高一化学专题二：有关实验和物质推断人教实验版知识精讲

用心 爱心 专心 高一化学高一化学专题二 有关实验和物质推断专题二 有关实验和物质推断人教实验版人教实验版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 专题二 有关实验和物质推断 二 重点 难点 1 掌握各种类别物质的基本性质和规律 特性 2 掌握实验推断的入手点和基本解题思路 三 具体内容 实验是具体元素化合物知识的落实和综合应用 一 基本元素化合物知识 1 金属元素 2 钠 铝 铁的单质和化合物的基本性质 3 非金属元素 硅 氯 硫 氮的单质和化合物的基本性质 二 实验题的基本类型 1 基本实验操作的考察 2 框图推断 3 文字性质推断 4 反应化学方程式的推断 5 实验推断和计算结合的实验题 典型例题典型例题 例 1 有下列化学仪器 托盘天平 玻璃棒 药匙 烧杯 量筒 容 量瓶 胶头滴管 细口试剂瓶 标签纸 1 现需要配制 500mL 1mol L 1硫酸溶液 需用质量分数为 98 密度为 1 84g cm 3的浓硫酸 mL 2 从上述仪器中 按实验使用的先后顺序 其编号排列是 3 若实验遇到下列情况 对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响 填写 偏高 偏 低 或 不变 用以稀释硫酸的烧杯未洗涤 未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中 摇匀后发现液面低于刻度线再加水 容量瓶中原有少量蒸馏水 定容时观察液面俯视 答案 答案 1 27 2 2 3 偏低 偏高 偏低 不变 偏高 解析 解析 考察基本的实验操作 一定物质的量浓度的溶液配制 例 2 长途运输鱼苗时 人们常在水中加入少量过氧化钙 CaO2 固体 甲 乙两位同学 发现往水中投入过氧化钙时产生气泡 提出问题 当把过氧化钙投入足量水中时 最终会生成什么物质呢 用心 爱心 专心 进行猜想 甲同学认为 生成氧化钙和氧气 乙同学认为 生成氢氧化钙和氧气 1 你认为 同学的猜想是错误的 其理由是 2 请设计一个实验方案来验证另一个同学的猜想是正确的 并填入下表中 实验步骤及操作方法预期的实验现象结论 1 取少量过氧化钙放入试管 中 加足量水 有氧气生成 2 答案 答案 1 甲 氧化钙能与水反应生成氢氧化钙 最终产物不可能是氧化钙 2 步 骤 1 然后将带火星的木条放在试管口 木条复燃 步骤 2 向反应后的溶液中通入二氧化碳气体 出现浑浊 有氢氧化钙 解析 解析 利用知识的迁移 对比过氧化钠来判断 例 3 现有一定量含有 Na2O 杂质的 Na2O2试样 请从下图中选用适当的实验装置 设计 一个最简单的实验 测定 Na2O2试样的纯度 可供选用的反应物只有 CaCO3固体 6mol L 盐酸和蒸馏水 请填写下列空白 1 写出在实验中 Na2O2和 Na2O 分别发生反应的化学方程式 2 应选用的装置是 只要求写出图中装置的标号 3 所选用装置的连接顺序应是 填各接口的字母 连接胶管省略 答案 答案 1 2Na2O2 2 CO2 2Na2CO3 O2 Na2O CO2 Na2CO3 2 3 GHIJKABF 解析 解析 利用过氧化钠和各种物质反应产生氧气的相同的量的关系 例 4 某研究性学习小组在做 Na2O2与水反应实验时 发现 Na2O2与水反应后的溶液中滴 加酚酞试液溶液呈现红色 但红色很快褪色 甲 乙 丙三同学对此现象分别做了如下推 测 甲 因为反应后试管很热 所以可能是溶液温度较高使红色褪去 乙 因为所加水的量较少 红色褪去可能是生成的 NaOH 溶液浓度较大的影响 丙 Na2O2具有强氧化性 生成物中 O2 H2O2 可能产物 等也具有强氧化性 可能 是氧化漂白了红色物质 1 验证甲同学的推测是否正确的方法是 验证乙同学的推测是否正确的方法 是 当出现 现象时 即可说明丙同学的推测正确 2 有同学提出用定量的方法探究丙同学方案中是否含有 H2O2 