高三高考化學二輪復習探究性化學實驗專題復習課件

探究性化學實驗專題（四）高中化學學

習

目標（1）

通過對高鐵酸鉀的制備和性質探究實驗的分析，

提升運用化學反應原理解讀實際問題的能力，

會從復雜反應體系的存在成分以及物質

之間的相互作用的角度綜合分析物質的性質。（2）

通過對Na2

S溶液與KMnO4

溶液反應探究過程的分析，

體會條件不同對物質性質的影響，了解探究物質性質實驗的核心思路和基本方法，

掌握實驗探究題的解題思路和注意事項，

提升科學、

準確、

規(guī)范答題的能力。高中化學

目的

例1.(2018北京T28)實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質。資料：

K2FeO4

為紫色固體，

微溶于KOH溶液；

具有強氧化性，

在酸性或中性溶液中快速產生O2，

在堿性溶液中較穩(wěn)定。(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)

制取氯氣

凈化氯氣

制備K2FeO4

尾氣處理

裝置①A為氯氣發(fā)生裝置

。A中反應方程式是

(錳被還原為Mn2＋)。

2KMnO4＋16HCl=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2

↑+8H2O②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。高中化學FeO42-

、OH-

、

ClO-

、Cl-

、K+③C中得到紫色固體和溶液

。

C中Cl2

發(fā)生的反應有3Cl2

+2Fe(OH)3

+

10KOH=2K2FeO4

+6KCl

+

8H2O，

另外還有

Cl2+2OH?

=Cl?

+ClO?

+H2O

。高中化學資料：

K2FeO4

為紫色固體，

微溶于KOH溶液；

具有強氧化性，

在酸性或中性溶液中快速產生O2，

在堿性溶液中較穩(wěn)定。高中化學資料：

K2FeO4

為紫色固體，

微溶于KOH溶液；具有強氧化性，

在酸性或中性溶液中快速產生O2，

在堿性溶液中較穩(wěn)定。如果FeO42?

→Fe(Ⅲ)

，如何完成產生氧氣的離子方程式？4FeO42?

+

10H2O=4Fe(OH)3

(膠體)

+3O2

↑+

8OH-

4FeO42?

+20H+

=4Fe3+

+

3O2

↑

+

10H2O

方案Ⅰ取少量a，

滴加KSCN溶液至過量，

溶液呈紅色方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，

再用KOH溶液將K2FeO4溶出，

得

到紫色溶液b，

取少量b，

滴加鹽酸，

有Cl2

產生①

取C中紫色溶液，

加入稀硫酸，

產生黃綠色氣體，

得溶液a，

經檢驗氣體中含有Cl2

。

為證明是否是K2FeO4

氧化了Cl－

而產生Cl2，

設計以下方案：高中化學(2)探究K2FeO4

的性質思考：

方案Ⅰ和Ⅱ能證明溶液a

中Cl2

的產生就是K2FeO4

氧化了Cl

－

所致嗎？OH-

、K+

4FeO42?

+20H+

=4Fe3+

+

3O2

↑+

10H2OK2FeO4

能將Cl－

氧化產生Cl2

Cl?

+ClO?

+

2H+

=

Cl2

↑

+

H2O

FeO42-

、OH-

、

ClO-

、Cl-

、K+有Fe3+O42-、Fe高中化學(2)探究K2FeO4

的性質①取C中紫色溶液，

加入稀硫酸，

產生黃綠色氣體，

得溶液a，

經檢驗氣體

中含有Cl2

。

為證明是否是K2FeO4

氧化了Cl－

而產生Cl2，

設計以下方案：方案Ⅰ取少量a，

滴加KSCN溶液至過量，

溶液呈紅色方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，

再用KOH溶液將K2FeO4

溶出，

得到紫色溶液b，

取少量b，

滴加鹽酸，

有Cl2

產生Ⅰ

.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a

中含有

Fe3＋

離子，但該離子的產生不能判斷

一

定是K2FeO4

將Cl－

氧化，

還可能由

產生(用方程式表示)。Ⅱ.

