(北京專用)2019版高考化學一輪復習 熱點題型十四 綜合實驗探究習題

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1、 熱點題型十四 綜合實驗探究 1.實驗室用圖示實驗裝置制備?KClO?溶液,再與?KOH、Fe(NO3)3?溶液反應制備高效凈水劑?K2FeO4。 [查閱資料]Ⅰ.Cl2?與?KOH?溶液在?20?℃以下反應生成?KClO,在較高溫度下則生成?KClO3; Ⅱ.K2FeO4?易溶于水,微溶于濃?KOH?溶液,在?0?℃~5?℃的強堿性溶液中較穩(wěn)定。 (1)儀器?a?的名稱為 ;裝置?C?中三頸燒瓶置于冰水浴中的目的 是 。 (2)裝置?B?吸收的氣體是 ,裝置?D?的作用是 。

2、(3)裝置?C?中得到足量?KClO?后,將三頸燒瓶上的導管取下,依次加入?KOH?溶液、Fe(NO3)3?溶液,水浴控制反 應溫度為?25?℃,攪拌?1.5?h,溶液變?yōu)樽霞t色(含?K2FeO4),該反應的離子方程式 為 。再加入飽和?KOH?溶液,析出紫黑色晶體,過濾,得到?K2FeO4?粗產品。 (4)K2FeO4?粗產品中含有?Fe(OH)3、KCl?等雜質,其提純步驟為: ①將一定量的?K2FeO4?粗產品溶于冷的?3?mol/L?KOH?溶液中。 ②過濾。 ③ 。 ④攪拌、靜置、過濾,用乙醇洗滌?2~3?次。 ⑤在真空干燥箱中干燥。

3、 (5)稱取提純后的?K2FeO4?樣品?0.220?0?g?于燒杯中,加入強堿性亞鉻酸鹽溶液,反應后再加稀硫酸調節(jié)溶液 呈強酸性,配制成?250?mL?溶液,取出?25.00?mL?放入錐形瓶中,用?0.010?0?mol/L?的(NH4)2Fe(SO4)2?溶液滴 定至終點,重復操作?2?次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2?溶液的體積為?30.00?mL。涉及的主要反應為: Cr(OH?+Fe Fe(OH)3↓+Cr +OH- 2Cr +2H+ Cr2?+H2O Cr2 +6Fe2++14H+?

4、??6Fe3++2Cr3++7H2O 則該?K2FeO4?樣品的純度為 。 1 2.CuCl?廣泛應用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學習小組擬熱分解?CuCl2·2H2O?制備?CuCl,并進行相關 探究。 【資料查閱】 【實驗探究】 該小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器略)。 請回答下列問題: (1)儀器?X?的名稱是 。 (2)實驗操作的先后順序是?a→ →e(填操作的編號)。 a.檢查裝置的氣密性后加入藥品 b.熄滅酒精

5、燈,冷卻 c.在“氣體入口”處通入干燥?HCl d.點燃酒精燈,加熱 e.停止通入?HCl,然后通入?N2 (3)在實驗過程中,觀察到?B?中物質由白色變?yōu)樗{色,C?中試紙的顏色變化是 。 (4)裝置?D?中發(fā)生的氧化還原反應的離子方程式是 。 【探究反思】 (5)反應結束后,取出?CuCl?產品進行實驗,發(fā)現(xiàn)其中含有少量的?CuCl2?或?CuO?雜質。根據(jù)資料信息分析: ①若雜質是?CuCl2,則產生的原因是 。 ②若雜質是?CuO,則產生的原因是 。 3.某班化學興趣小組做如下實驗,請你回答相關問題: Ⅰ.甲組同學想用金屬

6、鈉和空氣制備純度較高的?Na2O2(不考慮空氣中?N2),可利用的裝置如下。 (1)裝置Ⅳ中盛放的藥品是 ,若沒有該裝置可能導致生成的?Na2O2?中含有 ,其反應方程式 為 。 2 (2)若規(guī)定氣流方向從左到右,各儀器接口的連接順序是:空氣→ , 接 , 接 , 接 。 (3)裝置Ⅱ的作用是 。 Ⅱ.乙組同學利用下圖所示實驗裝置進行某些氣體的制備、性質探究等實驗(圖中夾持裝置已省略)。 (4)為驗證氯氣不能使干燥的紅布條褪色,

