第十章第十章化學(xué)實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)第第1講探究型實(shí)驗(yàn)題講探究型實(shí)驗(yàn)題熱點(diǎn)一熱點(diǎn)一 未知產(chǎn)物及物質(zhì)性質(zhì)的探究未知產(chǎn)物及物質(zhì)性質(zhì)的探究熱點(diǎn)二熱點(diǎn)二 規(guī)律探究與變量控制規(guī)律探究與變量控制練出高分練出高分熱點(diǎn)一未知產(chǎn)物及物質(zhì)性質(zhì)的探究1.對(duì)未知產(chǎn)物的探究通過化學(xué)反應(yīng)原理猜測(cè)可能生成哪些物質(zhì)，對(duì)這些物質(zhì)逐一進(jìn)行檢驗(yàn)來確定究竟含有哪些物質(zhì)。正確解答此類試題的關(guān)鍵：(1)猜測(cè)要全面；(2)熟記常見物質(zhì)的檢驗(yàn)方法。典例審題指導(dǎo)某研究性學(xué)習(xí)小組用下列裝置(鐵架臺(tái)等夾持儀器略)探究氧化鐵與乙醇的反應(yīng)，并檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物。 聯(lián)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懸濁液的注意事項(xiàng)是_。新制Cu(OH)2懸濁液與醛基的反應(yīng)需要堿性條件。(2)為快速得到乙醇?xì)怏w，可采用的方法是_。若實(shí)驗(yàn)時(shí)小試管中的溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸，可采取的措施是_(填字母)。a.取下小試管b.移去酒精燈c.將導(dǎo)管從乳膠管中取下 d.以上都可以升高溫度可加速乙醇的揮發(fā)。若液體倒吸入加熱的反應(yīng)管，可能會(huì)造成反應(yīng)管炸裂，取下小試管已無濟(jì)于事，因“溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸”。 (3)如圖實(shí)驗(yàn)，觀察到紅色的Fe2O3全部變?yōu)楹谏腆wM，充分反應(yīng)后停止加熱。取下小試管，加熱，有磚紅色沉淀生成。為了檢驗(yàn)M的組成，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。M能被磁鐵吸引；加入足量稀硫酸，振蕩，固體全部溶解，未觀察到有氣體生成；破題關(guān)鍵分析黑色固體(M)可能的成分，鐵的氧化物Fe3O4、FeO和鐵粉均為黑色，F(xiàn)e3O4中既有3價(jià)鐵又有2價(jià)鐵，且具有磁性，F(xiàn)e3能溶解單質(zhì)鐵。經(jīng)檢驗(yàn)溶液中有鐵離子和亞鐵離子，檢驗(yàn)鐵離子的方法是_；證明溶液含有亞鐵離子的方法是_。能得出的結(jié)論是_(填字母)。a.M中一定有3價(jià)和2價(jià)鐵，不能確定是否有0價(jià)鐵b.M中一定有3價(jià)和0價(jià)鐵，無2價(jià)鐵c.M中一定有3價(jià)鐵，0價(jià)和2價(jià)鐵至少有一種d.M中一定有3價(jià)、2價(jià)和0價(jià)鐵易錯(cuò)警示已知溶液中有Fe3，檢驗(yàn)Fe2不能用KSCN 溶液。(4)若M的成分可表達(dá)為FexOy，用CO還原法定量測(cè)定其化學(xué)組成。稱取m g M樣品進(jìn)行定量測(cè)定，實(shí)驗(yàn)裝置和步驟如下： 組裝儀器；點(diǎn)燃酒精燈；加入試劑； 打開分液漏斗活塞；檢查氣密性；停止加熱；關(guān)閉分液漏斗活塞；破題關(guān)鍵.檢查氣密性屬于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段，應(yīng)在加藥品前進(jìn)行。.類比氫氣還原氧化銅。正確的操作順序是_(填字母)。a.b.c. d.若M完全被還原后堿石灰增重n g，則 為_(用含m、n的代數(shù)式表示)。.堿石灰增加的質(zhì)量即為反應(yīng)產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量，得關(guān)系式M中n(O)n(CO2)。2.物質(zhì)性質(zhì)的探究無機(jī)物、有機(jī)物性質(zhì)的探究，必須在牢牢掌握元素化合物知識(shí)的基礎(chǔ)上，大膽猜想，細(xì)心論證。對(duì)物質(zhì)性質(zhì)探究的基本思路如下：遞進(jìn)題組遞進(jìn)題組題組一未知產(chǎn)物的探究題組一未知產(chǎn)物的探究1.實(shí)驗(yàn)室中需要22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)SO2氣體?；瘜W(xué)小組同學(xué)依據(jù)化學(xué)方程式Zn2H2SO4(濃) ZnSO4SO22H2O計(jì)算后，取65.0 g鋅粒與98%的濃H2SO4(1.84 gcm3)110 mL充分反應(yīng)，鋅全部溶解，對(duì)于制得的氣體，有同學(xué)認(rèn)為可能混有雜質(zhì)。(1)化學(xué)小組所制得的氣體中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是_(填分子式)。產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是_(用化學(xué)方程式和必要的文字加以說明)。解析解析從物質(zhì)的量關(guān)系來看，發(fā)生反應(yīng)Zn2H2SO4(濃) =ZnSO4SO22H2O，H2SO4略過量，但是實(shí)際上隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度降低；當(dāng)硫酸的濃度降到一定程度，反應(yīng)變?yōu)閆nH2SO4=ZnSO4H2。答案答案H2隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度降低，致使鋅與稀硫酸反應(yīng)生成H2：ZnH2SO4=ZnSO4H2(2)為證實(shí)相關(guān)分析，化學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，組裝了如下裝置，對(duì)所制取的氣體進(jìn)行探究。裝置B中加入的試劑為_，作用是_。