1、 第 1 讲 探 究 型实 验 题 热点一 未 知产 物及 物质 性质的 探究 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 。正 确解 答此 类试 题的关 键 ：(1) 猜测 要全 面 ；(2) 熟记 常见 物质 的检 验 方法 。 【典 例 1 】 审题指 导 某研究 性学 习小 组用 下列 装置( 铁 架台 等支 撑仪 器略) 探究氧 化铁 与乙醇 的反 应， 并检 验反 应产物 。 联想： 乙 醇的 催化 氧 化。 (1) 用 2% 的 CuSO 4 溶 液和 10% 的 NaOH 溶 液
2、配 制 Cu(OH) 2 悬 浊液 的注意 事项 是_ 。 新制 Cu(OH) 2 悬浊 液 与醛基 的反 应需 要 碱性条 件。 (2) 为快速 得到 乙醇 气体 ， 可采取 的方 法是_ 。 若实验 时小 试管 中的 溶液 已经开 始发 生倒 吸， 你采 取的措 施是 _( 填 写编 号) 。 a. 取下 小试 管 b 移去 酒精 灯 c. 将导 管从 乳胶 管中 取下 d 以上 都可 以 升高 温度 可加 速 乙醇的 挥发 。 若液 体倒 吸入 加 热的反 应管， 可能 会 造成反 应管 炸裂， 取 下小试 管已 无济 于 事， 因 “ 溶液 已经 开 始发生 倒吸 ”。 (3) 如图实
3、 验， 观察 到红 色 的 Fe 2 O 3 全部变 为黑 色固 体 M ， 充分 反 应后停 止加 热。 取下 小试 管，加 热， 有砖 红色 沉淀 生成。 破题关 键 分析黑 色固 体(M) 可 为了检 验 M 的组 成， 进行 下列实 验。 M 能 被磁 铁吸 引； 加入 足量稀 硫酸 ，振 荡， 固体 全部溶 解， 未 观察到 有气 体生 成； 经检 验溶 液中 有铁 离子 和亚铁 离子 ，检 验铁 离子 的方法 是 _ ； 证明 溶液 含有 亚铁 离子的 方法 是 _ _ 。 能得出 的结 论是_( 填写编 号) 。 a.M 中 一定 有3 价和 2 价铁， 不能 确定 是否 有 0
4、 价铁 b.M 中 一定 有3 价和 0 价 铁，无 2 价铁 c.M 中 一定 有3 价铁 ，0 价和2 价 铁至 少有 一种 d.M 中 一定 有3 价 、2 价和 0 价铁 能的成 分， 铁 的氧 化 物 Fe 3 O 4 、FeO 和铁 粉均为 黑色 ，Fe 3 O 4 中既有 3 价铁 又有 2 价 铁， 且具 有磁 性，Fe 3 能溶解单 质 铁。 易错警 示 已知溶 液中 有 Fe 3 ， 检验 Fe 2 不能用 KSCN 溶 液。 (4) 若 M 的成 分可 表达为 Fe x O y ，用 CO 还 原法 定量 测定 其化学 组成 。 称取 m g M 样 品进 行定 量 测定
5、， 实验 装置 和步 骤如 下： 组装 仪器 ； 点燃 酒精 灯； 加入 试剂 ； 打开 分液漏 斗活 塞； 检查 气密 性； 停 止加 热； 关闭 分液 漏斗 活塞 ； 正确的 操作 顺序 是_( 填写 字母 编号) 。 a. b c. d 若 M 完 全被 还原 后碱 石灰 增重 n g，则 x y 为_( 用 m 、 n 表示) 。 破题关 键 . 检 查气 密性 属于 实验的 准备 阶段， 应 在加药 品前 进行 。 . 类 比氢 气还 原氧 化铜。 . 碱 石灰 增加 的质 量即为 反应 产生 的 CO 2 的 质量 ，得 关系 式 M 中 n(O) n(CO 2 ) 。 答案 (1
