复习题优质课一等奖

第十章

化学实验综合题型

第2讲

探究型综合实验题

1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。

考纲要求

2.能对常见的物质进行检验。

3.能根据要求，做到：了解控制实验条件的方法；得出合理结论。

考点一

物质成分、性质探究型实验题

见课件

考向一

物质成分的探究

1．(2018·安徽太和中学月考)新型纳米材料粉末具有超强磁性，可用作高密度磁记录的介质和高效催化剂等。某校化学小组学生利用如图所示装置进行探究实验，已知该校实验室的酒精灯火焰的温度约为500 ℃。

【查阅资料】

在不同温度下，粉末与水蒸气反应的固体产物不同，温度低于570 ℃时，生成FeO，高于570 ℃时，生成Fe3O4。

【探究一】

1

(1)甲同学用左图装置进行粉末与水蒸气的反应，湿棉花的作用是_________________________________________；

写出该反应的化学方程式：

_______________________。

【探究二】

乙同学用右图装置进行粉与水蒸气反应并验证产物。

(2)实验前必须对整套装置进行的操作是_________________；

试管a中的物质是______________。

(3)水槽中的试管里收集的气体是________；如果要点燃该气体，必须进行的操作是___________________________________。

【探究三】

乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：

步骤

实验操作

取少量反应后的黑色粉实验现象

黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色，产生少量气泡

Ⅰ

末X，加入少量盐酸，微热

Ⅱ

向实验Ⅰ得到的溶液中滴加2滴KSCN溶液，振荡

溶液没有出现红色

(4)实验现象不能确定是否存在Fe3O4主要原因是___________ ______________________________________________________ (用离子方程式表示)。

【探究反思】

(5)乙同学称取5.60 g Fe粉，用右图装置反应一段时间后，停止加热，在干燥器中冷却后，称得6.88 g，取冷却后的固体与足量FeCl3

2

溶液充分反应，测定消耗FeCl3的物质的量，最终确定产物的成分。若此装置中Fe粉与水蒸气反应的产物为Fe3O4，则消耗FeCl3的物质的量应为________mol。

2．Ⅰ.某研究性学习小组研究由Fe2＋制备Fe(OH)2，设计了两个实验方案。实验装置图如下(夹持装置已略去)。

方案一：按图1进行实验。往100 mL大试管中加40 mL煤油，放入3粒米粒大小的金属钠，塞上橡胶塞，通过长颈漏斗加入新制FeSO4溶液使煤油的液面至橡胶塞，夹紧弹簧夹。

(1)简述钠发生反应的现象：___________________________。

(2)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式：

____________________________________________________。

方案二：按图2进行实验，d为植物油。最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。

(3)提供的试剂或电极材料：①碳棒

②铁棒

③CuCl2溶液

④NaCl溶液

⑤稀硫酸

a为________，c为________。(填序号) 加入d之前对c进行加热煮沸处理的目的是______________________________________________________。

3

写出电解的化学方程式：________________________。

Ⅱ.该研究性学习小组发现上述实验中出现的白色沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色。继续进行以下研究。

(1)甲同学查阅资料得到Fe(OH)2部分的信息：

资料名称

《化学辞典》，顾翼东编，1989年版

氢氧化亚铁

白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体。与空气接触易被氧化，将细粉喷于空气中，则立即燃烧出火花

白色。能强烈吸收O2，迅速变成棕色的Fe(OH)3。这时氧化的中间产物为土绿色，其中含有Fe2＋、Fe3＋

白色沉淀，此沉淀易被氧化成微绿色的Fe3(OH)8。

《普通化学教程》(下册) 《大学普通化学》(下册)傅鹰著

根据资料信息，并依据白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的配色原理，甲同学认为灰绿色(或绿色)的物质应是_________________________________________________________。

(2)乙同学不同意甲同学的观点，认为灰绿色或绿色的物质应是Fe(OH)2被溶液中的微量氧气氧化生成的Fe3(OH)8。设计实验证明该观点：___________________________________________。

考向二

物质性质的探究

3．某学习小组在通过反应Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O研究反应速率的影响因素后，对Na2S2O3产生了兴趣，查资料知Na2S2O3的名称为硫代硫酸钠，俗称海波，可视为一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子。该实验小组运用类比学习的思想预测了Na2S2O3的某些性质，并通过实验验证自己的预测。

4

【提出假设】

(1)部分学生认为Na2S2O3与Na2SO4结构相似，化学性质也相似，因此室温时Na2S2O3溶液的pH________7(填“>”“<”或“＝”)。

(2)部分学生由S元素化合价推测Na2S2O3与SO2性质相似，均具有较强的________。

【实验探究】

取适量Na2S2O3晶体，溶于水中制成Na2S2O3溶液，进行如表探究(填写表中空格)。

现象解释

实验操作

实验现象

(用离子方

程式表示) 探究①

探究②

(3)

