高中化学实验探究

化学实验

一、探究性实验的一般思路 一、探究性实验的一般思路

1、准确地把握实验目的

2、利用已学知识，分析如何实现这个目的－实验原理

3、结合实验材料，初步确定设计对策或思路－实验方案

二、探究性实验的类型 △1、未知物的探究

▲▲虽然探究性实验主要考察学生的探究能力，但在问题的设置上常常包含了对实验基础知识 的考察，如： 1、常见物质分离提纯方法：

结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取、渗析法等 2、常见气体的制备、净化、干燥、收集方法。 3、熟悉重点操作：

（1）气密性检查（2）量气操作（3）防倒吸、防污染操作(4 )蒸发、灼烧操作……

△2、对实验方案的探究

▲对实验方案的探究，首先要明确实验目的和要求，然后结合问题运用有关化

学知识和实验技能对实验的仪器、步骤、方法进行逐步的分析研究。其中，有关方案的设计要特别明确：首先原理要具有科学性，不能凭空捏造。最后实验装置要简易，操作必须安全可行，效果要明显。

▲▲探究性实验习题，充分体现了新课程理念，考察了学生通过化学实验获取化学知识的能力。在探究过程中要力求做到：

三、探究实验的解答注意点：

1、细心审题是关键：目的、原理要画出。

2、认真分析是核心：①原理分析 ②材料分析 ③变量分析 ④结果分析 3、正确表达是保障：大多数学生有实验思路，就是拿不到分，因此我们在表达过程中一定要按格式答题，同时要体现出科学、等量、单一变量与对照性等原则，提高实验的得分率。

● ● 1. 重视化学基本概念和理论的复习。探究性实验试题涉及化学知识的范围广泛，有关于化学基本概念原理方面内容的，也有关于元素化合物知识或有机官能团的性质及反应的。

● 2. 重视复习课本实验基本操作。对于每一个实验都弄清原理、相关的仪器装置，注重操作细节，对于每个实验，都要做到：（1）怎么做？（2）为什么要这样做？（3）如果不这样做，会引起什么后果？（4）还能怎么做？对实验中所涉及到的重要化学方程式和重要实验现象均应做到熟练理解和掌握。

● 3. 在对于实验数据及现象的分析、处理过程中，注重思维的有序性和条理性的训练，对于有关结论的概括，要用规范的语言来表达。

● 4. 注重发散性思维的训练。化学实验中的一个实验多种现象，一个实验

现象多种原因，一种仪器多种用途，一种用途多种装置，一种仪器多种用法，一种物质多种制法，一组物质多种鉴别方法等问题，都是培养发散性思维能力的好素材。

1 、2010年广东高考33. （16分）某科研小组用MnO 2和浓盐酸制备Cl 2时，

利用刚吸收过少量SO 2的NaOH 溶液对其尾气进行吸收处理。 （1）请完成SO 2与过量NaOH 溶液反应的化学方程式： SO 2+2NaOH = ______________________________________。

（2）反应Cl 2+Na2SO 3+2NaOH===2NaCl+Na2SO 4+H2O 中的还原剂为_____________。

（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl -、OH -和SO 42－．请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的CO 2的影响）。 ．．．

① 提出合理假设 ．

假设1：只存在SO 32； 假设2：既不存在SO 32也不存在ClO -；

－

－

假设3：_________________________________。

② 设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和

－1－1－1

结论。限选实验试剂：3 mol·L H SO 、1 molL NaOH 、0.01 mol·L KMnO 4、⋅24．．淀粉－KI 溶液、紫色石蕊试液。

（1）通入氯气后，A 中的现象是 。

C 装置中发生反应的离子方程式为: 。

2－2－

（2）通入氯气一段时间后，洗气瓶B 溶液中有一部分SO 3氧化成SO 4。设计试验方案，

－2－

检验洗气瓶B 溶液中Cl 和SO 4的存在。在答题卡上补充填写出实验步骤、预期现象和结论。(可填满也可不填满)

