学生用稿 探究型实验专题解法探讨

2022年高三化学综合实验例题一、对未知物(产物或剩余物等)的探究【例1】某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL（已折算成标准状况），由上述实验事实可知：（1）固体M中一定有的物质是_______（填化学式），理由是_________________。（2）B装置的名称是。写出B装置中反应的离子方程式。（3）C装置的作用是，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是。（4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是________，要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是______。（5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是_____________。a．M中有未反应的铁和硫b．测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面c．A中留有反应生成的气体d．气体进入D装置前未用浓硫酸干燥[收获与反思]二、物质性质的探究例2．[2022海南]某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳反应。回答下列问题：（1）选用如图所示装置及药品制取CO2。打开弹簧夹，制取CO2。为了得到干燥．纯净的CO2，产生的气流应依次通过盛有_________的洗气瓶(填试剂名称)。反应结束后，关闭弹簧夹，可观察到的现象是________________________。不能用稀硫酸代替稀盐酸，其原因是__________________________。（2）金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表：步骤现象将一小块金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应，放置冷却产生大量白烟，集气瓶底部有黑色固体产生，瓶壁上有白色物质产生在集气瓶中加入适量蒸馏水，振荡．过滤滤纸上留下黑色固体，滤液为无色溶液①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分，取适量滤液于2支试管中，向一支试管中滴加1滴酚酞溶液，溶液变红：向第二支试管中滴加澄清石灰水，溶液变浑浊。据此推断，白色物质的主要成分是________(填标号)。A．Na2OB．Na2O2C．NaOHD．Na2CO3②为检验黑色固体的成分，将其与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是________________。③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为_____________________。[收获与反思]三、化学反应原理的探究【例3】新切开的苹果在空气中放置一段时间表面会变黄，最终变成褐色，这种现象在食品科学上通常称为“褐变”。关于苹果褐变的原因有以下两种说法：A．苹果中的Fe2+被空气中的氧气氧化成了Fe3+B．苹果中的酚类物质被空气中的氧气氧化了究竟哪种说法正确，某合作小组同学通过实验进行了探究。材料：苹果、浓度均为·L–1的盐酸、NaCl溶液、NaHCO3溶液、Na2SO3溶液、KSCN溶液、开水（1）探究1：实验操作实验现象结论在“褐变”后的苹果上滴上2～3滴溶液说法A不正确（2）探究2：【查阅文献】Ⅰ.苹果中含有多酚和多酚氧化酶，苹果褐变是氧气、酚类、酚氧化酶共同作用生成了醌类物质的缘故。苹果中多酚氧化酶的活性温度为35℃左右、活性pH约为。Ⅱ.酚类物质遇FeCl3溶液常发生显色反应而呈现一定颜色，如苯酚显紫色，对苯二酚显绿色，甲基苯酚显蓝色。该小组将刚削皮的苹果切成七块，进行如下实验验证。请填写下表中相应的结论：序号实验步骤现象结论①在一块上滴加2～3滴FeCl3溶液表面变为绿色苹果中含有酚类物质。②一块放置于空气中，另一块迅速浸入·L–1NaCl溶液中表面逐渐褐变相当长一段时间内，无明显变化苹果褐变与有关③另两块分别立刻放入90℃～95℃的开水和·L–1盐酸中浸泡2min后取出，放置于空气中相当长一段时间内，均无明显变化苹果褐变与有关④最后两块分别立刻放入各·L–1的NaHCO3溶液、Na2SO3溶液里浸泡2min后取出，放置于空气前者表面逐渐褐变，后者相当长一段时间内，无明显变化亚硫酸钠溶液能阻止苹果褐变（3）问题与讨论：①·L–1的NaHCO3溶液和Na2SO3溶液的pH相近，Na2SO3溶液却能阻止苹果褐变，可能的原因是，反应的离子方程式为：。②褐变会影响苹果的品质和口感，试举出家中防止削皮苹果褐变的两种措施：、。[收获与反思]四、对实验方案的探究【例4】Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后，产生蓝色沉淀，请你推测可能有哪些产物？并设计试验来验证。[提示]经查资料得知：CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水。假设一：__________________________；假设二：__________________________；假设三：__________________________。实验设计：[收获与反思]实战演练．[2022新课标Ⅰ卷]醋酸亚铬[（CH3COO）2Cr·2H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：（1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是_________。仪器a的名称是_______。（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________。②同时c中有气体产生，该气体的作用是_____________。（3）打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是________；d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是___________、_________、洗涤、干燥。（4）指出装置d可能存在的缺点______________。【综合演练】1、化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤。（1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是________________________________________________________。（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是____________________。Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。依据实验过程回答下列问题：（3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：____________。（4）C中反应生成BaCO3的化学方程式是____________________________。（5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_____________（填标号）。a.在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体b.滴加盐酸不宜过快c.在A—B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d.在B—C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置（6）实验中准确称取样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为。则样品中碳酸钙的质量分数为_________。（7）有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是_________________________。2、化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。（1）实验一：用如下装置（夹持、加热仪器略）制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是_______________。②试剂a是____。（2）对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。（资料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水）实验二：验证B的成分①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：__________。②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是__________。（3）根据沉淀F的存在，推测的产生有两个途径：途径1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。途径2：实验二中，被氧化为进入D。实验三：探究的产生途径①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有________：取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由：_______。②实验三的结论：__________。（4）实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是_________________。（5）根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和生成。（6）根据上述实验所得结论：__________________。3．[2022新课标Ⅰ]凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3+H3BO3=NH3·H3BO3；NH3·H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。回答下列问题：（1）a的作用是_______________。（2）b中放入少量碎瓷片的目的是________。f的名称是__________________。（3）清洗仪器：g中加蒸馏水；打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充满管路；停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是____________；打开k2放掉水，重复操作2~3次。（4）仪器清洗后，g中加入硼酸（H