2017年最新高三总复习(专题攻略)之探究性化学实验:二. 探究物质的性质 Word版

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化学中学学习资料 化学学习 【高考预测】 1.(★★★)理解实验目的,掌握有关化学反应原理,化学仪器的使用,气体制备、除杂、干燥、收集、性质检验方法,以及尾气处理等。 2.(★★)理解实验条件的选择,注意控制变量。

锁定高考 1.(2016课标Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题: (1)氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的_________,反应的化学方程式为_______________。 ②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→______(按气流方向,用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤 实验现象 解释原因 打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 ① Y管中_____________ ② 反应的化学方程式___________

将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝集 打开K2 ③ _______________ ④ ______________ 化学中学学习资料 化学学习 【答案】

(1)① A; 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O(或B;NH3·H2ONH3↑+H2O); ② d c f e i;

(2)① 红棕色气体慢慢变浅;② 8NH3+6NO2 7N2 +12H2O; ③ Z中NaOH溶液产生倒吸现象;④ 反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压。

【考点定位】考查化学实验原理分析、气体收集、装置连接等基本操作及实验方案的设计的知识。 【名师点睛】制取气体的装置与反应物的状态有关,由固体混合物加热制取气体可以用略向下倾斜试管进行;固体混合或固体与液体混合不加热制取气体可以在锥形瓶中进行,也可以在烧瓶中进行。液体可以通过分液漏斗或长颈漏斗加入;若是液体与固体混合物加热制取气体,要在烧瓶中进行,同时为了受热均匀,应该垫上石棉网;装置的连接顺序一般是:制取气体、除杂、干燥、收集、尾气处理。要根据除杂原则,选取适当的试剂除杂、干燥,根据物质的物理性质或化学性质进行气体的收集和尾气处理。对于极易溶于水或某溶液的气体,尾气处理要注意防止倒吸现象的发生。要会根据物质的性质判断反应现象。 2.(2015广东)NH3及其盐都是重要的化工原料。 (1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 。 化学中学学习资料 化学学习 (2)按图13装置进行NH3性质实验。 ① 先打开旋塞1,B瓶中的现象是 ,原因是 ,稳定后,关闭旋塞1。 ② 再打开旋塞2,B瓶中的现象是 。 (3)设计实验,探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。 限制试剂与仪器:固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度) ① 实验目的:探究 对溶液中NH4Cl水解程度的影响。 ② 设计实验方案,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及 需拟定的数据,数据用字母表示;表中V(溶液)表示所配制溶液的体积)。 物理量 实验序号 V(溶液)/mL ……

1 100 2 100 ③ 按实验序号I所拟数据进行实验,若读取的待测物理量的数值为Y,则NH4Cl水解反应得平衡转化率为 (只列出算式,忽略水自身电离的影响)。 【答案】(1)A、C、G。 (2)① 产生白烟;打开旋塞1,氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒,形成白烟。 ② 烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到B瓶中,形成红色溶液。 (3)① 温度(或浓度) ② 化学中学学习资料 化学学习 物理量 实验序号 V(溶液)/mL NH4Cl质量(g) 温度(℃) pH …

… 1 100 m T1 Y 2 100 m T2 Z 或 物理量 实验序号 V(溶液)/mL NH4Cl质量(g) 温度(℃) pH ……

1 100 m T Y 2 100 m2 T Z ③ (10-Y×5.35)/m

(3)主要采用控制变量的方法,根据给出的仪器,有可控制温度水浴槽,那么可以完成温度对NH4Cl水解程度的影响,天平可以称出不同质量NH4Cl,那么可以配制出不同浓度的溶液,就可以探究浓度对NH4Cl水解程度的影响,故答案为温度或浓度。如果探究温度的影响那么控制浓度相同,改变温度,如果探究浓度相同,那么就要控制温度相同,不管哪一种探究都需要配制一定浓度的NH4Cl溶液,那么需要称量NH4Cl的质量,但不管探究的是哪种因素的影响,都需要使用pH计通过测量水解后溶液的pH来判断其水解程度,所以在表格中都应有一项为pH值。若探究温度对NH4Cl水解程度的影响时数据为: 物理量 实验序号 V(溶液)/mL NH4Cl质量(g) 温度(℃) pH ……

1 100 m T1 Y 2 100 m T2 Z 若探究浓度对NH4Cl水解程度的影响时数据为: 化学中学学习资料 化学学习 物理量 实验序号 V(溶液)/mL NH4Cl质量(g) 温度(℃) pH ……