限选试剂及仪器：2 mol/LHCl、2 mol/LHNO3、1 mol/LBaCl2溶液、l mol/LBa(NO3) 2溶．．2

① 配制250 mL 溶液：取洗气瓶C 中全部溶液准确配制250 mL溶液。

②滴定：准确量取25.00ml 所配溶液于锥形瓶中，将0.1980mol/LKMnO4溶液装入 ，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗KMnO 4溶液V mL 。

2+－ + 3+2+

(反应式： Fe + MnO4 + H— Fe + Mn + H2O ，未配平)

③ 计算250 mL溶液中FeCl 2的物质的量= mol（只列出算式，不做运算）。 ．．3． (探究创新) 化学实验是研究物质性质的基础。

(1)下列有关实验操作或测量数据合理的是________(填序号) 。 a ．用铁坩埚加热CuSO 4·5H 2O 晶体测定结晶水质量分数 b ．用干燥的pH 试纸测定浓硫酸的pH

c ．用规格为20 mL的量筒，量取16.8 mL的Na 2CO 3溶液

(2)某废水样品中含有一定量的Na 、CO 3、SO 3，某研究小组欲测定其中SO 3的浓度。 实验方案：

ⅰ. 用烧杯盛取废水适量，加少量活性炭，除去废水中的杂质；过滤，取滤液； ⅱ. 精确量取20.00 mL过滤后废水试样，选择使用紫色的0.1 mol/L KMnO4(H2SO 4酸化) 溶液进行滴定； ⅲ. 记录数据，计算。

①下列滴定方式中，最合理的是(夹持部分略去)______(填字母序号) 。

＋

2－

2－

2－

②滴定过程中，有关反应的离子方程式是__________________________________。 (3)某同学制备Fe(OH)3胶体：用洁净的烧杯取适量蒸馏水加热至沸腾，向烧杯中滴加 1 mol/L的FeCl 3溶液，并不断用玻璃棒搅拌，结果溶液变浑浊。该同学制备胶体失败的原因是 ，你认为成功制得Fe(OH)3胶体的特征现象是_________。 (4)用下图装置进行CO 2性质的有关实验。

①试剂瓶B 中盛有饱和NaHCO 3溶液，其目的是_________________________________。 ②反应过程中，E 中澄清石灰水变浑浊，E 中的混合体系中除存在电离平衡、水解平衡外，还存在溶解平衡，用方程式表示该溶解平衡关系：_____________________________。

4、某兴趣小组欲在绿色环保的条件下探究大气污染物SO 2的性质，设计如下图实验装置。请回答：

（1）B 、C 、D 分别用于检验SO 2的漂白性、还原性和氧化性，则B 中所盛试剂为 ；C 中反应的离子方程式为 。

（2）为了实现绿色环保的目标，某同学设计了上图A 2的制取装置来代替A 1装置，与A 1装置相比， A 2装置的优点是 （写2点）。

II ：用氨水吸收尾气中的SO 2，“吸收液”中可能含有OH 、SO 3、SO 4、HSO 3等阴离子。请回答： （3）氨水吸收过量SO 2的反应的离子方程式为 。

（4））已知亚硫酸氢盐一般易溶于水，SO 2也易溶于水。现有仪器和试剂为：小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸；2 mol/L盐酸、2 mol/LHNO3、1 mol/LBaCl2溶液、l mol/LBa(OH)2溶液、品

．．．红溶液、蒸馏水。请设计实验证明“吸收液”中存在HSO 33．、．，完成下表的实验操作、预期现．．SO ．．．．．．

2---2-2--

象和结论：

5、某化学兴趣小组的同学用下图所示实验装置进行实验研究(图中a 、b 、c 表示止水夹) ，请对其方案进行完善或评价。

(1) 实验室将B 、C 、E 相连后，以浓盐酸和 （填写名称）为原料可制取Cl 2，为接下来研究氯气的化学性质做准备。

(2) 利用实验室常用方法制取氯气，将A 、C 、E 相连，在丙中加入适量水，即可制得氯水．将所得氯水分

为两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象、结论如下：

实验Ⅰ推出相应结论是否合理？ ________________。若不合理，请说明理由（若合理，则无需填写下行）：_____________________________________ ____________________。.

