内容正文:
题型三 实验探究题
类型1 反应后物质成分的探究
解题关键
通常为A+B→C+D↓(或气体或水)充分反应后物质的成分探究:
第一步:首先正确书写反应的化学方程式;
第二步:明确研究物质的状态,如果是溶液中的溶质成分,则难溶物和气体不需要考虑;
第三步:从物质是否恰好完全反应去考虑;反应后物质成分中一定有生成物,可能有未完全反应的反应物。
因此一般猜想有三种:①只有C(恰好完全反应);②A和C(A过量);③B和C(B过量)。
(2021·重庆B)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。某实验小组利用焦炭和Fe2O3模拟早期炼铁并检验可能的产物,实验装置如下:
【查阅资料】
①铁粉为黑色;常温下,Fe、Fe3O4可被磁铁吸引;
②PdCl2溶液可用于检验CO,原理是PdCl2+CO+H2O=== Pd↓+CO2+2HCl;
③Fe3O4与硫酸反应:Fe3O4+4H2SO4=== FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O。
【实验现象】澄清石灰水变浑浊,PdCl2溶液中产生黑色沉淀,玻璃管内粉末全部变成黑色。冷却后,用磁铁靠近黑色固体,黑色固体被部分吸引。
(1)仪器A的名称是__________。
(2)为了检验气体产物,装置从左到右的接口连接顺序为
a→______→______→______→______。
(3)澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_________________________________。
【实验结论】反应生成CO和CO2,磁铁上的黑色固体可能是Fe、Fe3O4。
【提出猜想】磁铁上的黑色固体是什么?
猜想一:Fe 猜想二:Fe3O4 猜想三:Fe和Fe3O4
【设计实验】
设计思路
操作
现象
结论
定性实验
取少量黑色固体于试管中,加入足量稀硫酸,充分反应
固体完全溶解,产生气泡
猜想______不成立
定量实验
取一定质量的稀硫酸(足量)放入烧杯中,加入5.6 g黑色固体,充分反应后称量溶液的质量
固体完全溶解,产生气泡,溶液增加的质量为______________
猜想一成立
【归纳总结】根据实验结论和探究结果,C与Fe2O3反应的化学方程式为______________________________________________。
【解题模型】
步骤一:细审题目,明确探究任务。
通读题目,明确要探究的任务:焦炭和Fe2O3反应后所得的气体产物和固体产物分别是什么?
步骤二:查阅资料,设计实验方案。
环节1——探究气体产物:根据【查阅资料】可知,由于CO与PbCl2溶液反应会生成CO2,这样会干扰气体产物中是否存在CO2的检验。因此,应该先用澄清石灰水检验气体产物中的CO2,再用PbCl2溶液检验气体产物中的CO,且洗气瓶的导管应“长进短出”,这样反应比较充分,现象明显。
环节2——探究固体产物:定性实验中,根据实验的操作和现象,由于铁能与稀硫酸反应生成FeSO4和H2,四氧化三铁能与稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3、FeSO4和H2O,因此,固体产物中一定含有铁,猜想一和猜想三成立。定量实验中,根据结论为猜想一成立,推出黑色固体是铁,由于每56份质量的铁和足量稀硫酸反应能生成2份质量的H2,因此,5.6 g 铁充分反应后,溶液增加的质量为5.6 g
-0.2 g=5.4 g。
步骤三:归纳总结,得出反应原理。
由以上分析可知,碳与Fe2O3在高温条件下反应生成了铁、CO和CO2,由于焦炭和Fe2O3的质量不确定,所以其反应的化学方程式应该是不唯一的。
1.(2022·枣庄)某兴趣小组同学在老师的指导下,进入实验室对碳酸钙进行了一系列探究。回答下列问题:
Ⅰ.碳酸钙与盐酸反应
(1)装置A中仪器a的名称为__________。
(2)装置B中的现象是________________。
(3)装置C若用于检验生成的气体,其中试剂为______________(写名称),发生反应的化学方程式为______________________________________________。
Ⅱ.碳酸钙分解
碳酸钙在电炉中高温煅烧一段时间后,对剩余固体进行探究。
【提出问题】 剩余固体成分是什么?
【猜想与假设】 猜想一:全部是碳酸钙
猜想二:是碳酸钙和氧化钙的混合物
猜想三:全部是氧化钙
【设计并完成实验】
实验操作
实验现象
解释与结论
步骤一:取剩余固体于试管中,加水振荡后静置
底部有白色不溶物
步骤二:取上层清液于另一试管中,滴加氯化铜溶液
有______________
上层清液中一定含有氢氧化钙
步骤三:取部分底部白色不溶物于第三支试管中,滴加过量稀盐酸
有气泡产生
白色不溶物中一定含有_____________
【实验结论】