6、) 在过 量 NaOH 溶 液中滴 加数 滴 CuSO 4 溶液( 或 NaOH 过量) (2) 在烧杯 中加 入热 水( 或 对 烧杯加 热) c (3) 取少量 溶液 于试 管中 ， 加入 KSCN 溶液， 变 成血 红色 ， 则有 Fe 3 取少量 溶液滴 入适 量酸性 高锰 酸钾 溶液 中 ， 高锰酸 钾溶 液褪 色 ， 则有 Fe 2 a (4)b 11m 4n 14n2 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
7、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 。 【典 例 2 】 (2013 四 川理 综，9) 为了 探究 AgNO 3 的 氧化性 和热 稳定 性 ， 某 化 学兴趣 小组 设 计了如 下实 验 。 .AgNO 3 的 氧化性 将光亮 的铁 丝伸 入 AgNO 3 溶液中 ，一 段时 间后 将铁
8、丝取出 。为 检验 溶液 中 Fe 的氧化产 物 ，将 溶液 中的 Ag 除尽后 ，进 行了 如下 实验 ，可 选用试 剂 ：KSCN 溶液 、K 3 Fe(CN) 6 溶液、 氯水 。 (1) 请完成 下表 ： 操作 现象 结论 取少量 除 尽 Ag 后 的溶 液 于试管 中， 加 入 KSCN 溶液 ，振 荡 _ 存在 Fe 3 取少量 除 尽 Ag 后 的溶 液 于试管 中， 加 入_ ，振 荡 _ 存在 Fe 2 【实验 结论 】 Fe 的氧化 产物 为 Fe 2 和 Fe 3 。 .AgNO 3 的 热稳定 性 用下图 所示 的实 验装 置 A 加热 AgNO 3 固体， 产生 红
9、棕色气 体 ， 在装 置 D 中收集到无色 气体。 当反 应结 束后 ，试 管中残 留固 体为 黑色 。 (2) 装置 B 的 作用 是_ 。 (3) 经小组 讨论 并验 证该 无 色气体 为 O 2 ， 其验 证方 法 是 _ 。 (4) 【查阅 资料 】 Ag 2 O 和 粉末状 的 Ag 均为 黑色 ；Ag 2 O 可 溶于 氨 水 。 【提出 设想 】 试管 中残 留 的黑色 固体 可能 是 ： .Ag ；.Ag 2 O ； .Ag 和 Ag 2 O 。 【实验 验证 】 该小 组为 验 证上述 设想 ， 分别取 少量 黑色固 体放 入试 管中 ， 进 行了如 下实 验 。 实验编 号
10、 操作 现象 a 加入足 量氨 水， 振荡 黑色固 体不 溶解 b 加入足 量稀 硝酸 ，振 荡 黑色固 体溶 解， 并有 气体 产生 【实验 结论 】 根据 上述 实 验结果 ，该 小组 得 出 AgNO 3 固体 热分 解的 产物有_ 。 解析 .(1)Fe 3 遇 KSCN 溶液， 溶液 变血 红色 。 由 于氯水 与 Fe 2 反应， 现 象 不明显 ， 应 直接 用 K 3 Fe(CN) 6 溶液 检 验，如 有蓝 色沉 淀出 现， 则证 明 Fe 2 存在，否 则不 存在。 .(2)装置 B 为安 全瓶 ，可 以防止 倒吸 。 (3) 检验氧 气的 常用 方法 是 利用其 助燃 性
11、， 使带 有火 星的木 条复 燃。 (4)a 实验中，加入氨水黑 色固体不溶解，证明原物 质不含 Ag 2 O ，同时也证 明原物质为 Ag ；b 实 验中， 只能 证明 原黑色 固体 含 有 Ag，因 Ag 2 O 也 可以 溶解 在足 量稀 硝酸中 ， 所 以不能 证明 是否 含 有 Ag 2 O 。 由上述 实验 的综 合分 析可 知，AgNO 3 固 体热 分解 时 的产物 分别 为 Ag 、NO 2 和 O 2 ，化 学 方程式 为 2AgNO 3 = 2Ag 2NO 2 O 2 答案 (1) 溶 液 呈血 红 色 K 3 Fe(CN) 6 溶液 产 生 蓝色 沉 淀 (2) 防 倒
