15物质性质的探究实验

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1、专题15 物质性质的探究实验一. 物质性质探究的基本方法和程序1. 研究物质性质的基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法等。2. 研究物质性质的基本程序：观察外观性质t预测物质性质t实验和观察t解释及结论。3. 研究物质性质的基本方法和基本程序是密不可分的，二者相互结合对物质性质进行探究， 通过观察法初步了解外观性质，再运用分类法，根据物质所属类别等预测物质的相关性质，利用实验法进行性质验证，根据实验现象运用比较法，进一步归纳物质的性质。二. 铝及其化合物的性质1. 铝的化学性质铝是活泼性较强的金属，在一定条件下能与非金属单质、酸、碱。某些可溶性的盐反应。铝在空气中 或在冷的浓硝酸中都能生成

2、一层结构致密的氧化膜薄膜，对金属起到保护作用。但当有氯离子存在时，铝 表面的氧化膜易被破坏，因此铝制容器不能用来腌制咸菜。2. 氧化铝和氢氧化铝的两性氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应。丰3丰Al 203+ 6H =2AI + 3H2O3H2O+AI2Q+2OH =2AI(0H) 43丰一一AI(0H)3 + 3H =AI + 3fOAI(OH)3+ OH =2AI(OH) 43. 可溶性铝盐的性质可溶性铝盐电离出 AI 3+水解产生胶体具有吸附性，常用于作净水剂等。铝能形成多种配合物，如AI(OH) 4、AIF63等。配合物是由提供孤电子对的配位体(阴离子或

3、分子)与接受孤电子对的中心原子(或离子)以配位键结合形成的一种化合物。3+一3 AI+ + 6F =AIF6三. 乙醇和苯酚的性质比较乙醇官能团羟基一OH结构特点羟基与链烃基相连，不电离 与钠反应放出氢气； 主要化 与HX发生取代反应； 消去反应；学性质3丰一一AI+ + 4OH=AI(OH)4苯酚羟基一OH羟基与苯环直接相连，可电离 弱酸性，能与NaOH Na反应; 与浓溴水发生取代反应生成白色沉淀; 分子间脱水反应; 燃烧和催化氧化； 酯化反应红热的铜丝插入醇中，有刺激性气 特征反应味的乙醛生成遇FeCI3发生显色反应与浓溴水反应生成白色沉淀遇氯化铁显紫色【要点探究】1.铝及其化合物性质的

4、探究:实内容验操作实验现象结论与化学方程式将铝条绕成螺旋状，一段绕紧一铝与根火柴，实验时点燃火柴，待火柴快铝条燃烧一一点燃一一4Al + 3Q2AI2O3氧气反应并发出火光要烧完时伸入盛有氧气的集气瓶中。铝表面有擦去氧化膜的铝片伸入紫红色物质析2AI + 3CuSO=Al2（SO4）3+ 3Cu0.5mol L-1 CuSO4溶液出未擦去氧化膜的铝片伸入无明显现0.5mol L-1 CuS04溶液象铝表未擦去氧化膜的铝片，先放入面氧化膜铝表面有6.0mol L-1 NaOH溶液中，观察。取Al 2O3 + 2NaOH=2NaA HO的实验探紫红色物质析出，洗净，放入0.5mol L-1 CuS

5、O42Al + 3CuSQ=Al2（SO4）3+ 3Cu究溶液中出擦去氧化膜的铝片 放入盛有浓硝酸的试管中，观察。取出，洗净后无明显现放入0.5mol L-1 CuSO溶液中，观察象现象。铝络试管 中加入 1mL 1.0mol L-1产生白色Al 3+6F=AIF63-合物的生AlCl 3溶液，再加入 2mL 10% NHF溶沉淀生成配合物（NH4）3AIF6成液，再滴加 1mL3.0mol L NH MO溶液，观察现象。2.乙醇和苯酚的性质探究:实验探究项目实验方案设计乙醇和苯酚分室温下，乙醇呈液态，苯酚呈固态；为了比较二者与金属钠反应的反应别与金属钠反应产速率，应控制反应在相同状况下进行，

