高三化学总复习(专题攻略)之探究性化学实验 二_ 探究物质的性质

二. 探究物质的性质【高考预测】1.（★★★）理解实验目的，掌握有关化学反应原理，化学仪器的使用，气体制备、除杂、干燥、收集、性质检验方法，以及尾气处理等。

2.（★★）理解实验条件的选择，注意控制变量。

锁定高考课标Ⅰ)氮的氧化物(NO x)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NO x还原生成N2。

某同学在实验室中对NH3与NO x反应进行了探究。

回答下列问题：（1）氨气的制备①氨气的发生装置可以选择上图中的_________，反应的化学方程式为_______________。

②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→______(按气流方向，用小写字母表示)。

（2）氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。

在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中① Y管中_____________②反应的化学方程式___________将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝集打开K2③ _______________④ ______________【答案】（1）① A；2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O(或B；NH3·H2O NH3↑+H2O)；② d c f e i；（2）①红棕色气体慢慢变浅；②8NH3+6NO27N2 +12H2O；③ Z中NaOH溶液产生倒吸现象；④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压。

【考点定位】考查化学实验原理分析、气体收集、装置连接等基本操作及实验方案的设计的知识。

【名师点睛】制取气体的装置与反应物的状态有关，由固体混合物加热制取气体可以用略向下倾斜试管进行；固体混合或固体与液体混合不加热制取气体可以在锥形瓶中进行，也可以在烧瓶中进行。

液体可以通过分液漏斗或长颈漏斗加入；若是液体与固体混合物加热制取气体，要在烧瓶中进行，同时为了受热均匀，应该垫上石棉网；装置的连接顺序一般是：制取气体、除杂、干燥、收集、尾气处理。

要根据除杂原则，选取适当的试剂除杂、干燥，根据物质的物理性质或化学性质进行气体的收集和尾气处理。

对于极易溶于水或某溶液的气体，尾气处理要注意防止倒吸现象的发生。

要会根据物质的性质判断反应现象。

2．（2015广东）NH3及其盐都是重要的化工原料。

（1）用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为。

（2）按图13装置进行NH3性质实验。

①先打开旋塞1，B瓶中的现象是，原因是，稳定后，关闭旋塞1。

②再打开旋塞2，B瓶中的现象是。

（3）设计实验，探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。

限制试剂与仪器：固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽（可控制温度）①实验目的：探究对溶液中NH4Cl水解程度的影响。

②设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中V(溶液)表示所配制溶液的体积）。

物理量实验序号V（溶液）/mL……11002100③按实验序号I所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，则NH4Cl水解反应得平衡转化率为（只列出算式，忽略水自身电离的影响）。

【答案】（1）A、C、G。

（2）①产生白烟；打开旋塞1，氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒，形成白烟。

②烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到B瓶中，形成红色溶液。

（3）①温度（或浓度）②物理量实验序号V（溶液）/mLNH4Cl质量(g)温度（℃）pH……1100m T1Y2100m T2Z 或物理量实验序号V（溶液）/mLNH4Cl质量(g)温度（℃）pH……1100m T Y2100m2T Z③ (10-Y×5.35)/m（3）主要采用控制变量的方法，根据给出的仪器，有可控制温度水浴槽，那么可以完成温度对NH4Cl水解程度的影响，天平可以称出不同质量NH4Cl，那么可以配制出不同浓度的溶液，就可以探究浓度对NH4Cl水解程度的影响，故答案为温度或浓度。

如果探究温度的影响那么控制浓度相同，改变温度，如果探究浓度相同，那么就要控制温度相同，不管哪一种探究都需要配制一定浓度的NH4Cl溶液，那么需要称量NH4Cl的质量，但不管探究的是哪种因素的影响，都需要使用pH计通过测量水解后溶液的pH来判断其水解程度，所以在表格中都应有一项为pH值。

若探究温度对NH4Cl水解程度的影响时数据为：物理量实验序号V（溶液）/mL NH4Cl质量(g)温度（℃）pH……1100m T1Y2100m T2Z若探究浓度对NH4Cl水解程度的影响时数据为：物理量实验序号V（溶液）/mL NH4Cl质量(g)温度（℃）pH……1100m1T Y2100m2T Z如果pH 为Y，那么c(H+)=10-Y mol/L，物质的量为10-Y mol/L×0.1L=10-Y-1mol，那么水解的NH4Cl的物质的量也为10-Y-1mol，质量为10-Y-1mol×53.5g/mol=10-Y×5.35g，则NH4Cl水解反应得平衡转化率为:( 10-Y×5.35)/m。

【考点定位】本题主要考查了气体的制取、收集、尾气处理，将氨气和氯化氢反应的现象和喷泉实验的原理、盐类水解等结合到一起进行考查；还考察了通过控制变量进行探究的实验。