12、吸 (3) 用带 火 星 的 木条伸 入集 气瓶 内 ， 木条 复燃 ， 证明 无色 气体 为 O 2(4)b Ag 、NO 2 、O 2题组一 未 知产 物的 探究 1 实验室中需要 22.4 L( 标准状况)SO 2 气体。 化学小组同学依据化学方程式 Zn 2H 2 SO 4 ( 浓)= ZnSO 4 SO 2 2H 2 O 计算 后 ， 取 65.0 g 锌粒与 98% 的浓 H 2 SO 4 ( 1.84 g cm 3 )110 mL 充分反应 ， 锌全部 溶解 ，对 于制 得的 气体 ， 有同 学认 为可 能混 有杂质 。 (1) 化学小组所制得的气体中混有的主要杂质 气体可能是_
13、( 填分 子式) 。产生这种 结 果 的主要 原因 是_( 用 化学方 程式 和必 要的 文字 加以说 明) 。 (2) 为证实 相关 分析 ， 化学 小组的 同学 设计 了实 验 ， 组装了 如下 装置 ， 对所 制 取的气 体进 行探究 。 装置 B 中加 入的 试剂_ ，作 用是_ 。 装置 D 加 入的 试剂_ ， 装置 F 加入的试 剂_ 。 可证实 一定 量的锌 粒和 一定量的 浓硫 酸反应 后生 成的气体 中混 有某杂 质气 体的实验 现 象是_ 。 U 形管 G 的作 用为_ 。 答案 (1)H 2随 着 反 应 的 进 行 ， 硫 酸 浓 度 降 低 ， 致 使 锌 与 稀
14、硫 酸 反 应 生 成 H 2 ，Zn H 2 SO 4 =ZnSO 4 H 2 (2) NaOH 溶液(或酸性 KMnO 4 溶液 ，其 他合 理答 案 也可) 除去混 合气 体中 的 SO 2浓硫 酸 无水 硫酸 铜 装置 E 玻璃 管中 黑色 CuO 粉 末变 红色 ， 干 燥管 F 中无水 硫酸 铜变 蓝色 防止 空气 中 的 H 2 O 进入 干燥 管 F 而影响杂 质气 体 的检验 解析 (1) 从物 质的 量关 系 来看， 发生 反应 Zn 2H 2 SO 4 ( 浓)=ZnSO 4 SO 2 2H 2 O ， H 2 SO 4 略过 量， 但是 实际 上随着 反应 的进 行 ，
15、 硫 酸 的浓度 降低 ； 当硫 酸的 浓 度降到 一定 程度， 反应 变 为 Zn H 2 SO 4 =ZnSO 4 H 2 。 (2) 该 实 验的目 的是 为了 通过 加热 还原 CuO 验证 H 2 的存 在， 通过 F 装置进一 步确 认 有 H 2 O 生成 ； 具体 的实 验装 置及 作用 是 A 产 生待研 究的 气体 ， B 除去 气体中 的 SO 2 ( 可 以利 用 SO 2 的性 质选 取 NaOH 溶液 或酸性 高 锰酸钾 溶液) ， C 验证 SO 2 已除 尽， D 干燥 气体， E 若有 H 2 ， 则加 热 E 玻璃 管， CuO 固体由 黑色 变为 红色 ，
16、F 利用无 水硫 酸铜 吸水 变蓝 进一步 确定 气体 中 H 2 的存 在，G 防止空 气中 的水 蒸气 进 入 F 装置而干扰实 验。 1 物 质检 验的 三原 则 一看( 颜 色、 状态) 二嗅(气味) 三实验( 加试 剂) 2 根 据实 验时 生成 物所 表 现的现 象不 同， 检验 离子 的方法 可归 纳为 三类 (1) 生成气 体， 如 NH 4 ( 加碱) 、CO 2 3 ( 加酸) 的 检验 。 (2) 生成沉 淀， 如 Cl 、SO 2 4 、Fe 2 的检验。 (3) 显特殊 颜色 ， 如 Fe 3 的检验，Na 、K 的焰 色反 应。 3 根 据气 体性 质特 点， 常
