2022届新课标高考二轮复习（浙江专用）第21课时物质的检验与性质研究的实验设计

1第21课时物质的检验与性质研究的实验设计现有一瓶由

、Cl－、

、

、

、

、OH－等离子中的某几种组成的混合物。用A、B、C三支试管，各取少量该混合液，分别进行如下实验：(1)向试管A中滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀析出。(2)向试管B中加入稀HNO3至溶液呈酸性，有无色气体冒出。继续加入AgNO3溶液或Ba(NO3)2溶液，均无沉淀生成。(3)取试管C滴加几滴酚酞试液，溶液呈红色，再加入Cu片和浓H2SO4共热，一段时间后，试管口冒红棕色的气体。根据上述实验现象推断，原溶液中可能含有__________，一定不可能含有__________。2考点一离子的综合推断与鉴别3解析：这是一道考查离子鉴定知识的分析推断题。首先应该分析题中给出的离子是否能大量共存，其中NH和OH－之间能发生反应：

＋OH－

NH3·H2O，所以不能大量共存。根据(3)酚酞红色，说明溶液呈碱性，即含有OH－而不应含有NH。又据(3)中加浓H2SO4和Cu共热，生成红棕色NO2气体，因此推知含有

。根据(2)加HNO3生成气体，说明可能有

和

。当HNO3过量时，加AgNO3或Ba(NO3)2溶液无沉淀，说明无Cl－和

，也可推知不含

(因

与HNO3反应生成

)。最后由(1)推知原混合物中还有

，因Ba2＋和

生成BaCO3沉淀。

答案：OH－，

，

；Cl－，

，

，

点评：

熟悉各典型离子的检验方法，并能选取最佳的方法进行检验。5【变式练习】(2010·浙江丽水调研)由几种离子化合物组成的混合物，含有以下离子中的若干种：K＋、NH、Mg2＋、Ba2＋、Cl－、SO、CO。将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取3份100mL该溶液分别进行如下实验：实验序号实验内容实验结果1加AgNO3溶液有白色沉淀生成2加足量NaOH溶液并加热收集到气体(已折算成标准状况下的体积)3加足量BaCl2溶液时，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加足量稀盐酸，然后过滤、洗涤、干燥、称量第一次称量读数为

，第二次称量读数为

6试回答下列问题：(1)根据实验1对Cl－是否存在的判断是______________

(填“一定存在”、“一定不存在”或“不能确定”)；根据实验1～3判断混合物中一定不存在的离子是______________。(2)试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度(可不填满)：阴离子符号物质的量浓度(mol·L－1)

0.1

0.2

不能确定

Ba2＋、Mg2＋

7(3)试确定K＋是否存在？______________，判断的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

溶液中肯定存在的离子是

、

和。经计算，的物质的量为0.05mol，、的物质的量分别为0.02mol和0.01mol，根据溶液呈电中性得K＋一定存在。存在8解析：在步骤1中向溶液中加入AgNO3溶液，溶液中的Cl－、

、

均能产生白色沉淀，故不能确定Cl－一定存在；在步骤2中向原溶液中加入足量NaOH溶液并加热，有气体产生，则该气体一定是NH3，则说明原溶液中一定存在NH；步骤3中向溶液中加入足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明溶液中SO和CO至少有一种，再根据向所得沉淀中加足量稀盐酸，沉淀可以部分溶解，则说明

和

同时存在，那么溶液中就一定没有Mg2＋和Ba2＋，而K＋和Cl－的确定可以通过电荷守恒来判断。9考点二未知物性质的探究有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验。通入SO2气体，将带余烬的木条插入试管C中，木条复燃。请回答下列问题：(1)第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2，该反应的化学方程式是_________________________________________________。(2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3。10(3)第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成。为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案：上述方案是否合理？________。请简要说明两点理由：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。11解析：(1)通过联想Na2O2与CO2的反应，完成Na2O2与SO2的反应；

(2)

的检验是中学化学中的一个重要的知识内容，基本方法是利用

与H＋反应产生能使品红溶液褪色的气体即可；

(3)必须考虑的问题之一是：BaSO3同样能被稀硝酸氧化为BaSO4，第二必须考虑Na2O2本身氧化性对

的氧化。12答案：(1)2Na2O2＋2SO22Na2SO3＋O2(2)取白色固体，加稀硫酸，产生能使品红溶液褪色的气体。(3)不合理①稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡；②如果反应后的固体中还残留Na2O2，它溶于水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根点评：

