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化學(xué)實驗熱點第32講第十章

化學(xué)實驗熱點熱點四“猜想判斷”型實驗探究題課時作業(yè)熱點一以“模擬無機物的工業(yè)制備”為載體的綜合實驗探究題熱點二有機物的制備與基本操作的融合內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN熱點三

組成探究綜合實驗熱點五

物質(zhì)性質(zhì)及原理綜合實驗探究題熱點六

實驗方案的評價與創(chuàng)新01熱點一以“模擬無機物的工業(yè)制備”為載體的綜合實驗探究題解答物質(zhì)制備試題的一般程序(1)認真閱讀題干,提取有用信息,包括實驗?zāi)康?、反?yīng)條件、陌生物質(zhì)的性質(zhì)、陌生反應(yīng)原理等。(2)仔細觀察裝置圖(或框圖),聯(lián)想熟悉的實驗,觀察裝置圖(或框圖),找出每件儀器(或步驟)與熟悉的某一實驗相似的地方,分析每件儀器中所裝藥品的作用。(3)通讀問題,整合信息,把所有的問題進行綜合分析,運用題給信息和化學(xué)基礎(chǔ)知識做出正確答案。思維流程SIWEILIUCHENG典例剖析DIANLIPOUXI去除水中溶解氧分液漏斗Zn+2Cr3+===Zn2++2Cr2+排除c中空氣c中產(chǎn)生H2使壓強大于大氣壓(冰浴)冷卻過濾敞開體系,可能使醋酸亞鉻與空氣接觸解題探究JIETITANJIU1.(2018·全國百強校高三一模)CuCl晶體呈白色,熔點為430℃,沸點為1490℃,見光分解,露置于潮濕空氣中易被氧化,難溶于水、稀鹽酸、乙醇,易溶于濃鹽酸生成H3CuCl4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CuCl(s)+3HCl(aq)===H3CuCl4(aq)實驗室用如圖所示裝置制取CuCl,反應(yīng)原理為:(1)裝置A中分液漏斗中的試劑應(yīng)該是________。A.稀硫酸

B.98%的硫酸

C.65%的硫酸√(2)裝置B中反應(yīng)結(jié)束后,取出混合物進行以下操作,得到CuCl晶體。操作ⅱ的目的是__________________________________;操作ⅳ中宜選用的試劑是___________。(3)實驗室保存新制CuCl晶體的方法是____________________。(4)欲提純某混有銅粉的CuCl晶體,請簡述實驗方案___________________________________________________________。促進CuCl固體析出、防止CuCl被氧化乙醇、水避光、密封干燥保存

將固體溶于濃鹽酸后過濾,取濾液加入大量水,過濾,洗滌,干燥2.(2018·湖北4月調(diào)考)鎂是21世紀最具應(yīng)用前景的輕金屬,工業(yè)制鎂常用硅熱還原法和電解法。(一)硅熱還原法以白云石(主要成分為CaCO3·MgCO3)為原料制備金屬鎂的工藝流程如圖所示:(1)寫出回轉(zhuǎn)窯中煅燒CaCO3·MgCO3的化學(xué)方程式:_______________________________________。(2)在混合器中,將煅燒得到的固體與還原制鎂的催化劑螢石粉混合均勻,螢石粉碎的目的是_____________________________________________。增大接觸面積,提高催化效率(或提高反應(yīng)速率)(3)向冷卻后的少量燒渣中加入鹽酸,觀察到有氣體產(chǎn)生,寫出真空高溫還原爐中生成鎂蒸氣的化學(xué)方程式:_____________________________,還原爐抽成真空的目的是_____________________。防止生成的鎂被氧化解析

向冷卻后的少量燒渣中加入鹽酸,觀察到有氣體產(chǎn)生,這說明鐵沒有參與還原氧化鎂的反應(yīng)。在高溫下硅與氧化鎂反應(yīng)生成鎂和二氧化硅,因此真空高溫還原爐中生成鎂蒸氣的化學(xué)方程式為

鎂是活潑金屬,還原爐抽成真空的目的是防止生成的鎂被氧化。(二)電解法以MgCl2·6H2O為原料制備金屬鎂的工藝流程如圖所示:由MgCl2·6H2O制取MgCl2的部分裝置(鐵架臺、酒精燈已略)如圖所示:(4)循環(huán)物質(zhì)甲的名稱是______。制取無水氯化鎂必須在氯化氫存在的條件下進行,原因是_______________;也可以加熱亞硫酰氯(SOCl2)與MgCl2·6H2O的混合物制取無水氯化鎂,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________。鹽酸防止MgCl2水解解析

制取無水氯化鎂必須在氯化氫存在的條件下進行,原因是防止MgCl2水解,通過加熱a裝置可產(chǎn)生HCl,則循環(huán)物質(zhì)甲為鹽酸;加熱亞硫酰氯(SOCl2)與MgCl2·6H2O的混合物制取無水氯化鎂,根據(jù)原子守恒可知除HCl外還有SO2生成,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。(5)裝置b中填充的物質(zhì)可能是_______________________________。無水氯化鈣(或硅膠或五氧化二磷)解析

裝置b的作用是干燥氯化氫,故可能是無水氯化鈣(或硅膠或五氧化二磷)。(6)硅熱還原法和電解法的共同缺點是________。能耗高解析

兩種方法下發(fā)生的反應(yīng)都需要在高溫下進行,因此共同缺點是能耗高。3.(2019·海南一聯(lián))三氯化硼的熔點為-107.3℃,沸點為12.5℃,易水解生成硼酸和氯化氫,可用于制造高純硼、有機合成催化劑等。實驗室制取三氯化硼的原理為:(1)甲組同學(xué)擬用下列裝置制取純凈干燥的氯氣(不用收集)。①裝置B中盛放的試劑是____________,裝置C的作用是__________。②裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________。飽和食鹽水干燥氯氣+8H2O(2)乙組同學(xué)選用甲組實驗中的裝置A、B、C和下列裝置(裝置可重復(fù)使用)制取BCl3并驗證反應(yīng)中有CO生成。①乙組同學(xué)的實驗裝置中,依次連接的合理順序為A→B→C→____→____→____→_____→_____→F→D→I。②實驗開始時,先通入干燥N2的目的是___________________。③能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是____________________________________________________。GEHJH排除裝置中的空氣

裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色,裝置D中澄清石灰水變渾濁02熱點二有機物的制備與基本操作的融合把握三個關(guān)鍵,突破有機物制備實驗1.把握制備過程思維流程SIWEILIUCHENG產(chǎn)率計算→原料和目標產(chǎn)品確定制備原理設(shè)計反應(yīng)途徑→選擇合理的儀器和裝置→分離提純→→↓原子利用率高、環(huán)境污染小↓操作簡單方便控制反應(yīng)條件↓依據(jù)產(chǎn)品和雜質(zhì)的性質(zhì)差異選擇合適的分離提純方法↓2.盤點常用儀器3.熟悉常考問題(1)有機物易揮發(fā),因此在反應(yīng)中通常要采用冷凝回流裝置,以減少有機物的揮發(fā),提高原料的利用率和產(chǎn)物的產(chǎn)率。(2)有機反應(yīng)通常都是可逆反應(yīng),且易發(fā)生副反應(yīng),因此常使某種價格較低的反應(yīng)物過量,以提高另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率,同時在實驗中需要控制反應(yīng)條件,以減少副反應(yīng)的發(fā)生。(3)根據(jù)產(chǎn)品與雜質(zhì)的性質(zhì)特點選擇合適的分離提純方法,如蒸餾、分液等。(4)產(chǎn)率計算公式[典例剖析]醇脫水是合成烯烴的常用方法,實驗室合成環(huán)己烯的反應(yīng)和實驗裝置如下:+H2O可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

相對分子質(zhì)量密度/g·cm-3沸點/℃溶解性環(huán)己醇1000.9618161微溶于水環(huán)己烯820.810283難溶于水合成反應(yīng):在a中加入20g環(huán)己醇和2小片碎瓷片,冷卻攪動下慢慢加入1mL濃硫酸。b中通入冷卻水后,開始緩慢加熱a,控制餾出物的溫度不超過90℃。分離提純:反應(yīng)粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中,分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌,分離后加入無水氯化鈣顆粒,靜置一段時間后棄去氯化鈣。最終通過蒸餾得到純凈環(huán)己烯10g。回答下列問題:(1)裝置b的名稱是____________。直形冷凝管解析

裝置b為直形冷凝管,可用于冷凝回流。(2)加入碎瓷片的作用是____________;如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片,應(yīng)該采取的正確操作是____(填字母,下同)。A.立即補加 B.冷卻后補加

C.不需補加

D.重新配料防止暴沸B解析

加入碎瓷片的作用是防止有機物在加熱時發(fā)生暴沸。如果在加熱時發(fā)現(xiàn)忘記加碎瓷片,這時必須停止加熱,待冷卻后補加碎瓷片。解析

加入無水氯化鈣的目的:除去水(作干燥劑)和除去環(huán)己醇(因為乙醇可以和氯化鈣反應(yīng),類比推知,環(huán)己醇和氯化鈣也可以反應(yīng))。(3)本實驗中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。解析

醇分子間最容易發(fā)生脫水反應(yīng)生成醚類化合物。(4)分液漏斗在使用前須清洗干凈并_____;在本實驗分離過程中,產(chǎn)物應(yīng)該從分液漏斗的__________(填“上口倒出”或“下口放出”)。檢漏上口倒出解析

分液漏斗在使用前必須要檢漏。實驗生成的環(huán)己烯的密度比水的要小,所以環(huán)己烯應(yīng)從上口倒出。(5)分離提純過程中加入無水氯化鈣的目的是_________________。干燥(或除水除醇)解析

20g環(huán)己醇的物質(zhì)的量為

,理論上生成環(huán)己烯的物質(zhì)的量為0.2mol,環(huán)己烯的質(zhì)量為0.2mol×82g·mol-1=16.4g,實際得到環(huán)己烯的質(zhì)量為10g,則產(chǎn)率為

。(6)在環(huán)己烯粗產(chǎn)物蒸餾過程中,不可能用到的儀器有____。A.圓底燒瓶

B.溫度計

C.吸濾瓶

D.球形冷凝管

E.接收器CD解析

觀察題中實驗裝置圖知蒸餾過程中不可能用到吸濾瓶及球形冷凝管。(7)本實驗所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是____。A.41% B.50% C.61% D.70%C[審題流程]有機物制備實驗一般包括制備過程和提純過程。本題給出了詳細的實驗過程,可對題干信息解讀如下:制備過程提純過程①醇脫水是合成烯烴的常用方法→制備原理;②20g環(huán)己醇→反應(yīng)物用量,用于計算;③碎瓷片→防止暴沸;④冷卻攪拌下,加入濃硫酸→濃硫酸溶解放熱;⑤通入冷卻水,產(chǎn)物冷卻→產(chǎn)物呈液態(tài),利于分離;⑥緩慢加熱→反應(yīng)開始;⑦餾出物的溫度不超過90℃→產(chǎn)物環(huán)己烯的沸點為83℃,環(huán)己醇的沸點為161℃,可分離出環(huán)己烯①粗產(chǎn)物用5%碳酸鈉溶液洗滌→除去少量的酸;②粗產(chǎn)物用水洗→使粗產(chǎn)物中的無機物進入水層;③分離→得到較純的環(huán)己烯;④加入無水氯化鈣→干燥產(chǎn)品(環(huán)己烯);⑤蒸餾→得到純凈的環(huán)己烯(除去環(huán)己醇);⑥10g環(huán)己烯→產(chǎn)物量,用于計算物質(zhì)相對分子質(zhì)量密度/(g·cm-3)熔點/℃沸點/℃溶解性苯780.885.580.1難溶于水,易溶于乙醇氯代叔丁烷92.51.84-2651.6難溶于水,可溶于苯叔丁基苯1340.87-58169難溶于水,易溶于苯解題探究JIETITANJIU1.叔丁基苯[]是重要的精細化工中間體,實驗室可以以苯和氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]為原料,在無水AlCl3催化下加熱制得。相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)和物理性質(zhì)如表:叔丁基苯的制取原理為:

+ClC(CH3)3

+HCl↑實驗室制取叔丁基苯的裝置如圖所示(加熱和夾持儀器略去)實驗步驟:在三口燒瓶中加入120mL的苯和適量無水AlCl3,由恒壓滴液漏斗滴加氯代叔丁烷15mL,控制溫度反應(yīng)一段時間。將反應(yīng)后的混合物依次用稀鹽酸、2%Na2CO3溶液和H2O洗滌分離,在所得產(chǎn)物中加入少量無水MgSO4固體,靜置、過濾,先常壓蒸餾,再減壓蒸餾收集餾分,得叔丁基苯30g。(1)儀器a的名稱為____________,和普通分液漏斗相比,使用恒壓滴液漏斗的優(yōu)點是____________________。球形冷凝管可以使液體順利滴下解析

