高考化学创新专题十一实验化学课时3

课时3物质的性质探究化学反应条件的控制[考纲导航]知识条目必考要求选考要求选考分布2015201620179月10月4月10月4月(1)铝片(条)燃烧的方法b(2)铝表面氧化膜的作用b(3)观察有机物颜色和状态及辨别有机物气味的方法a(4)用乙醇和浓硫酸制取乙烯的原理、方法和操作b(5)乙醇、苯酚分子中羟基的化学活性比较b(6)盐酸、碳酸、苯酚酸性比较b(7)硫代硫酸钠和强酸反应的原理及现象b(8)浓度、温度对硫代硫酸钠与酸反应速率的影响b(9)不同的催化剂对同一反应的催化效果c(10)变量控制在实验研究中的应用c31(4)31(3)(11)氯化钴溶液的变色原理b(12)浓度、温度变化对氯化钴溶液平衡体系的影响b(13)不同条件下(酸、碱性)乙酸乙酯水解的速率和程度b考点一物质的性质探究[主干精讲]1.化学实验的过程探究2.铝及其化合物性质的实验探究实验探究项目实验方案设计现象、解释及问题铝与氧气反应将铝片剪成长5～8cm，宽0.2～0.3cm铝条，绕成螺旋状，一端缠绕一根火柴，坩埚钳夹住铝条另一端，点燃铝条上的火柴，待火柴快燃烧完时，将铝条伸入装有O2的集气瓶中(瓶内盛少量水)，观察现象实验现象：剧烈燃烧、发出耀眼的白光方程式：4Al＋3O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2Al2O3结论：通过去保护膜，增加氧气的浓度增大铝的接触面积等使铝在氧气中燃烧铝表面氧化膜的实验探究1.取3片铝片，将其中两片铝片用砂纸擦去表面的氧化膜破坏铝表面氧化膜的方法：①用砂纸擦；②用NaOH溶液；③用稀酸浸泡2.将一片擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol/L的CuSO4溶液中，观察铝片表面现象及其他可能发生的现象实验现象：铝表面有红色物质出现同时有少量气泡，铝片上下翻滚，溶液中出现黑色物质。化学方程式：Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋2Al＋3Cu2＋=2Al3＋＋3Cu2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑Cu(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CuO＋H2O3.将一片未擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol/L的CuSO4溶液中，观察铝片表面现象实验现象：无明显现象结论及解释：铝表面有致密氧化物保护膜4.取步骤(3)中的铝片，用水冲洗后，放入盛有3mL6.0mol/LNaOH溶液的试管中，1～2min后取出铝片，洗净，放入20mL0.5mol/L硫酸铜溶液中现象：开始无现象，后有气泡出现；铝片表面出现紫红色固体。离子方程式：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑2Al＋3Cu2＋=3Cu＋2Al3＋5.将另一擦去氧化膜的铝片放入盛有3mL浓硝酸的试管中，观察现象。1min后取出铝片，用水洗净，再放入20mL0.5mol/LCuSO4溶液的试管中现象：均无明显现象结论解释：铝表面生成一层致密的氧化物保护膜铝配合物的生成1.生成AlOeq\o\al(－,2)：试管中加入1mL1.0mol/LAlCl3溶液，逐滴加入6.0mol/LNaOH溶液，边滴加边振荡试管，观察实验现象现象：先生成白色沉淀，后逐渐溶解离子方程式：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O2.生成AlFeq\o\al(3－,6)：试管中加入1mL1.0mol/LAlCl3溶液，逐滴加入2mL10%NH4F溶液，再滴加1mL3.0mol/L氨水，边滴加边振荡试管，观察实验现象现象：无明显现象离子方程式：Al3＋＋6F－=[AlF6]3－3.乙醇、苯酚性质的实验探究实验项目实验步骤实验现象结论与解释乙醇、苯酚与钠的反应1.试剂准备：在两支干燥的试管，各加2mL乙醚，向其中一支试管中加入1mL乙醇，向另一试管中加入1.5g苯酚，振荡溶解形成无色透明溶液乙醇和苯酚均易溶解在乙醚中2.跟金属钠反应：向两支试管中各加一块(绿豆大小)吸干煤油的金属钠，观察比较实验现象开始时，钠沉在液体下面，后上浮，都有气体产生，但苯酚中产生气体速度稍快方程式：2C2H5OH＋2Na→2C2H5ONa＋H2↑乙醇是非电解质，苯酚是弱酸乙醇的氧化反应1.试剂准备：取一支试管，向其中加入1mL2mol/LH2SO4溶液，再滴加3～5滴5%K2Cr2O7溶液溶液呈橙色2.