第3講探究型實(shí)驗(yàn)題

熱點(diǎn)一未知產(chǎn)物及物質(zhì)性質(zhì)的探究

1.對未知產(chǎn)物的探究

通過化學(xué)反應(yīng)原理猜測可能生成哪些物質(zhì)，對這些物質(zhì)逐一進(jìn)行檢驗(yàn)來確定究竟含有哪些物

質(zhì)。正確解答此類試題的關(guān)鍵：(1)猜測要全面；(2)熟記常見物質(zhì)的檢驗(yàn)方法。

［典例］審題指導(dǎo)

某研究性學(xué)習(xí)小組用下列裝置(鐵架臺(tái)等夾持儀器略)探究氧

化鐵與乙醇的反應(yīng)，并檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物。

Fe4橡膠管聯(lián)想：乙醇的催化氧化。

乙醇、/曾U

鬻冬能C濁(O液H)2

⑴用2%的CuS04溶液和10%的NaOH溶液配制Cu(OH)2懸新制Cu(OH)2懸濁液與醛基的反應(yīng)需要

濁液的注意事項(xiàng)是_________________________o堿性條件。

⑵為快速得到乙醇?xì)怏w，可采用的方法是

?①升高溫度可加速乙醇的揮發(fā)。

若實(shí)驗(yàn)時(shí)小試管中的溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸，可采取的措施②若液體倒吸入加熱的反應(yīng)管，可能會(huì)造

是________(填字母)。成反應(yīng)管炸裂，取下小試管已無濟(jì)于事，

a取下小試管b.移去酒精燈因“溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸〃。

C.將導(dǎo)管從乳膠管中取下d.以上都可以

⑶如圖實(shí)驗(yàn)，觀察到紅色的Fe2O3全部變?yōu)楹谏腆wM,破題關(guān)鍵

充分反應(yīng)后停止加熱。取下小試管，加熱，有破紅色沉淀生分析黑色固體(M)可能的成分，鐵的氧化

成。物Fe3O4、FeO和鐵粉均為黑色，F(xiàn)e3O4

為了檢驗(yàn)M的組成，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。中既有+3價(jià)鐵乂有+2價(jià)鐵，且具有磁

①M(fèi)能被磁鐵吸引；加入足量稀硫酸，振蕩，固體全部溶解，性，F(xiàn)e3+能溶解單質(zhì)鐵。

未觀察到有氣體生成；易錯(cuò)警示

②經(jīng)檢驗(yàn)溶液中有鐵離子和亞鐵離子，檢驗(yàn)鐵離子的方法是已知溶液中有Fe3+,檢驗(yàn)Fe2+不能用

_____________________________:證明溶液含有亞鐵離子的KSCN溶液。

方法是

。能得出的結(jié)論是（填字

母）。

M中一定有+3價(jià)和+2價(jià)鐵，不能確定是否有0價(jià)鐵

b.M中一定有+3價(jià)和0價(jià)鐵，無+2價(jià)鐵

C.M中一定有+3價(jià)鐵，0價(jià)和+2價(jià)鐵至少有一種

d.M中一定有+3價(jià)、+2價(jià)和。價(jià)鐵

（4）若M的成分可表達(dá)為FexOy,用CO還原法定量測定其化

學(xué)組成。稱取mgM樣品進(jìn)行定量測定，實(shí)驗(yàn)裝置和步驟如

戈***州一一色破題關(guān)鍵

查被石灰

.0,I.檢查氣密性屬于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)各階段，應(yīng)

①組裝儀器；②點(diǎn)燃酒精燈；③加入試劑；④打開分液漏斗在加藥品前進(jìn)行。

活塞；⑤檢查氣密性；⑥停止加熱；⑦關(guān)閉分液漏斗活塞：H.類比氫氣還原氧化銅。

⑥..in.堿石灰增加的質(zhì)量即為反應(yīng)產(chǎn)生的

正確的操作順序是—_______（填字母）。C02的質(zhì)量，得關(guān)系式M中n（0）=

④③②⑥⑦)b.①⑤③?⑦⑧n(CO2)o

C.①③⑤④②⑦⑥⑧d.①③⑤②④⑥

若M完全被還原后堿石灰增重ng,則:為________（用含m、

n的代數(shù)式表示）。

答案⑴在過量NaOH溶液中滴加數(shù)滴CuSO4溶液（或NaOH過量）

⑵在燒杯中加入熱水（或?qū)脖訜幔ヽ

⑶取少量溶液于試管中，加入KSCN溶液，溶液變成血紅色，則有Fe3+取少量溶液滴入適

量酸性高鋅酸鉀溶液中，高鎰酸鉀溶液褪色，則有Fe2+a（4）b

2.物質(zhì)性質(zhì)的探究

無機(jī)物、有機(jī)物性質(zhì)的探究，必須在牢牢掌握元素化合物知識(shí)的基礎(chǔ)上，大膽猜想，紐心論

證。

對物質(zhì)性質(zhì)探究的基本思路如下:

