高中化学探究性实验复习

高中化学探究性实验复习一、探究温度、压强对化学反应速率的影响1、影响化学反应速率的外因浓度、压强、温度、搅拌、催化剂、光、固体的表面积、反应物的状态等。化学反应速率与分子间的有效碰撞有关，因此所有改变内能、运动速率以及碰撞几率的条件，都可改变控制反应速率。除了上述方法外，日常生活中汽车加大油门、向炉膛古风、温水发酵、用煤粉代替煤块等，都是改变化学反应速率的方法。2、浓度对反应速率的影响实验（1）实验目的探究草酸的浓度不同时对反应速率的影响。在实验中，控制KMnO4溶液的浓度及反应温度不变。（2）实验由刚加入H2C2O4溶液开始按秒表，当溶液刚好完全褪色时停止计时。为了对比更明显、观察得更请吃醋，可在试管后面衬一张白纸来观察现象，实验结束后把实验现象及所用时间填在表格里。实验序号①②实验药品0.1mol/L酸性KMnO4溶液0.1mol/LH2C2O4溶液0.1mol/L酸性KMnO4溶液0.2mol/LH2C2O4溶液实验仪器试管、胶头滴管、秒表试管、胶头滴管、秒表实验步骤取一支干净试管，加入4mL0.1mol/L的酸性KMnO4溶液，然后再加入2mL0.1mol/LH2C2O4溶液，按秒表开始计时，边振荡反应溶液边观察现象并作好实验记录取一支干净试管，加入4mL0.1mol/L的酸性KMnO4溶液，然后再加入2mL0.2mol/LH2C2O4溶液，按秒表开始计时，边振荡反应溶液边观察现象并作好实验记录实验现象溶液由紫色变为无色溶液由紫色变为无色褪色时间实验结论加入0.2mol/LH2C2O4溶液的试管比加入0.1mol/LH2C2O4溶液的试管褪色块，即反应速率比较快3、结论在其他条件不变时，增加反应物的浓度，反应速率加快；反之，降低反应物的弄丢，反应速率减慢。本实验涉及的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O分析并标出反应前后Mn元素和C元素的化合价，KMnO4为氧化剂，H2C2O4为还原剂。例1、常温下，将FeCl3溶液和KI溶液混合，发生如下反应：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。某研究小组为了证明FeCl3溶液和KI溶液的反应存在一定限度，设计了如下实验：取5mL0.1溶液，滴加0.1FeCl3溶液5~6滴，充分反应后溶液呈黄褐色，加入2mLCCl4溶液，振荡后静置，取上层溶液，滴加KSCN试剂，观察实验现象。已知：v(正)=k·cm(I—)·cn(Fe3+)（k为常数）根据以上信息回答下列问题：（1）能够证明反应存在限度的现象是

上层溶液呈血红色

。加入四氯化碳的作用是

萃取碘单质，排除对后续实验颜色观察的干扰

。（2）甲同学按上述步骤进行实验，结果并未观察到预期现象，推测可能原因是反应后溶液中Fe3+浓度过低。为此，甲又做了下列对比实验，实验结果记录如下：氯化铁溶液用量10滴20滴30滴2mL3mL4mL萃取后上层溶液颜色黄色黄色黄色较深黄色黄色略带红色黄红色加入KSCN溶液后颜色不变红不变红略变红偏血红色血红色血红色分析实验记录，甲认为导致Fe3+浓度过低的原因是

加入氯化铁的量过少，导致铁离子浓度过小

；乙同学结合平衡移动的知识，认为还有一个原因是

用四氯化碳萃取碘，促进平衡正向移动，导致铁离子浓度过小

。（3）该反应的平衡常数表达式为

（4）已知改变、Fe3+的浓度，正反应速率对应数值如下表所示：c()/c(Fe3+)/v/①0.200.800.032k②0.600.400.144k③0.800.200.128k分析表中数据，浓度对反应速率的影响

大于

Fe3+浓度对反应速率的影响（填“大于”、“小于”或“等于”），理由是（写出计算过程）

选用数据①③，得k·0.2m·0.8n=0.032k；k·0.8m·0.2n=0.128k，即4m-n=4，则浓度对反应速率的影响大于Fe3+浓度

。（5）现将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池①能说明反应达到平衡的标志是

a、d

（填序号）。a.电流计读数为零

b.

电流计指针不再偏转且不为零c.电流计指针偏转角度最大

d.