向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液

溶液pH＝8 (4)

氯水颜色变浅

(5)

(6)探究①：_________________________________________。

(7)探究②：__________________________________________。

【问题讨论】

(8)甲同学向“探究②”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。

你认为该方案是否正确并说明理由：_____________________。

(9)请你重新设计一个实验方案，证明Na2S2O3被氯水氧化，你的方案是____________________________________________。

考点二

反应规律、原理探究型实验题

5

见课件

考向一

反应规律探究型

1．某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验：

Ⅰ.将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：________与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应的速度最慢。

Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。

(1)检查该装置气密性的操作方法是____________________，干燥管D的作用是__________________________________。

(2)现有试剂：盐酸、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液，请从中选择试剂并用如图装置证明酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3，则B中应盛装的试剂为________，C中产生的现象为_________________。

请判断________(填“能”或“不能”)据此实验现象判断非金属性：Cl>C>Si。

(3)若C中盛装的是Na2S溶液，A中盛装浓盐酸，B中盛装KMnO4粉末。(KMnO4与浓盐酸常温下快速反应生成氯气)。反应开始后观察到C中出现淡黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比

6

S________(填“强”“弱”或“无法比较”)，写出反应的离子方程式：_______________________________________________。

2．某小组同学为探究H2O2、H2SO3、Br2的氧化性强弱，设计如下实验(夹持仪器已略去，装置的气密性已检查)。

实验记录如下：

Ⅰ

实验操作

打开活塞a，滴加氯水，实验现象

A中溶液变为红棕色

A中红棕色明显变浅；B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀，混合液颜色无明显变化

开始时颜色无明显变化；继续滴加H2O2溶液，一段时间后，混合液逐渐变成红棕色

关闭活塞a Ⅱ

吹入热空气

停止吹入空气，打开活Ⅲ

塞b，逐滴加入H2O2溶液

请回答下列问题：

(1)A中反应的离子方程式是____________________________。

(2)实验操作Ⅱ中吹入热空气的目的是____________________。

(3)装置C的作用是_________________________________，C中盛放的药品是_________________________________________ (4)实验操作Ⅲ，混合液逐渐变成红棕色，其对应的离子方程式

7

为________________________________________________。

(5)由上述实验得出的结论是__________________________。

(6)实验反思：①有同学认为实验操作Ⅱ吹入的热空气，会干扰(5)中结论的得出，你认为是否干扰，理由是_______________。

②实验操作Ⅲ，开始时颜色无明显变化的原因是(写出一条即可)：_________________________________________。

应慢等因素都可) 考向二

反应原理探究型

3．某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能－3＋将其中的Cr2O27转化为Cr。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：

(1)在25 ℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验

编号

①

②

③

4 5 5 60 60 60 10 10

初始pH 废水样品

体积/mL

体积/ mL 蒸馏水体

积/mL 30 30

－测得实验①和②溶液中的Cr2O27浓度随时间变化关系如图所示。

8

(2)上述反应后草酸被氧化为________(填化学式)。

(3)实验①和②的结果表明____________________；

实验①中O～t1时间段反应速率v(Cr3＋)＝________mol ·L－1·min－1(用代数式表示)。

(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)2·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：

假设一：Fe2＋起催化作用；

假设二：__________________________________________；

假设三：________________________________________；

……

(5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。

[除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、－K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O27的浓度可用仪器测定] 实验方案(不要求写具体操作过程)

预期实验结果和结论

4.(2018·安徽示范高中第一次联考)某化学实验小组为探究氯气漂白原理，设计了以下实验装置：

9

(1)将a中浓盐酸滴入试管中，发生反应的化学方程式为

___________________________________________________。

(2)仪器c的名称为________，c中固体也可用________代替。

(3)当试管e中充满黄绿色气体时，观察到品红试纸颜色________(填“有”或“没有”)变化，将注射器中的水注入e中，观察到品红试纸颜色________(填“有”或“没有”)变化，由观察的现象得出该实验的结论为_______________________________。

(4)注射器在实验中除了可向试管e中加水，还有______________________________________________的作用。

1．(2017·高考课标卷Ⅱ，T13)由下列实验及现象不能推出相应结论的是(

)

实验

向2 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶A 液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液

B 将金属钠在燃烧匙中点燃，迅现象

黄色逐渐结论

还原消失，加KSCN性：Fe＞Fe2溶液颜色不变

集气瓶中＋

CO2具

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速伸入集满CO2的集气瓶

产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生

有氧化性

加热盛有少量NH4HCO3固体C 的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸

向2支盛有2 mL相同浓度银氨D 溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液

石蕊试纸变蓝

一支试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象

NH4HCO3显碱性

Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl) 2．(2015·高考全国卷Ⅰ，T26)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。

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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________。

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