氧化：在上述准备好的溶液中，滴入乙醇，振荡，观察实验现象溶液变绿色离子方程式：2Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3CH3CH2OH＋16H＋→3CH3COOH＋4Cr3＋＋11H2O结论：乙醇具有还原性苯酚与FeCl3反应取1mL苯酚溶液加水稀释后，滴入0.1mol·L－1FeCl3溶液溶液呈紫色离子方程式：6C6H5OH＋Fe3＋→[Fe(OC6H5)6]3－＋6H＋苯酚与溴水反应取1mL苯酚溶液加水稀释后，滴入浓溴水产生白色沉淀化学方程式：＋3HBr比较HCl、H2CO3、酸性据如图装配好装置，检验气密性，加好试剂，打开分液漏斗活塞盛有Na2CO3试剂瓶中有气体，盛有苯酚钠溶液的试管变浑浊结论：酸性方程式：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑＋NaHCO3[典例剖析]【例1】为了测定乙醇的结构式，有人设计了用无水酒精与钠反应的实验装置和测定氢气体积的装置进行实验。可供选用的实验仪器如图所示。请回答以下问题：(1)测量氢气体积的正确装置是________(填写编号)。(2)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是________(填写编号)。A.防止无水酒精挥发B.保证实验装置不漏气C.使无水酒精容易滴下(3)实验前预先将小块钠在二甲苯中熔化成小钠珠，冷却后倒入烧瓶中，其目的是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知无水酒精的密度为0.789g·cm－3，移取2.0mL酒精，反应完全后(钠过量)，收集390mL气体。则乙醇分子中能被钠取代出的氢原子数为________，由此可确定乙醇的结构式为_____________________________而不是________________________________________________________________________________。(5)实验所测定的结果偏高，可能引起的原因是________(填写编号)。A.本实验在室温下进行B.无水酒精中混有微量甲醇C.无水酒精与钠的反应不够完全解析该实验利用的反应原理是ROH可与Na反应产生H2，以此计算乙醇分子中可被Na取代出的氢原子数从而确定乙醇的结构。据(4)可知，能产生390mLH2，因此只能选B作为测量H2体积的装置，C排空气法不可取，D试管无刻度，E中滴定管无此容量，整个装置连接为A→B。A部分中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接导管能使烧瓶与分液漏斗中压强保持一致，使乙醇易于滴下。将钠熔成小珠，是为了增大乙醇与钠的接触面积，提高反应速率，使乙醇与钠充分反应。根据2ROH→H2知，乙醇分子中能被钠取代出的氢原子数为：eq\f(\f(390×10－3L,22.4L·mol－1)×2,\f(2.0mL×0.789g·cm－3,46g·mol－1))＝1.01＞1测定结果偏高的原因，根据上述算式知，测定的体积偏大，或醇的物质的量偏小，即室温下进行或无水酒精中混有微量甲醇。答案(1)B(2)C(3)增大无水乙醇与钠的接触面积，使之充分反应(5)AB【例2】为了确定CH3COOH、及H2CO3的酸性强弱，有人设计了如图所示的装置进行实验：(1)若锥形瓶中装有一易溶于水的正盐固体，则A中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)装置B中盛放的试剂是________________，它的作用是_________________。(3)实验中观察到C中出现的主要现象是_________________________。解析由于酸性CH3COOH>H2CO3>。则可用CH3COOH与Na2CO3溶液反应产生CO2气体，经除杂后通入溶液中，生成的在水中的溶解度较小，使溶液变浑浊，来确定三种物质的酸性强弱。答案(1)2CH3COOH＋COeq\o\al(2－,3)→2CH3COO－＋CO2↑＋H2O(2)饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的CH3COOH(3)溶液变浑浊【例3】某同学在实验室从下图中(Ⅰ)标签的试剂瓶中取少许钠进行燃烧实验，在下图(Ⅱ)中进行。(1)装置A的名称为________；实验中，观察到的淡黄色的固体物质是________(写化学式)；观察到的黄色火焰是________元素的发射光谱。(2)实验后发现还有少许黑色固体生成。从反应物及实验操作猜测：该黑色物质可能为碳与另一种氧化物组成的混合物。则该氧化物可能是________或________(写化学式)。(3)对黑色固体物质的组成做如下探究：①实验Ⅰ中加入盐酸的目的是__________________________________________。②仅通过实验Ⅱ，用最简的步骤能快速确定黑色物质的组成，请完善该设计。[限选试剂：稀盐酸、KSCN溶液、K3Fe(CN)6溶液、10%的H2O2溶液]实验操作预期的现象与结论相关离子方程式取少量实验Ⅰ中的澄清溶液，加入________解析(1)加热固体所用仪器的名称为坩埚。钠与氧气加热反应生成的是Na2O2，钠的焰色反应呈黄色。(2)钠中所含的杂质是铁，在加热条件下铁与氧气反应可能生成黑色的FeO和Fe3O4。(3)①加入盐酸，若有不溶解的黑色固体，说明固体中含有碳；若固体完全溶解，则固体中不含碳。