实验Ⅱ推出相应的结论是否合理？ ________________若不合理，请说明理由（若合理，无需填写下行）：____________________________ ______________________________。

(3) A、C 、E 相连，可设计一个简单的实验，以验证Cl 和Br 的还原性强弱。A 中反应的离子方程式为：_________________________________，C 中应放入的试剂是 。

(4) B、D 、E 装置相连后，在B 中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上) ，可制得NO 2．欲用D 装置验证NO 2与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹________，再打开止水夹c ，使烧杯中的水进入试管丁的操作是

。

6、铁在冷的浓硫酸中能发生钝化现象。但将一定量的铁与浓硫酸加热时，到铁完全溶解并产生大量气体。现有试剂： 0．01 mol/L 酸性KMnO 4溶液、0．1 mol/L KI溶液、3％H 2O 2溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请探究其所得溶液和气体的成分。

2＋3＋

【提出猜想】 Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe 和Fe 中的一种或两种； Ⅱ．所得气体中可能含有____________ 中的一种或两种。

－

－

【实验探究】

问题讨论】有同学提出，若另外选用KSCN 溶液，则仅利用KSCN 和H 2O 2两种溶液即可完成 【猜想Ⅰ 】的所有探究，判断该方法是否正确并进行评价：_____ 。 7、学习小组设计了如下图实验（部分装置），将氯气依次通过下列装置以验证氯气的性质： （1）通入氯气后，A 中的现象是 。 C 装置中发生反应的离子方程式为: 。

2－2－

（2）通入氯气一段时间后，洗气瓶B 溶液中有一部分SO 3氧化成SO 4。设计试验方案，

－2－

检验洗气瓶B 溶液中Cl 和SO 4的存在。在答题卡上补充填写出实验步骤、预期现象和结论。(可填满也可不填满) 限选试剂及仪器：2 mol/LHCl、2 mol/LHNO3、1 mol/LBaCl2溶液、．．l mol/LBa(NO3) 2溶液、0.1 mol/LAgNO3溶液、澄清石灰水、试管、胶头滴管。 2① 配制250 mL 溶液：取洗气瓶C 中全部溶液准确配制250 mL溶液。

②滴定：准确量取25.00ml 所配溶液于锥形瓶中，将0.1980mol/LKMnO4溶液装入 ，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗KMnO 4溶液V mL 。

2+－ + 3+2+

(反应式： Fe + MnO4 + H— Fe + Mn + H2O ，未配平)

③ 计算250 mL溶液中FeCl 2的物质的量= mol（只列出算式，不做运算）。 ．．8、文献资料显示某地区的酸雨主要为硫酸型和盐酸型酸雨。某兴趣小组对酸雨进行实验研究。

（1）提出合理的假设：该酸雨中的溶质除H 2SO 4、HC1外，该小组同学根据硫酸型酸雨的形成过程，预测主要溶质还一定有 。

（2）设计实验方案验证以下假设。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂及义器：盐酸、硝酸、BaC12溶液、Ba （OH ）2溶液、AgNO 3溶液、紫色石蕊试液、品红溶液、烧杯、试管、胶头滴管。

（3）酸雨部分组成测定：

—1

①滴定:准确量取25.00mL 该酸雨 于锥形瓶中, 加入几滴淀粉溶液，将0.02000mol·L碘水装入50mL 酸试滴定管，滴定其终点现象为 ，记录数据，重复滴定2次，平均消耗碘水VmL 。

②计算：被碘水氧化的物质的量浓度之和为 （只列出算式，不做运算）

2-2--

9、某溶液中可能含有SO 3、SO 4、 HCO3三种离子中的两种或三种。为探究其组成，小明取出两份相同的样品溶液于试管中，向一份中加入过量的盐酸，产生无色气泡；向另一份中滴加过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀。请设计合理实验，做进一步的探究，对小明的实验给出结论。

