化學實驗探究題常見題型分類解析

■湖南省衡陽縣第六中學 胡愛卿

化學實驗探究題常見題型分類解析

■湖南省衡陽縣第六中學 胡愛卿

化學實驗探究題能夠較好地考查考生綜合應用知識的能力。如何解答該類試題?下面我們以2 0 1 6年高考試題為例,針對化學實驗探究題作出分析,供參考。

一、對已知物質性質的探究

該類試題注重考查考生能否將所學知識融會貫通,靈活應用所學知識。解答該類試題的關鍵是熟悉所學物質的相關性質及其性質演變出的各種現象。

某班同學用如下實驗探究F e2+、F e3+的性質。回答下列問題:

(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成0.1m o l·L-1的溶液。在F e C l2溶液中需加入少量鐵屑,其目的是____。

(2)甲組同學取2m LF e C l2溶液,加入幾滴氯水,再加入1滴K S C N溶液,溶液變紅,說明C l2可將F e2+氧化。F e C l2溶液與氯水反應的離子方程式為____。

(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹,該組同學在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幾滴氯水和1滴K S C N溶液,溶液變紅,煤油的作用是____。

(4)丙組同學取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。分別取2m L此溶液于3支試管中進行如下實驗:

①第一支試管中加入1m LC C l4充分振蕩、靜置,C C l4層顯紫色;

②第二支試管中加入1滴K3[F e(C N)6]溶液,生成藍色沉淀;

③第三支試管中加入1滴K S C N溶液,溶液變紅。

實驗②檢驗的離子是____(填離子符號);實驗①和③說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有____(填離子符號),由此可以證明該氧化還原反應為____。

(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的F e C l2溶液,溶液變成棕黃色,發生反應的離子方程式為____;一段時間后,溶液中有氣泡出現,并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是____;生成沉淀的原因是____(用平衡移動原理解釋)。

解析：(1)亞鐵離子具有較強的還原性,能被空氣中的氧氣氧化,所以在配制的F e C l2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止F e2+被空氣中的氧氣氧化。(2)C l2可將F e2+氧化成鐵離子,自身得電子生成氯離子,反應的離子方程式為2 F e2++C l2══2 F e3++2 C l-。(3)實驗需要防止空氣中的氧氣將F e2+氧化,產生干擾,所以煤油的作用是隔絕空氣。(4)根據F e2+的檢驗方法,向溶液中加入1滴K3[F e(C N)6]溶液,生成藍色沉淀,一定含有亞鐵離子;則實驗②檢驗的離子是F e2+;碘易溶于C C l4,在C C l4中呈紫色,F e3+遇K S C N溶液顯血紅色,實驗①和③說明F e3+與I-的反應為可逆反應。(5)盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的F e C l2溶液,溶液變成棕黃色,說明產物中有F e3+,反應為H2O2+2 F e2++ 2 H+══2 F e3++2 H2O;反應一段時間后,溶液中有氣泡出現,并放熱,說明雙氧水分解產生氧氣,且該反應為放熱反應,而F e3+水解反應為吸熱反應,因為放出的熱促使了F e3+水解正向進行,生成了較多的氫氧化鐵,從而產生沉淀。

答案：(1)防止F e2+被氧化

(2)2 F e2++C l2══2 F e3++2 C l-

(3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響) (4)F e2+F e3+可逆反應

(5)H2O2+2 F e2++2 H+══2 F e3++2 H2O

F e3+催化H2O2分解產生O2H2O2分解反應放熱,促進F e3+的水解平衡正向移動

二、對變化規律的探究

物質性質遞變規律的探究是中學化學實驗探究的一個重要內容。我們在教材中學習了眾多的變化規律,這些規律都是通過實驗探究和相關理論結合得出的重要結論,現在它們仍然是高考命題的一些經典情境。

以N a2S O3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實驗對象,探究鹽的性質和鹽溶液間反應的多樣性(如表1)。

表1

(1)經檢驗,現象Ⅰ中的白色沉淀是A g2S O3。用離子方程式解釋現象Ⅰ:___。

①用稀硫酸證實沉淀中含有C u+的實驗現象是____。

圖1

a.白色沉淀A是B a S O4,試劑1是____。

(3)已知:A l2(S O3)3在水溶液中不存在。經檢驗,現象Ⅲ的白色沉淀中無,該白色沉淀既能溶于強酸,又能溶于強堿,還可使酸性KM n O4溶液褪色。

①推測沉淀中含有亞硫酸根和____。

②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設:ⅰ.被A l(OH)3所吸附;ⅱ.存在于鋁的堿式鹽中。對假設ⅱ設計了對比實驗,證實了假設ⅱ成立。

a.將對比實驗方案補充完整。

步驟一(如圖2):

圖2

步驟二:___(按圖2形式呈現)。

b.假設ⅱ成立的實驗證據是____。

(4)根據實驗,亞硫酸鹽的性質有____,鹽溶液間反應的多樣性與____有關。

解析：(1)根據現象Ⅰ中的白色沉淀是A g2S O3,可以得出離子方程式為2 A g++。(2)根據信息C u+的相關性質,可以得出加入酸后會有紅色固體銅析出。確認白色沉淀為硫酸鋇,一般選取鹽酸和氯化鋇試劑檢驗,即試劑1是鹽酸酸化的B a C l2溶液。證實沉淀中含有C u+和的理由是棕黃色沉淀與K I溶液反應生成白色沉淀(C u I),證明含有C u+,白色沉淀A為硫酸鋇,證明含有。(3)①根據題意可知實驗Ⅲ的白色沉淀中無,該白色沉淀既能溶于強酸,又能溶于強堿,還可使酸性KM n O4溶液褪色,則推測沉淀中含有亞硫酸根和氫氧化鋁。②鋁的堿式鹽與氫氧化鈉反應消耗的氫氧化鈉的含量大于氫氧化鋁,所以應該設計一個定量對比試驗,根據白色固體消耗氫氧化鈉的量不同來證實假設ⅱ成立,即實驗方案設計步驟二為(如圖3):

圖3

V1明顯大于V2,可說明沉淀中亞硫酸根存在于堿式鹽中。

(4)根據實驗中白色沉淀能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,說明亞硫酸鹽具有還原性,另外亞硫酸根水解呈堿性。根據實驗現象可知鹽溶液間反應的多樣性與兩種鹽溶液中陰、陽離子的性質和反應條件有關。

(2)①有紅色固體生成 ②a.HC l和B a C l2溶液 b.在I-的作用下,C u2+轉化為白色沉淀C u I,轉化為。

(3)①A l3+、OH-②a.見圖3。b.V1明顯大于V2

(4)溶解性、還原性、在水溶液中呈堿性兩種鹽溶液中陰、陽離子的性質和反應條件

(責任編輯 謝啟剛)