方案Ⅱ可證明K2FeO4

氧化了Cl－

。

用KOH溶液洗滌的目的是

。

排除ClO?

的干擾4FeO42?

+20H+

=4Fe3+

+

3O2

↑+

10H2O(2)探究K2FeO4

的性質②根據K2FeO4

的制備實驗得出：

氧化性Cl2

>

FeO42?

(填“>”

或“<”)，

而方案Ⅱ實驗表明，

Cl2

和FeO42?

的氧化性強弱關系相反，

原因是_______

。

溶液酸堿性不同

方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，

再用KOH溶液將K2FeO4

溶出，

得到紫色溶液b，

取少量b，

滴加鹽酸，

有Cl2

產生高中化學理由：FeO42?

在過量酸的作用下會完全轉化為Fe3+和O2，

所得溶液的淺紫色

一

定是MnO4?

的顏色。方案：

向紫色溶液b中滴加足量稀H2

SO4，

觀察溶液的紫色是快速褪去還是顯淺紫色。(2)探究K2FeO4

的性質③資料表明，

酸性溶液中的氧化性FeO42?

>

MnO4?

,驗證實驗如下：

將溶液b滴入MnSO4

和足量H2

SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫

色，

該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO42?

>

MnO4?

。

若能，

請說明理由；

若不方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，

再用KOH溶液將K2FeO4

溶出，

得

到紫色溶液b，

取少量b，

滴加鹽酸，

有Cl2

產生高中化學FeO42-、

OH-

K+、高中化學經驗總

結（1）FeO42?

在堿性條件下才相對穩(wěn)定，

而在中性和酸性條件下非?；顫姡?/p>

因此制備高鐵酸鉀和完成高鐵酸鉀性質實驗時，

要

關注溶液酸堿性環(huán)境的不同。（2）在探究FeO42?

的性質實驗時，

一

定要關注體系的微粒組成，

關注微粒間的相互影響，

提升綜合分析問題的能力。()

清本題（

2

）

針對C中紫色溶液加稀硫酸產生氯氣的探究過程：①

產物中有Fe3+就能說明FeO42-

將Cl-

氧化了嗎？②FeO42-

能將Cl-

氧化就能說明FeO42-確實將Cl-

氧化了嗎？

？③

產物中有Fe3+,FeO42-

又具備氧化Cl-

的能力,

就能確定FeO42-

將Cl-

氧化了嗎？實驗序號ⅠⅡ實驗過程滴加10滴(約0.3mL)0.

1mol/LNa2

S溶液5mL0.01mol/L

酸性

KMnO4

溶液(H2

SO4

酸化至pH=0)滴加10滴(約0.3mL)0.01mol/L

酸性KMnO4

溶液(H2

SO4

酸化至pH=0)

5mL

0.

1mol/LNa2

S溶液實驗現(xiàn)象紫色變淺(pH<1)，

生成棕褐

色沉淀(MnO2)溶液呈淡黃色(pH≈

8)，

生成

淺粉色沉淀(MnS)高中化學例2．

某小組研究Na2

S溶液與KMnO4

溶液反應，

探究過程如下。資料：ⅰ

.MnO4-在強酸性條件下被還原為Mn2+

，在近中性條件下被還MnO2。ⅱ

.