I遞進(jìn)題組思維建模總結(jié)升華

題組一未知產(chǎn)物的探究

1.實(shí)驗(yàn)室中需要22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）S02氣體?；瘜W(xué)小組同學(xué)依據(jù)化學(xué)方程式Zn+

2H2so4（濃）=￡==ZnS04+S02t+2H2O計(jì)算后，取65。g鋅粒與98%的濃H2SO4（p=1.84g?cm

-3）110mL充分反應(yīng)，鋅全部溶解，對于制得的氣體，有同學(xué)認(rèn)為可能混有雜質(zhì)。

⑴化學(xué)小組所制得的氣體口混有的主要雜質(zhì)氣體可能是（填分子式）。產(chǎn)生這種結(jié)果的主

要原因是（用化學(xué)方程式和必要的文字加以說明），

⑵為證實(shí)相關(guān)分析，化學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，組裝了如下裝置，對所制取的氣體進(jìn)行探

①裝置B中加入的試劑為,作用是。

②裝置D加入的試劑為,裝置「加入的試劑為。

③可證實(shí)一定量的鋅粒和一定量的濃硫酸反應(yīng)后生成的氣體中混有某雜質(zhì)氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

?U形管G的作用為。

答案⑴H2隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度降低，致使鋅與稀硫酸反應(yīng)生成H2：Zn+

H2SO4===ZnSO4+H2t

⑵①NaOH溶液（或酸性KMnO4溶液，其他合理答案也可）

除去混合氣體中的S02②濃硫酸無水硫酸銅

③裝置E玻璃管中黑色CuO粉末變紅色，干燥管F中無水硫酸銅變藍(lán)色

④防止空氣中的H20進(jìn)入干燥管F而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)

解析⑴從物質(zhì)的量關(guān)系來看，發(fā)生反應(yīng)Zn+2H2s04（濃）===ZnSO4+SO2f+2H20,H2SO4

略過量，但是實(shí)際上隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度降低；當(dāng)硫酸的濃度降到一定程度，反應(yīng)

變?yōu)閆n+H2sO4===ZnSO4—H2t。⑵該實(shí)驗(yàn)的目的是為了通過加熱還原CuO驗(yàn)證H2的存在，

通過F裝置進(jìn)一步確認(rèn)有H20生成；具體的實(shí)驗(yàn)裝置及作用是A—產(chǎn)生待研究的氣體，B—除

去氣體中的S02（可以利用S02的性質(zhì)選取NaOH溶液或酸性高缽酸鉀溶液），C一驗(yàn)證S02已

除盡，D-干燥氣體，E-若有H2,則加熱E玻璃管，CuO固體由黑色變?yōu)榧t色，F(xiàn)—利用無水

硫酸銅吸水變藍(lán)進(jìn)一步確定氣體中H2的存在，G一防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入F裝置而「擾實(shí)

驗(yàn)。

廠I反思?xì)w納I-----------------------------------------------------1

1.物質(zhì)檢驗(yàn)的三原則

一看（顏色、狀態(tài)）

二嗅（氣味）

三實(shí)驗(yàn)（加試劑）

2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)生成物所表現(xiàn)的現(xiàn)象不同，檢驗(yàn)離子的方法可歸納為三類

⑴生成氣體，如NH4b（力口堿）、83—（加酸）的檢驗(yàn)。

⑵生成沉淀，如。一、S04—、Fe2+的檢驗(yàn)。

⑶顯特殊顏色，如Fe3+的檢驗(yàn)，Na+、K+的焰色反應(yīng)。

3.根據(jù)氣體性質(zhì)特點(diǎn)，常見氣體的檢驗(yàn)方法可歸納為四類

'紅棕色為N02

I黃綠色為CI2

⑴觀察顏色〈無色氣體，打開瓶塞，瓶口出現(xiàn)紅棕色

、為N0

(2)試紙檢驗(yàn)：如CI2能使?jié)駶橩I-淀粉試紙變藍(lán)，NH3能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)。

⑶溶液檢驗(yàn)：如澄清石灰水、品紅溶液檢驗(yàn)C02、S02o

⑷點(diǎn)燃法：如。2、H2、CH4的檢驗(yàn)。

題組二物質(zhì)性質(zhì)的探究

2.(2013?北京理綜，28)某學(xué)生對SO2與漂粉精的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：

操作現(xiàn)象

取4g漂粉精固體，加入100mL水部分固體溶解，溶液略有顏色

過濾，測漂粉精溶液的pHpH試紙先變藍(lán)(約為12),后褪色

i.液面上方出現(xiàn)白霧；

持續(xù)通_K_一尾氣

入SOz處理

".稍后，出現(xiàn)渾濁，溶液變?yōu)辄S綠色；

韭目、漂粉精iii.稍后，產(chǎn)生人量白色沉淀，黃綠色

A溶液

褪去

(1)CI2和Ca(OH)2制取漂粉精的化學(xué)方程式是。

(2)pH試紙顏色的變化說明漂粉精溶液具有的性質(zhì)是。

⑶向水中持續(xù)通入SO2,未觀察到白霧。推測現(xiàn)象i的白霧由HCI小液滴形成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

a.用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)白霧，無變化：

b.用酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)白霧，產(chǎn)生白色沉淀。

①實(shí)驗(yàn)a的目的是o

②由實(shí)驗(yàn)a、b不能判斷白霧中含有HCI,理由是。

⑷現(xiàn)象ii中溶液變?yōu)辄S綠色的可能原因：隨溶液酸性的增強(qiáng)，漂粉精的有效成分和CI一發(fā)生

反應(yīng)。通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了這種可能性，其實(shí)驗(yàn)方案是0