6、如均在液态下进行，采取的措施是在生氢气的速率大小乙醚中进行反应比较乙醇的氧化反乙醇和强氧化剂酸性重铬酸钾溶液反应的现象：溶液由橙黄色变成蓝色应溶液要是乙醇发生分子内脱水，所用的脱水剂为浓硫酸；乙醇的脱水反证明脱水反应发生的实验现象是：生成的气体通入溴水或酸性高锰酸钾应溶液，溶液褪色苯酚的化学性苯酚水溶液中加入氯化铁溶液的现象：紫色质苯酚水溶液中加入浓溴水可观察到的现象：出现白色沉淀证明盐酸酸性强于碳酸的有关反应的化学方程式：比较盐酸、碳NaaCO+ 2HCI=2NaCI + IHO+ CO f酸、苯酚的酸性强弱证明碳酸酸性强于苯酚的有关反应的化学方程式：GHsONab H2O+ CAC6H5O

7、H+ NaHCO【特别注意】苯酚钠与 CO反应是只能生成 NaHCO酸性强弱顺序为 HCQ C 6HDH NaHCO，对应 离子获取 H的能力大小为：HCO C 6H5O CO32。【考点再现】考点一物质性质探究例1 （ 1）将H2O2溶液滴入含有酚酞的 NaOH溶液中，红色消失。甲同学认为这是由于H2Q是二元弱酸（H2OHOT）,消耗了 OH,而使红色褪去。乙同学认为 HC2具有强氧化性，将酚酞氧化，红色消失。试设计一个实验论证甲、乙两位同学的解释中谁正确。 设计方案 为：。（2 ）甲同学向品红溶液中通入一种气体后，品红褪色。乙同学设计了一个很简便的实验便知甲同学 通的是 Cl 2还是 SO

8、。他的实验方案是 。解析:甲同学认为旺与阳姒发生中和反匣 酚敞未被消耗，而乙同学认为是恥將酚 報氧化，嚥未消耗.只屬通过实验验证，韵軌和逊哪一种物质存在E卩可.故可设计出 以下方熟客液少童继续加看溶液是否变红，若变红证明爾猷尚存则甲正确， 否则乙正赢取潜液送黨滝加酚配若溶液变红，证明硼两存，则乙正彌否则甲正 fflB证明JfeSS存，则乙正确，否J甲正确- 由于口；的漂白性写能漂白性的原理 不同.门匸为通过氧化进行漂曰，是永久漂白而sm是与某些有机电盍化合生脏不稳定无色 拗质，加热可恢复慝色 乙同学可利用此性质进行实验设计.答熱（1）取潜浪少堂继缤加看溶掖是否变红，则甲正确否则乙正确.（或 取

9、洛襪椁通加酬舔 若溶隈变红，则乙正瞩 否则甲正确）只需取少童溶濱加热即可若仍不能恢夏红也则为CS否则为S考查物质的性质例2下面有关苯酚的叙述正确的是（）是有机化工原料，可以制电木；易溶于水也易溶于乙醇；可以使紫色石蕊溶液变红； 比甲酸、乙酸、碳酸均弱；可以和硝酸发生酯化反应；常温下易被空气氧化；既可以和成反应，又可以和溴水发生取代反应。A. B.C.D.解析：苯酚可以与甲醛反应制取电木；苯酚常温下在水中溶解度较小；虽然苯酚具有酸性，但酸性很 弱，不能使石蕊溶液变红，比甲酸、乙酸、碳酸等都要弱。在空气中容易被氧化而呈粉红色，还可以与氢 气发生加成反应，可与浓溴水发生取代反应。答案：C考点三物质的

10、性质探究实验的设计例3为验证淀粉能水解，且水解的生成物有还原性能，可能用到如下某些实验步骤，则正确的实验 程序是（加入稀硫酸；加入几滴硫酸铜溶液；加热；加入蒸馏水；加入烧碱溶液至显碱性；加入新制Cu（0H）2A. B.C . D .解析：需要对淀粉性质探究，先要验证其能水解，再验证水解产物具有还原性，可以用新制 注意要先中和溶液中的稀 硫酸，使溶液呈碱性才能验证生产物的还原性。故实验程序为Do答案：D【专题训练】考点二酸性H2发生加Cu(OH)2,1下列有关苯酚性质，制法的说法，错误的是（）A 与苯相似，也能发生硝化反应。B .在它的溶液中加入 FeCb溶液后显紫色。C 与乙醇相同，羟基中的氢

