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第13讲综合实验探究-2-最新考纲核心素养1.根据化学实验的目的和要求,能做到:①设计实验方案;②正确选用实验装置;③掌握控制实验条件的方法;④预测或描述实验现象、分析或处理实验数据,得出合理结论;⑤评价或改进实验方案。2.以上各部分知识与技能的综合应用。1.变化观念与平衡思想认识化学实验是科学探究的一种重要形式,是研究物质及其变化的基本方法。2.证据推理与模型认知能运用分析推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立模型并运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。3.科学探究与创新意识能根据物质的性质,探究反应规律,体会实验条件控制对完成科学实验及探究活动的作用。-3-考点一考点二考点三考点四性质探究型综合实验真题示例(2019北京理综,28)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浓硫酸与Cu反应的化学方程式是②试剂a是。-4-考点一考点二考点三考点四(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AgNO3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。沉淀B溶液C沉淀Dⅰ.洗涤干净ⅱ.过量稀盐酸-5-考点一考点二考点三考点四①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)根据沉淀F的存在,推测SO42-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,SO32-被氧化为SO42-进入D。实验三:探究SO42-的产生途径SO42--6-考点一考点二考点三考点四答案(1)①Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O②饱和NaHSO3溶液(2)①Ag2SO3+4NH3·H2O2Ag(NH3)2++4H2O+SO32-②H2O2溶液,产生白色沉淀(3)①Ag+Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4沉淀时,必定没有Ag2SO4②途径1不产生SO42-,途径2产生SO42-(4)2Ag++SO2+H2OAg2SO3↓+2H+(6)实验条件下:SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO42-的速率;碱性溶液中SO32-更易被氧化为SO42--7-考点一考点二考点三考点四解析(1)①浓硫酸与Cu反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。②试剂a是饱和NaHSO3溶液,所起作用是吸收除SO2外的其他酸性气体。(2)实验二:①Ag2SO3溶于氨水形成银氨络合物,总反应离子方程式为Ag2SO3+4NH3·H2O2Ag(NH3)2++4H2O+SO32-。②滤液中含有Ba2+和SO32-,可加入H2O2溶液,观察有白色沉淀生成进行证明。(3)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Ag+;取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,说明没有SO42-,可判断B中不含Ag2SO4。②SO42-的产生途径是SO32-被氧化。-8-考点一考点二考点三考点四(4)根据信息,相关离子方程式是2Ag++SO2+H2O2H++Ag2SO3↓。(6)根据上述实验可知:SO2和AgNO3溶液既能发生沉淀反应,又能发生氧化还原反应,其中沉淀B为Ag2SO3,说明沉淀反应的速率比氧化还原反应大。-9-考点一考点二考点三考点四方法技巧气体的制取与性质实验题解题思路(1)实验流程。-10-考点一考点二考点三考点四(2)装置连接顺序。①分析各装置的作用,按实验流程连接;填接口连接顺序时还应注意:洗气或干燥气体时导气管应长进短出,干燥管大口进小口出。②净化气体时,一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无味的气体,最后除水蒸气。③检验混合气体时,先检验水蒸气,再检验并除去性质较活泼的气体,最后检验其他气体。如蔗糖与浓硫酸反应时混有少量SO2、CO2及水蒸气,应先用无水CuSO4检验水蒸气,再用品红检验SO2,用酸性高锰酸钾溶液除去SO2,然后用澄清石灰水检验CO2。-11-考点一考点二考点三考点四考点突破1.化学实验探究的基本环节(1)发现问题。就是在学习和实验的过程中所遇到的值得探究的问题和异常现象等。(2)提出猜想。就是根据已有的知识对所发现的问题的原因提出的几种可能的情况。(3)设计验证方案。就是根据猜想,结合实验条件设计科学、合理、安全的实验方案,对各种猜想进行验证。(4)具体实施实验。就是根据实验方案选择仪器、组装仪器、按步骤进行实验操作的过程。(5)观察现象,分析数据,得出结论。就是认真全面观察实验中出现的现象并及时记录所得数据,然后进行推理分析和数据处理,通过对比归纳得出结论。-12-考点一考点二考点三考点四2.探究物质性质的注意事项(1)有水蒸气生成的,先检测水蒸气,再检测其他成分。(2)对于需要进行转化才能检测的成分,如CO的检测,要注意先检测CO中是否含有CO2,如果有CO2,应先除去CO2,接着对CO进行转化,最后再检测转化产物CO2。(3)若试题只给出部分药品和装置,则应根据需要进行必要的补充;若有剩余,则应进行筛选。(4)如采用最合理的实验步骤,题目一般对反应原理、选择药品和装置、确定操作步骤都做了限定,必须高度重视。-13-考点一考点二考点三考点四应考训练考向1物质组成的实验探究1.(2019北师大附中模拟)某同学在做浓硫酸与铜反应的实验过程中,观察到铜片表面变黑,于是对黑色物质的组成进行实验探究。(1)用如图所示装置进行实验1(加热和夹持仪器已略去)。-14-考点一考点二考点三考点四实验1:铜片与浓硫酸反应①装置B的作用是。装置C中盛放的试剂是。②为证明A装置中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,实验操作及现象是。