1、2021届高三化学一轮复习化学反应原理的实验探究（知识梳理与训练）解题策略分析1变量控制型实验题控制变量法：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，有利于在研究过程中，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。解答变量探究类试题关键是在其他条件相同的前提下，只改变一个条件对研究对象的影响规律。注意：选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。思路总结2规律探究型实验题
2、物质性质递变规律的探究也是中学化学实验探究的一个重要内容。研究同周期、同主族元素性质的递变规律，物质的氧化还原反应(如置换反应)规律，物质的酸(碱)性强弱规律，电解质溶液的导电规律等，都是开展有关规律探究的重要素材，也是高考命题的经典情境。解决有关规律探究问题的实验设计，其常用方法示例如下：(1)同周期、同主族元素性质的递变规律，一般通过设计判断元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，如通过让金属单质与相同浓度的非氧化性酸反应产生H2的速率快慢来判断金属单质的还原性强弱，推断元素金属性强弱，从而找出相应的性质递变规律。(2)物质的酸(碱)性强弱的判断。(3)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过
3、控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验，找出规律。强化训练1某研究性学习小组为了研究影响化学反应速率的因素，设计如下方案：实验编号0.01 molL1酸性KMnO4溶液0.1 molL1H2C2O4溶液水反应温度/反应时间/s5.0 mL5.0 mL020125V1V22.0 mL203205.0 mL5.0 mL05030反应方程式为2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O(1)实验的记时方法是从溶液混合开始计时，至_时，计时结束。(2)实验和研究浓度对反应速率的影响，则V1_ mL，V
4、2_ mL。(3)下列有关该实验的叙述正确的是_(填字母)。A实验时必须用移液管或滴定管来量取液体的体积B实验时应将5.0 mL KMnO4溶液与5.0 mL H2C2O4溶液混合后，立即按下秒表，再将盛有混合液的烧杯置于相应温度的水浴中至反应结束时，按下秒表，记录读数C在同一温度下，最好采用平行多次实验，以确保实验数据的可靠性D实验和可研究温度对反应速率的影响(4)某小组在进行每组实验时，均发现该反应是开始很慢，突然会加快，其可能的原因是_。答案(1)紫红色刚好褪去(2)5.03.0(3)CD(4)反应生成的Mn2对反应有催化作用解析(1)高锰酸钾溶液呈紫红色，与草酸发生氧化还原反应导致紫红
5、色消失，所以该实验的计时方法是从溶液混合开始计时，至紫红色刚好褪去时，计时结束。(2)若实验和是研究浓度对反应速率的影响，需使混合后的溶液体积均为10 mL，且要保证高锰酸钾混合后的浓度不变，则V15.0 mL，V23.0 mL。(3)根据体积记录为5.0 mL，量取液体的体积可以用量筒，A项错误；实验时应先将烧杯置于相应温度的水浴中，再将5.0 mL KMnO4溶液与5.0 mL H2C2O4溶液混合，立即按下秒表，至反应结束时，按下秒表，记录读数，B项错误；在同一温度下，最好采用平行多次实验，以确保实验数据的可靠性，C项正确；实验和温度不同，其他条件相同，可研究温度对反应速率的影响，D项正
6、确。2(2018温州市“十五校联合体”高三联考)汽车排放的尾气为大气污染源之一，目前，可利用以下化学原理解决尾气： 2NO2CO2CO2N2。为研究如何提高该转化过程的反应速率，某课题组进行了以下实验探究。【资料查阅】A不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；B使用等质量相同的催化剂时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，设计了以下对比实验。实验编号实验目的T/NO初始浓度/molL1CO初始浓度/molL1同种催化剂的比表面积/m2g1达平衡时所用的时间/min参照实验2806.501034.0010380t2806.5010
7、34.001031200.5t3606.501034.00103800.2t【结论】(1)实验编号的实验目的为_。(2)课题中探究外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响的另一因素是_，且_反应速率将_(填“增大”“减小”或“无影响”)。答案(1)探究催化剂比表面积对反应速率的影响(2)温度温度升高增大解析(1)实验和实验的反应条件中，除了催化剂的比表面积大小不同以外，其他条件完全相同，说明实验目的是探究催化剂比表面积对反应速率的影响。(2)根据实验和实验可知，课题中探究外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响的另一因素是温度。升高温度后，达到平衡需要的时间少，说明升高温度，反应速率增大，则反应时间减
8、小。3(2018湖州市高三月考)利用下图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。(1)仪器D的名称为_。(2)已知：KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气。若要证明非金属性：ClI，则A中加浓盐酸、B中加KMnO4、C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液_的现象即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，应将尾气通入_溶液。(3)若要证明非金属性：CSi，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液进行实验。但有的同学认为由于盐酸具有挥发性对实验造成干扰，需要改进实验方法：先将产生的气体通入_溶液除去HCl，气体再通入Na2SiO3溶液，观察装置C中出现_现象即可证明
9、，C中发生的化学反应能够证明非金属性强弱(CSi)的理论依据是_。答案(1)球形干燥管(2)变蓝色NaOH(3)饱和NaHCO3白色沉淀非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强对应非金属性越强，碳酸酸性大于硅酸说明碳比硅活泼解析(1)仪器D的名称是球形干燥管，能够防止倒吸，可以避免C中液体进入锥形瓶中。(2)KMnO4与浓盐酸反应生成氯气，2KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2O，氯气与淀粉碘化钾混合溶液反应生成碘单质，反应的离子方程式为2ICl2=I22Cl，碘遇淀粉溶液变蓝色，故C中溶液变为蓝色；过量的氯气会逸散到空气中，污染环境，可用NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为2OHCl2=ClClOH2O。(3)因碳酸比硅酸酸性强，二氧化碳可与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，溶液变浑浊，氯化氢具有挥发性，干扰实验结果，需要将二氧化碳中的氯化氢除掉，根据氯化氢与碳酸氢钠反应，而二氧化碳不反应，可以在B和C之间增加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。
