专题15·物质性质的探究实验 一 . 物质性质探究的基本方法和程序 1.研究物质性质的基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法等。 2.研究物质性质的基本程序：观察外观性质→预测物质性质→实验和观察→解释及结论。 3.研究
物质性质的基本方法和基本程序是密不可分的，二者相互结合对物质性质进行探究，通过观察法初步了解外观性质，再运用分类法，根据物质所属类别等预测物质的相关性质，利用实验法进
行性质验证，根据实验现象运用比较法，进一步归纳物质的性质。 二 ．铝及其化合物的性质 1.铝的化学性质 铝是活泼性较强的金属，在一定条件下能与非金属单质、酸、碱。某些可溶性的盐反应。铝在空气中或在冷的浓硝酸中都能生成一层结构致密的氧化膜薄膜，对金属起到保护作用。但当有氯离子存在时，铝表面的氧化膜易被破坏，因此铝制容器不能用来腌制咸菜。 2.氧化铝和氢氧化铝的两性 氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应。 Al203＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 3H2O+Al2O3+2OH－===2Al(OH)4－ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋OH－===2Al(OH)4－ 3.可溶性铝盐的性质 可溶性铝盐电离出Al3+水解产生胶体具有吸附性，常用于作净水剂等。 铝能形成多种配合物，如Al(OH)4－、AlF63－等。配合物是由提供孤电子对的配位体（阴离子或分子）与接受孤电子对的中心原子（或离子）以配位键结合形成的一种化合物。 Al3＋＋6F－===AlF63－ Al3＋＋4OH－===Al(OH)4－ 三 ．乙醇和苯酚的性质比较 乙醇 苯酚  官能团 羟基—OH 羟基—OH  结构特点 羟基与链烃基相连，不电离 羟基与苯环直接相连，可电离  主要化 学性质 ①与钠反应放出氢气； ②与HX发生取代反应； ③消去反应； ④分子间脱水
反应； ⑤燃烧和催化氧化； ⑥酯化反应 ①弱酸性，能与NaOH、Na反应； ②与浓溴水发生取代反应生成白色沉淀； ③遇FeCl3发生显色反应  特征反应 红热的铜丝插入醇中，有刺激性气味的乙醛生成 与浓溴水反应生成白色沉淀 遇氯化铁显紫色   【要点探究】 1.铝及其化合物性质的探究： 实验内容 操作 实验现象 结论与化学方程式  铝与氧气反应 将铝条绕成螺旋状，一段绕紧一根火柴，实验时点燃火柴，待火柴快要烧完时伸入盛有氧气的集气瓶中。 铝条燃烧并发出火光 4Al＋3O2
2Al2O3  铝表面氧化膜的实验探究 
擦去氧化膜的铝片伸入0.5mol·L-1 CuSO4溶液 铝表面有紫红色物质析出[ 2Al＋3CuSO4=Al2(SO4)3＋3Cu   未擦去氧化膜的铝片伸入0.5mol·L-1 CuSO4溶
液 无明显现象    未擦去氧化膜的铝片，先放入6.0mol·L-1 NaOH溶液中，观察。取出，洗净，放入0.5mol·L-1 CuSO4溶液中 铝表面有紫红色物质析出 Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O 2Al＋3CuSO4=Al2(SO4)3＋3Cu   擦去氧化膜的铝片
放入盛有浓硝酸的试管中，观察。取出，洗净后放入0.5mol·L-1 CuSO4溶液中，观察现象。 无明显现象   铝络合物的生成 试管中加入1mL 1.0mol·L-1 AlCl3溶液，再加入2mL 10% NH4F溶液，再滴加1mL 3.0mol·L-1 NH3·H2O溶液，观察现象。 产生白色沉淀 Al3++6F-=AlF63- 生成配合物(NH4)3AlF6   2.乙醇和苯酚的性质探究： 实验探究项目 实验方案设计  乙醇和苯酚分别与金属钠反应产生氢气的速率大小比较 室温下，乙醇呈液态，苯酚呈固态；为了比较二者与金属钠反应的反应速率，应控制反应在相同状况下进行，如均在液态下进行，采取的措施是在乙醚中进行反应  乙醇的氧化反应 乙醇和强氧化剂酸性重铬酸钾溶液反应的现象：
