2021届高三化学大一轮复习课件———专题9 第31.4讲 实验探究与创新意识的综合(共33张PPT)

③根据现象ⅲ结合化学用语及必要的文字解释Fe2＋能加快沉淀生成的原因： _2_F_e_2_＋_＋__(_S_C_N__)_2=_=_=_2_F__e3_＋_＋___2_S_C_N_－__，__消__耗__了__(S__C_N_)_2_，__促__进__平__衡__向__生__成__白__色__沉___ _淀__方__向__移__动___。
解析 根据“浅蓝绿色溶液”“白色沉淀”，可以判断铜被铁离子氧化成铜离 子，离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)该小组同学查阅资料认为现象ⅱ中的白色沉淀可能为CuSCN，设计实验进 行验证。 实验Ⅱ：取少量实验Ⅰ中的白色沉淀于试管中_滴__加__稀__硝__酸__，__白__色__沉__淀__逐__渐____ __溶__解__，__溶__液__变__蓝__并__产__生__无__色__无__味__气__体__ (补充所加试剂及实验现象)，证明该 白色沉淀为CuSCN。
0.2 mol·L－1 Na2SO3溶液 Ⅲ.产生棕黄色沉淀
(1)经检验，现象Ⅰ的白色沉淀为CuI，则反应的离子方程式为 __2_C_u_2_＋_＋__4_I_－_=_=_=_2_C_u_I_↓__＋__I_2__，氧化产物与还原产物的物质的量之比为_1_∶__2__。
解析 现象Ⅰ的白色沉淀为CuI，铜元素的化合价由＋2价降低到＋1价，则碘 元素化合价由－1价升高到0价，则反应的离子方程式为2Cu2＋＋4I－===2CuI↓ ＋I2；该反应中氧化产物为碘单质，还原产物为CuI，所以氧化产物与还原产物 的物质的量之比为1∶2。
解析 分析(3)中实验，发现促进白色沉淀生成，也可能是硫酸亚铁生成的铁离 子，需要证明铁离子是否能生成白色沉淀，是否能促进铜离子与硫氰根离子反 应。由实验结论逆推实验现象：缓慢生成白色沉淀。说明两点：一是Cu2＋与 SCN－生成白色沉淀；二是Fe3＋不能促进生成CuSCN。
(5)改变实验Ⅰ中铜的用量，设计实验Ⅴ：
2－
3
－
2＋
_______________________________________________________________________________________
_S_O__23－_转__化__为___S_O_24_－__。
解析 ①由已知信息可得Cu＋和稀硫酸反应生成Cu和Cu2＋，所以用稀硫酸证实 沉淀中含有Cu＋的实验操作和现象为取一定量的沉淀于试管中，向其中加入稀 硫酸，有红色固体析出。 ②a.证明溶液中有 SO24－，需要加入的试剂是盐酸和 BaCl2 溶液，现象是生成 白色沉淀 BaSO4。b.根据已知信息，加入 KI 溶液生成白色沉淀 CuI，说明沉 淀中有 Cu2＋；向清液中加入淀粉溶液没有颜色变化，说明生成的 I2 被 SO23－ 还原成 I－，SO23－被氧化为 SO24－，因此向清液中加入盐酸和 BaCl2 溶液，产生 BaSO4 沉淀，则沉淀中含有 Cu2＋和 SO23－。
解析 Mg(OH)2加热分解得到氧化镁和水，MgCO3加热分解得到氧化镁和二 氧化碳，若有氢氧化镁可用无水硫酸铜检验分解产生的水蒸气；若有碳酸镁， 可用澄清的石灰水检验产生的二氧化碳，所以B装置中的试剂是无水硫酸铜， C装置中的试剂是澄清石灰水。
(2)能证明乙同学观点正确的实验现象是__C_中__出__现__白__色__浑__浊__，__B__中__白__色__固__体____ _不__变__蓝__色_____。 Ⅱ.为进一步确定实验得到的固体产物的成分，可通过图乙所示装置的连接， 进行定量分析来测定其组成。
解析 利用信息ⅲ，如果白色沉淀是CuSCN，则它溶于稀硝酸生成硫酸铜并产 生无色无味气体。
(3)该小组同学继续探究白色沉淀的成因，进行如下实验。 实验Ⅲ：
试管内试剂
现象
结论
ⅰ.短时间内无明显变化，溶
2 mL 0.1 mol·L－1 液逐渐变浑浊，1小时后，有 CuSO4与
CuSO4溶液
少量白色沉淀生成
体，再用浓硫酸吸收水蒸气；之后，纯净的H2与碱式碳酸铜发生反应，产生的 两种气体先用浓硫酸吸收水蒸气，再用U形管中的碱石灰吸收二氧化碳，同时
连上装有碱石灰的球形干燥管，避免空气中的水和二氧化碳进入U形管而产生
误差，因此装置的连接顺序为a→kj→gf→de→hi→bc→l。
(3)经检验，现象Ⅲ的棕黄色沉淀中不含 SO42－，含有 Cu＋、Cu2＋和 SO23－。
