内容正文:
第二节 定性实验的设计与评价
定性实验将元素化合物知识与化学实验知识巧妙地融合在一起,增加了题目的新颖度和难度,能充分考查学生的发散思维能力和分析问题的能力。实验探究过程中往往通过对化学实验进行比较甄别,从而揭示反应原理、解释产生某些现象的原因等。
题型一 反应产物的确定
典例探究引领
[典例] K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。回答下列问题:
(1)晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;显色反应的化学方程式为_______________________________________________________________________。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。
①通入氮气的目的是________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有________、________。
③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是_____________________________________
________________________________________。
④样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。
①称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是________________________________________________________。
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为____________________________________________。
解析:(1)K3[Fe(CN)6]溶液遇Fe2+生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀,反应的化学方程式为3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4。
(2)①空气中含有O2,为防止Fe2+被O2氧化,应先通入N2,隔绝空气,且使反应产生的气体全部进入后续装置。②B中澄清石灰水变浑浊,证明分解过程中产生CO2;F中澄清石灰水变浑浊,E中固体变为红色,说明E中发生反应:CuO+COCu+CO2,所以分解产物中一定含有CO。
(3)②加入锌粉后将Fe3+还原为Fe2+,再用KMnO4溶液滴定,将Fe2+氧化为Fe3+,MnO转化为Mn2+,
可得关系式:5Fe2+~MnO
已知n(MnO)=(cV×10-3)mol
则n(Fe2+)=(5cV×10-3)mol
则m(Fe2+)=(5cV×10-3×56)g
该晶体中铁的质量分数ω(Fe)=×100%=×100%。
答案:(1)3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4
(2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置
②CO2 CO
③先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气
④取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3
(3)①溶液变为粉红色且半分钟内不褪色 ②×100%
核心知识储备
1.常见物质的热分解反应规律
(1)难溶性碳酸盐氧化物+CO2。
(2)碳酸的酸式盐碳酸的正盐+CO2+H2O。
(3)铵盐NH3+相应的酸(或酸性氧化物+H2O),NH4NO3除外。
(4)硝酸盐金属(或金属氧化物)+NO2+O2;或亚硝酸盐+O2。
(5)草酸晶体CO2+CO+H2O。
2.实验大题中文字表述题的各种答题规范
(1)液体体积