（新課改省份專版）2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（六十三）大題考法（1）定性實驗的設(shè)計與評價.doc

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跟蹤檢測（六十三） 大題考法（1）——定性實驗的設(shè)計與評價 1．實驗室以綠礬(FeSO47H2O)制備補(bǔ)血劑甘氨酸亞鐵[(NH2CH2COO)2Fe] 有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下： 甘氨酸 (NH2CH2COOH) 檸檬酸 甘氨酸亞鐵 易溶于水，微溶于乙醇，兩性化合物 易溶于水和乙醇，有強(qiáng)酸性和還原性 易溶于水，難溶于乙醇 實驗過程： Ⅰ.配制含0.10 mol FeSO4的綠礬溶液。 Ⅱ.制備FeCO3：向配制好的綠礬溶液中，緩慢加入200 mL 1.1 molL－1 NH4HCO3溶液，邊加邊攪拌，反應(yīng)結(jié)束后過濾并洗滌沉淀。 Ⅲ.制備(NH2CH2COO)2Fe：實驗裝置如下圖(夾持和加熱儀器略去)，將實驗Ⅱ得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，然后利用A中的反應(yīng)將C中空氣排凈，接著滴入檸檬酸溶液并加熱。反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。 回答下列問題： (1)實驗Ⅰ中：實驗室配制綠礬溶液時，為防止FeSO4被氧化變質(zhì)，應(yīng)加入的試劑為________(寫化學(xué)式)。再滴加少量稀硫酸的作用是_______________________________。 (2)實驗Ⅱ中：生成沉淀的離子方程式為_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)實驗Ⅲ中：①C中盛檸檬酸溶液的儀器名稱為______________________________ ________________________________________________________________________。 ②裝置A中所盛放的試劑是________。(填字母) A．Na2CO3和稀H2SO4　　　　B．CaCO3和稀H2SO4 C．CaCO3和稀鹽酸 ③確認(rèn)C中空氣排盡的實驗現(xiàn)象是__________________________________________。 ④加入檸檬酸溶液一方面可調(diào)節(jié)溶液的pH促進(jìn)FeCO3溶解，另一個作用是 ________________。 ⑤洗滌實驗Ⅲ中得到的沉淀，所選用的最佳洗滌試劑是________。(填字母) A．熱水　　　　　B．乙醇溶液　　　　　C．檸檬酸溶液 ⑥若產(chǎn)品的質(zhì)量為17.34 g，則產(chǎn)率為________%。 解析：(1)Fe2＋具有還原性，能被空氣中氧氣氧化，因此需要加入Fe粉，防止Fe2＋被氧化；Fe2＋能發(fā)生水解，加入稀硫酸的目的是抑制Fe2＋的水解；(2)實驗Ⅱ制備的是FeCO3，所用試劑為FeSO4和NH4HCO3，利用HCO的電離HCOCO＋H＋，F(xiàn)e2＋結(jié)合CO，促使平衡向正反應(yīng)方向移動，H＋濃度增大，H＋與HCO反應(yīng)生成CO2，因此離子方程式為Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；(3)①根據(jù)儀器的特點，盛放檸檬酸溶液的儀器是滴液漏斗；②裝置A制備CO2，裝置A為啟普發(fā)生器的簡易裝置，因此盛放的試劑是CaCO3和鹽酸，故C正確；③空氣排盡，CO2充滿裝置，即裝置D中澄清石灰水變渾濁；④根據(jù)信息，檸檬酸具有還原性和強(qiáng)酸性，能夠促進(jìn)FeCO3的溶解，防止Fe2＋被氧化；⑤甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，因此用乙醇溶液洗滌，故選項B正確；⑥根據(jù)原子守恒，F(xiàn)eCO3和甘氨酸恰好完全反應(yīng)，因此甘氨酸亞鐵的物質(zhì)的量為0.1 mol，質(zhì)量為20.4 g，產(chǎn)率為100%＝85%。 答案： (1)Fe　防止Fe2＋水解 (2)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O (3)①滴液漏斗?、贑?、跠中澄清石灰水變渾濁 ④防止二價鐵被氧化?、軧?、?5 2．水合草酸亞鐵(FeC2O4xH2O)是生產(chǎn)鋰電池的原料，難溶于水，受熱易分解。