第1节 化学探究性实验-《高中化学通关》图说化学实验

详解答案 40NH时+OH△NH++H,0.CO+2H 【答案】(1)①偏高 ②无影响③B④无 粉红 (或浅红) △H20+C02↑，S0g+2H+—H:0+S0↑ (2)18.85% 1a【折南-兴，其中m分别 21,【解析】欲测定镁的相对原子质量，只能根据M=四 为标准酸或碱的元数，待测酸或碱的元数。决定℃件 求得，而一定质量的钱的物质的量是通过测定一定质 大小的因素在于V标的误差，A中未用标准碱液润洗， 量的镁条与盐骏反应生成的氢气的体积来确定的，因 使V标增大，c待偏高；B中由于气泡存在使V标增大： 此氢气的体积就是本实验中的欲测量。本题的反应原 C中由于维形瓶用待测液润洗，使V传增大；D中颜色 理为Mg十2 HCI -MgCl2十H2个。实验开始时，装 支红，立即停止，由于混合不均匀，V标过小：E中俯视 置B中没有盐酸，而装置E中才有盐酸。如何让E中 终点刻度，使V标减小，故D、E符合。(2)由图可知， 的盐酸进入B中？可以通过往A中加入水的方法把 未滴定时，pH=1,说明盐酸中日十浓度为0.1mol· 空气压进E中，进而把E中的盐酸压进B中与钱条反 L1,即盐酸浓度为0.1mol·L.1,而加入20mL 应产生氢气。而B中产生的氢气将D中的水压进C NaOH溶液可以中和10mL0.1mol·L,盐酸，说明 中。此时进入C中水的体积包括两部分：一是从分液 NaOH溶液浓度为0.05mol·L,1,n(NaOH)=0.05 漏斗流入A中水的体积，二是反应产生氢气的体积， mol·L1×0.02L1=0.001mol。(3)两两相互混 故可以确定仪器的连接顺序、实验步骤及实验数据的 合后，酚酞遇NaOH变红为Ⅱ组，I组为NaC和 处理方法。若试管B的温度未冷却至室温，气体的温 HCl。Ⅱ组中混合液若加入I组中HCI,则红色消失， 度偏高，导致气体体积偏大，从而使测定的钱的相对原 而加入I组中的A无明显现象，说明A是NaCl,B是 子质量偏小：若未擦净镁条表面的氧化膜就进行实验， HCI。如果B(HCI)加入C(若为酚酞)无现象，再加入 其结果是一定质量的镁条与盐酸作用时得到的H2偏 D(为NaOH)则出现红色，如无明显变化，则C为 少，从而使测得的钱的相对原子质量偏大。 NaOH,D为酚酞。 【答案】(l)a h g b c f e d 【答案】(1)D,E(2)①0.1mol·L.10.05mol· (2)③②④① L-1②0.001(3)①NaC1酚酞②NaCl HCI (3)(22.4×1000m)/(V。-V6) ③NaOH酚酞 (4)偏小 19.【解析】本题中测定胃药片剂中CaCO3含量的原理 (5)偏大 为先加入过量盐酸发生反应CaCO3十2 HCI-CaCl2 十CO2↑十H2O,再用NaOH溶液滴定盐酸：NaOH+ 第四单元 研究性实验 HC1一—NaCI+H2O。正确的操作步骤为①②④③② ④③或②①④③②④③。配制一定物质的量浓度的溶 第1节 化学探究性实验 液，用不到的仪器为平底烧瓶和分液漏斗，但还需要烧 杯和玻璃棒。每片胃药中含CaCO3的质量 要点透析 c(HC)·V(HC)-c(NaOH)·V(NaOH) 2 ×M(CaCOs) 学以致用 1.【解析】(1)铝热反应放出大量的热，使铁熔化，而铝的 0.1 mol/L.0.025 1-0.1 mol/IL 熔点比铁低，因此所得熔融物应为铁铝合金。(2)若要 2 检验熔融物中含有铝，可选用NaOH溶液，困为Fe与 2 ×100g/mal=[0.125-0.0025(V1+V2)]g NOH溶液不反应，而Al能发生反应，化学方程式为 【答案】(1)①②④③②④③或②①④③②④③ 2Al+2NaOH+2H202 NaAlO2+3H2↑。(3)若 将熔融物溶解，可选用稀硫酸，A项浓硫酸使F纯化， (2)A和C烧杯和玻璃棒 (3)CaCO:+2HCI-CaCl2+CO2+H2O.HCI+ C项稀硝酸与Al、Fe反应时生成大气污染物，D项 NaOH -NaCl+H2O NaOH溶液只能溶解Al. (4)[0.125-0.0025(V1+V2)] 【答案】(1)合理 20.【解析】(1)①碱式滴定管洗净后未用标准液润洗直 (2)取适量样品置于试管中，加入氢氧化钠溶液，有气体 接加入NOH标准液，相当于使标准液变稀，使测定 产生2A1+2NaOH+2H202 NaAIO3+3H2◆ 结果偏高：②锥形瓶洗涤后水未倒尽，对消耗标准液的 (3)B稀硫酸能完全溶解此熔融物，并且不造成环境污 体积无影响；③滴定时眼睛应注视维形瓶内溶液的颜 染（或浓硫酸会使铁、铝纯化：稀硝酸溶解金属时，会产 色变化：④酚酞遇酸性物质显无色，遇碱性物质显粉红 生氮氧化物，污染空气：NaOH溶液不能溶解铁) 色（或红色），故终，点时应由无色变粉红色 2.【解析】因氯水中有盐酸，电离生成H十，H十能与 (2)根据题给信息可以推断n(N)=n(NH)=n NHCO3固体反应生成二氧化碳气体，则会有无色气 (NaOH),根据三次滴定所用NaOH溶液的体积平均 泡出现，A正确：氯水中的次氟酸具有强氧化性，能使红 为20.00mL,所以n(N)=0.1010mol·L1×20.00 色布条褪色，B错误：新制氯水因含有氯气而显浅黄绿 ×10-3L.=0.00202mol,样品中氮的质量分数为 色，C正确：因氯水中的盐酸电离生成CI一，氯离子能与 0.00202mol×14g·mol1×10×100%=18.85%. 硝酸银发生复分解反应生成氯化银白色沉淀，D正确。 1.500g 【答案】B 179 化学实验 3.【解析】aA2+、bB+、C2-、dD都是短周期元素的离 2.【解析】生铁是铁与碳的合金。合金的熔点一般低于 子，由于它们的电子层结构相同，因而C,D位于A,B的 成分金属的熔点：生铁与盐酸反应时，铁碳可以形成原 上一周期，为非金属元素，且原子序数d>:A,B为金 电池，使反应速率增大，同样道理，生铁腐蚀较快。铁与 属元素，且原子序数a>b,四种元素在周期表中的位置 浓硫酸或浓硝酸在常温下发生纯化。 为BA ,因而原子序数由大到小的顺序为a>b 【答案】D 3.【解析】由图可知，B为AgBr沉淀，说明A中含有 >>c,原子半径的大小顺序为r(B)>r(A)>r(C)> Br:C+SCN→血红色，说明C中含有Fe3+,但A r(D),离子半径由大到小的顺序为r(C2-)>r(D) 中可能含有Fe2+,因为向A中加入酸和AgNO3,可将 r(B)>r(A+),单质的还原性：B>A>C>D Fe2+氧化为Fe3+ 【答案】C 【答案】D 4.【解析】NOH与盐酸发生中和反应为放热反应，使溶 4.【解析】D选项是易错选项，究其根源主要是受到用平 液温度升高，使2NO2一N2O1(正反应为放热反应)平 衡移动原理解释溴水变质这一问题的影响。答题者往 衡向左移动，气体颜色变深：NH:N(O3溶于水要吸热， 往只注意到了钱与溶液中H十的反应，而忽略了钱可以 溶液温度降低，使上迷平衡向右移动，气体颜色变浅。 