(2011-2012年高考第一轮复习)第十章实验专题.ppt

（2011-2012年高考第一轮复习）实验专题 -探究性实验试题 解题方法和思路 化学是一门以实验为基础的学科，所以有 化学实验即科学探究之说法。纵观近几年高考 ，主要以考察探究性实验和物质制备实验为主 。这些探究性和制备性实验的试题，综合性强 ，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新 的信息，要求考生必须冷静的审题，联系所学 过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重 组，全面细致的思考才能正确作答。 命题规律： 一、探究性实验的一般思路 1、准确地把握实验目的 2、利用已学知识，分析如何实现这个目的 -实验原理 3、结合实验材料，初步确定设计对策 实验方案 例1 某课课外兴兴趣小组为组为 了探究铁铁与硫在隔 绝绝空气的条件下反应应所得固体M的成分，设设 计计了如右图图装置。倾倾斜A使稀硫酸(足量)与固 体M充分反应应，待反应应停止后，B装置增重， C装置中溶液无变变化，反应应后进进入量气管气 体的体积为积为 VmL（已折算成标标准状况），由 上述实验实验 事实实可知： 二、探究性实验的类型 1、未知产物的探究 （1）固体M中一定有的物质是_（填化学式） 理由是_。 （2）B装置的名称是 。写出B装置 中反应的离子方程式_。 （3）C装置的作用是 ， 如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是 。 生成黑色沉淀 FeS、Fe B装置增重、量气管有气体 洗气瓶 2OH+H2S = 2H2O+S2 证明H2S已被B中NaOH溶液完全 吸收 （4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固 体，该固体是_，要分离出该固体，在实验操 作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_。 （5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质 量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现 象的原因可能是_。 aM中有未反应的铁和硫 b测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面 cA中留有反应生成的气体 d气体进入D装置前未用浓硫酸干燥 硫 漏斗、玻璃棒 b、C 1、常见物质分离提纯方法： 结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取、渗析法等 2、常见气体的制备、净化、干燥、收集方法。 3、熟悉重点操作： （1）气密性检查 （2）量气操作 （3）防倒吸、防污染操作 虽然探究性实验主要考察学生的探究能力，但在问 题的设置上常常包含了对实验基础知识 的考查比如： 通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质 ，对 这些物质一一的检验来推测出究竟含有哪些物质。 反思.心得 对未知产物的探究 例2某学生按图图示方向将A装置与下面所示装置相连连 ，设计设计 如下实验实验 ，请请帮助完成实验报实验报 告。 2、物质性质的探究 （一）实验目的：研究铁与浓硫酸的反应 （二）实验药品：铁钉、浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液、 品红溶液、氧化铜、硫酸铜溶液 （三）实验步骤： 实验实验 内容和步骤骤 实验实验 现现象 结论结论 连连接好装置并 检查检查 气密性 将铁钉铁钉 加入到 烧烧瓶中，在向其 中滴加浓浓硫酸 未见见明显现显现 象 先点燃A再点 燃G处处酒精灯 片刻后烧烧瓶中溶 液有颜颜色变变化 ，并有气泡产产生 铁遇冷的浓硫酸 发生钝化 铁表面的氧化物被破坏并发 生反应，溶液有Fe3+生成， 并伴随有SO2气体产生。 （四） 问题探究： 该学生在实验过程中，观察到D装置中溶液颜色逐渐变 浅，E装置中溶液颜色未见明显变化，再过一段时间后，G 装置中氧化铜粉末由黑色转变为红色，气球H逐渐鼓起， 此时E装置中溶液颜色仍未明显变化。 G装置中氧化铜由黑变红，请结合化学方程式说明原 因是_。 为证明铁钉与浓硫酸在不加热时是否发生反应，可 采用的方法是_。 取两根无锈铁钉，一根放置在冷的浓硫酸浸泡一 段时间后，一根不做任何处理；然后将两根铁钉分别 置于等浓度的硫酸铜溶液中，观察铁钉表面是否有红 色物质析出：若在冷的浓硫酸中浸泡过的铁钉上没有 红色物质析出，则表明在不加热时，铁钉与浓硫酸发 生反应，否则铁钉与浓硫酸不发生反应。 对比实验： 2、无论是无机物、还是有机物性质的探究， 都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，脱离了元素化合物知识 孤立的看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，就能变探究性实验为 验证性实验，使复杂问题简单化。 