高三化學（第01期）好題速遞分項解析匯編 專題22 元素的性質、物質的檢驗實驗（含解析）
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專題22 元素的性質、物質的檢驗實驗 1.【2016屆湖南六校聯(lián)考】（14分）某化學興趣小組的同學利用下圖所示實驗裝置進行實驗（圖中a、b、c）表示止水夾。 請按要求填空：（可供選擇的試劑有：Cu片，MnO2粉末，濃硝酸，稀硝酸，濃硫酸，濃鹽酸，氫氧化鈉溶液，酚酞） （1）A、C、E相連后的裝置可用于制取Cl2并進行相關的性質實驗。若在丙中加入適量水，即可制得氯水。將所得氯水加入到滴有酚酞的NaOH溶液中，觀察到溶液褪色，甲同學給出的結論是氯水溶于水生成了酸，將NaOH中和后溶液褪色。 A．寫出制取氯氣的化學方程式： 。 B．乙同學認為甲同學的結論不正確，他認為褪色的原因可能是 。 C．如何驗證甲、乙兩同學的結論（寫出所加試劑?，F(xiàn)象，結論）： 。 （2）B、D、E裝置相連后，可制得NO2并進行有關實驗。 ①B中發(fā)生反應的化學方程式為____________________________。 ②欲用D裝置驗證NO2與水的反應，其操作步驟為：先關閉止水夾 ，再打開止水夾 ，使燒杯中的水進入試管丁的操作是_______________________。 ③試管丁中的NO2與水充分反應，若向試管內緩緩通入一定量的O2，最終試管全部充滿水，則所得溶液中的溶質的物質的量濃度是 （氣體按標準狀況計算，結果保留二位有效數(shù)字）。 【答案】（共14分，除標注外，每空2分）（1）A．MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O； B．氯氣與水反應生成了漂白性的物質，將溶液漂白； C．向褪色后的溶液中加入NaOH溶液，若溶液變紅，則甲正確，若溶液不變紅，則乙正確； （2）①Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；②a、b(1分) ； c（1分）；雙手緊握（或微熱）試管丁使試管中氣體逸出，NO2與水接觸后即可引發(fā)燒杯中的水倒流入試管??；③0. 045mol/L。 【解析】 考點：考查氣體的制備方法、化學實驗方案的設計及評價、物質的量濃度的有關計算的知識。 2．【2016屆黔東南州模擬】(15分)二氧化硫是硫的重要化合物，在生產、生活中有廣泛應用，是大氣主要污染物之一，具有一定的還原性，探究SO2氣體還原Fe3+、I2，可以使用的藥品和裝置如圖所示： （1）寫出由銅和濃硫酸制取SO2的化學方程式_____________________________。 （2）裝置A中的現(xiàn)象是__________。若要從A中的FeCl3溶液中提取晶體，必須進行的實驗操作步驟：蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾、自然干燥，在過濾操作中有用到的玻璃儀器有_______(填編號)。 A．酒精燈B．燒瓶C．漏斗D．燒杯E．玻璃棒 F．坩堝 （3）根據(jù)以上現(xiàn)象，該小組同學認為SO2與FeCl3發(fā)生氧化還原反應。 ①寫出SO2與FeCl3溶液反應的離子方程式__________________________； ②請設計實驗方案檢驗有Fe2+生成__________________________； （4）B中藍色溶液褪色，表明I-的還原性比SO2__________(填“強”或“弱”)。 （5）若C中所得溶液只有一種溶質且pH＞7，則溶液中各離子濃度大小順序為_________。 （6）工業(yè)上通過煅燒黃鐵礦產生SO2來進一步得到硫酸，已知煅燒1gFeS2產生7.1kJ熱量，寫出煅燒FeS2的熱化學反應方程式__________________________。 【答案】(15分)（1）Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O(2分，無加熱扣1分)； （2）溶液由黃色變?yōu)闇\綠色(2分)； A、B、F(2分) （3）①2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+(2分) ②取少量A中反應后的溶液于試管中，滴入2～3滴K3Fe(CN)6]溶液，有藍色沉淀生成。