其实验方法为 称 取 2 6gNa2O2固体 使之与足量的水反应 测量产生 O2的体积 与理论值比较 即可得出 用心 爱心 专心 结论 测量气体体积时 必须待试管和量筒内的气体都冷却至室温时进行 应选用上图装 置中的 理由是 若在标准状况下测量气体的体积 应选用的量筒的大小规格为 选填 100mL 200mL 500mL 或 1000mL 答案 答案 1 冷却后加酚酞试液或冷却后看溶液是否变红 加水稀释后看溶液是否变红 或加较多的水反应后滴加酚酞试液看是否变红 冷却后及加水稀释后均不变红 2 防止气体冷却时发生倒吸现象 减小实验误差 500mL 解析 解析 利用题中所给信息判断 例 5 有演示实验 用脱脂棉花包住约 0 2g 过氧化钠粉末 置于石棉网上 往脱脂棉上滴 水 可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来 1 由实验现象所得出的有关 Na2O2和 H2O 反应的结论是 a 有氧气生成 b 2 某学校研究性学习小组拟用上图装置进行实验 以证明上述结论 用以验证结论 a 的实验操作方法及现象是 用以验证结论 b 的实验操作方法及现象是 3 该研究性学习小组的同学认为 Na2O2和 H2O 反应可生成 H2O2 现请你设计一个 简单的实验证明 Na2O2和足量 H2O 充分反应后的溶液中有 H2O2存在 只要求列出实验所 用的试剂及观察到的现象 试剂 现象 答案 答案 1 b 反应放出热量 2 加水后 将带火星的木条置于导管口 p 处 发 现木条复燃 将导管 q 置于水槽中 再打开分液漏斗的开关 发现 q 处有气泡放出 3 MnO2 迅速放出使带火星的木条复燃的气体 解析 解析 利用每种物质的特性结合来解题 例 6 用稀 H2SO4 NaOH 溶液和金属铝为原料制取 甲 乙 丙三个同学制备 3 OHAl 的途径分别是 甲 3342 42 OHAl NaOH SOAl SOH Al 乙 3 42 2 OHAl SOH NaAlO NaOH Al 丙 3 2 342 42 OHAl NaAlO NaOH Al SOAl SOH Al 若要得到等量的 则 3 OHAl A 三者消耗原料相同 B 甲消耗原料最少 C 乙消耗原料最少 D 丙消耗原料最少 用心 爱心 专心 答案 答案 D 解析 解析 考虑丙变化的两个过程都有铝元素的参与 例 7 某混合物 A 含有 KAl SO4 2 Al2O3和 Fe2O3 在一定条件下可实现下图所示的 物质之间的变化 据此回答下列问题 1 I II III IV 四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是 2 根据上述框图反应关系 写出下列 B C D E 所含物质的化学式 固体 B 沉淀 C 沉淀 D 溶液 E 3 写出 四个反应的离子方程式 答案 答案 1 过滤 2 Al2O3 Al2O3和 Fe2O3 Fe2O3 K2SO4和 NH4 2SO4 3 Al2O3 2OH 2AlO2 H2O Al3 3NH3 H2O NH4 3 OHAl AlO2 H H2O 2Al2O3 3H2O 3 OHAl 3 OHAl 解析 解析 从离子的角度考虑物质的反应和铝元素两性的特点 例 8 A B C D E 五种物质可按图 6 4 所示发生转变 反应条件已略去 AD EB CH2 O2O2 O2Cu H2O 1 若 A 在通常情况下是固体 则 A B C D E 化学式分别为 A B C D E 2 若 A 在通常情况下是气体 则 A B C D E 化学式分别为 A B C D E 答案 答案 S H2S SO2 SO3 H2SO4 2 N2 NH3 NO NO2 HNO3 解析 解析 从反应比较局限的物质入手 本题从铜能发生的反应入手 模拟试题模拟试题 答题时间 60 分钟 1 在下表中 欲用一种试剂 Z 来检验盐溶液中的离子 X 在同时有离子 Y 存在时 此检 验仍可以判别的是 选项试剂 Z离子 