备考2024届高考化学一轮复习讲义第十章化学实验基础第6讲物质的性质化学反应原理综合实验探究考点2化学反应原理实验探究

考点2化学反应原理实验探究研透高考 明确方向命题点化学反应原理实验探究1.2023湖北学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：（1）铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为具支试管，装置B的作用为安全瓶（防倒吸）。（2）铜与过量H2O2反应的探究如下：实验中Cu溶解的离子方程式为CuH2O22HCu22H2O；产生的气体为 O2。比较实验和，从氧化还原角度说明H的作用是增强H2O2的氧化能力。（3）用足量NaOH处理实验新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，m g X完全分解为n g黑色氧化物Y，nm56。X的化学式为CuO2。（4）取含X粗品0.050 0 g（杂质不参加反应）与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用0.100 0 mol·L1 Na2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液 15.00 mL。（已知：2Cu24I2CuII2，I22S2O322IS4O62）标志滴定终点的现象是滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液时，溶液蓝色刚好褪去，且半分钟内不恢复，粗品中X的相对含量为96。解析（1）仪器A的名称为具支试管；Cu与浓HNO3反应产生的尾气直接用NaOH溶液吸收会引发溶液倒吸，装置B起到安全瓶的作用，防止倒吸。（2）Cu在稀H2SO4作用下，被H2O2氧化生成Cu2和H2O，溶液变蓝。Cu2作用下，H2O2会被催化分解生成O2。在Na2SO4溶液中H2O2不能氧化Cu，在稀H2SO4中H2O2能氧化Cu，说明H使得H2O2的氧化性增强。（3）X为铜的氧化物，设X的化学式为CuOx，其在惰性氛围下加热分解生成黑色氧化物Y（CuO），则：CuOxCuOx12O26416x80mn则64+16xm80n，又nm56，解得x2，则X的化学式为CuO2。（4）CuO2在酸性条件下生成Cu2，Cu2与KI反应生成I2，I2遇淀粉变蓝，用Na2S2O3标准溶液滴定I2，当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液时，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复时，表明I2已完全反应，达到滴定终点。CuO2中Cu为2价、O为1价，结合已知反应可知，CuO2在酸性条件下与KI发生反应2CuO28I8H2CuI3I24H2O，则2CuO23I26Na2S2O3，则样品中m（CuO2）0.1000×15.00×1036×2×96 g0.048 g，w（CuO2）0.048g0.0500g×10096。2.控制变量法2022广东食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸（用HAc表示）。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 时， HAc的Ka1.75×105104.76。（1）配制250 mL 0.1 mol·L1的HAc溶液，需5 mol·L1 HAc溶液的体积为 5.0mL。（2）下列关于250 mL容量瓶的操作，正确的是 C。（3）某小组研究25 下HAc电离平衡的影响因素。提出假设稀释HAc溶液或改变Ac浓度，HAc电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为0.1 mol·L1的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液；测定pH，记录数据。序号V（HAc）/mLV（NaAc）/mLV（H2O）/mLn（NaAc）n（HAc）pH40.00/02.864.00/36.0003.364.00ab344.534.004.0032.00114.65根据表中信息，补充数据：a3.00，b33.00。由实验和可知，稀释HAc溶液，电离平衡正（填“正”或“逆”）向移动；结合表中数据，给出判断理由：实验中的HAc的浓度为实验的110，稀释10倍后，假设电离平衡不移动，理论pH为3.86，实际pH为3.36，说明稀释HAc溶液时，促进了HAc的电离。由实验可知，增大Ac浓度，HAc电离平衡逆向移动。实验结论假设成立。（4）小组分析上表数据发现：随着n（NaAc）n（HAc）的增加，c（H）的值逐渐接近HAc的Ka。查阅资料获悉：一定条件下，按n（NaAc）n（HAc）1配制的溶液中，c（H）的值等于HAc的Ka。对比数据发现，实验中pH4.65与资料数据Ka104.76存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。（i）移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L1 NaOH溶液滴定至终点，消耗体积为22.08 mL，则该HAc溶液的浓度为 0.110 4mol·L1。画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点。（ii）用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L1NaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液，测定pH，结果与资料数据相符。（5）小组进一步提出：如果只有浓度均约为0.1 mol·L1的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Ka？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中的内容。移取20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液V1 mL移取20.00 mL HAc溶液，向其中加入V12 mL NaOH溶液，测得溶液的pH为4.76实验总结得到的结果与资料数据相符，方案可行。（6）根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途HClO、杀菌消毒（其他合理答案也可）。解析（1）根据配制前后溶质的物质的量不变，列式：0.1 mol·L1×0.250 L5 mol·L1×V2，得V20.005 0 L5.0 mL。（2）振荡时应用瓶塞塞住容量瓶口，不可用手指压住容量瓶口，A项错误；定容时眼睛应该平视刻度线且胶头滴管的尖嘴不能插入容量瓶内，B项错误；转移溶液时用玻璃棒引流，且玻璃棒下端紧靠在容量瓶刻度线以下的内壁上，C项正确；缺少另一只手托住瓶底，D项错误。（3）实验中，n（NaAc）n（HAc）34，两种溶液的浓度相等，当V（HAc）4.00 mL时，V（NaAc）3.00 mL，为保证溶液的总体积为40.00 mL，则V（H2O）40.00 mL4.00 mL3.00 mL33.00 mL。由实验、的数据分析，实验中HAc的浓度为实验中的110，但是pH没有从2.86变为3.86，H浓度相对变大（实际pH为3.36），说明稀释HAc溶液时，促进了HAc的电离。（4）NaOH与HAc以物质的量之比为11反应，则c（HAc）·V（HAc）c（NaOH）·V（NaOH），c（HAc）0.110 4 mol·L1。NaOH与HAc完全反应时，生成强碱弱酸盐（NaAc），滴定终点时，溶液显碱性，所以加入22.08 mL NaOH溶液时，对应的滴定终点溶液的pH7。（5）醋酸的电离平衡：HAcHAc，平衡常数Kac（H）·c（Ac）c（HAc），当c（Ac）c（HAc）时，Kac（H），故在中，向20.00 mL HAc溶液中加入V12 mL NaOH溶液，反应后的溶液中Ac和HAc浓度相等，测定溶液的pH，即可得出Ka。（6）HClO为弱酸，可以用于自来水的杀菌消毒。方法点拨综合探究类实验题的解题策略1.重视“猜想”：“猜想”部分是基础，提出的猜想一定要全面、合理，即在牢固掌握元素及其化合物知识的基础上，能根据代表元素及代表物质的性质由例及类，大胆猜想。2.攻破“设计”：“设计”部分是核心，分值较大，也是区分度最大的部分。（1）明确实验目的，利用已学知识分析如何达到该实验目的。（2）根据实验原理，结合实验材料及已学知识，设计实验方案。（3）根据题给信息，控制实验条件，排除干扰因素，关注实验细节。（4）注意实验的简约性和安全性。验证型探究实验题的思维流程控制变量法探究实验题的解题要点1.解题策略：保持单一变量，且控制其余几个因素不变。2.控制变量分析模型实验结论