猜想2 固体X含有三种成分:NaHCO3和________。
②下面是针对固体X中的成分猜想进行的实验探究。请填写下表中的空格(可不填满)。
实验步骤 步骤1:取少量固体X样品,加入适量蒸馏水,使固体完全溶解,将溶液分装到两支试管中 步骤2:________________ 步骤3:________________ ________________ ________________ 预期现象和结论 限选试剂:酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀HNO3、蒸馏水、AgNO3溶液、澄清石灰水 (3)上述装置C中,如果标准状况下的氯气2.24 L与0.1 mol碳酸钠正好完全反应,则湿润的氯气与碳酸钠反应的化学方程式为___________________________。
解析 (1)实验室制备氯气一般用浓盐酸与MnO2反应,制得的氯气中含有HCl杂质,一般用饱和食盐水除去。(2)①反应物为Cl2、H2O、Na2CO3,而D中物质为含氯氧化物,其中Cl元素显正价,则C中含氯的盐中Cl元素必显负价,该盐为NaCl。固体X的成分可能为NaHCO3、NaCl或NaHCO3、NaCl、Na2CO3。(2)由于可以确定固体X中含有NaHCO3,因此对固体X的成分的探究,实质是检验NaCl、Na2CO3的存在,即可以通过检验Cl、CO3来探究固体X的组成,检验CO3选择BaCl2溶液,需要注意的是不能选择澄清石灰水,否则NaHCO3会有干扰,检验Cl选择稀HNO3和AgNO3溶液。(3)设含氯氧化物的化学式为Cl2Ox,则该反应可表示为11
Cl2+Na2CO3+H2O===NaHCO3+NaCl+Cl2Ox,根据氧元素守恒,得x=1,故该反应的化学方
22程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。 答案 (1)浓盐酸 饱和食盐水 (2)①NaCl NaCl、Na2CO3 ②
实验步骤 步骤2:向一支试管中滴加足量BaCl2溶液 步骤3:向另一支试管中滴加足量稀硝酸,再加适量AgNO3溶液 预期现象和结论 若无明显现象,则固体X中不含Na2CO3;若溶液变浑浊,则固体X中含Na2CO3 若溶液未变浑浊,则固体X中不含NaCl;若溶液变浑浊,则固体X中含NaCl -
2-
-
2-
(3)2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O
5
【解题建模】
假设判断型方案设计解题模板
考点指导2 “原理探究型”方案的设计
【典例2】 (北京理综)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe+2I
3+
-
2Fe+I2”反应中Fe和Fe的相互转化。实验如下:
2+3+2+
(1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时,再进行实验Ⅱ,目的是使实验Ⅰ的反应达到__________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (2)ⅲ是ⅱ的对比实验,目的是排除ⅱ中________造成的影响。
(3)ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe向Fe转化。用化学平衡移动原理解释原因:____________________________________________________
_______________________________________________________________。 (4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测ⅰ中Fe向Fe转化的原因:外加
Ag使c(I)降低,导致I的还原性弱于Fe,用下图装置(a,b均为石墨电极)进行实验验
+
-
-
2+
2+
3+
2+
3+
6
证。
①K闭合时,指针向右偏转,b作________极。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01 mol·L AgNO3溶液,产生的现象证实了其推测。该现象是____________________________________ _______________________________________________________________。
(5)按照(4)的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了ⅱ中Fe向Fe转化的原因。 ①转化的原因是__________________________________________________ ______________________________________________________________。 ②与(4)实验对比,不同的操作是_____________________________________ ________________________________________________________________。
(6)实验Ⅰ中,还原性:I>Fe;而实验Ⅱ中,还原性Fe>I。将(3)和(4)、(5)作对比,得出结论是__________________________________________________ __________________________________________________________________。 【解题指导】
原理探究型实验答题过程中答题误区
(1)原理探究实验过程中忽视反应条件设置与控制;回答问题时遗漏某一限制条件;易造成想当然或默认某些条件等错误。
(2)原理探究中易将待探究的原理当成已知内容进行设计,造成明确的探究指向。 (3)原理探究过程中提出的探究点不够完整,遗漏某种情况;有时也会在方案设计中遗漏某一种可能,造成方案不完整,或非此即彼的情况。
(4)原理探究实验设计思路中从已有知识与信息找不到合理的方法,无法将综合探究实验解答完整。
解析 (1) 待实验Ⅰ溶液颜色不再改变,说明其中的可逆反应已达平衡状态。(2) 实验ⅲ中加入1 mL水,目的是排除ⅱ中因加入FeSO4溶液对原溶液稀释,造成溶液颜色变化。(3)ⅰ
7
-
2+
2+
-
2+
3+-1
中加入 AgNO3溶液,Ag与I生成AgI黄色沉淀,c(I)减小,平衡2Fe+2I
2+
+--3+-
2Fe
2+
+I2逆向移动。ⅱ中加入 FeSO4溶液,c(Fe)增大,平衡也是逆向移动,c(I2)减小,溶液颜色变浅。(4) ①U形管左管中I具有强还原性,易发生氧化反应,a极为原电池的负极。U形管右管中Fe具有强氧化性,易发生还原反应,b极为原电池的正极。②在U形管左管中滴加AgNO3溶液后,Ag与 I生成AgI黄色沉淀,I浓度降低,U形管右管新生成的Fe
-
+
-
-
2+
3+
-
还原性比I的强,从而U形管右管易发生氧化反应,作负极,故电流表的指针向左偏转。(5)①按照(4)的离子浓度大小影响离子的还原性的原理,该同学利用原电池装置进行实验,证实了 ⅱ 中Fe浓度增大,还原性增强,使Fe还原性强于I。②实验ⅱ与实验(4)相比较,实验(4)当指针归零后,可采取向U形管右管中滴加1 mol·L FeSO4溶液,以增加Fe
+
2+
-
2+
-
-1
2
2+
2+
-
的浓度,使c(Fe)大于c(I)。(6) 根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中c(Fe)和c(I)的浓度不同
知,在其他条件不变时,物质的氧化性和还原性与浓度有关,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,导致平衡移动。 答案 (1)化学平衡状态 (2)因溶液稀释使溶液颜色变化
(3)Ⅰ中加入Ag发生反应:Ag+I===AgI↓,c(I)降低;Ⅱ中增大c(Fe),平衡均逆向移动
(4)①正 ②左管产生黄色沉淀,指针向左偏转
(5)①Fe随浓度增大,还原性增强,使Fe还原性强于I ②向右管中滴加 1 mol·L FeSO4溶液
(6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动方向 【课堂对点训练】
2.某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应,所用装置如图所示(夹持装置已略去)。
2+
2+
-
-1
+
+
-
-
2+
(1)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色,然后开始实验。
步骤① 配制1 mol·L FeCl3溶液(未用盐酸酸化),测其pH约为1,取少量-1 8
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