溶液由橙黄色变成蓝色溶液  乙醇的脱水反应 要是乙醇发生分子内脱水，所用的脱水剂为浓硫酸； 证明脱水反应发生的实验现象是：生成的气体通入溴水或酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色  苯酚的化学性质 苯酚水溶液中加入氯化铁溶液的现象：紫色 苯酚水溶液中加入浓溴水可观察到的现象：出现白色沉淀  比较盐酸、碳酸、苯酚的酸性强弱 证明盐酸酸性强于碳酸的有关反应的化学方程式： Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑ 证明碳酸酸性强于苯酚的有关反应的化学方程式： C6H5ONa＋H2O＋CO2→C6H5OH＋NaHCO3   【特别注意】苯酚钠与CO2反应是只能生成NaHCO3。酸性强弱顺序为H2CO3 > C6H5OH > NaHCO3 ，对应离子获取H＋的能力大小为：HCO3－ < C6H5O－ < CO32－。 【考点再现】 考点一 物质性质探究 例1 （1）将H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中，红色消失。甲同学认为这是由于H2O2是二元弱酸（H2O2
H＋＋H
O2－），消耗了OH－，而使红色褪去。乙同学认为H2O2具有强氧化性，将酚酞氧化，红色消失。试设计一个实验论证甲、乙两位同学的解释中谁正确。 设计方案
为： 。 （2）甲同学向品红溶液中通入一种气体后，品红褪色。乙同学设计了一个很简便的实验便知甲同学通的是Cl2还是SO2。他的实验方案是 。
考点二 考查物质的性质 例2 下面有关苯酚的叙述正确的是 （ ） ①是有机化工原料，可以制电木；②易溶于水也易溶于乙醇；③可以使紫色石蕊溶液变红； ④酸性比甲酸、乙酸、碳酸均弱；⑤可以和硝酸发生酯化反应； ⑥常温下易被空气氧化；⑦既可以和H2发生加成反应，又可以和溴水发生取代反应。 A．①③⑥⑦ B． ①②③④⑦ C． ①④⑥⑦ D．②③⑤⑥⑦ 解析：苯酚可以与甲醛反应制取电木；苯酚常温下在水中溶解度较小；虽然苯酚具有酸性，但酸性很弱，不能使石蕊溶液变红，比甲酸、乙酸、碳酸等都要弱。在空气中容易被氧化而呈粉红色，还可以与氢气发生加成反应，可与浓溴水发生取代反应。 答案：C 考点三 物质的性质探究实验的设计 例3 为验证淀粉能水解，且水解的生成物有还原性能，可能用到如下某些实验步骤，则正确的实验程序是（ ）①加入稀硫酸；②加入几滴硫酸铜溶液；③加热；④加入蒸馏水；⑤加入烧碱溶液至显碱性； ⑥加入新制Cu(OH)2 A． ④①③⑥③ B．④③①⑥⑤③ C． ①③②⑥③ D．④①③⑤⑥③ 解析：需要对淀粉性质探究，先要验证其能水解，再验证水解产物具有还原性，可以用新制Cu(OH)2，注意要先中和溶液中的稀
硫酸，使溶液呈碱性才能验证生产物的还原性。故实验程序为D。 答案：D 【专题训练】 1．下列有关苯酚性质，制法的说法，错误的是（ ） A．与苯相似，也能发生硝化反应。 B．在它的溶液中加入FeCl3溶液后显紫色。 C．与乙醇相同，羟基中的氢原子可被金属取代,苯酚不能被氢氧化钠中和。 D．往苯酚钠溶液中通CO2，可生成苯酚和碳酸氢钠。 解析：苯酚中的羟基直接连接在苯环上，苯环对羟基的影响，使其变的更活泼，能发生电离，表现出弱酸性，故能与NaOH发生中和反应。 答案：C 2．用下列实验装置完成对应的实验（部分仪器已省略），操作正确并能达到实验目的的是 （ ）
解析：A中要干燥氯气，进气管应插入浓硫酸中；在石油分馏实验中，温度计应放在蒸馏烧瓶的支管口处；D中用稀硫酸可以吸收氨气，但会出现倒吸，所加的苯密度小浮在上层，达不到防止倒吸的目的，可改用四氯化碳。 答案：B 3．已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为气体扩散速度的试验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于物质甲、乙的判断正确的是 ( ) A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸 B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水 C．甲是浓氨水，乙是浓
盐酸 D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水 解析：产生白色烟环应是浓氨水和挥发性酸反应的现象，故可排除选项A，由图知白色烟环离甲远，说明甲分子的摩尔质量小于乙分子的摩尔质量，扩散速率快，可知选项C符合。 答案：C 4．一定量某有机物溶解于适量的NaOH溶液中，滴入酚酞，溶液呈红色，煮沸5min后，溶液颜色变浅，再加入盐酸显酸性，沉淀出白色晶体。取少量晶体放到FeCl3溶液中，溶液呈紫色，则该有机物可能是 （ ）