11、原子可被金属取代，苯酚不能被氢氧化钠中和。D .往苯酚钠溶液中通 CG,可生成苯酚和碳酸氢钠。解析：苯酚中的羟基直接连接在苯环上，苯环对羟基的影响，使其变的更活泼，能发生电离，表现出 弱酸性，故能与 NaOH发生中和反应。答案：C2 .用下列实验装置完成对应的实验（部分仪器已省略），操作正确并能达到实验目的的是（）干燥冠气检脸礦酸钾中K石油分擢吸收氨气ABC0解析：A中要干燥氯气，进气管应插入浓硫酸中；在石油分馏实验中，温度计应放在蒸馏烧瓶的支管口处；D中用稀硫酸可以吸收氨气，但会出现倒吸，所加的苯密度小浮在上层，达不到防止倒吸的目的， 可改用四氯化碳。答案：B3 已知气体的摩尔质量越小，扩散

12、速度越快。如图所示为气体扩散速度的试验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于物质甲、乙的判断正确的是（）A. 甲是浓氨水，乙是浓硫酸B. 甲是浓盐酸，乙是浓氨水C. 甲是浓氨水，乙是浓盐酸D. 甲是浓硝酸，乙是浓氨水解析：产生白色烟环应是浓氨水和挥发性酸反应的现象，故可排除选项A,由图知白色烟环离甲远，说明甲分子的摩尔质量小于乙分子的摩尔质量，扩散速率快，可知选项C符合。答案：CFeCl3溶液中，溶液呈紫色，则该有机物可能4 .一定量某有机物溶解于适量的NaOH溶液中，滴入酚酞，溶液呈红色，煮沸5min后，溶液颜色变浅，再加入盐酸显酸性，沉淀出白色晶体。取少量晶体放到是 （）解析：加NaO

13、 H煮沸后碱性减弱，从所给物质可知应发生水解，最后产物加氯化铁溶液呈紫色，则含有酚羟基，故选A。答案：A5 已知氢氧化镁是难溶于水，在氨水中的溶解度也很小。某兴趣小组在实验中将氢氧化镁固体放入NHCI溶液中，不断搅拌，发现氢氧化镁固体溶解了。 针对这一现象，同学展开了讨论，甲同学认为：Mg(OH 在水中存在如下溶解平衡：Mg(OH(s)= Mcj+ + 20H ,而氯化铵水解呈酸性，其水解产生的与Mg(OH 电离出来的OH结合生成难电离的水，从而促进了氢氧化镁的溶解平衡右移。为了检验甲同学的观点是否正确，乙同学进行了下列实验验证，用CHCOONH(其溶液显中性)代替 NH4CI进行上述实验，发

14、现氢氧化镁固体也溶解了，从而否定了甲同学的观点，请你说明乙同学否定甲同学观点的理由，并说明你对氢氧化镁 固体能溶于氯化铵溶液的解释： 。解幕 由于GHQXJHH指液呈中性也枠芋旨重化镁沼解，说明不是因为茁+W律矽的辰应促極氢氧化镁沼解平衡右移，杭甲同学的观点错误.用CHdONH；代替散果相同，应该 是NITS起作用，因为HV可以写腌电甜出来的0IT结合生成难电离的弱电解质M- 比0，从而Mg (OH)；的濬解平衡向右移动.故Ig (OH)；能溶于W,C1 igfg中.答棗 宙于中性的CHsCWNHj容液也能使Kg故不存在因IT *丰凡0的反应而使 眶(切)；沼解平衡发生移动的间題，故甲同学的观

15、点错课.合理的解释是：与临(OH)-电离出来的01T结合生戚难电画的弱电解质恥吐 从而使険(OHhKJiS解平衡向右移动，故虺(。通匚能潜于MH.C1溶液中6 A、B、C、D、E五种有机物，它们的分子分别由-CH3、-OH、-COOH、-C6H5、-CHO中的两种组成，这些化合物的性质如下所述：(1) A能够发生银镜反应，且相对分子质量为44 ;(2) B溶液加入氯化铁溶液中，溶液显紫色；(3) C和E在有浓硫酸存在并加热的条件下，能发生酯化反应，C和E的相对分子质量之比为 8:15;(4) B和E都能跟氢氧化钠溶液反应，而 A、C、D则不能；(5) D能使酸性高锰酸钾溶液褪色，还能发生硝化反

