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1、第第 3 讲讲 探究型实验题探究型实验题热点一 未知产物及物质性质的探究1对未知产物的探究通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些物质逐一进行检验来确定究竟含有哪些物质。正确解答此类试题的关键：(1)猜测要全面；(2)熟记常见物质的检验方法。【典例 1】审题指导某研究性学习小组用下列装置(铁架台等支撑仪器略)探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反应产物。 联想：乙醇的催化氧化。(1)用 2%的 CuSO4溶液和 10%的 NaOH 溶液配制 Cu(OH)2悬浊液的注意事项是_。新制 Cu(OH)2悬浊液与醛基的反应需要碱性条件。(2)为快速得到乙醇气体，可采取的方法是_。若实验时小试管中的溶液已
2、经开始发生倒吸，你采取的措施是_(填写编号)。a.取下小试管 b移去酒精灯c.将导管从乳胶管中取下 d以上都可以升高温度可加速乙醇的挥发。若液体倒吸入加热的反应管，可能会造成反应管炸裂，取下小试管已无济于事，因“溶液已经开始发生倒吸” 。(3)如图实验，观察到红色的 Fe2O3全部变为黑色固体 M，充分反应后停止加热。取下小试管，加热，有砖红色沉淀生成。为了检验 M 的组成，进行下列实验。M 能被磁铁吸引；加入足量稀硫酸，振荡，固体全部溶解，未观察到有气体生成；经检验溶液中有铁离子和亚铁离子，检验铁离子的方法是_；证明溶液含有亚铁离子的方法是_。能得出的结论是_(填写编号)。破题关键分析黑色固
3、体(M)可能的成分，铁的氧化物Fe3O4、FeO 和铁粉均为黑色，Fe3O4中既有3 价铁又有2 价铁，且具有磁性，Fe3能溶解单质铁。易错警示已知溶液中有 Fe3，检验 Fe2不能用 KSCN溶液。a.M 中一定有3 价和2 价铁，不能确定是否有 0 价铁b.M 中一定有3 价和 0 价铁，无2 价铁c.M 中一定有3 价铁，0 价和2 价铁至少有一种d.M 中一定有3 价、2 价和 0 价铁(4)若 M 的成分可表达为 FexOy，用 CO 还原法定量测定其化学组成。称取 m g M 样品进行定量测定，实验装置和步骤如下：组装仪器；点燃酒精灯；加入试剂；打开分液漏斗活塞；检查气密性；停止加
4、热；关闭分液漏斗活塞；正确的操作顺序是_(填写字母编号)。a. bc. d若 M 完全被还原后碱石灰增重 n g，则 为xy_(用 m、n 表示)。破题关键.检查气密性属于实验的准备阶段，应在加药品前进行。.类比氢气还原氧化铜。.碱石灰增加的质量即为反应产生的 CO2的质量，得关系式 M 中 n(O)n(CO2)。答案 (1)在过量 NaOH 溶液中滴加数滴 CuSO4溶液(或 NaOH 过量)(2)在烧杯中加入热水(或对烧杯加热) c(3)取少量溶液于试管中，加入 KSCN 溶液，变成血红色，则有 Fe3 取少量溶液滴入适量酸性高锰酸钾溶液中，高锰酸钾溶液褪色，则有 Fe2 a (4)b 1
5、1m4n14n2物质性质的探究(1)在探究过程中往往可以利用对比实验，即设置几组平行实验来进行对照和比较，从而研究和揭示某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。(2)无机物、有机物性质的探究，必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上，大胆猜想，细心论证。脱离元素化合物知识，独立看待实验问题是不科学的，只有灵活运用已有的元素化合物知识，才能变探究型实验为验证型实验，使复杂问题简单化。【典例 2】 (2013四川理综，9)为了探究 AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。.AgNO3的氧化性将光亮的铁丝伸入 AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中 Fe 的
6、氧化产物，将溶液中的 Ag除尽后，进行了如下实验，可选用试剂：KSCN 溶液、K3Fe(CN)6溶液、氯水。(1)请完成下表：操作现象结论取少量除尽 Ag后的溶液于试管中，加入 KSCN 溶液，振荡_存在 Fe3取少量除尽 Ag后的溶液于试管中，加入_，振荡_存在 Fe2【实验结论】 Fe 的氧化产物为 Fe2和 Fe3。.AgNO3的热稳定性用下图所示的实验装置 A 加热 AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置 D 中收集到无色气体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。(2)装置 B 的作用是_。(3)经小组讨论并验证该无色气体为 O2，其验证方法是_。(4)【查阅资料】 Ag2O 和粉末状
7、的 Ag 均为黑色；Ag2O 可溶于氨水。【提出设想】 试管中残留的黑色固体可能是：.Ag；.Ag2O；.Ag 和 Ag2O。【实验验证】 该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下验。实验编号操作现象a加入足量氨水，振荡黑色固体不溶解b加入足量稀硝酸，振荡黑色固体溶解，并有气体产生【实验评价】 根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是_(填实验编号)。【实验结论】 根据上述实验结果，该小组得出 AgNO3固体热分解的产物有_。解析 .(1)Fe3遇 KSCN 溶液，溶液变血红色。由于氯水与 Fe2反应，现象不明显，应直接用 K3Fe(CN)6溶液检验，如有蓝色沉淀出现，
8、则证明 Fe2存在，否则不存在。.(2)装置 B 为安全瓶，可以防止倒吸。(3)检验氧气的常用方法是利用其助燃性，使带有火星的木条复燃。(4)a 实验中，加入氨水黑色固体不溶解，证明原物质不含 Ag2O，同时也证明原物质为Ag；b 实验中，只能证明原黑色固体含有 Ag，因 Ag2O 也可以溶解在足量稀硝酸中，所以不能证明是否含有 Ag2O。由上述实验的综合分析可知，AgNO3固体热分解时的产物分别为 Ag、NO2和 O2，化学方程式为 2AgNO32Ag2NO2O2= = = = =答案 (1)溶液呈血红色 K3Fe(CN)6溶液 产生蓝色沉淀 (2)防倒吸 (3)用带火星的木条伸入集气瓶内，
