《实验探究》课件

【例题3】纯碱、烧碱等是重要的化工原料。（1）利用如图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应：将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是

，反应的离子方程式是

；若其它操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是

。

（2）向100mL2mol/L的NaOH溶液中通入一定量CO2，充分反应后将溶液蒸发结晶，得到一定量的白色固体。试设计实验确认该白色固体的成分。①提出合理假设。假设1：NaOH和Na2CO3；假设2：只有Na2CO3；假设3：只有NaHCO3；假设4：

。(3)探究物质的组成、测量物质的含量水沿导管由广口瓶进入烧瓶

广口瓶中的长导管口有气泡产生

2OH－+CO2==

CO32－+H2O

（或OH－+CO2==

HCO3－）

Na2CO3和NaHCO3

②基于假设1，设计实验方案进行实验证明固体的成分是NaOH和Na2CO3。请在答题卡上写出实验步骤及预期现象和结论。限选实验试剂及仪器:1mol·L-1HCl溶液、1mol·L-1MgCl2溶液、0.5mol·L-1BaCl2溶液、1mol·L-1Ba(OH)2溶液、甲基橙试液、酚酞试液、试管、过滤装置。（步骤可不填满也可增加）实验步骤预期现象和结论步骤1步骤2步骤3取少量白色固体于试管中,加足量水溶解,再加足量0.5mol·L-1BaCl2溶液。产生白色沉淀,说明固体中含有Na2CO3；过滤,取2mL滤液于试管中,再向试管中滴加酚酞试液溶液变红色,说明固体中含有NaOH。【练习3】某同学为了验证Fe3+是否能氧化H2SO3生成了SO42–，他用50mL0.1mol/LFeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气，进行以下实验:（1）检验吸收液中的SO42–:

_______________________________________________________

，证明Fe3+能够把H2SO3氧化成SO42–。（2）请配平并完成上述反应中的化学方程式:2FeCl3+SO2+

==2FeCl2+H2SO4+2HCl，反应中的氧化产物是

_____（写化学式）。（3）吸收液中除了含有H+、Cl–、SO42–以外，对其它成份（Fe3+、Fe2+、H2SO3）的可能组合进行探究:①提出假设。假设1:溶液中存在Fe3+、Fe2+；假设2:溶液中存在

；假设3:溶液中存在Fe2+而不存在H2SO3（二者恰好完全反应）

取少量样品溶液于试管中,先滴入足量的稀盐酸（1分）,无明显变化,再滴入氯化钡溶液（1分）,如果有白色沉淀生成（1分）2H2O

H2SO4

Fe2+、H2SO3

实验步骤预期现象和结论步骤1：用试管取样品溶液2-3mL，再用滴管取

若出现血红色，则假设1成立；若未出现血红色，则假设2或假设3成立。步骤2：

结合步骤1的现象和结论，

___________________________②设计方案、进行实验，验证假设。请在表中写出实验步骤以及预期现象和结论（可以不填满）。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1moLL-1KMnO4.0.1moLL-1KSCN溶液、品红稀溶液。0.1mol/LKSCN溶液向试管中滴入1-2滴(1分)

另取2-3mL样品溶液于试管中滴入1-2mL品红稀溶液（1分）若品红溶液红色褪色,则假设2成立（1分）若品红溶液不褪色,则假设3或假设1成立。（1分）【练习4】某学习小组在研究水处理问题时，将一定量NaClO溶液与FeSO4溶液相混合，得到含有大量悬浮物的混合液。请完成对反应物剩余情况的探究。

(1)提出合理假设：假设1：FeSO4有剩余；假设2：NaClO有剩余假设3：__________________。

(2)样品初步处理：取少量混合液于试管中，滴加足量稀硫酸得到澄清溶液。此澄清溶液中肯定含有的金属阳离子是________。

(3)设计后续实验方案验证假设。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3mol/LH2SO4.0.01mol/LKMnO4.20%KSCN、3%H2O2、淀粉-KI溶液、紫色石蕊溶液。NaClO和FeSO4均无剩余