反思 1、在探究过程中往往可以通过对比实验，即 设置几组平行实验来对照，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。 【例3】：某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机 理，做了如下四组实验： （1）将镁粉投入冷水中，未见任何现象； （2）将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的 气泡，但溴水的颜色逐渐褪去； （3）将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象； （4）向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕 色很快褪去。 则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是（ ） A 镁粉只能直接与溴水中的溴反应 B 水是镁粉与溴发生反应的催化剂 C （2）中产生的极少量气泡是由于镁粉与水反应得到 D 镁粉与溴水中的H+发生反应，导致平衡移动使溴水褪色 3、化学反应原理的探究 B 【变式】在溴水中加入镁粉，溴水褪色。对于褪色 的原因，甲认为是溴溶于水后，溴和水发生了可逆 反应: Br2+H2O HBr+HBrO 当向溴水中加入镁粉之后，则发生以下两种反应： Mg+2HBr=MgBr2H2 Mg+2HBrO=Mg(BrO)2+H2 由于上述反应的发生，使溴水中的平衡向正反应方 向移动，从而使溴水褪色。乙认为，镁是活泼金属 ，在溴水中存在大量的溴，应该是溴与镁粉直接反 应：Mg+Br2=MgBr2，而使溴水褪色。 如何设计方案探究甲和乙的解释是否正确？ 探究方案： 1：在溴水中加入镁粉，立即观察现象，若 短时间内有有大量气体产生，则甲的解释正 确。若短时间内没有大量气体产生，则乙的 解释正确。 2：把镁粉加入到溴的四氯化碳溶液中，看溴 的四氯化碳溶液是否褪色，若不褪色，说明 镁不能与干燥的溴发生反应。若褪色，说明 乙是对的。 可见，重大的发现可能就来自于平时的生 活中，只要你勤于发现，勇于探究；在对所研 究事物或现象的原因未知情况下，根据已有的 认识，在观察和实验的基础上，通过对化学事 实和现象的归纳、类比，作出判断性解释或说 明，这就是化学中的假说；事实上，在化学发 展史上，化学理论的形成和发展就是化学假说 不断被提出、证实和证伪的过程。 反思 4、对实验方案的探究 例4、Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后，产 生蓝色沉淀，请你推测可能有哪些产物？并设 计实验来验证。 提示 经查资料得知：CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水。 假设一：_ 假设二：_ 假设三:_ Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后直接发 生沉淀反应，生成CuCO3沉淀。 Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后发生双水 解反应，生成Cu(OH)2沉淀。 Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后既发生沉 淀反应，又发生双水解反应，生成CuCO3 和Cu(OH)2两种沉淀的混合物。 方案一：向洗涤干净并低温烘干的沉淀中加入盐酸，证 明生成物中含CuCO3，另取沉淀加热灼烧，检验生成的 水，证明生成物中含Cu(OH)2。 澄清Ca(OH)2 粘有无水 CuSO4的棉球 方案二：将洗涤干净并低温烘干的沉淀直接加 热灼烧，将生成的气体依次通过无水硫酸铜、 澄清石灰水，检验生成的水或二氧化碳，证明 生成物中含Cu(OH)2或CuCO3或两者兼有。 【思考】装置B、C能否调换位置？ 该装置有没有不严密之处？ 对实验方案的探究，首先要明确实验目 的和要求，然后结合问题运用有关化学 知识和实验技能对实验的仪器、步骤、 方法进行逐步的分析研究。其中，有关 方案的设计要特别明确：首先原理要具 有科学性，不能凭空捏造。最后实验装 置要简易，操作必须安全可行，效果要 明显。 反思 小结结探究性实验习题实验习题 ，充分体现现了新课课程理念 ，考察了学生通过过化学实验获实验获 取化学知识识的能力 。在探究过过程中要力求做到： 依据信息 提出假设 实验探究 得出结论 探究实验的解答注意点： 1、细心审题是关键：目的、原理要画出。 2、认真分析是核心：原理分析 材料分 析 变量分析 结果分析 3、正确表达是保障：大多数学生有实验思 路，就是拿不到分，因此我们在表达过程中 一定要按格式答题，同时要体现出科学、等 量、单一变量与对照性等原则，提高实验的 得分率。 