(2分) （4）弱(1分) （5）c(Na+)>c(SO32—)>c(OH—)>c(HSO3—)>c(H+) (2分) （6）4FeS2(s)＋11O2(g) = 2Fe2O3(s)＋8SO2(g) ΔH＝－3408 kJ/mo(2分) 【解析】 考點：考查氧化還原反應的實驗，涉及濃硫酸的性質、二氧化硫的檢驗方法等。 3．(14分)【2016屆葫蘆島一?！磕承〗M同學欲探究NH3催化氧化反應，按下圖裝置進行實驗。 A、B裝置可選藥品：濃氨水、H2O2、蒸餾水、NaOH固體、MnO2 （1）NH3催化氧化的化學方程式是___________； （2）裝置B中產生氣體的原因有(結合化學用語解釋)___________； （3）甲乙兩同學分別按上述裝置進行實驗。一段時間后，裝置G中溶液都變成藍色。 ①甲觀察到裝置F中有紅棕色氣體，生成紅棕色氣體的化學方程式是___________； ②乙觀察到裝置F中只有白煙生成，白煙的成分是(寫化學式)___________； ③用離子方程式解釋裝置G中溶液變成藍色的原因：___________； （4）為幫助乙實現(xiàn)在裝置F中也觀察到紅棕色氣體，可在原實驗的基礎上進行改進。 ①甲認為可調節(jié)K1和K2控制A、B裝置中的產氣量，應(填“增加”或“減少”)___________裝置A中的產氣量，或(填“增加”或“減少”)___________裝置B中的產氣量。 ②乙認為可在裝置E、F間增加一個裝置，該裝置可以是(填序號)___________。 【答案】(14分)（1）4NH3+5O2 4NO+ 6H2O（2）在氨水中存在平衡：NH3 + H2O NH3H2O NH4+ + OH－，加入NaOH固體，OH－濃度增加，平衡向左移動；NaOH固體溶于水放出大量熱，均有利于NH3逸出 （3）①2NO+O2==2NO2 ；②NH4NO3；③3Cu+ 8H++2NO3－=3Cu2+ +2NO↑+4H2O （4）①增加；減少；②abc 【解析】 試題分析：（1）氨的催化氧化反應，氨氣中-3價的氮被氧氣氧化成顯+2價的一氧化氮，化學反應方程式為：4NH3+5O24NO+6H2O，故答案為：4NH3+5O24NO+6H2O； 考點：考查了氨氣的催化氧化的相關知識。 4． (15分)【2016屆濟南一?！縆3Fe(C2O4)3]3H2O〔三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體〕是制備負載型活性鐵催化劑的主要原料，也是一些有機反應很好的催化劑。下圖是在實驗室制備K3Fe(C2O4)3]3H2O的流程： 回答下列問題： （1）步驟I中加入稀硫酸的目的是_______________。步驟II中發(fā)生的主要化學反應為一可逆過程，其離子方程式為_______________。常溫下，該反應的平衡常數(shù)K=_______________已知常溫下：Ka1(H2C2O4)=5.610-2、Ka2(H2C2O4)=5．410-5、Ksp(FeC2O4)=2．110-7]。 （2）下列試劑均可將FeC2O4氧化為K3Fe(C2O4)3]，最適宜作為“試劑a”的是_______________(填序號) a．氯水b．酸性KMnO4溶液c． H2O2溶液d．稀硝酸 （3）使用托盤天平稱量制得的K3Fe(C2O4)3]3H2O的質量。天平平衡時，右盤內砝碼的總質量為20 g．游碼示數(shù)如圖所示，則制得晶體的質量為_______________g，該實驗中K3Fe(C2O4)3]3H2O的產率為_______________。(已知： K3Fe(C2O4)3]3H2O的相對分子質量為491，F(xiàn)eSO47H2O的相對分子質量為278) （4）某研究小組將K3Fe(C2O4)3〕在一定條件下加熱分解后，利用下圖所示裝置(可重復使用)確認所得含碳元素的氣體產物為CO和CO2。 按氣流從左到右的方向，裝置的連接順序為_______________(填裝置序號) ；確認氣體產物中含CO的現(xiàn)象為_______________。 【答案】(15分) （1）抑制Fe2+水解；Fe2+ + H2C2O4FeC2O4↓+2H+；14．4；（2）c； （3）21．9；44．6%；（4）DCDBAD；A中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁； 【解析】 試題分析：（1） 步驟Ⅰ中：亞鐵離子在水溶液中水解：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，溶解的過程中要加入幾滴稀硫酸，目的是抑制Fe2+水解；在步驟I制備的溶液中加入25mL飽和H2C2O4溶液，攪拌并加熱煮沸，晶體顆粒長大形成黃色FeC2O4?2H2O沉淀，離子方程式為Fe2+ + H2C2O4FeC2O4↓+2H+； Fe2+ + H2C2O4FeC2O4↓+2H+的平衡常數(shù)K=，根據(jù)H2C2O4H+ + HC2O4-，HC2O4-H+ + C2O42-，K1=，K2=。