注意知识间的迁移和综合运用。13【变式练习】中学有机化学中同学常碰到关于乙醛和溴反应的问题，对此同学常有如下不同的观点：①乙醛中醛基有强还原性，而溴单质(Br2)有强氧化性，因而两者可发生氧化还原反应。②乙醛分子中羰基含有碳氧双键，因而可和Br2发生加成反应。③乙醛分子中的烃基可和溴发生取代反应。为此，某同学进行如下实验，并记录了相关实验事实：实验1：在1mLBr2的CCl4溶液中加入1mL乙醛，发现溶液分层，下层橙黄色，上层无色溶液无明显现象。实验2：在1mL饱和的溴水中加入1mL乙醛，振荡试管后静置，发现溶液不分层，且发现溴水褪色。14Ⅰ.根据以上实验1、2及相关实验事实，请你对乙醛和溴的反应原理作出相应的分析：(1)根据实验1，可推知

_____________________________________________

(2)根据实验2，可推知__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________在该条件下(非极性溶剂中)乙醛不能被Br2氧化；在溴水中，Br2＋H2OHBr＋HBrO，生成的HBrO与乙醛发生了氧化反应：CH3CHO＋HBrOCH3COOH＋HBr，HBrO浓度降低，促使Br2和H2O反应的化学平衡向右移动，最终使溴水褪色。15Ⅱ.目前有一个较为典型的试题是：“已知柠檬醛的结构简式为(CH3)2C=CHCH2CH2CH=CHCHO，如何检验出其中的C=C双键？”通常的实验方法是：“先加足量的银氨溶液[或新制的Cu(OH)2]，取上层清液加酸中和后，然后再用KMnO4酸性溶液(或溴水)检验C—C双键。”(1)请分析该实验检验方法是否合理，为什么？

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。该实验方案合理，因为柠檬醛分子中存在的醛基对C—C双键的检验有干扰作用，加入足量的银氨溶液[或新制的Cu(OH)2]先将醛基氧化为羧基后，可排除干扰16(2)根据以上提供的实验事实，是否有更为简便的检验方法？如果有，请简单说明该实验方法；如果没有，则不必说明。

_____________________________________________________________________________________________________________。由实验1可知Br2的CCl4溶液不能氧化醛基，本题可直接用Br2的CCl4溶液作检验试剂，若Br2的CCl4溶液褪色则说明分子内含有C=C双键171.2010年5月31日是第23个世界禁烟日，这届禁烟的主题是：性别与烟草——抵制针对女性的市场营销。已知香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体，现用a.无水硫酸铜、b.澄清石灰水、c.红热氧化铜、d.生石灰、e.品红溶液等可将其一一检出，检出的正确顺序是()A．混合气→aebadcB．混合气→cdeeaC．混合气→aeebdcD．混合气→beadc解析：检验气体的顺序为H2O、SO2、CO2、CO。在检验CO2前，要保证SO2完全被吸收，故两次用到品红溶液。第一次检验SO2的存在，第二次检验SO2是否完全被吸收。在检验CO前需除去H2O(g)。C182.(2010·浙江台州月考)近日，专家否认了“味精致癌”的说法。实验表明味精在100℃时加热半小时，只有0.3%的味精(谷氨酸钠)生成焦谷氨酸钠，其对人体的影响甚微。你对谷氨酸钠的认识正确的是()A．实验是研究问题的一种有效方法B．谷氨酸钠在加热下生成焦谷氨酸钠是物理变化C．谷氨酸钠受热不分解D．大量食用味精有利于身体健康解析：谷氨酸钠到焦谷氨酸钠，有新物质生成，属于化学变化。A193.(2010·浙江测试)下列各图所示的实验原理、方法、装置和操作正确的是()A．①干燥Cl2B．②检验K2CO3中的K＋C．③石油的分馏

D．④吸收NH3

B204.对某酸性溶液(可能含有Br－、

、H2SO3、

)分别进行如下实验：①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液时，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸对于下列物质不能确认其在溶液中是否存在的是()A．Br－