(2)探究实验1中120~250℃时所得黑色固体的成分。操作现象加热到120~250℃铜片表面变黑,有大量气体产生,形成墨绿色浊液继续加热至338℃铜片上黑色消失,瓶中出现“白雾”,溶液略带蓝色,瓶底部有较多灰白色沉淀-15-考点一考点二考点三考点四【提出猜想】黑色固体中可能含有CuO、CuS、Cu2S中的一种或几种。【查阅资料】资料1:亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂,向含有Cu2+的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液,生成红棕色沉淀。资料2:CuSCu2S黑色结晶或粉末灰黑色结晶或粉末难溶于稀硫酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水或热的浓盐酸难溶于稀硫酸和浓盐酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水-16-考点一考点二考点三考点四【设计并实施实验】实验2:探究黑色固体中是否含CuO①试剂A是。②甲认为ⅱ中溶液无色有可能是Cu2+浓度太小,于是补充实验确认了溶液中不含Cu2+,补充的实验操作及现象是。操作现象i.取表面附着黑色固体的铜片5片,用清水洗干净,放入盛有10mL试剂A的小烧杯中,搅拌黑色表层脱落,露出光亮的铜片ⅱ.取出铜片,待黑色沉淀沉降上层溶液澄清、无色-17-考点一考点二考点三考点四实验3:探究黑色固体中是否含CuS、Cu2S(3)获得结论:由实验2和实验3可得到的结论是实验1中,120~250℃时所得黑色固体中。(4)实验反思:分析实验1中338℃时产生现象的原因,同学们认为是较低温度时产生的黑色固体与热的浓硫酸进一步反应造成。已知反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则黑色固体消失时可能发生的所有反应的化学方程式为。操作现象i.取实验2中黑色固体少许,加入适量浓氨水,振荡后静置有固体剩余,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色ⅱ.另取实验2中黑色固体少许,加入适量浓盐酸,微热后静置有固体剩余,溶液变成浅绿色-18-考点一考点二考点三考点四答案(1)①防止C中溶液倒吸入A中NaOH溶液②冷却后将浊液倒入盛水的小烧杯中,得到蓝色溶液(或冷却后,将上层浓硫酸倒出,向瓶中加入少量水,得到蓝色溶液)(2)①一定浓度的稀硫酸②向上层清液中滴加2滴亚铁氰化钾溶液,没有明显现象(或无红棕色沉淀生成)(3)不含CuO,一定含有CuS,可能含有Cu2S(4)CuS+4H2SO4(浓)CuSO4+4SO2↑+4H2O,Cu2S+6H2SO4(浓)2CuSO4+5SO2↑+6H2O-19-考点一考点二考点三考点四解析(1)①反应生成的二氧化硫易溶于水,容易造成倒吸现象,装置B可以防止C中溶液倒吸入A中。二氧化硫会污染空气,且二氧化硫属于酸性氧化物,装置C中可以用NaOH溶液吸收二氧化硫。②硫酸铜溶液显蓝色,为证明A装置中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,可以将冷却后的浊液倒入盛水的小烧杯中,得到蓝色溶液即可证明。(2)①根据CuS、Cu2S的性质可知,二者均难溶于稀硫酸,可溶于硝酸,因此试剂A应该选择稀硫酸。②根据题意,亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂,向含有Cu2+的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液,可以生成红棕色沉淀。因此只要向反应后的溶液中加入亚铁氰化钾即可检验溶液中是否存在Cu2+。-20-考点一考点二考点三考点四(3)获得结论。根据实验2可知,黑色固体中不含CuO,根据实验3可知,加入适量浓氨水,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色;加入适量浓盐酸,微热后静置,溶液变成浅绿色,因为CuS微溶于浓氨水或热的浓盐酸,Cu2S难溶于浓盐酸,说明含有CuS、可能含有Cu2S。(4)实验反思。黑色固体中含有CuS、可能含有Cu2S,根据反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,CuS、Cu2S与浓硫酸的反应方程式分别为CuS+4H2SO4(浓)CuSO4+4SO2↑+4H2O,Cu2S+6H2SO4(浓)2CuSO4+5SO2↑+6H2O。-21-考点一考点二考点三考点四考向2物质性质的实验探究2.(2019北京海淀一模)某小组同学对FeCl3与KI的反应进行探究。【初步探究】室温下进行下表所列实验。(1)证明实验Ⅰ中有I2生成,加入的试剂为。(2)写出实验Ⅰ反应的离子方程式。(3)结合上述实验现象可以证明Fe3+与I-发生可逆反应,原因是。序号操作现象实验Ⅰ取5mL0.1mol·L-1KI溶液,滴加0.1mol·L-1FeCl3溶液5~6滴(混合溶液pH=5)溶液变为棕黄色实验Ⅱ取2mL实验Ⅰ反应后的溶液,滴加2滴0.1mol·L-1KSCN溶液溶液呈红色-22-考点一考点二考点三考点四【深入探究】20min后继续观察实验现象,实验Ⅰ溶液棕黄色变深,实验Ⅱ溶液红色变浅。(4)已知在酸性较强的条件下,I-可被空气氧化为I2,故甲同学提出假设:该反应条件下空气将I-氧化为I2,使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。甲同学设计实验:,20min内溶液不变蓝,证明该假设不成立,导致溶液不变蓝的因素可能是(写出两条)。(5)乙同学查阅资料可知,FeCl3与KI的反应体系中还存在呈棕褐色。依据资料从平衡移动原理解释实验Ⅱ中20min后溶液红色变浅的原因是。(6)丙同学针对20min后的实验现象继续提出假设:FeCl3与KI的反应、I-与I2的反应达到平衡需要一段时间,有可能20min之前并未达到平衡。为验证该假设,丙同学用4支试管进行实验,得到了颜色由浅到深的四个红色溶液体系,具体实验方案为。I-+I2I3-,I3--23-考点一考点二考点三考点四答案(1)淀粉溶液或CCl4(2)2Fe3++2I-2Fe2++I2(3)实验Ⅱ通过检验KI过量(或F