高三鲁科版化学一轮复习教案 探究型实验题

第３讲探究型实验题

热点一探究型实验题

１．对未知产物的探究

通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些物质逐一进行检验来确定究竟含有哪些物质。

虽然探究性实验主要考查学生的探究能力，但在问题中常常包含了对实验基础知识的考查。如：（１）常见物质分离的提纯方法：结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取法、渗析法等。

（２）常见气体的制备、净化、干燥、收集等方法。

（３）熟悉重点的操作：气密性检查、测量气体体积、防倒吸、防污染等。

２．物质性质的探究

（１）在探究过程中往往可以利用对比实验，即设置几组平行实验来进行对照和比较，从而研究和揭示某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。

（２）无机物、有机物性质的探究，必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上，大胆猜想，细心论证。脱离元素化合物知识，独立看待实验问题是不科学的，只有灵活运用已有的元素化合物知识，才能变探究型实验为验证型实验，使复杂问题简单化。

（２0１２·安徽理综，２8）工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏（主要成分为PbSO４）发生反应：PbSO４（s）＋CO错误!（aq）PbCO

（s）＋SO错误!（aq）。某课题组用PbSO４为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固３

体产物的成分。

（１）上述反应的平衡常数表达式：K＝____________________________________。

（２）室温时，向两份相同的PbSO４样品中分别加入同体积、同浓度的Na２CO３和NaHCO３溶液均可实现上述转化，在________溶液中PbSO４转化率较大，理由是_______________________________________________________________。

（３）查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[２PbCO３·Pb（OH）２]，它和PbCO３受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物（不考虑PbSO４）的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：

假设一：全部为PbCO３；

假设二：_____________________________________________________________；

假设三：_____________________________________________________________。

（４）为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。

１定性研究：请你完成下表中内容。

实验步骤（不要求写出具体操作过程）预期的实验现象和结论

取一定量样品充分干燥，……

某同学由图中信息得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：__________________________________________________________________。

解析突破本题的难点在于溶解平衡的应用和对数据的处理。

（１）反应的平衡常数是用各反应物和生成物的浓度来表示的，固体和纯液体的浓度是一定值，不出现在表达式中，故K＝错误!（或错误!）。

（２）在溶液中Na２CO３能完全电离生成CO错误!，而NaHCO３是弱酸的酸式盐，溶液中的HCO 错误!微弱电离生成CO错误!，故两者同浓度时，Na２CO３溶液中CO错误!浓度大，PbSO４转化率较大。

（３）根据原题的描述可知，PbSO４在转化时能生成PbCO３，也能生成碱式碳酸铅，故所得产物有三种可能情况：一是全部为碳酸铅，二是全部为碱式碳酸铅，三是两者都有。

（４）１因为PbCO３分解生成PbO和CO２，碱式碳酸铅分解生成PbO、CO２和H２O，故只要分析产物中是否有H２O生成就可以判断假设一是否成立。

２同意，若全部为PbCO３时，２6．7 mg完全分解后最终固体质量应为２２．３mg（或：不同意，实验最终得到固体的质量与全部为PbCO３时分解所得固体质量相差不大，可能是实验过程中产生的误差引起的）。

答案（１）错误!（或错误!）

（２）Na２CO３Na２CO３溶液中的c（CO错误!）大

（３）全部为２PbCO３·Pb（OH）２PbCO３和２PbCO３·Pb（OH）２（４）１

实验步骤

（不要求写具体操作过程）

预期的实验现象和结论

充分加热样品，将产生的气体通

入盛有无水硫酸铜的干燥管

若无水硫酸铜不变蓝，则假设一成立；

若无水硫酸铜变蓝，则假设一不成立

３

mg（或：不同意，实验最终得到固体的质量与全部为PbCO３时分解所得固体质量相差不大，可能是实验过程中产生的误差引起的）

（本题属于开放性试题，合理答案均可）

【典例２】某同学用如图１所示的装置来探究CO２、SO２与澄清石灰水的反应，结果通入CO２可以看到先浑浊后澄清的现象，但通入SO２看不到浑浊现象。

经思考后该同学改用如图２所示的装置，将气体收集在注射器中，缓慢地将气体通入澄清石灰水中，都能看到石灰水先变浑浊再澄清的现象，且通入SO２时产生的现象明显且快。

（１）对比分析两组实验，你认为用图１所示的装置实验时，通入SO２不能出现浑浊的原因可能是___________________________________________________________。

（２）用图２所示的装置实验时，以相同速率通入CO２和SO２，SO２产生浑浊、澄清的现象比CO２快的原因是_________________________________________________。

（３）用图１所示的装置进行SO２与澄清石灰水反应的实验若存在缺陷，其改进方法是（若你认为该装置没有缺陷，此空可以不填）________________________________。

解析对比图１实验和图２实验：气体进入澄清石灰水的速率——前者快，后者慢；现象——前者是只有通入CO２时石灰水才出现先变浑浊后澄清的现象，后者是通入SO２时石灰水先变浑浊后