Fe3O4中含有Fe3＋和Fe2＋，而FeO中只含Fe2＋，故可以通过检验溶液中是否含Fe3＋，确定是FeO或Fe3O4。答案(1)坩埚Na2O2Na(或钠)(2)Fe3O4FeO(3)①检验黑色固体物质中是否有碳，同时溶解氧化物②适量的KSCN溶液如果溶液显红色，则黑色物质为Fe3O4，反之则为FeO(如果对Fe2＋继续检验，只要答案正确也可)Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3[考点精练]1.将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是()A.稀硝酸 B.稀盐酸C.硝酸铜 D.氢氧化钠解析铝条完全钝化以后，表面覆盖了一层氧化铝薄膜。氧化铝是两性氧化物，既能与稀HNO3、稀盐酸反应，也能与NaOH溶液反应，但不能跟Cu(NO3)2溶液反应。答案C2.欲从溶有苯酚的乙醇中回收苯酚，有下列操作：①蒸馏②过滤③静置分液④加入足量的金属钠⑤通入过量的CO2气体⑥加入足量的NaOH溶液⑦加入足量的FeCl3溶液⑧加入浓硫酸与NaBr晶体共热，最合理的步骤是()A.④⑤③ B.⑥①⑤③C.⑥①⑤② D.⑧②⑤③解析苯酚和乙醇的沸点相差较小，因此，不能直接蒸馏。要先将转化为沸点较高的盐类物质，然后控制蒸馏温度将乙醇蒸出，剩下的是的水溶液，通入足量的CO2，生成在水中溶解度较小的，再利用分液的方法便可得纯净的苯酚。答案B3.某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反应原理，该同学做了以下试验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是()选项实验及现象结论A将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝反应中有NH3产生B收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色反应中有H2产生C收集气体的同时测得溶液的pH为8.0弱碱性溶液中Mg也可被氧化D将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生弱碱性溶液中OH－氧化了Mg解析A项，检验氨气的方法正确，故A正确；B项，火焰呈淡蓝色，又根据反应物的特点可以判断该气体为H2，B正确；C项，pH为8.6时，仍然有气体生成，说明碱性条件下，Mg可以被氧化，故C正确；D项，若是氢氧根氧化了Mg，则氢氧根得电子被还原，不可能生成气体，所以D的结论不合理，故选D。答案D【归纳总结】探究类试题常见的命题形式和答题程序(1)探究类试题常见的命题形式①探究化学反应机理；②探究化学实验中的反常现象；③探究对经典问题的质疑；④探究未知物的成分；⑤探究物质的性质；⑥探究化学反应的条件；⑦探究化学反应的现象。(2)解答探究型实验题的基本程序解答探究型实验题的基本程序可用以下流程图表示：①提出问题要提出问题，首先得发现问题，对题给信息进行对比、质疑，通过思考提出值得探究的问题。此外，实验中出现的特殊现象也是发现问题、提出问题的重要契机。②提出猜想所谓猜想就是根据已有知识对问题的解决提出的几种可能的情况。有一些问题，结论有多种可能(这就是猜想)，只能通过实验进行验证。③设计验证方案提出猜想后，就要结合题给条件，设计出科学、合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。实验设计中，关键点是对试剂的选择和实验条件的调控。④观察实验现象，得出结论根据设计的实验方案，结合实验现象进行推理分析或计算分析得出结论。考点二化学反应条件的控制[主干精讲]1.化学实验条件的控制方法2.硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素(1)原理：方程式Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。利用Na2S2O3溶液与稀硫酸混合后出现浑浊的快慢，来研究条件变化对反应速率的影响。(2)实验过程：①取两个50mL锥形瓶，编为1、2号。向1号锥形瓶中加入10mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液，向2号锥形瓶中加入5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液和5mL蒸馏水。另取两支试管，各加入10mL0.1mol·L－1H2SO4溶液，然后同时将该溶液分别倒入1、2号锥形瓶中，记录反应所需的时间。②取一个50mL锥形瓶，编为3号，向其中加入10mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液，向另一支试管中加入10mL0.1mol·L－1H2SO4溶液，同时放入盛有热水的烧杯中，片刻后将锥形瓶和试管取出，将H2SO4溶液加到Na2S2O3溶液中，记录溶液的温度和反应所需的时间。