儀器a的名稱為球形冷凝管;使用恒壓滴液漏斗的優(yōu)點是可以使液體順利滴下。(2)洗滌操作中,水洗的目的是__________________________________;無水硫酸鎂的作用是_____________。洗掉Na2CO3等(或洗掉可溶性無機物)吸水(或干燥)解析

水洗的目的是洗掉Na2CO3等(或洗掉可溶性無機物);無水硫酸鎂的作用是吸水(或干燥)。(3)常壓蒸餾時,最低控制溫度為________。80.1℃解析

常壓蒸餾的目的是除去苯、氯代叔丁烷,由表中數(shù)據(jù)可知,應(yīng)控制最低溫度為80.1℃。(4)該實驗中叔丁基苯的產(chǎn)率為________。(小數(shù)點后保留兩位數(shù)字)74.63%已知:Ⅰ.二茂鐵熔點是173℃,在100℃時開始升華;沸點是249℃。Ⅱ.制備二茂鐵的反應(yīng)原理是:2KOH+FeCl2+2C5H6===Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O。實驗步驟為:①在三頸燒瓶中加入25g粉末狀的KOH,并從儀器a中加入60mL無水乙醚到燒瓶中,充分攪拌,同時通氮氣約10min;2.(2018·江西九所重點中學(xué)聯(lián)考)二茂鐵可用作燃料的節(jié)能消煙劑、抗爆劑等。實驗室制備二茂鐵的裝置示意圖如圖一所示。②再從儀器a滴入5.5mL新蒸餾的環(huán)戊二烯(C5H6,密度為0.95g·cm-3),攪拌;③將6.5g無水FeCl2與(CH3)2SO(二甲亞砜,作溶劑)配成的溶液25mL裝入儀器a中,慢慢滴入儀器c中,45min滴完,繼續(xù)攪拌45min;④再從儀器a加入25mL無水乙醚攪拌;⑤將c中的液體轉(zhuǎn)入分液漏斗中,依次用鹽酸、水各洗滌兩次,分液得橙黃色溶液;⑥蒸發(fā)橙黃色溶液,得二茂鐵粗產(chǎn)品。回答下列問題:(1)儀器a的名稱是______________。恒壓滴液漏斗(2)步驟①中通入氮氣的目的是___________________________________。排盡裝置中的空氣,防止Fe2+被氧化解析

Fe2+具有還原性,能被氧氣氧化,通入氮氣的目的是排盡裝置中的空氣,防止Fe2+被氧化。(3)儀器c的適宜容積為____(填序號)。①100mL ②250mL ③500mL②

解析

根據(jù)實驗,加入儀器c中的液體體積總和為(60+5.5+25+25)mL=115.5mL,因此選用250mL的三頸燒瓶。(4)步驟⑤用鹽酸洗滌的目的是_________________。解析

根據(jù)制備二茂鐵的化學(xué)方程式以及所給的KOH、氯化亞鐵、環(huán)戊二烯的量可知,加入的KOH應(yīng)是過量的,因此步驟⑤中加入鹽酸的目的是除去多余的KOH。除去多余的KOH(5)步驟⑦是二茂鐵粗產(chǎn)品的提純,該過程在圖二裝置中進行,其操作名稱為______;該操作中棉花的作用是___________________________。升華防止二茂鐵揮發(fā)進入空氣中解析

圖二操作名稱為升華,棉花的作用是防止升華的二茂鐵進入空氣中。(6)為了確認得到的是二茂鐵,還需要進行的一項簡單實驗是___________________;若最終制得純凈的二茂鐵4.3g,則該實驗的產(chǎn)率為_______(保留三位有效數(shù)字)。測定所得固體的熔點58.4%1.溫度計水銀球的位置:若要控制反應(yīng)溫度,應(yīng)插入反應(yīng)液中,若要選擇收集某溫度下的餾分,則應(yīng)放在蒸餾燒瓶支管口附近。2.冷凝管的選擇:球形冷凝管只能用于冷凝回流,直形冷凝管既能用于冷凝回流,又能用于冷凝收集餾分。3.冷凝管的進出水方向:下進上出。4.加熱方法的選擇(1)酒精燈加熱。酒精燈的火焰溫度一般在400~500℃,所以需要溫度不太高的實驗都可用酒精燈加熱。(2)水浴加熱。水浴加熱的溫度不超過100℃。5.防暴沸:加碎瓷片,防止溶液暴沸,若開始忘加沸石,需冷卻后補加。反思歸納03熱點三組成探究綜合實驗題型一定性分析型1.核心知識必備(1)常考氣體的定性檢驗方法:包括Cl2、NH3、SO2、HCl、CO2、NO等。(2)??缄栯x子的檢驗方法,包括

、Fe3+、Fe2+、Al3+、Cu2+、Ag+等。2.物質(zhì)檢驗的一般思路根據(jù)物質(zhì)性質(zhì),使被檢驗物質(zhì)與加入的試劑作用,轉(zhuǎn)變?yōu)槟撤N已知物質(zhì),或產(chǎn)生某種特殊現(xiàn)象,從而確定該物質(zhì)的存在(物質(zhì)性質(zhì)也是幫助檢驗的重要依據(jù))。常見的特殊現(xiàn)象有:(1)生成氣體。能夠生成氣體的離子很多,生成的氣體的性質(zhì)也常有相似之處,判斷時要注意排除干擾離子。(2)生成沉淀。許多金屬陽離子或酸根陰離子都可生成具有特殊顏色、特殊性質(zhì)的沉淀,但同時也應(yīng)注意排除干擾離子。(3)顯現(xiàn)特殊顏色。特殊顏色的出現(xiàn)或消失并配合特殊試劑,是鑒別物質(zhì)的常見方法,如KSCN檢驗Fe3+、淀粉檢驗I2等。特別提醒

(1)能使品紅溶液褪色的氣體有:SO2、Cl2、O3等,其中SO2只能使石蕊溶液變紅,而不能使其褪色,Cl2、O3最終可使石蕊溶液褪色。(2)在中學(xué)化學(xué)中,氨氣是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體。(3)不溶于水也不溶于硝酸的白色沉淀是AgCl或BaSO4等。(4)NO氣體的檢驗方法是向無色氣體中通入空氣(或O2),看氣體是否變紅棕色。[典例剖析]

[2015·全國卷Ⅰ,26(1)(2)]草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水,而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色,熔點為101℃,易溶于水,受熱脫水、升華,170℃以上分解。回答下列問題:(1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置,通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是________________________________,由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有_____。裝置B的主要作用是_______________________________________________________________________。

有氣泡逸出,澄清石灰水變渾濁CO2

冷凝(水蒸氣、草酸等),防止草酸進入裝置C反應(yīng)生成沉淀,干擾CO2的檢驗①乙組同學(xué)的實驗裝置中,依次連接的合理順序為A、B、___________________。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是____________。②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。F、D、G、H、D、ICuO(氧化銅)