和溴反应这一事实，更没有注意到②中所述，“镁粉与涣 【答案】(1)变深NaOH溶解放热，与盐酸发生中和 水反应时，只是开始时产生极少量气泡，而涣水的颜色 反应也放热，甲中溶液及A中气体温度升高，使2NO2 逐渐秘去”这一实验事实。这充分说明了答题者没有深 一N2O,(正反应为放热反应)平衡向左移动，NO2浓 入地审题，受到了已有知识的干扰。能够举一反三固然 度增大，颜色加深 是件好事，但用类推方法得出的结论并不是任何时候都 (2)变浅NHNO溶解吸热，乙中溶液及B中气体温 是正确的。 度降低，使2NO2一N2O4(正反应为放热反应)平衡向 【答案】B 右移动，NO2浓度减小，颜色变浅 5.【解析】本题考查了金属的性质及脸证金属洁活泼性的 5.【解析】装置图中左侧电极为阳极，I厂失去电子生成 实验设计（利用金属间的置换反应或原电池原理等） I2,右侧电极为阴极，H2O得到电子生成H2,A、C项正 不能将该金属投入FCl3溶液中来判斯该金属与铁的 确：分析可知，B项正确：D项，如果将阴离子交换膜换 活泼性强弱。 为阳离子交换膜，那么阴极产生的OH不会与12发生 【答案】 (1)电线电缆（或加热器等）强 反应，故电解槽内发生的总化学反应要变化，D项错误。 (2) 【答案】D 6.【解析】(1)依据题意，配制一定物质的量浓度的KM- 猜想 验证方法 预测实验现象 nO1溶液250ml,还需250mL容量瓶（必须带上客量 该金属比 将该金属投入FeCl2 溶液的浅绿色逐 瓶的规格)。 铁活泼 溶液中 渐褪去 (2)由于高锰酸钾有强氧化性不能用盐酸酸化，也不用 强氧化性酸（硝酸）酸化，通常用稀硫酸酸化」 (3)由于高锰酸钾有强氧化性会腐蚀橡皮管，故只能用 该金属活泼 将该金属与铁片、稀 铁片溶解，该金 酸式滴定管(B装置)进行滴定实验。 性比铁弱 硫酸组成原电池 属上有气泡产生 (4)除用H2O2外还可以使用氯水氧化Fe2+ (5)因为Fe2+与碱反应后的产物在空气中加热不能得 知能提升 到纯净的F℃2Os,无法准确计算Fe的含量，所以必须先 1.【解析】 普通肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠，洗涤液 用H2O2氧化Fe2+来实现。 呈碱性，使黄色的咖喱汁污渍转化为红色，水漂洗后溶 (6)步骤①依次将Fe(OH)3过滤、洗涤、灼烧[Fe(OH)g 液的碱性减弱重新成为黄色，其化学作用原理与石蕊溶 分解得Fe2O]、冷却，称量。 液相似。 (7)每片补血剂含铁元素的质量：ag÷160g·mol1X 【答案】B 2×56g·mol1÷10片=0.07ag/片。 2.【解析】根据化学方程式可知，生成相同量的H2消耗 【答案】(1)250mL容量瓶(2)A(3)B 的铝最少，因此相同质量的混合物产生相同体积的H2 (4)氯水（等其他合理的氧化剂） 时，其锌的含量最多的是锌铝组合。 (5)不能因为F2+与碱反应后的产物在空气中加热 【答案】B 不能得到纯净的Fe2O3,故无法准确计算Fe的含量 3.【解析】实验①通过实验验证物质的氧化性、还原性。 (6)灼烧(7)0.07a 溶液呈浅绿色，说明铁离子被还原为亚铁离子，即铁离 典题演练 子被Vc还原了，Vc具有还原性；实验②通过电泳实验 1.【解析】无色食盘水pH=7,A错，电解NaOH、 验证胶体粒子的电性，阴极附近红褐色加深，说明氢氧 H2SO4,Na2SO等物质的水溶液，得到H2和O2的体 化铁胶体粒子向阴极移动，即它所带的电荷为正；实验 积比为2：1，B错：钠投入NaCI溶液、NHCI溶液中也 ③通过钢锈与盐酸的反应得到无色气体的实验验证它 能产生嘶嘶声，C错：在1.01×105Pa下，有因定的沸点 的组成，首先它不可能将氢离子还原为氢气，则只能是 表明为纯物质，沸，点为100℃的为水，D正确。 其中的碳酸根与氢离子生成了二氧化碳气体。 【答案】D 【答案】C 180 详解答案 4.【解析】如果是自来水，则其中含有CI厂，故加入Ag ③加入少量12时，反应明显加快，说明反应比反应1 NO方溶液后，若有白色AgCI沉淀生成，说明是自来水， 快：D中由反应丽产生的日+使反应「加快 否则为纯净水。 【答案】(4)①0.4②1是SO2歧化反应的催化剂， 【答案】C H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化 5.【解析】由计算可知，上述A、B、C三种溶液中c(H+) 反应速率 相同，反应速率相等，D中H2SO4溶液中c(H+)较前 ③反应i比i快：D中由反应i产生的H+使反应1 三者大，故反应速率最快。 加快 【答案】D 12.【解析】(1)~(3)已知硫酸铜加热分解生成CuO 6.【解析】B对：Fe3+具有氧化性，能被维生素C还原， O2、SO2和SO3,根据题中所给各仪器的特点及所盛装 溶液发生颜色变化。A错：NaOH溶于水放热，应冷却 的药品可知，实脸过程为：无水CuSO固体在A装置 后再转移到容量瓶中定容。C错：H2最后道过KMnO, 中加热分解，所得混合气体中有O2、SO2和SO3:将混 溶液，H2中含有水蒸气。D错：NaHSO:与双氧水反 合气体通过F装置，发生反应SOg+2 NaHSO3一 应，无明显现象，无法判断浓度对化学反应速率的影响。 Na2S04+2SO2+H0,此时混合气体(S02十O2)中会 【答案】B 带入水蒸气，霄要经过装置D进行千燥处理：将混合气 7.【解析】A装置产生的H2、C2会途散到空气中，造成 体通过C装置，碱石灰吸收S()2后，就得到纯净的O2: 污染：C装置铁为阳极，首先失电子被氧化：D装置中上 最后利用排水法测量混合气体中的O2的量，为减少实 端的石墨为阳极，产生C2,同样会从上口逸出：只有B 验误差，C装置和E装置之间要连接除水蒸气的装置 装置下部产生Cl2,上部产生NaOH,两者反应：C2+ (C或D装置均可)。(4)设F装置中参加反应的S(O3 2NaOH-NaCl+H20+NaCIO 的物质的量为xmol,则生成的SO2为2.xmol,故64× 【答案】B 2x-80x=0.96,解得x=0.02。千燥管C吸收的是分 8.【解析】本题考查对醛基，碘，铁离子的特征性质的验 解产生的SO:和F中反应得到的SO2,则分解产生的 证能力。甲酸和甲醛中都有醛基，所以用新制的氢氧化 S02的物质的量为3.84-2×0.02mol×64g·mol- 铜悬浊液不能将它们区分出来：含碘食盐中的主要成分 64g·mol-1 是碘酸钾，而淀粉只能与碘单质才能变蓝色：淀粉溶液 =0.02mol。量筒中的水的体积为分解生成的氧气的 水解时，稀硫酸为催化剂并未消耗，所以溶液还是酸性 体积，在标准状况下氧气的体积为224mL,则分解得 的。此时做银镜实验不能成功，因为银镜实验的条件是 到的O2的物质的量是0.01mol。根据分解生成的n 碱性溶液。红砖的颜色是氧化铁所显示的，溶于盐酸 (S03)=0.02mol、n(S02)=0.02mol、n(O2)=0.01 后，溶液中即有铁离子，滴加硫氰化钾溶液，溶液颜色呈 红色。 mol,结合质量守恒守律可配平方程式：4CuS0,△ 4Cu0+2S03◆+2S02↑+O2↑。 【答案】B 【答案】(1)吸收SO2吸收SO3 9.