Na+、Fe3+

实验步骤预期现象和结论步骤1：将上述澄清溶液分置于A、B试管中。------------------------步骤2步骤3向A试管中滴加1-2滴0.01mol/L高锰酸钾溶液①若溶液紫红色退去,则假设1成立；②若溶液呈紫色,则假设2或3成立向A试管中滴加1-2滴紫色石蕊溶液若石蕊先变红后褪色,则假设2成立；若石蕊变红后不褪色,结合步骤2中的②结论,则假设3成立(4)探究化学实验中的反常现象【例4】某学生在学习中发现把酚酞滴入碱溶液中出现了这样三种情况:

(1)红色很快(半分钟内)消失；(2)红色过一段时间后消失；(3)红色永不消失．

为了进一步研究此实验“反常”的原因，该学生为主的研究性学习小组进行了下列实验:将2.0mol/L、1.0mol/L、0.5mol/L、0.25mol/L、0.1mol/L、0.01mol/L六种NaOH溶液各5ml于6个试管中，分别滴入1～2滴酚酞试液，实验结果于下表:

NaOH溶液2.0mol/L1.0mol/L0.5mol/L0.25mol/L0.1mol/L0.01mol/L明显变化立即0.5min3min6min18min颜色不变褪成无色1min2.5min6min18min颜色不变颜色不变分析实验数据回答下列问题:

(1)实验证明:_____

(2)取5ml0.01mol/L的NaOH-酚酞红色溶液，滴加1-2滴试剂H2O2，溶液红色很快消失。在该溶液中滴入稀NaOH溶液，不在出现红色，表明。(3)取少量已褪成无色的NaOH-酚酞溶液，逐滴滴加稀盐酸观察，溶液会重新出现红色；当继续加盐酸后，红色又会消失．试说明:_____。

(4)从上面实验现象与分析，我们可以进行如下猜测:酚酞是一种弱有机酸，在水溶液中存在着一个平衡体系:当溶液碱性增加，平衡，酚酞；当溶液碱性更强时，平衡，酚酞便。只有当NaOH溶液浓度小于0.1mol/L,即溶液PH小于13时。酚酞已被双氧水氧化破坏酚酞与稀的NaOH溶液反应显红色,与浓NaOH溶液反应红色消失。右移由无色变为红色左移由红色变为无色根据下表序(1)提供的探究样例,设计实验探究方案（要求方案尽可能简单）序号探究问题的两种不同猜想设计实验探究方案⑴向品红溶液中通入一种常见气体后，品红溶液褪色。甲：通入的是氯气。乙：通入的是二氧化硫实验设计：将褪色后的溶液加热，若红色再现，则通入的是二氧化硫，乙正确；若不再变红，则通入的气体是氯气，甲正确。⑵

在含有酚酞的氢氧化钠溶液中，滴加新制氯水，边滴边振荡，直到红色刚好褪去。甲：氯水中的HCl、HClO中和NaOH所致。乙：氯水中的HClO具有强氧化性，使红色酚酞溶液褪色。实验设计：

。（5）对经典问题进行质疑向上述刚好褪色溶液中再滴加一些NaOH溶液,若红色复出,则是因为HCl、HClO的酸性所致,甲正确；若红色不再复出,则因为HClO的氢氧化性所致,乙正确。⑶加热稀氨水，溶液中的c(OH一)的变化。甲：c(OH一)将增大。升高温度有利于电离平衡移动，使氨水中c(OH一)增大。乙：c(OH一)将减小。受热时温度升高氨气逸出，使c(OH一)减小。实验设计：

。⑷在少量Mg(OH)2悬浊液中，滴加适量饱和NH4Cl溶液，固体溶解。甲：NH4Cl水解产生的H+与Mg(OH)2电离出来的OH一发生中和反应而使Mg(OH)2溶解。乙：NH4Cl电离出的NH4+与Mg(OH)2电离出的OH一结合成弱电解质NH3·H2O，使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动，使Mg(OH)2溶解。实验设计：实验设计：（提示：选择合适试剂加入到Mg(OH)2悬浊液中）

。在试管中注入滴有酚酞的氨水,加热试管,观察溶液颜色变化,如果颜色变浅,则加热使氨水中的c(OH一)减小,乙正确；如颜色变深,则加热使c(OH一)增大,则甲正确。向Mg(OH)2沉淀中加入中性的醋酸铵浓溶液,加入后若Mg(OH)2不溶解,则甲正确；加入后若Mg(OH)2溶解,则乙正确。⑹探究化学规律【例6】某同学做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案经老师批准后进行实验,实验现象记录如下表。