前面澄清石灰水無現(xiàn)象,H中黑色粉末變紅色,其后的D中澄清石灰水變渾濁(2)乙組同學(xué)認為草酸晶體分解的產(chǎn)物中還有CO,為進行驗證,選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進行實驗。[思路引導(dǎo)]第(1)問考查CO2的檢驗方法,CO2能使澄清石灰水變渾濁,還應(yīng)注意題干中草酸的性質(zhì),草酸蒸氣對CO2的檢驗有干擾作用。第(2)①問考查該實驗中檢驗CO時干擾因素CO2的排除,檢驗CO氣體,應(yīng)先在H裝置中進行CO還原CuO的反應(yīng),氣體進入H裝置前需除去CO中的CO2氣體并且檢驗CO2是否除盡,從H裝置中導(dǎo)出的氣體需用澄清石灰水檢驗CO2氣體的存在,說明是CO還原CuO。第(2)②考查CO檢驗時現(xiàn)象描述的全面性,CO還原CuO時,黑色的CuO變成紅色的單質(zhì)Cu,且CO的氧化產(chǎn)物是CO2。1.氯化鐵是黑棕色晶體,沸點為315℃,有強烈的吸水性,易潮解。某小組同學(xué)對無水FeCl3能否分解產(chǎn)生Cl2,進行了如下實驗探究。(1)甲同學(xué)認為裝置B中濕潤的淀粉--KI試紙變藍即可證明無水FeCl3能分解產(chǎn)生Cl2,乙同學(xué)認為不能得出此結(jié)論,理由是__________________________________________________________________________________。

裝置中的氧氣也能將I-氧化為I2(或加熱時FeCl3會變成FeCl3蒸氣進入裝置B中將I-氧化為I2)解題探究JIETITANJIU解析

該實驗條件下能將I-氧化為I2的物質(zhì),除了無水FeCl3分解產(chǎn)生的Cl2外,還有裝置中的氧氣,以及沸點較低的FeCl3受熱變成的FeCl3蒸氣。(2)乙同學(xué)提出了改進意見,用如圖所示裝置進行實驗:①裝置H中的試劑為________________________。氫氧化鈉溶液(合理即可)解析

裝置E為安全瓶、裝置F用于除去FeCl3蒸氣;裝置G用于檢驗氯氣,若濕潤的藍色石蕊試紙先變紅后褪色即可說明FeCl3分解產(chǎn)生了氯氣;裝置H用于除去氯氣;FeCl3若完全分解,則生成FeCl2,溶于稀鹽酸后,溶液中不存在Fe3+,加入KSCN溶液不會變紅。②裝置F中飽和食鹽水的作用是______________。③加熱一段時間后,裝置G中試紙______________(填現(xiàn)象),說明FeCl3已經(jīng)開始分解。④實驗結(jié)束后,取裝置D中殘留固體溶于稀鹽酸中,向所得溶液中加入_______(填化學(xué)式)溶液,若觀察到______________,說明FeCl3已經(jīng)分解完全。除去FeCl3蒸氣先變紅后褪色KSCN溶液未變紅色2.某化學(xué)小組用如圖所示裝置(固定裝置略)驗證CO能還原CuO,并探究其還原產(chǎn)物的組成。請回答下列問題:Ⅰ.驗證CO能還原CuO(1)儀器A的名稱為________,氣體通過A時,從____(填“a”或“b”)口進。干燥管a解析

A是干燥管,干燥氣體時應(yīng)“大進小出”。(2)組裝儀器,各裝置接口從左到右的連接順序:(

)→(

)(

)→(

)(

)→(

)(

)→(

)(

)→(

)。答案

i

c

d

g

h

a

b

j

k

f(g、h,j、k可互換)解析

正確組裝實驗裝置,首先要明確實驗?zāi)康?。本實驗是驗證CO能還原CuO,所以首先要用CO2和碳反應(yīng)來制取CO,CO2來自NaHCO3的分解,但NaHCO3分解產(chǎn)生的水蒸氣能與碳反應(yīng)生成對實驗有干擾的H2,故二氧化碳與碳反應(yīng)前要用濃硫酸除去CO2中的水蒸氣,為了驗證最后生成的CO2是由CO與CuO反應(yīng)生成的,氣體在進入F前要用A將D中未反應(yīng)的CO2除去,故連接順序為i→c,d→g,h→a,b→j,k→f。(3)裝置B的作用為__________________________________________________________________________________。

吸收NaHCO3分解產(chǎn)生的水蒸氣,避免高溫下水蒸氣與碳粉反應(yīng)生成H2,對實驗產(chǎn)生干擾解析

NaHCO3分解產(chǎn)生水蒸氣,而高溫下水蒸氣與碳粉反應(yīng)生成H2,對實驗有影響,故要除去。(4)證明CO能還原CuO的實驗現(xiàn)象為__________________________________________________________。解析

證明CO能還原CuO,既要說明CuO發(fā)生的變化,又要說明CO反應(yīng)生成CO2。F處硬質(zhì)玻璃管中的黑色固體變?yōu)榧t色,C處澄清石灰水變渾濁解析

由于尾氣中含有CO,該實驗結(jié)束需要對尾氣中的CO進行處理。(5)認真分析發(fā)現(xiàn),該實驗還應(yīng)增加一個裝置,用以_________________________________________。

吸收尾氣中的CO,防止有毒氣體排入空氣中Ⅱ.探究CuO的還原產(chǎn)物反應(yīng)結(jié)束后,F(xiàn)處硬質(zhì)玻璃管中的固體全部變?yōu)榧t色。[提出猜想]紅色固體的成分可能為①Cu;②Cu2O;③___________。Cu和Cu2O解析

Cu和Cu2O都是紅色固體。[查閱資料]CuO為黑色;Cu和Cu2O均為紅色;在酸性溶液中Cu+能發(fā)生自身的氧化還原反應(yīng)。[實驗驗證]該小組為驗證上述猜想,分別取少量紅色固體放入潔凈的試管中,進行如下實驗。實驗編號操作現(xiàn)象1加入足量稀硝酸,振蕩試管內(nèi)紅色固體完全溶解,溶液變?yōu)樗{色,有無色氣體逸出,在試管口變?yōu)榧t棕色2加入足量稀硫酸,振蕩試管內(nèi)有紅色固體,溶液為無色實驗編號操作現(xiàn)象1加入足量稀硝酸,振蕩試管內(nèi)紅色固體完全溶解,溶液變?yōu)樗{色,有無色氣體逸出,在試管口變?yōu)榧t棕色2加入足量稀硫酸,振蕩試管內(nèi)有紅色固體,溶液為無色[實驗結(jié)論]根據(jù)上述實驗結(jié)果,猜想____正確。[實驗評價]在上述實驗中,實驗___(填實驗編號)無法確定紅色固體的成分,理由為_________________________________________________________________________________________(用離子方程式表示)。①13Cu+8H++