X离子 Y ABaCl2SO42 CO32 BAgNO3Cl CO32 CNa2SO4Ba2 Mg2 D 23 NOBaSO42 Cl 用心 爱心 专心 2 下面是用 98 的浓 H2SO4 1 84g cm3 配制成 0 5mol L 的稀 H2SO4 400mL 的操作 请按要求填空 1 所需浓 H2SO4的体积为 2 如果实验室有 15mL 20mL 50mL 量筒 应选用 mL 量筒最好 量取时发 现量筒不干净 用水洗净后直接量取 所配溶液浓度将 偏高 偏低 无 影响 3 将量取的浓 H2SO4沿器皿内壁慢慢注入盛有约 100mL 水的 里 并不断搅拌 目的是 4 将 的上述溶液沿 注入 中 并用 50mL 蒸馏水洗涤烧杯 2 3 次 洗涤 液要 中 并摇匀 5 加水至距刻度 外 改用 加水 使溶液的凹液面正好跟刻度相平 3 在配制 0 1mol L 的硫酸溶液时 下列操作对所配溶液浓度造成的后果 请用 偏高 偏低 无影响 表示 1 未洗涤稀释过浓硫酸的小烧杯 2 使用经蒸馏水洗涤后未干燥的小烧杯稀释浓硫酸 3 将刚稀释过的硫酸立即倒入容量瓶中 4 加水时不慎超过了刻度线 又将超出部分用吸管吸出 5 配溶液用的容量瓶用蒸馏水洗涤后未经干燥 6 定容时俯视刻度 7 倒转容量瓶摇匀后 液面降至刻度线下 再加水至刻度 4 贴有 A B C D 标签的四瓶无色溶液 已知它们是碳酸钠 硫酸钠 硫酸和硝酸钡 根据下列实验现象 回答下列问题 1 写出各瓶试剂中溶质的化学式 A B C D 2 写出各步反应的离子方程式 5 现有一包固体粉末 其中可能含有 CaCO3 Na2CO3 Na2SO4 NaCl CuSO4 进行如 下实验 溶于水得无色溶液 向溶液中加 BaCl2溶液生成白色沉淀 再加盐酸时沉 淀消失 据上述实验现象推断 1 一定不存在的物质是 2 一定存 在的物质是 3 可能存在的物质是 4 对于可能存在的 物质应如何进一步检验 写出简要步骤和有关的离子方程式 6 在常温下 Fe 与水并不起反应 但在高温下 Fe 与水蒸气可发生反应 应用下列装 置 在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物 加热 并通入水蒸气 就可以完成 高温下 Fe 与水蒸气反应的实验 请回答该实验中的问题 用心 爱心 专心 1 写出该反应的化学方程式 2 实验前必须对整套装置进行的操作是 3 圆底烧瓶中盛装的是水 该装置受热后的主要作用是 4 干燥管中盛装的物质可以是 作用是 5 试管中收集到的气体是 如果要在 A 处玻璃管口处点燃该气体 则必须对该气体进行 这一操作的目的是 7 某研究性学习小组用如下图所示的装置进行 Na2O2和 H2O 反应的实验 1 可以验证有氧气生成的实验方法是 2 将导管 q 放入水中 反应过程中导管口有气泡冒出 说明 3 往试管中加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后 取出试管 往试管中滴入实 验室常用无色指示剂试液 A 可观察到溶液变红 后红色褪去 则该指示剂为 小组同学经查阅资料后得知红色褪去的原因有二 一是 NaOH 溶液的浓度过大 二是反应过程中可生成 H2O2 H2O2氧化漂白了酚酞试 液 为了排除前者因素影响 可采取的方法是 4 为进一步探究 H2O2是否能够氧化指示剂试液 某同学向 3mL30 H2O2的溶液中 滴入 2 滴品红指示剂 充分振荡并放置约 3min 溶液红色无明显改变 后加入少量 0 5mol LNaOH 的溶液后 可看到产生许多小气泡 且溶液红色可迅速褪去 该现象表明 产生气泡的反应方程式为 8 用下图的实验装置可以进行钠跟水的反应实验 并可收集 检验生成的气体 Na 的 密度为 0 97g cm 3 煤油的密度为 0 87 g cm 3 请回答下列问题 1 液体物质添加完毕后 关闭活栓 打开右边胶塞 向煤油中加入一小块钠 立即 塞好胶塞 反应开始前钠的位置在 处 填 a b c 用心 爱心 