⑸將A瓶中混合物過濾、洗滌，得到沉淀X。

①向沉淀X中加入稀HCL無明顯變化。取上層清液，加入BaCI2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。則沉

淀X中含有的物質(zhì)是O

②用離子方程式解釋現(xiàn)象iii中黃綠色褪去的原因：“

答案(l)2CI2+2Ca(OH)2===CaCI24-Ca(CIO)2+2H2O

(2)堿性、漂白性

⑶①檢驗(yàn)白霧中是否含有CI2,排除CI2干擾

②白霧中混有S02,S02可與酸化的AgN03反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀

⑷向漂粉精溶液中逐滴加入稀硫酸，觀察溶液是否變?yōu)辄S綠色

(5)@CaSO4

@SO2+CI2+2H2O===SOa-+2CI-+4H+

解析⑴聯(lián)系氯的化合物基礎(chǔ)知識(shí)和生產(chǎn)漂粉精的原理，其化學(xué)方程式：2CI2+

2Ca(0H)2===CaCI2+Ca(CI012+2H20o

(2)pH試紙先變藍(lán)，說明漂粉精溶液呈堿性，后褪色是由于CIO—的強(qiáng)氧化性所致。

⑶檢驗(yàn)白霧中有無HCI的關(guān)鍵是檢驗(yàn)出CI一的存在，故實(shí)驗(yàn)a、b即圍繞。一的檢驗(yàn)展開。實(shí)

驗(yàn)a的目的是通過濕潤碘化鉀淀粉試紙是否變藍(lán)判斷有無CI2的「擾。實(shí)驗(yàn)b試圖通過AgCI

的生成來檢驗(yàn)CI一的存在，但應(yīng)考慮到過量S02和AgNO3溶液反應(yīng)生成白色沉淀。

⑷題干具有明顯的提示性，出現(xiàn)黃綠色的原因是隨著酸性的增強(qiáng)而產(chǎn)生CI2。故應(yīng)設(shè)計(jì)使用無

還原性的稀硫酸來確認(rèn)其可能性。

⑸①A瓶中所得沉淀的成分可能是CaSO3、CaSO4或二者的混合物，加入稀HCL無明顯變化，

排除CaSO3,故X為CaSO4,因CaSO4微溶于水，再取上層清液加入BaCI2溶液時(shí)，產(chǎn)生BaSO4

沉淀，進(jìn)一步證明X為CaSO4。

②溶液呈黃綠色是因CI2落于水而產(chǎn)生的現(xiàn)象，隨著S02的持續(xù)通入，兩者發(fā)生反應(yīng)生成無色

物質(zhì)鹽酸和硫酸，化學(xué)方程式為SO2+CI2+2H2O===2HCI+H2s04,離子方程式為SO2+CI2+

2H20===4H++S0a-+2Q-o

3.某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了氨氣的性質(zhì)云討論：既然氨氣具有還原性，能否

像H2那樣還原CuO呢？他們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制取氨氣并探究上述問題。請你參與該小組的活動(dòng)并完

成下列實(shí)驗(yàn)：

I.制取氨氣

⑴實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化核固體和氫氧化鈣固體混合物的方法來制取氨氣。寫出實(shí)驗(yàn)室制取氨

氣的化學(xué)方程式：o

(2)實(shí)驗(yàn)室還可向(填一種試劑)中滴加濃氨水的方法快速制取少量氨氣。

⑶有同學(xué)模仿排飽和食鹽水收集氯氣的方法，想用排飽和氯化鉉溶液的方法收集氨氣。你認(rèn)

為能否達(dá)到目的？(填”能〃或"否”)，理由是。

II.實(shí)驗(yàn)探究

該小組中某同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)探究氨氣的還原性

(生成Cu和無污染的物質(zhì))：

⑴寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

⑵為達(dá)到上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①;②

⑶該裝置在設(shè)計(jì)上有一定的缺陷，為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對該裝置的改進(jìn)措施是

答案I.(l)2NH4Cl+Ca(OH)2==^==CaCI2+2NH3t+2H2O

(2)NaOH固體(或生石灰或堿石灰等)

⑶否氨氣極易溶于水，氯化鐵對氨氣在水中的溶解影響不大

□.⑴3CUO+2NH3=￡==3CU+N2+3H2O

(2)①黑色氧化銅變紅②無水硫酸銅變藍(lán)