巩固1 某研究性学习习小组组在探究铜铜、锌锌与浓盐浓盐 酸反 应应，设计设计 如下实验实验 方案 一、实验实验 用品：纯锌纯锌 片，37%的浓盐浓盐 酸，铜铜片，蒸馏馏 水，氯氯化铜铜溶液。 甲：将锌锌放入浓盐浓盐 酸中，反应应速率较较快 乙：将实验过实验过 程记录记录 下来，并交流。 交流卡片 主题题：Zn，Cu+浓盐浓盐 酸 将锌锌片与铜铜片贴贴在一起，一同投入浓盐浓盐 酸中，反 应应快速放出气体！ 当锌锌完全溶解后，将溶液加热热，又产产生气体且产产 生的气体总总体积积明显显比甲多（值值得进进一步探究），得 到无色溶液。 将上述反应应后的溶液，隔绝绝空气，加入适量水，出 现现白色沉淀。 资料卡片 主题 ：生成一价铜的反应 课本上： CH3CHO +2Cu(OH)2 Cu2O（红色）+CH3COOH +2H2O 有关资料：Cu2+ + 4I2CuI（白色）+ I2 有关资料：氯化亚铜在不同浓度的KCl溶液中可形成 CuCl2、CuCl32 、CuCl43等离子，且它们在溶 液中均为无色。 根据上述资料与交流材料回答下列问题 乙反应速率明显比甲快，原因是： 。 铜、锌及浓盐酸一起组成了原电池，加快了反应速率 丙、丁根据铜铜位于金属活动顺动顺 序表氢氢之后，与盐盐酸 不反应应，对对乙产产生的气体体积积比甲大的事实实。作出如 下推断： 丙认为认为 是溶解在溶液中的H2逸出，你认为认为 是否有道 理，理由是： 。 丁作了如下猜想，是否成立，请请你设计实验设计实验 方案。 丁猜想验证验证 方法预测现预测现 象及结论结论 丁认为铜认为铜 片中可 能含有锌锌等杂质杂质 没有道理，因为氢气本身难溶于水 将铜片加 入稀硫酸 中，微热 若无气体放出，则 不含锌等活泼金属 杂质；若有气体则 有锌等杂质 戊预计验证预计验证 方法预测预测 的现现象与结论结论 白色沉 淀是氯氯 化亚铜亚铜 戊注意到乙中（3）中的白色沉淀，分析：不可能是 CuCl2，因为CuCl2溶液显蓝色或绿色，也不可能是氯 化锌，因为稀释后溶液更稀，不会析出。并利用资料 大胆猜想，白色沉淀是生成的氯化亚铜。请你帮 他设计验证方案（若有多个只设计两个方案）： 资料卡片交流卡片 白色沉淀加入稀盐 酸中，通入氧气 溶液变蓝色，说明是 一价铜 向氯化亚铜悬浊液中 加入氯化钾浓溶液 若白色沉淀消失且得无 色溶液，则原白色沉淀 为氯化亚铜，否则不是 指导老师肯定了戊的猜想，请结合资料，写出铜与 足量浓盐酸在加热条件下反应生成无色溶液及气体，化 学方程式可能是： 。 乙的实验步骤（3）稀释，生成沉淀，实际上是一个平 衡问题，请写出这一平衡关系： （用离子 方程式表示）。 2Cu + 8HCl = 2H3CuCl4 + H2 或： 2Cu + 6HCl= 2H2CuCl3 +H2 2Cu +4HCl = 2HCuCl2 +H2 CuCl43 CuCl32 CuCl + 2Cl CuCl + 3Cl CuCl + Cl CuCl2 巩固2Mn2离子是KMnO4溶液氧化H2C2O4（乙 二酸）的催化剂剂。有人提出该该反应应的历历程为为： Mn（）Mn（） Mn（）Mn(C2O4)n32n Mn2CO2 Mn（） 写出该反应的离子方程式 ； 该反应中每生成1molCO2转移电子的物质的量 为 。 6H+2MnO45H2C2O42Mn210CO28H2O 1mol Mn（）Mn（） Mn（）Mn(C2O4)n32n Mn2CO2 Mn（） 请设计1个实验方案来验证这个历程是可信的 （只需给出设计思想） 。 取两份等体积、等浓度草酸溶液，向其中一 份草酸溶液中加固体MnSO4，另一份不加；在 滴加KMnO4溶液时，加Mn2+者反应速率快。 对比实验： 或寻找一种试剂能与Mn(VI)、Mn(IV)或 Mn(III)生成难溶物(或配合物)；加入这种试 剂，反应速率变慢。 已知某混合金属粉末，除铝外还含有铁、铜中的一种或两 种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合 金属粉末中铁、铜元素的存在。 仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容 量瓶、滴管、药匙；1 mol/L硫酸、2 mol/L硝酸、2 mol/L NaOH溶液、20% KSCN溶液。 完成以下实验探究过程： (1)提出假设： 假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有_元素； 假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有_元素； 假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素； (2)设计实验方案 基于假设3，设计出实验方案(不需要作答)。 思考：2007年广东高考试题第23题（11分）平均2.83分 难度0.26 (3)实验过程 根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论 。 答案 用 药药匙取少许许样样品，加入试试 管A中，再用滴管取过过量 2molL-1 NaOH溶液并滴加到 试试管A中，充分反应应后，静置 ，弃去上层层清液，剩余固