17、见气体 的检 验方 法可 归纳 为四类 (1) 观察颜 色 红棕色 为NO 2 黄绿色 为Cl 2 无色气 体， 打开 瓶塞 ，瓶 口出现 红棕 色为NO(2) 试纸检 验： 如 Cl 2 能 使 湿润 KI 淀粉试纸变 蓝，NH 3 能使 湿润 红色 石蕊试 纸 变蓝。 (3) 溶液检 验： 如澄 清石 灰 水、品 红溶 液检 验 CO 2 、SO 2 。 (4) 点燃法 ： 如 O 2 、H 2 、CH 4 的检 验。 题组二 物 质性 质的 探究 2(2013 北京 理综 ，28) 某 学生 对 SO 2 与 漂粉 精的 反 应进行 实验 探究 ： 操 作 现 象 取 4 g 漂粉 精固
18、 体， 加入 100 mL 水 部分固 体溶 解， 溶液 略有 颜色 过滤， 测漂 粉精 溶液 的 pH pH 试纸 先变 蓝(约为 12) ， 后褪色 .液 面上 方出 现白 雾； .稍 后， 出现 浑浊 ， 溶液 变 为黄绿 色； .稍 后， 产生 大量 白色 沉 淀， 黄绿 色 褪去 (1)Cl 2 和 Ca(OH) 2 制 取漂粉 精的化 学方 程式 是 _ _ 。 (2)pH 试纸 颜色 的变 化说 明 漂粉精 溶液 具有 的性 质是_ 。 (3) 向水中 持续 通 入 SO 2 ， 未观察 到白 雾 。 推 测现 象 的白 雾 由 HCl 小 液滴 形 成 ， 进行 如 下实验 ：
19、 a 用 湿润 的碘 化钾 淀粉 试 纸检验 白雾 ，无 变化 ； b 用 酸化 的 AgNO 3 溶 液 检验白 雾 ， 产生 白色 沉淀 。 实验 a 的 目的 是_ 。 由实验 a 、 b 不 能 判 断 白 雾 中 含 有 HCl ， 理由是 _ _ 。 (4) 现象 中溶 液变 为黄 绿 色的可 能原 因 ： 随溶 液酸 性的增 强 ， 漂粉 精的 有效 成分 和 Cl 发生反 应 。 通过 进一 步实 验确认 了这 种可 能性 ，其 实验方 案是_ 。 (5) 将 A 瓶中 混合 物过 滤 、 洗涤， 得到 沉 淀 X 。 向沉 淀 X 中加 入稀 HCl ， 无明 显变 化 。
20、取 上层 清 液 ， 加入 BaCl 2 溶液， 产生 白色沉 淀 。 则沉 淀 X 中 含有 的物质 是_ 。 用 离 子 方 程 式 解 释 现 象 中 黄 绿 色 褪 去 的 原 因 ： _ _ 。 答案 (1)2Cl 2 2Ca(OH) 2 =CaCl 2 Ca(ClO) 2 2H 2 O (2) 碱性、 漂白 性 (3) 检验 白雾 中是 否含 有 Cl 2 ，排除 Cl 2 干扰 白雾 中混 有 SO 2 ，SO 2 可 与酸化 的 AgNO 3 反 应产 生 白色沉 淀 (4) 向漂粉 精溶 液中 逐滴 加 入稀硫 酸 ， 观察 溶液 是否 变为黄 绿色 (5) CaSO 4SO
21、 2 Cl 2 2H 2 O=SO 2 4 2Cl 4H 解析 (1) 联 系 氯 的 化 合 物 基 础 知 识 和 生 产 漂 粉 精 的 原 理 ， 其 化 学 方 程 式 ：2Cl 2 2Ca(OH) 2 =CaCl 2 Ca(ClO) 2 2H 2 O 。 (2)pH 试纸 先变 蓝， 说明 漂 粉精溶 液呈 碱性 ，后 褪色 是由 于 ClO 的 强氧 化性 所 致。 (3) 检验白 雾中 有 无 HCl 的 关键是 检验 出 Cl 的 存在， 故实 验 a 、 b 即 围绕 Cl 的 检验展 开。 实验 a 的 目的 是通 过湿 润 碘化钾 淀粉 试纸 是否 变蓝 判断有 无 C