甲烧杯中溶液颜色不再改变②反应达平衡后，向甲中加入适量FeCl2固体，此时

甲

（填“甲”或“乙”）中石墨电极为负极，对应的电极反应方程式为

2Fe2＋－2e－=2Fe3＋或Fe2＋－e－=Fe3＋

。二、探究化学反应机理分析此类探究题时应注意：（1）对于题中的异常现象要根据自己的原有知识进行大胆排查、推测。（2）推测的正确性要靠实验的验证，如题中已给出了验证试验，要仔细分析其是否合理；如题中每给出验证试验，自己要设计合理的实验验证。例2、某同学想通过利用下图所示装置（夹持装置已略去）实验，探究SO2与Na2O2反应的产物。实验后测得反应前C管的质量为m1

g，反应后C管的质量为m2

g，反应后装置D质量增加了ng。请分析：I.

装置B的作用

干燥SO2气体，防止水蒸气与Na2O2反应

。装置D的作用

防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置与Na2O2反应，同时吸收过量的SO2，以免污染空气

。II.

如何检验反应中是否有O2生成

用带火星的木条靠近干燥管口a，观察其是否燃烧

。III.对C中固体产物提出如下假设：假设1：只有Na2SO3假设2：只有Na2SO4假设3：

有Na2SO3和Na2SO4

。（1）若按假设2进行，反应方程式为

Na2O2＋SO2=Na2SO4

。（2）若Na2O2反应完全，为确定C中固体产物的成分，甲同学设计如下实验：得出结论：产物是Na2SO4。该方案是否合理

否

（填“是”或“否”），理由是

HNO3有氧化性，据此不能确定产物是Na2SO3或二者兼有

。（3）若假设1成立，某同学以反应前后C管的质量差（m2-m1）g为依据推断生成Na2SO3的质量为（m2-m1）126/64g。老师提示推算不合理，请你分析其中的缘由：

因为该反应中吸收SO2同时有O2产生，所以（m2-m1）不等于参加反应的SO2质量，故该推算不合理

。（4）若假设2成立，则参加反应的Na2O2物质的量为

（列式计算）摩尔。三、探究物质的组成或测量物质的含量例3、已知岩脑砂的主要成分为NH4Cl，实验室可通过过量氨气和氯气反应制NH4Cl。I.

实验室制NH4Cl（1）写出B中反应的离子方程式

MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2＋2H2O

。（2）为使氨气和氯气在D中充分混合并反应，上述装置的连接顺序为a→d→c→

e

、

f

jihgb；写出D中反应的化学方程式

8NH3＋3Cl2=N2＋6HCl

。（3）若要检验NH4Cl，除蒸馏水、稀HNO3、AgNO3溶液、红色石蕊试纸外还需要的试剂为

氢氧化钠溶液

。II.

天然岩脑砂中NH4Cl，纯度的测定（杂质不影响NH4Cl纯度测定）已知：2NH4Cl＋3Cu3Cu＋2HCl＋N2＋3H2O实验步骤：①准确称取1.19g岩脑砂。②将岩脑砂与足量氧化铜混合加热（装置如下）。