已知：ⅰ.Cu2＋―S―C―N―－→CuSCN↓(白色)＋(SCN)2(黄色) ⅱ.(SCN)2的性质与卤素单质相似 ⅲ.CuSCN溶于稀硝酸，发生反应CuSCN＋HNO3―→CuSO4＋N2↑＋CO2↑＋ H2O(未配平) (1)依据现象ⅰ可预测该反应的离子方程式为_2_F_e_3_＋_＋__C__u_=_=_=_2_F_e_2_＋_＋__C_u_2_＋_。
解析 ①xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O与氢气反应生成单质铜、水和二氧化碳，反应
方程式为xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2
△ =====
(x＋y)Cu＋xCO2＋(x＋2y＋
z)H2O。
②实验中需要测定生成的水、二氧化碳的质量，由于从a口出来的气体中含有
水蒸气和挥发出来的氯化氢气体，会对实验造成干扰，应先用水吸收氯化氢气
(4)有同学认为实验Ⅲ不能充分证明其结论，并补充实验Ⅳ： 取2 mL 0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液，滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液后，溶液变 红，然后滴加2 mL 0.1 mol·L－1 CuSO4溶液于试管中，_缓__慢__生__成__白__色__沉__淀___(补 充实验现象)，说明白色沉淀不是由Fe3＋与SCN－反应生成，且Fe3＋不能加快 CuSCN的生成。
2.(2019·烟台期中)以CuSO4溶液和不同酸根离子形成的钠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。
实验
滴管
试剂 试管
现象
0.2 mol·L－1NaI溶液
Ⅰ.产生白色沉淀和黄色 溶液
0.2 mol·L－1
Ⅱ.产生绿色沉淀和无色
CuSO4溶液 0.2 mol·L－1 Na2CO3溶液 无味气体
解析 ①根据信息ⅱ，(SCN)2具有类似卤素的性质，暗示SCN－具有还原性， (SCN)2 具 有 氧 化 性 。 KSCN 与 CuSO4 反 应 较 慢 ， 发 生 反 应 2Cu2 ＋ ＋ 4SCN － ===2CuSCN↓＋(SCN)2。 ②探究Fe2＋对实验影响，必须设计对照实验，即探究KSCN与FeSO4反应是否显 色，所以试剂A为2 mL 0.2 mol·L－1硫酸亚铁溶液，排除了亚铁离子的干扰。 ③Fe2＋、Cu2＋与SCN－反应，抓住“瞬间”“局部溶液变红”“振荡后红色褪 去”等关键信息，由此暗示：Fe2＋＋(SCN)2===2Fe3＋＋2SCN－，消耗了(SCN)2， 促进生成白色沉淀。
实验操作及现象
ⅰ.加入铜粉后充分振荡，溶液变成浅蓝绿色； ⅱ.取少量ⅰ中清液于试管中，滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液，溶液变为红色，立即出现白色沉淀， 振荡后红色迅速褪去
该小组同学认为实验Ⅴ中现象ⅱ红色褪去与平衡移动有关，解释为 __C_u_2_＋_和__S_C_N__－_反__应__生__成__白__色__沉__淀__，__c_(_S_C_N__－_)_减__小__，__促__进__平__衡__F_e_3＋__＋__3_S_C_N__－____ __F_e_(S_C__N_)_3向__左__移____。
解析 铜量不足时，2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，清液中含有Fe3＋、Fe2＋、 Cu2 ＋ ， 向 清 液 中 加 入 KSCN 溶 液 ， 发 生 有 关 反 应 ： Fe3 ＋ ＋ 3SCN － Fe(SCN)3(溶液变为红色)，4SCN－＋2Cu2＋===2CuSCN↓＋(SCN)2(立即出现白 色沉淀)，振荡促进反应Fe2＋＋(SCN)2===2Fe3＋＋2SCN－，生成的SCN－继续与 Cu2＋结合生成沉淀，使c(SCN－)减小，促进平衡Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3向 左移动，也说明生成白色沉淀的平衡常数大于显色反应(络合反应)的平衡常数， 导致优先发生沉淀反应。
已知：Cu＋―稀――硫―酸→Cu＋Cu2＋
①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu＋的实验现象是_有__红__色__固__体__析__出___。