B．

C．H2SO3D．

B215.(2010·浙江临安於潜中学月考)某研究性学习小组在整理实验室化学试剂时，发现一盛有无色钠盐溶液的试剂瓶，标签破损，无法确切知道是哪一种钠盐。某同学根据中学化学知识，对该试剂可能是什么进行了如下猜想和验证，选择你认为完全正确的一项是()序号猜想物质检验需要试剂操作、现象和结论ANa2SO4稀盐酸、氯化钡溶液取少量该溶液于试管中，滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀，再加入过量稀盐酸，若白色沉淀不溶解，则原溶液一定是Na2SO4溶液BNa2CO3稀盐酸、澄清石灰水取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，如果产生的无色气体能使澄清石灰水变浑浊，则原溶液一定是Na2CO3溶液CNa2SO3稀盐酸取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，如果产生无色有刺激性气味的气体，则原溶液一定是Na2SO3溶液DNa2SiO3过量稀盐酸取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，产生白色胶状沉淀，盐酸过量时沉淀不溶解，则原溶液是Na2SiO3溶液23解析：A项中Ag＋干扰；B项中HCO、SO、HSO干扰；C项中HSO干扰。答案：D246.用下列实验装置进行的实验，能达到相应实验目的的是()A．装置甲：防止铁钉生锈B．装置乙：除去乙烯中混有的乙炔C．装置丙：验证HCl气体在水中的溶解性D．装置丁：实验室制取乙酸乙酯明确各实验装置的作用。C257.根据下列实验现象，所得结论不正确的是()B实验实验现象结论A左烧杯中铁表面有气泡，右边烧杯中铜表面有气泡活动性：Al＞Fe＞CuB左边棉花先变橙色再变无色，右边棉花先变蓝色后变无色氧化性：Cl2＞Br2＞I2C白色固体先变为淡黄色，后变为黑色溶解性：AgCl＞AgBr＞Ag2SD锥形瓶中有气体产生，烧杯中液体有浑浊现象酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3解析：考查实验原理和实验装置的综合应用能力。8.为了探究乙醇和金属钠反应的原理，做了如下四个实验：实验一：向小烧杯中加入无水乙醇，再放入一小块金属钠，观察现象，并收集产生的气体。实验二：设法检验实验一收集到的气体。实验三：向试管中加入3mL水，并加入一小块金属钠，观察现象。实验四：向试管中加入3mL乙醚，并加入一小块金属钠，观察现象。27回答以下问题：(1)简述实验二中检验气体的实验方法及作出判断的依_________________________________________________________________

(2)从结构上分析，该实验选取水和乙醚作参照物的原因是

________________________________________________________________________(3)实验三的目的是欲证明

_________________________；实验四的目的是欲证明

；根据实验三和实验四的结果，__________________________________可以证明乙醇和金属钠反应的化学方程式应为

______________________________________________2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑

。乙基上的氢不能和钠发生置换反应羟基氢可和钠发生置换反应乙醇分子中含有乙基和羟基而水分子中含羟基，乙醚分子中含有乙基。将收集到的气体点燃，若能燃烧或发出爆鸣声则证明该气体是氢气。289.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如下图所示。(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是_______

(填装置序号)；(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两物质，其反应的化学方程式为Ⅱ

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑

29与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是_______

(填选项序号)；A．Ⅳ比Ⅲ复杂B．Ⅳ比Ⅲ安全C．Ⅳ比Ⅲ操作简便D．Ⅳ可以做到一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不能(3)若用实验装置Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是_________；

D

NaHCO330(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应：①当石灰水过量时，其离子方程式是

_____________________________________；②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2∶1时，所得溶液中溶质的化学式为______________，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Ca2＋＋OH－＋

CaCO3↓＋H2O

取少量上层清液于试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有(四个要点“操作、试剂、现象、结论”缺一即不得分)。

Na2CO3

31

10.甲酸(HCOOH)，俗称蚁酸，是一种有刺激性的无色液体，沸点100.7℃，具有极强的腐蚀性，是最简单的一元羧酸。其分子结构比较特殊，羧基和氢原子直接相连，因此它不但有羧基结构，同时也含有醛基结构，是一个具有双官能团的化合物。同学们，你们能设计实验验证甲酸的性质吗？(1)请同学们设计出至少2个实验方案来验证甲酸的酸性

____________________________________________________________________________________________________________________________________测定甲酸的pH；或向甲酸中滴加Na2CO3溶液，看是否有气体产生；或将甲酸滴加到滴有酚酞的NaOH溶液中，看红色是否褪去(其他合理答案均可)

。32((2)请同学们进一步设计实验方案，以证明甲酸的弱酸性

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________测定HCOONa溶液的pH，若溶液显碱性，则可证明甲酸呈弱酸性；或将等pH的甲酸和盐酸用水稀释相同倍数，测稀释前后两者pH的变化程度，若甲酸的pH变化程度小，则可证明甲酸呈弱酸性；或比较等物质的量浓度的甲酸和盐酸的导电性强弱(其他合理答案均可)。33(3)依据如图所示进行的实验，加热20分钟后，发现并没有出现预期的实验现象，预期的实验现象应该是出现_______，请同学们从理论上简单解释实验中没有出现该现象的原因__________________________________________