物质性质及原理综合实验探究题

1、物质性质及原理综合实验探究题题型分类二深度剖析题型一物质性质的探究.题型特点主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，然后据此设计出合理的实验方案，去探究它所可能具有的性质。.基本思路和方法根据物质的组成（或成分）一提出各物质（或离子）性质的假设一根据这些性质找到可能存在的 反应一确定检验的试剂和仪器一确定实验的顺序一叙述实验的操作和预期的现象，得出结论。.常见物质的热分解反应规律难溶性碳酸盐氧化物+ CO2；（2）碳酸的酸式盐一二碳酸的正盐+ CO2+H2O;（3）钱盐一,NH3+相应的酸（或酸性氧化物+ H2OXNH4NO3除外）；（4）硝酸盐金属（或金

2、属氧化物、亚硝酸盐）+氮氧化物（NO或NO2）+O2；草酸晶体 CO2+ CO + H2O。4.氧化性、还原性与所含元素化合价的关系（1）元素处于最高价时，只具有氧化性，如Fe、H + ；（2）元素处于最低价时，只具有还原性，如 Cl ；（3）元素处于中间价时，既具有氧化性又具有还原性，如C12。典例分析.实验小组制备高铁酸钾 （K2FeO4）并探究其性质。资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于 KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生。2,在碱性溶液中较稳定。制备K2FeO4（夹持装置略）A为氯气发生装置。 A中反应方程式是 2+（镒被还原为 Mn ）。将除杂装置B补充完整并标明所

3、用试剂。（2）探究K2FeO4的性质取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a,经检验气体中含有 Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了 C厂而产生Cl2,设计以下方案：取少量a,滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色方某n用KOH溶液充分洗涤紫色溶液b,取少量C中所得固体，再用 KOH溶液将K2FeO4溶出，得到 b,滴加盐酸，有Cl2产生由方案I中溶液变红可知a中含有 离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将C氧化，还可能由 产生（用方程式表示）。根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2 Fe。2（填“ ”或“ MnO 4,验证实验如下：将溶液 b滴入MnSO,和足量H2S

4、O4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性FeO2 MnO 4。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案：答案 2KMnO 4+ 16HCl=2MnCl 2 + 2KCI +5Cl2 T + 8H2。 (2) Fe 4FeO4 +20H+=4Fe3+3O2f + 10H2O 理由：FeO2一在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是 MnO 4的颜色。方案：向紫色溶液 b中滴加过量稀 H2SO4,观察溶液紫色快速退去还是显浅紫色解析 KMnO 4被HCl还原为MnCl2, HCl被氧化为02,反应的化学方程式为 2KMnO 4+ 16HCl=2K

5、Cl +2MnCl2+5Cl2 T +8H2O。应在装置B中装入饱和食盐水，以除去混在Cl2中的HCl。洗气时，气体应长管进、短管 （2）滴加KSCN溶液，溶液变红，说明原溶液中含有 Fe3+。有Fe”生成，不能判断FeO2定与C发生了反应，根据题目给出的信息，K2FeO4在酸性或中性条件下， 会快速产生。2,Fe02一会与H+发生氧化还原反应生成Fe和。2,离子方程式为 4FeO4 +20H + =4Fe3+ +302 T + 10H2。碱性条件下，氧化性Cl2Fe02 ;而在酸性条件下，FeO4一的氧化能力增强，氧化性Cl2I 对笈计实捡；操媒实跪 留驯无美 喳测反住j .结f实能?fi

6、更止 走景 变t Jit.规律探究实验题的解题策略物质性质递变规律的探究也是中学化学实验探究的一个重要内容。研究同周期、同主族元素性质的递变规律，物质的氧化还原反应 （如置换反应）规律，物质的酸（碱）性强弱规律，电解质溶液的导电规律等，都是开展有关规律探究的重要素材，也是高考命题的经典情境。解决有关规律探究问题的实验设计，其常用方法示例如下：（1）同周期、同主族元素性质的递变规律，一般通过设计判断元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，如通过让金属单质与相同浓度的非氧化性酸反应产生H2的速率快慢来判断金属单质的还原性强弱，推断元素金属性强弱，从而找出相应的性质递变规律。（2）物质的酸（碱）性强弱

7、的判断。（3）钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的 电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验，找出规律。典例分析.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验：I .将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果： 与盐酸反应最剧烈， 与盐酸反应的速度最慢。n .利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。Ft（1）检查该装置气密性的操作方法是 ?干燥管D的作用是。（2）现有试剂：盐酸、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液，请从中选择试剂并用如图装置证明酸性：HCl H2CO3 H2SiO3