3.催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响(1)原理：方程式：2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。除MnO2外，还可用CuO、Fe2O3等作H2O2分解的催化剂，通过观察比较H2O2溶液放出气泡的快慢程度或单位时间内H2O2分解放出O2的体积，讨论催化剂对反应速率的影响。(2)实验过程：①采用MnO2、Fe2O3等作H2O2分解的催化剂。各物质的用量以0.1g左右为宜。②实验装置可按下图组装。实验时，在50mL量筒中盛满水，倒置于水槽中，通过分液漏斗把5mL6%H2O2溶液加入锥形瓶。记录各时间段收集到氧气的体积。4.探究氯化钴溶液的颜色变化(1)原理：①氯化钴溶液的变色原理：通过加浓盐酸和加水的方式来改变平衡的移动。②CoCl2水合物呈现不同颜色的机理CoCl2的水合过程是放热过程，所以受热平衡朝着脱水方向移动。(2)实验过程①稀释酸性CoCl2溶液时的颜色变化实验步骤实验现象结论与解释①取一试管，加入3mL0.5mol·L－1CoCl2溶液，再慢慢滴加6mL浓盐酸，同时观察现象慢慢滴入浓盐酸时，溶液颜色由粉红色→紫色→蓝紫色→蓝色慢慢滴入浓盐酸时，Cl－浓度逐渐增大，平衡向生成[CoCl4]2－的方向移动②将上述溶液等分成两分，向一支试管中慢慢加入3mL蒸馏水，对比溶液颜色变化加水稀释时，溶液颜色由蓝色→蓝紫色→紫色→粉红色加蒸馏水稀释时，平衡向生成[Co(H2O)6]2＋的方向移动②加热CoCl2溶液时的颜色变化实验步骤实验现象结论与解释①取一支试管，加入3mL95%乙醇溶液、2～3小粒CoCl2·6H2O，振荡溶解，再慢慢加蒸馏水至恰好呈粉红色CoCl2·6H2O溶于乙醇时呈蓝色，加水时溶液颜色由蓝色→粉红色加蒸馏水稀释时，平衡向生成[Co(H2O)6]2＋的方向移动②用酒精灯加热①中所得溶液，再冷却，观察颜色变化加热时，溶液颜色由粉红色→紫色→蓝色，冷却时，溶液颜色又从蓝色→紫色→粉红色随着温度升高，CoCl2·6H2O逐渐失去结晶水。冷却时，CoCl2又结合结晶水转化成CoCl2·6H2O[典例剖析]【例1】影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。实验一：他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5mol·L－1、2mol·L－1、18.4mol·L－1)设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学的实验报告如下表：实验步骤现象结论①分别取等体积的2mol·L－1的硫酸于试管中②________反应速率Mg＞Fe，Cu不反应金属的性质越活泼，反应速率越快(1)甲同学表中实验步骤②为_______________________________________________________________________________________________________。(2)甲同学的实验目的是__________________________________________，要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是________。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验。(3)乙同学在实验中应该测定的数据是___________________________________________________________________________________________________。(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是___________________________。该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是_______________________________________________________________________________________________。实验二：已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。(5)针对上述实验现象，丙同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热，导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是________的影响。(6)若用实验证明你的猜想，除高锰酸钾酸性溶液、草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是________(填字母)。A.硫酸钾 B.硫酸锰C.二氯化锰 D.水解析(1)要想通过实验比较法得出正确的结论，必须排除其他因素的变动和干扰，即需要控制好与实验有关的各项反应条件。