②通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2＋和SO
2－ 3
。
a.白色沉淀A是BaSO4，试剂1是__盐__酸__和__B_a_C_l_2溶__液___。
b.证实沉淀中含有Cu 和SO 的理由是 在I 作用下，Cu 转化为白色沉淀CuI， 2＋
思维流程
解题能力提升
1.某实验小组同学设计实验，完成Cu和Fe2(SO4)3溶液的反应，用KSCN溶液检 验是否还存在Fe3＋。 实验Ⅰ：
实验操作及现象 ⅰ.加入铜粉后充分振荡，静置，溶液变成浅蓝绿色； ⅱ.取少量ⅰ中清液于试管中，滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN 溶液，立即出现白色沉淀，溶液局部变为红色，振荡后 红色迅速褪去
之后纯净的h2与碱式碳酸铜发生反应产生的两种气体先用浓硫酸吸收水蒸气再用管中的碱石灰吸收二氧化碳同时连上装有碱石灰的球形干燥管避免空气中的水和二氧化碳进入u形管而产生误差因此装置的连接顺序为akjgfdehibcl
大一轮复习讲义
《新课程标准》 对化学学科的核心素养“实验探究与创新意识”提出明确的 要求如下：应具有较强的问题意识，能发现和提出有探究价值的化学问题，能 依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息 进行加工并获得结论；能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进 实验的设想；能尊重事实和证据，不迷信权威，具有独立思考、敢于质疑和批 判的创新精神。
3.(2020·西安质检)某实验小组的同学将光亮的镁条放入盛有适量滴有酚酞的饱 和碳酸氢钠溶液的试管中，观察到迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶 液由浅红色变为红色。将实验中收集到的气体点燃，能安静燃烧、产生淡蓝色 火焰，可知气体成分为H2。该小组同学对反应中产生的白色不溶物进行如 下猜测：
甲同学认为白色不溶物可能为Mg(OH)2； 乙同学认为白色不溶物可能为MgCO3； 丙同学认为白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。 Ⅰ.请用图甲所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分。 (1)装置B中试剂的化学式是_C_u_S_O__4 ，装置C中试剂名称是_澄__清__石__灰__水___。
(2)经检验，现象Ⅱ中产生的气体是二氧化碳，绿色沉淀是碱式碳酸铜 [xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O]。现采用氢气还原法测定碱式碳酸铜组成，请回答如 下问题： ①_x_C写__u出_C_Ox_3C_·_yu_CC_uO_(3_O·_yH_C)_u2_·(z_OH_H_2O_)2_＋·_zH_(x_2＋O__与y_)_H氢_2_气=_=_反△=_=_应=__的(_x_＋化__y学)_C_方u_＋_程_x_式C__O：_2_＋__(x_＋__2_y_＋__z_)_H_2_O__。 ②实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气气流方向的连接顺序是(填仪器 接口字母编号)：a→k_j __→gf→d_e___→h_i ___→bc___→l。
解析 乙同学认为白色不溶物可能为MgCO3，MgCO3加热分解得到氧化镁和二 氧化碳，所以能证明乙同学观点正确的实验现象是澄清石灰水变浑浊，无水硫 酸铜不变蓝。
(3)装置的连接顺序是_C__A_B_D__E__。
解析 装置B吸收水，装置D用于吸收CO2，但也可能吸收水，故装置B在D之 前，为保证实验结果准确，不能让空气中的CO2和H2O进入装置，且要保证生 成的气体被全部吸收，故装置的连接顺序CABDE。
KSCN反
应生成了
试剂A
ⅱ.无明显现象
白色沉淀，
2 mL 0.2 mol·L－1
ⅲ.瞬间产生白色沉淀，局部 Fe2＋能促
FeSO4和0.1 mol·L－1 溶液变红，振荡后红色褪去 进该反应
CuSO4混合溶液
在实验Ⅲ中：
①写出现象ⅰ中生成白色沉淀的离子方程式： __2_C_u_2_＋_＋__4_S_C_N__－_=_=_=_2_C__u_S_C_N__↓__＋__(S_C__N_)_2___。 ②试剂A为__2_m__L_0_._2_m__o_l·_L_－__1 _F_e_S_O_4_溶__液____。