根據(jù)的溶解平衡方程式：FeC2O4 Fe2++ C2O42-，Ksp(FeC2O4)=c(Fe2+)c (C2O42-)，可知，K===14．4； 考點：考查了物質制備的工藝流程、物質檢驗的實驗方案的設計的相關知識。 5.（14分）【2016屆蕪湖、馬鞍山一?！縼喯跛岷蛠喯跛猁}在生產、醫(yī)藥等領域有著廣泛應用。 （1）某校化學興趣小組利用下圖所示儀器（夾持裝置已省略）及藥品，探究硫酸與亞硝酸鈉反應生成氣體的成分。已知NO2和NO液化溫度分別為21℃和-152℃。 ①反應前通入氮氣的目的是 ；儀器的連接順序（按左→右連接）為A→ → → →B； ②在關閉彈簧夾、打開分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中產生紅棕色氣體。確認A中產生的氣體含有NO，依據(jù)的現(xiàn)象是 ； ③裝置A中反應的化學方程式為 ； ④如果沒有裝置C，對實驗結論造成的影響是 。 （2）將AgNO2和AgCl的飽和溶液等體積混合后，加入足量的硝酸銀溶液，生成的沉淀n(AgNO2) n(AgCl) (填“大于”“小于”或“等于”)?！驹摐囟认拢琄sp(AgNO2)＝210－8 ； Ksp(AgCl)＝1．810－10】 （3）設計實驗證明HNO2是弱酸 ； 【答案】（1）①排盡裝置內的空氣，防止可能產生的NO被氧化成NO2，造成對A中反應產物檢驗的干擾；C；E；D； ②裝置D中通入氧氣后會出現(xiàn)紅棕色氣體；③2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO↑+NO2↑+H2O； ④水蒸氣會與NO2反應產生NO，造成對NO的來源認識不清；（2）大于； （3）測NaNO2溶液的pH，或測0.1mol/LHNO2溶液的pH等。 【解析】 （3）證明HNO2是弱酸的方法有測NaNO2溶液的pH，或測0.1mol/LHNO2溶液的pH等，故答案為：測NaNO2溶液的pH，或測0.1mol/LHNO2溶液的pH等。 考點：考查了實驗方案設計、物質的檢驗、難溶電解質的溶解平衡的相關知識。 6. 【2016屆石家莊二?！浚?3分）硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化學中的重要試劑。 查閱資料]隔絕空氣加熱至500℃時硫酸亞鐵銨能完全分解，分解產物中含有鐵氧化物、 硫氧化物、氨氣和水蒸氣等。 實驗探究]某化學小組選用下圖所示部分裝置進行實驗（夾持裝置略） 實驗I 驗證分解產物中含有氨氣和水蒸氣，并探究殘留固體成分。 （1）所選用裝置的正確連接順序為____（填裝置的字母序號）。 （2）證明有水蒸氣生成的實驗現(xiàn)象為________。 （3）證明有氨氣生成的實驗現(xiàn)象為____。 （4）A中固體完全分解后變?yōu)榧t棕色粉末，設計實驗證明A中殘留固體僅為Fe2O3，而不含F(xiàn)eO或Fe3O4： ________________。實驗Ⅱ 乙同學為探究分解產物中的硫氧化物，連接裝置A-E-F-B進行實驗。 （5）實驗過程中觀察到：E中沒有明顯現(xiàn)象，F(xiàn)中溶液褪色，據(jù)此得出的結論是____。 （6）B的作用是____ 。\（7）實驗證明(NH4)2Fe(SO4)2受熱分解除上述產物外，還有N2生成，寫出A中反應的化學方程式____ 。 【答案】（1）ACBD（2分）（2）C中無水硫酸銅變藍（2分） （3）D中溶液變?yōu)榧t色（2分） （4）取少量A中殘留固體，加入適量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀溶液不褪色，則殘留固體是Fe2O3，而不含F(xiàn)eO或Fe3O4。（2分,其他合理答案也可給分。） （5）分解產物中有SO2，沒有SO3（2分）（6）吸收SO2，防止污染（1分） （7）2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O（2分,加熱符號、氣體符號不寫不扣分。） 【解析】 考點：考查無機實驗 7．