裝置D加入的試劑為_，裝置F加入的試劑為_?？勺C實(shí)一定量的鋅粒和一定量的濃硫酸反應(yīng)后生成的氣體中混有某雜質(zhì)氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。U形管G的作用為_。解析解析該實(shí)驗(yàn)的目的是為了通過加熱還原CuO驗(yàn)證H2的存在，通過 F裝置進(jìn)一步確認(rèn)有H2O生成；具體的實(shí)驗(yàn)裝置及作用是A產(chǎn)生待研究的氣體，B除去氣體中的SO2(可以利用SO2的性質(zhì)選取NaOH溶液或酸性高錳酸鉀溶液)，C驗(yàn)證SO2已除盡，D干燥氣體，E若有H2，則加熱E玻璃管，CuO固體由黑色變?yōu)榧t色，F(xiàn)利用無水硫酸銅吸水變藍(lán)進(jìn)一步確定氣體中H2的存在，G防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入F裝置而干擾實(shí)驗(yàn)。答案答案NaOH溶液(或酸性KMnO4溶液，其他合理答案也可)除去混合氣體中的SO2濃硫酸無水硫酸銅裝置E玻璃管中黑色CuO粉末變紅色，干燥管F中無水硫酸銅變藍(lán)色 防止空氣中的H2O進(jìn)入干燥管F而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)1.物質(zhì)檢驗(yàn)的三原則一看(顏色、狀態(tài)) 二嗅(氣味) 三實(shí)驗(yàn)(加試劑)2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)生成物所表現(xiàn)的現(xiàn)象不同，檢驗(yàn)離子的方法可歸納為三類(1)生成氣體，如NH (加堿)、CO (加酸)的檢驗(yàn)。(2)生成沉淀，如Cl、SO 、Fe2的檢驗(yàn)。(3)顯特殊顏色，如Fe3的檢驗(yàn)，Na、K的焰色反應(yīng)。反思?xì)w納反思?xì)w納3.根據(jù)氣體性質(zhì)特點(diǎn)，常見氣體的檢驗(yàn)方法可歸納為四類(2)試紙檢驗(yàn)：如Cl2能使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)，NH3能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)。(3)溶液檢驗(yàn)：如澄清石灰水、品紅溶液檢驗(yàn)CO2、SO2。(4)點(diǎn)燃法：如O2、H2、CH4的檢驗(yàn)。題組二題組二物質(zhì)性質(zhì)的探究物質(zhì)性質(zhì)的探究2.(2013北京理綜，28)某學(xué)生對(duì)SO2與漂粉精的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：操作現(xiàn)象取4 g漂粉精固體，加入100 mL水部分固體溶解，溶液略有顏色過濾，測(cè)漂粉精溶液的pHpH試紙先變藍(lán)(約為12)，后褪色.液面上方出現(xiàn)白霧；.稍后，出現(xiàn)渾濁，溶液變?yōu)辄S綠色；.稍后，產(chǎn)生大量白色沉淀，黃綠色褪去( 1 ) C l2和 C a ( O H )2制 取 漂 粉 精 的 化 學(xué) 方 程 式 是_。解析解析聯(lián)系氯的化合物基礎(chǔ)知識(shí)和生產(chǎn)漂粉精的原理，其化學(xué)方程式：2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。(2)pH試紙顏色的變化說明漂粉精溶液具有的性質(zhì)是 _。解析解析pH試紙先變藍(lán)，說明漂粉精溶液呈堿性，后褪色是由于ClO的強(qiáng)氧化性所致。2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O堿性、漂白性(3)向水中持續(xù)通入SO2，未觀察到白霧。推測(cè)現(xiàn)象的白霧由HCl小液滴形成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：a.用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)白霧，無變化；b.用酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)白霧，產(chǎn)生白色沉淀。實(shí)驗(yàn)a的目的是_。 由 實(shí) 驗(yàn) a 、 b 不 能 判 斷 白 霧 中 含 有 H C l ， 理 由 是_。解析解析檢驗(yàn)白霧中有無HCl的關(guān)鍵是檢驗(yàn)出Cl的存在，故實(shí)驗(yàn)a、b即圍繞Cl的檢驗(yàn)展開。實(shí)驗(yàn)a的目的是通過濕潤碘化鉀淀粉試紙是否變藍(lán)判斷有無Cl2的干擾。實(shí)驗(yàn)b試圖通過AgCl的生成來檢驗(yàn)Cl的存在，但應(yīng)考慮到過量SO2和AgNO3溶液反應(yīng)生成白色沉淀。答案答案檢驗(yàn)白霧中是否含有Cl2，排除Cl2干擾白霧中混有SO2，SO2可與酸化的AgNO3反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀(4)現(xiàn)象中溶液變?yōu)辄S綠色的可能原因：隨溶液酸性的增強(qiáng)，漂粉精的有效成分和Cl發(fā)生反應(yīng)。通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了這種可能性，其實(shí)驗(yàn)方案是_。解析解析題干具有明顯的提示性，出現(xiàn)黃綠色的原因是隨著酸性的增強(qiáng)而產(chǎn)生Cl2。故應(yīng)設(shè)計(jì)使用無還原性的稀硫酸來確認(rèn)其可能性。向漂粉精溶液中逐滴加入稀硫酸，觀察溶液是否變?yōu)辄S綠色(5)將A瓶中混合物過濾、洗滌，得到沉淀X。向沉淀X中加入稀HCl，無明顯變化。取上層清液，加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。則沉淀X中含有的物質(zhì)是_。用離子方程式解釋現(xiàn)象中黃綠色褪去的原因：_。解析解析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，無明顯變化，排除CaSO3，故X為CaSO4，因CaSO4微溶于水，再取上層清液加入BaCl2溶液時(shí)，產(chǎn)生BaSO4沉淀，進(jìn)一步證明X為CaSO4。