内容正文:
第4课时:高考体现创新(2)——定性实验的设计与评价
题型(一) 物质性质探究性实验
1.物质性质探究性实验的类型
(1)根据物质性质设计实验方案
(2)根据物质的结构(或官能团)设计性质实验方案
2.探究实验中常见操作及原因
沉淀水洗的目的
除去××(可溶于水)杂质
沉淀用乙醇洗涤的目的
a.减小固体的溶解度;b.除去固体表面吸附的杂质;c.乙醇挥发带走水分,使固体快速干燥
冷凝回流的作用及目的
防止××蒸气逸出脱离反应体系,提高××物质的转化率
控制溶液pH的目的
防止××离子水解;防止××离子沉淀;确保××离子沉淀完全;防止××溶解等
“趁热过滤”后,有时先向滤液中加入少量水,加热至沸腾,然后再“冷却结晶”出目标产物的原因
稀释溶液,防止降温过程中杂质析出,提高产品的纯度
加过量A试剂的原因
使B物质反应完全(或提高B物质的转化率)等
温度不高于×× ℃的原因
温度过高,××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)
减压蒸馏(减压蒸发)的原因
减小压强,使液体沸点降低,防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)
蒸发、反应时的气体氛围
抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行,加热MgCl2·6H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等)
配制某溶液前先煮沸水的原因
除去溶解在水中的氧气,防止××物质被氧化
反应容器中和大气相通的玻璃管的作用
指示容器中压强大小,避免反应容器中压强过大
3.探究性实验的命题角度
命题角度
思考方向
酸性强弱比较
可通过强酸制弱酸、对应盐的碱性、同浓度溶液导电能力或pH等方法来比较
金属性强弱比较
可通过与水或酸反应置换氢的能力、最高价氧化物对应水化物的碱性、置换反应、原电池的正负极、电解池中阴极阳离子的放电顺序等方法来比较
非金属性强弱比较
可通过最高价氧化物对应水化物的酸性、气态氢化物的稳定性、与H2化合的难易程度、相互之间的置换、对应阴离子的还原性等方法来比较
弱酸酸式盐的电离程度与水解程度比较
可通过测得溶液的酸碱性的方法来比较
Ksp的大小比较(以AgCl、AgI为例)
①向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成,再向其中滴加KI溶液产生黄色沉淀;②向浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1 mol·L-1AgNO3溶液先产生黄色沉淀
一元酸、二元酸判断
可用NaOH溶液进行中和滴定测定消耗V(NaOH)来确定
羟基的数目判断
可通过取一定量试剂与足量Na反应测定放出氢气的量来确定
羧基的数目判断
可通过取一定量试剂与足量NaHCO3反应测定放出CO2的量来确定
[典例] (2021·北京等级考)某小组实验验证“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应并测定其平衡常数。
(1)实验验证
实验Ⅰ:将0.010 0 mol·L-1 Ag2SO4溶液与0.040 0 mol·L-1 FeSO4溶液(pH=1)等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。
实验Ⅱ:向少量Ag粉中加入0.010 0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液(pH=1),固体完全溶解。
①取Ⅰ中沉淀,加入浓硝酸,证实沉淀为Ag。现象是__________________________________。
②Ⅱ中溶液选用Fe2(SO4)3,不选用Fe(NO3)3的原因是
________________________________________________________________________。
综合上述实验,证实“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应。
③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图,写出操作及现象______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)测定平衡常数
实验Ⅲ:一定温度下,待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时,取V mL上层清液,用c1 mol·L-1 KSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液V1 mL。
资料:Ag++SCN-AgSCN↓(白色) K=1012
Fe3++SCN-FeSCN2+(红色) K=102.3
①滴定过程中Fe3+的作用是__________。
②测得平衡常数K=____________