规律探究与变量控制

1、 规律探究与变量控制1.某化学兴趣小组的同学学习了同周期元素性质递变规律后，设计了一套实验方案进行实验探究，并记录了有关实验现象如下表：实验操作实验现象1.用砂纸打磨后的镁带与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞A.浮于水面，熔成一个小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变红色B.产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色C.反应不十分强烈，产生的气体可以在空气中燃烧D.剧烈反应，产生可燃性气体E.生成白色胶状沉淀，进而沉淀消失F.生成淡黄色沉淀2.向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水3.钠与滴有酚酞试液的冷水反应4.镁带与2 mol·L1的盐酸反应5.铝条与2 mol·L

2、1的盐酸反应6.向AlCl3溶液滴加NaOH溶液至过量请你帮助该同学整理并完成实验报告(1)实验目的：_。(2)实验用品：仪器：_、_、_、试管夹、镊子、小刀、玻璃片、砂纸、胶头滴管等。药品：钠、镁带、铝条、2 mol·L1的盐酸、新制的氯水、新制的饱和H2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。(3)请你写出上述的实验操作与对应的现象1_、2_、3_、4_、5_、6_。(用AF表示)写出实验操作2、6的离子反应方程式实验2_。实验6_。(4)实验结论：_。解析本题通过实验探究同周期元素性质的递变规律。在元素周期表中，从左至右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，金属单质与H2O

3、(或酸)反应，置换H2越来越难，最高价氧化物对应水化物碱性减弱酸性增强；非金属单质与H2化合越来越易，右边的非金属单质可从化合物中置换出左边的非金属单质，如Cl2H2S=2HClS。答案(1)探究同周期元素性质的递变规律(2)试管烧杯酒精灯(3)BFADCECl2H2S=2HClSAl34OH=AlO2H2O(4)金属性：NaMgAl，非金属性：ClS2.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_；(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_；(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO

4、4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是_；(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有_(答两种)；(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。实验混合溶液 ABCDEF4 mol·L1 H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计，其中：V1_，V6_，V9_；反应一段时间后，实验A中的金属呈_色，实验E

5、中的金属呈_色；该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因。答案(1)CuSO4Zn=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn可形成Cu­Zn原电池，加快了氢气产生的速率(3)Ag2SO4(4)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可)(5)301017.5灰黑暗红当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积而使反应速率下降解析(1

6、)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4Zn=ZnSO4Cu、ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)由于Zn与反应生成的Cu及硫酸铜溶液组成了Cu­Zn原电池，大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。(5)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 m

7、L，可以求得V610 mL，V819.5 mL，V917.5 mL，V1015 mL。当溶液中没有铜析出时，故显示的是锌的颜色：灰黑色，E中析出较多的铜，则显示了铜晶体的颜色：暗红色。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。3SO2是一种大气污染物，某兴趣小组欲探究SO2的性质及绿色实验方法，设计如下方案：(1)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。其中C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液，则B中所盛试剂为_，C中反应的离子方程式为_。(2)为了实现绿色实验的目标，某同学重新设计了如上右图A2的制取装置来代替A1装置，与A1装置

8、相比，A2装置的优点是_(任写一点即可)。(3)E中用氨水吸收尾气中的SO2，“吸收液”中可能含有OH、SO、SO、HSO等阴离子。已知亚硫酸氢盐一般易溶于水，SO2也易溶于水。现有仪器和试剂为小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸；2 mol·L1盐酸、2 mol·L1 HNO3、1 mol·L1 BaCl2溶液、1 mol·L1 Ba(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。请设计实验证明“吸收液”中存在SO和HSO，完成下表的实验操作、预期现象和结论：实验操作预期现象与结论步骤1：取适量“吸收液”于小烧杯中，用胶头滴管取1 mol·L1

9、BaCl2溶液滴入小烧杯中直至过量若出现白色浑浊，则溶液中存在SO或SO步骤2：将小烧杯中的浊液过滤、洗涤，再用适量水把附在滤纸上的固体冲入另一小烧杯中；向冲下的固体_步骤3：答案(1)品红溶液SO2I22H2O=SO2I4H(2)不用加热，安全性能高；易于控制反应进行，反应更充分777(3)实验操作预期现象与结论步骤2：滴入1滴(或少量)品红，再滴入过量2 mol·L1盐酸，振荡若品红褪色(或有气泡)，则“吸收液”中存在SO步骤3：用试管取适量滤液，向其中(或小烧杯中)滴入过量的1 mol·L1 Ba(OH)2溶液或滴入1滴(或少量)品红溶液，再滴入23滴(或过量)的2

10、mol·L1盐酸，振荡若出现白色沉淀(或品红溶液褪色，或有气泡)，则“吸收液”中存在HSO解析(1)B、C、D分别验证SO2的漂白性、还原性和氧化性，所以B中试剂应为品红溶液。(2)A2装置不需加热，且容易控制。(3)吸收液4(1)已知Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为10 mL)：实验编号实验温度/c(Na2S2O3)/mol·L1c(H2SO4)/mol·L1250.10.1250.20.1250.10.2500.20.1500.10

11、.1其他条件不变时，探究温度对化学反应速率的影响，应选择_(填实验编号)；探究浓度对化学反应速率的影响，应选择_(填实验编号)；若同时选择溶液测定变浑浊的时间，是探究_对化学反应速率的影响。(2)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时，1 mol Na2S2O3转移8 mol 电子。该反应的离子方程式是_，甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。()甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和_性。()加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是_。()乙同学认为应将上述流程中所加试剂顺序颠倒，你认为甲、乙两同学的设计更合理的是_(填“甲”或“乙”)，理由是_。答案(1)或或或改变不同反应物的浓度(2)S2O4Cl25H2O=2SO8Cl10H()还原()SOBa2=BaSO4()乙可以排除BaS2O3的干扰解析(1)探究温度对反应速率的影响，应控制Na2S2O3、