⑶在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管

解析I.(1)實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的用品是氯化鏤和消石灰。(2)濃氨水滴加到一種吸水放熱的固體

中便可以制備氨氣。(3)氨氣的特殊性為它極易溶于水，所以即使溶液中有氯化錢也不能抑制

它溶于水。

0.(1)根據(jù)氨氣和氧化銅的元素組成和生成無污染的物質(zhì)，只能是氮?dú)夂退纯蓪懗龇匠淌健?/p>

⑶本實(shí)驗(yàn)無水硫酸銅的作月是檢驗(yàn)反應(yīng)生成的水，所以必須排除反應(yīng)物中的水。

熱點(diǎn)二規(guī)律探究與變量控制

控制變量法：物質(zhì)變化往往受到多個(gè)因素的影響，在研究化學(xué)反應(yīng)與外界因素之間的關(guān)系時(shí),

對影響物質(zhì)變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其他幾個(gè)因素不變，集中研究其中一個(gè)

因素的變化所產(chǎn)生的影響，以利于在研究過程中，迅速尋找到物質(zhì)變化的規(guī)律。常涉及的題

型有：（1）外因（濃度、溫度、壓強(qiáng)等）對化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響；（2）物質(zhì)性質(zhì)的遞變規(guī)

律。

［典例1］影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響化學(xué)反應(yīng)速

率的因素。

實(shí)驗(yàn)一：利用Cu、Fe、Mg和不同濃度的硫酸（0.5mol?L-1、2mol-L—1s18.4mol-L—1）,設(shè)

計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，研究影響反應(yīng)速率的因素。

⑴甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告如表所示：

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

①取三份等體積的2mol-L-

1硫酸于試管中反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的速率大?。悍磻?yīng)物的性質(zhì)越活潑，反應(yīng)速

②分別投入大小、形狀相同的Mg>Fe>Cu率越大

Cu、Fc、Mg

該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?要想得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還需要控制的實(shí)驗(yàn)條件

是。

⑵乙同學(xué)為了能精確地研究濃度對反應(yīng)速率的影響，在相同溫度下利用如圖所示裝置進(jìn)行定

量實(shí)驗(yàn)。完成該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)藥品是，應(yīng)該測定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是O

實(shí)驗(yàn)二：2KMn04+5H2C204+3H2S04===K2S04+2MnS04+8H20+10C02t,在開始一

段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率較小，溶液褪色小明顯，但反應(yīng)一段時(shí)間后，溶液突然褪色，反應(yīng)速率明

顯增大。

（3）針對上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，某同學(xué)認(rèn)為該反應(yīng)放熱，導(dǎo)致溶液的溫度升高，從而使反應(yīng)速率增大。

從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看，你認(rèn)為還可能是的影響。

⑷若要用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想，除酸性高缽酸鉀溶液、草酸溶液外，還可以在反應(yīng)開始時(shí)加入

（填字母）。

A.硫酸鉀B.硫酸鐳

C.氯化鋅D.水

解析（1）甲同學(xué)研究的是幾種不同金屬與同濃度的硫酸反應(yīng)的速率大小，因此可確定研究的

是反應(yīng)物本身的性質(zhì)對反應(yīng)速率的影響。研究時(shí)必須保證外界條件相同，現(xiàn)有條件是濃度相

同、壓強(qiáng)相同、沒有使用催化劑，故只要再控制溫度相同即可。

⑵乙同學(xué)可以選擇兩種不同濃度的酸與金屬反應(yīng)。Cu與硫酸不反應(yīng)，Mg與硫酸反應(yīng)太快，

故選擇Fe。而常溫下Fe遇18.4mol?L-1的硫酸時(shí)會(huì)發(fā)生鈍化，故只能選擇0.5mol?L-1和

2moi的硫酸。該反應(yīng)產(chǎn)生的是氫氣，反應(yīng)速率又與時(shí)間有關(guān)，故需要測定的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生

相同體積氫氣所需的時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體枳。

⑶隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度越來越小，反應(yīng)在敞口容器中進(jìn)行，故可排除壓強(qiáng)的影響，

因此可猜想是由于催化劑的影響，此催化劑只能來源于生成物，故為Mn2+。

(4)C中Cl一易與KMn04發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故只能選Bo

答案(1)比較反應(yīng)物本身的性質(zhì)對反應(yīng)速率的影響溫度相同

(2)Fe、0.5mol-L—1和2rriol-L—1的硫酸產(chǎn)生相同體積氫氣所需的時(shí)間(或相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生

氫氣的體積)

(3)Mn2I的催化作用(或催化劑)

⑷B

［典例2］某化學(xué)興趣小組的同學(xué)學(xué)習(xí)了同周期元素性質(zhì)澧變規(guī)律后，設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)

行實(shí)驗(yàn)探究，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表：

實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

I.用砂紙打磨后的鎂帶與沸水反應(yīng)，再向反A.浮于水面，熔成一個(gè)小球，在水面上無定向

應(yīng)后溶液中滴加酚酸移動(dòng)，隨之消失，溶液變紅色

I【.向新制的H2S飽和溶液中滴加新制的氯水B.產(chǎn)生氣體，可在空氣中燃燒，溶液變成淺紅

HL鈉與滴有酚煎溶液的冷水反應(yīng)色

IV.鎂帶與2mol-L-1的鹽酸反應(yīng)c.反應(yīng)不十分強(qiáng)烈，產(chǎn)生的氣體可?以在空氣中

V.鋁條與2mol-L-1的鹽酸反應(yīng)燃燒

D.劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生可燃性氣體

VI.向AICI3溶液滴加NaOH溶液至過后E.生成白色膠狀沉淀，進(jìn)而沉淀消失

F.生成淡黃色沉淀

請你幫助該同學(xué)整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?