（1）连接仪器，检查装置气密性：先将K中装入水，然后加热G，

导管末端有气泡冒出，停止加热，量气管内形成一段水柱

，则气密性良好。（2）H中浓硫酸的作用是

吸收反应产生的水蒸气，防止对HCl测定造成干扰

。（3）实验结束后，恢复至原温，通过K测得气体体积为224mL（换算为标准状况），则天然岩脑砂中NH4Cl的纯度为

89.9%

。（保留三位有效数字）（4）某同学通过测I的增重来计算天然岩脑砂中NH4Cl的质量分数，则所得NH4Cl的纯度

偏低

。（填“偏高”、“偏低”、“无影响”）四、探究吸热反应和放热反应1、实验目的探究吸热反应和放热反应；2、实验原理不同物质所具有的能量是不同的。化学反应前后的物质发生改变，那么能量一般也发生变化，所以反应前后体系的温度一般有所不同。3、实验仪器试管、温度计、砂纸、烧杯、玻璃片、玻璃棒4、实验药品铝、盐酸、Ba(OH)2·8H2O晶体、NH4Cl晶体、氢氧化钠溶液5、实验步骤（1）Al与盐酸反应取一块铝片用砂纸擦去表面上的保护膜，放入试管中；将温度计插入试管，再取4mL6mol/L的盐酸倒入试管。观察温度计液柱的变化。温度计液柱升高。（2）Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应在玻璃片上加少量的水，将一个小烧杯放在玻璃片上。称取Ba(OH)2·8H2O晶体20g、NH4Cl晶体10g都倒入小烧杯中。用玻璃棒将Ba(OH)2·8H2O晶体、NH4Cl晶体10g都倒入小烧杯中。用玻璃棒将Ba(OH)2·8H2O晶体、NH4Cl晶体搅拌使之混合均匀。闻气味，闻到刺激性气味；用手触摸杯壁下部，约3~5min后试着用手小心的提起小烧杯，玻璃片与烧杯粘结在一起。（3）氢氧化钠溶液与盐酸的反应量取2mol/L的氢氧化钠溶液与盐酸各20mL，分别盛在两个50mL的烧杯中，用温度计测量这两种溶液的温度，并作记录。将氢氧化钠溶液倒入盐酸中取，同时用玻璃棒搅拌溶液，立即用温度计测量溶液的温度，并于原来的氢氧化钠溶液、盐酸的温度做比较。中和反应后溶液的温度比氢氧化钠溶液、盐酸的温度高。6、实验结论（1）铝与盐酸的反应是放热反应，活泼金属与酸的反应是放热反应；（2）Ba(OH)2·8H2O晶体、NH4Cl晶体的反应是吸热反应；（3）氢氧化钠与盐酸的反应是放热反应，酸碱中和反应是放热反应。例4、为了探究吸热反应和放热反应，某学习小组设计如下5种装置，装置气密性都良好。请根据要求回答相关问题：（1）选择装置III探究“氢氧化钠与盐酸反应反应是放热反应”。在试管里装入氢氧化钠固体，分液漏斗里装入稀盐酸，实验过程中观察到烧杯里产生气泡，由此得出实验结论是“NaOH+HCl=NaCl+H2O是放热反应”，该结论存在的两个明显缺陷是

氢氧化钠固体溶于水放热，会产生气泡干扰实验，盐酸加入具支试管里会排出气体，会产生气泡干扰实验

；请你选择装置V设计实验：

选择氢氧化钠溶液与盐酸在装置V的小试管中反应

。（2）在装置II的试管里装入固体氢化钾（KH），滴加适量水，观察到烧杯里澄清石灰水变浑浊，在反应后的试管里滴几滴酚酞溶液，溶液变红色。写出KH与水反应的化学方程式：

KH+H2O=KOH+H2

；该反应是

放热

反应（填“放热”或“吸热”）。（3）实验室有一瓶试剂，标签脱落。假设试剂用M代号表示。某同学取少量M粉末用脱脂棉包裹并置于石棉网上，往脱脂棉上滴几滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。①由上述实验现象可得出两条有关M于水反应的结论：结论1：M与水反应放出氧气；结论2：M与水反应是

放热

反应。（填“放热”或“吸热”）②选择装置I验证结论2的实验操作及现象是

在b处接一根导管伸入盛水的水槽里，在试管里进行M与H2O反应实验，观察到水槽中的导管中有气泡冒出

。③为了进一步探究M的性质，取少量M投入盛有适量水的烧杯里，滴加几滴酚酞溶液，发现溶液变红色，过一会儿，溶液变成无色。查阅资料发现，过氧化钠（Na2O2）和超氧化钾（KO2）都具有M的相似性质，写出KO2余水反应的化学方程式：

4KO2＋2H2O=4KOH＋3O2

。五、探究原电池及其工作原理1、实验目的探究原电池及其工作原理2、实验原理锌和稀硫酸的反应属于氧化还原反应，有电子的得失3、实验仪器烧杯、电流表、导线4、实验药品稀硫酸、铜片、锌片5、实验步骤将铜片、电流表、锌片用导线连接起来，再将铜片和锌片平行插入烧杯内的稀硫酸中。观察擦电流表的指针是否偏转以及铜片和锌片上的现象。电流表的指针发生偏转，有大量无色的气泡从铜片上产生并逸出。6、实验结论化学反应中产生的能量转变呢成了电能。例5、通常氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，试回答下列问题：（1）在酸式介质中，负极材料为

石墨

，正极材料为

石墨

，酸式电池的电极反应：负极：

2H2－4e－=4H＋

，正极：

O2＋4e－＋4H＋=2H2O

。电解质溶液pH的变化

变大

（填“变大”、“变小”、“不变”）（2）在碱式介质中，碱式电池的电极反应：负极：

2H2－4e－＋4OH－=2H2O

，正极：

O2＋2H2O＋4e－=4OH－

。电解质溶液pH的变化

变小

（填“变大”、“变小”、“不变”）（3）氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一，下列有关说法不正确的是（

C

）A.太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更为科学B.氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境C.

以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同D.

以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同（4）纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的总反应式为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O