仅限选择的仪器、用品和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、量筒、集气瓶、铁架台、漏斗、滤纸、酒精灯、带单孔胶塞的导管；lmol/L硫酸；2mol/L盐酸；2mol/L硝酸、；lmol/L氯化钡、澄清石灰水、品红溶液、蒸馏水。 完成下列探究过程：

（1）提出假设：假设l ：溶液中存在SO 3、SO 4

2-2-

假设

2-2-

2： ；

假设3： ；假设4：溶液中存在SO 3、SO 4、

HCO 3

-

（2）基于假设4 , 设计出实验方案，将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中。

[提示] I、在答题卡上按照下表的方式作答，注意前后内容的对应。Ⅱ、注意文字简洁，超出答题卡空间视为无效。

III 、可不填满，也可增加步骤。

1、 (1) Na2SO 3+H2O (2) Na2SO 3

(3) ①SO 32-、ClO -都存在 ②

2+3+－

（1）溶液变蓝色，（2分）2Fe +Cl2== 2Fe+2Cl（3分）332荡，静置。则在步骤3中就不需要再加入过量的2 mol/L HNO3。）

（3）②酸式滴定管（2分） ③

250-3-3

×0.1980×V ×10×5 或 10×0.1980×V ×10×5 （2分） 25.00

2-

(2)①b ②2MnO 4+5SO3+6H===2Mn+5SO4+3H2O

+

2+

3．(1)c

-

2-

(3)搅拌导致胶体聚沉 液体呈透明的红褐色(或澄清红褐色) (4)①除去HCl 杂质气体

②CaCO 3(s) Ca(aq)+CO3 (aq)

4、（1）（5分）品红溶液（2分） SO2 + I2 + 2H2O == SO4 +2 I +4 H（3分，电荷不守恒

2--+

2+

2-

0分；化学式任错一个0分）

（2）（2分）不用加热（或节约能源或药品，1分）；相对安全（1分）；易于控制反应进行．．．．．．．．．．．．．．．．．．（1分）；反应更充分（1分）。（任何合理的两点均给分） ．．．．II: （10分）（3）（2分）NH 3·H2O + SO2 = NH4 + HSO3（CO 2性质迁移）

+

-

5、(1) 次氯酸钙（或其它合理的答案）（2分）

(2) 不合理（1分）；没有事先证明干燥的氯气无漂白性（2分）。

不合理（1分）；制取的氯气中含有HCl 气体，HCl 溶于水后能与碳酸氢钠反应产生气泡（2分）。 (3) MnO2 + 4H + 2Cl

+

-

Mn + 2H2O +Cl2↑（2分）, KBr溶液（合理即给分，2分）

2+

(4) a 、b ；(全对2分) ；双手紧握(或微热) 试管丁，使试管中气体逸出，NO 2与水接触后即可引发烧杯中的水倒流入试管丁中（2分）（或其它合理的答案）

6、【提出猜想】SO 2、H 2(2分)

2+

【实验探究】猜想I ：步骤①溶液紫红色褪去（2分） 含有Fe （2分）（合理给分） 步骤②：另取少量所得溶液，滴加KI 和淀粉溶液（2分），溶液变为蓝色（2分） 猜想Ⅱ：甲中KMnO 4溶液褪色，乙中KMnO 4溶液颜色不变，试管中收集到气体（2分）

3+2+

【问题讨论】该观点不正确（2分）。若溶液含Fe 则无法检验其中是否含有Fe （2分）

2+3+－

7、（1）溶液变蓝色，（2分）2Fe +Cl2== 2Fe+2Cl（3分）（2）（8分）（合理即给分） 332荡，静置。则在步骤3中就不需要再加入过量的2 mol/L HNO3。）

（3）②酸式滴定管（2分） ③

250-3-3

×0.1980×V×10×5 或 10×0.1980×V×10×5 （2分）

25.00

9、（1）假设2：溶液中存在SO 3和HCO 3

-2-

2--

（2分）

假设3：溶液中存在HCO 3和SO 4（2和3顺序不限） (2分） （2）（12分） （按表中注明的答题要点给分）