湖南省永州市2019年高考化学二轮复习课时26探究型实验学案.docx
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1、1探究型实验【明确考纲】1、 根 据 化 学 实 验 的 目 的 和 要 求 , 能 做 到 :设 计 实 验 方 案 ;正 确 选 用 实 验 装 置 ;掌 握 控 制 实 验 条 件 的 方 法 ;预 测 或 描 述 实 验 现 象 、 分 析 或 处 理 实 验 数 据 , 得 出 合 理 结 论 ;评 价 或 改 进 实 验 方 案 。2、 以 上 各 部 分 知 识 与 技 能 的 综 合 应 用 。【课前真题】(2018北京理综卷)1、实验小组制备高铁酸钾(K 2FeO4)并探究其性质。资料:K 2FeO4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、O2,在碱性溶液中较稳定。(1)制备 K2FeO4(夹持装置略)A 为氯气发生装置。A 中反应方程式是_(锰被还原为 Mn2+) 。将除杂装置 B 补充完整并标明所用试剂。C 中得到紫色固体和溶液。C 中 Cl2发生的反应有 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有_。(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 Cl 而产生 Cl2,设计以下方案:方案 取少量 a,滴加 KSCN 溶液至过量,溶液呈红色。方案 用 KOH 溶液充分洗涤 C 中所得固体
3、,再用 KOH 溶液将 K2FeO4溶出,得到紫色溶液 b。取少量 b,滴加盐酸,有 Cl2产生。由方案中溶液变红可知 a 中含有_离子,但该离子的产生不能判断一定是 K2FeO4将 Cl氧化,还可能由_产生(用方程式表示) 。方案可证明 K2FeO4氧化了 Cl 。用 KOH 溶液洗涤的目的是_。根据 K2FeO4的制备实验得出:氧化性 Cl2_24FeO(填“”或“” ) ,而方案实验表明,Cl 2和 FeO的氧化性强弱关系相反,原因是_。资料表明,酸性溶液中的氧化性24Fe 4Mn,验证实验如下:将溶液 b 滴入 MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明
4、氧化性24FeO Mn。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。理由或方案:_。2【答案】(1). 2KMnO 4+16HCl 2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H 2O Cl 2+2OH Cl+ClO+H2O (2). Fe 3+ 4FeO42+20H+ 4Fe3+3O2+10H 2O 排除 ClO的干扰 溶液的酸碱性不同 若能,理由:FeO 42在过量酸的作用下完全转化为 Fe3+和 O2,溶液浅紫色一定是 MnO4的颜色(若不能,方案:向紫色溶液 b 中滴加过量稀 H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)【解析】 (1)KMnO 4与浓盐酸反应制 Cl2;由于盐酸具有挥发性
5、,所得 Cl2中混有 HCl 和 H2O(g) ,HCl会消耗 Fe(OH) 3、KOH,用饱和食盐水除去 HCl;Cl 2与 Fe(OH) 3、KOH 反应制备 K2FeO4;最后用NaOH 溶液吸收多余 Cl2,防止污染大气。(2)根据制备反应,C 的紫色溶液中含有 K2FeO4、KCl,Cl 2还会与 KOH 反应生成 KCl、KClO 和H2O。I.加入 KSCN 溶液,溶液变红说明 a 中含 Fe3+。根据题意 K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生 O2,自身被还原成 Fe3+。II.产生 Cl2还可能是 ClO+Cl+2H+=Cl2+H 2O,即 KClO 的存在干扰判断;K 2
6、FeO4微溶于 KOH 溶液,用 KOH 洗涤除去 KClO、排除 ClO-的干扰,同时保持 K2FeO4稳定存在。根据同一反应中,氧化性:氧化剂 氧化产物。对比两个反应的异同,制备反应在碱性条件下,方案 II 在酸性条件下,说明酸碱性的不同影响氧化性的强弱。该小题为开放性试题。若能,根据题意 K2FeO4在足量 H2SO4溶液中会转化为 Fe3+和 O2,最后溶液中不存在 FeO42,溶液振荡后呈浅紫色一定是 MnO4-的颜色,说明 FeO42将 Mn2+氧化成 MnO4,所以该实验方案能证明氧化性 FeO42MnO 4。 (或不能,因为溶液 b 呈紫色,溶液 b 滴入 MnSO4和 H2S
7、O4的混合溶液中,c(FeO 42)变小,溶液的紫色也会变浅;则设计一个空白对比的实验方案,方案为:向紫色溶液 b 中滴加过量稀 H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色) 。【点睛】本题考查 K2FeO4的制备和 K2FeO4的性质探究。与气体有关的制备实验装置的连接顺序一般为:气体发生装置除杂净化装置制备实验装置尾气吸收。进行物质性质实验探究是要排除其他物质的干扰。尤其注意最后一空为开放性答案,要注重多角度思考。2、(2017全国卷)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录
8、大气压及水体温度。将水样与 Mn(OH)2碱性悬浊液(含有 KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。.酸化、滴定将固氧后的水样酸化,MnO(OH) 2被 I 还原为 Mn2 ,在暗处静置 5 min,然后用标准 Na2S2O3溶液滴定生成的 I2(2S2O I 2=2I S 4O )。23 26回答下列问题:(1)取水样时应尽量避免搅动水体表面,这样操作的主要目的是_。(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为_。(3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和_;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除_及二氧化碳。(4