【解析】本题给出测定某居室空气中甲醛的含量（假设 (2)③①⑥⑤⑧0 空气中无其他还原性气体)的测定原理、装置，要求排列 (3)SO3+2NaHSO3 -Na2S04+2S02+H20 实验的操作步骤。B,C选项中的⑥⑤⑦排列错误，应该 SO3 H2O-H2S0.H:SO+2NaHSO3 是⑤⑥⑦，即准备好待测液后再进行滴定：D选项①① Na2S)4+2SO2↑+2H2O) ②顺序错误。 【答案】A (4)4CuS0△4Cu0+2S03++2S02++02+ 10.【解析】5H2C2O4+2MnO,+6H+一10CO2↑+ 13.【解析】氢元素和钠元素都位于元素周期表的第IA 2Mn2++8H2O 族，最外层都只有一个电子，其单质在一定程度上有相 由题意可得下列关系式： 似性，如H2和钠都可以在空气中燃烧，这两种元素在 5Ca2~5CaC20~5H2C20~2KMnO 化合物中一般都显十1价等。联想钠在空气中燃烧的 5 产物—Na2O2,根据以上分析，就可以设计一个可行 n(Ca2+) 0.02mol·L-1×12.00×10-3L 的实验来证明该质疑是否符合事实。这就是该题的亮 mCa2+)=5x0.02mol.L,x12.00X103L=6× 点所在，具有很强的创新性。题中涉及气体(H2)的制 2 取、气体的净化、可燃性气体的燃烧、气体的液化过程 10-mol 等实验内容，也涉及物质的验证、实验方案的设计等能 则血样中Ca2+的浓度为 力层次要求较高的知识。设计检验双氧水是否存在的 6×10-mol×40g/mol-0.0012g/ml. 方案可以从四个方面入手：一是从双氧水具有氧化性 20.00mL. 入手，双氧水能在酸性条件下氧化I厂生成12,12通淀 【答案】B 粉变蓝色：二是从双氧水具有还原性入手，H2O2与酸 1L【解析】(4)①对比实验只能存在一个变量，图实验B 性高锰酸钾溶液反应，作还原剂，使酸性高锰酸钾溶液 比实验A多了H2S)1溶液，则B中KI溶液的浓度应 褪色；三是从它的漂白性入手，根据中学教材知，过氧 不变，故a=0.4。 化钠与酚酞试液反应，溶液先变红后褪色，因此检验双 ②由表中实验现象可知，I厂是SO2歧化反应的催化 氧水可以用含氯氧化钠的酚酞试液检验：四是利用双 剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快 氧水的不稳定性，在二氧化锰催化作用下分解进行检 歧化反应速率。 验。根据孩题实验装置图中的信息，用锌粒与稀硫酸 181 化学实验 反应制氢气，锌粒中可能含有硫化物，因此H2中可能 (3)e3O,溶于盐酸所得溶液中含有Fe2+,能被氯水氧 含有杂质气体H2S、SO2等，两者都能与强碱溶液反 化为Fe3+,2Fe2++CL2—2Fe3++2C1 应，可以用碱性溶液除去。 (4)氯水过量，溶液深红色褪去的可能原因：一方面是 【答案】(I)D滴入淀粉KI酸性溶液后溶液变蓝色 Fe+被氧化：另一方面是SCN被氧化，若为后一个原 降低温度以减少过氧化氢分解 因，可再向祧色的溶液中再滴加KSCN溶液，如出现红 (2)2MnO+6H++5H2()2 —2Mn2++5024 色，则可证明假设2正确：若不变红，则假设2不正确。 +8H2O 【答案】(1)Fe3O,+8HC1—2FeC13+FeCl2+4H2O (3)将制得的气体通过足量的氢氧化钠溶液（或碱石 (2)KSCN溶液 灰)，干燥后点燃 (3)2Fe2++C12-2Fe3++2C1 (4)加人二氧化锰粉末观察溶液是否产生气泡或滴加 (4)①假设2：SCN被过量的氯水氧化 含NaOH的酚酞试液，观察溶液是否褪色（根据上述 ②取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，如果出 分析也可以有其他答案，只要严密可行即可) 现红色，则说明假设2正确：若不变红，则假设2不正确 14.【解析】由题给信息可知还含有Al,Zn杂质，假设基 4.【解析】n(NaOH)=n(HCI)=0.1L×3mol/L= 于这两种金属。注意实验方案是假设两种金偏杂质均 0.3mol,所以X溶液为AICl溶液，Y溶液为NaAlO2 有。甲方案中先与盐酸反应成盐，然后加氢氧化钠，生 和NaOH混合溶液，b曲线开始无沉淀生成，不能表示 成氢氧化镁沉淀，滤液是NaAlO2和NazZnO2溶液。 向X溶液加入NaOH溶液，A错误；O点时，溶液中的 要鉴别有Al、Zn,利用两者性质上的差异，即Zn(OH)2 溶质都是NaCl,根据钠原子和氯原子守恒知，两方案中 溶于氨水，而AI(OH)3不溶。在滤液中加稀硫酸，生 所得溶液浓度相等，B正确：根据题目中描述可知a,b 成铝盐和锌盐，再加过量的氨水，氢氧化锌溶解，而氢 反应属于非氧化还原反应，C正确：形成X溶液时加入 氧化铝沉淀」 HC1,形成的溶液为强酸弱碱盐，显酸性，形成Y溶液时 【答案】(1)铝（或AI) 加入NaOH,溶质为NaAlO2、NaOH,显碱性，D正确。 (2)锌（或Zn)(以上两空可颠倒） 【答案】A (3)Na(OH溶液（或氢氧化钠溶液） 5.【解析】(1)题干中注明该装置是验证物质化学性质的 (4)在滤液中加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解， 再加入足量的稀氨水 装置，将此信息与图中物质相结合，可以确定实验目的 (5)步骤简单，节约试剂 为验证NO易被O2氧化和NO2可与水反应的性质。 (3)纵观整套装置，除题千所述的仪器外，还剩下的主要 (6)将沉淀C洗涤、小心干燥后称量 仪器有圆底烧瓶和烧杯，所有的试剂也可由图中读出。 第2节 化学实验方案的设计与评价 (4)③从喷泉的原理出发寻找答案。由于连接烧瓶的竖 直玻璃管中充满空气，因此烧瓶中的NO2气体不能与 要点透析 烧杯中的水接触，不能形成喷泉。只有利用热胀冷缩的 学以致用 性质把导管中的空气吸入或排出，才能使NO2与水接 1.【解析】(1)采用装置的特点与反应物的状态以及反应 触后发生反应，则气体体积减小形成喷泉。要特别注意 条件有关，方案1为加热两种液态物质.符合此条件的 “打开K:”这一环节。 只有A装置。(2)方策2为固体和气体的反应，反应器 (5)由于实验中通入圆底烧瓶中的)2量并不确定，根据 应进择B,但要求通入的氨气干燥且纯净，利用浓水 反应4NO2+O2+2H2O一4HNO3,若烧瓶中NO2与 和生石灰反应制取氨气为固液不加热的装置，选择E, O2物质的量之比为4：1，则气体完全被吸收，得到 但同时有水蒸气生成，因此利用碱石灰来干燥，反应完 HNO3溶液：若气体物质的量之比大于4：1，除上述反 毕后产生的水蒸气与没有参与反应的氨气与氯气一同 应外NO2过量，过量的NO2与水反应逸出气体NO,溶 导出，利用浓硫酸既可以除去水，又可以徐去氨气。 液为HNO3溶液：若物质的量之比小于4：1，则除得到 (3)排气法收集气体主要是利用气体密度的差别。因此 HNO3外还有过量的O2. 利用可以直接排空内部空气的装置来收集氨气。 