课件-实验与探究2015重点.ppt

化学实验备考策略 刘丽娟 一、探究物质性质 无论论是无机物、还还是有机物性质质的探究，都必 须须在掌握元素化合物知识识的基础础上，大胆猜想 ，细细心求证证，只有灵活运用已有的元素化合物 知识识，就能变变探究性实验为简单实验为简单 化。 1.某化学兴兴趣小组为组为 探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强 弱，设计设计 了如下实验实验 ： (1)检查检查 气体发发生装置A的气密性的操作是 . 整套实验实验 装置存在一处处明显显的不足，请请指出 . 方法一：关闭闭活塞a，打开止水夹夹b，将长导长导 管末端浸入水中 ，用手捂住圆圆底烧烧瓶，导导管口有气泡；松开手后，有一段水 柱进进入导导管，则则气密性良好。 方法二：关闭闭止水夹夹b，打开活塞a，向分液漏斗中 滴水，若水不能顺顺利流下，则则气密性良好。 缺少尾气处处理装置 实验实验 操作实验现实验现 象结论结论 打开活塞a，向圆圆底 烧烧瓶中滴入适量浓浓 盐盐酸；然后关闭闭活 塞a，点燃酒精灯。 D装置中：溶液变变 红红 E装置中：水层层溶液 变变黄，振荡荡后，CCl4 层层无明显变显变 化。 Cl2、Br2、Fe3+的 氧化性由强到弱的 顺顺序为为： _ (2)用改正后的装置进进行实验实验 ，实验过实验过 程如下： (3)因忙于观观察和记录记录 ，没有及时时停止反应应，D、E中均发发生了新 的变变化。D装置中：红红色慢慢褪去。 E装置中:CCl4层层先由无色变为变为 橙色,后颜颜色逐渐渐加深，直至 变变成红红色.为为探究上述实验现实验现 象的本质质,小组组同学查查得资资料如下 ： (SCN)2性质质与卤卤素单质类单质类 似。氧化性：Cl2(SCN)2 。 Cl2和Br2反应应生成BrCl，它呈红红色(略带带黄色)，沸点约约 5，与水发发生水解反应应。 AgClO、AgBrO均可溶于水。 Cl2 Br2Fe3+ 请请用平衡移动动原理（结结合化学用语语）解释释Cl2过过量时时D中溶液 红红色褪去的原因_， 请设计简单实验证请设计简单实验证明上述解释释： _ . 欲探究E中颜颜色变变化的原因，设计实验设计实验 如下： 用分液漏斗分离出E的下层层溶液，蒸馏馏、收集红红色物质质，取 少量，加入AgNO3溶液，结结果观观察到仅仅有白色沉淀产产生。请结请结 合 化学用语语解释仅产释仅产 生白色沉淀的原因 . 将少量BrCl加入到碘化钾钾溶液中，该该反应应的化学方程式为为： _ 2SCN-+Cl2（过 过量）=2Cl -+(SCN) 2，使SCN -浓 浓 度减小，则则Fe3+3SCN-Fe(SCN)3 平衡逆向移动动而褪色. 取少量褪色后的溶液，滴加KSCN 溶液，若溶液变红变红 色，则则上述推测测合理。(或取少量褪色后 的溶液，滴加FeCl3溶液，若溶液不变红变红 ，则则上述推测测合理. ） BrCl+H2O=HBrO+HCl反应应只产产生Cl-，不产产生Br - BrCl+2KI=KCl+KBr+I2 2.硫化氢氢(H2S)是一种具有臭鸡鸡蛋气味的无色气体，有 剧剧毒；存在于多种生产过产过 程以及自然界中。在人体的 很多生理过过程中也起着重要作用。 资资料： H2S可溶于水(约约1:2)，其水溶液为为二元弱酸。 H2S可与许许多金属离子反应应生成沉淀。 H2S在空气中燃烧烧，火焰呈淡蓝蓝色。 (1)某化学小组设计组设计 了制取H2S并验证验证 其性质质的实验实验 ， 如下图图所示。A中是CuSO4溶液，B中放有湿润润的蓝蓝色 石蕊试纸试纸 ，C中是FeCl3溶液。 D中盛放的试剂试剂 可以是_(填标标号)。 a. 水 b. 盐盐酸 c. NaCl溶液 d. NaOH溶液 d 回答下列问题问题 ： A中有黑色沉淀(CuS)产产生， A中发发生反应应的化学方程式为为_. B中的现现象是_. C中只有浅黄色沉淀产产生，且溶液变变浅绿绿色。则则C中 发发生反应应的离子方程式_ 。 