所以②中加入的Mg、Fe、Cu应该大小、形状都相同。(2)由实验报告的内容可知甲同学的实验目的是研究反应物本身的性质与反应速率的关系，所以还需要控制的实验条件是温度相同。(3)可以通过单位时间内产生气体的多少或产生相同体积的气体所需的时间来比较化学反应速率的快慢。(4)常温下Fe、Al遇浓H2SO4、浓HNO3钝化且Mg和浓H2SO4反应无氢气生成，所以不能选用18.4mol·L－1的浓H2SO4。(5)影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等，结合本题的内容分析推测，还可能是催化剂的影响。(6)因为该反应中无Cl－出现，所以MnSO4为最佳答案。答案(1)分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg(2)研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系温度相同(3)测定一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需的时间)(4)Mg(或Fe)、0.5mol·L－1硫酸和2mol·L－1硫酸常温下Mg和18.4mol·L－1浓硫酸反应生成SO2；Fe在18.4mol·L－1浓硫酸中发生钝化(5)MnSO4(或Mn2＋)的催化作用(6)B【例2】已知硫代硫酸钠溶液与稀H2SO4反应可析出单质硫沉淀：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，某同学按下表进行实验，请你判断哪一组先出现浑浊？编号加3%Na2S2O3(mL)加1∶5的H2SO4(滴)温度(℃)出现浑浊的快慢1525室温2515室温＋103525室温＋20解析反应物的浓度越大，反应温度越高，反应速率越快。由编号1和3可以看出，两种反应物的浓度相同，但编号3的温度高于1，故编号3先出现浑浊。再将编号3和2比较，3的浓度、温度均比2高，故最先出现浑浊的应是第3组。答案第3组【例3】(2016·浙江省艾青中学高二下期中)K2Cr2O7是橙红色晶体，K2CrO4是黄色晶体，若将K2Cr2O7配成一定浓度的溶液，可以发生的离子反应方程式为：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，当达到平衡时，溶液的颜色在橙色和黄色之间，试回答：(1)向盛有2mL的上述K2Cr2O7溶液的试管中滴入10滴2mol/L的氢氧化钠溶液，则试管中的溶液呈________色。原因是________________________________________________________________________________________________。(2)向(1)所得的溶液中滴入5滴2mol·L－1的硫酸溶液，试管中溶液呈________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________。(3)另取上述K2Cr2O7溶液2mL于试管中，小心加热，接近沸腾时，试管中的溶液颜色会有何变化________，理由是__________________________________________________________________________________________________。解析(1)加入氢氧化钠溶液，OH－浓度增大，使H＋浓度减小，平衡向右移动，CrOeq\o\al(2－,4)浓度增大，试管中溶液呈黄色。(2)滴入5滴2mol·L－1的硫酸溶液，加入的硫酸与氢氧化钠恰好中和，使颜色恢复橙色和黄色之间。(3)加热促进与水的反应，使CrOeq\o\al(2－,4)浓度增大，试管中的溶液颜色会变黄色。答案(1)黄加入OH－，使H＋浓度减小，平衡向右移动，CrOeq\o\al(2－,4)浓度增大(2)橙色与黄色之间加入的硫酸与氢氧化物恰好中和，使平衡恢复原状态(3)变黄加热促进与水的反应，使CrOeq\o\al(2－,4)浓度增大[考点精练]1.(2017·金华平阳二中高三月考)下列说法不正确的是()A.探究温度对反应速率影响时，分别水浴加热硫代硫酸钠溶液、硫酸溶液到一定温度，再将两溶液混合B.H2O2在过氧化氢酶的催化下，随着温度的升高，分解速率持续加快C.用简易量热计测定反应热，使用碎泡沫隔热保温、环形玻璃搅拌棒搅拌、量取达到的最高温度，计算反应热，取2～3次的实验平均值D.取皂化反应后的混合液滴入热水中，观察现象，可判断皂化反应是否完全解析A.探究温度对反应速率的影响时，控制其他量相同，只控制温度不同，则应将混合物分别在热水、冷水中反应，故A正确；B.过氧化氢酶的催化活性会受到温度的影响，温度过高，蛋白质变性，失去催化效力，故B错误；C.用简易量热计测定反应热，使用碎泡沫隔热保温、环形玻璃搅拌棒搅拌、量取达到的最高温度，可起到保温作用，计算反应热，取2～3次的实验平均值，可减小实验误差，故C正确；D.高级脂肪酸钠可溶于水，若有不溶物说明反应不完全，故D正确。