实验方案实验现象①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应液中滴加酚酞Ⅰ.浮于水面，熔成小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变成红色②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水Ⅱ.产生大量气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色③钠与滴有酚酞试液的冷水反应

Ⅲ.反应不十分剧烈，产生的气体可以在空气中燃烧④镁带与amol·L-1的盐酸反应Ⅳ.剧烈反应，产生的气体可以在空气中燃烧⑤铝条与bmol·L-1的盐酸反应Ⅴ.生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失⑥向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液Ⅵ.生成淡黄色沉淀请根据记录回答下列问题:

(1)该同学的实验目的:。(2)比较a、b的大小关系（选择“大于”、“小于”、“等于”、“任意关系”填空）:ab

(3)完成实验方案3除需要烧杯、小刀、玻璃片、胶头滴管等外，还必须用到的一种仪器名称为；(4)请根据实验记录表填写实验现象序号对应的实验方案编号:Ⅰ:Ⅱ:Ⅲ:Ⅳ:；(5)请分别写出下列实验方案中各现象对应的离子方程式:实验方案2:；实验方案6:；(6)该实验的结论是。探究第三周期元素金属性、非金属性性质递变规律

等于镊子3154Al3++3OH－=Al(OH)3Al(OH)3+OH－=AlO2－＋2H2O

H2S+Cl2=2S↓+2H+＋2Cl－第三周期元素随原子序数的增大,元素金属性逐渐减弱,而非金属性逐渐增强。1.(2014·山东理综，31)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O，实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。烧瓶C中发生反应如下:Na2S(aq)＋H2O(l)＋SO2(g)===Na2SO3(aq)＋H2S(aq)(Ⅰ)2H2S(aq)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)(Ⅱ)(1)仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若________，则整个装置气密性良好。装置D的作用是__________________________。装置E中为________溶液。(2)为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为________。(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择________。a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是____________________。已知反应(Ⅲ)相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是___________________________。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有________。a.烧杯 b.蒸发皿c.试管 d.锥形瓶(4)反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3.Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：______________________________。供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液 解析(1)若装置不漏气,则长颈漏斗中会形成一段液柱并且液柱高度保持不变；装置D是安全瓶,可防止倒吸；装置E是尾气处理装置,用来吸收过量的SO2,故所盛溶液可以是NaOH溶液等。 (2)根据盖斯定律,由(Ⅰ)×2＋(Ⅱ)＋(Ⅲ)×3,得2Na2S(aq)＋Na2SO3(aq)＋3SO2(g)===3Na2S2O3(aq),故烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2∶1。 (3)装置B中的溶液不能和SO2发生反应。蒸馏水溶解SO2；Na2SO3溶液能与SO2发生反应:SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3；NaHCO3溶液也能与SO2发生反应:NaHCO3＋SO2===CO2＋NaHSO3；饱和NaHSO3溶液不能和SO2反应，也不溶解SO2。为使SO2缓慢进入烧瓶C，应使生成SO2的速率减慢，可通过控制滴加硫酸的速度来实现；因反应(Ⅲ)相对较慢，C中反应达到终点时S消耗完，现象是溶液变澄清。蒸发皿加热时不需垫石棉网；试管是小型玻璃仪器，加热时也不需垫石棉网；烧杯、锥形瓶底部面积大，防止受热不均匀，在加热时需垫石棉网。答案(1)液柱高度保持不变防止倒吸NaOH(合理即可)(2)2∶1(3)c控制滴加硫酸的速度(合理即可)溶液变澄清(或浑浊消失)ad(4)取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即可)2．(2014·安徽示范高中联考)氯气和漂白粉是现代工业和生活常用的消毒剂、杀菌剂。 (1)实验室拟用下列装置制备干燥纯净的氯气，请按照气体从左向右流动的方向将仪器进行连接:H→________、________→________、________→________；并指出其中广口瓶Ⅱ中的试剂为________。 (2)写出工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学反应方程式_______________________________________________。 (3)实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该样品中除CaCl2外可能存在的其他固体物质。 ①提出合理假设。 假设1:该漂白粉未变质，只含________； 假设2:该漂白粉全部变质，只含________； 假设3:该漂白粉部分变质，既含有Ca(ClO)2又含有CaCO3。 ②设计实验方案，进行实验。 限选用的仪器和药品:试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1mol·L－1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示:不必检验Ca2＋和Cl－。)实验步骤预期现象与结论步骤1取少量上述漂白粉于试管中，___________________________________________________________________________步骤2 解析(1)装置的连接顺序是制备装置→洗气除杂(除去氯化氢)→干燥装置→收集装置→尾气吸收装置。除去氯气中的氯化氢最好用饱和食盐水溶液。(3)①漂白粉的成分是Ca(ClO)2和CaCl2，在空气中变质后生成CaCO3，由于肯定存在CaCl2，所以除CaCl2外，可能存在的其他固体物质就有三种假设:只有Ca(ClO)2，只有CaCO3，既含有Ca(ClO)2又含有CaCO3。②将样品与盐酸混合，CaCO3能产生CO2，借助于澄清石灰水检验其存在；Ca(ClO)2能将盐酸氧化为氯气，借助于品红溶液检测其存在。答案