H2S+CuSO4=CuS+H2SO4 蓝蓝色石蕊试纸变红试纸变红 H2S+2Fe3+ =S+2H+2Fe2+ (2)为进为进 一步探究-2价硫的化合物与+4价硫的化合物反 应应条件，小组组同学又设计设计 了下列实验实验 。 实验实验 操作实验现实验现 象 实验实验 1 将等浓浓度的Na2S和 Na2SO3溶液按体积积比21 混合 无明显现显现 象 实验实验 2 将H2S通入Na2SO3溶液中 未见见明显显沉淀，再加入少量稀 硫酸，立即产产生大量浅黄色沉淀 实验实验 3 将SO2通入Na2S溶液中有浅黄色沉淀产产生 已知:电电离平衡常数:H2S: K1 =1.310-7; K2 = 7.110-15 H2SO3 : K1 =1.710-2; K2 = 5.610-8 根据上述实验实验 ，可以得出结论结论 ：在_条件下 ，+4价硫的化合物可以氧化-2价硫的化合物。 酸性 (3)文献记载记载 ，常温下H2S可与Ag发发生置换换反应应生成H2 。现现将H2S气体通过过装有银银粉的玻璃管，请设计简单请设计简单 实验实验 ，通过检验过检验 反应产应产 物证证明H2S与Ag发发生了置换换反 应应 _. 将反应应后的气体通入足量氢氢氧化钠钠溶液中(或硫酸铜铜 溶液或氯氯化铁铁溶液等)，除去未反应应的H2S后，点燃， 若观观察到火焰呈淡蓝蓝色，说说明有H2生成，从而证证明 H2S与Ag发发生了置换换反应应(或做爆鸣实验鸣实验 ). 将SO2气体通入H2S水溶液中直至过过量，下列表示溶液 pH随SO2气体体积变积变 化关系示意图图正确的是_(填 序号)。 C 二、探究化学反应原理 在探究过过程中往往可以通过对过对 比实验实验 ， 从而研究和揭示某种规规律，解释释某种现现 象形成的原因或证证明某种反应应机理。 3.某研究小组进组进 行Mg(OH)2沉淀溶解和生成的实验实验 探 究。 向2支盛有1 mL 1 molL-1 的MgCl2溶液中各加入 10滴2 molL-1 NaOH，制得等量Mg(OH)2沉淀；然后 分别别向其中加入不同试剂试剂 ，记录实验现记录实验现 象如下表： (1)从沉淀溶解平衡的角度解释实验释实验 的反应过应过 程 . (2)测测得实验实验 中所用NH4Cl溶液显显酸性(pH约为约为 4.5), 用离子方程式解释释其显显酸性的原因 . (3)甲同学认为应补认为应补 充一个实验：向同样样的Mg(OH)2沉 淀中加4 mL蒸馏馏水，观观察到沉淀不溶解。该实验该实验 的目 的是 . 实验实验 序号加入试剂试剂实验现实验现 象 4 mL 2 molL-1 HCl 溶液沉淀溶解 4 mL 2 molL-1 NH4Cl 溶液沉淀溶解 Mg(OH)2(s)Mg2+(aq) +2OH -(aq)，盐盐酸中的H+与 OH-中和使得OH-浓浓度减小平衡右移,沉淀溶解. NH4+ +H2ONH3H2O +H+ 排除实验实验 、中溶剂剂水使沉淀溶解的可能性. (4)同学们们猜测实验测实验 中沉淀溶解的原因有两种： 一是NH4Cl溶液显显酸性，溶液中的H+可以结结合OH- ，进进而使沉淀溶解； 二是 . (5)乙同学继续进继续进 行实验实验 ：向4 mL 2 molL-1 NH4Cl溶 液中滴加2滴浓浓氨水，得到pH约为约为 8的混合溶液，向同 样样的Mg(OH)2沉淀中加入该该混合溶液，观观察现现象。 实验结实验结 果证证明(4)中的第二种猜测测是成立的，乙同学 获获得的实验现实验现 象是 . 乙同学这样这样 配制混合溶液的理由是 . 溶液中c(NH4+)较较大,NH4+结结合OH-使沉淀溶解 沉淀溶解 混合溶液显显碱性，c(H+)非常小， c(NH4+)较较大, 能确定是NH4+结结合OH-使沉淀溶解. 4.某研究小组组探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应应。已知： 1.0 mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH=1.