解析：加NaOH煮沸后碱性减弱，从所给物质可知应发生水解，最后产物加氯化铁溶液呈紫色，则含有酚羟基，故选A。 答案：A 5．已知氢氧化镁是难溶于水，在氨水中的溶解度也很小。某兴趣小组在实验中将氢氧化镁固体放入NH4Cl溶液中，不断搅拌，发现氢氧化镁固体溶解了。针对这一现象，同学展开了讨论，甲同学认为：Mg(OH)2在水中存在如下溶解平衡：Mg(OH)2(S)
Mg2＋ + 2OH－ , 而氯化铵水解呈酸性，其水解产生的H＋与Mg(OH)2 电离出来的OH－结合生成难电离的水,从而促进了氢氧化镁的溶解平衡右移。为了检验甲同学的观点是否正确，乙同学进行了下列实验验证，用CH3COONH4（其溶液显中性）代替NH4Cl进行上述实验，发现氢氧化镁固体也溶解了，从而否定了甲同学的观点，请你说明乙同学否定甲同学观点的理由，并说明你对氢氧化镁固体能溶于氯化铵溶液的解释： 。
6． A、B、C、D、E五种有机物，它们的分子分别由-CH3、-OH、-COOH、-C6H5、 -CHO中的两种组成，这些化合物的性质如下所述： （1）A能够发生银镜反应，且相对分子质量为44； （2）B溶液加入氯化铁溶液中，溶液显紫色； （3）C和E在有浓硫酸存在并加热的条件下，能发生酯化反应，C和E的相对分子质量之比为8:15； （4）B和E都能跟氢氧化钠溶液反应，而A、C、D则不能； （5）D能使酸性高锰酸钾溶液褪色，还能发生硝化反应。 由此可知， C、D、E的结构简式是： C D
E 。 解析：A能发生银镜反应，则A含有醛基（-CHO），又其相对分子质量为44，故A为CH3CHO，B溶液加入氯化铁溶液显紫色，故B为苯酚；C和E能发生酯化反应，为醇和酸，根据题意可知，C为CH3OH，E为CH3COOH；D能使酸性高锰酸钾溶液褪色，且能发生硝化反应，故D为甲苯。 答案：CH3OH， ，CH3COOH 7．实验室用下列装置所示的流程进行气体性质实验。图中用箭头表示气体的流向，A为一种纯净、干燥的气体，B是另一种气体，己中有红棕色气体出现。实验中所用的药品只能从下列物质中选取：Na2CO3、NaHCO3、Na2O、Na2O2、NaCl、无水CaCl2、(NH4)2CO3、碱石灰等固体和蒸馏水。 根据图中装置和现象回答： （1）丙中发生反应的化学方程式为 。 （2）丁中应选用的干燥剂是___ __，为什么不选用所给的另一种干燥剂__ __。 （3）甲中发生反应的化学方程式_________________ ____。
（4）戊中发生的主要反应的化学方程式 _。此反应是吸热反应还是放热反应__ __，估计可看到什么现象足以说明你的判断 。 解析：根据己中有红棕色气体产生，是在红热铂丝催化下有A、B两种气体生成的，根据所学知识可知，在戊中发生的反应为4NH3＋5O2
4NO＋6H2O，A、B为NH3和O2，根据所给药品知道，丙中制备的是NH3，其反应为（NH4）2CO3
2NH3↑＋CO2↑＋H2O，甲中制
备是是O2，其反应为2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑。丁中的干燥剂是碱石灰，用来干燥氨气，同时除去CO2，而无水氯化钙再不能吸收CO2。 答案：（1）（NH4）2CO3
2NH3↑＋CO2↑＋H2O （2）碱石灰 因为另一种干燥剂的无水CaCl2，只能吸收水，不能吸收CO2，不能使氨气完全净化。 （3）2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑ （4）4NH3＋5O2
4NO＋6H2O 放热 可以看到戊中铂丝比开始反应时更加红热 8、“旺旺雪饼”袋内有一个小纸袋，上面写着“干燥剂，主要成分是生石灰”。为此我对干燥剂的有关问题进行相关探究： （1）问题1：为什么生石灰（CaO）可作干燥剂？（用化学方程式表示）
。 （2）我又对它作了一系列探究，获得较多收益，其有关实验方案如下： 问题与猜想 实验步骤 实验现象 实验结论  问题2：小纸袋中的物质能否继续作干燥剂？ 取足量小纸袋中固体放入烧杯中，加入适量水，触摸杯壁。  不能作干燥剂  问题3：我猜想变质后的物质可能是碳酸钙，该如何验证我的猜想？   该干燥剂样品中有碳酸钙   （3）问题4：样品中碳酸钙的含量如何？某同学按如下流程进行实验：用盐酸溶解该干燥剂样品→干燥所得气体→用NaOH溶液吸收气体→根据NaOH溶液的增重计算该样品的含量，实验过程中所取该干燥剂样品的质量为10.0g。实验装置如图所示：