溶液呈黃綠色是因Cl2溶于水而產(chǎn)生的現(xiàn)象，隨著SO2的持續(xù)通入，兩者發(fā)生反應(yīng)生成無色物質(zhì)鹽酸和硫酸，化學(xué)方程式為SO2Cl22H2O=2HClH2SO4，離子方程式為SO2Cl22H2O=4HSO 2Cl。答案答案CaSO4 SO2Cl22H2O=SO 2Cl4H3.某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了氨氣的性質(zhì)后討論：既然氨氣具有還原性，能否像H2那樣還原CuO呢？他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制取氨氣并探究上述問題。請(qǐng)你參與該小組的活動(dòng)并完成下列實(shí)驗(yàn)：.制取氨氣(1)實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體混合物的方法來制取氨氣。寫出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式：_。解析解析實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的用品是氯化銨和消石灰。答案答案2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O(2)實(shí)驗(yàn)室還可向_(填一種試劑)中滴加濃氨水的方法快速制取少量氨氣。解析解析濃氨水滴加到一種吸水放熱的固體中便可以制備氨氣。NaOH固體(或生石灰或堿石灰等)(3)有同學(xué)模仿排飽和食鹽水收集氯氣的方法，想用排飽和氯化銨溶液的方法收集氨氣。你認(rèn)為能否達(dá)到目的？_(填“能”或“否”)，理由是_。解析解析氨氣的特殊性為它極易溶于水，所以即使溶液中有氯化銨也不能抑制它溶于水。否氨氣極易溶于水，氯化銨對(duì)氨氣在水中的溶解影響不大.實(shí)驗(yàn)探究該小組中某同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)探究氨氣的還原性(生成Cu和無污染的物質(zhì))：( 1 ) 寫 出 氨 氣 與 C u O 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式 ： _。解析解析根據(jù)氨氣和氧化銅的元素組成和生成無污染的物質(zhì)，只能是氮?dú)夂退?，即可寫出方程式?2)為達(dá)到上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康模A(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_；_。黑色氧化銅變紅無水硫酸銅變藍(lán)(3)該裝置在設(shè)計(jì)上有一定的缺陷，為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)該裝置的改進(jìn)措施是_ 。解析解析本實(shí)驗(yàn)無水硫酸銅的作用是檢驗(yàn)反應(yīng)生成的水，所以必須排除反應(yīng)物中的水。在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管熱點(diǎn)二規(guī)律探究與變量控制控制變量法：物質(zhì)變化往往受到多個(gè)因素的影響，在研究化學(xué)反應(yīng)與外界因素之間的關(guān)系時(shí)，對(duì)影響物質(zhì)變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其他幾個(gè)因素不變，集中研究其中一個(gè)因素的變化所產(chǎn)生的影響，以利于在研究過程中，迅速尋找到物質(zhì)變化的規(guī)律。常涉及的題型有：(1)外因(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響；(2)物質(zhì)性質(zhì)的遞變規(guī)律。典例典例1影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。實(shí)驗(yàn)一：利用Cu、Fe、Mg和不同濃度的硫酸(0.5 molL1、 2 molL1、18.4 molL1)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，研究影響反應(yīng)速率的因素。(1)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告如表所示：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論取三份等體積的2 molL1硫酸于試管中分別投入大小、形狀相同的Cu、Fe、Mg反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的速率大?。篗gFeCu反應(yīng)物的性質(zhì)越活潑，反應(yīng)速率越大該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀，要想得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還需要控制的實(shí)驗(yàn)條件是_。解析解析甲同學(xué)研究的是幾種不同金屬與同濃度的硫酸反應(yīng)的速率大小，因此可確定研究的是反應(yīng)物本身的性質(zhì)對(duì)反應(yīng)速率的影響。研究時(shí)必須保證外界條件相同，現(xiàn)有條件是濃度相同、壓強(qiáng)相同、沒有使用催化劑，故只要再控制溫度相同即可。比較反應(yīng)物本身的性質(zhì)對(duì)反應(yīng)速率的影響溫度相同(2)乙同學(xué)為了能精確地研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，在相同溫度下利用如圖所示裝置進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)。完成該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)藥品是_，應(yīng)該測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是_。解析解析乙同學(xué)可以選擇兩種不同濃度的酸與金屬反應(yīng)。