答案B2.“碘钟”实验中，3I－＋S2Oeq\o\al(2－,8)=Ieq\o\al(－,3)＋2SOeq\o\al(2－,4)的反应速率可以用Ieq\o\al(－,3)与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃下进行实验，得到的数据如下表：实验编号①②③④⑤c(I－)/mol·L－10.0400.0800.0800.1600.120c(S2Oeq\o\al(2－,8))/mol·L－10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列问题：(1)该实验的目的是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)显色时间t1＝________。(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为________(填字母)。A.<22.0s B.22.0～44.0sC.>44.0s D.数据不足，无法判断(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是______________________________________________________________________________________________。解析由①和②知：c(I－)由0.040mol·L－1→0.080mol·L－1，t由88.0s→44.0s由①和⑤知，c(I－)由0.040mol·L－1→0.120mol·L－1，t由88.0s→eq\f(88.0,3)s＝29.3s温度越高，化学反应速率越快，而由20℃→40℃，显色时间t2应该比22.0s短，所以选A。答案(1)研究反应物I－与S2Oeq\o\al(2－,8)的浓度对反应速率的影响(2)29.3s(3)A(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比【规律方法】实验中反应条件控制方法——实验比较法实验比较法常常通过平行实验或先后的系列实验作观察和对比，分析影响的因素，值得指出的是，在比较某一因素对实验产生的影响时，必须排除其他因素的变动和干扰，即需要控制好与实验有关的各项反应条件，这就是变量控制的思想。课后限时训练(时间：45分钟)一、选择题1.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和生活质量的提高。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是()解析A、B、D采取的措施是使化学反应速率减慢。答案C2.有相同的三块铝片，进行如下实验实验一：取第一块铝片，直接放入硫酸铜溶液中观察现象实验二：取第二块铝片，用砂纸擦试表面后，放入硫酸铜溶液中观察现象实验三：将实验一中铝片从硫酸铜溶液中取出，洗净后放入氢氧化钠溶液中，片刻后取出铝片，洗净后再放入硫酸铜溶液中观察现象实验四：取第三块铝片，用砂纸擦试表面后，置于浓硝酸中，片刻后取出，洗净，再放入硫酸铜溶液中观察现象综合以上四个实验的主要目的是试图说明()A.铝片能和硫酸铜溶液反应B.铝片能和氢氧化钠溶液反应C.铝片不能和硝酸反应D.铝片表面能形成具有保护作用的氧化膜解析通过题中的实验对比，实验目的在于探究铝片表面氧化膜的保护作用。答案D3.在一定温度下，A、B能在溶液中发生反应生成C和D：A＋B=C＋D。a.将0.2mol/LA溶液和0.2mol/LB溶液各20mL混合b.将0.5mol/LA溶液和0.5mol/LB溶液各50mL混合c.将1mol/LA溶液和1mol/LB溶液各10mL混合，同时倒入30mL蒸馏水d.将1mol/LA溶液20mL和1.2mol/LB溶液60mL混合反应开始时，反应速率由大到小的顺序是()A.d＞b＞c＞a B.b＞d＞a＞cC.d＞c＞b＞a D.b＞c＞d＞a解析本题需先把每种情况下混合溶液中A、B的起始浓度求出来，然后根据其浓度大小来比较化学反应速率的大小。混合后各物质的起始浓度(mol/L)为：abcdA0.100.250.200.25B0.100.250.200.9混合后浓度最大的是d，其次是b，最小的是a，所以反应开始时，反应速率由大到小的顺序为d>b>c>a。答案A4.某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2eq\o(→,\s\up7(HCl))CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：实验序号初始浓度c/mol·L－1溴颜色消失所需时间t/sCH3COCH3HClBr2①0.800.200.0010290②1.600.200.0010145③0.800.400.0010145④0.800.200.0020580分析实验数据所得出的结论不正确的是()A.增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大B.