7、將紅布條置于裝置?B?中,按?A—C—B—D?連接成實驗裝置體系。 裝置?A?錐形瓶中試劑選用高錳酸鉀晶體,則分液漏斗中的液體是 ;裝置?A?中發(fā)生反應的化學方程 式為 ,裝置?C?中試劑是 ,裝置?D?的作用 是 。 4.(2017?北京東城一模,28)資料顯示“O2?的氧化性隨溶液?pH?的增大逐漸減弱”。某興趣小組探究不同條 件下?KI?與?O2?的反應。實驗如下。 裝置 燒杯中的液體 ①2?mL?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉 ②2?mL?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉+2?mL?0.2?mol/L 鹽酸

8、 ③2?mL?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉+2?mL?0.2?mol/L KCl?溶液 ④2?mL?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉+2?mL?0.2?mol/L 現(xiàn)象(5?分鐘后) 無明顯變化 溶液變藍 無明顯變化 溶液變藍,顏色較②淺 CH3COOH?溶液 (1)實驗②中生成?I2?的離子方程式是 。 (2)實驗③的目的是 。 (3)實驗④比②溶液顏色淺的原因 是 。 (4)為進一步探究?KI?與?O2?的反應,用上表中的裝置繼續(xù)進行實驗: 燒杯

9、中的液體 ⑤2?mL?pH=8.5?混有?KOH?的?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉 現(xiàn)象(5?小時后) 溶液才略變藍 3 ⑥2?mL?pH=10?混有?KOH?的?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉 無明顯變化 Ⅰ.對于實驗⑥的現(xiàn)象,甲同學提出猜想“pH=10時?O2不能氧化?I-”,設計了下列裝置進行實驗,驗證猜想。 ⅰ.燒杯?a?中的溶液為 。 ⅱ.實驗結果表明,此猜想不成立。支持該結論的實驗現(xiàn)象是:通入?O2 后, 。 Ⅱ.乙同學向?pH

10、=10?的?KOH?溶液(含淀粉)中滴加碘水,溶液先變藍后迅速褪色。經檢測褪色后的溶液中含 有?I ,褪色的原因是(用離子方程式表 示) 。 (5)該小組同學對實驗過程進行了整體反思,推測實驗①中現(xiàn)象產生的原因可能 是 ; 實驗⑥中現(xiàn)象產生的原因可能是 。 5.(2017?北京西城一模,28)某化學小組研究鹽酸被氧化的條件,進行如下實驗。 (1)研究鹽酸被?MnO2?氧化。 實驗 操作 Ⅰ 常溫下將?MnO2?和?12?mol·L-1?濃鹽酸混合 Ⅱ 將Ⅰ中混合物過濾,加熱濾液 Ⅲ 加熱?MnO2?和?4?mo

11、l·L-1?稀鹽酸的混合物 現(xiàn)象 溶液呈淺棕色,略有刺激性氣味 生成大量黃綠色氣體 無明顯現(xiàn)象 ①已知?MnO2?呈弱堿性。Ⅰ中溶液呈淺棕色是由于?MnO2?與濃鹽酸發(fā)生了復分解反應,化學方程式 是 。 ②Ⅱ中發(fā)生了分解反應,反應的化學方程式是 。 ③Ⅲ中無明顯現(xiàn)象的原因,可能是?c(H+)或?c(Cl-)較低,設計實驗Ⅳ進行探究: 4 將實驗Ⅲ、Ⅳ作對比,得出的結論 是 ;將 ⅰ、ⅱ作對比,得出的結論是 。 ④用下圖裝置(a、b?

12、均為石墨電極)進行實驗Ⅴ: ⅰ.K?閉合時,指針向左偏轉 ⅱ.向右管中滴加濃?H2SO4?至?c(H+)≥7?mol·L-1,指針偏轉幅度變化不大 ⅲ.再向左管中滴加濃?H2SO4?至?c(H+)≥7?mol·L-1,指?針向左偏轉幅度增大 將ⅰ和ⅱ、ⅲ作對比,得出的結論 是 。 (2)研究鹽酸能否被氧化性酸氧化。 ①燒瓶中放入濃?H2SO4,通過分液漏斗向燒瓶中滴加濃鹽酸,燒瓶上方立即產生白霧,用濕潤的淀粉?KI?試紙 檢驗,無明顯現(xiàn)象。由此得出濃硫酸 (填“能”或“不能”)氧化鹽