===3Cu2++2NO↑+4H2O、3Cu2O+14H++

===6Cu2++2NO↑+7H2O解析

如果紅色固體中有Cu2O,根據(jù)已知信息,實驗2中,加入稀硫酸則會生成Cu2SO4,Cu2SO4進一步發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu2+,但溶液未顯藍色,說明紅色固體為Cu。由于Cu和Cu2O都會與稀HNO3反應(yīng)生成Cu2+和NO,所以通過實驗1無法確定紅色固體的成分。題型二定量測定型1.定量測定的常用方法(1)沉淀法先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀,然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量,再進行相關(guān)計算。(2)測氣體體積法對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng),可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。量氣裝置的設(shè)計:下列裝置中,A是常規(guī)的量氣裝置,B、C、D是改進后的量氣裝置。(3)測氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中,通過稱量實驗前后吸收劑的質(zhì)量,求得所吸收氣體的質(zhì)量,然后進行相關(guān)計算。(4)滴定法利用滴定操作原理,通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進行相關(guān)計算。(5)熱重法只要物質(zhì)受熱時發(fā)生質(zhì)量變化,都可以用熱重法來研究物質(zhì)的組成。熱重法是在控制溫度的條件下,測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的方法。通過分析熱重曲線,我們可以知道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及生成產(chǎn)物等與質(zhì)量相聯(lián)系的信息。2.定量測定實驗中常用的計算方法——關(guān)系式法關(guān)系式法是表示兩種或多種物質(zhì)之間“物質(zhì)的量”關(guān)系的一種簡化式子。在多步反應(yīng)中,它可以把始態(tài)的反應(yīng)物與終態(tài)的生成物之間“物質(zhì)的量”的關(guān)系表示出來,把多步計算簡化成一步完成。正確提取關(guān)系式的關(guān)鍵:根據(jù)化學(xué)方程式,找出作為中介的物質(zhì),并確定最初反應(yīng)物、中介物質(zhì)、最終生成物之間物質(zhì)的量的關(guān)系。如用Na2S2O3滴定法測水中溶氧量,經(jīng)過如下三步反應(yīng):①O2+2Mn(OH)2===2MnO(OH)2②MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O③2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI因此水中溶氧量與Na2S2O3之間的關(guān)系為O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3(中介物質(zhì))

(中介物質(zhì))[典例剖析]

(2017·全國卷Ⅱ,28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測定學(xué)校周邊河水中的溶解氧。實驗步驟及測定原理如下:Ⅰ.取樣、氧的固定用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合,反應(yīng)生成MnO(OH)2,實現(xiàn)氧的固定。Ⅱ.酸化、滴定將固氧后的水樣酸化,MnO(OH)2被I-還原為Mn2+,在暗處靜置5min,然后用標準Na2S2O3溶液滴定生成的

?;卮鹣铝袉栴}:(1)取水樣時應(yīng)盡量避免攪動水體表面,這樣操作的主要目的是_________________________________________________。(2)“氧的固定”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

使測定值與水體中的實際值保持一致,避免產(chǎn)生誤差2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2解析

本題采用碘量法測定水中的溶解氧的含量,屬于氧化還原滴定。根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理,Mn(OH)2被氧氣氧化為MnO(OH)2,由此可得方程式2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2。(3)Na2S2O3溶液不穩(wěn)定,使用前需標定。配制該溶液時需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和______;蒸餾水必須經(jīng)過煮沸、冷卻后才能使用,其目的是殺菌、除______及二氧化碳。解析

一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制還需要量筒;加熱可以除去溶解的氧氣,避免實驗結(jié)果不準確。量筒氧氣(4)取100.00mL水樣經(jīng)固氧、酸化后,用amol·L-1Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示劑,終點現(xiàn)象為____________________________________________________________;若消耗Na2S2O3溶液的體積為bmL,則水樣中溶解氧的含量為______mg·L-1。

當最后一滴標準液滴入時,溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)無變化80ab解析

該實驗用硫代硫酸鈉標準液滴定I2,因此終點現(xiàn)象為當最后一滴標準液滴入時,溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)無變化;根據(jù)關(guān)系式O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3可得水樣中溶解氧的含量為[(ab×10-3)mol÷4×32g·mol-1×103mg·g-1]÷0.1L=80abmg·L-1。(5)上述滴定完成時,若滴定管尖嘴處留有氣泡會導(dǎo)致測定結(jié)果偏____。(填“高”或“低”)解析

終點讀數(shù)時有氣泡,氣泡占據(jù)液體應(yīng)占有的體積,會導(dǎo)致測得的消耗的Na2S2O3體積偏小,使最終結(jié)果偏低。低[思路引導(dǎo)]第(1)問考查化學(xué)實驗基本操作,取樣的代表性,攪動會影響正常水樣中的氧氣的溶解度(排干擾)。第(2)問考查陌生方程式的書寫,理解“氧的固定”方法。第(3)問考查化學(xué)實驗基本操作以及提取信息的能力。由于“Na2S2O3不穩(wěn)定”,無需精確配制,氧氣能氧化Na2S2O3,會干擾測定結(jié)果。第(4)問考查滴定終點的判斷以及關(guān)系式法計算。第(5)問考查誤差分析,關(guān)鍵是找到含氧量與讀取Na2S2O3體積的關(guān)系。解析

a的作用是平衡壓強,防止圓底燒瓶中壓強過大,引起爆炸。儀器d的名稱是直形冷凝管。1.(2018·洛陽二模)為測定某氟化稀土樣品中氟元素的質(zhì)量分數(shù),某化學(xué)興趣小組進行了如下實驗。利用高氯酸(高沸點酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為氟化氫(低沸點酸)蒸出,再滴定測量。實驗裝置如圖所示。(1)a的作用是__________,儀器d的名稱是____________。解題探究JIETITANJIU平衡壓強直形冷凝管(2)檢查裝置氣密性:__________________________________(填操作),關(guān)閉K,微熱c,導(dǎo)管e末端有氣泡冒出;停止加熱,導(dǎo)管e內(nèi)有一段穩(wěn)定的水柱,說明裝置氣密性良好。在b和f中加水,水浸沒導(dǎo)管a和e末端解析

