■湖南省衡陽(yáng)縣第六中學(xué) 胡愛卿

化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題常見題型分類解析

■湖南省衡陽(yáng)縣第六中學(xué) 胡愛卿

化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題能夠較好地考查考生綜合應(yīng)用知識(shí)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(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題作出分析,供參考。

一、對(duì)已知物質(zhì)性質(zhì)的探究

該類試題注重考查考生能否將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通,靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。解答該類試題的關(guān)鍵是熟悉所學(xué)物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)及其性質(zhì)演變出的各種現(xiàn)象。

某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究F e2+、F e3+的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}:

(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(xué)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(yīng)的離子方程式為____。

(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn),該組同學(xué)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(xué)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(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

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

(5)丁組同學(xué)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(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____;一段時(shí)間后,溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是____;生成沉淀的原因是____(用平衡移動(dòng)原理解釋)。

解析：(1)亞鐵離子具有較強(qiáng)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(yīng)的離子方程式為2 F e2++C l2══2 F e3++2 C l-。(3)實(shí)驗(yàn)需要防止空氣中的氧氣將F e2+氧化,產(chǎn)生干擾,所以煤油的作用是隔絕空氣。(4)根據(jù)F e2+的檢驗(yàn)方法,向溶液中加入1滴K3[F e(C N)6]溶液,生成藍(lán)色沉淀,一定含有亞鐵離子;則實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)①和③說明F e3+與I-的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(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(chǎn)物中有F e3+,反應(yīng)為H2O2+2 F e2++ 2 H+══2 F e3++2 H2O;反應(yīng)一段時(shí)間后,溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,說明雙氧水分解產(chǎn)生氧氣,且該反應(yīng)為放熱反應(yīng),而F e3+水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),因?yàn)榉懦龅臒岽偈沽薋 e3+水解正向進(jìn)行,生成了較多的氫氧化鐵,從而產(chǎn)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(duì)實(shí)驗(yàn)的影響) (4)F e2+F e3+可逆反應(yīng)

(5)H2O2+2 F e2++2 H+══2 F e3++2 H2O

F e3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱,促進(jìn)F e3+的水解平衡正向移動(dòng)

二、對(duì)變化規(guī)律的探究

物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律的探究是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的一個(gè)重要內(nèi)容。我們?cè)诮滩闹袑W(xué)習(xí)了眾多的變化規(guī)律,這些規(guī)律都是通過實(shí)驗(yàn)探究和相關(guān)理論結(jié)合得出的重要結(jié)論,現(xiàn)在它們?nèi)匀皇歉呖济}的一些經(jīng)典情境。

以N a2S O3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反應(yīng)的多樣性(如表1)。

表1

(1)經(jīng)檢驗(yàn),現(xiàn)象Ⅰ中的白色沉淀是A g2S O3。用離子方程式解釋現(xiàn)象Ⅰ:___。

①用稀硫酸證實(shí)沉淀中含有C u+的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(jīng)檢驗(yàn),現(xiàn)象Ⅲ的白色沉淀中無(wú),該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸,又能溶于強(qiáng)堿,還可使酸性KM n O4溶液褪色。

①推測(cè)沉淀中含有亞硫酸根和____。

②對(duì)于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設(shè):ⅰ.被A l(OH)3所吸附;ⅱ.存在于鋁的堿式鹽中。對(duì)假設(shè)ⅱ設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn),證實(shí)了假設(shè)ⅱ成立。

a.將對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。

步驟一(如圖2):

圖2

步驟二:___(按圖2形式呈現(xiàn))。

b.假設(shè)ⅱ成立的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是____。

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn),亞硫酸鹽的性質(zhì)有____,鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與____有關(guān)。

解析：(1)根據(jù)現(xiàn)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(jù)信息C u+的相關(guān)性質(zhì),可以得出加入酸后會(huì)有紅色固體銅析出。確認(rèn)白色沉淀為硫酸鋇,一般選取鹽酸和氯化鋇試劑檢驗(yàn),即試劑1是鹽酸酸化的B a C l2溶液。證實(shí)沉淀中含有C u+和的理由是棕黃色沉淀與K I溶液反應(yīng)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(jù)題意可知實(shí)驗(yàn)Ⅲ的白色沉淀中無(wú),該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸,又能溶于強(qiáng)堿,還可使酸性KM n O4溶液褪色,則推測(cè)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(yīng)消耗的氫氧化鈉的含量大于氫氧化鋁,所以應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)定量對(duì)比試驗(yàn),根據(jù)白色固體消耗氫氧化鈉的量不同來證實(shí)假設(shè)ⅱ成立,即實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)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(jù)實(shí)驗(yàn)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(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與兩種鹽溶液中陰、陽(yáng)離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件有關(guān)。

(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(zhuǎn)化為白色沉淀C u I,轉(zhuǎn)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(yáng)離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件

(責(zé)任編輯 謝啟剛)