1、物质性质实验方案的设计一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2013淮坊模拟)可用如图所示装置及试剂比较KMnO4、Cl2和S氧化性的相对强弱。()(2)(2013龙岩模拟)将SO2通入酸性KMnO4溶液中，可证明SO2具有漂白性()(3)(2013大纲全国卷)在溶液中将MnO完全转化为Mn2，向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2溶液至紫色消失()(4)(2012山东高考)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应()二、必备知识掌握牢1性质探究实验方案设计的四个要求2方案设计安全问题“四防”3实验操作中注意的四个问题(1)实验操作顺序。如与气体有关实验的操作
2、为：装置选择与连接气密性检验装固体药品加液体药品开始实验(按程序)拆卸仪器其他处理等。(2)加热操作的要求。主体实验加热前一般应先用原料气赶走空气后，再点燃酒精灯，其目的一是防止爆炸，如H2还原CuO、CO还原Fe2O3；二是保证产品纯度，如制备Mg3N2、CuCl2等。反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气直到冷却为止。(3)尾气处理方法。有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃，无毒气体直接排放。(4)特殊的实验装置。制取在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气进入。用碱石灰吸收测定
3、实验中生成CO2的质量时，前面要干燥，末端要防止空气中的水蒸气和CO2进入。三、常考题型要明了考查物质成分的实验探究典例考查物质性质的实验探究演练1考查物质性质实验及产物探究演练2典例(2013福建高考)固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想：甲：Mg(NO2)2、NO2、O2乙：MgO、NO2、O2丙：Mg3N2、O2丁：MgO、NO2、N2(1)实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是_。查阅资料得知：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O针对甲、乙、丙猜想，设计如下图所示的实验装置(图中加热、
4、夹持仪器等均省略)：(2)实验过程仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭k，微热硬质玻璃管(A)，观察到E中有气泡连续放出，表明_。 称取Mg(NO3)2固体3.7 g置于A中，加热前通入N2以驱尽装置内的空气，其目的是_；关闭k，用酒精灯加热时，正确操作是先_，然后固定在管中固体部位下加热。 观察到A中有红棕色气体出现，C、D 中未见明显变化。 待样品完全分解，A 装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1.0 g。 取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象。(3)实验结果分析讨论根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_是正确的。 根据D中无明显现象，一位同学认为不能确认分解
5、产物中有O2，因为若有O2，D中将发生氧化还原反应：_(填写化学方程式)，溶液颜色会褪去；小组讨论认定分解产物中有O2存在，未检测到的原因是_。 小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步研究。解析本题是探究性实验，意在考查考生的化学实验与探究能力。(1)根据猜想丁，Mg(NO3)2MgONO2N2，只有N元素价态降低，没有元素价态升高，不符合氧化还原反应原理。(2)该步骤是检查装置的气密性，根据现象可知该装置气密性良好。装置中的空气中含有O2，甲、乙、丙猜想都有O2生成，若不用N2驱尽装置中的O2将对分解产生的O2的检验产生干扰。用酒精灯加热时，为防止试管受热不均而破裂，首
6、先应来回移动酒精灯加热硬质玻璃管，使其受热均匀后再集中加热。(3)根据实验过程的现象可知，产物中有NO2，排除丙。猜想乙的分解反应为：2Mg(NO3)22MgO4NO2O2，根据差值法，296 g Mg(NO3)2分解得到80 g MgO，则3.7 g Mg(NO3)2可得1.0 g MgO，与题设数据吻合，可见猜想乙成立。分解产生的NO2、O2可与B装置中的NaOH溶液发生反应4NO2O22H2O=4HNO3，所以无法用D装置中的Na2SO3溶液检测O2的存在。若有O2，Na2SO3被O2氧化为Na2SO4，导致D中溶液颜色消失，反应方程式为2Na2SO3O2=2Na2SO4。答案(1)不符
7、合氧化还原反应原理(或其他合理答案)(2)装置气密性良好避免对产物O2的检验产生干扰(或其他合理答案)移动酒精灯预热硬质玻璃管(3)乙2Na2SO3O2=2Na2SO4O2在通过装置B时已参与反应(或其他合理答案)来源:学科网物质性质实验设计的流程来源:学科网演练1某同学通过系列实验探究硫及其化合物的性质，实验现象正确且能达到目的的是()A点燃硫黄，产生刺激性气味气体，该气体可以漂白纸浆B向蔗糖中加入浓硫酸，蔗糖变黑色，说明浓硫酸具有强吸水性C将H2S气体通入CuSO4溶液生成CuS沉淀，说明H2S为强电解质D将铝片加入浓硫酸中，反应剧烈，说明浓硫酸具有强氧化性解析：选AB选项说明了浓硫酸具有
8、脱水性；C选项说明了硫化铜难溶；D选项因发生钝化而使反应终止，实验现象描述错误。演练2(2013北京西城模拟)甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。文献记载：.在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有4、2、3价等氮的化合物。.FeSO4NOFe(NO)SO4(棕色)H0。.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。甲的实验操作和现象记录如下：实验操作实验现象打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹。打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞。无明显现象。加热烧瓶，反应开始后停止加热。A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶
9、液变棕色；C中溶液紫色变浅。反应停止后，A中无固体剩余。请回答下列问题：(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是_。(2)检验是否生成3价氮的化合物，应进行的实验操作是_。(3)甲取少量B中溶液，加热，实验现象是_。请用化学平衡原理解释原因：_。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是_，证明有NO生成的实验现象是_。(5)证明A溶液中是否含有Fe3，选择的药品是_(填序号)。a铁粉b溴水c硫氰化钾溶液解析：(1)常温下铁遇浓硝酸发生“钝化”，故无明显现象。(2)3价氮的化合物在溶液
10、中以NH形式存在，可用NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验是否生成3价氮的化合物。(3)B溶液中存在以下平衡：FeSO4NOFe(NO)SO4H0，加热，平衡左移，有NO逸出，NO遇空气后，与O2反应生成红棕色的NO2。(4)乙认为浓HNO3受热分解也会产生NO2，若将浓硝酸改为稀HNO3，可有效地避免NO2气体的干扰。(5)用硫氰化钾溶液可检验Fe3的存在。答案：(1)常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生(答“钝化”也可)(2)取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若试纸变蓝，则A中生成NH(3)棕色溶液变浅(或绿)，无色气体逸出，且在空气中变为红棕色FeSO4NOFe(NO)SO4(棕色)H0正反应放热，加热后，平衡向逆反应方向移动(4)浓硝酸换成稀硝酸A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色(5)c