16、应。由此可知，C、D、E的结构简式是： CDE。解析：A能发生银镜反应，则 A含有醛基(-CHO ),又其相对分子质量为 44，故A为CH3CHO, B溶 液加入氯化铁溶液显紫色， 故B为苯酚；C和E能发生酯化反应，为醇和酸，根据题意可知，C为CH3OH，D为甲苯。答案：CH3OH，E为CH3COOH ； D能使酸性高锰酸钾溶液褪色，且能发生硝化反应，故 CH3，CH3COOHA为一种纯净、7 实验室用下列装置所示的流程进行气体性质实验。图中用箭头表示气体的流向,干燥的气体，B是另一种气体，己中有红棕色气体出现。实验中所用的药品只能从下列物质中选取：Na2CO3、NaHCO3、Na20、W2O

17、2、NaCl、无水 CaCl2、(NH 4)283、碱石灰等固体和蒸馏水。根据图中装置和现象回答：(1) 丙中发生反应的化学方程式为 。(2) 丁中应选用的干燥剂是 为什么不选用所给的另一种干燥剂_(3) 甲中发生反应的化学方程式 。(4)戊中发生的主要反应的化学方程式 。此反应是吸热反应还是放热反应 _,估计可看到什么现象足以说明你的判断 。解析：根据己中有红棕色气体产生，是在红热铂丝催化下有A、B两种气体生成的，根据所学知识可催化剂知，在戊中发生的反应为 4NH3+ 5O2 加亍4NO + 6H2O, A、B为NH3和O2，根据所给药品知道，丙 中制备的是NH3,其反应为(NH4)2CO3

18、2NH3f+CO2 f+H2O，甲中制 备是是O2,其反应为CO2,而无水氯化钙再不2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O 2?o 丁中的干燥剂是碱石灰，用来干燥氨气，同时除去 能吸收CO?。答案：(1) ( NH4) 2CO3 2NH3 件 C02f+ H20(2) 碱石灰 因为另一种干燥剂的无水 CaCl2,只能吸收水，不能吸收 C02,不能使氨气完全净化。(3) 2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O 2?催化剂(4) 4NH3+ 5O2 加= 4NO + 6H2O放热可以看到戊中铂丝比开始反应时更加红热& “旺旺雪饼”袋内有一个小纸袋，上面写着“干燥剂，主要成分是生石灰”。为此

19、我对干燥剂的有关问题进行相关探究：(1) 问题1:为什么生石灰(CaO)可作干燥剂？(用化学方程式表示) 。(2) 我又对它作了一系列探究，获得较多收益，其有关实验方案如下：问题与猜想实验步骤实验现象实验结论问题2:小纸袋中的物质能否继续作干燥剂？取足量小纸袋中固体放 入烧杯中，加入适量水， 触摸杯壁。不能作干燥剂问题3:我猜想变质后的 物质可能是碳酸钙，该如 何验证我的猜想？该干燥剂样品中有 碳酸钙(3)问题4:样品中碳酸钙的含量如何？某同学按如下流程进行实验：用盐酸溶解该干燥剂 样品一干燥所得气体一用NaOH溶液吸收气体一根据NaOH溶液的增重计算该样品的含量，实 验过程中所取该干燥剂样品

20、的质量为10.0g。实验装置如图所示： A为溶解该干燥剂样品的装置，若已准备了长颈漏斗、双孔橡胶塞、导气管，为完成溶解至少还需要的实验仪器是。 A中发生反应的化学方程式为 将插入溶液C中管子的下端改成具有多孔的球泡(如图中的D)，有利于提高实验的准确度，其理由是。 当改进实验装置并进行正确操作后可以准确测定出干燥剂样品的含量(假设生成气体没有损失，并完全吸收)。若此时C装置在实验前后其质量增加了 3.6g，则该干燥剂样品的CaCO含 量为。解析：作干燥剂要能吸收其中的水蒸气，故反应为CaO+H2O=Ca(OH) 2；因为CaO溶于水会放出大量CaCO3，则可以加盐酸看是否有气泡产A 中的反应为