(2)實(shí)驗(yàn)用品：儀器①______________、②、③、④試管夾、⑤鑲

子、⑥小刀、⑦玻璃片、⑧砂紙、⑨膠頭滴管等。

藥品：鈉、鎂帶、鋁條、2^0卜1_一1的鹽酸、新制的氯水、新制的飽和H2s溶液、AICI3溶液、

NaOH溶液等。

⑶請你寫出上述的實(shí)驗(yàn)操作與對應(yīng)的現(xiàn)象

I、II.III.IV、V、VIo（用A?F表

示）

寫出實(shí)驗(yàn)操作II、VI的離子反應(yīng)方程式

實(shí)驗(yàn)II;

實(shí)驗(yàn)VI0

⑷實(shí)驗(yàn)結(jié)論：O

解析本題通過實(shí)驗(yàn)探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。在元素周期表中，從左至右，元素的

金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬單質(zhì)與H20（或酸）反應(yīng)，置換H2越來越難，最高

價(jià)氧化物對應(yīng)水化物堿性減弱酸性增強(qiáng)；非金屬單質(zhì)與H2化合越來越易，右邊的非金屬單質(zhì)

可從化合物中置換出左邊的非金屬單質(zhì)，如CI2+H2s===2HCI+SI。

答案（1）探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律

（2）試管燒杯酒精燈

（3）BFADCECI2+H2S===2HCI+SI

AI3++4OH-===AIO2-+2H2O

⑷金屬性：Na>Mg>AI,非金屬性:CI>S

J~I規(guī)律方法I-------------1

L變量探究實(shí)驗(yàn)題的解題策略

解答變量探究類試題關(guān)鍵是在其他條件相同的前提下，只改變一個(gè)條件對研究對象的影響規(guī)

律。注意：選擇數(shù)據(jù)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法作出正確判斷。

思路總結(jié)

無關(guān)變量反應(yīng)變B

空白實(shí)臉：實(shí)驗(yàn)變量實(shí)

（對照組）對黑分析驗(yàn)

設(shè)計(jì)實(shí)臉：操〃實(shí)驗(yàn)結(jié)

控制無關(guān)檢測反應(yīng)論

（實(shí)臉組）變量

2.規(guī)律探究實(shí)驗(yàn)題的解題策略

物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律的探究也是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的一個(gè)重要內(nèi)容。研究同周期、同主族元素

性質(zhì)的遞變規(guī)律，物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)（如置換反應(yīng)）規(guī)律，物質(zhì)的酸（堿）性強(qiáng)弱規(guī)律，電解質(zhì)

溶液的導(dǎo)電規(guī)律等，都是開展有關(guān)規(guī)律探究的重要素材，也是高考命題的經(jīng)典情境。

解決有關(guān)規(guī)律探究問題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其常用方法示例如下：

⑴同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，一般通過設(shè)計(jì)判斷元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱實(shí)

驗(yàn)來完成，如通過讓金屬單質(zhì)與相同濃度的非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的速率快慢來判斷金屬單

質(zhì)的還原性強(qiáng)弱，推斷元素金屬性強(qiáng)弱，從而找出相應(yīng)的性質(zhì)遞變規(guī)律。

⑵物質(zhì)的酸（堿）性強(qiáng)弱的判斷。

⑶鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的規(guī)律探究?？梢酝ㄟ^控制所含的雜質(zhì)是否與空氣接觸、所接觸的電

解質(zhì)溶液的酸堿度、鋼鐵在腐蝕過程中體系內(nèi)的氣壓變化等角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，找出規(guī)律。

■題組訓(xùn)練思維建模總結(jié)升華

1.某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少后硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速

率。請回答下列問題：

⑴上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有。

⑵硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是0

⑶實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2so4、MgS04,Ag2so4、K2s04等4種溶液，可與上述實(shí)驗(yàn)中CuS04溶液

起相似作用的是o

⑷要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有（答兩種）。

（5）為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列的實(shí)驗(yàn)。將

表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過最Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得

相同體積的氣體所需時(shí)間。

ABCDEF

混合溶液

4mol-L-lH2SC4/mL30VIV2V3V4V5

飽和CuS04溶液/mL00.52.55V620

H2O/mLV7V8V9V10100

①請完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：VI=,V6=,V9=；

②反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈色，實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈色；