8、,则B中应盛装的试剂为 , C中产生的现象为请判断（填“能”或“不能”）据此实验现象判断非金属性：ClOSio若C中盛装的是Na2s溶液，A中盛装浓盐酸，B中盛装KMnO4粉末。（KMnO 4与浓盐酸 常温下快速反应生成氯气）。反应开始后观察到 C中出现淡黄色浑浊， 可证明Cl的非金属性 比S（填“强” “弱”或“无法比较” ），写出反应的离子方程式： 答案 I .钾铝n.(1)关闭分液漏斗A的旋塞，用热毛巾捂热锥形瓶 B,试管C中有气泡冒出，移开热毛巾，C中液体倒吸防倒吸(2)碳酸钙 有白色沉淀生成不能强 Cl 2 + S2 =2Cl +SJ解析 n .(I)检查装置气密性的方法：关闭分液漏

9、斗A的旋塞，用热毛巾捂热锥形瓶B,试管C中有气泡冒出，移开热毛巾，C中液体倒吸；倒置的干燥管有缓冲作用，能防止倒吸。(2)要证明酸性强弱，应该采用强酸制取弱酸的方法，盐酸酸性最强，所以A中盛放盐酸，盐酸和碳酸钙制取二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸，则 B中盛放碳酸钙、C 中盛放硅酸钠溶液， 硅酸难溶于水，所以看到的现象是有白色沉淀生成。最高价含氧酸的酸性越强，元素的非金属性越强，盐酸不是最高价含氧酸， 所以不能由此判断非金属性ClCo(3)浓盐酸具有还原性，酸性高镒酸钾溶液具有强氧化性，两者发生氧化还原反应生成氯气，氯气具有强氧化性，能氧化Na2s溶液中的S2一生成S,离子方程式为C

10、I2 + S2=2C+ S J , 非金属元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大 于氧化产物的氧化性，则氧化性：Cl2S,所以非金属性 ClSo. (2019武汉调研)某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验。 实验I :将Fe转化为Fe2 +3 谪().1 mokL 1 KSCN 溶液*取卜工清液4 mb HirwibL_1FtjlSO h工产生门U色沉淀(1)Fe3+与Cu粉发生反应的离子方程式为 (2)探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案:实验方案现象结论步骤 1：取 4 mLmol L 1 CuSO4 溶液，向其中滴加3滴0.1 mol L 1

11、KSCN溶液产生白色沉淀CuSO4溶液与KSCN溶液反应产生了白色沉淀步骤2:取无明显现象查阅资料:已知：SCV的化学性质与相似；2Cu2 +4I =2CuI J 十二Cu2+与SCN 反应的离子方程式为 实验H：将Fe”转化为Fe3 +实验方案现象向3 mL 0.1 mol L1 FeSO4溶液中加入1溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，mL稀硝酸溶液变为黄色探究上述现象出现的原因：查阅资料：Fe2+ + NOFe(NO)2+(棕色)(3)用离子方程式解释 NO产生的原因 O(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析：反应I: Fe2+与HNO3反应；反应n : Fe2+

12、与NO反应依据实验现象，可推知反应I的速率比反应n的 (填“快”或“慢”)。反应I是一个不可逆反应，设计实验方案加以证明： 请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因: 答案 (1)2Fe3+ + Cu=2Fe2+ + Cu2+(2)0.1 4 mL 0.2 mol L 1 FeSO4 溶液，向其中滴加 3 滴 0.1 mol L 1 KSCN 溶液 2Cu2 + 4SCN =2CuSCN J + (SCN)2(3)3Fe2 + + 4H + + NO3 =3Fe3+ NO T + 2H2O(4)慢取少量反应I的溶液于试管中，向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液，溶液无明显变化，说明反应I是一个不可逆反应Fe-被硝酸氧化为 Fe3+,溶液中Fe2+浓度降低，导致平衡Fe2+ + NOFe(NO)2+逆向移动，最终Fe(NO)2+完全转化为Fe”,溶液由棕色变为黄色解析 (1)Fe3+与Cu反应的离子方程式为 2Fe3+ + Cu=2Fe2+ + Cu2+。(2)由反应 2F(T+Cu=2Fe:+ + Cu2+,可知得到的溶液中 Fe2+浓度为 0.2 mol L71, Cu*为 0.1 mol L一1,分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液，滴入 KSCN溶液进行对照实验；由题目 信息可知，Cu2+与SCN 反应生成CuSCN沉淀，同时