内容正文:
第5课 实验探究
《范汝广说化学》编写
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核心知识点一 物质性质的探究
核心知识点二 定量实验
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核心知识点一 物质性质的探究
1.在探究过程中,往往使用控制变量法,设置对比实验,研究和揭示某种
规律,解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。
2.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。
3.解答探究型实验题的基本程序可用以下流程图表示:
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例1 根据实验目的设计方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案设计或结
论正确的是___。
实验目的 方案设计 现象 结论
A 探究铁和浓
的反应 将铁片放入浓 无明显现
象 铁与浓 不
反应
B 比较与
结合 的能
力 向等物质的量浓度的 和
混合溶液中滴加足量
溶液,振荡 溶液颜色
变为血红
色 结合 的能
力:
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实验目的 方案设计 现象 结论
C 比较 与
的酸性 分别测定等物质的量浓度的
与溶液的 后者 小 酸性:
D 探究温度对反
应速率的影响 等体积、等物质的量浓度的
与 溶液在不同
温度下反应 温度高的
溶液中先
出现浑浊 温度升高,该
反应速率加快
√
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[解析] 常温下,铁在浓 中发生钝化,在表面上生成了一层致密的保护膜,
A错误。分别滴加足量溶液后,与都会与 结合,无法比较它
们结合的能力,B错误。等物质的量浓度的与 溶液,
后者约为前者的2倍,后者的 小,不能比较出它们负离子的水解程度,
当然也不能比较和 酸性,C错误。控制变量探究温度对反应速率的影
响,D正确。
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例2 某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和
还原性的变化规律。
(1)浓盐酸与 混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中仍
存在盐酸和 。
①电极反应:
.还原反应: 。
.氧化反应:___________________________。
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②根据电极反应,分析A中仍存在盐酸和 的原因。
.随着降低或升高, 氧化性减弱。
.随着 降低,_______________________。
③补充实验证实②中的分析。
实验 实验操作 试剂 产物
Ⅰ ______________________ 较浓 有氯气
Ⅱ 有氯气
Ⅲ 无氯气
是________________, 是____________________。
的还原性减弱
浓溶液
浓溶液
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[解析] 二氧化锰和浓盐酸制氯气的反应中,发生还原反应, 发生氧
化反应: 。根据实验②的原因分析,补充实验③应与
、 、 相关,实验Ⅰ增大了 ,有氯气产生;实验Ⅱ有
氯气产生,试剂应该是较大的溶液(如 饱和溶液);实验Ⅲ没有氯
气,加入了试剂和,一定是试剂 影响了物质的氧化性或还原性,结合原因
分析,试剂应是较大的溶液(如 饱和溶液)。
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(2)利用对 氧化性的影响,探究卤素离子的还原性。相同浓度的
、、溶液与反应所需的最低 由大到小的顺序是_________
_________。
[解析] 元素非金属性越弱,其负离子的还原性越强,反应时所需的氢离子浓度
就越小,故所需的最低由大到小的顺序是 。
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(3)分别与的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合, 只与氢碘酸发生
置换反应,试解释原因:______________________________________________
___________________________________________________________________。
在中,的溶解度最小,反应使得还原性增强最多,使得反应 能够发生
[解析] 若要使反应 发生,可以降低 浓度,在
中,的溶解度最小,故 只与氢碘酸发生置换反应。
(4)总结:物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______________________
_____________________________________________________________________
_________________________________。
氧化剂(还原剂)的浓度
越大,其氧化性(还原性)越强;还原产物(氧化产物)的浓度越小,氧化剂
(还原剂)的氧化性(还原性)越强
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核心知识点二 定量实验
1.定量实验一般有量气法、重量法、滴定法等。
2.称量固体质量时,一般使用电子天平,精度为 。测量液体体积时,
一般实验中选用适当规格的量筒,可估读到 ,精确度要求高的定量实验,
如中和滴定中选用滴定管(酸式或碱式)或移液管,可估读到 。
3.为了数据的准确性,要进行平行实验,重复测定。如中和滴定实验要平
行做 次滴定实验,求算未知溶液的浓度再取平均值,但对于“离群”数据
(指与其他数据有很大差异的数据)要舍弃,因为数据“离群”的原因可能是操