请请回答： （1）装置A中反应应的化学方程式是 。 （2）为为排除空气对实验对实验 的干扰扰，滴加浓浓硫酸之前应进应进 行的操作是 .（3）装置B中产产生了白色沉淀，其成分是 ，说说 明SO2具有 性。 Na2SO3+H2SO4(浓浓)=Na2SO4+SO2+H2O 打开弹弹簧夹夹，通入一段时间时间 的N2，关闭弹闭弹 簧夹夹 BaSO4 还还原性 （4）分析B中产产生白色沉淀的原因： 观观点1： ； 观观点2：SO2与Fe3+反应应； 观观点3：在酸性条件下SO2与NO3-反应应； 按观观点2，装置B中反应应的离子方程式是: ， 证证明该观该观 点应进应进 一步确认认生成的新物质质，其实验实验 操作及 现现象是 . 按观观点3，只需将装置B中的 Fe(NO3)3溶液替换为换为 等体 积积的下列溶液，在相同条件下进进行实验实验 。应选择应选择 的试剂试剂 是(填序号) . a. 0.1 mol/L 稀硝酸 b. 1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液 c. 6.0 mol/L NaNO3和0.2 mol/L盐盐酸等体积积 混合溶液 SO2和Fe3+、酸性条件下NO3-都反应应 SO2+2Fe3+Ba2+2H2O=BaSO4+2Fe2+4H+ 取少量B中溶液于试试管中，加入少量K3Fe(CN)6 溶液产产生蓝蓝色沉淀，则则溶液中有Fe2+，观观点2合理. c Na2SO3+H2SO4(浓浓)= SO2 +Na2SO4 +H2O 探究Fe3+ 探究酸性NO3- SO42- SO42-BaSO4 BaSO4检验检验 Fe2+ Fe(NO3)3替代品 三、探究物质的成分 通过过化学反应应猜测测可能生成哪些物质质，对对 这这些物质质的性质检验质检验 来确定。 虽虽然考查查学生的探究能力，但在问题问题 的设设置 上常常包含了对对实验实验 基础础知识识 的考查查. 如： (1)常见见物质质分离提纯纯方法：结结晶法、蒸馏馏法 、 过滤过滤 法、升华华法、萃取、渗析法等. (2)常见见气体的制备备、净净化、干燥、收集方法. (3)熟悉重点操作： 气密性检查检查 ； 量气操作； 防倒吸、防污污染操作. 5. Na2O2是常见见的氧化剂剂，某化学小组组的同学欲通过过以下 实验实验 探究确定炭粉与Na2O2反应应的产产物. 钯M(Pd)=106 【实验实验 步骤骤】 I. 按下图图所示装置(部分仪仪器未画出)组组装仪仪器，并检查检查 装 置气密性。 II. 将0.6g炭粉与3.9gNa2O2均匀混合，装入试试管，在靠近 试试管口处处放置一张张湿润润的氯氯化钯试纸钯试纸 (湿润氯润氯 化钯试纸钯试纸 遇CO变变黑，可用于检验检验 是否有CO生成)。 III. 用酒精灯微微加热试热试 管底部。 【实验现实验现 象】试试管中发发生剧剧烈反应应并产产生火花，氯氯化钯钯 试纸试纸 未变变黑，石灰水未变浑浊变浑浊 。请请回答： (1) 在图图中方框内绘绘出仪仪器装置简图简图 ，使仪仪器装置图图完整 。 (2)装置B的作用是 。 (3)通过过探究发现发现 ，装置A中发发生的反应为应为 2Na2O2+C = Na2CO3+X，X的电电子式是 。 (4)CO在潮湿环环境中可将氯氯化钯还钯还 原为为黑色粉末状的钯钯 (Pd)，同时时生成另外两种新物质质。已知反应过应过 程中转转移 6.021023个电电子时时，生成53g Pd，该该反应应的化学方程式 为为 。 过氧化钠和炭粉 氯化钯试纸 防止倒吸 PdCl2 + CO + H2O = Pd + CO2 + 2HCl (5)将装置A中充分反应应后所得产产物溶于适量水中。 所得溶液的溶质质是 (填化学式). 