9、)取 100.00 mL 水样经固氧、酸化后,用 a molL1 Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为_;若消耗 Na2S2O3溶液的体积为 b mL,则水样中溶解氧的含量为_ mgL 1 。(5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏_。(填“高”或“低”)【答案】 (1)使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差 3(2)2Mn(OH)2O 2=2MnO(OH)2 (3)量筒 氧气 (4)当最后一滴标准液滴入时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化 80 ab (5)低课堂精讲【考点归类】探究型实验常可分为定性及定量两种题型一 定性分析型探究核心知识必
10、备:(1)常考气体的定性检验方法:包括 Cl2、NH 3、SO 2、HCl、CO 2、NO 等。(2)常考阳离子的检验方法,包括 NH 、Fe 3 、Fe 2 、Al 3 、Cu 2 、Ag 等。 4(3)常考阴离子的检验方法,包括 Cl 、Br 、I 、SO 、CO 、SO 等。24 23 23特别提醒:(1)能使品红溶液褪色的气体有:SO 2、Cl 2、O 3等,其中 SO2只能使石蕊溶液变红,而不能使其褪色,Cl2、O 3最终可使石蕊溶液褪色。(2)在中学化学中,氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。(3)不溶于水也不溶于硝酸的白色沉淀是 AgCl 或 BaSO4等。(4)NO 气
11、体的检验方法是向无色气体中通入空气(或 O2),看气体是否变红棕色。【典例剖析】1(1)已知 Na2S2O3H 2SO4=Na2SO4SSO 2H 2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为 10mL):实验编号 实验温度/ c(Na2S2O3)/molL1 c(H2SO4)/molL1 25 0.1 0.1 25 0.2 0.1 25 0.1 0.2 50 0.2 0.1 50 0.1 0.1其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择_(填实验编号);探究浓度对化学反应速率的影响,应选择_(填实验编号);若同时
12、选择溶液测定变浑浊的时间,是探究_对化学反应速率的影响。(2)已知 Na2S2O3溶液与 Cl2反应时,1molNa 2S2O3转移 8mol 电子,该反应的离子方程式是_。甲同学设计如下实验流程探究 Na2S2O3的化学性质。()甲同学设计实验流程的目的是证明 Na2S2O3溶液具有碱性和_性。()加入 BaCl2溶液生成白色沉淀 B 的离子方程式是_。()乙同学认为应将上述流程中所加试剂顺序颠倒,你认为甲、乙两同学的设计更合理的是_(填“甲”或“乙”),理由是_。【答案】 (1)或 或或 改变不同反应物的浓度(2)S2O 4Cl 25H 2O=2SO 8Cl 10H 23 24()还原 (
13、)SO Ba 2 =BaSO4 ()乙 可以排除 BaS2O3的干扰24【技巧点拨】 (1)探究外界条件对反应速率的影响,每次只能改变一个变量:探究温度对反应速率的影响,应控制 NaS2O3、H 2SO4的浓度相同,所以应选择或组;探究浓度对化学反应速率的影响,应控制温度相同,所以应选择或或;在中,温度相同,改变的是不同反应物的浓度。4(2)未知物性质的推导,一是要注意联系前后文,二是常采用假设法:本题中由于S2O 4Cl 25H 2O=2SO 8Cl 10H ,所以 Na2S2O 具有还原性;由于其溶液 pH8,则证明23 24 23S2O 水解呈碱性;要证明 S2O 的还原性,应先加 Ba
14、Cl2溶液,再加足量氯水,这样可以排除 BaS2O323 23的干扰。【变式训练 1】(2017江西三校联考)某研究小组为探究足量锌与浓硫酸的反应,生成物成分的定性探究,进行如下实验。(1)研究小组取 65.0 g 锌粒与 55 mL 98%的浓硫酸( 1.84 gmL1 )充分反应,所制得的气体成分是_(填分子式),发生反应的化学方程式为_。(2)为验证所制的气体成分,研究小组拟定以下装置进行实验。装置 E 和 G 中的试剂分别为_、_。装置 B 的作用是_;H 的作用是_。写出实验中观察到的现象及由该现象得出含有相应的气体成分的结论。现象 结论【答案】 (1)H 2和 SO2 2H 2SO
15、4(浓)Zn= =ZnSO4SO 22H 2O、H 2SO4(稀)Zn= =ZnSO4H 2(2)浓硫酸 无水 CuSO4(或无水硫酸铜)防止倒吸(或作安全瓶) 防止空气中的水蒸气进入系统,干扰实验现象 结论C 中品红溶液褪色 气体中有 SO2D 中酸性 KMnO4溶液颜色变浅,F 中黑色粉末变红,G 中白色粉末变蓝 气体中有 H2题型二 定量测定型探究1定量测定的常用方法(1)沉淀法先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算。(2)测气体体积法对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。量气装置的设计:下列装置中,A 是常规的量气装置,B、C、D
16、是改进后的量气装置。(3)测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前后吸收剂的质量,求得所吸收气体的质量,然后进行相关计算。(4)滴定法利用滴定操作原理,通过中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。(5)热重法只要物质受热时发生质量变化,都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下,测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。2定量测定实验中常用的计算方法关系式法关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中
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