21、 CaCO3+2HCI=CaCI 2+CO2CO2，即卩 CO2 为 0.82mol，相当于 CaCO3的热，根据结论不能再作干燥剂，所以现象为杯壁不发烫；如果是生即可。从所给的仪器看缺少盛放样品的容器，可选用锥形瓶等，f +H2O，多孔的球泡有利于 CO2的吸收，C装置增重是吸收了为8.2g，含量为82%。答案：(1)CaO+H 2O=Ca(OH) 2(2)问题2的实验现象为：不发烫问题3的实验步骤为：取该固体，滴加稀盐酸；实验现象为：有气泡产生(3)锥形瓶或广口瓶； CaCO3+2HCI=CaCI 2+CO2 f +H2O;增大气体和溶液的接触面积，有利于二氧化碳的吸收；82%。9.某研究

22、性学习小组在做 Na2O2与水反应实验时，发现 Na2O2与水反应后的溶液中滴加酚酞试液溶液 呈现红色，但红色很快褪色，甲、乙、丙三同学对此现象分别做了如下推测： 甲：因为反应后试管很热，所以可能是溶液温度较高使红色褪去。乙：因为所加水的量较少，红色褪去可能是生成的NaOH溶液浓度较大的影响。丙：Na2O2具有强氧化性，生成物中 O2、H2O2 (可能产物)等也具有强氧化性，可能是氧化漂白了红色物 质。(1)验证甲同学的推测是否正确的方法是 ，验证乙同学的推测是否正确的方法是；当出现现象时，即可说明丙同学的推测正确。(2)有同学提出用定量的方法探究丙同学方案中是否含有H2O2,其实验方法为：称

23、取2.6gNa2O2固体，使之与足量的水反应，测量产生O2的体积，与理论值比较，即可得出结论。测量气体体积时，必须待试管和量筒内的气体都冷却至室温时进行，应选用右图装置中的，理由是。若在标准状况下测量气体的体积，应选用的量筒的大小规格为 (选填“ 100mL”、“200mL”、“500mL ”）。解析：甲的观点为温度较高就会使酚酞褪色，可以待冷却后再加酚酞试液或冷却后再看溶液是否变红;乙同学的观点是 NaOH浓度过大，加水稀释即看进行验证；若欲证明丙同学观点正确，则需否定甲和乙的观点，可以冷却后观察溶液是否变红及加水稀释后溶液是否变红来验证。比较两个装置可以看出II可以防止气体冷却时出现倒吸现

24、象，根据计算可知2.6gNa2O2全部转化为02,其体积在标准状况下约 375mL ,故应选用500mL.答案：(1 )冷却后加酚酞试液或冷却后看溶液是否变红加水稀释后看溶液是否变红冷却后及加水稀释后均不变红(2)H防止气体冷却时发生倒现象，减小实验误差。500mL10.某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象，请写出相应的化学方程 式、。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇催化反应是反应。(2)甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是 ;乙的作用是 反应进行一中能收集到不同賤入空弋水水乙段时间后，试管 a的物质，它们是。

25、集气瓶中收集到的气体的主要成分是 若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有。要除去该物质，可现在混合液中加入 (填写字母)a.氯化钠溶液b.苯c.碳酸氢钠溶液d.四氯化碳解析：实验时，因为发生反应2Cu（红）+ 0丄260（黑）、CHCH20H + 您2（黒）壬 CHCHO+Cu（红）+HO 两反应交替进行，所以红色和黒色交替出现.（2）年 水浴的作用杲便于乙醇的揮发，为了得到稳定的乙醇气流；乙水浴的作用杲冷却，便于乙匡 的收集.经过反应后冷却中收集到的物质有易挥发的原料乙醇，反应生成的乙醛及水. 集气瓶中收集到的是疾空气中不参加反应的M还有没反应完的少量6但6是少量的, 所以只坝汕试管a中收集到的薇体能使紫色石蕊试纸显红色，说明有酸性物质生成， 可能含有乙酸，这是由于CHCHO进一步被氧化而生成的，利用乙酸的酸性比碳酸强，可 用後酸氢讷除去乙険然后通过蒸韶的方法将乙醇和乙醛与CH.COONa分离开。答案：（l）2Cu十0亠* ICiiO： CH：CH;OH+CjiOCHCHO+ Cu+H2O5 敢热.（2 加热；冷却。乙龜 乙醇、水；氮气。（4）乙臨 c；蒸圖