1 100 m1 T Y 2 100 m2 T Z 如果pH 为Y,那么c(H+)=10-Ymol/L,物质的量为10-Ymol/L×0.1L=10-Y-1mol,那么水解的NH4Cl的物质的量也为10-Y-1mol,质量为10-Y-1mol×53.5g/mol=10-Y×5.35g,则NH4Cl水解反应得平衡转化率为:( 10-Y×5.35)/m。 【考点定位】本题主要考查了气体的制取、收集、尾气处理,将氨气和氯化氢反应的现象和喷泉实验的原理、盐类水解等结合到一起进行考查;还考察了通过控制变量进行探究的实验。 【名师点睛】气体制取装置有多种,主要包括:固—固、固—液、液—液几种组合,还要看反应要不要加热,再选则对应的装置;气体收集主要有排液法和排空气法,用排液法时气体在液体中的溶解度要小,用排空气法时就看怎样能把空气排走。进行实验探究时先要明确探究的目的,确定探究的方向,探究时要清楚哪些条件要控制不变的,要改变哪些条件,再根据实验用品设计实验方案,比如这道题,探究的是温度或浓度对NH4Cl水解程度的影响,那么改变的条件就是温度或浓度,其它条件要控制一样,最后根据实验的数据得出结论,有的时候还要对一些意外现象进行讨论。

夯实基础 气体制备性质实验的设计顺序:

1. 发生装置

气体的制备: ⑴ 固+固(加热):适用于制O2、NH3 化学中学学习资料 化学学习 ⑵ 固+液体(不加热):适用于制CO2、H2 ⑶ 固+液或液+液(加热):适用于制Cl2 2. 净化装置:气体的除杂 除杂原则:① 不损失主体气体 ② 不引入新的杂质 ③ 在密闭装置内进行 ④ 先除易除的气体。

例CO2(HCl)用饱和NaHCO3溶液 ;Cl2 (HCl) 用饱和食盐水。 3. 气体的干燥: ① 酸性干燥剂不能干燥碱性气体 ② 碱性干燥剂不能干燥酸性气体 ③ 具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体。(注H2、CO、SO2虽具有还原性,但可用浓硫酸干燥。) 常见干燥剂及气体的干燥

液态干燥剂 固态干燥剂

装 置

常见干燥剂 浓硫酸 无水氯化碱石灰 化学中学学习资料 化学学习 钙 不可干燥气体 NH3、HBr、HI NH3 CO2、SO2、Cl2、NO2

4. 气体的收集 (从以下气体中选择:H2、O2、CO2、NH3、SO2、Cl2、NO2、NO、CH4、C2H4 ) ⑴ 收集装置选择的原则是根据气体的溶解性和气体的密度以及气体的毒性等。只能用排水法收集的是 NO,只能用排空气法收集的是NH3、NO2。 ⑵ 可用排溶液法收集的是:Cl2(饱和食盐水)、CO2(饱和碳酸氢钠溶液)、SO2(饱和亚硫酸氢钠溶液) ⑶ 向上排空气法:式量大于29的气体。如 O2、CO2、SO2、Cl2 、NO2。典型装置是 B。 ⑷ 向下排空气法:式量小于29的气体。如 H2、NH3。典型装置是D。

A B C D E (5) 按气体收集方法列举常见气体填入表格内

5. 尾气的处理方法 (1)对于极易溶于水的尾气,如NH3、HCl、HBr等,可用水并要采用防倒吸装置吸收。

(2)对于溶解度不大的尾气。如Cl2、H2S、SO2等可直接将出气管插入吸收剂液面中吸收,吸收剂可用NaOH溶液。 (3)对于有毒且易燃的气体,如CO等,可采用在尾气出口处放置一酒精灯使CO燃烧转变为无毒CO2气体,或者用一气球收集。

E(a进b 出) E(b进a出) O2、CO2、SO2、Cl2 、NO2 H2、NH3 化学中学学习资料

化学学习 6. 防堵塞安全装置

7. 液封装置 8. 气体的检验方法: 气体 检验方法 现 象 O2 将带火星的木条插入容器中 木条复燃

H2 点燃,在火焰上方罩一个干冷烧杯 发出淡蓝色火焰,烧杯壁上有水珠凝结 依次通过灼热氧化铜和无水硫酸铜 黑色氧化铜变红色,无水硫酸铜变蓝色 CO2 通入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊

CO 点燃,在火焰上方罩一个干冷烧杯,再向烧杯中迅速倒入澄清石灰水,振荡 发出淡蓝色火焰,烧杯壁上没有出现水珠,澄清石灰水变浑浊 依次通过灼热的氧化铜和澄清石灰水 黑色氧化铜变红色,澄清石灰水变浑浊 CH4 点燃,在火焰上方罩一个干冷烧杯,再向烧杯内倒入澄清石灰水 发出蓝色火焰,烧杯壁上有水珠凝结,澄清

石灰水变浑浊 N2 将点燃的木条插入容器中,再倒入澄清石灰水 木条马上熄灭,澄清石灰水变浑浊

HCl 将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口 蓝色石蕊试纸变红

通入水中,滴入硝酸银溶液和稀硝酸 生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 H2O 通入无水硫酸铜 无水硫酸铜变蓝色

典例1.(2015课标Ⅰ)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10