化学实验探究题常见题型分类解析

■湖南省衡阳县第六中学 胡爱卿

化学实验探究题常见题型分类解析

■湖南省衡阳县第六中学 胡爱卿

化学实验探究题能够较好地考查考生综合应用知识的能力。如何解答该类试题?下面我们以2 0 1 6年高考试题为例,针对化学实验探究题作出分析,供参考。

一、对已知物质性质的探究

该类试题注重考查考生能否将所学知识融会贯通,灵活应用所学知识。解答该类试题的关键是熟悉所学物质的相关性质及其性质演变出的各种现象。

某班同学用如下实验探究F e2+、F e3+的性质。回答下列问题:

(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1m o l·L-1的溶液。在F e C l2溶液中需加入少量铁屑,其目的是____。

(2)甲组同学取2m LF e C l2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴K S C N溶液,溶液变红,说明C l2可将F e2+氧化。F e C l2溶液与氯水反应的离子方程式为____。

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2m LF e C l2溶液中先加入0.5m L煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴K S C N溶液,溶液变红,煤油的作用是____。

(4)丙组同学取1 0m L0.1m o l·L-1K I溶液,加入6m L0.1m o l·L-1F e C l3溶液混合。分别取2m L此溶液于3支试管中进行如下实验:

①第一支试管中加入1m LC C l4充分振荡、静置,C C l4层显紫色;

②第二支试管中加入1滴K3[F e(C N)6]溶液,生成蓝色沉淀;

③第三支试管中加入1滴K S C N溶液,溶液变红。

实验②检验的离子是____(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有____(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为____。

(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的F e C l2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为____;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是____;生成沉淀的原因是____(用平衡移动原理解释)。

解析：(1)亚铁离子具有较强的还原性,能被空气中的氧气氧化,所以在配制的F e C l2溶液中加入少量铁屑的目的是防止F e2+被空气中的氧气氧化。(2)C l2可将F e2+氧化成铁离子,自身得电子生成氯离子,反应的离子方程式为2 F e2++C l2══2 F e3++2 C l-。(3)实验需要防止空气中的氧气将F e2+氧化,产生干扰,所以煤油的作用是隔绝空气。(4)根据F e2+的检验方法,向溶液中加入1滴K3[F e(C N)6]溶液,生成蓝色沉淀,一定含有亚铁离子;则实验②检验的离子是F e2+;碘易溶于C C l4,在C C l4中呈紫色,F e3+遇K S C N溶液显血红色,实验①和③说明F e3+与I-的反应为可逆反应。(5)盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的F e C l2溶液,溶液变成棕黄色,说明产物中有F e3+,反应为H2O2+2 F e2++ 2 H+══2 F e3++2 H2O;反应一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,说明双氧水分解产生氧气,且该反应为放热反应,而F e3+水解反应为吸热反应,因为放出的热促使了F e3+水解正向进行,生成了较多的氢氧化铁,从而产生沉淀。

答案：(1)防止F e2+被氧化

(2)2 F e2++C l2══2 F e3++2 C l-

(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)F e2+F e3+可逆反应

(5)H2O2+2 F e2++2 H+══2 F e3++2 H2O

F e3+催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热,促进F e3+的水解平衡正向移动

二、对变化规律的探究

物质性质递变规律的探究是中学化学实验探究的一个重要内容。我们在教材中学习了众多的变化规律,这些规律都是通过实验探究和相关理论结合得出的重要结论,现在它们仍然是高考命题的一些经典情境。

以N a2S O3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象,探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性(如表1)。

表1

(1)经检验,现象Ⅰ中的白色沉淀是A g2S O3。用离子方程式解释现象Ⅰ:___。

①用稀硫酸证实沉淀中含有C u+的实验现象是____。

图1

a.白色沉淀A是B a S O4,试剂1是____。

(3)已知:A l2(S O3)3在水溶液中不存在。经检验,现象Ⅲ的白色沉淀中无,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KM n O4溶液褪色。

①推测沉淀中含有亚硫酸根和____。

②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设:ⅰ.被A l(OH)3所吸附;ⅱ.存在于铝的碱式盐中。对假设ⅱ设计了对比实验,证实了假设ⅱ成立。

a.将对比实验方案补充完整。

步骤一(如图2):

图2

步骤二:___(按图2形式呈现)。

b.假设ⅱ成立的实验证据是____。

(4)根据实验,亚硫酸盐的性质有____,盐溶液间反应的多样性与____有关。

解析：(1)根据现象Ⅰ中的白色沉淀是A g2S O3,可以得出离子方程式为2 A g++。(2)根据信息C u+的相关性质,可以得出加入酸后会有红色固体铜析出。确认白色沉淀为硫酸钡,一般选取盐酸和氯化钡试剂检验,即试剂1是盐酸酸化的B a C l2溶液。证实沉淀中含有C u+和的理由是棕黄色沉淀与K I溶液反应生成白色沉淀(C u I),证明含有C u+,白色沉淀A为硫酸钡,证明含有。(3)①根据题意可知实验Ⅲ的白色沉淀中无,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KM n O4溶液褪色,则推测沉淀中含有亚硫酸根和氢氧化铝。②铝的碱式盐与氢氧化钠反应消耗的氢氧化钠的含量大于氢氧化铝,所以应该设计一个定量对比试验,根据白色固体消耗氢氧化钠的量不同来证实假设ⅱ成立,即实验方案设计步骤二为(如图3):

图3

V1明显大于V2,可说明沉淀中亚硫酸根存在于碱式盐中。

(4)根据实验中白色沉淀能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明亚硫酸盐具有还原性,另外亚硫酸根水解呈碱性。根据实验现象可知盐溶液间反应的多样性与两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件有关。

(2)①有红色固体生成 ②a.HC l和B a C l2溶液 b.在I-的作用下,C u2+转化为白色沉淀C u I,转化为。

(3)①A l3+、OH-②a.见图3。b.V1明显大于V2

(4)溶解性、还原性、在水溶液中呈碱性两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件

(责任编辑 谢启刚)