探究性实验类型一反应后物质成分的探究[解析版] 联系客服

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(1)写出装置A玻璃管中发生反应的化学方程式:__________________。 (2)实验过程中,应先点燃________装置中的酒精喷灯。

(3)要验证B中产生的CO2,还需要在A、B之间增加________装置(填“D”或“E”)。 (4)整套装置还有一个明显的不足之处是:__________________________。

(5)由于铁的氧化物Fe3O4和FeO均为黑色,B中得到的铁是否含有Fe3O4和FeO,该小组同学设计了下列探究实验。

【提出问题】CO还原Fe2O3得到的铁是否含有Fe3O4和FeO? 【提出猜想】猜想1:Fe;猜想2:Fe和Fe3O4; 猜想3:Fe和FeO; 猜想4:________

【查阅资料】①2FeCl3+Fe=== 3FeCl2,但FeCl3溶液不与Fe3O4、FeO反应; ②Fe3O4+8HCl=== 2FeCl3+FeCl2+4H2O; ③含有Fe盐溶液遇到KSCN溶液时变成血红色。

【实验探究】限选试剂:CO、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液

实验操作 Ⅰ.取少量黑色产物加入到装有FeCl3溶液的烧杯中,充分反应黑色固体部分溶解 后过滤,对过滤所得固体用蒸馏水洗涤 Ⅰ.取少量黑色产物加入到装有FeCl3溶液的烧杯中,充分反应黑色固体部分溶解 后过滤,对过滤所得固体用蒸馏水洗涤 Ⅱ.取第Ⅰ步洗涤后所得固体加入到装有足量________的试管中,充分反应后,再滴加少量KSCN溶液 Ⅲ.另取少量黑色产物装入玻璃澄清石灰水变浑浊 管中,通入CO,一段时间后加猜想____成立 黑色固体全部溶解,溶液不变为猜想2和猜想4都不成立 血红色 实验现象 实验结论 3+

热,并将反应后的气体通入装有一定量澄清石灰水的容器中 答案:

1. (1)红 (2)2NaOH+CuSO4=== Na2SO4+Cu(OH)2↓ 复分解

(3)Ca(OH)2 + CO2=== CaCO3 ↓+ H2O

反思与评价:2 澄清石灰水(或氢氧化钙) 氯化钙(或硝酸钙、氯化钡、硝酸钡等)

【探究思路】(1)成分猜想:二氧化碳与氢氧化钠反应,可能恰好完全反应,也可能氢氧化钠过量,所以溶液中的溶质:可能只有氢氧化钠或碳酸钠,可能是碳酸钠和氢氧化钠。

(2)实验验证:碳酸钠和氢氧化钠的溶液都显碱性,碳酸钠遇钙离子会生成白色沉淀,所以向样品中加入过量含钙离子的溶液,检验碳酸钠并将碳酸钠完全转化为碳酸钙沉淀,再用酚酞检验溶液中是否含有氢氧化钠。

(3)反思评价:实验中加入含钙离子的溶液,其目的之一是将碳酸钠完全转化为碳酸钙,以免干扰氢氧化钠的检验,如果加入的含钙离子的溶液是氢氧化钙溶液,则会引入氢氧根离子,影响氢氧化钠的检验,应该改用氯化钙溶液、硝酸钙溶液、氯化钡溶液或硝酸钡溶液。

【解析】(1)氢氧化钠和氢氧化钙都是碱,都能使酚酞溶液变红。(2)氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,氢氧化铜是难溶于水的蓝色沉淀,该反应属于复分解反应。(3)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,碳酸钙难溶于水,所以二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应无明显现象,将二氧化碳通入氢氧化钠溶液后,溶液中的溶质,可能只有氢氧化钠,或只有碳酸钠,也可能既有氢氧化钠,也有碳酸钠;由于氢氧化钠和碳酸钠都能使酚酞试液变红色,所以应该利用碳酸钠能与某些含钙离子或钡离子的化合物反应生成难溶于水的沉淀来检验碳酸钠,将碳酸钠完全转化为沉淀后,再用酚酞检验氢氧化钠,除去碳酸钠时不能引入氢氧根离子,否则会干扰氢氧化钠的检验,所以含钙或含钡的化合物应该是可溶性钙盐或钡盐,如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、硝酸钡等。

2. 探究一:水 产生气泡 NaHCO3+HCl=== NaCl+H2O+CO2↑

探究二:【提出猜想】碳酸钠和碳酸氢钠 【设计方案】B 【反思评价】残留物溶于水,有放热现象,只能说明有碳酸钠,不能排除碳酸氢钠(或若残留物的主要成分是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,溶于水也可能有放热现象)

【探究思路】 1. 真假鉴别:

面粉??加水→观察是否溶解

?

?加酸→观察是否有气泡产生NaHCO3?

2.

灭火后残留??NaHCO3完全分解→Na2CO3

??鉴别

?? ――→ ??固体成分 ?NaHCO3部分分解→Na2CO3和NaHCO3?

方案1 加热,生成的气体通入澄清石灰水

???方案2 加水是否放热??方案3 加水→加CaCl溶液→上层清液加稀盐酸,? 评价 ??? 观察有无气泡产生?