③該同學(xué)最后得出的結(jié)論為當(dāng)加入少量CUS04溶液時(shí)，生成氫氣的速率會(huì)大大提高，但當(dāng)加

入的CuS04溶液超過一定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)卜.降。請分析氫氣生成速率卜.降的主

要原因：____________________________________________________________________________

答案(l)CuS044-Zn===ZnS044-Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2t(2)CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的

Cu與Zn可形成Cu-Zn原電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率

(3)Ag2SO4(4)升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增大硫酸的濃度、增加鋅的比表面積等(答兩種即可)⑸

①301017.5②灰黑暗紅③當(dāng)加入一定量的CuSO4后，生成的單質(zhì)Cu會(huì)沉積在Zn

的表面，降低了Zn與H2SO4溶液的接觸面積而使反應(yīng)速率下降

解析⑴在稀硫酸中加入硫酸銅后發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)：CuSO4+Zn===ZnSO4+CuZn+

H2SO4===ZnSO4+H2t。(2)由于Zn與反應(yīng)生成的Cu及硫酸銅溶液組成了Cu-Zn原電池，大

大加快了生成氫氣的反應(yīng)速率。(3)只要是比鋅的金屬性弱的金屬都可以與鋅組成原電池，都

可以加快生成氫氣的反應(yīng)速率，故在所給的物質(zhì)中只有Ag2s04符合題意。⑷要加快生成氫氣

的反應(yīng)速率，還可以采取如下措施：升高溫度、適當(dāng)增大硫酸的濃度、增加鋅粒的比表面積

等。(5)因?yàn)橐芯苛蛩徙~的最對反應(yīng)速率的影響，故應(yīng)保持硫酸的濃度在各組實(shí)驗(yàn)中相同，

則硫酸溶液的體積均取30mL,根據(jù)F中增加的水與硫酸銅溶液的體積之和為20mL,可以求

得V6=10mL,V7=20mL,V8=19.5mL,V9=17.5mL,V10=15mLo當(dāng)溶液中沒有銅析出時(shí),

故顯示的是鋅的顏色：灰黑色，E中析出較多的銅，則顯示了銅晶體的顏色：暗紅色.由于析

出的銅的量較多，會(huì)覆蓋在鋅的表面，使得鋅與稀硫酸接觸面積大大減小，故反應(yīng)速率反而

減慢。

2.已知亞硫酸鈉在空氣中能被氧氣氧化生成硫酸鹽。

I.甲同學(xué)設(shè)計(jì)兩種方案來檢驗(yàn)Na2SO3溶液是否發(fā)生變質(zhì)。

方案一：取樣，加入稀鹽酸有氣泡生成，認(rèn)為亞硫酸鈉溶液沒有變質(zhì)。

方案二：取樣，加入氯化鎖溶液自白色沉淀生成，認(rèn)為亞硫酸鈉溶液完全變質(zhì)。

請你對兩方案作出評價(jià):

方案一：(填“合理’或"不合理，理由是。

方案二：(填"合理"或"不合理:')，理由是O

II.乙同學(xué)探究Na2s03溶液是否發(fā)生變質(zhì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)測定L0mol?L-INa2s03溶液的實(shí)

際濃度。

06

亞m

碗L

酸.1

鈉0

1

溶-

液?

r

_'

(1)分液漏斗中應(yīng)加入足量的下列哪種試劑？(填字母)

a.濃硝酸b.65%硫酸c.濃鹽酸

(2)實(shí)驗(yàn)前后測得C裝置增重3.2g,則Na2s03溶液實(shí)際的物質(zhì)的量濃度為。

⑶該實(shí)驗(yàn)裝置還存在一個(gè)明顯的缺陷是。

答案I.不合理亞硫酸鈉部分變質(zhì)時(shí)滴加鹽酸也會(huì)產(chǎn)生氣泡不合理亞硫酸鈉也能與氯

化鋼反應(yīng)生成白色沉淀，亞硫酸鈉未變質(zhì)或部分變質(zhì)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生白色沉淀

H.(l)b(2)0.83mol-L-1

(3)缺少一個(gè)驅(qū)趕殘留二氧化硫氣體的裝置(或其他合理答案)

解析I.加入稀鹽酸有氣泡生成，證明溶液中含有亞硫酸鈉，Na2s03溶液可能沒有變質(zhì)，也

可能部分變質(zhì)。亞硫酸鈉、硫酸鈉都能與氯化鋼反應(yīng)生成沉淀，故亞硫酸鈉溶液未變質(zhì)、部

分變質(zhì)、全部變質(zhì)時(shí)的現(xiàn)象相同，都會(huì)生成白色沉淀。II.制備二氧化硫氣體選用硫酸。C裝

置增重3.2g,產(chǎn)生的n(S02)=0.05mol,所以n(Na2S03)=0.05mol,c(Na2S03)=0.05mol/0.06

L-0.83mol-L-l0該實(shí)臉裝置中一個(gè)明顯的缺陷是缺少一個(gè)驅(qū)趕殘留二氧化硫氣體的裝置。

練出高分

1.某合作小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸中，發(fā)現(xiàn)開始時(shí)反應(yīng)非常慢，一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯

