2021版高考化学一轮复习专题10化学实验4物质的性质探究课件苏教版 58页

第四单元 　 物质的性质探究　 考点 : 物质的性质探究　 1. 铝及其化合物性质的实验探究 (b) 2. 乙醇和苯酚的性质 (a 、 b) 【 典例精析 】 【 典例 】 (2018 · 浙江 11 月选考真题 ) 已知草酸 (H 2 C 2 O 4 ) 是一种弱酸 ,157 ℃ 升华 ,170 ℃ 以上分解可放出 CO 2 和 CO; 可与酸性 KMnO 4 溶液反应 ; 其钠盐易溶于水 , 钙盐难溶于水。 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 草酸受热产生的气体 , 用足量的 NaOH 溶液充分吸收后 , 可收集得到纯净的 CO B. 草酸受热产生的气体通过灼热的氧化铜 , 若出现黑色变红色现象 , 则说明产生的气体中一定有 CO C. 草酸受热产生的气体直接通入足量的澄清石灰水中 , 若能产生白色浑浊现象 , 则说明产生的气体中一定有 CO 2 D.H 2 C 2 O 4 与酸性 KMnO 4 溶液反应的离子方程式为 5H 2 C 2 O 4 +2 +6H + ====2Mn 2+ +10CO 2 ↑+8H 2 O 【 解析 】 选 D 。草酸受热产生的气体 , 用足量的 NaOH 溶 液充分吸收后 , 得到的 CO 中含有水蒸气 ,A 错误 ; 气体通 过灼热的氧化铜 , 出现黑色变红色现象 , 产生的气体中 可能有 CO 或 H 2 ,B 错误 ; 草酸在 157 ℃ 升华 , 草酸受热产生 的气体中含有草酸气体 , 直接通入足量的澄清石灰水中 , 若能产生白色浑浊现象 , 白色浑浊可能是草酸钙 ,C 错 误 ;H 2 C 2 O 4 与酸性 KMnO 4 溶液反应的离子方程式为 5H 2 C 2 O 4 +2 +6H + ====2Mn 2+ +10CO 2 ↑+8H 2 O, D 正确。 【 强化训练 】 1. 思维诊断 : 判断下列叙述的正误 ( 正确的打 “ √ ” , 错误的打 “ × ” ) (1)SO 2 、 Cl 2 都能使品红褪色 , 将二者按体积比 1∶1 混合后通入品红 , 品红迅速褪色。 ( 　　 ) 提示 : × 。 SO 2 与 Cl 2 按 1∶1 混合通入品红发生反应 Cl 2 +SO 2 +2H 2 O====H 2 SO 4 +2HCl, 失去漂白作用。 (2) 将 SO 2 通入石蕊溶液 , 溶液先变红后褪色。 ( 　　 ) 提示 : × 。 (3) 氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 ( 　　 ) 提示 : √ 。 (4)Al(OH) 3 既可溶于盐酸 , 又可溶于氨水。 ( 　　 ) 提示 : × 。 (5) 向 溶液中通入少量 CO 2 , 可生成 Na 2 CO 3 。 ( 　　 ) 提示 : × 。 2. 下图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质 , 下列相关的选项正确的是 ( 　　 ) 选项 气体 试剂 现象 结论 A X 澄清的石灰水 生成白色沉淀 X 一定为 CO 2 气体 B SO 2 酸性 KMnO 4 溶液 溶液褪色 SO 2 具有漂白性 C HCl 硅酸钠溶液 生成白色沉淀 Cl 的非金属性比 Si 强 D Cl 2 KI- 淀粉溶液 溶液变蓝 Cl 2 具有氧化性 【 解析 】 选 D 。通入澄清石灰水能生成白色沉淀的气体有 CO 2 、 SO 2 等 ,A 项错误 ;SO 2 使酸性 KMnO 4 溶液褪色的原因是 SO 2 具有还原性 ,B 项错误 ;Na 2 SiO 3 溶液中加入盐酸产生白色沉淀说明盐酸的酸性强于硅酸 , 但盐酸不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物 , 不能据此推出氯元素的非金属性强于硅元素的非金属性 ,C 项错误。 3. 下列实验现象的描述正确、解释合理的是 ( 　　 ) 选项 实验 现象 结论或解释 A 向溶液中滴加少量氯水 , 再滴加 KSCN 溶液 溶液变红 证明溶液中含有 Fe 2+ B 用铜与稀硫酸检验溶液中的 加热后 , 试管口有红棕色气体产生 硝酸根离子在酸性条件下与铜反应生成 NO 2 选项 实验 现象 结论或解释 C 将铝箔放在火焰上灼烧 熔化物悬挂不滴落 铝表面生成高熔点氧化铝未熔化 D 用盐酸标准液滴定未知浓度的 Na 2 CO 3 溶液 分别用甲基橙和酚酞做指示剂时消耗盐酸的体积相等 标准液的用量只与待测液的物质的量有关 , 与指示剂无关 【 解析 】 选 C 。 A. 用 KSCN 鉴别 Fe 2+ 时 , 先加 KSCN, 不变色 , 再滴加氯水 , 溶液变红 , 故 A 错误 ;B. 铜与稀硝酸反应生成 NO, 在试管口转化为 NO 2 , 故 B 错误 ;C. 铝熔点低 , 但氧化生成的氧化铝熔点高 , 包裹在熔化的铝外面 , 所以铝熔而不落 , 故 C 正确 ;D. 