Cu與硫酸不反應(yīng)，Mg與硫酸反應(yīng)太快，故選擇Fe。而常溫下Fe遇 18.4 molL1的硫酸時(shí)會(huì)發(fā)生鈍化，故只能選擇0.5 molL1和2 molL1的硫酸。該反應(yīng)產(chǎn)生的是氫氣，反應(yīng)速率又與時(shí)間有關(guān)，故需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生相同體積氫氣所需的時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積。Fe、0.5 molL1和2 molL1的硫酸產(chǎn)生相同體積氫氣所需的時(shí)間(或相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積)實(shí)驗(yàn)二：已知2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO48H2O10CO2，在開始一段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率較小，溶液褪色不明顯，但反應(yīng)一段時(shí)間后，溶液突然褪色，反應(yīng)速率明顯增大。(3)針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，某同學(xué)認(rèn)為該反應(yīng)放熱，導(dǎo)致溶液的溫度升高，從而使反應(yīng)速率增大。從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看，你認(rèn)為還可能是_的影響。解析解析隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度越來越小，反應(yīng)在敞口容器中進(jìn)行，故可排除壓強(qiáng)的影響，因此可猜想是由于催化劑的影響，此催化劑只能來源于生成物，故為Mn2。Mn2的催化作用(或催化劑)(4)若要用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想，除酸性高錳酸鉀溶液、草酸溶液外，還可以在反應(yīng)開始時(shí)加入_(填字母)。A.硫酸鉀B.硫酸錳C.氯化錳 D.水解析解析C中Cl易與KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故只能選B。B典例典例2某化學(xué)興趣小組的同學(xué)學(xué)習(xí)了同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律后，設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.用砂紙打磨后的鎂帶與沸水反應(yīng)，再向反應(yīng)后溶液中滴加酚酞A.浮于水面，熔成一個(gè)小球，在水面上無定向移動(dòng)，隨之消失，溶液變紅色.向新制的H2S飽和溶液中滴加新制的氯水B.產(chǎn)生氣體，可在空氣中燃燒，溶液變成淺紅色C.反應(yīng)不十分強(qiáng)烈，產(chǎn)生的氣體可以在空氣中燃燒D.劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生可燃性氣體E.生成白色膠狀沉淀，進(jìn)而沉淀消失F.生成淡黃色沉淀.鈉與滴有酚酞溶液的冷水反應(yīng).鎂帶與2 molL1的鹽酸反應(yīng).鋁條與2 molL1的鹽酸反應(yīng).向AlCl3溶液滴加NaOH溶液至過量請(qǐng)你幫助該同學(xué)整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲。(2)實(shí)驗(yàn)用品：儀器_、_、_、試管夾、鑷子、小刀、玻璃片、砂紙、膠頭滴管等。藥品：鈉、鎂帶、鋁條、2 molL1的鹽酸、新制的氯水、新制的飽和H2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。(3)請(qǐng)你寫出上述的實(shí)驗(yàn)操作與對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象_、_、_、_、_、_。(用AF表示)寫出實(shí)驗(yàn)操作、的離子反應(yīng)方程式實(shí)驗(yàn)_；實(shí)驗(yàn)_。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_。解析解析本題通過實(shí)驗(yàn)探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。在元素周期表中，從左至右，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬單質(zhì)與H2O(或酸)反應(yīng)，置換H2越來越難，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性減弱酸性增強(qiáng)；非金屬單質(zhì)與H2化合越來越易，右邊的非金屬單質(zhì)可從化合物中置換出左邊的非金屬單質(zhì)，如Cl2H2S=2HClS。答案答案(1)探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律(2)試管燒杯酒精燈(3)BFADCECl2H2S=2HClSAl34OH=AlO 2H2O(4)金屬性：NaMgAl，非金屬性：ClS1.變量探究實(shí)驗(yàn)題的解題策略解答變量探究類試題關(guān)鍵是在其他條件相同的前提下，只改變一個(gè)條件對(duì)研究對(duì)象的影響規(guī)律。注意：選擇數(shù)據(jù)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法作出正確判斷。思路總結(jié)規(guī)律方法規(guī)律方法2.規(guī)律探究實(shí)驗(yàn)題的解題策略物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律的探究也是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的一個(gè)重要內(nèi)容。