【2016屆遵義二次聯(lián)考】(14分)某研究性學習小組對鈉在CO2氣體中燃燒進行了下列實驗： 操作過程 實驗現(xiàn)象 將干燥純凈的CO2緩緩通過放有鈉的已排盡空氣的干燥玻璃管中，加熱 鈉燃燒，火焰為黃色 反應后冷卻 管壁附有黑色顆粒和白色物質 （1）該小組同學對管壁的白色物質的成分進行討論并提出假設： Ⅰ.白色物質可能是Na2O； Ⅱ.白色物質可能是Na2CO3； Ⅲ.白色物質還可能是______ (2）為確定該白色物質的成分，該小組進行了如下實驗： 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 ①少量白色物質于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加過量的CaC12溶液出現(xiàn)白色沉淀 出現(xiàn)白色沉淀 ②靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無色酚酞試液 無明顯現(xiàn)象 ①通過對上述實驗的分析，你認為上述三個假設中，______成立。 ②則鈉在CO2中燃燒的化學方程式為_________。 ③丙同學認為白色物質有可能是氫氧化鈉，你認為是否合理并說出理由_______。 （3）丁同學稱取Na2O樣品mg(假設只含有Na2O2雜質)，請你與他合作從下面選用合適的儀器和試劑，設計一種可選用的實驗儀器組合，填寫下表以完成樣品中Na2O含量的測定。 可選用的試劑： A．濃硫酸 B．水 C．鹽酸標準溶液 D．NaOH 標準溶液 e．酚酞 f．堿石灰 g.稀鹽酸 實驗過程中發(fā)生反應的化學方程式 實驗所需儀器(用字母表示) 實驗所需試劑(用字表示) 實驗需直接測定的有關物理量(用文字說明) （4）某學生設計了以下實驗方案來測定該試樣中Na2O的質量分數(shù)，其操作流程和實驗數(shù)據(jù)如下：該Na2O產品中Na2O的質量分數(shù)為________。 【答案】（1）Na2O和Na2CO3混合物（2分）(2）①11(2分）②4Na+3CO22Na2CO3+C(2分）③不正確，無氫元素。(2分）（3）(以下三種方法任選一種，其他合理方法亦可，4分） 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑, Na2O+H2O=2NaOH A、D b ①反應前錐形瓶、樣品和水的總質量 ②反應后錐形瓶和溶液的總質量 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑, Na2O+H2O=2NaOH G、C b 量筒中收集到的氣體的體積 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑， Na2O+H2O=2NaOH， NaOH+HCl=NaCl+H2O D、H b、c、e 中和錐形瓶中樣品與水反應后所得溶液使用的鹽酸標準溶液的體積 （4）80%(2分） 【解析】 考點：重點考查了氧化鈉，碳酸鈉的性質以及相關反應。 8．【2016屆贛州一?！浚?5分）某興趣小組設計SO2實驗方案做以下化學實驗。 Ⅰ.實驗方案一 （1）將SO2通入水中形成“SO2 ─ 飽和H2SO3溶液”體系，此體系中存在多個含硫元素的平衡，分別用平衡方程式表示為___________________________________________。 （2）已知：葡萄酒中有少量SO2可以做抗氧化劑我國國家標準（GB2760－2014）規(guī)定葡萄酒中SO2的殘留量≤0.25g/L]。 利用SO2的漂白性檢測干白葡萄酒（液體為無色）中的SO2或H2SO3。設計如下實驗： 1滴品紅溶液 1滴飽和 亞硫酸溶液 3mL干白 葡萄酒 3mL品紅溶液 3mL飽和 亞硫酸溶液 1滴品紅溶液 紅色不褪去 紅色不褪去 紅色褪去 實驗結論：干白葡萄酒不能使品紅溶液褪色，原因為：_________________________。 Ⅱ.實驗方案二. 如圖是在實驗室進行二氧化硫制備與性質實驗的組合裝置，部分固定裝置未畫出。 70%的硫酸 含酚酞的 NaOH溶液 彈簧夾1 彈簧夾2 含淀粉 的碘水 Na2SO3 NaOH溶液 X Na2O2 F E A B C D （1）裝置B中試劑X是________，裝置D中盛放NaOH溶液的作用是_______________。 （2）關閉彈簧夾2，打開彈簧夾1，注入硫酸至浸沒三頸燒瓶中固體，檢驗SO2與Na2O2反應是否有氧氣生成的方法是_______________________。 （3）關閉彈簧夾1后，打開彈簧夾2，殘余氣體進入E、F中，能說明I－還原性弱于SO2的現(xiàn)象為____________________；發(fā)生反應的離子方程式是__________________。 水 A SO2 O2 M N 硫酸 質子交換膜 稀硫酸 稀硫酸 Ⅲ.實驗方案三 用電化學法模擬工業(yè)處理S02。將硫酸工業(yè)尾氣中的S02通入右圖裝置（電極均為惰性材料）進行實驗，可用于制備硫酸，同時獲得電能： （1）M極發(fā)生的電極反應式為__________________。 (2 ) )若使該裝置的電流強度達到2．0A，理論上每分鐘應向負極通入標準狀況下氣體的體積為 L（已知：1個e所帶電量為1.610-19C）。 【答案】Ⅰ．（1）SO2（g）SO2 （aq）；SO2＋H2O H2SO3；H2SO3 H＋ + HSO3－；HSO3－H+ + SO32－（三個中任寫對一個給1分，寫對兩個以上給2分）（2）干白中二氧化硫或亞硫酸含量太少 Ⅱ．（1）濃硫酸 吸收未反應的SO2，防止污染空氣 （2）將帶火星的木條放在D試管口處，看木條是否復燃 （3）E中溶液藍色褪去 SO2＋I2＋2H2O＝2I－＋SO42－＋4H＋ Ⅲ．（1）SO2 + 2H2O - 2e - == SO42- + 4H+ （2）0. 014 【解析】 考點：物質性質的探究，原電池原理 9．【2016屆龍巖一?！浚?4分）FeCl2是一種常用的還原劑。有關數(shù)據(jù)如下： C6H5Cl(氯苯) C6H4Cl2 FeCl3 FeCl2 溶解性 不溶于水，易溶于苯 不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯，易吸水。 熔點/℃ -45 53 —— —— 沸點/℃ 132 173 —— —— 實驗室可以用多種方法來制備無水FeCl2。回答下列問題： I．按右圖裝置用H2還原無水FeCl3制取。 （1）裝置C的作用是 ；E中盛放的試劑是 ；D中反應的化學方程式為 。 （2）溫度控制不當，產品中含單質鐵。檢驗產品中是否含鐵的方案是 。 II．按右下圖裝置，在三頸燒瓶中放入162.5g無水氯化鐵和225g氯苯，控制反應溫度在128～139℃加熱3h，反應接近100%。冷卻，分離提純得到粗產品。反應如下：2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl （3）該制取反應中，作還原劑的是 。 （4）反應溫度接近或超過C6H5Cl的沸點，但實驗過程中C6H5Cl并不會大量損失。原因是 。 （5）冷卻實驗裝置，將三頸瓶內物質經過過濾、洗滌，干燥后，將得到粗產品。①洗滌所用的試劑可以是 ；②回收濾液中C6H5Cl的方案是 。 （6）僅通過燒杯中的現(xiàn)象變化就可以監(jiān)控氯化鐵的轉化率。若要監(jiān)控氯化鐵轉化率達到或超過90%，則燒杯中加入的試劑可以是 。 【答案】（1）干燥氫氣 堿石灰 H2+2FeCl3=2FeCl2+2HCl （2）取樣，加入鹽酸中，觀察是否有氣泡產生 （3）C6H5Cl （4）實驗使用了冷凝回流裝置 （5）①苯 ②蒸餾濾液，并收集132℃餾分 （6）滴有酚酞且含18g NaOH的溶液 【解析】 考點：實驗方案的設計，物質的分離 10．【2016屆湖北七市（州）3月調研】（15分）某化學興趣小組設計如下實驗方案。將濃硫酸與銅片反應制備SO2并進行相關實驗探究，實驗裝置如下圖所示： 請回答下列問題： （1）裝置B的作用是____。 （2）設計裝置C的目的是驗證SO2的____性，裝置C中發(fā)生反應的離子方程式是 。裝置D中NaOH全部轉化為NaHSO3的標志是____。 （3）向NaHSO3溶液中加入NaCl0溶液時，反應有三種可能的情況： I．HSO3-與ClO -恰好反應 Ⅱ．NaClO不足 Ⅲ．NaClO過量 甲同學分別取上述混合溶液于試管中，通過下列實驗確定該反應屬于哪一種情況，請完成下表：（已知酸性：H2SO3>H2CO3>HClO） （4）請設計簡單實驗證明：室溫下HS03-的電離平衡常數(shù)Ka與水解平衡常數(shù)Kb，的相對 大?。? 【答案】26．（1）防倒吸（或安全瓶） （2）還原 溶液由紅色變?yōu)闊o色 （3）②溶液變?yōu)樗{色 ③溴水褪色 ④I或Ⅲ （4）常溫下，用pH試紙（或pH計）測定NaHS03溶液的pH，若pH<7，則Ka>Kb ； 若pH>7，則Ka
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