溶液中下列关系正确的是 (填字母序号). a. c(Na+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-) b. c(Na+)c(OH-)c(CO32-)c(HCO3-) c. c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+ c(H2CO3) d. c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-) 若使所得溶液与100 mL稀盐盐酸恰好完全反应应至溶液 pH=7，该盐该盐 酸的物质质的量浓浓度为为 . NaOH、Na2CO3 b d 1 mol/L 0.05molNa2O2-0.1molNa+-0.1molHCl Na2O2+C 探究 产物 Na2CO3+Na2O 无CO、CO2 PdCl2 + CO + H2O = Pd(黑) + CO2 + 2HCl 澄清石灰水 PdCl2 质量守 恒定律 离子浓度比较 电荷守恒 酸碱中和计算 物料守恒 定量探究型: 实验的核心是“定量”，围绕定什么量、如何定量、 如何精确定量等问题设计简单定量实验方案。 定量探究实验的重点是对数据的分析和处理。对数据 的分析要不仅要看数据是否在误差允许范围内，还要 就数据的测定环境进行分析，尤其是气体体积数据， 在多个反应共存时，往往用守恒法或关系式法处理数 据。 6.同学甲认为认为 甲醛醛与新制Cu(OH)2悬浊悬浊 液的反应应与乙醛醛 类类似，产产物是Cu2O和甲酸钠钠，并设计实验进设计实验进 行验证验证 ： 向3.5 mL新制氢氢氧化铜铜碱性悬浊悬浊 液中加40%福尔马马林溶 液2 mL，加热热，有较较多无色气泡逸出。最终试终试 管内所 得红红色沉淀与乙醛醛跟氢氢氧化铜悬浊铜悬浊 液反应应所得固体颜颜 色有所不同，试试管内壁沉积积了一层层紫红红色的固体物质质. 【资资料】 (1)甲醛醛属于强还还原剂剂，在碱性条件下还还原性更强，在空 气中能缓缓慢氧化成甲酸。 (2)CO也能还还原银银氨溶液产产生银镜银镜 。 (3)Cu2O在酸性溶液中转转化为为Cu2+、Cu。 (4)Cu2O能溶于浓浓氨水形成无色配合物离子Cu(NH3)2+， 并在空气中立即被氧化为蓝为蓝 色的Cu(NH3)42+。置于空气 中，Cu也能缓缓慢溶于浓浓氨水生成蓝蓝色的Cu(NH3)42+。 同学甲分别对实验过别对实验过 程中产产生的红红色沉淀及气体的 成分进进行探究。 (1)取少量实验实验 中所得的红红色沉淀于试试管中，加入适量 浓浓氨水，振荡荡，溶液颜颜色无明显变显变 化，静置数小时时后 ，溶液颜颜色略呈浅蓝蓝色，但试试管底部红红色沉淀的量变变 化不大。由此判断红红色沉淀可能是 (写化学式). 用离子方程式解释释溶液略呈浅蓝蓝色的原因 _. (2)为进为进 一步验证验证 上述结论结论 ，另取少量实验实验 中所得的 红红色沉淀于试试管，加入 (填选项选项 序号) a稀硫酸 b稀硝酸 c浓浓硝酸 若观观察到 _ 的现现象，可证证明前面判断正确。 (3)同学甲认为认为 无色气体可能是二氧化碳、甲醛醛或两者 的混合气体。 Cu 2Cu+O2+8NH3H2O=2Cu(NH3)42+4OH-+6H2O a 溶液颜颜色不变蓝变蓝 (或无明显变显变 化) 同学乙认为该认为该 气体中不可能含有二氧化碳,理由是 _,并设计实验设计实验 方案，将产产生的无色气体 通入银银氨溶液中，水浴加热热，试试管壁上有银镜银镜 形成。 据此实验现实验现 象判断无色气体的成分是甲醛醛。 (4)两同学进进一步查阅资查阅资 料，发现发现 无色气体的主要成分 也可能是CO。设计设计 如下实验实验 方案，进进一步探究： 实验现实验现 象：氧化铜铜由黑变红变红 、澄清石灰水变浑浊变浑浊 。 方案中水洗的目的是 _. (5)实验证实验证 明：甲醛醛与新制Cu(OH)2悬浊悬浊 液产产生的大量 无色气泡的主要成分是_. 你认为认为 甲醛醛与新制Cu(OH)2悬浊悬浊 液反应应的氧化产产物还还可 能有_. 