加快。該小組通過實(shí)驗(yàn)探究其原因。

(1)該反應(yīng)的離子方程式為。

(2)提出合理假設(shè)，該實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速率明顯加快的原因可能是(填字母)。

A.反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度升高

B.壓強(qiáng)增大

C.生成物的催化作用

D.反應(yīng)物接觸面積增大

⑶初步探究，測定反應(yīng)過程中不同時(shí)間溶液的溫度，結(jié)果如表所示:

時(shí)間

05101520253550607080

/min

溫度

25262626262626.527272727

/℃

結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮捅碇袛?shù)據(jù)，你得出的結(jié)論是。

⑷進(jìn)一步探究：查閱文獻(xiàn)了解到化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物(含中間產(chǎn)物)可能對反應(yīng)有催化作用。請完成

以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表并將實(shí)驗(yàn)?zāi)康难a(bǔ)充完整：

0.1mol-L—1硝酸

實(shí)驗(yàn)編亞硝酸鈉

銅片質(zhì)量/g的硝酸體積銅晶實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

號(hào)

晶體/g

/mL體/g

①520實(shí)驗(yàn)①和②探究

②0.5____的影響;實(shí)驗(yàn)①

和③探究N02■的影

③0.5

響

答案(l)3Cu+8H++2NO3-===3Cu2+4-2NOt+4H2O

(2)AC(3)溫度不是導(dǎo)致反應(yīng)速率明顯加快的主要原因

0.1mobL一亞硝酸

硝酸銅

⑷實(shí)驗(yàn)編號(hào)銅片質(zhì)量/g1的硝酸體鈉晶體實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

晶體/g

積/mL/g

①00

Cu2+

②5200

③5200

解析（1）銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物是NO氣體。

⑵溫度升高反應(yīng)速率加快，選項(xiàng)A合理；反應(yīng)物都是非氣體，壓強(qiáng)對本反應(yīng)無影響，選項(xiàng)B

不合理；生成物可能作催化劑，加快反應(yīng)速率，選項(xiàng)C合理；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，銅片與稀硝

酸的接觸面枳變小，選項(xiàng)D不合理。

⑶從表中數(shù)據(jù)看，隨著時(shí)間的推移，溶液的溫度變化不大，故溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的

主要原因。

⑷根據(jù)單因子研究規(guī)則，銅片質(zhì)量、硝酸的量都相同，分別加入Cu2+[用Cu（NO3）2].N02-（ffl

NaNO2）作催化劑，比較反應(yīng)速率。

2.（1）已知Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SI+SO2t+H20o甲同學(xué)通過測定該反應(yīng)發(fā)生時(shí)

溶液變渾濁的時(shí)間，研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。設(shè)“實(shí)驗(yàn)如下（所取溶液體積均為

10mL）：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)溫度/℃c(Na2S2O3)/mol-L-lc(H2SO4)/mol-L-l

①250.10.1

②250.20.1

③250.10.2

④500.20.1

⑤500.10.1

其他條件不變時(shí)，探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）；探究濃

度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）；若同時(shí)選擇①@③溶液測定變渾

濁的時(shí)間，是探究對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

⑵已知Na2s203溶液與CI2反應(yīng)時(shí)，1molNa2S2O3轉(zhuǎn)移8mol電子,該反應(yīng)的離子方程式是

甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)流程探究Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì)。

(I)甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程的目的是證明Na2S2O3溶液具有堿性和性。

(II)加入BaCI2溶液生成白色沉淀B的離子方程式是

(III)乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)將上述流程中②③所加試劑順序顛倒，你認(rèn)為甲、乙兩同學(xué)的設(shè)計(jì)更合理的

是(填“甲"或"乙)理由是。

答案(1)①⑤或②④①②或①③或④⑤改變不同反應(yīng)物的濃度

(2)S2O3-+4CI2+5H2O===2SOa-+8CI-4-10H+

(I)還原(11)504—+Ba2+===BaSO4I(III)乙可以持除BaS2O3的干擾

解析⑴探究溫度對反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制Na2s203、H2s04的濃度相同，所以應(yīng)選擇①

⑤或②④組；探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制溫度相同，所以應(yīng)選擇①②或①③或

④?;在①②③中，溫度相同，改變的是不同反應(yīng)物的濃度。

(2)由于S2O3一"F4CI2+5H2O===2SO3-+8CI-+10H+,所以Na2s203一具有還原性；由于

其溶液pH=8,則證明S2O2—水解呈堿性；要證明S2O2一的還原性，應(yīng)先加BaCI2溶液，再

加足量氯水，這樣可以排除BaS2O3的干擾。

3.S02是一種大氣污染物，某興趣小組欲探究S02的性質(zhì)及綠色實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)如下方案：

