高考化学微一轮复习第32讲探究型综合实验题课件

《大学普通化学》 (下册)傅鹰著
白色沉淀，此沉淀易被氧化成微绿色的 Fe3(OH)8。
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根据资料信息，并依据白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的配色原理，甲同学 认为灰绿色(或绿色)的物质应是_____________________________________________。
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方案一：按图 1 进行实验。往 100 mL 大试管中加 40 mL 煤油，放入 3 粒米粒大小的 金属钠，塞上橡胶塞，通过长颈漏斗加入新制 FeSO4 溶液使煤油的液面至橡胶塞，夹紧弹 簧夹。
(1)简述钠发生反应的现象：___________________________。 (2)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式：__________________________。 方案二：按图 2 进行实验，d 为植物油。最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。 (3)提供的试剂或电极材料：①碳棒 ②铁棒 ③CuCl2 溶液 ④NaCl 溶液 ⑤稀硫 酸 a 为________，c 为________。(填序号)
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考点一 物质(wùzhì)成分、性质探究型实验题
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1．同一化学反应，可能会由于条件的不同、反应物用量不同等生成不同的产物，或 生成几种产物的混合物。对可能的产物提出假设，并利用学过的物质检验、鉴别等实验 方法进行确定，这就是物质成分的探究。
(3)水槽中的试管里收集的气体是________；如果要点燃该气体，必须进行的操作是
___________________________________。
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【探究三】
乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：
步 实验操作
骤
实验现象
取少量反应后的黑色粉末 X，加 黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿
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【题后悟道】 物质的检验 (1)物质检验的原则 一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。 (2)根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为三类 ①生成气体，如 NH4＋(加碱)、CO23－或 HCO－3 (加酸)等的检验。 ②生成沉淀，如 Cl－、SO24－、Fe2＋、Fe3＋等的检验。 ③显特殊颜色，如 Cu2＋的检验，Na＋、K＋的焰色反应。
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△ Ⅱ.(1)2NH3＋3CuO=====3Cu＋N2＋3H2O。 (2)如果 NH3 能够还原 CuO，则 CuO―→Cu，B 玻璃管中黑色固体变红色。有 H2O 生成，C 中无水 CuSO4 由白色变为蓝色。 (3)由于 C 装置是为了检验 H2O 的生成。所以 A 中制取的 NH3 需要进行干燥，可在 A、B 装置间添加盛碱石灰的干燥管。
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(5)增加的质量就是氧元素的质量，即
n(O)＝6.8186
g－5.60 g·mol－1
g＝0.08
mol，根据关系式
Fe3O4～4O～3Fe 计算，消耗 0.06 mol 铁，即剩余 0.04 mol 铁与氯化铁反应，消耗 0.08 mol
氯化铁。 答案：(1)提供水蒸气作反应物 Fe＋H2O(g)5=0=0==℃=FeO＋H2
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加入 d 之前对 c 进行加热煮沸处理的目的是_________________________。 写出电解的化学方程式：________________________。 Ⅱ.该研究性学习小组发现上述实验中出现的白色沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色。 继续进行以下研究。 (1)甲同学查阅资料得到 Fe(OH)2 部分的信息：
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考向二 物质性质的探究 3．某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨气的性质后讨论：既然氨气具有还原 性，能否像 H2 那样还原 CuO 呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小 组的活动并完成下列实验： Ⅰ.制取氨气 (1)实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体混合物的方法来制取氨气。写出实验 室制取氨气的化学方程式：_____________。 (2)实验室还可用向________(填一种试剂)中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。
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答案： △
Ⅰ.(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2=====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O (2)NaOH 固体(或生石灰或碱石灰等) (3)否 氨气极易溶于水，氯化铵对氨气在水中的溶解影响不大
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(3)有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法，想用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨 气。你认为能否达到目的？________(填“能”或“否”)，理由是____________________。
Ⅱ.实验探究 该小组中某同学设计了如图所示的实验装置(夹持及尾气处理装置未画出)探究氨气 的还原性(生成 Cu 和无污染的物质)：
(2)乙同学不同意甲同学的观点，认为灰绿色或绿色的物质应是 Fe(OH)2 被溶液中的 微量氧气氧化生成的 Fe3(OH)8。设计实验证明该观点：___________________________。
