探究型实验题

Ⅱ.实验探究 该小组中某同学设计了下图所示的实验装臵(夹持及尾气处理 装臵未画出)探究氨气的还原性(生成Cu和无污染的物质)：
(1) 写 出 氨 气 与 CuO 反 应 的 化 学 方 程 式 ： △ 3CuO＋2NH3=====3Cu＋N2＋3H2O _____________________________________ 。 解析 根据氨气和氧化铜的元素组成和生成无污染的物质，
振荡，固体全部溶解，未观察到有气
体生成；
＋2价铁，且具有磁性，
Fe3＋能溶解单质铁。
②经检验溶液中有铁离子和亚铁离子，检验铁离
子的方法是_______________；证明溶液含有亚
铁离子的方法是_______。 易错警示
能得出的结论是________(填字母)。 价铁
b.M中一定有＋3价和0价铁，无＋2价铁
第3讲
探究型实验题
专题10 化学实验
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未知产物及物质性质的探究 规律探究与变量控制
练出高分
热点一
未知产物及物质性质的探究
1.对未知产物的探究
通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些物质逐一
进行检验来确定究竟含有哪些物质。正确解答此类试题的关 键：(1)猜测要全面；(2)熟记常见物质的检验方法。
解析
该实验的目的是为了通过加热还原 CuO验证H2的存在，
通过 F装臵进一步确认有H2O生成；具体的实验装臵及作用是 A— 产生待研究的气体， B— 除去气体中的 SO2( 可以利用 SO2 的性质选取NaOH溶液或酸性高锰酸钾溶液 )，C—验证SO2已 除尽， D— 干燥气体， E— 若有 H2 ，则加热 E 玻璃管， CuO 固 体由黑色变为红色，F—利用无水硫酸铜吸水变蓝进一步确定 气体中H2的存在，G—防止空气中的水蒸气进入F装臵而干扰 实验。
学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
(2)pH 试 纸 颜 色 的 变 化 说 明 漂 粉 精 溶 液 具 有 的 性 质 是
碱性、漂白性 。 ______________ 解析 pH试纸先变蓝，说明漂粉精溶液呈碱性，后褪色是由 于ClO－的强氧化性所致。
反应产生的CO2的质量，
得关系式M中n(O)＝
n(CO2)。
x 为______(用含m、n的代数式表示)。 y
2.物质性质的探究
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。
对物质性质探究的基本思路如下：
题组一 未知产物的探究
递进题组
1.实验室中需要22.4 L(标准状况)SO2气体。化学小组同学依 △ 据化学方程式Zn＋2H2SO4(浓) ===== ZnSO4 ＋ SO2↑ ＋ 2H2O 计算后，取 65.0 g 锌粒与 98% 的浓 H 2SO 4( ρ ＝ 1.84 g· cm －3)
答案 ①NaOH溶液(或酸性KMnO4溶液，其他合理答案也可) 除去混合气体中的SO2 ②浓硫酸 无水硫酸铜 ③装臵E玻璃管中黑色 CuO粉末变红色，干燥管F中无水硫酸 铜变蓝色 ④防止空气中的H2O进入干燥管F而影响杂质气体的检验
反思归纳 1.物质检验的三原则 一看(颜色、状态) 归纳为三类
2－ (1)生成气体，如NH + ( 加碱 ) 、 CO 3 (加酸)的检验。 4
－ 2＋的检验。 (2)生成沉淀，如Cl－、SO 2 4 、Fe
二嗅(气味)
三实验(加试剂)
2.根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可
(3)显特殊颜色，如Fe3＋的检验，Na＋、K＋的焰色反应。
3.根据气体性质特点，常见气体的检验方法可归纳为四类
红棕色为NO2 (1)观察颜色黄绿色为Cl2 无色气体，打开瓶塞，瓶口出现红棕色为NO
(3)如图实验，观察到红色的Fe2O3全部 取下小试管，加热，有砖红色沉淀生
破题关键 成分，铁的氧化物Fe3O4、
变为黑色固体M，充分反应后停止加热。 分析黑色固体(M)可能的 成。为了检验M的组成，进行下列实验。 FeO和铁粉均为黑色，
①M能被磁铁吸引；加入足量稀硫酸， Fe3O4中既有＋3价铁又有
解析
①A瓶中所得沉淀的成分可能是CaSO3、CaSO4或二者
的混合物，加入稀 HCl ，无明显变化，排除 CaSO3 ，故 X 为 产生BaSO4沉淀，进一步证明X为CaSO4。 ②溶液呈黄绿色是因Cl2溶于水而产生的现象，随着SO2的持 续通入，两者发生反应生成无色物质盐酸和硫酸，化学方程 式为SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，离子方程式为SO2＋
(3)向水中持续通入 SO2，未观察到白雾。推测现象ⅰ的白雾
由HCl小液滴形成，进行如下实验： a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化； b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。 ①实验a的目的是________。 ② 由 实 验 a 、 b 不 能 判 断 白 雾 中 含 有 HCl ， 理 由 是 ______________________________________________。