(1)B、C、D分別用于檢驗(yàn)S02的漂白性、還原性和氧化性。其中C、D分別為碘水和硫化氫的

水溶液，則B中所盛試劑為,C中反應(yīng)的離子方程式為

⑵為了實(shí)現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，某同學(xué)重新設(shè)計(jì)了如上右圖A2的制取裝置來代替A1裝置，與

A1裝置相比，A2裝置的優(yōu)點(diǎn)是

(任寫一點(diǎn)即可)。

(3)E中用氨水吸收尾氣中的S02,"吸收液”中可能含有0H—、S02—、S04-、HS03■等陰離

子。已知亞硫酸氫鹽一般易溶于水，502也易溶于水。現(xiàn)有儀器和試劑為小燒杯、試管、玻璃

棒、放頭滴管、過濾裝置和灌紙：2moi?L-1鹽酸、2moi1-1HN03、1mol1一1BaCI2溶液、

1mol-L-1Ba（0H）2溶液、品紅溶液、蒸馀水。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明“吸收液”中存在S03—和HSO十,

完成下表的實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論：

實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論

步驟1:取適量“吸收液”于小燒杯中，用膠頭

若出現(xiàn)白色渾濁,則溶液中存在soa-或

滴管取1mol-L-1BaCI2溶液滴入小燒杯中

soa-

直至過量

步驟2：將小燒杯中的濁液過濾、洗滌，再用

適量水把附在濾紙上的固體沖入另一小燒杯

中；向沖下的固體______________

步驟3：

答案（1）品紅溶液SO2+I2+2H2O===SO4-+2I-+4H+

⑵①不用加熱，安全性能高：②易于控制反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)更充分（寫出一點(diǎn)即可）

⑶

實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論

步驟2：滴入1滴（或少量）品紅，再滴入過量若品紅褪色（或有氣泡），則“吸收液〃中存在

2moi?L-1鹽酸，振蕩S03-

步驟3：用試管取適量濾液，向其中（或小燒

杯中）滴入過量的1mol-L-1Ba（0H）2溶液［或若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅溶液褪色或有氣泡）,

滴入1滴（或少量）品紅溶液,再滴入2?3滴（或則“吸收液”中存在HS03-

過量）的2mokL-1鹽酸］,振蕩

解析（1）B、C、D分別驗(yàn)證S02的漂白性、還原性和氧億性，所以B中試劑應(yīng)為品紅溶液。

⑵A2裝置不需加熱，且容易控制。

沉淀」*L5修二證明S02-

（3）吸收液|號(hào)臺(tái)

、由行Ba（0H）2過濾HCI/*證明HSO于

L濾液——4--------------

4.某同學(xué)欲在實(shí)驗(yàn)室中對Fe3+與I—的反應(yīng)進(jìn)行探究，實(shí)現(xiàn)Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。

⑴該同學(xué)最初的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下:

編號(hào)操作現(xiàn)象

先向2mLO.lmol-L-1FeCI2溶液中滴加1

I

KSCN溶液,再滴加新制氯水

先向2mLO.lmol-L-1FeCI3溶液中滴加滴加KSCN溶液后，溶液變成血紅色：滴

II

KSCN溶液，再滴加O.lmol-L-IKI溶液加KI溶液后，血紅色無明顯變化

①實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為

②FeCI2溶液與新制氯水反應(yīng)的離子方程式為

⑵該同學(xué)分析了導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)H現(xiàn)象的可能原因，并對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作

和現(xiàn)象如下：

編號(hào)操作現(xiàn)象

III向2mLO.lmol-L-1KI溶液中滴加1mL

0.1mol-L-1FeCI3溶液，再滴加KSCN溶滴加FeCI3溶液后，溶液變成黃色：滴加

液KSCN溶液后，溶液變成血紅色

根據(jù)實(shí)驗(yàn)m,該同學(xué)認(rèn)為Fe3+有可能與I—發(fā)生氧化還原反應(yīng)，請結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用簡明的文

字說明他得出上述結(jié)論的理由：

⑶該同學(xué)認(rèn)為需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明根據(jù)實(shí)驗(yàn)in中現(xiàn)象得出的結(jié)論。請補(bǔ)全下表中的實(shí)

驗(yàn)方案：

編號(hào)操作預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論

向2mLO.lmol-L-1KI溶液中滴加

IV1mLO.lmol-L-1FeCI3溶液，

⑷上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)e3+有可能與I—發(fā)生氧化還原反應(yīng)。進(jìn)?步查閱資料知，參加反應(yīng)

的Fe3+與I一的物質(zhì)的量相同。該同學(xué)結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，分析了實(shí)驗(yàn)川中加入KSCN后溶液

變血紅的原因，認(rèn)為Fe3+與I一反應(yīng)的離子方程式應(yīng)寫為

答案（1）①滴加KSCN后溶液無明顯變化，加入氯火后溶液變成血紅色②2Fe2++

CI2===2Fe3++2CI-

⑵溶液變成黃色，推測生成了12（其他合理答案均可）

⑶

編號(hào)操作預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論

預(yù)期現(xiàn)象：溶液變藍(lán)（或溶液