【答案】(1)验证NO与O2反应，NO2与HzO反应 【答案】(1)A (2)2NO+02-2NO2,3NO2+H20-2HNO3 (2)E→D→B→C2NH+3Cu0△3Cu+N2+3H,0 +NO (3)N2的相对分子质量28与空气的平均相对分子质量 (3)圆底烧瓶、烧杯NO.O2和H2O 相近（用气体密度大小比较回答问题也可）用气囊收 (4)②圆底烧瓶内气体变红棕色③用手或热毛巾捂热 集（其他合理答案也可） 圆底烧瓶 2.【解析】制备胶体时，不能加热时问过长，否则会使胶 (5)①NO、HNO3:②O2,HNO3:③HNO3 体凝聚，得不到胶体。 典题演练 【答案】C 1.【解析】作为萃取剂必须符合两个条件：(1)被草取物 3.【解析】(1)铁与水蒸气反应生成的固体为Fe3O1,溶 质在革取剂中的溶解度远远大于在水中的溶解度： 于稀盐酸发生复分解反应Fe3O1十8HCl一2FeCl3+ (2)萃取剂与水互不相溶，即分层。碘在酒精中虽然易 FeCl2+4H2O. 溶，但酒精与水可以任意比互溶，因此B是错误的。至 (2)向(1)所得溶液中加试剂1得淡红色溶液，则试剂1 于A,C,D选项，是由于盐酸是挥发性酸，用稀盐酸清洗 为KSCN溶液. 过的镍铬丝经在火焰上加热后，HC1则完全挥发，镍铬 182第四单元研究性实验 第四单元 研究性实验 第1节 化学探究性实验 [考纲要求] 1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。 2.了解研究物质性质的基本方法和程序。能运用已学知识、技能对一些物质的性质进行探究，初步 形成运用化学实验解决问题的能力。 推测1：氯水可能有漂白作用 >>>》> 要点透析·基础知识—理一理<< 实验1：a.将红色布条投入干燥的氯气中， 无明显变化：氯水滴在红色布条上，布条褪色。 要点1化学探究性实验的特点 b.将氯水慢慢滴入少量含酚酞的NaOH 一、化学探究性实验 溶液中至pH≤7，溶液褪色：上述溶液中反滴 化学探究性实验主要是针对验证性实验而 NaOH至过量，溶液不变红。 言的。将科学探究的原理和方法应用到化学实 推测2：氯水的漂白是氧化作用。按氯水 验中或用化学实验的方法来进行科学探究都可 的组成和已有HCI生成的事实推测，有可能生 以称为化学实验探究，而具有上述科学探究特 成了具有氧化性的HCIO。 点的实验即为我们常说的化学探究性实验。 实验2：日光照射盛满氯水的倒置的圆底 探究性实验的特点是在教师引导下，学生 烧瓶，有气体生成。 以新知识的探索者和发现者的身份，运用已学 推测3：HCIO在光照条件下分解，放出难 过的知识和技能，通过实验获取新知识的一种 溶于水的O2。 学习模式。在实验过程中，教师不把现成的原 理和规律直接告诉学生，而是让学生在实验基 实验3：取漂白粉[Ca(CIO)2]或其他次氯 础上进行较多的思考和讨论。教师根据教学要 酸盐适量，加稀盐酸，生成HCO溶液：继而做 求和学生的认知特点提出课题，从设计方法上 光照实验，与氯水比较。氯水加入NaOH溶 给予一定的指导，或由学生提出课题，自行设计 液，做漂白性试验。 方案，通过实验、观察、阅读、分析、讨论、课外实 结论：氯水中含C2分子，具有氧化性；氯 践等多种活动，“发现”化学规律，完成学习 气溶于水发生化学反应，生成HC1和HCIO: 任务。 C2+H2O一HC1+HCIO。干燥的CL2没有 例如，通过对氯水的性质的探究性实验来 漂白性。氯水中存在着强氧化性的HCIO分 推测可能的化学反应。 子，使之表现出不可逆的漂白作用，HCIO不稳 (1)观察氯水的颜色，小心闻其气味。 定，次氣酸盐较稳定，因而Ca(ClO)2是市售漂 推测：氯水中含有C2分子。 白粉的主要原料。 实验：将氯水滴入KI淀粉溶液中，出现特 二、探究性实验题解题基本思路 殊的蓝色。(I2能使淀粉变蓝色) 在解决探究性试题的过程中，首先要明确 (2)用pH试纸或蓝色石蕊试纸测氣水的 酸碱性。 实验目的和要求，然后结合问题运用有关化学 推测：氯水呈酸性可能有盐酸生成。 知识和实验技能对实验的仪器、步骤，方法进行 实验：在氯水中滴加AgNO3溶液，析出白 逐步的分析研究。其中，有关方案的设计要特 色沉淀；再滴入数滴稀HNO3,沉淀不溶解。 别明确。首先原理要具有科学性，不能凭空捏 (3)发现蓝色石蕊试纸在氯水中先变红后 造。其次要有对照性，往往为了更能够说明问 变白。 题，一定要有正反两个方面的实验，考虑到各种 113 化学实验 因素可能对实验有影响所以要控制变量，只能 (4)能使紫色石蕊试纸显红色，说明该液体 有一个因素是变量，其余几个是一样的。最后 为酸性物质，即CHaCOOH;要除去乙醛中的 实验装置和试剂要简约。操作必须安全可行， 乙酸，可以先将其与NaHCO3反应生成 效果要明显。 CH3 COONa,再加热蒸馏，蒸出CH3CHO。 【例1】某实验小组用下列装置进行乙醇 【答案】(1)2Cu+02△2Cu0。 催化氧化的实验。 时网 CH2CH2OH+CuO--CHCHO+H2O 鼓入空气 +Cu放热 (2)加热冷却(3)乙醛、乙醇、水氮气 (4)乙酸c蒸馏 尤水乙酯 ·》学以致用 (1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替 1.对“铝热反应”的现象的描述：“反应放出大量 的现象，请写出相应的化学反应方程式： 的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被 烧穿，有熔融物落人沙中”。又已知A1、 在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应 Fe2O3、Al2O3、Fe的熔点、沸点数据，见 仍能继续进行，说明该乙醇氧化反应是 下表： 反应。 物质 Al Fe2O3 Al2O3 Fe (2)甲和乙两个水浴作用不相同。 熔点/℃ 660 1462 2054 1535 甲的作用是 :乙的作用 是 沸点/℃ 2467 (2980) 2750 (3)反应进行一段时间后，干燥试管a中能 (1)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应 收集到不同的物质，它们是 是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁熔 集气瓶中收集到的气体的主要成分是 化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔 (4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊 合形成铁铝合金。你认为他的解释 试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有 (填“合理”或“不合理”)。 要除去该物质，可先在混合 (2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得 液中加入 (填写字母)。 的块状熔融物中含有金属铝。填写下表。 a.氯化钠溶液 b.苯 c.碳酸氢钠溶液 d.四氯化碳 所用试剂 氢氧化钠溶液 然后，再通过 (填实验操作名称) 实验操作及现象 即可除去。 