13、酸。 ②向試管中加入?3?mL?濃鹽酸,再加入?1?mL?濃?HNO3,試管內液體逐漸變?yōu)槌壬?加熱,產生棕黃色氣體,經 檢驗含有?NO2。 實驗 操作 現(xiàn)象 Ⅰ 將濕潤的淀粉?KI?試紙伸入棕黃色氣體中 Ⅱ 將濕潤的淀粉?KI?試紙伸入純凈?Cl2?中 試紙先變藍,后褪色 試紙先變藍,后褪色 Ⅲ …… …… 通過實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ證明混合氣體中含有?Cl2,Ⅲ的操作 是 。 (3)由上述實驗得出:鹽酸能否被氧化與氧化劑的種類、 有關。

14、 5 答案精解精析 熱點題型十四 綜合實驗探究 1.?答案 (1)分液漏斗 防止?Cl2?與?KOH?反應生成?KClO3 (2)HCl 吸收多余的?Cl2,防止污染空氣 (3)3ClO-+2Fe3++10OH- 2Fe +3Cl-+5H2O (4)將濾液置于冰水浴中,向濾液中加入飽和?KOH?溶液 (5)90% 解析 (1)儀器?a?的名

15、稱是分液漏斗;Cl2?與?KOH?溶液在?20?℃以下反應生成?KClO,在較高溫度下則生成 KClO3,冰水浴的目的是防止?Cl2?與?KOH?反應生成?KClO3?。 (2)濃鹽酸具有揮發(fā)性,故裝置?B?吸收的氣體是?HCl;因為裝置?A?中會不斷產生?Cl2,故裝置?D?的作用是吸收 多余的?Cl2,防止污染空氣。 (3)KClO?具有強氧化性,其氧化?Fe3+的離子方程式為:3ClO-+2Fe3++10OH- 2Fe +3Cl-+5H2O。 6 (4)K2FeO4?易溶于水,所以先過濾除去?Fe(OH)3,K2FeO4?微溶于

16、濃?KOH?溶液,而且在?0?℃~5?℃的強堿性溶液 中較穩(wěn)定,再將濾液置于冰水浴中,向濾液中加入飽和?KOH?溶液,可得到?K2FeO4?晶體。 (5)由題給反應可得關系式:6Fe2+~Cr2 ~2Cr??~2Fe??,n(Fe2+)=0.010?0?mol/L×30.00×10-3 L=3.00×10-4?mol,故樣品中?K2FeO4?純度為 2.?答案 (1)干燥管 (2)cdb (3)先變紅,后褪色 (4)Cl2+2OH- =90%。 ClO-+Cl-+H2O?(5)①加熱時間不足 或溫度偏低 ②通入?H

17、Cl?的量不足 解析 (1)X?為干燥管。(2)根據(jù)資料可知,由?CuCl2·2H2O?熱分解制備?CuCl?要防止?Cu+被空氣中氧氣氧化, 故應先通入干燥的?HCl?以排盡裝置中的空氣,然后再加熱使?CuCl2·2H2O?分解,最后必須在無氧環(huán)境中冷 卻,結合上述思路,操作的順序為?a→c→d→b→e。(3)實驗過程中,HCl?會進入?C?中,另外當溫度高于?300?℃ 時,試管中發(fā)生反應:2CuCl2 2CuCl+Cl2↑,故進入?C?的氣體既有?HCl?又有?Cl2,所以?C?中濕潤藍色石 蕊試紙先變紅,后褪色。(4)根據(jù)(3)可知進入?D?中的氣體有

18、?HCl?和?Cl2,則裝置?D?中發(fā)生的氧化還原反應 的離子方程式為?Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(5)①根據(jù)資料可知,含?CuCl2?雜質的原因是?CuCl2?沒有完全分 解,而造成此現(xiàn)象的原因是加熱溫度偏低或加熱時間不足。②雜質?CuO?產生的原因是水的存在引起?CuCl2 水解生成?Cu2(OH)2Cl2,再受熱分解產生?CuO,故原因是通入?HCl?的量不足。 3.?答案 (1)NaOH?溶液 Na2CO3 2Na2O2+2CO2 (2)h g f e a(或?b) b(或?a) c (3)防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝

19、置Ⅰ (4)濃鹽酸(填“鹽酸”也可) 2KMnO4+16HCl(濃) 2Na2CO3+O2 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O?濃硫酸?吸收氯氣以 防污染環(huán)境(“除去氯氣”等合理答案也可) 解析 (1)空氣進入裝置Ⅰ之前需除去?CO2?和水蒸氣。裝置Ⅳ中盛?NaOH?溶液可除去?CO2,再通過裝置Ⅲ中 濃硫酸除去水蒸氣,裝置Ⅰ中發(fā)生反應:2Na+O2 Na2O2,最后連接裝置Ⅱ以隔絕空氣中的?CO2?和水蒸氣, 以防?Na2O2?變質。(4)濃鹽酸與?KMnO4?晶體常溫下可反應生成?Cl2、KCl、MnCl2?和?