实验②和③的v(Br2)相等C.增大c(HCl)，v(Br2)增大D.增大c(Br2)，v(Br2)增大解析A项，由实验①和②对比可知增大c(CH3COCH3)，反应时间变少，v(Br2)增大；B项，实验②和③反应时间相同，则v(Br2)相等；C项，比较实验①和③可知，增大c(HCl)时，反应时间缩短，v(Br2)增大；D项，比较实验①和④可知，增大c(Br2)时，v(Br2)不变，故选D。答案D5.(2016·浙江省温州市十校联合体高三下学期期初联考)为达到相应的实验目的，下列实验的设计或操作最合理的是()A.往装有铁钉的试管中加入2mL水、3滴稀醋酸和1滴K3[Fe(CN)6]溶液，可以观察到铁钉表面粘附气泡，同时周围出现蓝色沉淀B.在一个集气瓶中收集满CO2气体，取一小段除去表面氧化膜的Mg条用坩埚钳夹持点燃后迅速投入上述集气瓶中，取出坩埚钳，盖上玻璃片，观察Mg条在集气瓶底部燃烧C.为比较Cl与S元素非金属性强弱，相同条件下测定相同浓度NaCl溶液和Na2S溶液的pHD.给盛有铜与浓硫酸的试管加热，发现试管底部出现灰白色固体，为检验其中的白色固体为无水硫酸铜，可直接向试管中加入适量水解析A项，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁和氢气，Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀，A项正确；B项，做镁条与CO2的反应实验时，由于反应剧烈且放出大量的热，需用坩埚钳夹持在中低部燃烧，不能投入集气瓶底部，否则易导致集气瓶底部受高温炸裂，B项错误；C项，测定相同浓度NaCl溶液和Na2S溶液的pH，只能得到酸性：盐酸>氢硫酸，而比较非金属性的强弱，需比较高氯酸和硫酸酸性的强弱，C项错误；D项，不能直接向试管中加入适量水，浓硫酸剩余时加水放出大量的热可导致液滴飞溅，取反应后的白色固体在烧杯中加水溶解观察是否变为蓝色，D项错误。答案A6.下面说法正确的是()A.含有羟基的化合物一定属于醇类B.酚和醇都含有羟基，但其化学性质不完全相同C.分子中含有苯环和羟基的化合物一定是酚D.Na2SO3、Na2O2、CaO、苯酚久置于空气中，颜色均有变化解析羟基与苯环(或芳环)上的碳原子直接相连接所得到的化合物叫酚，若羟基不是与苯环(或芳环)上的碳原子直接相连接，则此化合物应属于醇类，所以A、C两个选项都是错误的；酚和醇虽然都含有羟基，但与羟基直接相连的烃基不同，由于官能团之间的相互影响，因而酚和醇的化学性质不完全相同，故B选项是正确的；苯酚久置于空气中，因被氧气氧化，颜色变为粉红色，Na2SO3、CaO久置于空气中，最终依次变为Na2SO4、CaCO3，但颜色仍然为白色，与原来颜色一样，Na2O2最终变为Na2CO3，颜色由淡黄色变为白色，所以D选项也是错误的。答案B7.对比和类推是研究物质的性质常用的方法。已知镁和铝都是较活泼的金属，下列描述正确的是()A.高温下，镁和铝在空气中都有抗腐蚀性B.镁和铝都能跟稀盐酸、稀硫酸和强碱反应C.镁在点燃条件下可以跟二氧化碳反应，铝在一定条件下可以跟氧化铁发生氧化还原反应D.铝遇冷的浓硝酸“钝化”，镁遇冷的浓硝酸也发生“钝化”解析镁在高温下容易燃烧，故A项错误；镁不能与强碱反应，故B项错误；铝、铁遇冷的浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”现象，镁遇冷的浓硫酸、浓硝酸不会发生“钝化”现象，故D项错误。答案C8.(2017·浙江湖州长兴中学高三月考)下列装置、操作及说法正确的是()A.图1可用来蒸馏海水B.图2证明铁生锈与空气有关C.图3定量测定H2O2的分解速率D.图4证明CH3CH2OH发生消去反应生成了乙烯解析A.蒸馏时温度计的位置应在蒸馏烧瓶的支管口处，不能插入到液面以下，故A错误；B.在中性溶液中铁发生吸氧腐蚀，瓶内压强减小，U形管左侧液面上升，故B正确；C.该实验不能用长颈漏斗，生成气体从长颈漏斗逸出，实验结果不准确，故C错误；D.乙醇也能与酸性高锰酸钾反应，本实验没有排除乙醇的影响，故D错误。答案B9.(2017·温州市10月模拟)在实验探究课上，同学们积极思考，涉及以下实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的方案有几种()A.3种B.4种C.5种D.6种解析①浓硫酸吸收空气中的水放热，温度计温度升高，故可从温度计读数来验证，故①选；②浓硫酸吸水，胆矾失去结晶水，变为白色的无水硫酸铜粉末，能够证明浓硫酸的吸水性，故②选；③浓硫酸吸水，饱和硝酸钾溶液中析出晶体硝酸钾，能证明浓硫酸吸水性，故③选；④浓硫酸吸水，试管中的水减少，证明浓硫酸具有吸水性，故④选；⑤鲜苹果块含水，浓硫酸吸水，苹果块变干，故⑤选；⑥浓硫酸具有脱水性，能够使pH试纸炭化，不能证明其吸水性，故⑥不选。答案C10.(2016·宁波宁海高三模拟)用如图装置进行实验，根据实验现象所得结论正确的是()甲乙丙结论A盐酸石灰石漂白粉溶液酸性：HCl＞H2CO3＞HClOB盐酸硫化亚铁硫酸铜溶液酸性：HCl＞H2S＞H2SO4C水过氧化钠水过氧化钠与水的反应是放热反应D浓盐酸二氧化锰碘化钾溶液氧化性：MnO2＞Cl2＞I2解析A.