研究同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)(如置換反應(yīng))規(guī)律，物質(zhì)的酸(堿)性強(qiáng)弱規(guī)律，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電規(guī)律等，都是開展有關(guān)規(guī)律探究的重要素材，也是高考命題的經(jīng)典情境。解決有關(guān)規(guī)律探究問題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其常用方法示例如下：(1)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，一般通過設(shè)計(jì)判斷元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)來完成，如通過讓金屬單質(zhì)與相同濃度的非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的速率快慢來判斷金屬單質(zhì)的還原性強(qiáng)弱，推斷元素金屬性強(qiáng)弱，從而找出相應(yīng)的性質(zhì)遞變規(guī)律。(2)物質(zhì)的酸(堿)性強(qiáng)弱的判斷。(3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的規(guī)律探究?？梢酝ㄟ^控制所含的雜質(zhì)是否與空氣接觸、所接觸的電解質(zhì)溶液的酸堿度、鋼鐵在腐蝕過程中體系內(nèi)的氣壓變化等角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，找出規(guī)律。題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練1.某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問題：( 1 ) 上 述 實(shí) 驗(yàn) 中 發(fā) 生 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式 有_。解析解析在稀硫酸中加入硫酸銅后發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)：CuSO4Zn=ZnSO4Cu、ZnH2SO4=ZnSO4H2。CuSO4Zn=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2( 2 ) 硫 酸 銅 溶 液 可 以 加 快 氫 氣 生 成 速 率 的 原 因 是_。解析解析由于Zn與反應(yīng)生成的Cu及硫酸銅溶液組成了CuZn原電池，大大加快了生成氫氣的反應(yīng)速率。CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn可形成CuZn原電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率(3)實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液，可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是_。解析解析只要是比鋅的金屬性弱的金屬都可以與鋅組成原電池，都可以加快生成氫氣的反應(yīng)速率，故在所給的物質(zhì)中只有Ag2SO4符合題意。Ag2SO4(4)要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有_(答兩種)。解析解析要加快生成氫氣的反應(yīng)速率，還可以采取如下措施：升高溫度、適當(dāng)增大硫酸的濃度、增加鋅粒的比表面積等。升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增大硫酸的濃度、增加鋅的比表面積等(答兩種即可)(5)為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列的實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。 實(shí)驗(yàn)混合溶液ABCDEF4 molL1 H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1_，V6_，V9_；反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈_色，實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈_色；該同學(xué)最后得出的結(jié)論為當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí)，生成氫氣的速率會(huì)大大提高，但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過一定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因：_。解析解析因?yàn)橐芯苛蛩徙~的量對(duì)反應(yīng)速率的影響，故應(yīng)保持硫酸的濃度在各組實(shí)驗(yàn)中相同，則硫酸溶液的體積均取30 mL，根據(jù)F中增加的水與硫酸銅溶液的體積之和為20 mL，可以求得V610 mL，V720 mL，V819.5 mL，V917.5 mL，V1015 mL。當(dāng)溶液中沒有銅析出時(shí)，故顯示的是鋅的顏色：灰黑色，E中析出較多的銅，則顯示了銅晶體的顏色：暗紅色。由于析出的銅的量較多，會(huì)覆蓋在鋅的表面，使得鋅與稀硫酸接觸面積大大減小，故反應(yīng)速率反而減慢。答案答案301017.5灰黑暗紅當(dāng)加入一定量的CuSO4后，生成的單質(zhì)Cu會(huì)沉積在Zn的表面，降低了Zn與H2SO4溶液的接觸面積而使反應(yīng)速率下降2.已知亞硫酸鈉在空氣中能被氧氣氧化生成硫酸鹽。.甲同學(xué)設(shè)計(jì)兩種方案來檢驗(yàn)Na2SO3溶液是否發(fā)生變質(zhì)。方案一：取樣，加入稀鹽酸有氣泡生成，認(rèn)為亞硫酸鈉溶液沒有變質(zhì)。方案二：取樣，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，認(rèn)為亞硫酸鈉溶液完全變質(zhì)。請(qǐng)你對(duì)兩方案作出評(píng)價(jià)：方案一：_(填“合理”或“不合理”)，理由是_。