有关反应的化学方程式 【解析】(1)在乙醇的催化氧化实验中， Cu作催化剂，反应过程中，红色的Cu先生成黑 (3)实验室欲溶解此熔融物，下列试剂中最好 色的CuO,黑色的CuO又被乙醇还原为红色的 的是 (填序号)，理由是 Cu。有关的化学方程式为2Cu+02△ A.浓硫酸 B.稀硫酸 2CuO.CuO+CHsCH2OH--Cu+CHgCHO C.稀硝酸 D.NaOH溶液 +H2O。 要点2性质实验探究 (2)甲水浴加热的目的是获得平稳的乙醇 一、二氧化硫的性质探究 气流，乙冷水浴的目的是为了冷凝乙醛。 1.二氧化硫是酸性氧化物，验证的方法是 (3)生成的CH3CHO和H2O以及挥发出 溶于水使石蕊变红或通入澄清的石灰水变浑 来的乙醇进入试管a被冷凝收集，不溶于水的 浊；二氧化硫既有氧化性又有还原性，以还原性 N2被收集在集气瓶中。 为主，可以使酸性高锰酸钾或溴水褪色；二氧化 114 第四单元研究性实验 硫可以使某些有色物质褪色，表现出漂白性。 (1)装置②中反应的化学方程式是 在以上验证性实验中，二氧化硫的性质之间容 (2)实验进行一段时间后，装置①中溶液呈 易混淆，在验证性实验中设计一些探究性问题， 黄绿色，由此说明该溶液中一定含有的物质是 以促进对二氧化硫性质的深入理解。 (填化学式)。 2.二氧化硫通入石蕊试液中表现酸性还是 (3)取少量装置①中的溶液滴在蓝色石蕊试 漂白性？如果是酸性，则溶液变红色；如果是漂 纸上，试纸先变红后褪色，说明氯水具有 白性，则溶液先变红，再褪色。 (填序号)。 3.二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液使其褪 a.酸性和漂白性 色是表现还原性还是漂白性？将已经褪色的溶 b.碱性和漂白性 液加热，如果能恢复红色，则说明是漂白性：如 (4)已知将氯气通入热的氢氧化钠溶液中， 果加热后仍是无色的，则说明是二氧化硫的还 可发生如下反应：Cl2+NaOH→A+NaCIO3 原性。因为二氧化硫的漂白性是化合漂白，是 十H2O(未配平)，其中，A的化学式是 可逆的，受热后会褪色。 二、溴与有机物的反应原理探究 【解析】(1)氯气和氢氧化钠溶液反应生 溴与有机物的反应与溴的存在形态和反应 成氯化钠、次氯酸钠和水，反应方程式为：C2十 条件有关。 2NaOH-NaC1+NaCIO+H2O。(2)只有氯 溴与烷烃反应时，溴的形态是溴蒸气，反应 气呈黄绿色，其他物质都呈无色，所以含有 条件是光照：溴与苯及苯的同系物反应时，溴的 C2。(3)蓝色石蕊遇酸变红色，次氯酸具有漂 存在形态是液溴，反应条件是铁粉作催化剂：溴 白性，取少量装置①中的溶液滴在蓝色石蕊试 与酚反应的形态是浓溴水，取代的是苯环上与 纸上，试纸先变红后褪色，说明氯水具有酸性和 羟基处于邻、对位上的H原子：溴与碳碳双键 漂白性，故选a。(4)根据氧化还原反应的特 或三键反应的形态可以溴水也可以溴的四氯化 征，氯的化合价有升高也有降低，Cl2→NaClO3 碳溶液，发生的是加成反应。取代反应中有 氯的化合价升高，而A中氯的化合价比0价 HBr生成，加成反应中无HBr生成。 低，所以A中的氯是一1价，所以A是NaCl。 三、氯水性质的多重性探究 【答案】(1)Cl2+2NaOH-NaC1+Na 氯水中存在多种微粒：水分子、氯气分子、 CIO+H2O 次氯酸分子，氯离子、氢离子、次氯酸根离子、少 (2)Cl2 (3)a (4)NaCl 量的氢氧根离子，所以它们与不同的试剂反应 ●》学以致用 时表现的性质也不同。 2.下列实验现象，与新制氯水中的某些成分（括 (1)氯水中滴入石蕊试液先变红后褪色，表 号内物质)没有关系的是 ( 现酸性和漂白性。 A.将NaHCO3固体加入新制的氯水中，有 (2)氯水中滴入硝酸银溶液产生白色沉淀， 无色气泡(H+) 再加入稀硝酸也不溶解，是氯离子的性质。 B.将红色布条放入新制的氯水中，布条褪色 (3)氯水滴入溴化钠或碘化钾溶液中置换 (HCD 出溴和碘，是氯气的强氧化性。 C.新制氯水颜色为黄绿色(C12) (4)氯水中通入乙烯，氯水褪色，是氯分子 D.将AgNO3溶液滴加到新制氯水中，有白 与乙烯发生了加成反应。 色沉淀产生(CI) 【例2】某同学用如图所示装置制取氯水 要点3理论实验探究 并进行相关实验。 一、同周期、同主族元素性质的递变 1.实验原理： 11 (1)金属单质与水或酸反应置换氢的难易： 氯气化钠溶被 两性氢氧化物的性质。 ② (2)非金属之间的置换反应。 115 化学实验 2.实验步骤： 水，然后加入一块绿豆大小的钾，并用玻璃片将 (1)同周期元素性质的递变： 烧杯盖住。要注意观察反应的剧烈程度，并与 ①取一个100mL的小烧杯，向烧杯中注 钠跟水的反应作比较。 入约50mL水，并滴入几滴酚酞溶液，然后取 ②在3支试管中，分别加入少量氯化钠、溴 绿豆大小的一块钠，放入烧杯中，盖上玻璃片。 化钠、碘化钠晶体，并且各加入少量蒸馏水，使 取一小段镁带，用砂纸除去表面的氧化膜， 其溶解，然后分别加入1mL氯水，注意观察溶 放人试管中。向试管中加入2mL水，并滴入2 液颜色的变化：NaBr(ag)变橙红，NaI(aq)变 滴酚酞溶液，观察现象。再加热试管至水沸腾， 深黄。 观察现象 ③另取3支试管，用溴水代替上述实验中 现象：钠与冷水剧烈反应溶液变红：镁与冷 的氯水，做相同的实验。 水几乎不反应，与热水反应，放出气体，溶液 ④根据上述三个实验，可以得出结论：金属 变红。 性K>Na,非金属性Cl>Br>I。 Mg+2H2O△Mg(OH)2+H2↑ 注意实验中固体、液体的用量。 【例3】X、Y、Z是三种短周期元素，其中 ②取一小段镁带和一小片铝，用砂纸磨去 X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期，X原 它们表面的氧化膜，分别放入两支试管中，再各 子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原 加人2mL1mol/L盐酸。观察发生的现象。 子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确 反应速率（剧烈程度）Mg>Al。 的是 ③取2支试管，分别加入3mL氯化镁溶 A.元素非金属性由弱到强的顺序为Z<X 液和3mL氯化铝溶液，然后逐滴滴入氢氧化 <Y 钠溶液，观察现象：均生成沉淀。 B.Y元素最高价氧化物对应水化物的化 ④将③中A1(OH)3沉淀分成两份，分别滴 学式可表示为H3YO 入过量NaOH和H2SO4溶液。现象：沉淀均 C.三种元素的气态氢化物中，Z的气态氢 溶解：结论：A1(OHD3是两性氢氧化物。 化物最稳定 ⑤在试管中加入约3mL氢硫酸，然后滴 D.原子半径由大到小的顺序为Z>Y>X 入氯水，观察现象：溶液变浑浊。 【解析】由题千信息并结合元素原子核外 ⑥资料： 电子排布规律可判断出X为氧元素，Y为硫元 Si CI 素，Z为磷元素。