高三化学总复习专题攻略之探究性化学实验-四-探究化学反应机理或条件现象等.doc

四. 探究化学反应机理（或条件、现象等）
【高考预测】
（★★★）在探究性实验题中要注意控制变量思想。

锁定高考
1．（2015安徽）某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反应原理，该同学做了以下试验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是（ ）
选项
实验及现象
结 论
A
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝
反应中有NH3产生
B
收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色
反应中有H2产生
C
收集气体的同时测得溶液的pH为8.0
弱碱性溶液中Mg也可被氧化
D
将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生
弱碱性溶液中OH-氧化了Mg
【答案】D

【名师点睛】解决本题的关键在于熟练掌握常见物质的检验要，包括试剂的选择，反应现象及结论判断。本题还考查了溶液的酸碱性和PH的关系，溶液中离子浓度大小和离子共存问题，氧化还原反应中，氧化反应和还原反应的判断，氧化剂和还原剂的判断，氧化产物和还原产物的判断。
2．（2016北京）以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。
实 验
试 剂
现 象
滴 管
试 管

2 mL
0.2 mol·L−1
Na2SO3溶液
饱和Ag2SO4溶液
Ⅰ.产生白色沉淀
0.2 mol·L−1 CuSO4溶液
Ⅱ.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀
0.1 mol·L−1 Al2（SO4）3溶液
Ⅲ.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀
（1）经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：____________。
（2）经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO42−，含有Cu+、Cu2+和SO32−。
已知：Cu+Cu +Cu2+，Cu2+CuI↓（白色）+I2。
① 用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是_____________。
② 通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2+和SO32−。

KI溶液 洗净的棕黄色沉淀 取上层清液 分成两份 淀粉溶液 试剂1 无明显现象
白色沉淀A
a. 白色沉淀A是BaSO4，试剂1是____________。
b. 证实沉淀中含有Cu2+和SO32−的理由是___________。
（3）已知：Al2（SO4）3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO42−，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。
① 推测沉淀中含有亚硫酸根和________。
② 对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：
i.被Al（OH）3所吸附；
ii.存在于铝的碱式盐中。
对假设ii设计了对比实验，证实了假设ii成立。
a. 将对比实验方案补充完整。

步骤二：_____________（按上图形式呈现）。
（4）根据实验，亚硫酸盐的性质有___________。盐溶液间反应的多样性与__________有关。
【答案】（1）2Ag＋+SO32—＝Ag2SO4↓。（2）①加入稀硫酸后，有红色固体生成；②a. HCl和BaCl2溶液。
b.在I-的作用下，Cu2+转化为白色沉淀CuI，SO32-转化为SO42-。 （3）①Al3+、OH-。
②a、，
b、V1明显大于V2。
（4）还原性、水解溶液显碱性；两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件。

（2）① 根据反应：Cu+Cu +Cu2+可知若沉淀中含有Cu+，加入稀硫酸会发生歧化反应生成铜单质，实验现象是有红色固体生成；
② 分析实验流程知实验原理为2Cu2＋+4I－==2CuI+I2、I2+SO32-+H2O=SO42—+2I－+2H＋，SO42-+Ba2+== BaSO4↓，则a.白色沉淀A是BaSO4，试剂1是盐酸酸化的BaCl2溶液。b.证实沉淀中含有Cu+和SO32−的理由是棕黄色沉淀与KI溶液反应生成白色沉淀（CuI），证明含有Cu＋，白色沉淀A为硫酸钡，证明含有SO32—。
（3）①根据题意可知实验Ⅲ的白色沉淀中无SO42−，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色，则① 推测沉淀中含有亚硫酸根和氢氧化铝。
② a、铝的酸式盐与氢氧化钠反应消耗的氢氧化钠的含量大于氢氧化铝，所以反应应该设计一个定量对比试验，根据白色固体消耗氢氧化钠的量不同来证实假设ⅱ成立，即实验方案设计步骤二为：
，
且V1明显大于V2，可说明沉淀中亚硫酸根存在于碱式盐中。
（4）根据实验白色沉淀能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明亚硫酸盐具有还原性，另外亚硫酸根水解呈碱性。根据实验现象可得盐溶液间反应的多样性与盐的性质和溶液的酸碱性有关。
夯实基础
控制变量思想方法，探究实验异常现象成为近几年实验探究命题的热点。该题为实验探究题，装置图、流程图很简单，但探究过程较复杂，准确全面获取信息、通过控制变量思想进行逻辑分析是解题的关键。
控制变量法：物质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。
该类试题的解题策略为：
（1）确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。
（2）定多变: 在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
（3）数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。
典例1下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：

实 验
序 号
金属
质量/g
金属
状态
c(H2SO4)
/mol·L-1

V(H2SO4)
/mL

溶液温度/℃
金属消失的时间/S
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0. 8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
20
44
40
分析上述数据，回答下列问题：
(1) 实验4和5表明_________对反应速率有影响；________，反应速率越快，能表明这一规律另一组实验是___________（填实验序号）。
(2) 在前4次实验中，能表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有________（填实验序号）。
(3) 本实验中影响反应速率的其他因素还有_________，其实验序号是_____。
(4) 实验中，反应前后溶液的温度变化值（约15℃）相近，推测其原因：
_________________________________________________________。
【答案】（8分每空1分）（1）固体表面积　　固体表面积越大　　实验1和2
（2）实验1、3、4　　（3）温度　　实验6和7　　（4）反应物的量相同，放出热量相同

【名师点拨】本题考查外界条件对化学反应速率影响的实验探究。该试题综合性强，侧重考查学生对实验数据的分析、归纳以及得出正确结论的能力。该类试题通过陌生情景考查化学反应速、影响化学反应速率的外界因素（浓度）、学生对图表的观察、分析以及学生对实验数据的分析、整理、归纳等方面的思维能力，难度较大。解决该类试题应注意：① 认真审题，明确实验目的，理解直接测量与实验目的间的逻辑和数学关系；② 理解控制变量的思想在实验设计和数据分析中的运用。