方案二：_(填“合理”或“不合理”)，理由是_。解析解析加入稀鹽酸有氣泡生成，證明溶液中含有亞硫酸鈉，Na2SO3溶液可能沒有變質(zhì)，也可能部分變質(zhì)。亞硫酸鈉、硫酸鈉都能與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀，故亞硫酸鈉溶液未變質(zhì)、部分變質(zhì)、全部變質(zhì)時(shí)的現(xiàn)象相同，都會(huì)生成白色沉淀。答案答案不合理亞硫酸鈉部分變質(zhì)時(shí)滴加鹽酸也會(huì)產(chǎn)生氣泡不合理亞硫酸鈉也能與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，亞硫酸鈉未變質(zhì)或部分變質(zhì)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生白色沉淀.乙同學(xué)探究Na2SO3溶液是否發(fā)生變質(zhì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)測(cè)定1.0 molL1 Na2SO3溶液的實(shí)際濃度。(1)分液漏斗中應(yīng)加入足量的下列哪種試劑？_(填字母)a.濃硝酸b.65%硫酸c.濃鹽酸(2)實(shí)驗(yàn)前后測(cè)得C裝置增重3.2 g，則Na2SO3溶液實(shí)際的物質(zhì)的量濃度為_。(3)該實(shí)驗(yàn)裝置還存在一個(gè)明顯的缺陷是_。解析解析.制備二氧化硫氣體選用硫酸。C裝置增重3.2 g，產(chǎn)生的n(SO2)0.05 mol，所以n(Na2SO3)0.05 mol，c(Na2SO3)0.05 mol/0.06 L0.83 molL1。該實(shí)驗(yàn)裝置中一個(gè)明顯的缺陷是缺少一個(gè)驅(qū)趕殘留二氧化硫氣體的裝置。答案答案(1)b(2)0.83 molL1(3)缺少一個(gè)驅(qū)趕殘留二氧化硫氣體的裝置(或其他合理答案)234511.某合作小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸中，發(fā)現(xiàn)開始時(shí)反應(yīng)非常慢，一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯加快。該小組通過實(shí)驗(yàn)探究其原因。(1)該反應(yīng)的離子方程式為 _。解析解析銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物是NO氣體。23451(2)提出合理假設(shè)，該實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速率明顯加快的原因可能是_(填字母)。A.反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度升高B.壓強(qiáng)增大C.生成物的催化作用D.反應(yīng)物接觸面積增大23451解析解析溫度升高反應(yīng)速率加快，選項(xiàng)A合理；反應(yīng)物都是非氣體，壓強(qiáng)對(duì)本反應(yīng)無影響，選項(xiàng)B不合理；生成物可能作催化劑，加快反應(yīng)速率，選項(xiàng)C合理；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，銅片與稀硝酸的接觸面積變小，選項(xiàng)D不合理。答案答案AC23451(3)初步探究，測(cè)定反應(yīng)過程中不同時(shí)間溶液的溫度，結(jié)果如表所示：時(shí)間/min05101520253550607080溫度/25262626262626.527272727結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮捅碇袛?shù)據(jù)，你得出的結(jié)論是_。23451解析解析從表中數(shù)據(jù)看，隨著時(shí)間的推移，溶液的溫度變化不大，故溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因。答案答案溫度不是導(dǎo)致反應(yīng)速率明顯加快的主要原因23451(4)進(jìn)一步探究：查閱文獻(xiàn)了解到化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物(含中間產(chǎn)物)可能對(duì)反應(yīng)有催化作用。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表并將實(shí)驗(yàn)?zāi)康难a(bǔ)充完整：23451實(shí)驗(yàn)編號(hào)銅片質(zhì)量/g0.1 molL1的硝酸體積/mL硝酸銅晶體/g亞硝酸鈉晶體/g實(shí)驗(yàn)?zāi)康?20 實(shí)驗(yàn)和探究_的影響；實(shí)驗(yàn)和探究NO 的影響 0.5 0.523451解析解析根據(jù)單因子研究規(guī)則，銅片質(zhì)量、硝酸的量都相同，分別加入Cu2用Cu(NO3)2、NO (用NaNO2)作催化劑，比較反應(yīng)速率。23451答案答案實(shí)驗(yàn)編號(hào)銅片質(zhì)量/g0.1 molL1的硝酸體積/mL硝酸銅晶體/g亞硝酸鈉晶體/g實(shí)驗(yàn)?zāi)康?00 Cu2520 05200 234512.(1)已知Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O。甲同學(xué)通過測(cè)定該反應(yīng)發(fā)生時(shí)溶液變渾濁的時(shí)間，研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下(所取溶液體積均為10 mL)：實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)溫度/ c(Na2S2O3)/molL1c(H2SO4)/molL1250.10.1250.20.123451250.10.2500.20.1500.10.1其他條件不變時(shí)，探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇_(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))；探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇_(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))；若同時(shí)選擇溶液測(cè)定變渾濁的時(shí)間，是探究_對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。