04第48讲探究性综合实验【正文】听课手册

第48讲探究性综合实验1.学习研究物质性质、探究反应规律、体会实验条件控制对完成实验及探究活动的作用。

2.发展对化学实验、探究活动的兴趣,养成注重市政、严谨求实的科学态度,增强合作探究意识,形成独立思考、敢于质疑和勇于创新的精神。考点一物质性质探究实验1.实验探究的基本程序(1)提出问题:质疑的提出就是发现新问题的开始。(2)提出猜想:对质疑的问题提出几种可能的情况。(3)设计探究方案:提出猜想后,设计实验方案,进行科学探究。注意探究实验中试剂的选择和试剂用量、条件的控制。(4)观察实验现象,得出结论:观察现象,做好记录,数据计算,分析推理,得出结论。2.物质的性质探究在探究过程中往往可以利用对比实验,即设置几组平行实验来进行对照和比较,从而研究和揭示某种规律,解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。无机物、有机物性质的探究,必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上,大胆猜想,细心论证。脱离元素化合物知识,独立看待实验问题是不科学的,只有灵活运用已有的元素化合物知识,才能变探究型实验为验证型实验,使复杂问题简单化。题组物质性质探究实验1.[2024·广东惠州一模]连四硫酸钠(Na2S4O6)是生物酶的修复剂,其与盐酸反应的离子方程式为2S4O62-+4H+3S↓+5SO2↑+2H2O,按如下装置制备足量SO2并探究其性质,下列表述不正确的是(A.Ⅱ中溶液由紫色变成红色一定能证明SO2是酸性氧化物B.Ⅲ中溶液褪色说明SO2有还原性C.Ⅳ中溶液有白色沉淀生成D.Ⅳ装置后连接浓NaOH溶液可进行尾气处理2.[2025·湖南名校联合体联考]FeBr3常作有机反应的催化剂。某实验小组拟制备FeBr3并探究其性质。实验(一)制备FeBr3装置如图甲所示。已知:Br2沸点为58.8℃。实验中,观察到烧瓶中产生红棕色气体。甲(1)试剂X宜选择(填“溴水”或“液溴”)。用铁粉替代铁片的目的是。

(2)装置中利用到的四氯化碳的性质是。实验完毕后,将烧瓶中混合物经(填实验操作名称)得到FeBr3固体。

实验(二)探究性质为了探究FeBr3的稳定性,进行如图乙所示实验。乙(3)当(填实验现象)时,可以确认FeBr3发生分解反应,生成了Br2。

(4)实验过程中,先通入一会儿N2,再点燃酒精灯,这样操作的目的是。

(5)为确认玻璃管中残留物有FeBr2,宜选择试剂(填标号)。

a.K3[Fe(CN)6]溶液 b.酸性KMnO4溶液c.KSCN溶液,氯水 d.AgNO3溶液(6)为了探究浓度对Fe3+氧化性的影响,实验操作及现象如下:实验操作现象ⅰ向2mL0.1mol·L-1FeCl3溶液中滴加KI淀粉溶液溶液变蓝色ⅱ向2mL0.1mol·L-1FeCl3溶液中先加入适量NaF固体,后滴加KI淀粉溶液溶液不变蓝色已知:[FeF6]3-呈无色。写出实验ⅰ中反应的离子方程式:。