某化學(xué)興趣小組對草酸亞鐵的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉栴}： (1)實驗室用硫酸亞鐵溶液和草酸制備水合草酸亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ________________________________________________________________________。 (2)將水合草酸亞鐵溶于適量鹽酸。分別取2 mL此溶液于3支試管中，進(jìn)行實驗： ①第一支試管中加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅； ②第二支試管中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀； ③第三支試管中加入幾滴酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去。 上述實驗?zāi)茏C明水合草酸亞鐵中存在Fe2＋的是________(填編號)。 (3)為測定水合草酸亞鐵中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2 g。按如圖連接好裝置進(jìn)行實驗。 實驗步驟如下： A．打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2 B．加熱裝置A一段時間 C．停止加熱，冷卻到室溫 D．關(guān)閉K1和K2，稱量A E．重復(fù)上述步驟，直至A恒重，記為m3 g ①步驟B至步驟C繼續(xù)通入N2的目的是________________________________________。 ②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)記錄，計算水合草酸亞鐵化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x＝________(列式表示)。 (4)為探究草酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(3)中已恒重的裝置A接入下列圖所示部分的裝置(可重復(fù)選用)進(jìn)行實驗。打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，充分加熱。實驗后石英玻璃管中固體僅殘留一種有磁性的黑色化合物。 ①寫出草酸亞鐵受熱分解的化學(xué)方程式：____________________________________。 ②實驗裝置中，依次連接的合理順序為A____________________________________。 解析：(1)硫酸亞鐵溶液和草酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是FeSO4＋H2C2O4＋xH2O===FeC2O4xH2O↓＋H2SO4；(2)①向試管中加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅，不能說明肯定存在Fe2＋；向試管中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，說明肯定存在Fe2＋；草酸根離子、Fe2＋均能與紫紅色酸性KMnO4溶液反應(yīng)，不能說明肯定存在Fe2＋；故答案選②。(3)①在無氧環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)，防止FeC2O4冷卻時被氧化，同時將裝置A中的水蒸氣轉(zhuǎn)移出裝置A；②m(H2O)＝(m2－m3)g，m(FeC2O4)＝(m3－m1)g， FeC2O4xH2O===FeC2O4 ＋xH2O 　　　　　　 　144　 　 18x 　　　　　 (m3－m1)g　 (m2－m3)g 得到x＝。(4)①由于分解后有磁性的黑色化合物生成，該化合物為Fe3O4，鐵元素化合價有變化，說明分解過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，化學(xué)方程式為3FeC2O4===Fe3O4＋4CO↑＋2CO2↑；②生成的氣體先通過澄清石灰水來證明二氧化碳的存在，再通過濃的氫氧化鈉吸收二氧化碳，再通過澄清石灰水來證明二氧化碳已吸收完全，氣體經(jīng)干燥再經(jīng)過灼熱的氧化銅，將反應(yīng)后的氣體通過澄清石灰水來證明又生成了二氧化碳，最后進(jìn)行尾氣處理；依次連接的合理順序為ACE(C)FGCH。 答案：(1)FeSO4＋H2C2O4＋xH2O===FeC2O4xH2O↓＋H2SO4　(2)② (3)①將裝置A中的水蒸氣帶走；同時防止FeC2O4冷卻時被氧化?、? (4)①3FeC2O4===Fe3O4＋4CO↑＋2CO2↑ ②CE(C)FGCH 3．某實驗小組利用如下裝置(部分固定裝置略)進(jìn)行氮氣與鈣的反應(yīng)，并探究其產(chǎn)物的性質(zhì)及化學(xué)式。請回答下列問題。 (1)儀器B的名稱是________，B中固體物質(zhì)為________。 (2)反應(yīng)過程中末端導(dǎo)管必須插入試管C的水中，目的是________。(填字母) A．吸收反應(yīng)剩余的氮氣 B．控制通入氣體的流速 C．防止空氣中的氧氣倒流進(jìn)入反應(yīng)裝置，干擾反應(yīng) (3)將下列操作步驟補(bǔ)充完整： ①打開活塞K并通入N2； ②點燃酒精燈，進(jìn)行反應(yīng)； ③反應(yīng)結(jié)束后，______________________________。 (4)該小組同學(xué)認(rèn)為根據(jù)相應(yīng)的質(zhì)量關(guān)系可以求出生成物的化學(xué)式，數(shù)據(jù)記錄如下： A的質(zhì)量m0/g A與鈣的質(zhì)量m1/g A與產(chǎn)物的質(zhì)量m2/g 14.80 15.08 15.15 ①通過計算得到化學(xué)式CaxN2，其中x＝________。 ②小組同學(xué)查閱資料得知產(chǎn)物為Ca3N2，能與水強(qiáng)烈反應(yīng)，請寫出Ca3N2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________，設(shè)計實驗檢驗Ca3N2與水反應(yīng)的產(chǎn)物(寫出必要的操作及現(xiàn)象)：_________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)儀器B為干燥管，其作用是防止外界水蒸氣進(jìn)入A中，可選用堿石灰等固態(tài)干燥劑。 (2)可以在實驗過程中通過觀察末端導(dǎo)管口氣泡產(chǎn)生的速度，控制與調(diào)整N2的流速，同時可防止空氣進(jìn)入A中，避免生成CaO。 (4)①參加反應(yīng)的鈣的質(zhì)量＝15.08 g－14.80 g＝0.28 g 參加反應(yīng)的N2的質(zhì)量＝15.15 g－15.08 g＝0.07 g 則：xCa?。2CaxN2 　 40x g　 　28 g 　 0.28 g 0.07 g 　 x＝2.8。 ②Ca3N2與水反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，生成Ca(OH)2和NH3；用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗NH3，用Na2CO3溶液檢驗Ca(OH)2，要注意敘述的完整性。 答案：(1)干燥管　堿石灰(或無水氯化鈣，其他合理答案均可)　(2)BC (3)熄滅酒精燈，待A冷卻至室溫后，再停止通入氮氣 (4)①2.8?、贑a3N2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2NH3↑ 取少量氮化鈣于一潔凈試管中，加入適量水，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若變藍(lán)，則證明有氨氣生成，反應(yīng)一段時間后，再向試管中滴加碳酸鈉溶液，若有白色沉淀出現(xiàn)則證明有氫氧化鈣生成(或其他合理答案均可) 4．鎂及其化合物是實驗設(shè)計的熱點載體，查閱資料可知： ⅰ 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O ⅱ Mg3N2與水反應(yīng) ⅲ 常溫下，NH3H2O、CH3COOH的電離常數(shù)都等于1.810－5 Ⅰ.探究鎂的性質(zhì)。 某學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗探究鎂與二氧化氮反應(yīng)的產(chǎn)物，實驗裝置如圖所示。 (1)裝置B中試劑是____________；裝置D的作用是_____________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實驗時，先啟動裝置A中的反應(yīng)，當(dāng)裝置C中充滿紅棕色氣體時再點燃酒精燈，這樣操作的目的是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)確定有N2生成的實驗現(xiàn)象是___________________________________________。 (4)實驗完畢后，設(shè)計實驗確認(rèn)產(chǎn)物中有Mg3N2，取少量裝置C中殘留固體于試管中，滴加蒸餾水，__________________________，則產(chǎn)物中有Mg3N2。 (5)經(jīng)測定，Mg與NO2反應(yīng)生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物質(zhì)的量相等。C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________。 