【名师点睛】气体制取装置有多种，主要包括：固—固、固—液、液—液几种组合，还要看反应要不要加热，再选则对应的装置；气体收集主要有排液法和排空气法，用排液法时气体在液体中的溶解度要小，用排空气法时就看怎样能把空气排走。

进行实验探究时先要明确探究的目的，确定探究的方向，探究时要清楚哪些条件要控制不变的，要改变哪些条件，再根据实验用品设计实验方案，比如这道题，探究的是温度或浓度对NH4Cl水解程度的影响，那么改变的条件就是温度或浓度，其它条件要控制一样，最后根据实验的数据得出结论，有的时候还要对一些意外现象进行讨论。

夯实基础气体制备性质实验的设计顺序：1. 发生装置气体的制备：⑴固＋固(加热)：适用于制O2、NH3⑵固＋液体(不加热)：适用于制CO2、H2⑶固＋液或液＋液(加热)：适用于制Cl22. 净化装置：气体的除杂除杂原则：①不损失主体气体②不引入新的杂质③在密闭装置内进行④先除易除的气体。

例CO2(HCl)用饱和NaHCO3溶液；Cl2 (HCl) 用饱和食盐水。

3. 气体的干燥：①酸性干燥剂不能干燥碱性气体②碱性干燥剂不能干燥酸性气体③具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体。

（注H2、CO、SO2虽具有还原性，但可用浓硫酸干燥。

）常见干燥剂及气体的干燥液态干燥剂固态干燥剂装置常见干燥剂浓硫酸无水氯化碱石灰钙不可干燥气体NH3、HBr、HI NH3CO2、SO2、Cl2、NO24. 气体的收集 (从以下气体中选择：H2、O2、CO2、NH3、SO2、Cl2、NO2、NO、CH4、C2H4 )⑴收集装置选择的原则是根据气体的溶解性和气体的密度以及气体的毒性等。

只能用排水法收集的是 NO，只能用排空气法收集的是NH3、NO2。

⑵可用排溶液法收集的是：Cl2(饱和食盐水)、CO2(饱和碳酸氢钠溶液)、SO2(饱和亚硫酸氢钠溶液)⑶向上排空气法：式量大于29的气体。

如 O2、CO2、SO2、Cl2、NO2。

典型装置是 B。

⑷向下排空气法：式量小于29的气体。

如 H2、NH3。

典型装置是D。

A B C D E(5) 按气体收集方法列举常见气体填入表格内5. 尾气的处理方法（1）对于极易溶于水的尾气，如NH3、HCl、HBr等，可用水并要采用防倒吸装置吸收。

（2）对于溶解度不大的尾气。

如Cl2、H2S、SO2等可直接将出气管插入吸收剂液面中吸收，吸收剂可用NaOH溶液。

（3）对于有毒且易燃的气体，如CO等，可采用在尾气出口处放置一酒精灯使CO燃烧转变为无毒CO2气体，或者用一气球收集。

E(a进b 出)E(b进a出)O2、CO2、SO2、Cl2、NO2H2、NH36. 防堵塞安全装置7. 液封装置8. 气体的检验方法：气体检验方法现象O2将带火星的木条插入容器中木条复燃H2点燃，在火焰上方罩一个干冷烧杯发出淡蓝色火焰，烧杯壁上有水珠凝结依次通过灼热氧化铜和无水硫酸铜黑色氧化铜变红色，无水硫酸铜变蓝色CO2通入澄清石灰水澄清石灰水变浑浊CO 点燃，在火焰上方罩一个干冷烧杯，再向烧杯中迅速倒入澄清石灰水，振荡发出淡蓝色火焰，烧杯壁上没有出现水珠，澄清石灰水变浑浊依次通过灼热的氧化铜和澄清石灰水黑色氧化铜变红色，澄清石灰水变浑浊CH4点燃，在火焰上方罩一个干冷烧杯，再向烧杯内倒入澄清石灰水发出蓝色火焰，烧杯壁上有水珠凝结，澄清石灰水变浑浊N2将点燃的木条插入容器中，再倒入澄清石灰水木条马上熄灭，澄清石灰水变浑浊HCl将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口蓝色石蕊试纸变红通入水中，滴入硝酸银溶液和稀硝酸生成不溶于稀硝酸的白色沉淀H2O通入无水硫酸铜无水硫酸铜变蓝色典例1．（2015课标Ⅰ）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。

草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。

草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。

回答下列问题：（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。

装置C中可观察到的现象是_________，由此可知草酸晶体分解的产物中有_______。

装置B的主要作用是________。

（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、______。

装置H反应管中盛有的物质是_______。

②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_______。

（3）设计实验证明：①草酸的酸性比碳酸的强______。

②草酸为二元酸______。

【答案】（1）有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊；CO2；冷凝（水蒸气、草酸等），避免草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验。

（2）① F、D、G、H、D、I； CuO（氧化铜）；② H中的粉末有黑色变为红色，其后的D中的石灰水变浑浊；（3）①向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液，有气泡产生。