解析：Ⅰ.(1)钠的密度在煤油和水之间，与水反应生成 NaOH 和 H2，生成的 NaOH 和 FeSO4 反应生成 Fe(OH)2，所以反应的现象为钠在煤油和 FeSO4 溶液之间跳动，有气 泡生成。(3)利用电解原理生成 Fe(OH)2，所以阳极为金属铁，生成 Fe2＋，阴极为惰性电 极碳棒，电解质溶液电解生成 OH－，则符合条件的电解质溶液为 NaCl 溶液。生成的 Fe(OH)2 易被氧气氧化，所以加热煮沸可除去 NaCl 溶液中溶解的氧气。
Ⅰ
入少量盐酸，微热
色，产生少量气泡
向实验Ⅰ得到的溶液中滴加 2
Ⅱ
溶液没有出现红色
滴 KSCN 溶液，振荡
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(4)实验现象不能确定是否存在 Fe3O4 主要原因是_______________________________ (用离子方程式表示)。
【探究反思】 (5)乙同学称取 5.60 g Fe 粉，用右图装置反应一段时间后，停止加热，在干燥器中冷 却后，称得 6.88 g，取冷却后的固体与足量 FeCl3 溶液充分反应，测定消耗 FeCl3 的物质 的量，最终确定产物的成分。若此装置中 Fe 粉与水蒸气反应的产物为 Fe3O4，则消耗 FeCl3 的物质的量应为________mol。
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资料名称
氢氧化亚铁
《化学辞典》，顾翼东 白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体。与空气接 编，1989 年版 触易被氧化，将细粉喷于空气中，则立即燃烧出火花
《普通化学教程》 白色。能强烈吸收 O2，迅速变成棕色的 Fe(OH)3。这
(下册)
时氧化的中间产物为土绿色，其中含有 Fe2＋、Fe六十九页。
(3)根据气体性质特点，常见气体的检验方法可归纳为四类
红棕色为NO2、Br2 ①观察颜色黄绿色为Cl2
无色气体，打开瓶塞，瓶口出现红棕色为NO
②试纸检验：如 Cl2 能使湿润 KI－淀粉试纸变蓝，NH3 能使湿润红色石蕊试纸变蓝。 ③溶液检验：如澄清石灰水、品红溶液检验 CO2、SO2。④点燃法：如 O2、H2、CH4 的检验。
化学
高三总复习(fùxí)
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第十章 化学实验 综合题型 (shíyàn)
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第1讲 探究型综合(zōnghé)实验题
1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。 2.能对常见的物质进行检验。 考纲要求 3.能根据要求，做到：了解控制实验条件的方法；得出合理 结论。
2．同一化学物质，从其组成、结构等不同的角度，或在不同的条件下，可能会表现 出不同的化学性质，通过设计实验来确定物质的化学性质，这就是物质性质的探究。
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考向一 物质成分的探究 1．(2018·安徽太和中学月考)新型纳米材料 α-Fe 粉末具有超强磁性，可用作高密度 磁记录的介质和高效催化剂等。某校化学小组学生利用如图所示装置进行探究实验，已 知该校实验室的酒精灯火焰的温度约为 500 ℃。
电解 (3)② ④ 除去溶液中的氧气 Fe＋2H2O=====Fe(OH)2↓＋H2↑ Ⅱ.(1)淡绿色六方晶体 Fe(OH)2·nH2O (2)取适量所得灰绿色(或绿色)物质加入稀盐酸，沉淀溶解后，加入 KSCN 溶液，观察 溶液的颜色变化，若溶液变红，则该物质应为 Fe3(OH)8，反之则不是。
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【查阅资料】
在不同温度下，
粉末与水蒸气反应的固体产物不同，温度低于 570 ℃时，生成
FeO，高于 570 ℃时，生成 Fe3O4。
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【探究一】
(1) 甲 同 学 用 左 图 装 置 进 行 α-Fe 粉 末 与 水 蒸 气 的 反 应 ， 湿 棉 花 的 作 用 是
(2)检查气密性 水
(3)氢气 验纯
(4)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋或 Fe＋Fe3O4＋8H＋===4Fe2＋＋4H2O
(5)0.08
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2．Ⅰ.某研究性学习小组研究由 Fe2＋制备 Fe(OH)2，设计了两个实验方案。实验装置 图如下(夹持装置已略去)。
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Ⅱ.(1)根据资料信息及配色原理可知，灰绿色物质应是氢氧化亚铁晶体，化学式为 Fe(OH)2·nH2O。
(2)Fe3(OH)8 可写成 FeO·Fe2O3·4H2O，可利用检验 Fe3＋的方法来检验。
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答案：Ⅰ.(1)有气泡生成，钠在煤油和 FeSO4 溶液界面上下跳动，最终完全溶解 (2)2Na＋Fe2＋＋2H2O===Fe(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑
_________________________________________；
写出该反应的化学方程式： _______________________。
【探究二】
乙同学用右图装置进行
粉与水蒸气反应并验证产物。
(2)实验前必须对整套装置进行的操作是_________________；
试管 a 中的物质是______________。
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解析：(1)加热试管使湿棉花中的水蒸发，湿棉花主要是提供反应物水蒸气，与 α Fe 粉发生反应：Fe＋H2O(g)5=0=0==℃=FeO＋H2；
(2)反应生成氢气，所以实验前必须检查装置气密性；试管 a 中的物质是水。 (3)收集的气体是 H2；为了防止爆炸，点燃气体前，必须对气体进行验纯。 (4)步骤Ⅰ只能说明生成亚铁离子，步骤Ⅱ说明没有铁离子，也有可能是生成了铁离 子，但因为铁粉过量，与铁离子反应生成了亚铁离子，所以不能确定是否存在 Fe3O4，Fe ＋2Fe3＋===3Fe2＋。
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(1)写出氨气与 CuO 反应的化学方程式：_______________。 (2)为达到上述实验目的，预期的实验现象①_________________________________； ②_______________________________。 (3)该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，对该装置的改进措施 是___________________________________。 解析：Ⅰ.(2)可以用 CaO，固体 NaOH，碱石灰等碱性物质与浓氨水作用制取 NH3。 (3)由于 NH3 极易溶于水(1∶700)，所以即使用排饱和 NH4Cl 溶液来收集 NH3，也将 会有相当多的 NH3 溶解损失。