除去挥发挥发 出的甲醛醛气体 浊浊液呈碱性 CO CO32-、HCOO- 四、探究实验流程与方案 对实验对实验 方案的探究：首先要明确实验实验 目的和要 求，然后结结合问题问题 运用有关化学知识识和实验实验 技能对实对实 验验的仪仪器、步骤骤、方法进进行逐步的分析研究。 方案的设计设计 要明确：首先原理要具有科学性， 不能凭空捏造。实验实验 装置要简简易，操作必须须安全可行 ，效果要明显显。 （1）设计、评价或改进实验方案 （2）采取适当的方法控制实验条件 （3）描述实验现象和收集有关数据 （4）分析现象和处理数据并得出合理结论 （5）识别或绘制典型的实验仪器装置图 实验方案设计题的基本思路：实验方案设计题的基本思路： 目的原理方案装置 步骤操作现象结论 实验方案设计题的基本思路： (1)明确目的原理：首先认真审题，明确实验 的目的，弄清有哪些新的信息,综合已学过 的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确 实验原理。 (2)选择仪器药品：根据实验的目的和原理以 及反应物和生成物的性质、反应条件，状态 、腐蚀性、加热及温度控制等，从而选择合 理的化学仪器和药品。 实验方案设计题的基本思路： (3)设计装置步骤：根据实验目的和原理，及 所选的实验仪器和药品，设计出合理的实 验装置和操作步骤，实验步骤应完整而又 简明。 (4)记录现象数据：根据观察、全面准确地记 录实验过程中的现象和数据。 (5)分析得出结论：根据实验观察的现象和记 录的数据，通过分析、计算、图表、推理 ，得出正确的结论。 7 .FeSO47H2O广泛用于医药药和工业领业领 域，以下是 FeSO47H2O实验实验 室制备备流程图图。根据题题意完成下列填空 ： 适量碳酸钠溶液 反应 (加热) 过滤 洗涤 冷却结晶 过滤、洗涤 FeSO47H2O 趁热过滤 适量稀硫酸 工业废铁屑 (含有油污) 反应 (微热) 操作 操作 操作 操作 操作 (1)操作中碳酸钠钠溶液能除去油污污，原因是 (用离子方程式表示)。 (2)下列物质质分离方法的原理与过滤过滤 相同的是 (填序 号字母)。 a.蒸馏馏 b.分液 c.渗析 d.重结结晶 CO32-+H2O HCO3-+OH- c (3)FeSO47H2O是某些补补血剂剂的主要成分，实验实验 室中为为 测测定某补补血剂剂中铁铁元素的含量，进进行了以下实验实验 ： 配制100mL1.0010-2molL-1的KMnO4溶液，所用的仪仪 器有天平、烧烧杯、胶头头滴管及 .配制过过程中下列说说法中，正确的是 (填序号字母) 。 a. KMnO4溶于水不放热热，可以直接在容量瓶中溶解 b.容量瓶洗涤涤后不需干燥即可直接用于实验实验 c.定容后摇摇匀，凹液面低于刻度线线，再加水至凹液面最低 点与刻度线线相平 d.如果定容时时加水超过过刻度线线必须须重新配制 100mL容量瓶,玻璃棒 bd 取2.0g克该补该补 血剂剂配成溶液，进进行预处预处 理，使其中的 铁铁元素全都是Fe2+，再用配制好的标标准KMnO4溶液在酸 性条件下进进行氧化还还原滴定，反应应的离子方程式是： 5Fe2+MnO4-+8H+ = 5Fe3+Mn2+4H2O。进进行滴定时时， 标标准KMnO4溶液应该应该 盛放在 (填“酸式”或“碱式” 之一)滴定管中，原因是 . 滴定结结束时时，消耗浓浓度为为1.0010-2molL-1的标标准 KMnO4溶液26.00mL，则该补则该补 血剂剂中铁铁元素的含量为为 %。 3.64 酸式 KMnO4溶液能腐蚀蚀橡胶管 5Fe2+ MnO4- 0.0013mol 0.01molL-1 0.026L Fe2+ %=0.0013mol56g/mol/2g=3.64% 探究实验制备流程 CO32-+H2O HCO3-+OH- 水解 配制溶液 滴定计算 5Fe2+MnO4-+8H+ = 5Fe3+Mn2+4H2O 物质制备探究型： 制备类实验，从左到右装置：气体(物质)制备 除杂干燥主体实验(尾气处理)(收集)(净化) 。 为了使实验更加科学、合理、