單質硫可溶于硫化鈉溶液，

溶液呈淡黃色。高中化學例2．

某小組研究Na2

S溶液與KMnO4

溶液反應，

探究過程如下。（

1）

根據實驗可知，Na2

S具有

還原

性。（2）

甲同學預測實驗I中S2–

被氧化成SO32-。①根據實驗現(xiàn)象，乙同學認為甲的預測不合理，

理由是②乙同學取實驗I中少量溶液進行實驗，

檢測到有SO42-

，

得出S2–

被氧化成SO42-

的結論，

丙同學否定了該結論，

理由是

。因KMnO4

溶液是用H2SO4

酸化的，

故反應后溶液中有SO42-

不能證明是被氧化生成的。溶液呈紫色，

說明酸性KMnO4

溶液過量，

SO32-

能被其繼續(xù)氧化。高中化學（2）

甲同學預測實驗I中S2–

被氧化成SO32-。①根據實驗現(xiàn)象，乙同學認為甲的預測不合理，

理由是

。②乙同學取實驗I中少量溶液進行實驗，

檢測到有SO42-

，

得出S2–

被氧化成SO42-

的結論，

丙同學否定了該結論，

理由是

。③同學們經討論后，

設計了如下實驗，

證實該條件下MnO4-

的確可以將S2–

氧化成SO42-

。

0.01mol/LKMnO4

溶液a.右側燒杯中的溶液是

（

H2

SO4

酸化至pH=0）

（填操作和現(xiàn)象）。取左側燒杯中的溶液，

用鹽酸酸化后，滴加BaCl2

溶液，

觀察到有白色沉淀生成b.

連通后電流計指針偏轉，

一段時間后，0.

1mol

/

L

Na2S溶液碳棒

碳棒（3）

實驗I的現(xiàn)象與資料i存在差異，

其原因是新生成的產物（Mn2+）

與過量的反應物（

MnO4-

）

發(fā)生反應，

該反應的離子方程式是

2MnO4-

+3Mn2+

+2H2O=5MnO2

↓

+

4H+

（4）

實驗II的現(xiàn)象與資料也不完全相符，

丁同學猜想其原因與（3）相似，

經驗證猜想成立，

他的實驗方案是將實驗I中生成的MnO2

分離洗滌后，

加入0.

1mol/L

Na2

S溶液，

觀察到有淺粉色沉

淀，

且溶液呈淡黃色，

證明新生成的MnO2

與過量的S2-

反應，

故沒得到MnO2

沉淀。實驗序號ⅠⅡ實驗過程滴加10滴(約0.3mL)0.

1mol/L

Na2S溶液5mL0.01mol/L酸性KMnO4

溶

液(H2SO4

酸化至pH=0)滴加10滴(約0.3mL)0.01mol/L

酸性KMnO4

溶液(H2SO4

酸化至pH=0)

5mL0.

1mol/L

Na2S溶液實驗現(xiàn)象紫色變淺(pH<1)，

生成棕褐色沉淀(MnO2)溶液呈淡黃色(pH≈

8)，

生成淺粉色沉淀(MnS)（5）

反思該實驗，

反應物相同，

而現(xiàn)象不同，

體現(xiàn)了物質變化不僅與其自身的性質有關，

還與

濃

度

、

用

量

、

溶液的酸堿性

因素有關。高中化學例2．

某小組研究Na2

S溶液與KMnO4

溶液反應，

探究過程如下。實驗序號ⅠⅡ滴加10滴(約0.3mL)滴加10滴(約0.3mL)0.01mol/L酸性實驗過程0.

1mol/L

Na2S溶液KMnO4

溶液(H2SO4

酸化至pH=0)5mL0.01mol/L

酸性KMnO4

溶液(H2SO4

酸化至pH=0)

5mL0.

1mol/L

Na2S溶液實驗現(xiàn)象紫色變淺(pH<1)，

生成棕褐色沉淀(MnO2)溶液呈淡黃色(pH≈

8)，

生成淺粉色沉淀(MnS)（2

）甲同學預測實驗I中S2–

被氧化成SO32-。①

根據實驗現(xiàn)象，乙同學認為甲的預測不合理，

理由是

。②

乙同學取實驗I中少量溶液進行實驗，

檢測到有SO42-

，

得出S2–

被氧

化成SO42-

的結論，

丙同學否定了該結論，

理由是

。高中化學例2．

某小組研究Na2

S溶液與KMnO4

溶液反應，

探究過程如下。資料：ⅰ.MnO4-在強酸性條件下被還原為Mn2+

，在近中性條件下被還MnO2。

ⅱ.

單質硫可溶于硫化鈉溶液，

溶液呈淡黃色。發(fā)現(xiàn)問題提出預測分析預測實驗目的實驗現(xiàn)象實驗操作（4

）

實驗II的現(xiàn)象與資料也不完全相符，

丁同學猜想其原因與（3

）

相似，

經驗證猜想成立，

他的實驗方案是。____________________③同學們經討論后，

設計了如下實驗，

證實該條件下