(1)B

A

C

D

E饱和食盐水(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(3)①Ca(ClO)2

CaCO3

②实验步骤预期现象与结论步骤1加入适量1mol·L－1盐酸溶解后，再将产生的气体通入澄清石灰水中①若澄清石灰水未变浑浊，则假设1成立；②若澄清石灰水变浑浊，则假设2或假设3成立步骤2向步骤1反应后的试管中滴入1～2滴品红溶液，振荡结合步骤1中的②：a.若品红溶液褪色，则假设3成立；b.若品红溶液不褪色，则假设2成立1．(2014·安庆联考)资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。 (1)提出假设 实验Ⅰ:用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变红。 该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测: 猜测1:白色不溶物可能为________________。 猜测2:白色不溶物可能为MgCO3。[题组训练·考能]猜测3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。(2)设计定性实验确定产物并验证猜测:实验序号实验实验现象结论实验Ⅱ将实验Ⅰ中收集到的气体点燃能安静燃烧、产生淡蓝色火焰①气体成分为________实验Ⅲ②取实验Ⅰ中的白色不溶物，洗涤，加入足量________③__________________________________白色不溶物可能含有MgCO3实验Ⅳ取实验Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液产生白色沉淀④溶液中存在________(3)为进一步确定实验Ⅰ的产物，设计定量实验方案，如图所示: 称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重1.8g，装置B增重8.8g，试确定白色不溶物的化学式:___________________________。 (4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气泡和白色不溶物的原因:________________________________________________。答案(1)Mg(OH)2(3)2MgCO3·Mg(OH)2或Mg(OH)2·2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)22．(2014·合肥检测)草酸(H2C2O4)是一种弱酸，在工业中有重要作用。某同学查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”，他将菠菜研磨成汁，热水浸泡，经过滤得到溶液，加入足量的CaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤、洗涤沉淀备用，然后对生成的沉淀进行探究。 (1)草酸盐溶液呈弱碱性的原因是_____________________。 (2)该同学对生成的沉淀进行定性探究。 ①提出合理假设。 假设1:只存在CaCO3； 假设2:既存在CaCO3，也存在CaC2O4； 假设3:__________________________________________。 ②基于假设2，设计实验方案，进行实验。请在下表中写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂： 1mol·L－1H2SO4.0.1mol·L－1盐酸、0.01mol·L－1KMnO4溶液、澄清石灰水。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量沉淀于试管中，加入__________________________________说明沉淀中有CaCO3__________________________________________________________，步骤2：__________________________________②实验步骤预期现象和结论足量0.1mol·L－1盐酸沉淀全部溶解，有气泡产生取步骤1的上层清液少许于另一洁净试管中，再滴加几滴0.01mol·L－1KMnO4溶液溶液紫红色褪去，说明沉淀中有CaC2O4，结合步骤1，知假设2成立3．(2013·四川理综，9)为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。 Ⅰ.AgNO3的氧化性 将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag＋除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。 (1)请完成下表:操作现象结论取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡____存在Fe3＋取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入____，振荡____存在Fe2＋【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2＋和Fe3＋Ⅱ.AgNO3的热稳定性用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。当反应结束后,试管中残留固体为黑色。(2)装置B的作用是________________。(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是________________________________________________。(4)【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。【