物中有CO__。

解析 (1)利用白色沉淀2在空气中可转化为红褐色沉淀可知白色沉淀2为Fe(OH)2，利用溶液1与气体甲的一系列反应可知气体甲为CO 2、白色沉淀1为CaCO 3，白色沉淀1中金属元素为钙元素。结合上述分析和“X(仅含四种元素)”的信息可知X 由Fe(Ⅱ)、Ca 、C 、O

四种元素组成，再利用固体X 加热分解时固体质量变化可推知X 的化学式为CaFe(CO 3)2，固体X 在隔绝空气条件下受热分解转化为FeO 、CaO 和CO 2。(2)Fe(OH)2在空气中与水一起作用被氧化为红褐色的Fe(OH)3。(3)利用物质性质可知固体1中FeO 具有还原性，有可能与CO 2发生氧化还原反应，得到Fe 2O 3和CO 。

课时达标 第40讲

1．过碳酸钠(2Na 2CO 3·3H 2O 2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂，该晶体具有Na 2CO 3和H 2O 2的双重性质。利用图2装置制备过碳酸钠，在冷水浴中充分反应后，按图1流程可获得过碳酸钠产品。

(1)恒压滴液漏斗中支管的作用是__使液体顺利流下__。

(2)制备过碳酸钠的关键是__控制反应温度__。

(3)如果配制过碳酸钠的水中含有铁离子，不仅会削弱洗涤剂的去污能力，甚至完全失

去杀菌作用。试分析其中的原因：__2H 2O 2=====Fe 3＋2H 2O ＋O 2↑或2Fe 3＋＋3CO 2－3＋3H 2O===2Fe(OH)3↓

＋3CO 2↑__(写出其中一种即可，用化学方程式表示)。

(4)某化学学习小组为了定性探究铁离子对这种新型漂白剂的不良影响，取该漂白剂100 mL ，加入25 g FeCl 3固体，产生大量无色无味气体，用贮气瓶收集气体。请选用下列试剂和实验用品完成气体成分的探究过程：0.1 mol/L NaOH 溶液、8.0 mol/L NaOH 溶液、澄清石灰水、0.01 mol/L KMnO 4溶液、BaCl 2稀溶液、品红溶液、蒸馏水、木条、酒精灯、火柴、洗气瓶。

①提出假设：对该气体成分提出合理假设。

假设1：气体是O 2。

假设2：气体是__CO 2和O 2__。

假设3：气体是CO 2。

②设计方案：设计实验方案证明你的假设，在下表中完成实验步骤、预期现象与结论。

体能顺利流下。(2)温度高时H2O2易分解，故控制好反应温度是关键。(3)铁离子可以作催化剂，使过氧化氢分解，另外铁离子和碳酸根离子可以发生水解相互促进的反应。(4)无色无味气体可能是O2或CO2或CO2和O2二者的混合气体。检验CO2用澄清石灰水，检验O2用带火星的木条。

2．将绿矾(FeSO4·7H2O)在隔绝空气条件下加强热分解。已知产物全部为氧化物。为探究绿矾分解的产物，某同学进行了以下实验：

【实验一】为探究固体产物中铁元素的价态，该同学将固体产物溶于足量的稀硫酸得到相应溶液，进行以下猜想和实验：

(1)实验开始时，点燃B处酒精喷灯之前应先打开A处活塞通CO2，其目的是__排净装置内的空气__。

(2)图中装置C的作用是__防止产生倒吸__。

(3)该组同学称取了55.6 g绿矾按如图装置进行实验，待绿矾分解完全后，测得D瓶中沉淀的质量为23.3 g，根据这些数据，可以得知，绿矾分解的化学方程式为