Ⅱ.探究Mg(OH)2在氯化銨溶液中溶解的原因。供選試劑：氫氧化鎂、蒸餾水、硝酸銨溶液、鹽酸、醋酸銨溶液。取少量氫氧化鎂粉末投入氯化銨溶液中，振蕩，白色粉末全部溶解。為了探究其原因，他們提出兩種假設(shè)。 假設(shè)1：氯化銨溶液呈酸性，H＋＋OH－===H2O，促進(jìn)Mg(OH)2溶解； 假設(shè)2：NH＋OH－===NH3H2O，促進(jìn)Mg(OH)2溶解。 (6)請你幫助他們設(shè)計實驗探究哪一種假設(shè)正確： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)裝置B中試劑用于干燥二氧化氮，由于二氧化氮與水反應(yīng)生成酸，故不能用堿性干燥劑，應(yīng)選擇酸性或中性干燥劑，可以是P2O5等；裝置D的作用是吸收裝置E中揮發(fā)出來的水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入裝置C的玻璃管中干擾實驗。(3)依據(jù)題中信息，過量的二氧化氮可以被NaOH溶液吸收，而N2與NaOH溶液不反應(yīng)，所以確定有N2生成的實驗現(xiàn)象是裝置E中產(chǎn)生氣泡，氣球緩慢鼓起。(4)Mg3N2能與水反應(yīng)生成NH3，所以檢驗NH3即可。(6)由題中信息可知，常溫下，NH3H2O、CH3COOH的電離常數(shù)相等，所以CH3COONH4溶液顯中性，若氫氧化鎂溶于CH3COONH4溶液，則假設(shè)2正確。 答案：(1)P2O5(或其他合理答案也可)　吸收裝置E中揮發(fā)出來的水蒸氣 (2)排盡裝置內(nèi)空氣，避免O2、CO2、N2等與鎂反應(yīng) (3)裝置E中產(chǎn)生氣泡，氣球緩慢鼓起 (4)有刺激性氣味的氣體逸出(或產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)) (5)11Mg＋4NO28MgO＋Mg3N2＋N2 (6)取少量氫氧化鎂于試管中，加入足量 CH3COONH4溶液，若白色固體溶解，則假設(shè)2正確；若白色固體不溶解，則假設(shè)1正確 5．某實驗小組為探究KI與Cu(NO3)2的反應(yīng)，進(jìn)行實驗一： 注：本實驗忽略Cu2＋在此條件下的水解。 (1)取棕黃色清液，加入少量________溶液(試劑a)，清液變?yōu)開_______色，說明生成了I2。 (2)探究生成I2的原因。 ①甲同學(xué)進(jìn)行如下實驗：向2 mL 1 molL－1KI溶液中加入1 mL________溶液(硝酸酸化，pH＝1.5)，再加入少量試劑a，觀察到與(1)相同的現(xiàn)象。甲同學(xué)由此得出結(jié)論：實驗一中生成I2的原因是酸性條件下，NO氧化了I－。 ②乙同學(xué)認(rèn)為僅由甲同學(xué)的實驗還不能得出相應(yīng)結(jié)論。他的理由是該實驗沒有排除________________________氧化I－的可能性。 ③若要證明實驗一中是NO氧化了I－，應(yīng)在實驗一的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢驗___________的實驗。 (3)探究棕黑色沉淀的組成。 ①查閱資料得知：CuI為難溶于水的白色固體。于是對棕黑色沉淀的組成提出兩種假設(shè)： a．CuI吸附I2； b．________吸附I2。 為證明上述假設(shè)是否成立，取棕黑色沉淀進(jìn)行實驗二： 已知：CuI難溶于CCl4；I2＋2S2O===2I－＋S4O(無色)； Cu＋＋2S2O===Cu(S2O3)(無色)。 由實驗二得出結(jié)論：棕黑色沉淀是CuI吸附I2形成的。 ②現(xiàn)象ⅲ為___________________________________________________________。 ③用化學(xué)平衡移動原理解釋產(chǎn)生現(xiàn)象ⅱ的原因：______________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④由實驗二可推知，Cu(NO3)2與KI反應(yīng)過程中，一定發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 解析：(1)此實驗的目的是驗證發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生了I2，利用淀粉遇碘變藍(lán)進(jìn)行驗證，即試劑a為淀粉溶液，清液變?yōu)樗{(lán)色，說明生成了I2。(2)①實驗一中Cu2＋有可能氧化I－得到I2，因此需要排除Cu2＋的干擾，可向2 mL 1 molL－1KI溶液中加入1 mL 2 molL－1KNO3溶液(硝酸酸化，pH＝1.5)，再加入少量淀粉溶液；②溶液中的Cu2＋和溶液中溶解的一部分氧氣都有可能氧化I－；③根據(jù)實驗?zāi)康模枰獧z驗NO的還原產(chǎn)物。