22、l 2 的干 扰。 实 验 b 试图 通 过 AgCl 的生 成来 检 验 Cl 的存在 ，但 应考 虑到 过 量 SO 2 和 AgNO 3 溶液 反 应 生 成 白 色 沉 淀。 (4) 题干具有明显的 提示性 ，出现黄绿色 的原因是 随 着酸性的增强 而产生 Cl 2 。故应设计 使用无 还原 性的 稀硫 酸来 确认其 可能 性。 (5) A 瓶 中所 得沉 淀的 成 分可能 是 CaSO 3 、CaSO 4 或二者 的混 合物 ，加 入 稀 HCl ，无 明 显变化 ， 排除 CaSO 3 ，故 X 为 CaSO 4 ，因 CaSO 4 微 溶于水 ， 在取 上层 清液 加 入 BaC
23、l 2 溶 液时， 产 生 BaSO 4 沉 淀， 进一步 证 明 X 为 CaSO 4 。 溶液 呈黄 绿色 是 因 Cl 2 溶于水 而产 生的 现象 ，随 着 SO 2 的 持续 通入 ，两 者 发生反 应生 成无色 物质 盐酸 和硫 酸， 化学方 程式 为 SO 2 Cl 2 2H 2 O=2HCl H 2 SO 4离子方 程式 为 SO 2 Cl 2 2H 2 O=4H SO 2 4 2Cl 。 3 某 同学 用如 图 1 所 示的 装置来 探 究 CO 2 、SO 2 与 澄清石 灰水 的反 应 ， 结果通入 CO 2 可以 看到先 浑浊 后澄 清的 现象 ，但通 入 SO 2 看
24、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 SO 2 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 SO 2 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 CO 2 和 SO 2 ，SO 2 产生浑浊 、 澄清的现象 比 CO 2 快的 原因 是_ 。 (3) 用图 1 所示
25、的装 置进 行 SO 2 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)_ _ 。 答案 (1)SO 2 在水 中溶 解 度大且 气体 发生 装置 产生 SO 2 的 速率 快 ，SO 2 直接与 Ca(OH) 2 反应生 成了 可溶 于水 的酸 式盐Ca(HSO 3 ) 2 而 观察 不 到沉淀 (2)SO 2 溶于 水生 成的亚 硫酸 的酸性 比碳 酸的 强 ，CaSO 3 转化 为 Ca(HSO 3 ) 2 的 速率 也快 (3) 用导 管将 尾气 通 入 NaOH 溶液中 解析 对比 图 1 实验 和 图 2
26、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 CO 2 时石 灰水 才出 现先 变浑 浊 后澄清 的现 象 ， 后 者是通 入 SO 2 时 石灰水 先变 浑浊 后澄 清的 速率快 。 由图 2 实 验现 象 可知 ， CO 2 、 SO 2 与 石灰 水 反应的 现象 相同， 仅有 速率 差异 。根 据图 2 实验 从而 想到 图 1 实验现 象不 同的 原因 仍为 反应速 率问 题， 即 SO 2 溶 解和 与澄 清 石灰水 反应 较快 ，沉 淀存 在时间 极短 而不 易观 察。 热点二 规 律探 究与 变量 控制 控制变 量法 ： 物质
27、变化 往往 受到多 个因 素的 影响 ， 在研 究化学 反应 与外 界因 素之 间的关 系时 ， 对影响 物质 变化 规律 的因 素或条 件加 以人 为控 制 ， 使其他 几个 因素 不变 ， 集 中研究 其中 一个 因素的 变化 所产 生的 影响 ， 以 利于 在研 究过程 中 ， 迅速寻 找到 物质 变化 的规 律 。 常涉 及的 题 型有 ：(1) 外因( 浓度 、 温度 、 压强 等) 对 化学 反应 速率 、 化学 平衡 的影 响 ；(2) 物 质性质 的递 变 规律 。 【典 例 1】 影响 化学 反应 速率的 因素 很多 ， 某 课外 兴趣小 组用 实验 的方 法探 究影响 化学