当用甲基橙时 , 滴定终点呈酸性 , 生成二氧化碳和氯化钠 , 当用酚酞时 , 滴定终点呈碱性 , 生成碳酸氢钠 , 用甲基橙和酚酞做指示剂时消耗盐酸的体积比约为 2 ∶ 1, 故 D 错误。 4. 某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应产生的气体产物的成分进行研究。 世纪金榜导学号 (1) 提出假设 : ① 该反应的气体产物是 CO 2 。 ②该反应的气体产物是 CO 。 ③该反应的气体产物是 ________ 。  (2) 设计方案 : 如图所示 , 将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应 , 测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。 (3) 查阅材料 : 氮气不与炭、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠 (NaNO 2 ) 饱和溶液混合加热反应制得氮气。 请写出该反应的离子方程式 :__________________ 。  (4) 实验步骤 : ① 按上图所示连接装置并检查装置的气密性 , 称取 3.20 g 氧化铁、 2.00 g 炭粉混合均匀 , 放入质量为 48.48 g 的硬质玻璃管中 ; ② 加热前 , 先通一段时间纯净干燥的 N 2 ; ③ 停止通入 N 2 后 , 夹紧弹簧夹 , 加热一段时间 , 澄清石灰水 ( 足量 ) 变浑浊 ; ④ 待反应结束后 , 再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温 , 称得硬质玻璃管和固体的总质量为 52.24 g; ⑤ 过滤出石灰水中的沉淀 , 洗涤、烘干后称得质量为 2.00 g 。 步骤②、④中都分别通入 N 2 的作用分别为 _______ __ 。  (5) 数据处理 : 试分析实验数据 , 写出该实验中氧化铁与炭粉发生反应的化学方程式 :_______________________ 。  (6) 交流与讨论 : 有同学认为应进一步完善该实验装置。 ① 甲同学认为 : 应将澄清石灰水换成 Ba(OH) 2 溶液 , 其理由是 ________________________________ 。  ②从环境保护的角度 , 请你再提出一个优化方案 : _______________________________ __ 。  【 解题思路 】 本题的解题关键 : (1) 炭粉过量 , 高温下可生成 CO 、 CO 2 。 (2) 装置内气体中 CO 2 、 O 2 的排除。 (3)CO 为污染性气体 , 不能直接排放到空气中。 【 解析 】 (1) 注意题目中是过量炭粉 , 故可提出第 3 种假 设 : 既存在 CO 又存在 CO 2 。 (3) 实质是 和 的归中反应 : + N 2 ↑+2H 2 O 。 (4) 先通入 N 2 , 目的是排尽装置中的空气 , 反应完全后再 通入 N 2 , 目的是排尽装置中的 CO 2 , 确保 CO 2 完全被吸收。 △ ==== (5) 装置中减少的质量是 3.20+2.00+48.48-52.24= 1.44 g, 即反应生成气体的总质量为 1.44 g 由 CO 2 　～　 CaCO 3 44 g 100 g 0.88 g 2.00 g 即反应中生成 CO 2 的质量 0.88 g<1.44 g, 故还有 0.56 g CO 生成 , n (CO 2 ) ∶ n (CO)= =1 ∶ 1, 所以 C 粉还原 Fe 2 O 3 的方程式为 2C+Fe 2 O 3 2Fe+CO↑+CO 2 ↑ 。 高温 ==== (6) ① 澄清石灰水中 Ca(OH) 2 的浓度小 , 有时不能全部吸收 CO 2 , 而 Ba(OH) 2 的溶解度大 , 可满足要求 , 再者 M (CaCO 3 )< M (BaCO 3 ), 即同物质的量的 CO 2 , 生成 BaCO 3 的质量大 , 称量时误差小。 ② 因反应中有可能产生 CO, 故需对 CO 进行处理 , 可采取点燃法或塑料袋收集法。 答案 : (1)CO 2 、 CO 的混合物 (3) + N 2 ↑+2H 2 O (4) 排尽装置中的空气 ; 赶出所有的 CO 2 , 确保 CO 2 被完全 吸收 (5)2C+Fe 2 O 3 2Fe+CO↑+CO 2 ↑ △ ==== 高温 ==== (6) ① Ba(OH) 2 溶解度大 , 浓度大 , 可使 CO 2 被吸收的更完全 , 且 M (BaCO 3 )> M (CaCO 3 ), 称量时相对误差较小 ② 在尾气出口处加一点燃的酒精灯 ( 或增加一尾气处理装置 ) 5.(2016· 四川高考 )CuCl 广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解 CuCl 2 ·2H 2 O 制备 CuCl, 并进行相关探究。 