20、H2O;Cl2?在通入裝置?B?之前 需干燥,干燥?Cl2?用濃硫酸,最后用裝置?D?進行尾氣處理。 4.?答案 (1)4I-+O2+4H+ 2I2+2H2O (2)驗證?Cl-是否影響?KI?與?O2?的反應 (3)其他條件相同時,CH3COOH?是弱電解質,溶液中?c(H+)較鹽酸小,O2?的氧化性減弱 (4)Ⅰ.ⅰ.pH=10?的?KOH?溶液 ⅱ.電流表指針偏轉,燒杯?b?中的溶液顏色變深 7 Ⅱ.3I2+6OH- I +5I-+3H2O (5)中性條件下,O2?的氧化性比較弱,反應速率慢,短時間內難以生成“一定量”

21、碘單質使溶液顏色發(fā)生變 化 I-被氧化生成?I2,I2?迅速發(fā)生歧化反應變?yōu)?I 和?I- 解析 (1)在酸性條件下,用氧氣氧化?I-生成碘單質的離子方程式為?4I-+O2+4H+ 2I2+2H2O。 (2)對比實驗②③可知,實驗③的目的是驗證?Cl-是否影響?KI?與?O2?的反應。 (3)兩實驗中?H+的濃度不同,現(xiàn)象不同,其原因是?H+濃度小時,O2?的氧化性弱。 (4)Ⅰ.ⅱ.猜想不成立,即?pH=10?時?O2?能氧化?I-生成?I2,則電路中有電流產生,且?b?中溶液顏色變深; Ⅱ.褪色后的溶液中含

22、有?I 5.?答案 (1)①MnO2+4HCl ,說明?I2?與?KOH?發(fā)生了反應,離子方程式為?3I2+6OH-??I?+5I-+3H2O。 MnCl4+2H2O ②MnCl4 Cl2↑+MnCl2 ③Ⅲ中沒有明顯現(xiàn)象的原因是?c(H+)、c(Cl-)較低,需要增大到一定程度才能被?MnO2?氧化 MnO2?氧化鹽酸的反應中?c(H+)變化的影響大于?c(Cl-) ④HCl?的還原性與?c(H+)無關;MnO2?的氧化性與?c(H+)有關,c(H+)越大,MnO2?的氧化性越強 (2)①不能 ②將濕潤的淀粉?KI?試紙伸入純凈的?NO

23、2?中 (3)c(Cl-)、c(H+)(或濃度) 解析 (1)①依據(jù)復分解反應的特征可得該反應的化學方程式為?MnO2+4HCl ②濾液中含有?MnCl4,MnCl4?發(fā)生分解反應生成?MnCl2?和?Cl2,化學方程式為?MnCl4 MnCl4+2H2O; Cl2↑+MnCl2; ③實驗Ⅳ與實驗Ⅲ對比,實驗Ⅳ中ⅰ增大了?c(H+)產生氯氣,ⅱ中增大了?c(Cl-)也產生了氯氣,由此可得Ⅲ 中沒有明顯現(xiàn)象的原因是?c(H+)、c(Cl-)較低,需要增大到一定程度才能被?MnO2?氧化;將實驗Ⅳ中ⅰ、ⅱ作 對比知,MnO2?氧化鹽酸的反應中?c(H+)變化的影響大于?c(Cl-); ④對比實驗ⅰ和ⅱ、ⅲ知,HCl?的還原性與?c(H+)無關;MnO2?的氧化性與?c(H+)有關,c(H+)越大,MnO2?的氧化 性越強; (2)①燒瓶上方白霧不能使?jié)駶櫟牡矸?KI?試紙變藍,說明白霧中無氯氣,即濃硫酸不能氧化鹽酸; ②分析可知,若純凈的?NO2?不能使?jié)駶櫟牡矸?KI?試紙先變藍,后褪色,則可證明混合氣體中含有?Cl2,故Ⅲ 的操作是將濕潤的淀粉?KI?試紙伸入純凈的?NO2?中。 8