23451解析解析探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制Na2S2O3、H2SO4的濃度相同，所以應(yīng)選擇或組；探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制溫度相同，所以應(yīng)選擇或或；在中，溫度相同，改變的是不同反應(yīng)物的濃度。答案答案或或或改變不同反應(yīng)物的濃度23451(2)已知Na2S2O3溶液與Cl2反應(yīng)時(shí)，1 mol Na2S2O3轉(zhuǎn)移 8 mol 電子，該反應(yīng)的離子方程式是_。甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)流程探究Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì)。23451()甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程的目的是證明Na2S2O3溶液具有堿性和_性。()加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的離子方程式是_。()乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)將上述流程中所加試劑順序顛倒，你認(rèn)為甲、乙兩同學(xué)的設(shè)計(jì)更合理的是_(填“甲”或“乙”)，理由是_。23451234513.SO2是一種大氣污染物，某興趣小組欲探究SO2的性質(zhì)及綠色實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)如下方案：23451(1)B、C、D分別用于檢驗(yàn)SO2的漂白性、還原性和氧化性。其中C、D分別為碘水和硫化氫的水溶液，則B中所盛試劑為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ， C 中 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 為_。解析解析B、C、D分別驗(yàn)證SO2的漂白性、還原性和氧化性，所以B中試劑應(yīng)為品紅溶液。品紅溶液23451(2)為了實(shí)現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，某同學(xué)重新設(shè)計(jì)了如上右圖A2的制取裝置來代替A1裝置，與A1裝置相比，A2裝置的優(yōu)點(diǎn)是_ (任寫一點(diǎn)即可)。解析解析 A2裝置不需加熱，且容易控制。不用加熱，安全性能高；易于控制反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)更充分(寫出一點(diǎn)即可)2345123451實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1：取適量“吸收液”于小燒杯中，用膠頭滴管取1 molL1 BaCl2溶液滴入小燒杯中直至過量 若出現(xiàn)白色渾濁，則溶液中存在步驟2：將小燒杯中的濁液過濾、洗滌，再用適量水把附在濾紙上的固體沖入另一小燒杯中；向沖下的固體_ 步驟3： 23451解析解析 (3)23451實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟2：滴入1滴(或少量)品紅，再滴入過量2 molL1鹽酸，振蕩若品紅褪色(或有氣泡)，則“吸收液”中存在SO 步驟3：用試管取適量濾液，向其中 (或小燒杯中)滴入過量的 1 molL1 Ba(OH)2溶液或滴入1滴 (或少量)品紅溶液，再滴入23滴(或過量)的 2 molL1鹽酸，振蕩若出現(xiàn)白色沉淀(或品紅溶液褪色或有氣泡)，則“吸收液”中存在HSO答案答案234514.某同學(xué)欲在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)Fe3與I的反應(yīng)進(jìn)行探究，實(shí)現(xiàn)Fe2與 Fe3的相互轉(zhuǎn)化。(1)該同學(xué)最初的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下：編號(hào)操作現(xiàn)象先向2 mL 0.1 molL1 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水 先向2 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1 molL1 KI溶液滴加KSCN溶液后，溶液變成血紅色；滴加KI溶液后，血紅色無明顯變化23451實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為_。 F e C l2溶 液 與 新 制 氯 水 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 為_。23451解析解析Fe2和SCN不反應(yīng)，加入新制氯水發(fā)生反應(yīng)：Cl22Fe2=2Cl2Fe3，F(xiàn)e3和SCN反應(yīng)生成血紅色溶液。答案答案滴加KSCN后溶液無明顯變化，加入氯水后溶液變成血紅色2Fe2Cl2=2Fe32Cl23451(2)該同學(xué)分析了導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可能原因，并對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下：編號(hào)操作現(xiàn)象向2 mL 0.1 molL1 KI溶液中滴加1 mL0.1 molL1 FeCl3溶液，再滴加KSCN溶液 滴加FeCl3溶液后，溶液變成黃色；滴加KSCN溶液后，溶液變成血紅色23451根據(jù)實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)認(rèn)為Fe3有可能與I發(fā)生氧化還原反應(yīng)，請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用簡(jiǎn)明的文字說明他得出上述結(jié)論的理由：_。