(2)为快速得到乙醇气体，可采用的 ①升高温度可加速乙 方法是________________________ 醇的挥发。 ______。若实验时小试管中的溶液 ②若液体倒吸入加热 已经开始发生倒吸，可采取的措施 的反应管，可能会造 是________(填字母)。 a.取下小试管 b.移去酒精灯 c.将导管从乳胶管中取下 d.以上都可以 成反应管炸裂，取下 小试管已无济于事， 因“溶液已经开始发 生倒吸”。
(2)试纸检验：如 Cl2能使湿润KI-淀粉试纸变蓝，NH3能使湿 润红色石蕊试纸变蓝。 (3)溶液检验：如澄清石灰水、品红溶液检验CO2、SO2。 (4)点燃法：如O2、H2、CH4的检验。
题组二
物质性质的探究
2.(2013· 北京理综，28)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：
操 作 取4 g漂粉精固体， 加入100 mL水
已知溶液中有 不能用KSCN
溶液。
a.M中一定有＋3价和＋2价铁，不能确定是否有0 Fe3＋，检验Fe2＋
c.M中一定有＋3价铁，0价和＋2价铁至少有一种
d.M中一定有＋3价、＋2价和0价铁
(4)若M的成分可表达为FexOy，用CO还原法定
量测定其化学组成。称取m g M样品进行定量
测定，实验装臵和步骤如下：
(2) 为证实相关分析，化学小组的同学设计了实验，组装了如
下装臵，对所制取的气体进行探究。
①装臵B中加入的试剂为________，作用是________。 ②装臵D加入的试剂为________________，装臵F加入的试剂 为________________。 ③可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体 中混有某杂质气体的实验现象是________。 ④U形管G的作用为________。
破题关键 Ⅰ.检查气密性属于 实验的准备阶段， 应在加药品前进行。 Ⅱ.类比氢气还原氧 化铜。
①组装仪器；②点燃酒精灯；③加入试剂；
④打开分液漏斗活塞；⑤检查气密性；⑥停止
加热；⑦关闭分液漏斗活塞；⑧„„
正确的操作顺序是________(填字母)。 a.①⑤④③②⑥⑦⑧ b.①⑤③④②⑥⑦⑧ c.①③⑤④②⑦⑥⑧ d.①③⑤②④⑥⑦⑧ 若M完全被还原后碱石灰增重n g，则 Ⅲ.碱石灰增加的质量即为
[典例] 某研究性学习小组用下列装臵(铁架台等夹持 仪器略)探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反 应产物。
审题指导
联想：乙醇
的催化氧化。
(1)用2%的CuSO4溶液和10%的NaOH溶液
新制Cu(OH)2
配制Cu(OH)2悬浊液的注意事项是
悬浊液与醛基
____________________________________ 的反应需要碱 ______________。 性条件。
NaOH固体(或生石灰或碱石灰等) 填一种 (2) 实验室还可向 _______________________________( 试剂)中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。
解析
浓氨水滴加到一种吸水放热的固体中便可以制备氨气。
(3)有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法，想用排饱和氯 否 填 化铵溶液的方法收集氨气。你认为能否达到目的？ ____( 氨气极易溶于水，氯化铵对氨 “能”或“否”)，理由是_____________________________ 气在水中的溶解影响不大 ______________________。 解析 氨气的特殊性为它极易溶于水，所以即使溶液中有氯 化铵也不能抑制它溶于水。
－ － Cl2＋2H2O===4H＋＋SO 2 4 ＋2Cl 。
CaSO4，因CaSO4微溶于水，再取上层清液加入 BaCl2溶液时，
答案 ①CaSO4
－ － ＋ ②SO2＋Cl2＋2H2O===SO2 4 ＋2Cl ＋4H
3.某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨气的性质后讨 论：既然氨气具有还原性，能否像H2那样还原CuO呢？他们 设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动 并完成下列实验： Ⅰ.制取氨气
现
象
部分固体溶解，溶液略有颜色 pH试纸先变蓝(约为12)，后褪色 ⅰ.液面上方出现白雾； ⅱ.稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色； ⅲ.稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去
过滤，测漂粉精溶
液的pH
(1)Cl2 和 Ca(OH)2 制 取 漂 粉 精 的 化 学 方 程 式 是 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O 。 ________________________________________ 解析 联系氯的化合物基础知识和生产漂粉精的原理，其化
110 mL充分反应，锌全部溶解，对于制得的气体，有同学认