28、 反 应速率 的因 素 。 实验一 ：利用 Cu 、Fe 、Mg 和不 同浓 度的 硫酸(0.5 mol L 1 、2 mol L 1 、18.4 mol L 1 ) ， 设计实 验方 案 ， 研究 影响 反应速 率的 因素 。 (1) 甲同学 的实 验报 告如 表 所示 ： 实验步 骤 实验现 象 实验结 论 取三 份等 体积 的 2 mol L 1 硫酸于 试管 中 分别 投入 大 小、 形 状相 同的 Cu 、Fe 、Mg 反应产 生气 泡的 速率 大 小：MgFeCu 反应物 的性 质越 活 泼，反 应速 率越 大 (2) 乙 同学 为了 能精 确地研究 浓度 对反 应速 率的影 响
29、， 在相 同温 度 下 利用如 图所 示装 置 进行定量实验。 完成该实验应选用的实验药品是_ ， 应该测定的实验数据 是 _ 。 实验二 ： 已知 2KMnO 4 5H 2 C 2 O 4 3H 2 SO 4 =K 2 SO 4 2MnSO 4 8H 2 O 10CO 2 ， 在开 始一段时 间内 反应速 率较 小 ， 溶液 褪色 不明显 ，但 反应一段 时间 后 ， 溶 液突 然褪色 ， 反 应速率 明显 增大 。 (3) 针对上 述实 验现 象 ， 某 同学认 为该 反应 放热 ， 导 致溶液 的温 度升 高 ， 从 而 使反应 速率 增大。 从影 响化 学反 应速 率的因 素看 ，你
30、认为 还可 能是_ 的 影响 。 (4) 若要用 实验 证明 你的 猜 想 ， 除酸 性高 锰酸 钾溶 液 、 草 酸溶 液外 ， 还可 以在 反应开 始时 加入_( 填 序号) 。 A 硫酸 钾 B 硫酸 锰 C 氯化 锰 D 水 解析 (1) 甲同 学研 究的 是 几种不 同金 属与 同浓 度的 硫酸反 应的 速率 大小 ， 因 此可确 定研 究的是反 应物 本身的 性质 对反应速 率的 影响。 研究 时必须保 证外 界条件 相同 ，现有条 件 是浓度 相同 、 压 强相 同、 没有使 用催 化剂 ，故 只要 再控制 温度 相同 即可 。 (2)乙 同学 可以 选择 两种 不 同浓度 的酸
31、 与金 属反 应。Cu 与硫 酸不 反应 ，Mg 与 硫 酸反应 太 快， 故选 择Fe 。 而常 温下Fe 遇 18.4 mol L 1 的 硫酸 时会发 生钝 化 ， 故 只能 选 择 0.5 mol L 1 和2 mol L 1 的 硫酸 。 该反应 产生 的是 氢气 ，反 应速率 又与 时间 有关 ，故 需要测 定的 数据是 产生 相同 体积 氢气 所需的 时间 或相 同时 间内 产生氢 气的 体积 。 (3)随 着反 应进 行， 反应 物 的浓度 越来 越小 ， 反 应在 敞口容 器中 进行 ， 故 可排 除压强 的影 响，因 此可 猜想 是由 于催 化剂的 影响 ，此 催化 剂只
32、能来源 于生 成物 ，故 为 Mn 2 。 (4)C 中Cl 易与KMnO4 发生 氧化还 原反 应， 故只 能 选B。 答案 (1) 比较 反应 物本 身 的性质 对反 应速 率的 影响 温度 相同 (2)Fe 、0.5 mol L 1 和 2 mol L 1 的硫酸 产生 相同 体 积氢气 所需 的时 间( 或 相同 时间内 产 生氢气 的体 积) (3)Mn 2 的催 化作 用( 或 催 化剂) (4)B 【典 例 2】 某化 学兴 趣小 组的同 学学 习了 同周 期元 素性质 递变 规律 后 ， 设计 了一套 实验 方 案进行 实验 探究 ， 并 记录 了有关 实验 现象 如下 表 ：