解析解析I2溶解在水中，呈黃色(因濃度較小)，所以可推測(cè)Fe3把I氧化成I2。溶液變成黃色，推測(cè)生成了I2(其他合理答案均可)23451(3)該同學(xué)認(rèn)為需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明根據(jù)實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象得出的結(jié)論。請(qǐng)補(bǔ)全下表中的實(shí)驗(yàn)方案：編號(hào)操作預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論向2 mL 0.1 molL1 KI溶液中滴加1 mL0.1 molL1 FeCl3溶液，_ 23451解析解析因?yàn)镕e3把I氧化成I2，I2遇淀粉變藍(lán)，在CCl4中呈紫色，生成的Fe2與鐵氰化鉀溶液反應(yīng)生成藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀。編號(hào)操作預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論再滴加淀粉溶液(或CCl4或鐵氰化鉀溶液)預(yù)期現(xiàn)象：溶液變藍(lán)(或溶液分層，下層溶液為紫色或生成藍(lán)色沉淀) 結(jié)論：Fe3能與I發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成I2和Fe2答案答案(其他合理答案也可)23451(4)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)e3有可能與I發(fā)生氧化還原反應(yīng)。進(jìn)一步查閱資料知，參加反應(yīng)的Fe3與I的物質(zhì)的量相同。該同學(xué)結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，分析了實(shí)驗(yàn)中加入KSCN后溶液變血紅的原因，認(rèn)為Fe3 與I反應(yīng)的離子方程式應(yīng)寫為_。解析解析當(dāng)把Fe3和I等物質(zhì)的量反應(yīng)后，加入KSCN溶液仍變血紅，說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，即2Fe32I 2Fe2I2。234515.硫代硫酸鈉是一種常見的化工原料。將SO2通入按一定比例配成的Na2S和Na2CO3的混合溶液中，便可得到Na2S2O3，其制備反應(yīng)方程式為2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2。(1)在配制混合溶液前先將蒸餾水加熱煮沸一段時(shí)間后待用，其目的是_。(2)用該方法獲得的Na2S2O3H2O晶體中?；煊幸欢康碾s質(zhì)。某興趣小組欲對(duì)其中所含雜質(zhì)成分進(jìn)行探究(不考慮副反應(yīng)和雜質(zhì)所帶的結(jié)晶水)。23451【提出假設(shè)】假設(shè)1：晶體中只含Na2CO3雜質(zhì)假設(shè)2：晶體中只含Na2S雜質(zhì)假設(shè)3：_。【查閱資料】Na2S2O3在中性、堿性溶液中較穩(wěn)定，而在酸性溶液中能迅速反應(yīng)：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O?！九袛嗯c思考】某同學(xué)取少量制得的晶體溶于足量稀H2SO4，并將產(chǎn)生的氣體通入CuSO4溶液中，未見黑色沉淀，據(jù)此認(rèn)為假設(shè)2不成立。你認(rèn)為其結(jié)論是否合理？_(填“合理”或“不合理”)并說明理由：_。23451【設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】基于假設(shè)1，完成下表實(shí)驗(yàn)方案、現(xiàn)象及結(jié)論(儀器自選)。限選實(shí)驗(yàn)試劑：3 molL1H2SO4、1 molL1NaOH、酸性KMnO4溶液、飽和NaHCO3溶液、品紅溶液、澄清石灰水實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象及結(jié)論 23451(3)已知：2Na2S2O3I2=2NaINa2S4O6。為測(cè)定所制得晶體的純度，該小組以淀粉作指示劑，用0.010 molL1的碘水進(jìn)行多次取樣滴定，測(cè)得Na2S2O35H2O的含量約為102%。若所用試劑及操作均無不當(dāng)，產(chǎn)生該結(jié)果最可能的原因是_。解析解析晶體的主體Na2S2O35H2O與稀H2SO4反應(yīng)生成的SO2對(duì)H2S和CO2的檢驗(yàn)都有干擾，在檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)充分考慮；考慮到晶體中含有的雜質(zhì)(Na2S)在滴定時(shí)參與反應(yīng)，是解答第(3)小題的關(guān)鍵。23451答案答案(1)趕走水中的溶解氧(或空氣)(2)晶體中含Na2S和Na2CO3兩種雜質(zhì)不合理Na2S2O3與稀H2SO4反應(yīng)生成的SO2和H2S發(fā)生反應(yīng)，可能無H2S逸出23451實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象及結(jié)論取適量晶體于燒瓶中，加入足量3 molL1 H2SO4，塞上帶導(dǎo)氣管的橡皮塞，將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)出并依次通過盛有酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水的洗氣瓶品紅溶液不褪色、澄清石灰水變渾濁，晶體中含Na2CO3雜質(zhì)(其他合理答案均可)23451(3)晶體中含有雜質(zhì)(如Na2S等)在滴定時(shí)參與反應(yīng)或晶體部分失去結(jié)晶水(其他合理答案均可)23451