(3)①根據(jù)假設(shè)a，Cu2＋的化合價降低到＋1價形成CuI，則也有可能降低到0價形成Cu，因此假設(shè)b為Cu吸附I2；②由已知信息知，I2易溶于有機(jī)溶劑，而CuI不溶于CCl4，因此實驗ⅲ的現(xiàn)象是棕黑色固體顏色變淺，液體變?yōu)樽霞t色；③CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuI(s)Cu＋(aq)＋I(xiàn)－(aq)，加入足量Na2S2O3溶液后，S2O與Cu＋反應(yīng)生成Cu(S2O3)，使c(Cu＋)減小，平衡正向移動，從而使白色沉淀溶解；④因為不考慮Cu2＋的水解，根據(jù)實驗二，Cu2＋把I－氧化成I2，自身被還原成＋1價的Cu＋，Cu＋與I－結(jié)合形成沉淀，因此反應(yīng)的離子方程式為2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I(xiàn)2。 答案：(1)淀粉　藍(lán) (2)①2 molL－1 KNO3?、谌芤褐械腃u2＋，空氣中的O2　③NO的還原產(chǎn)物(或NO、NO2等) (3)①Cu?、谧睾谏腆w顏色變淺，液體變?yōu)樽霞t色 ③CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuI(s)Cu＋(aq)＋I(xiàn)－(aq)，加入足量Na2S2O3溶液后，S2O與Cu＋反應(yīng)生成Cu(S2O3)，使c(Cu＋)減小，平衡正向移動，從而使白色沉淀溶解?、?Cu2＋＋4I－2CuI↓＋I(xiàn)2 6．(2019漳州調(diào)研)某校同學(xué)在實驗室中對一氧化碳與硫酸鈣反應(yīng)進(jìn)行了探究。回答下列問題： (1)甲組同學(xué)利用CaSO42H2O在400～500 ℃脫水制取無水CaSO4。實驗中需用到的加熱裝置中的硅酸鹽質(zhì)的儀器除玻璃棒外，還用到__________________。 (2)乙組同學(xué)利用H2C2O42H2O在濃硫酸作用下脫水生成CO、CO2并制備純凈的CO氣體，實驗裝置如下： B、C中盛放的試劑依次為_____________、_____________。 (3)丙組同學(xué)利用甲組制得的無水CaSO4和乙組制得的CO并利用下列裝置驗證反應(yīng)并檢驗氣態(tài)產(chǎn)物中有SO2和CO2產(chǎn)生。 ①上述裝置(部分裝置可重復(fù)使用)的連接順序為 C→____________________。 ②若E中溶液褪色，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________ ________________________________________________________________________。 ③能證明有CO2生成的實驗依據(jù)是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④若G中產(chǎn)物為CaO，則G中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________。 (4)丁組的同學(xué)取丙組實驗后G裝置中的固體產(chǎn)物加入試管中，然后加入足量稀鹽酸，固體完全溶解且產(chǎn)生少量氣體，通入CuSO4溶液有黑色沉淀?？沈炞CCO與CaSO4在高溫下還發(fā)生了一個副反應(yīng)，該反應(yīng)為______________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。 解析：(1)甲組同學(xué)利用CaSO42H2O在400～500 ℃脫水制取無水CaSO4，所用到的坩堝、泥三角都屬于硅酸鹽質(zhì)的儀器。(2)H2C2O42H2O在濃硫酸作用下脫水生成CO、CO2，要制得純凈的CO氣體，必須先除去CO2和水，由實驗裝置知B除去CO2，C除去水，所以B中加NaOH溶液，C中加濃硫酸。(3)無水CaSO4和CO反應(yīng)會產(chǎn)生SO2和CO2，檢驗SO2和CO2的順序為檢驗SO2→除去SO2→驗證SO2是否除凈→檢驗CO2。裝置的連接順序為C→G→D→E→D→F→H。(4)由題意可知產(chǎn)生的少量氣體是H2S，則固體物質(zhì)中含有硫化物，故CO與CaSO4在高溫下發(fā)生的副反應(yīng)為CaSO4＋4COCaS＋4CO2 答案：(1)坩堝和泥三角　(2)NaOH溶液　濃硫酸 (3)①G→D→E→D→F→H?、?SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋?、圻B接在E后面的D中品紅溶液不褪色，F(xiàn)中的澄清石灰水變渾濁?、蹸aSO4＋COCaO＋SO2＋CO2　(4)CaSO4＋4COCaS＋4CO2