33、 实验操 作 实验现 象 1.用砂 纸打 磨后 的镁 带与 沸水反 应 ， 再 向 反 应后 溶液 中滴 加酚 酞 A. 浮 于水 面， 熔成 一个 小 球， 在 水面 上无 定 向移动 ，随 之消 失， 溶液 变红色 B. 产 生气 体 ， 可 在空 气中 燃烧 ， 溶 液变 成浅 红色 C. 反 应不 十分 强烈， 产生 的 气体可 以在 空气 中燃烧 D. 剧 烈反 应， 产生 可燃 性 气体 E. 生 成白 色胶 状沉 淀， 进 而沉淀 消失 F. 生成淡黄 色沉 淀 2.向新 制的 H 2 S 饱 和溶 液 中滴加 新制 的 氯水 3.钠与 滴有 酚酞 试液 的冷 水反应 4.镁带
34、与 2 mol L 1 的盐酸 反应 5.铝条 与 2 mol L 1 的盐酸 反应 6.向 AlCl 3 溶液 滴加 NaOH 溶液至 过量 请你帮 助该 同学 整理 并 完 成实验 报告 (1) 实验目 的 ： _ 。 (2) 实验用 品 ： 仪器 ： _ 、 _ 、 _ 、 试 管夹 、 镊子 、 小 刀 、 玻璃 片 、 砂纸 、 胶头 滴管 等 。 药品： 钠、 镁带 、铝条 、2 mol L 1 的盐酸 、新 制的 氯水 、 新制 的饱 和 H 2 S 溶液 、AlCl 3 溶液、NaOH 溶液 等 。 (3) 请你写 出上 述的 实验 操 作与对 应的 现象 1_ 、2_ 、3_
35、 、4_ 、5_ 、6_ 。( 用 A F 表 示) 写出实 验操 作 2 、6 的离 子 反应方 程式 实验 2_ 。 实验 6_ 。 (4) 实验结 论 ：_ 。 解析 本 题通 过实验 探究 同周期元 素性 质的递 变规 律。在元 素周 期表中 ，从 左至右， 元 素的金 属性 逐渐 减弱 ， 非 金属性 逐渐 增强 ， 金属 单 质与 H 2 O( 或酸) 反应 ， 置 换 H 2 越 来越 难， 最高 价氧 化物 对应 水 化物碱 性减 弱酸 性增 强 ； 非金属 单质 与 H 2 化合 越来 越易 ， 右 边 的非金 属单 质可 从化 合物 中置换 出左 边的 非金 属单 质， 如
36、 Cl 2 H 2 S=2HCl S 。 答案 (1) 探究 同周 期元 素 性质的 递变 规律 (2) 试管 烧杯 酒 精灯 (3)B F A D C E Cl 2 H 2 S=2HCl S Al 3 4OH =AlO 2 2H 2 O (4) 金属性 ：Na Mg Al ，非金 属性 ：Cl S 1.变量 探究 实验 题的 解题 策略 解答变量 探究 类试题 关键 是在其他 条件 相同的 前提 下，只改 变一 个条件 对研 究对象的 影 响规律 。注 意： 选择 数据 要有效 ，且 变量 统一 ，否 则无法 作出 正确 判断 。 思路总 结 2 规 律探 究实 验题 的解 题 策略 物质性
37、质 递变 规律的 探究 也是中学 化学 实验探 究的 一个重要 内容 。研究 同周 期、同主 族 元素性 质的 递变 规律 ， 物质 的氧化 还原 反应( 如置 换反 应) 规律 ， 物 质的 酸( 碱) 性强 弱规律 ， 电解质溶 液的 导电规 律等 ，都是开 展有 关规律 探究 的重要素 材， 也是高 考命 题的经典 情 境。 解决有 关规 律探 究问 题的 实验设 计 ， 其常 用方 法示 例如下 ： (1) 同周期 、 同主 族元 素性 质的递 变规 律 ， 一 般通 过 设计判 断元 素金 属性 、 非 金属性 的强 弱实验 来完 成 ， 如通 过让 金 属单质 与相 同浓 度的 非