非金属性O>S>P,即X>Y >Z,A项不正确：Y最高价氧化物对应水化物 单质与氢 光照或点燃 气反应的 磷蒸气与氢 高温 加热 时发生爆炸 的化学式为H2SO1,B项不正确：在O、S、P三 条件 气能反应 而化合 种元素对应的氢化物中H2O最稳定，C项不正 确：三种元素原子半径大小顺序为Z>Y>X,D 最高价氧 HCIO 项正确。 化物对应 H2SiO H3PO H2SO 强酸（比 的水化物 【答案】D 弱酸 中强酸 强酸 H2SO (含氧酸) 》学以致用 酸性强弱 酸性强) 3.已知短周期元素的离子。A2+、B、C2-、D ⑦通过以上对第三周期元素性质的比较， 都具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确 可以得出的结论： 的是 Na Mg Al Si P S Cl A.原子半径：r(A)>r(B)>r(D)>r(C) 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 B.原子序数：d>c>b>a (2)同主族元素性质的递变（总结变化规 C.离子半径：r(C2-)>r(D-)>r(B+) 律) >r(A2+) ①在一个100mL的烧杯中，加入约50mL D.单质的还原性：A>B>D>C 116 第四单元研究性实验 二、影响化学反应速率和化学平衡的因素 结论：使用催化剂可以加快化学反应速率。 探究 2.外界条件对化学平衡的影响： 1.外界条件对化学反应速率的影响： (1)浓度对化学平衡的影响： (1)浓度对反应速率的影响： ①实验原理：除浓度不同外，其他条件要 ①实验原理：设计实验，控制可影响化学反 相同。 应速率的条件除浓度外均相同。 以下列反应为例： 以下列反应为例： FeCla+3KSCN =3KCI+Fe(SCN)3 2KMnO+5H2C20+3H2SO 红色溶液) K2SO,+2MnSO,+10CO2+8H2O Fe3++3SCN-一Fe(SCN)3(离子方程 ②实验步骤：取两支试管，各加人4mL 式) 0.01mol/L的KMnO4溶液，然后向一支试管 ②实验步骤：向盛有5mL0.005mol/L 中加入0.1mol/LH2C2O1(草酸)溶液2mL, FcCl3溶液的试管中加入5mL0.01mol/L 记录溶液褪色所需的时间：向另一支试管中加 KSCN溶液，溶液呈血红色。 入0.2mol/LH2C2O4溶液2mL,记录溶液褪 将上述溶液均分置于两支试管中：a.向其 色所需的时间。 中一支试管中加入饱和FeCl3溶液4滴，充分 ③结论解释：其他条件不变时，增加反应物 振荡，观察溶液颜色变化：b.向另一支试管中滴 的浓度，可以增大反应的速率。 加4滴1mol/LKSCN溶液，观察溶液颜色 ④实验关键：所利用的反应不能太灵敏，也 变化。 不能太迟钝：溶液浓度不能太大：浓度差别要 向上述两支试管中各滴加0.01mol/L 明显。 NaOH溶液3~5滴，观察现象，填写下表。 (2)温度对化学反应速率的影响： 编号 2 ①实验原理：除温度不同外，其他条件如浓 度、压强要相同。 滴加饱和FeCl 滴加1mol/LK 步骤a 以下列反应为例： SCN溶液，溶液 现象 溶液，溶液红色 Na2S2Os+H2 SO-Na2 SO+SO2 加深 红色加深 +S￥+H2O 步骤b 滴加NaOH溶 ②实验步骤：取两支试管各加入5mL0.1 滴加NaOH溶 mol/LNa2S2O3溶液；另取两支试管各加入5 现象 液，溶液红色 液，溶液红色变浅 变浅 mL0.1mol/LH2SO4溶液；将四支试管分成 两组（各有一支盛有Na2S2O3溶液和H2SO 增大反应物浓度，使（正）>v(逆)， 溶液的试管)，一组放入冷水中，另一组放入热 结论 化学平衡向正反应方向移动：反之， 水中，经过一段时间后，分别混合并搅拌。记录 平衡向逆反应方向移动 出现浑浊的时间。 (2)温度对化学平衡的影响： ③实验结论：其他条件不变，升高温度能加 ①实验原理： 快反应速率。 2NO2(红棕色气体)=N2O(无色气体) (3)催化剂对反应速率的影响： △H=-57kJ/mol。 ①实验原理： Mn(02 2H2O2-2H2O+O2↑ ②实验步骤：取3mLH2O2注入试管中， 滴入5滴洗洁精（发色剂），观察现象； 取3mLH2O2注入试管中，滴入5滴洗洁 精（发色剂），加入少量二氧化锰粉末，观察 温度对化学平衡的影响 现象。 ②实验步骤：装置如上图所示，两个连通着 117 化学实验 的烧瓶里，盛有NO2与N2O,达到平衡的混合 探究结论：用同一个实验装置演示说明了 气体。用夹子夹住橡皮管，把A瓶放进热水 浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响等多 里，把B瓶放人冰水里。观察可知：A瓶的红 个实验问题。 棕色气体颜色加深，B瓶的红棕色气体颜色变 (1)对比加入MnO2粉末前后的反应情 浅。此时这三瓶气体的颜色由深至浅的是A、 况，说明MnO2是该反应的 ,催化剂 C、B。(A、B、C中气体原浓度相同) 可 ③实验结论：在其他条件不变的情况下，升 (2)对比20%的H2O2溶液和10%的 高温度使平衡向吸热反应方向移动：降低温度 H2O2溶液在MnO2催化下的反应可知： 使平衡向放热反应方向移动。 (3)升高温度可 【例4】探究准备： 降低温度可 装置：酒精灯、具支试管、量气装置、胶头滴 MnO2 【解析】根据2H2O2 2H2O+02 管等，如图所示。 △ 药品：20%H2O2溶液、MnO2粉末、10% 个可观察到有气泡冒出，液面发生变化：但要注 H2O2溶液。 意加催化剂作对比实验时，保持浓度，温度相 同。根据反应特，点和影响反应速率的因素即可 得出答案。 【答案】探究过程：(2)有大量气体逸出 (3)气体逸出速率明显变慢升降变缓 (4)气体逸出的速率加快升降变快 注意事项：(1)气密性(3)滴入两滴红 墨水 探究过程： 探究结论：(1)催化剂改变化学反应速率 (1)用胶头滴管吸取20%的H2O2溶液， (2)增大反应物的浓度可增大化学反应速 加入具支试管中，塞上橡皮塞，观察常温变化 率，减小反应物的浓度可减小化学反应速率 情况。 (3)增大化学反应速率减小化学反应 (2)取下橡皮塞，迅速加入少量MnO2粉 速率 末，立即塞紧塞子，可观察到 ,右侧的 ●》学以致用 量气装置的两玻璃管中液面迅速升降。 4.如图所示，烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2 (3)待上述反应停止后，取下橡皮塞，倒出 和N2O1的混合气体，中间止水夹K夹紧，烧 原溶液后用胶头滴管吸取10%的H2O2溶液， 杯甲中盛放100mL6mol/L盐酸，烧杯乙中 塞好塞子，将H2O2溶液迅速挤入具支试管中， 盛放100mL冷水。现向烧杯甲的溶液中放 可观察到 入25 g NaOH固体，同时向烧杯乙中放人25 右侧量气装置的两玻璃管中液面 gNH,NO3固体，搅拌使之溶解。 (4)加热具支试管，可观察到 侧量气装置的两玻璃管中液面 注意事项： 100 mT (1)实验前必须检验装置的 ,以保 冷水 胶 证实验成功。 用 (2)H2O2溶液、MnO2粉末应迅速加入， (1)A瓶中气体颜色是 ,理由是 迅速塞紧橡皮塞，以保证实验效果。 (3)量气装置的玻璃管中加入一定量的水， (2)B瓶中气体颜色是 ,理由是 为了便于观察两玻璃管中液面升降变化的快 慢，可在水中 118 第四单元研究性实验 三、电化学实验探究 还原反应是输人电能驱动的，一般是不自发的。 1.原电池： (2)实验步骤：按以上原理及设计思想来验 (1)实验原理： 证电解原理及形成条件。 ①原电池的原理就是在不同的电极上分别 按下图所示组合装置，电解氯化铜、氯化钠 发生氧化反应和还原反应，同时通过外电路产 和硫酸铜。 生电流而做电功，进一步可推知原电池形成的 首要条件是有一个能自发进行的氧化还原反 石 应；其次是要有两个不同的电极，以满足氧化反 用酸敌溶装 应和还原反应在不同场所进行的需要；最后，要 形成电流，就必须形成一个闭合回路，即外电路 ad,济液 白溶液 Gn50,器液 A R 和电解质溶液。 A中：阳极：2C1-一2e-C12↑，产生黄 ②不纯的金属（或合金）， 绿色气体，使湿润淀粉KI试纸变蓝 接触到电解质溶液所发生的原 电池反应，比较活泼的金属原 食盐水 阴极：Cu2++2e—Cu,有红色金属 浸泡过巨 产生。 子失去电子而被氧化所引起的 的铁钉 E 腐蚀叫做电化学腐蚀。（活泼 总反应：CuC2通电Cu十CL2↑。 铁的吸轧腐蚀实撞 金属先被腐蚀) B中：阳极：2C1一2e=Cl2个，产生黄 钢铁腐蚀的电极反应： 绿色气体，使湿润淀粉KI试纸变蓝。 铁电极（负极）2Fe一4e—2Fe2+(氧 阴极：2H++2e—H2↑，有无色气体放 化反应) 出，阴极附近溶液变红。 碳电极（正极）O2+2H2O十4e 总反应：2NaC+2H,0通电2NaOH+H,+ 4OH-(还原反应) +CL2↑ (2)实验步骤及实验现象： C中：阳极：4OH--4e—O2个+ ①根据以上设计思想，可以设计以下不同 2H2O,有无色气体产生，阳极附近溶液变红。 的方案来进行验证。如下图所示。 阴极：Cu2++2e一Cu,有红色金属 析出。 总反应：2CuS0,+2H,0通电2Cu+02 稀 +2H2SO4。 【例5】用石墨电极电解CuCl2溶液（如 图所示)。下列分析正确的是 () 稀硫酸 稀硫酸 稀疏镀 乙醇 硫酸制 E G ②将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水 浸泡一下，放入上图所示的具支试管中，几分钟 后，观察到导管中水柱上升。 2.电解池： (1)实验原理：电解池是将电能转化为化学 A.a端是直流电源的负极 能的装置，所以外加电源是其特殊组成部分：维 B.通电使CuCl2发生电离 持电流流动所需的闭合回路当然也是不可缺少 C.阳极上发生的反应：Cu2++2eCu 的；最后它的氧化反应和还原反应也是在不同 D.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄 部位进行的，所以也有两极电极；因为它的氧化 绿色气体 -119 化学实验 【解析】通过图中离子的运动状态可判断 二、纯净物与混合物性质的比较 连接a的为阴极，连接b的为阳极，故a端为直 1.研究混合物性质的意义： 流电源的负极，b端为直流电源的正极，A项正 两种以上纯净物混合之后，往往会表现出 确；CuCl2在水溶液中就能发生电离，而不是通 不同于任一成分纯净物的新性质。当纯净物不 电的结果，B项错误；阳极发生氧化反应，即 能满足需要时，人们常常通过将物质混合来达 2C1-一2e—C2↑，C项错误；阴极发生还 到目的。例如，各种合金材料、毛涤等各种混纺 原反应，析出Cu,阳极发生氧化反应，在阳极附 织物、汽水等各种饮料都是混合物。不同成分、 近可观察到黄绿色气体，D项错误。 配比的混合，使它们具有了任一单纯物质所不 【答案】A 具备的性能、作用或味道。不难理解，人们研究 ●》学以致用 混合物的性质与研究纯净物的性质同样重要。 5.电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉 2.水和水溶液的凝固点比较： 溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的 (1)甘油水溶液凝固点比纯水低，冰盐水也 电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间 类似。[将盛有等量的甘油水溶液和蒸馏水的 后，蓝色逐渐变浅。 试管（各插入一支细木条）分别放入冰盐水（温 电捌 度为一5℃~一6℃)中冷却，前者不凝固，木条 还能搅动，后者凝固，木条动不了。] 婴 规律：电解质水溶液和非电解质水溶液，其 凝固点均比纯水低。甘油水溶液作汽车防冻 已知：312+6OH -10+5I-+3H2O 下列说法不正确的是 剂、氯化钠（钙）作融雪剂、冰盐水作制冷剂均是 ( A.右侧发生的电极反应式：2H2O+2e 基于这个原理 H2↑+2OH (2)糖水、盐水与纯水的味道和密度均不 B.电解结束后，右侧溶液中含有IO 同，在水中加入糖、醋、盐的比例不同，可以获得 C.电解槽内发生反应的总化学方程式：KI十 不同的口味。制作不同口味、风味的菜肴和饮 3H,0通电KI0,+3H2↑ 品即基于混合物与纯净物性质不同的原理。 3.金属单质与合金的性质比较： D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜， 两种或两种以上的金属（或金属与非金属） 电解槽内发生的总化学反应不变 熔合而成的具有金属特性的物质称为合金。 要点4研究性实验 一、研究物质性质的基本方法和程序 研究金属单质和合金的性质，可以通过比 研究物质性质的基本方法：观察法、实验 较金属单质与合金在相同的加热条件下熔化的 法、分类法、比较法等。 难易程度来比较两者熔点的高低：通过金属单 研究物质性质的基本程序：观察外观性质 质与合金在相同条件下与酸的反应，或将其浸 →预测物质性质→实验和观察→解释及结论。 泡在食盐水中一段时间来比较两者的抗腐蚀能 虽然研究物质的基本方法和程序是两个不 力。实验方案可设计为： 同的概念，但实际上二者是密不可分的。对于 (1)取合金与成分金属（如成分为铅锡合金 二者的基本关系，可以用下图来做一个简明的 的保险丝、铅丝、锡丝)同时在酒精灯上加热，记 概括。 录熔化的先后顺序，比较熔点高低。 观萃外观性质 (2)取铁丝、纯铁、不锈钢分别浸泡在同浓 运用分类的方法， 预测物质性质 验证预测，并 度盐酸中，比较反应的剧烈程度。 根据物质所属的 做出新的预调 类别或利用有关 (3)取铁丝、纯铁、不锈钢分别浸泡在同浓 反应规律预测物 进行进一步的研究 质的性质 发现特殊现象 度食盐水中，一段时间后取出比较生锈腐蚀 实验和观 提山新问题 对实验现象进行 程度。 