2

【解析】探究一:物理方法鉴别是利用碳酸氢钠能溶于水,面粉不溶于水,根据样品中加入一定量水搅拌后的现象鉴别;化学方法是利用碳酸氢钠能与稀盐酸反应产生气体,面粉不与稀盐酸反应,所以取样滴加一定量的稀盐酸,如果粉末溶解,且产生大量气泡,说明灭火剂的主要成分是碳酸氢钠。探究二:【提出猜想】碳酸氢钠受热分解,将干粉喷于着火处,受到高温影响,碳酸氢钠发生了分解,所以灭火后残余固体成分为碳酸氢钠完全分解后的产物,即碳酸钠,也可能有未分解的碳酸氢钠,所以残留物的主要成分可能是碳酸钠或碳酸钠和碳酸氢钠。【设计方案】方案A利用碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳,进行检验,澄清石灰水变浑浊,说明样品中有碳酸氢钠,即碳酸氢钠未完全分解,则猜想2正确,该方案合理;方案B利用溶解性进行检验,但溶解放热,只能说明样品中有碳酸钠,无法排除碳酸氢钠的存在性,所以该方案不合理;方案C利用碳酸钠能与氯化钙溶液反应,碳酸氢钠不与氯化钙溶液反应,用氯化钙溶液将碳酸钠完全转化为碳酸钙沉淀,然后利用碳酸氢钠能与盐酸反应产生气体,取上层清液滴加稀盐酸有气泡产生,说明样品中有碳酸氢钠,即碳酸氢钠受热部分分解,则猜想2正确,该方案合理。

3. (1)硝酸银(或AgNO3) (2)①滴有酚酞的水变红 ②黑色粉末逐渐变成光亮的红色 ③ 吸收剩余的氨气,排除对检验H2造成的干扰 【实验结论】Mg+2NH4Cl=== MgCl2+2NH3

↑+H2↑ 【实验反思】是 根据查阅资料的内容可知:氨气与氯化氢能够反应生成氯

化铵,无法共存,通过A证明有氨气,则同时证明HCl不存在

教你“读”题:正确解读查阅资料中给出的三个反应:“NH3+HCl=== NH4Cl”,说明二者无法共△存;“2NH3+H2SO4=== (NH4)2SO4”,说明浓硫酸可用于吸收氨气;“2NH3+3CuO===== 3Cu+N2+3H2O”,说明加热条件下氨气也能将氧化铜还原为铜;在此基础上,结合实验目的确定各实验步骤的作用,即可顺利解题。

【解析】(1)实验室常用硝酸银溶液检验氯离子的存在,如果产生不溶于水、也不溶于酸的白色沉淀,证明含有氯离子,该题涉及的反应为HCl+AgNO3=== AgCl↓+HNO3。(2)NH3溶于水形成氨水,氨水显碱性,能使酚酞溶液变红;装置图中浓硫酸的作用是吸收剩余的NH3,因此进入装置③的气体中不再含有NH3,如果此时B中黑色粉末逐渐变成光亮的红色,说明气体中含有还原性的气体H2。【实

验结论】根据实验现象,结合化学反应前后元素种类不变,确定反应生成物为氯化镁、氨气、氢气。【实验反思】根据查阅资料的内容可知:氨气与氯化氢能够反应生成氯化铵,无法共存,通过A中现象证明含有氨气,则可同时证明HCl不存在。

探究流程:

4. (1)Na2SO4、CuSO4 NaOH (2)Na2CO3+BaCl2=== BaCO3↓+2NaCl (3)【进行实验】 无色酚酞溶液 【得出结论】Na2CO3、BaCl2和NaOH

【解析】(1)硫酸铜在溶液中显蓝色,碳酸钠和氯化钡反应生成能溶于酸的碳酸钡沉淀,硫酸钠和氯化钡反应生成不溶于酸的硫酸钡沉淀;将白色粉末加入足量的水中充分搅拌、过滤,得到白色沉淀和无色溶液,所以混合物中一定不含硫酸铜,向滤出的沉淀中加入足量稀盐酸,沉淀全部溶解,由于硫酸钡沉淀难溶于酸,所以混合物中一定不含硫酸钠,一定含有碳酸钠和氯化钡,虽然无色滤液呈碱性,但由于碳酸钠溶液也呈碱性,因此不能确定氢氧化钠是否存在。(2)生成白色沉淀的反应是Na2CO3+BaCl2=== BaCO3↓+2NaCl。(3)因为碳酸钠和氢氧化钠都呈碱性,但碳酸钠能和氯化钡反应生成白色碳酸钡沉淀和氯化钠,溶液碱性会消失;而氢氧化钠不能和氯化钡反应,其溶液的碱性不变,因此可用先加入过量氯化钡溶液,然后再滴加无色酚酞溶液的方法来确定滤液的成分; 根据实验滤液中含有碳酸钠和氢氧化钠,因此原白色粉末是Na2CO3、BaCl2和NaOH的混合物。 5. 【提出问题】Na2SO4和NaCl(或硫酸钠和氯化钠) 【猜想与假设】NaOH和Na2CO3 【实验验证】产生白色沉淀,溶液由红色变为无色 Na2CO3+CaCl2=== CaCO3↓+ 2NaCl 【交流与反思】不正确 氢氧化钡会与废液中的硫酸钠反应生成白色沉淀和氢 氧化钠,且氢氧化钡过量,无法确定废液中是否含有氢氧化钠和碳酸钠

【解析】【提出问题】题目所涉及实验为H2SO4+2NaOH=== Na2SO4+2H2O、Na2CO3+2HCl=== 2NaCl+H2O+CO2↑,将实验后的废液集中到废液缸,则废液中一定含有Na2SO4和NaCl(或硫酸钠和氯化钠)。【猜想与假设】废液成分中除了含有生成物以外,还可能含有未反应完的反应物,则猜想三为:NaOH