发生强酸制取弱酸的反应，但盐酸易挥发，盐酸可与漂白粉溶液反应，则该实验不能比较H2CO3、HClO的酸性，故A错误；B.硫化氢与硫酸铜反应生成CuS沉淀，CuS不溶于酸，不能比较酸性，且硫酸、盐酸均为强酸，而H2S为弱酸，故B错误；C.锥形瓶外壁发热，则由实验可知过氧化钠与水的反应是放热反应，故C正确；D.浓盐酸与二氧化锰反应需要加热，该装置不能生成氯气，不能比较氧化性，故D错误。答案C二、非选择题11.向含有H2SO4的H2O2溶液中滴加一定量的KMnO4溶液，反应开始时，溶液中Mn2＋的浓度c将随时间的变化而变化。某学生在做实验前认为，Mn2＋的浓度与时间t的关系如图①所示，做完实验后，得到的结果为图②所示。请说明下列问题：(1)写出H2O2与KMnO4溶液反应的化学方程式。__________________________________________________________________。(2)Oa段的意义。_________________________________________________________________。(3)ab段的意义及ab段很陡的原因。_________________________________________________________________。(4)bc段的意义。_______________________________________________________________。答案(1)5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋5O2↑(2)Oa段说明反应非常慢，溶液中c(Mn2＋)随时间变化很小(3)ab段说明反应非常快，c(Mn2＋)迅速增大，表明Mn2＋达到一定浓度时，对上述反应起到了催化作用(4)bc段说明反应趋于完全，最终溶液中c(Mn2＋)为定值12.(1)已知Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为10mL)：实验编号实验温度/℃c(Na2S2O3)/mol·L－1c(H2SO4)/mol·L－1①250.10.1②250.20.1③250.10.2④500.20.1⑤500.10.1其他条件不变时，探究温度对化学反应速率的影响，应选择________(填实验编号)；探究浓度对化学反应速率的影响，应选择________(填实验编号)；若同时选择①②③溶液变浑浊的同时，探究________对化学反应速率的影响。(2)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时，1molNa2S2O3转移8mol电子。该反应的离子方程式是________________，甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。(Ⅰ)甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和________性。(Ⅱ)加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是______________________________________________________________________________________。(Ⅲ)乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒，你认为甲、乙两同学的设计更合理的是________(填“甲”或“乙”)，理由是_____________________________________________________________________________________。解析(1)探究温度对反应速率的影响，应控制Na2S2O3、H2SO4的浓度相同，所以应选择①⑤或②④组；探究浓度对化学反应速率的影响，应控制温度相同，所以应选择①②或①③或④⑤；在①②③中，温度相同，改变的是不同反应物的浓度。(2)由于S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2＋5H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋，所以Na2S2O3具有还原性，要证明S2Oeq\o\al(2－,3)的还原性，应先加BaCl2溶液，再加足量氯水，这样可以排除BaS2O3的干扰。答案(1)①⑤或②④①②或①③或④⑤改变不同反应物的浓度对反应速率的影响(2)S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2＋5H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋(Ⅰ)还原(Ⅱ)SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓(Ⅲ)乙可以