实验ⅱ“不变蓝色”的原因是(结合必要化学用语和文字解释)。

思维建模猜想型性质探究实验题的思维流程考点二反应原理探究实验1.反应原理探究命题角度类型思考方向酸性强弱比较可通过强酸制弱酸、对应盐溶液的碱性、同浓度溶液导电能力或pH等方法来比较金属性强弱比较可通过与水或酸反应置换氢的能力、最高价氧化物对应水化物的碱性、置换反应、原电池的正负极、电解池中阴极阳离子的放电顺序等方法来比较非金属性强弱比较可通过最高价氧化物对应水化物的酸性、气态氢化物的稳定性、与H2化合的难易程度、相互之间的置换、对应阴离子的还原性等方法来比较弱酸酸式盐的电离程度与水解程度比较可通过测定溶液的酸碱性的方法来比较Ksp的大小比较(以AgCl、AgI为例)①向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成,再向其中滴加KI溶液,产生黄色沉淀;②向浓度均为0.1mol·L-1的NaCl、N混合溶液中滴加0.1mol·L-1AgNO3溶液,先产生黄色沉淀一元酸、二元酸判断可用NaOH溶液进行中和滴定,通过测定消耗V(NaOH)来确定羟基的数目判断可通过取一定量试剂与足量Na反应,通过测定放出氢气的量来确定羧基的数目判断可通过取一定量试剂与足量NaHCO3反应,通过测定放出CO2的量来确定2.反应原理探究示例探究示例探究原理与方法探究盐酸、碳酸、硅酸的酸性强弱利用“强酸制弱酸”的原理探究:盐酸与碳酸盐反应制取CO2,气体净化后通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀探究Cl2、Fe3+、I2的氧化性强弱利用“氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性”原理探究:将氯气通入FeCl2溶液中,氯气将Fe2+氧化成Fe3+,将FeCl3溶液滴入淀粉KI溶液中,Fe3+将I-氧化成I2探究CuS、ZnS的溶度积大小向浓度相同的CuSO4、ZnSO4的混合液中滴入Na2S溶液,若先生成黑色沉淀CuS、后生成白色沉淀ZnS,则说明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)探究HCOOH、CH3COOH电离能力的强弱用pH试纸(或pH计)分别测定同浓度的HCOOH溶液、CH3COOH溶液的pH用pH试纸(或pH计)分别测定同浓度的HCOONa溶液、CH3COONa溶液的pH,盐溶液的pH越大,则对应酸的酸性越弱题组反应原理探究实验1.Fe2+遇K3[Fe(CN)6]会生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀,因此K3[Fe(CN)6]常用于Fe2+的检验。文献显示:K3[Fe(CN)6]具有氧化性,可以氧化S2-;还原性Fe大于S2-。某科研小组探究Fe与K3[Fe(CN)6]能否直接反应的实验如下:实验1:取加热至沸腾并快速冷却的3mL0.1mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液(加热、冷却过程中溶液颜色无变化)于试管中,并加入1mL的苯,再加入铁粉,长时间无蓝色沉淀出现。实验2:在“实验1”中,若使用砂纸打磨过的铁粉,一会儿就出现蓝色沉淀。实验3:在“实验1”中,若加少量NaCl,立即出现蓝色沉淀;若换成加入Na2SO4或NaNO3;则不出现蓝色沉淀。实验4:在“实验1”中,若将铁粉换成在稀硫酸中反应一段时间的铁片,立即出现蓝色沉淀。下列说法错误的是 ()A.实验1中长时间无蓝色沉淀出现,可能是因为铁粉表面有氧化膜B.Cl-可能起破坏铁粉表面氧化膜的作用C.Fe与K3[Fe(CN)6]可以直接反应D.在Fe、C、NaCl溶液组成的原电池中,通过直接滴加K3[Fe(CN)6]溶液至电解质溶液中的方法,可以检验是否发生原电池反应2.[2024·广东六校联考]某化学兴趣小组对乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应的实验进行探究。Ⅰ.配制Cu(OH)2悬浊液(1)配制Cu(OH)2悬浊液需要用到10%的NaOH溶液,配制100g10%的NaOH溶液需要用到的玻璃仪器有(填序号)