38、氧 化性酸 反应 产 生 H 2 的 速率 快慢来 判 断金属 单质 的还 原性 强弱 ，推断 元素 金属 性强 弱 ， 从而找 出相 应的 性质 递变 规律 。 (2) 物质的 酸( 碱) 性强 弱的 判断 。 (3) 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 。 1 某同 学在用 稀硫 酸与锌 制取氢 气的实 验中 ， 发现 加入少 量硫酸 铜溶液 可加 快氢气 的生成 速率。 请回 答下 列问 题 ： (1
39、) 上述实 验中 发生 反应 的 化学方 程式 有 _ ； (2) 硫酸铜 溶液 可以 加快 氢 气生成 速率 的原 因是 _ ； (3) 实验室 中现 有 Na 2 SO 4 、 MgSO 4 、 Ag 2 SO 4 、K 2 SO 4 等 4 种 溶液 ， 可与上 述实 验中 CuSO 4 溶液起 相似 作用 的是_ ； (4) 要加快 上述 实验 中气 体 产生的 速率 ，还 可采 取的 措施有 _( 答 两种) ； (5) 为 了 进 一 步 研 究 硫 酸 铜 的 量 对 氢 气 生 成 速 率 的 影 响 ， 该 同 学 设 计 了 如 下 一 系 列 的 实 验 。将 表中 所给
40、 的混 合溶 液分别 加入 到 6 个盛 有过 量 Zn 粒的 反应 瓶中 ， 收 集产生 的气 体 ，记 录获 得相 同体 积的 气体所 需时 间 。 实验 混合溶 液 A B C D E F 4 mol L 1H 2 SO 4 /mL 30 V 1V 2V 3V 4V 5饱和 CuSO 4 溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V 620 H 2 O/mL V 7V 8V 9V 1010 0 请完 成此 实验 设计 ，其中 ：V 1 _ ，V 6 _ ，V 9 _ ； 反应 一段 时间 后 ， 实验 A 中 的金 属呈_ 色 ，实验 E 中的 金属 呈_ 色 ； 该同 学最 后得 出的 结论
41、 为当加 入少 量 CuSO 4 溶液 时 ， 生成 氢气 的速 率会 大 大提高 ， 但 当加入 的 CuSO 4 溶液 超过 一定量 时 ， 生 成氢 气的 速 率反而 会下 降 。 请 分析 氢 气生成 速率 下降的 主要 原因 。 答案 (1)CuSO 4 Zn=ZnSO 4 Cu ， Zn H 2 SO 4 =ZnSO 4 H 2 (2)CuSO 4 与 Zn 反应 产生 的 Cu 与 Zn 可形 成 Cu Zn 原电池 ，加 快了 氢气 产 生的速 率 (3)Ag 2 SO 4(4) 升高 反应 温 度 、 适 当增 大硫 酸的 浓度 、 增加 锌的 比表 面积 等( 答 两种即
42、可) (5) 30 10 17.5 灰黑 暗红 当 加入 一定 量的 CuSO 4 后， 生成的 单 质 Cu 会沉 积在 Zn 的表 面 ，降低了 Zn 与 H 2 SO 4 溶液的 接触 面 积而使 反应 速率 下降 解析 (1) 在 稀 硫 酸 中 加 入硫 酸 铜 后 发 生 了 两 个反 应：CuSO 4 Zn=ZnSO 4 Cu 、Zn H 2 SO 4 =ZnSO 4 H 2 。 (2) 由于 Zn 与反 应生 成的 Cu 及硫酸 铜溶 液组 成 了 Cu Zn 原电 池， 大大加 快了 生成 氢气 的反 应速率 。(3) 只 要是 比锌 的 金属性 差的 金属 都可 以与 锌组成 原电 池，都 可以 加快 生成 氢气 的反应 速率 ，故 在所 给的 物质中 只 有 Ag 2 SO 4 符合 题意。(4) 要 加快生成 氢气 的反应 速率 ，还可以 采取 如下措 施： 升高温度 、适 当增大 硫酸 的浓度、 增 加锌粒 的比 表面 积等 。(5) 因为要 研究 硫酸 铜的 量对 反应