专心 2 反应后 钠在煤油层和水层界面之间上下跳动 反应平缓连续进行 试说明产生 上述现象的原因 3 写出 Na 跟水反应的离子方程式 4 装置中的漏斗在反应过程中的主要作用是 5 本实验除能使反应平缓连续进行 收集并检验气体外 还有一个优点是 这是因为 9 某研究性学习小组研究 金属钠与水反应的实验装置改进 设计出如下图所示的装 置 目的是做钠与水反应的实验并验证 钠的某些物理性质 钠与水反应的产物 1 要达到实验目的 还缺少的玻璃仪器有 2 如何进行操作 才能使钠与水开始反应 3 在广口瓶中可能观察到的实验现象是 10 请你设计至少两种方法除去细小的铁颗粒中混有的细小的铝颗粒 简要说明 11 以铜 硝酸 硝酸银 水 空气为原料 可用多种方法制取硝酸铜 1 列举 4 种方法 用化学方程式表示 2 从环境保护和经济效益角度考虑 制取大量的硝酸铜最宜采用以上哪种方法 并 说明原因 12 如下图所示 两个连通容器用活塞分开 左右两室各充入一定量 NO 和 O2 且恰好 使两容器内气体密度相同 打开活塞 使 NO 与 O2充分反应 最终容器内混合气体密度比 原来 A 增大 B 减小 C 不变 D 无法确定 用心 爱心 专心 试题答案试题答案 1 CD 2 1 13 6mL 2 15 偏低 3 烧杯 混合均匀 使热量迅速扩散 4 冷却至室温 玻璃棒 500mL 容量瓶 注入容量瓶 5 1 2cm 胶头滴管 3 偏低 无影响 偏高 偏低 无影响 偏高 偏低 4 A H2SO4 B C Na2SO4 D Na2CO3 2H CO32 H2O CO2 23 NOBa Ba2 SO42 BaSO4 Ba2 CO32 BaCO3 Ba2 SO42 BaSO4 5 CaCO3 Na2SO4 CuSO4 Na2CO3 NaCl 取无色溶液少量于试管中 滴加足量稀 HNO3 待气泡放尽后 加 AgNO3试剂 看是否产生白色沉淀 若有 则含有 NaCl 反之 则无 CO32 2H CO2 H2O Ag Cl AgCl 6 1 3Fe 4H2O g Fe3O4 4H2 2 检验装置的气密性 3 为 硬质玻璃管内 Fe 与水蒸气的反应 实验提供 持续不断的 水蒸气 4 碱石灰 或其它固体干燥剂 干燥反应产生的 H2 5 H2 验纯 防止点燃时 氢气因含有氧气而爆炸 7 1 将带火星的木条靠近导管 I 处 木条复燃 2 该反应放热 3 酚酞试液 从试 管中取出少许溶液加水稀释 再滴入 A 指示剂 红色不能褪去 4 说明 H2O2本身并不能 氧化漂白指示剂 但在碱性条件下可迅速将指示剂氧化 2H2O22H2O O2 8 1 a 2 当 Na 跟水反应剧烈时 H2气流将 Na 托入煤油层 反应停止 随着 H2气 流减少 Na 沉到煤油层和水层的界面 反应又进行 3 2Na 2H2O 2Na 2OH H2 4 防止水溢出 5 安全 此反应在隔绝空气下进行 9 1 小试管 酒精灯 2 将细铁丝往上拉使钠块掉下或往下插入溶液中 3 钠浮于 水面上并熔化成闪亮小球 小球在水面上来回游动并嘶嘶作响 越来越小至最后消失 溶 液变为红色 10 方法一 可以使用 NaOH 溶液洗涤混合物 铁与 NaOH 溶液不发生反应 而 Al 可溶 于 NaOH 溶液 2Al 2NaOH 2H2O2NaAlO2 3H2 经过滤 洗涤可以得到铁 方法二 可以使用磁铁将混合物中的铁吸引出来而留下杂质铝 方法三 向混合物中加 FeCl2溶液 Al 与 FeCl2反应 2A1 3FeCl23Fe 2AlCl3 用水洗涤并干燥 11 1 Cu 4HNO3 浓 2NO2 2H2O 23 NOCu 3Cu 8HNO3 浓 3 2NO 4H2O 23 NOCu Cu 2AgNO3 浓 2Ag 23 NOCu 2Cu O2 2CuO CuO 2HNO3 H2O 23 NOCu 2 对于上述反应 需要用昂贵的 AgNO3 从经济角度考虑比较不合适 而对 进行比较 若用于制取 1mol Cu NO3 2 而消耗 HNO3的物质的量分别为 4mo