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1、第十章 化学实验热点,第1讲 探究型实验题,热点一 未知产物及物质性质的探究,热点二 规律探究与变量控制,练出高分,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。,2.物质性质的探究 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。 对物质性质探究的基本思路如下：,递进题组,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
2、) 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)。,解析 从物质的量关系来看，发生反应Zn2H2SO4(浓) =ZnSO4SO22H2O，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。 答案 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：Zn
3、H2SO4=ZnSO4H2,(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中加入的试剂为_，作用是_。 装置D加入的试剂为_，装置F加入的试剂为_。 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_。,解析 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
4、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。,答案 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,1.物质检验的三原则 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。 (2)生成沉淀，如Cl、SO 、Fe2的检验。 (3)显特殊颜色，如Fe3的
5、检验，Na、K的焰色反应。,反思归纳,3.根据气体性质特点，常见气体的检验方法可归纳为四类,(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，28)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：,(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是_。 解析 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试纸颜色的变化说明漂粉精溶
6、液具有的性质是 _。 解析 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。,2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O,碱性、漂白性,(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的目的是_。 由实验a、b不能判断白雾中含有HCl，理由是_。,解析 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判断有无Cl2的干扰。实验b试图
7、通过AgCl的生成来检验Cl的存在，但应考虑到过量SO2和AgNO3溶液反应生成白色沉淀。 答案 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)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_ _。 解析 题干具有明显的提示性，出现黄绿色的原因是随着酸性的增强而产生Cl2。故应设计使用无还原性的稀硫酸来确认其可能性。,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)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
8、。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：_。,解析 A瓶中所得沉淀的成分可能是CaSO3、CaSO4或二者的混合物，加入稀HCl，无明显变化，排除CaSO3，故X为CaSO4，因CaSO4微溶于水，再取上层清液加入BaCl2溶液时，产生BaSO4沉淀，进一步证明X为CaSO4。 溶液呈黄绿色是因Cl2溶于水而产生的现象，随着SO2的持续通入，两者发生反应生成无色物质盐酸和硫酸，化学方程式为SO2Cl22H2O=2HClH2SO4，离子方程式为SO2Cl22H2O=4HSO 2Cl。 答案 CaSO4 SO2Cl22H2
9、O=SO 2Cl4H,3.某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨气的性质后讨论：既然氨气具有还原性，能否像H2那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列实验： .制取氨气 (1)实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体混合物的方法来制取氨气。写出实验室制取氨气的化学方程式：_。,解析 实验室制备氨气的用品是氯化铵和消石灰。 答案 2NH4ClCa(OH)2 CaCl22NH32H2O,(2)实验室还可向_(填一种试剂)中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。 解析 浓氨水滴加到一种吸水放热的固体中便可以制备氨气。,NaOH固体(或生石灰或碱石灰等),(3)有
10、同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法，想用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气。你认为能否达到目的？_(填“能”或“否”)，理由是_ _。 解析 氨气的特殊性为它极易溶于水，所以即使溶液中有氯化铵也不能抑制它溶于水。,否,氨气极易溶于水，氯化铵对氨,气在水中的溶解影响不大,.实验探究 该小组中某同学设计了下图所示的实验装置(夹持及尾气处理装置未画出)探究氨气的还原性(生成Cu和无污染的物质)：,(1)写出氨气与CuO反应的化学方程式： _。 解析 根据氨气和氧化铜的元素组成和生成无污染的物质，只能是氮气和水，即可写出方程式。 (2)为达到上述实验目的，预期的实验现象_； _。,黑色氧化铜变红,无水硫酸
11、铜变蓝,(3)该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，对该装置的改进措施是_ 。 解析 本实验无水硫酸铜的作用是检验反应生成的水，所以必须排除反应物中的水。,在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管,热点二 规律探究与变量控制,控制变量法：物质变化往往受到多个因素的影响，在研究化学反应与外界因素之间的关系时，对影响物质变化规律的因素或条件加以人为控制，使其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，以利于在研究过程中，迅速寻找到物质变化的规律。常涉及的题型有：(1)外因(浓度、温度、压强等)对化学反应速率、化学平衡的影响；(2)物质性质的递变规律。,典例1 影响化学反应速
12、率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法探究影响化学反应速率的因素。 实验一：利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 molL1、 2 molL1、18.4 molL1)，设计实验方案，研究影响反应速率的因素。,(1)甲同学的实验报告如表所示：,该同学的实验目的是_，要想得出正确的实验结论，还需要控制的实验条件是_。 解析 甲同学研究的是几种不同金属与同浓度的硫酸反应的速率大小，因此可确定研究的是反应物本身的性质对反应速率的影响。研究时必须保证外界条件相同，现有条件是浓度相同、压强相同、没有使用催化剂，故只要再控制温度相同即可。,比较反应物本身的性质对反应速率的影响,温度相同,(2)乙同
13、学为了能精确地研究浓度对反应速率的影响，在相同温度下利用如图所示装置进行定量实验。完成该实验应选用的实验药品是_，应该测定的实验数据是_。 解析 乙同学可以选择两种不同浓度的酸与金属反应。Cu与硫酸不反应，Mg与硫酸反应太快，故选择Fe。而常温下Fe遇 18.4 molL1的硫酸时会发生钝化，故只能选择0.5 molL1和2 molL1的硫酸。该反应产生的是氢气，反应速率又与时间有关，故需要测定的数据是产生相同体积氢气所需的时间或相同时间内产生氢气的体积。,Fe、0.5 molL1和2 molL1的硫酸,产生相同体积氢气所需的时间(或相同时间内产生氢气的体积),实验二：已知2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO48H2O10CO2，在开始一段时间内反应速率较小，溶液褪色不明显，但反应一段时间后，溶液突然褪色，反应速率明显增大。,(3)针对上述实验现象，某同学认为该反应放热，导致溶液的温度升高，从而使反应速率增大。从影响化学反应速率的因素看，你认为还可能是_的影响。 解析 随着反应进行，反应物的浓度越来越小，反应在敞口容器中进行，故可排除压强的影响，因此可猜想是由于催化剂的影响，此催化剂只能来源于生成物，故为Mn2。,Mn2的催化作用(或催化剂),(4)若要用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，还可以在反应开始时加入_