9、木条复燃，证明无色气体为 O2 (4)b Ag、NO2、O2题组一 未知产物的探究1实验室中需要 22.4 L(标准状况)SO2气体。化学小组同学依据化学方程式Zn2H2SO4(浓)ZnSO4SO22H2O 计算后，取 65.0 g 锌粒与 98%=的浓 H2SO4(1.84 gcm3)110 mL 充分反应，锌全部溶解，对于制得的气体，有同学认为可能混有杂质。(1)化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是_(填分子式)。产生这种结果的主要原因是_(用化学方程式和必要的文字加以说明)。(2)为证实相关分析，化学小组的同学设计了实验，组装了如下装置，对所制取的气体进行探究。装置 B 中加入
10、的试剂_，作用是_。装置 D 加入的试剂_，装置 F 加入的试剂_。可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是_。U 形管 G 的作用为_。答案 (1)H2 随着反应的进行，硫酸浓度降低，致使锌与稀硫酸反应生成H2，ZnH2SO4=ZnSO4H2(2)NaOH 溶液(或酸性 KMnO4溶液，其他合理答案也可)除去混合气体中的 SO2 浓硫酸 无水硫酸铜装置 E 玻璃管中黑色 CuO 粉末变红色，干燥管 F 中无水硫酸铜变蓝色防止空气中的 H2O 进入干燥管 F 而影响杂质气体的检验解析 (1)从物质的量关系来看，发生反应 Zn2H2SO4(浓)=ZnSO4S
11、O22H2O，H2SO4略过量，但是实际上随着反应的进行，硫酸的浓度降低；当硫酸的浓度降到一定程度，反应变为 ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)该实验的目的是为了通过加热还原 CuO 验证 H2的存在，通过 F 装置进一步确认有 H2O 生成；具体的实验装置及作用是 A产生待研究的气体，B除去气体中的 SO2(可以利用 SO2的性质选取 NaOH 溶液或酸性高锰酸钾溶液)，C验证 SO2已除尽，D干燥气体，E若有 H2，则加热 E 玻璃管，CuO 固体由黑色变为红色，F利用无水硫酸铜吸水变蓝进一步确定气体中 H2的存在，G防止空气中的水蒸气进入 F 装置而干扰实验。反思归纳1物质检验的三原
12、则一看(颜色、状态)二嗅(气味)三实验(加试剂)2根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为三类(1)生成气体，如 NH(加碱)、CO(加酸)的检验。 423(2)生成沉淀，如 Cl、SO、Fe2的检验。24(3)显特殊颜色，如 Fe3的检验，Na、K的焰色反应。3根据气体性质特点，常见气体的检验方法可归纳为四类(1)观察颜色Error!Error!(2)试纸检验：如 Cl2能使湿润 KI淀粉试纸变蓝，NH3能使湿润红色石蕊试纸变蓝。(3)溶液检验：如澄清石灰水、品红溶液检验 CO2、SO2。(4)点燃法：如 O2、H2、CH4的检验。题组二 物质性质的探究2(2013北京理综，
13、28)某学生对 SO2与漂粉精的反应进行实验探究：操 作现 象取 4 g 漂粉精固体，加入 100 mL 水部分固体溶解，溶液略有颜色过滤，测漂粉精溶液的 pHpH 试纸先变蓝(约为 12)，后褪色.液面上方出现白雾；.稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；.稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去(1)Cl2和 Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是_。(2)pH 试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是_。(3)向水中持续通入 SO2，未观察到白雾。推测现象的白雾由 HCl 小液滴形成，进行如下实验：a用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；b用酸化的 AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。实验 a
14、的目的是_。由实验 a、b 不能判断白雾中含有 HCl，理由是_。(4)现象中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和Cl发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是_。(5)将 A 瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀 X。向沉淀 X 中加入稀 HCl，无明显变化。取上层清液，加入 BaCl2溶液，产生白色沉淀。则沉淀 X 中含有的物质是_。用离子方程式解释现象中黄绿色褪去的原因： _。答案 (1)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(2)碱性、漂白性(3)检验白雾中是否含有 Cl2，排除 Cl2干扰白雾中混有 SO2，SO2可与酸化的 AgNO3反应产生白色沉淀(4)向漂粉精溶液中逐滴加入稀硫酸，观察溶液是否变为黄绿色(5)CaSO4SO2Cl22H2O=SO2Cl4H24解析 (1)联系氯的化合物基础知识和生产漂粉精的原理，其化学方程式：2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。(2)pH 试纸先变蓝，说明漂粉精溶液呈碱性，后褪色是由于 ClO的强氧化性所致。(3)检验白雾中有无 HCl 的关键是检验出 Cl的存在，故实验 a、b 即围绕 Cl的检验展开。实验 a 的目的是通过湿润碘化钾淀粉试纸是否变蓝
