性质探究和定量化学实验讲解

第四讲性质探究和定量化学实验

考点四物质性质探究方案的设计与评价

1．性质实验探究的角度与方法

物质性质实验探究是中学化学实验探究的重要内容。设计实验探究时，要求原理准确、步骤简洁、现象明显、结论易得，且不对环境造成污染，中学化学性质实验探究的主要角度有：

(1)物质氧化性、还原性的判断。如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中，通过KMnO4溶液是否褪色来说明。

(2)物质氧化性强弱、还原性强弱的判断。如探究Fe3＋的氧化性强于I2时，可利用FeCl3与KI淀粉溶液反应，通过溶液是否变蓝色来说明Fe3＋的氧化性大于I2。

(3)同周期、同主族元素性质的递变规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，如通过Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg的活泼性强于Al。

(4)电解质强弱的判断。如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA的溶液，测pH，若pH>7，则说明HA为弱酸。

(5)物质酸性强弱的判断。如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理，将CO2气体通入Na2SiO3溶液，看是否有白色沉淀生成来判断。

(6)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验，找出规律。

2．物质实验探究设计需要注意的问题

(1)有水蒸气生成时，先检验水蒸气再检验其他成分。

(2)对于需要进行转化才能检测的成分要注意排除干扰。如CO的检验，要先检测CO中是否含有CO2，如果有CO2，先除去CO2后才能对CO实施转化，最后再检测转化生成的CO2。

(3)若试题只给出部分药品和装置，则应给出必要的补充；若给出多余的试剂品种，则应进行筛选。

(4)注重答题的规范性，有些题目要求指出试剂的名称。如无水硫酸铜、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、饱和NaHCO3溶液等。

1．(2018·江苏单科)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )

选项实验操作和现象结论

A 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，浊液变

清

苯酚的酸性强于H2CO3的酸性

B 向碘水中加入等体积CCl4，振荡后静

置，上层接近无色，下层显紫红色

I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解

度

C 向CuSO4溶液中加入铁粉，有红色固体

析出

Fe2＋的氧化性强于Cu2＋的氧化性

D

向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量

稀AgNO3溶液，有黄色沉淀生成

K sp(AgCl)＞K sp(AgI)

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资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快

速产生O2，在碱性溶液中较稳定。

(1)制备K2FeO4(夹持装置略)

A B C D

①A为氯气发生装置。A中反应方程式是_____________________________

_____________________________(锰被还原为Mn2＋)。

②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。

③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外还有_____________________________。

(2)探究K2FeO4的性质

①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：

方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色

方案Ⅱ用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生

K2FeO4将Cl－氧化，还可能由____________________________产生(用方程式表示)。

ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是________。

②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性：Cl2________FeO2－4(填“>”或“<”)，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO2－4的氧化性强弱关系相反，原因是_____________________________。

③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO2－4>MnO－4，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性FeO2－4>MnO－4。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。

理由或方案：_____________________________。

考点五 物质组成探究

1．核心知识必备

(1)常考气体的定性检验方法：包括Cl 2、NH 3、SO 2、HCl 、CO 2、NO 等。

(2)常考阳离子的检验方法，包括NH ＋4、Fe 3＋、Fe 2＋、Al 3＋、Cu 2＋、Ag ＋

等。

(3)常考阴离子的检验方法，包括Cl －、Br －、I －、SO 2－4、CO 2－3、SO 2－3等。

2．物质检验的一般思路

根据物质性质，使被检验物质与加入的试剂作用，转变为某种已知物质，或产生某种特殊现象，从而确定该物质的存在(物质性质也是帮助检验的重要依据)。常见的特殊现象有：

(1)生成气体。能够生成气体的离子很多，生成的气体的性质也常有相似之处，判断时要注意排除干扰离子。

(2)生成沉淀。许多金属阳离子或酸根阴离子都可生成具有特殊颜色、特殊性质的沉淀，但同时也应注意排除干扰离子。

(3)显现特殊颜色。特殊颜色的出现或消失并配合特殊试剂，是鉴别物质的常见方法，如KSCN 检验Fe 3＋、淀粉检验I 2等。

特别提醒 (1)能使品红溶液褪色的气体有：SO 2、Cl 2、O 3等，其中SO 2只能使石蕊溶液变红，而不能使其褪色，Cl 2、O 3最终可使石蕊溶液褪色。

(2)在中学化学中，氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。

(3)不溶于水也不溶于硝酸的白色沉淀是AgCl 或BaSO 4等。

(4)NO 气体的检验方法是向无色气体中通入空气(或O 2)，看气体是否变红棕色。

1．(2018·课标Ⅱ)K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：

(1)晒制蓝图时，用K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 作感光剂，以K 3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其

光解反应的化学方程式为：2K 3[Fe(C 2O 4)3]=====光照2FeC 2O 4＋3K 2C 2O 4＋2CO 2↑；显色反应的化学

方程式为_____________________________。

(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。

A B C D E F

①通入氮气的目的是_____________________________。

②实验中观察到装置B 、F 中澄清石灰水均变浑浊，装置E 中固体变为红色，由此判断