①A为溶解该干燥剂样品的装置，若已准备了长颈漏斗、双孔橡胶塞、导气管，为完成溶解至少还需要的实验仪器是 。 ②A中发生反应的化学方程式为 ③将插入溶液C中管子的下端改成具有多孔的球泡(如图中的D)，有利于提高实验的准确度，其理由是 。 ④当改进实验装置并进行正确操作后可以准确测定出干燥剂样品的含量（假设生成气体没有损失，并完全吸收）。若此时C装置在实验前后其质量增加了3.6g，则该干燥剂样品的CaCO3含量为 。 解析：作干燥剂要能吸收其中的水蒸气，故反应为CaO+H2O=Ca(OH)2；因为CaO溶于水会放出大量的热，根据结论不能再作干燥剂，所以现象为杯壁不发烫；如果是CaCO3，则可以加盐酸看是否有气泡产生即可。从所给的仪器看缺少盛放样品的容器，可选用锥形瓶等，A中的反应为Ca
CO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O，多孔的球泡有利于CO2的吸收，C装置增重是吸收了CO2，即CO2为0.82mol，相当于CaCO3为8.2g，含量为82%。 答案：(1)CaO+H2O=Ca(OH)2 （2）问题2的实验现象为：不发烫 问题3的实验步骤为：取该固体，滴加稀盐酸；实验现象为：有气泡产生 （3）①锥形瓶或广口瓶；②CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O；③增大气体和溶液的接触面积，有利于二氧化碳的吸收；④82%。 9.某研究性学习小组在做Na2O2与水反应实验时，发现Na2O2与水反应后的溶液中滴加酚酞试液溶液呈现红色，但红色很快褪色，甲、乙、丙三同学对此现象分别做了如下推测： 甲：因为反应后试管很热，所以可能是溶液温度较高使红色褪去。 乙：因为所加水的量较少，红色褪去可能是生成的NaOH溶液浓度较大的影响。 丙：Na2O2具有强氧化性，生成物中O2、H2O2（可能产物）等也具有强氧化性，可能是氧化漂白了红色物质。 （1）验证甲同学的推测是否正确的方法是 ，验证乙同学的推测是否正确的方法是 ；当出现 现象时，即可说明丙同学的推测正确。 （2）有同学提出用定量的方法探究丙同学方案中是否含有H2O2，其实验方法为：称取2.6gNa2O2固体，使之与足量的水反应，测量产生O2的体积，与理论值比较，即可得出结论。 ①测量气体体积时，必须待试管和量筒内的气体都冷却至室温时进行，应选用右图装置中的 ，理由是 。 ②若在标准状况下测量气体的体积，应选用的量筒的大小规格为 （选填“100mL”、“200mL”、“500mL”）。 解析：甲的观点为温度较高就会使酚酞褪色，可以待冷却后再加酚酞试液或冷却后再看溶液是否变红；乙同学的观点是NaOH浓度过大，加水稀释即看进行验证；若欲证明丙同学观点正确，则需否定甲和乙的观点，可以冷却后观察溶液是否变红及加水稀释后溶液是否变红来验证。比较两个装置可以看出II可以防止气体冷却时出现倒吸现象，根据计算可知2.6gNa2O2全部转化为O2，其体积在标准状况下约375mL，故应选用500mL. 答案：（1）冷却后加酚酞试液或冷却后看溶液是否变红 加水稀释后看溶液是否变红 冷却后及加水稀释后均不变红 （2）①Ⅱ　　防止气体冷却时发生倒现象，减小实验误差。 ②500mL 10. 某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。 (1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象，请写出相应的化学方程式 、 。 在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇催化反应是___________反应。 (2)甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是______________；乙的作用是_______________。 (3)反应进行一段时间后，试管a中能收集到不同的物质，它们是________________________。集气瓶中收集到的气体的主要成分是_________________。 (4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有__________________。要除去该物质，可现在混合液中加入__________(填写字母) a．氯化钠溶液 b．苯 c．碳酸氢钠溶液 d．四氯化碳 然后，再通过______________(填试验操作名称)即可除去。

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