作中出现了较大的误差。
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例3 过氧化钙 微溶于水,碱性条件下较稳定,可作为防腐剂、消毒剂、
供氧剂等。以下是一种实验室制备较高纯度过氧化钙的流程图:
(1)下列说法正确的是_____。(双选)
CD
A.步骤Ⅰ中应使用过量的盐酸,以提高碳酸钙的利用率
B.步骤Ⅱ中的煮沸操作的主要目的是加快反应速率
C.步骤Ⅲ中的混合操作,应将氯化钙溶液滴入氨水-双氧水混合液中
D.步骤Ⅴ中可用冰水洗涤
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[解析] 步骤Ⅲ中氯化钙溶液要加入氨水营造碱性环境,若步骤Ⅰ使用过量的盐
酸,则步骤Ⅲ要消耗更多的氨水,A错误。步骤Ⅱ中的煮沸操作的主要目的是
除去溶液中过量的,减少步骤Ⅲ氨水的用量,B错误。 在碱性条件下
较稳定,将氯化钙溶液滴入氨水-双氧水混合液中,可以保证溶液始终为碱性,
C正确; 微溶于水,温度高时会分解,则步骤Ⅴ中可用冰水洗涤,D正确。
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(2)写出步骤Ⅲ发生反应的化学方程式_________________________________
_________________________________________________________________。
(3)准确称取产品配成溶液。取 溶液,加入
醋酸溶液和滴 溶液,用
标准溶液滴定至浅红色,半分钟不褪色;平行测定3次,
消耗标准溶液的平均值为 。
① 溶液的作用是________。
催化剂
[解析] 酸性条件下,和醋酸反应后生成, 溶液与高锰酸钾溶液
发生氧化还原反应时, 能起催化剂的作用,使反应速率加快。
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② 的纯度为______。
[解析] 酸性条件下,和醋酸反应后生成,用 标准溶液滴定
溶液,离子方程式为:
,则,的纯度为 。
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例4 孔雀石的主要成分是,还含有少量、 等杂质,实
验室以孔雀石为原料制备硫酸铜晶体流程如下:
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已知相关氢氧化物沉淀的 范围如下:
氢氧化物
开始沉淀时的 6.5 1.5 4.2
沉淀完全时的 7.5 2.3 6.7
完成下列填空:
(1)滤液1中含有的金属正离子有____________。
、
(2)步骤②中所用的试剂 是___(选填编号)。
粉.氨水
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(3)步骤③中加入 的目的是________________________________________
_____________。
(4)由滤液3得到硫酸铜晶体,需要经过的步骤依次有:__________、______
_____、过滤等。
消耗,使溶液升高,促进水解形
成沉淀而除去
蒸发浓缩
冷却
结晶
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(5)为测定所得晶体中结晶水的值,可采用加热法。取 晶体灼烧至结晶
水全部失去,称得无水硫酸铜的质量 。
①晶体应盛装在______(填仪器名称)中进行灼烧。
②确认结晶水已全部失去的方法是______________________________________
________________________。
③值的表达式为_ ________(用、 表示)。
坩埚
重复加热、冷却、称量,直到连续两次称
量的质量差不超过
④实验结果发现测得结晶水数量 偏高,可能的原因有_____________________
_____________________________________________________________________
_____________(任写一种)。
加热前称量时坩埚未完
全干燥或加热过程中晶体有少量溅失或加热温度过高,硫酸铜开始分解或晶体
未完全干燥等
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[解析] 用稀硫酸溶解孔雀石,得到滤液1的主要成分是和 ,还有
过量的,加入的试剂是,目的是把溶液中的氧化为 ,便
于转化为沉淀而除去。加入可消耗溶液中的 ,同时也不会引入新的杂质。
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例5 测定和混合物中的质量分数 可采取不同的方法,
取 克样品与一定量稀盐酸(过量)充分反应后,下列说法正确的是_____。
(双选)
AC
A.逸出气体若用碱石灰吸收,增重克,则 偏小
B.把所得溶液加热蒸干并灼烧至恒重,得 克固体,若灼烧时有固体飞溅出去,
则 偏大
C.某 标准溶液露置于空气中一段时间后,以甲基橙为指示剂滴定上述反
应后的溶液,则对 无影响
D.产生的气体冷却至室温后,若测定其体积时,水准管的液面高于量气管的液
面,则 偏小
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[解析] 等质量的和与过量稀盐酸反应,产生的 多。
由于逸出气体中含有水蒸气,若用碱石灰吸收,增重的质量还含有水蒸气的质
量,碱石灰增加的质量越多,根据其数值计算的就越多, 含量就
越高,则混合物中的质量分数偏小。等质量的和 与过
量盐酸反应后,生成的较多。若灼烧时有固体飞溅,则 的质
量偏小,根据其数值计算的偏小,即偏小。 标准溶液露置于空
气,会有一部分吸收空气中的生成 ,
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若以甲基橙为指示剂,由于其变色点为,此时、都会与
发生反应,所以对所测的质量分数无影响。水准管的液面高于量
气管的液面时,相当于 气体被压缩,则偏小,由此计算出的
含量就偏少,故导致 的质量分数偏大。
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