①250mL烧杯②100mL容量瓶③量筒④50mL烧杯⑤玻璃棒⑥药匙⑦天平⑧酒精灯Ⅱ.探究NaOH在乙醛与新制Cu(OH)2反应中的作用,实验记录如下:文献资料:a.Cu(OH)2与OH-反应生成[Cu(OH)4]2-(蓝紫色)。b.Cu2O在碱性条件下稳定,在酸性溶液中不稳定,如:Cu2OCu+Cu2+序号5%CuSO4溶液体积10%NaOH溶液的体积振荡后现象加入0.5mL40%的乙醛溶液加热后现象ⅰ2mL5滴浅蓝绿色沉淀仍然为浅蓝绿色沉淀ⅱ2mL0.5mL浅蓝色沉淀浅蓝色沉淀→黑色沉淀ⅲ5滴2mL蓝色浊液蓝色浊液→黄绿色浊液→橙黄色浊液→砖红色浊液(2)实验ⅰ中的浅蓝绿色沉淀的主要成分为Cu2(OH)2SO4,受热不易分解。写出生成Cu2(OH)2SO4的化学方程式:。

(3)实验(填“ⅰ”“ⅱ”或“ⅲ”)的新制Cu(OH)2与乙醛反应生成了Cu2O。

Ⅲ.为进一步探究新制Cu(OH)2与乙醛反应的本质,科研小组又进行如下实验:序号实验加入试剂加入0.5mL40%的乙醛溶液加热后现象ⅳ新制Cu(OH)2固体3mLH2O蓝色沉淀→黑色沉淀ⅴ3mL10%NaOH蓝色浊液→黄绿色浊液→橙黄色浊液→砖红色浊液(4)由实验ⅳ的现象推测:实验ⅱ的黑色沉淀是。实验ⅴ能够产生砖红色沉淀的原因是(结合微粒符号解释),写出实验ⅴ中该微粒与乙醛发生反应的离子方程式:。

(5)针对实验ⅲ、ⅴ中“黄绿色浊液→橙黄色浊液”的异常现象,通过实验证明了“橙黄色”与乙醛在碱性条件下发生反应生成的有色物质有关。实验方案为,加热,无色溶液先变为亮黄色,逐渐加深为橙黄色。

(6)为分离实验ⅴ中砖红色物质,进行如下操作:取实验ⅴ反应后浊液,加入50%乙醇溶液,过滤,得到砖红色固体W,为进一步确定砖红色固体W的成分,该小组同学设计以下实验方案;取少量砖红色固体W于试管中,加入过量稀H2SO4,振荡,溶液变为蓝色并有紫红色固体。由实验现象能否得出该砖红色固体W是Cu2O,理由是。

经典真题·明考向1.[2024·湖北卷节选]学习小组为探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质,室温下进行了实验Ⅰ~Ⅳ。已知:[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)3]3-为墨绿色。回答下列问题:实验Ⅰ实验Ⅱ实验Ⅲ无明显变化溶液变为红色,伴有气泡产生溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体(1)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2+(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HCO3-大大过量的原因是

。实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解,写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式: 、

(2)实验Ⅰ表明,反应2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进行,利用化学平衡移动原理,分析Co3+、Co2+分别与CO32-配位后,正向反应能够进行的原因:

实验Ⅳ(3)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体;B到C溶液变为粉红色,并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为、。

2.[2023·北京卷]资料显示,I2可以将Cu氧化为Cu2+。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物及铜元素的价态。已知:I2易溶于KI溶液,发生反应I2+I-I3-(红棕色);I2和I(1)将等体积的KI溶液加入到mmol铜粉和nmolI2(n>m)的固体混合物中,振荡。实验记录如下:c(KI)实验现象实验Ⅰ0.01mol·L-1极少量I2溶解,溶液为淡红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为淡红色实验Ⅱ0.1mol·L-1部分I2溶解,溶液为红棕色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为红棕色实验Ⅲ4mol·L-1I2完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶解,溶液为深红棕色①初始阶段,Cu被氧化的反应速率:实验Ⅰ实验Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。

②实验Ⅲ所得溶液中,被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2+(蓝色)或[CuI2]-(无色),进行以下实验探究:步骤a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液,加入CCl4,多次萃取、分液。步骤b.取分液后的无色水溶液,滴入浓氨水,溶液颜色变浅蓝色,并逐渐变深。ⅰ.步骤a的目的是 。

ⅱ.查阅资料,2Cu2++4I-2CuI↓+I2,[Cu(NH3)2]+(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化:

。

③结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白