世纪金榜导学号 【 资料查阅 】 【 实验探究 】 该小组用如图所示装置进行实验 ( 夹持仪器略 ) 。 请回答下列问题 : (1) 仪器 X 的名称是 ________ 。  (2) 实验操作的先后顺序是 a→________→e( 填操作的编号 ) 。  a. 检查装置的气密性后加入药品 b. 熄灭酒精灯 , 冷却 c. 在“气体入口”处通入干燥 HCl d. 点燃酒精灯 , 加热 e. 停止通入 HCl, 然后通入 N 2 (3) 在实验过程中 , 观察到 B 中物质由白色变为蓝色 ,C 中试纸的颜色变化是 ________ 。  (4) 装置 D 中发生的氧化还原反应的离子方程式是 ______________________________ 。  【 探究反思 】 (5) 反应结束后 , 取出 CuCl 产品进行实验 , 发现其中含有少量的 CuCl 2 或 CuO 杂质。根据资料信息分析 : ① 若杂质是 CuCl 2 , 则产生的原因是 _______________ 。  ②若杂质是 CuO, 则产生的原因是 _________ __ 。  【 解析 】 (1) 仪器 X 的名称为干燥管。 (2) 热分解 CuCl 2 ·2H 2 O 制备 CuCl, 为防止 CuCl 被氧化和 Cu + 水解必 须要先赶走装置中的氧气和水蒸气后才能加热 , 且要在 HCl 气流中加热制备 , 反应结束后先熄灭酒精灯 , 应继续 通入氮气直至装置冷却 , 所以操作顺序为 a→c→d→ b→e 。 (3)B 中物质由白色变为蓝色 , 说明有水生成 , 产 物中还有 Cl 2 , 所以 C 中湿润的蓝色石蕊试纸先变红 , 后褪 色。 (4)D 中多余的 Cl 2 和 NaOH 反应生成氯化钠、次氯酸 钠和水 , 反应的离子方程式为 Cl 2 +2OH - ====Cl - +ClO - +H 2 O 。 (5)① 因为 CuCl 2 在 300 ℃ 以上才能完全分解成 CuCl, 若杂质是 CuCl 2 说明 CuCl 2 没有反应完全 , 所以可能是加热时间不足或分解温度偏低 ;② 若杂质是氧化铜 , 说明 CuCl 被氧气氧化才产生了 CuO, 说明装置中有氧气 , 可能通入 HCl 的量不足。 答案 : (1) 干燥管　 (2)c→d→b (3) 先变红 , 后褪色 (4)Cl 2 +2OH - ====Cl - +ClO - +H 2 O (5) ① 加热时间不足或温度偏低　 ② 通入 HCl 的量不足 【 归纳总结 】 解答探究性实验设计题的方法 探究性实验题常常重过程轻结果 , 目的是让我们学会如何去做 , 如何对信息进行加工。 1. 化学探究性实验题的一般模式为 探究性实验设计题的解题方法如下 : (1) 明确目的原理 : 首先必须认真审题 , 明确实验的目的要求 , 弄清题目有哪些新的信息 , 综合已学过的知识 , 通过类比、迁移、分析 , 从而明确实验原理。 (2) 选择仪器药品 : 根据实验的目的和原理 , 以及反应物和生成物的性质、反应条件 , 如反应物和生成物的状态 , 能否腐蚀仪器和橡胶、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等 , 从而选择合理的化学仪器和药品。 (3) 设计装置步骤 : 根据上述实验目的和原理 , 以及所选用的仪器和药品 , 设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力 , 实验步骤应完整而又简明。 (4) 记录数据和现象 : 根据观察 , 全面而准确地记录实验过程中的数据和现象。 (5) 分析得出结论 : 根据实验观察的现象和记录的数据 , 通过分析、计算、图表、推理等处理 , 得出正确的结论。 (6) 设计实验时还要考虑以下因素 : ① 净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸 ; ② 进行某些易燃易爆实验时要防爆炸 ( 如 H 2 还原 CuO 应先通 H 2 , 气体点燃前先验纯等 ); ③ 防氧化 ( 如 H 2 还原 CuO 后要“先灭灯再停氢”等 ); ④ 防吸水 ( 如制取易吸水、易潮解、易水解物质应采取必要措施 , 以保证达到实验目的 ); ⑤ 冷凝回流 ( 有些反应中 , 为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料 , 需在反应装置上加装冷凝回流装置 , 如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等 ); ⑥ 易挥发液体产物 ( 导出时可为蒸气 ) 的及时冷却 ; ⑦ 仪器拆卸的科学性与安全性 ( 也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑 ); ⑧ 其他 ( 如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等 ) 。 2. 化学实验方案的基本思路