分析、综合、推 运用比较的方法，归纳 论、概拼出结论 出物质的通性及特性 [温馨提示]一般而言，合金的熔点比成 解释及结论 分金属低，如生铁的熔点比纯铁低，铝硅合金熔 120 第四单元 研究性实验 点(564℃)低于铝(660℃)和硅(1410℃)的熔 将MgSO,游 Mg((OH):能溶 点，用做原子反应堆的导热剂的钠钾合金在常 液分装3支 于强酸、浓 温下呈液态；合金的硬度和强度比成分金属大， 试管，加入适 加人盐酸或浓 NH,CI溶液，不 用做门窗、封闭阳台的铝合金的硬度比铝大， 探究 量NaOH溶 NH,CI溶液沉 溶于强碱：Mg Mg(OH)2 液，弃去上层 18K金比纯金的硬度和强度大等；合金的抗腐 淀溶解，加人 (OH)+2H MgSO 清液后，向沉 蚀能力比成分金属可能减弱或增强，如生铁易 Na(OH溶液无 一Mg2+十2HO 的性质 淀中依次加 变化 Mg(OH),+2NH 腐蚀（生锈）而纯铁的抗腐蚀能力强，在铁中掺 人盐酸，NaOH 入锰、铬、镍等合金元素制成的不锈钢，其抗腐 溶液、浓 -Mg2++ NH,CI溶液 2NH,·H2O 蚀能力大为增强。 三、镁、铝、锌的性质探究 2.铝及其化合物性质的研究： 1.镁及化合物的性质探究： (1)铝表面氧化膜的实验探究： 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取三小块铝片，将其中两块铝片分别用 易被氧化，由于表 砂纸打磨除去表面的氧化膜。 面生成致密的氧 ②将一块除去氧化膜的铝片放入20ml ①观察镁条 表面呈灰色 化膜而具有较强 0.5mol/L的CuSO4溶液中，观察铝片表面的 的抗腐蚀性能 现象。（铝片表面有红色物质析出） ②用坩埚钳 美条在空气 ③将一块未除去氧化膜的铝片放入20ml 夹住镁条（已 CO2气体中刷 2Mg 0 0.5mol/L的CuS)4溶液中，观察铝片表面的 除去氧化膜) 烈燃烧，发出耀 在酒精灯上 眼的白光，生成 点卷2Mg0 现象。（无明显现象）》 点燃，将点燃 细小的白色粉 2Mg+CO. 点感 ④取步骤③中的铝片，用水冲洗后，放入盛 的镁条伸入 末（后者瓶壁上 2Mgo+C 有3mL.6.0mol·L1NaOH溶液的试管中， 盛满CO2的 还附着有大量 观察铝片表面的现象。1~2min后取出铝片， 集气瓶中 黑色粉末) 洗净，再放入盛有20mL0.5mol/LCuSO1溶 冷水中无现象 ③将镁条（已 (反应缓慢)，沸 液的试管中，观察铝片表面的现象。 除去氧化膜) 水中镁条表面 Mg+2H,0△ Al2Os+2NaOH=2NaAlO2+H2O 插人冷水中， 有气泡产生滴 Mg (OH ) 再加热至 或3H2O+Al2O3+2NaOH 探究 加酚酞，溶液是 H24 单质 沸腾 2Na[A1(OH)4](溶解) 红色 镁的 2A1+3CuSO—Al2(SO4)3+3Cu(析出 化学 镁与酸及水解呈 红色金属) 性质 酸性的盐发生反 应，置换出H,(促 ⑤将另一块除去氧化膜的铝片放入盛有3mL 与盐酸剧烈反 进离子的水解)， 应，产生气体： 浓硝酸的试管中，观察现象。1min后取出铝 也能置换出不活 在NaOH溶液 泼金属，镁不与强 片，用水洗净，再放入盛有20mL0.5mol/I ④将镁条（已 中无现象：在 碱反成： CuSO,溶液的试管中，观察铝片表面的现象。 除去氧化膜) NHCI溶液中 Mg 2H (无明显现象) 分别插入盐 镁条表面有气 Mg+H,↑ 酸、NaOH溶 泡产生：在 [温馨提示]铝在空气中或在冷的浓硝酸 Mg 2NH+ 液、NH,C FeCL溶液中有 2H,0—Mg2+ 中都能生成一层结构致密的氧化物薄膜。这一 溶液，Fc(C 气泡逸出和红 +2NH2·H2O 层薄膜能使金属铝与其周围的介质（空气、水 溶液、CuCl, 想色沉淀生成： +H2 等)隔绝，起到保护金属铝的作用。但是，当有 溶液中 在CuC2溶液 3Mg+2Fe3++ 中镁条表面有 氯离子存在时，铝表面的氧化膜容易被破坏，因 6H,0-—3Mg2+ 气泡产生且有 +2Fe(OH):￥ 此铝制容器不能用来腌制咸菜。 红色物质析出 +3H,4 (2)铝与酸、碱的反应、氧化铝和氢氧化铝 Mg Cu 的两性 Mg*++Cu ①在盛有少量盐酸和少量NaOH溶液的 121 化学实验 试管里分别放入一小段铝片，铝片溶解，放出可 (2)实验方案： 燃性气体—H2。 2A1+6HC1-2A1C13+3H2↑ 实验步骤 实验现象 实验结论 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ ,取混合均 3H2↑ 2Al+2NaOH+6H2O-2NaLAl(OH)] 匀的锌粉与 剧烈反应，生 在加热条件下锌与 +3H2↑ 硫粉的混合 成一种白色 硫反应： ②氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，它 物适量，放在 物质 Za+s△Zas 们既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应， 石棉网上，用 与强碱的反应为Al2O3十2OH-一2A1O2+ 酒精灯加热 H2O,Al(OH)3+OH-AlO2+2H2O [温馨提示]在Al与NaOH溶液的反应 b.分别取少 中，氧化剂是H2O,NaOH没有氧化性，不可能 量锌粉（或锌 作氧化剂。 粒)放人两支 Zn能与酸、强碱反 (3)铝的配合物的生成：铝能形成多种配合 试管中，各倒 两支试管中 物，如[A1(OH):]、A1F等。铝还能形成复 应：Zn+2H ①探究单 人适量的盐 均产生大量 盐，如明矾品体[KA1(SO4)2·12H2()]等。 Zn2++H,4 质锌的化 酸，Na(OH溶 气泡，且点火 取两支试管，分别加入1mL1.0mol/L Zn+20H+2H20 学性质 液，然后分别 后均发出爆 AC13溶液。 =Zn(OH)] ①在一支试管中逐滴加入6.0mol/L 用拇指堵住 鸣声 +H:↑ NaOH溶液，边滴加边振荡试管，观察实验现 管口。一段 象。（先有白色沉淀产生，后白色沉淀逐渐溶 时间后移近 解) 酒精灯点火 ②在另一支试管中滴加2mL10%NH4F 溶液，再滴加1mL3.0mol/LNH3·H2O溶 Zn能把在金属活动 C.取一粒锌 液，边滴加边振荡试管，观察实验现象。（无沉 锌粒表面覆 性顺序中排在Zn后 粒装入试管 淀生成) 盖一层红色 面的金属从其盐溶 中，倒入1~2 [温馨提示]往AlCl3溶液中滴NaOH 物质，同时溶 液中置换出来： 溶液，产生的白色沉淀最后溶解是由于形成配 mLCuCl 液颜色变浅 Zn+Cu-Zn 合物Na[Al(OH)4]的缘故；往AICl3溶液中加 溶液 +Cu 入NH,F溶液后再滴加NH3·H2O无沉淀生 成，是由于A13+形成AF配体不再形成 ZnO既能与酸反 沉淀。 分别取少量 应，又能与强碱 3.锌及其化合物性质的研究： ZnO装人两 (1)实验内容：锌及其化合物的性质与铝及 ②探究 反应： 支试管中，然 ZnO均游解， 其化合物的性质相似。通过具体的思维程序： ZnO的化 ZnO 2H 后分别加入 得到无色溶液 “预测性质（包括氧化性、还原性、酸性、碱性、两 学性质 Zn+H2O 性)一分析可以与哪些物质发生反应—选 足量的盐酸 ZnO+20H+HO 择具体的试剂一通过实验活动总结归纳性 NaOH溶液 —[Zn(OH),] 质”来探究锌及其化合物ZnO、Zn(OH)2、 ZnCl2等的性质。 122