檢查裝置氣密性時在b和f中加水,使水浸沒a和e的末端,從而形成密閉體系。(3)c中加入一定體積高氯酸和mg氟化稀土樣品,f中盛有滴加酚酞的NaOH溶液。加熱b、c,使b中產(chǎn)生的水蒸氣進入c。①下列物質(zhì)可代替高氯酸的是____(填字母)。A.硝酸 B.鹽酸C.硫酸D.磷酸CD解析

此實驗是利用高氯酸(高沸點酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為HF(低沸點酸)蒸出。硝酸和鹽酸易揮發(fā),A、B項錯誤;硫酸和磷酸沸點高,難揮發(fā),C、D正確。②實驗中除有HF氣體外,可能還有少量SiF4(易水解)氣體生成。若有SiF4生成,實驗結(jié)果將_________(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。③若觀察到f中溶液紅色褪去,需要向f中及時補加NaOH溶液,否則會使實驗結(jié)果偏低,原因是____________________________________。不受影響充分吸收HF氣體,防止其揮發(fā)損失(4)向餾出液中加入V1mLc1mol·L-1La(NO3)3溶液,得到LaF3沉淀,再用c2mol·L-1EDTA標準溶液滴定剩余La3+(La3+與EDTA按1∶1配合),消耗EDTA標準溶液V2mL,則氟化稀土樣品中氟的質(zhì)量分數(shù)為_______________。(5)用樣品進行實驗前,需要用0.084g氟化鈉代替樣品進行實驗,改變條件(高氯酸用量、反應(yīng)溫度、蒸餾時間),測量并計算出氟元素質(zhì)量,重復(fù)多次。該操作的目的是__________________。尋找最佳實驗條件2.碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體,再用測碳、測硫裝置進行測定。(1)采用裝置A,在高溫下將xg鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。①氣體a的成分是________________。O2、SO2、CO2解析

鋼樣中的碳、硫在裝置A中高溫加熱條件下生成CO2和SO2,還有未反應(yīng)的O2,故氣體a的成分為O2、SO2、CO2。②若鋼樣中硫以FeS的形式存在,A中反應(yīng):3FeS+5O21_____+3____。解析

根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒定律配平化學(xué)方程式:3FeS+5O2Fe3O4+3SO2。Fe3O4SO2(2)將氣體a通入測硫裝置中(如下圖),采用滴定法測定硫的含量。①H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式:___________________________。H2O2+SO2===H2SO4解析

H2O2和SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng):H2O2+SO2===H2SO4。②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗zmLNaOH溶液,若消耗1mLNaOH溶液相當于硫的質(zhì)量為yg,則該鋼樣中硫的質(zhì)量分數(shù):___________。解析

根據(jù)題意,消耗1mLNaOH溶液相當于硫的質(zhì)量為y克,則消耗zmLNaOH溶液,相當于硫的質(zhì)量為yzg,所以鋼樣中硫的質(zhì)量分數(shù)為

。解析

計算鋼樣中碳的質(zhì)量分數(shù),應(yīng)測量吸收CO2前、后吸收瓶的質(zhì)量,其質(zhì)量差為CO2的質(zhì)量。(3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖),采用重量法測定碳的含量。解析

氣體a中含有O2、SO2和CO2,在吸收CO2測定碳的含量時,也可能吸收SO2,故氣體a通過裝置B和C的目的是排除SO2對CO2測定的干擾。①氣體a通過B和C的目的是__________________________。排除SO2對CO2測定的干擾②計算鋼樣中碳的質(zhì)量分數(shù),應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是____________________________。

吸收CO2前、后吸收瓶的質(zhì)量04熱點四“猜想判斷”型實驗探究題猜想型實驗題的思維流程思維流程SIWEILIUCHENG[典例剖析]漂白粉是生產(chǎn)生活中常用的消毒劑和殺菌劑。實驗室有一瓶密封不嚴的漂白粉樣品,其中肯定存在CaCl2,請設(shè)計實驗,探究該樣品中可能存在的其他固體物質(zhì)。(1)提出合理假設(shè)。假設(shè)1:該漂白粉未變質(zhì),只含有__________;假設(shè)2:該漂白粉全部變質(zhì),只含有_______;假設(shè)3:該漂白粉部分變質(zhì),既含有_________,又含_______。Ca(ClO)2CaCO3Ca(ClO)2CaCO3(2)設(shè)計實驗方案,進行實驗。請寫出實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選用的儀器和藥品:試管、滴管、帶導(dǎo)管的單孔塞、蒸餾水、自來水、1mol·L-1鹽酸、品紅溶液、新制澄清石灰水。(提示:不必檢驗Ca2+和Cl-)實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論①取少量上述漂白粉于試管中,_______________________________________________________________

量1mol·L-1鹽酸溶解后,再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中若澄清石灰水未變渾濁,則假設(shè)1成立;若澄清石灰水變渾濁,則假設(shè)2或假設(shè)3成立向步驟①反應(yīng)后的試管中滴入1~2滴品紅溶液,振蕩(或另外取樣操作)若品紅溶液褪色,則假設(shè)3成立;若品紅溶液不褪色,則假設(shè)2成立加入適[審題流程]第一步明確目的原理設(shè)計實驗探究漂白粉變質(zhì)后物質(zhì)的成分,涉及反應(yīng):①2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。②Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO。第二步提出合理假設(shè)根據(jù)假設(shè)3提供的物質(zhì)及反應(yīng)原理判斷樣品中可能含有Ca(ClO)2或CaCO3或二者的混合物。第三步尋找驗證方法用CaCO3與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的CO2來驗證CaCO3的存在。用Ca(ClO)2與鹽酸反應(yīng)生成能使品紅溶液褪色的HClO來驗證Ca(ClO)2的存在。第四步設(shè)計操作步驟①固體樣品中加入稀鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中(用于檢驗CO2)。②向步驟①反應(yīng)后的溶液中滴入1~2滴品紅溶液,振蕩(用于檢驗HClO)。第五步分析得出結(jié)論若步驟①中石灰水未變渾濁,則說明樣品中無CaCO3,即假設(shè)1成立。若步驟①中石灰水變渾濁,且步驟②中品紅溶液不褪色,說明CaCO3存在,不存在Ca(ClO)2,即假設(shè)2成立。若步驟①中石灰水變渾濁,且步驟②中品紅溶液褪色,說明有CaCO3和Ca(ClO)2存在,即假設(shè)3成立。1.綠礬(FeSO4·xH2O)是生血片的主要成分。某研究性學(xué)習(xí)小組擬對綠礬熱分解產(chǎn)物進行探究。[實驗猜想]

猜想1:生成Fe2O3、SO2、H2O;猜想2:生成Fe、Fe2O3、SO2、H2O;猜想3:生成Fe2O3、SO2、SO3、H2O;……解題探究JIETITANJIU請回答下列問題:(1)實驗操作的先后順序是_____(填字母)。a.熄滅酒精燈,冷卻b.先檢查裝置的氣密性,后加入藥品c.點燃酒精燈,加熱d.在“氣體入口”處通入干燥的N2其中操作d的作用是__________________________________________________________。

排凈裝置內(nèi)的空氣,防止Fe2+被空氣中的氧氣氧化而干擾實驗[實驗探究]該小組用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器略)。bdca解析

該實驗需要探究是否有氣體生成,故首先應(yīng)檢查裝置的氣密性;Fe2+具有還原性,易被空氣中的氧氣氧化,影響探究結(jié)果,故應(yīng)在“氣體入口”處通入干燥的N2,排凈裝置內(nèi)的空氣;點燃酒精燈,對樣品進行加熱,實驗結(jié)束時,熄滅酒精燈,進行冷卻。故實驗操作的先后順序是bdca。(2)在實驗過程中,觀察到A中固體變紅色,B中無水CuSO4______________,C中試紙的顏色變化是_____________。由白色變藍色藍色變紅色解析

加熱時,F(xiàn)eSO4·xH2O首先會失去結(jié)晶水,然后FeSO4分解。B中無水CuSO4用于檢驗水的生成,吸水后固體由白色變成藍色;C中收集到酸性氣體,該氣體會使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅。解析

由實驗①可知,沒有氣體放出,可能的原因有兩個:一是A中固體沒有單質(zhì)Fe,二是有單質(zhì)Fe與Fe2O3,二者反應(yīng)生成Fe2+;由實驗②可知,溶液中不存在Fe2+,則可知A中固體沒有單質(zhì)Fe;由實驗③和固體顏色可知,A中固體應(yīng)為Fe2O3。(3)反應(yīng)結(jié)束后,取A中固體進行實驗,實驗操作及現(xiàn)象如下:①將固體加入盛有足量稀硫酸的試管中,固體完全溶解,且無氣體放出;②?、僦腥芤旱稳脒m量KMnO4溶液中,KMnO4溶液不褪色;③取①中溶液滴入KSCN溶液中,溶液變紅色。由此得出結(jié)論:紅色固體為______。Fe2O3(4)D中有白色沉淀生成,該沉淀的化學(xué)式為_______________。有同學(xué)認為還應(yīng)該增加一個實驗,取D中沉淀,加入一定量的鹽酸以確定其組成,從而確定FeSO4·xH2O的分解產(chǎn)物,你認為是否需要?說明你的理由:____________________________________________________________________________________________________________________________________________。BaSO4、BaSO3

不需要;Fe元素的化合價升高,則必有S元素的化合價降低,根據(jù)原子守恒和得失電子守恒,可知只有部分S元素的化合價降低,則進入D中的氣體為SO3和SO2解析

由(3)可知,F(xiàn)e元素的化合價升高,則必有S元素的化合價降低,根據(jù)原子守恒和得失電子守恒可知,只有部分S元素的化合價降低,從而可知進入D中的氣體為SO3和SO2,因此D中的白色沉淀為BaSO4和BaSO3,不需要再經(jīng)過實驗驗證。[實驗結(jié)論]

(5)硫酸亞鐵晶體加熱分解的化學(xué)方程式為_______________________________________________。+SO3↑+2xH2O[實驗改進](6)有同學(xué)對上述實驗裝置進行了改進,設(shè)計出如圖所示裝置,認為該裝置也可以驗證硫酸亞鐵晶體熱分解的產(chǎn)物。①G中的現(xiàn)象是_________________,反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________。高錳酸鉀溶液褪色②H中球形干燥管的作用是________。解析

SO2有毒,不能排放到空氣中,應(yīng)用NaOH溶液吸收。若直接將導(dǎo)管插入溶液中,容易引起倒吸,故用球形干燥管防止倒吸。防倒吸2.工業(yè)上從廢鉛蓄電池的鉛膏回收鉛的過程中,可用碳酸鹽溶液與處理后的鉛膏(主要成分為PbSO4)發(fā)生反應(yīng):

。某課題組以PbSO4為原料模擬該過程,探究上述反應(yīng)的實驗條件及固體產(chǎn)物的成分。(1)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式:K=________。(2)室溫時,向兩份相同的PbSO4樣品中分別加入同體積、同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化,在________溶液中PbSO4轉(zhuǎn)化率較大,理由是___________________________。Na2CO3(3)查閱文獻:上述反應(yīng)還可能生成堿式碳酸鉛[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受熱都易分解生成PbO。該課題組對固體產(chǎn)物(不考慮PbSO4)的成分提出如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三:假設(shè)一:全部為PbCO3;假設(shè)二:______________________;假設(shè)三:_________________________________。全部為2PbCO3·Pb(OH)2為PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物解析

根據(jù)題中信息,提出另外兩種假設(shè)。假設(shè)二:全部為堿式碳酸鉛[2PbCO3·Pb(OH)2];假設(shè)三:為PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物。(4)為驗證假設(shè)一是否成立,課題組進行如下研究。①定性研究:請你完成下表中內(nèi)容。實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)預(yù)期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論取一定量樣品充分干燥,______________________________________________________

充分加熱樣品,將產(chǎn)生的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管若無水硫酸銅不變藍,則假設(shè)一成立;若無水硫酸銅變藍,則假設(shè)一不成立解析

因為PbCO3受熱分解不產(chǎn)生水,而2PbCO3·Pb(OH)2受熱分解產(chǎn)生水,所以可利用此不同設(shè)計實驗方案。②定量研究:取26.7mg的干燥樣品,加熱,測得固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如下圖。某同學(xué)由圖中信息得出結(jié)論:假設(shè)一不成立。你是否同意該同學(xué)的結(jié)論,并簡述理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

同意;若全部為PbCO3時,26.7mg樣品完全分解后最終固體質(zhì)量應(yīng)為22.3mg(或不同意,實驗最終得到固體的質(zhì)量與全部為PbCO3分解所得固體質(zhì)量相差不大,可能是實驗過程中產(chǎn)生的誤差引起的)(本題屬于開放性試題,答案合理均可)05熱點五物質(zhì)性質(zhì)及原理綜合實驗探究題題型一物質(zhì)性質(zhì)的探究1.題型特點主要是從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點或從所屬類型的典型代表物去推測物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì),然后據(jù)此設(shè)計出合理的實驗方案,去探究它所可能具有的性質(zhì)。2.基本思路和方法根據(jù)物質(zhì)的組成(或成分)→提出各物質(zhì)(或離子)性質(zhì)的假設(shè)→根據(jù)這些性質(zhì)找到可能存在的反應(yīng)→確定檢驗的試劑和儀器→確定實驗的順序→敘述實驗的操作和預(yù)期的現(xiàn)象,得出結(jié)論。4.氧化性、還原性與所含元素化合價的關(guān)系(1)元素處于最高價時,只具有氧化性,如Fe3+、H+;(2)元素處于最低價時,只具有還原性,如Cl-;(3)元素處于中間價時,既具有氧化性又具有還原性,如Cl2。1.(2018·北京,28節(jié)選)實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)解題探究JIETITANJIU①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是________________________________________________(錳被還原為Mn2+)。2KMnO4+16HCl==2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O解析

KMnO4被HCl還原為MnCl2,HCl被氧化為Cl2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。答案解析

應(yīng)在裝置B中裝入飽和食鹽水,以除去混在Cl2中的HCl。洗氣時,氣體應(yīng)長管進、短管出。(2)探究K2FeO4的性質(zhì)①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設(shè)計以下方案:方案Ⅰ取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b,取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有_____離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由_____________________________________產(chǎn)生(用方程式表示)。Fe3+②根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出:氧化性Cl2___(填“>”或“<”),而方案Ⅱ?qū)嶒灡砻?,Cl2和FeO的氧化性強弱關(guān)系相反,原因是________________。>溶液酸堿性不同方案:向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色③資料表明,酸性溶液中的氧化性

,驗證實驗如下:將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色。該現(xiàn)象能否證明氧化性

。若能,請說明理由;若不能,進一步設(shè)計實驗方案。理由或方案:_____________________________________________________。2.某化學(xué)實驗小組為了探究氨氣的還原性和氧化性設(shè)計了如下實驗方案。[實驗一]探究氨氣的還原性已知:(ⅰ)Mg(OH)2可代替消石灰與氯化銨在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣和堿式氯化鎂[Mg(OH)Cl];(ⅱ)Cu2O粉末呈紅色,在酸性溶液中不穩(wěn)定:Cu2O+H2SO4(稀)===Cu+CuSO4+H2O。(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________,裝置D的作用是__________。+H2O作安全瓶解析

由信息(ⅰ)可知裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg(OH)2+NH4ClMg(OH)Cl+NH3↑+H2O;裝置E中的稀硫酸如果倒吸進入裝置C中會引起實驗安全問題,所以裝置D作安全瓶,防止倒吸。(2)反應(yīng)結(jié)束后裝置C中的氧化銅完全反應(yīng)生成紅色固體,為了探究紅色固體成分,進行了如下實驗:實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論取10.4g紅色固體于燒杯中,加入足量稀硫酸,充分攪拌,靜置若無現(xiàn)象①紅色固體為____若溶液變藍②紅色固體中肯定含有___________,可能含有____取上述反應(yīng)后的混合物過濾、洗滌、干燥、稱重,得固體6.4g

③紅色固體的成分及其物質(zhì)的量為_______________________________銅氧化亞銅銅0.05molCu、0.05molCu2O解析

①常溫下Cu不與稀硫酸反應(yīng);②溶液變藍,有CuSO4生成,則紅色固體中肯定含有Cu2O,不能確定是否含有單質(zhì)Cu;③所得固體為單質(zhì)Cu,物質(zhì)的量為0.1mol,設(shè)10.4g紅色固體中含xmolCu,ymol

Cu2O,因為Cu2O+H2SO4(稀)==Cu+CuSO4+H2O,則有x+y=0.1,64x+144y=10.4,聯(lián)立得x=y(tǒng)=0.05,則Cu2O與Cu的物質(zhì)的量均為0.05mol。[實驗二]

探究氨氣的氧化性已知:(ⅲ)鋁可以與氨氣反應(yīng),

;(ⅳ)氮化鋁性質(zhì)穩(wěn)定,基本不與水、酸反應(yīng),在加熱時溶于濃堿可產(chǎn)生氨氣。按如圖所示連接好裝置,檢查裝置氣密性;在蒸餾燒瓶中加入生石灰,分液漏斗中加入濃氨水,裝置G中盛裝堿石灰,裝置H中加入鋁粉,打開裝置F處分液漏斗活塞,待裝置中空氣排盡后再點燃裝置H處酒精燈。解析

濃氨水中氨氣溶解度隨溫度升高而減小,且氨水中還存在溶解平衡和電離平衡:

,所以可以從溶解度及平衡移動等角度分析生石灰與濃氨水作用產(chǎn)生氨氣的原因。(3)用平衡移動原理解釋裝置F中產(chǎn)生氨氣的原因:__________________________________________________________________________________________________________________________________________。

生石灰與水反應(yīng)放熱,降低了氨氣的溶解度,使一水合氨分解,生石灰與水反應(yīng)將溶劑消耗,使平衡

向左移動,有利于氨氣逸出(4)裝置H處反應(yīng)進行完全的實驗現(xiàn)象為___________________________。裝置J中幾乎沒有氣泡冒出解析

對于反應(yīng)

,由于氨氣極易溶于水,而氫氣不溶于水,會產(chǎn)生氣泡,所以反應(yīng)進行完全時裝置J中將不再產(chǎn)生氣泡。(5)為了得到純凈的氮化鋁,可將裝置H中固體冷卻后轉(zhuǎn)移至燒杯中,加入_________________________________溶解、_____(填操作名稱)、洗滌、干燥即可。稀鹽酸(或稀硫酸等其他合理答案)過濾解析

裝置H中所得的固體中含有氮化鋁和沒有反應(yīng)完全的鋁,氮化鋁不溶于酸,所以可以選用稀鹽酸或稀硫酸除去其中的鋁,然后過濾、洗滌、干燥。(6)寫出氮化鋁與濃氫氧化鈉溶液共熱反應(yīng)的離子方程式:___________________________________。解析

根據(jù)題中信息并結(jié)合鋁在強堿溶液中以偏鋁酸根離子的形式存在,可以寫出反應(yīng)的離子方程式。AlN+OH-+H2O題型二反應(yīng)原理探究型1.變量探究實驗題的解題策略解答變量探究類試題的關(guān)鍵是在其他條件相同的前提下,只改變一個條件對研究對象的影響規(guī)律。注意:選擇數(shù)據(jù)要有效,且變量統(tǒng)一,否則無法作出正確判斷。思路總結(jié)2.規(guī)律探究實驗題的解題策略物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律的探究也是中學(xué)化學(xué)實驗探究的一個重要內(nèi)容。研究同

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