2019-2020年高考化學 探究實驗題的訓練.doc
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2019-2020年高考化學 探究實驗題的訓練【鞏固練習】1資料顯示:鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生大量氣體和白色不溶物。某同學設計了如下實驗方案并驗證產物、探究反應原理。(1)提出假設實驗I:用砂紙擦去鎂條表面氧化膜,將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中,迅速反應,產生大量氣泡和白色不溶物,溶液由淺紅變紅。該同學對反應中產生的白色不溶物做出如下猜測: 猜測1:白色不溶物可能為 。 猜測2:白色不溶物可能為MgCO3。猜測3:白色不溶物可能是堿式碳酸鎂xMgCO3yMg(OH)2。(2)設計定性實驗確定產物并驗證猜測:實驗序號實驗實驗現象結論實驗將實驗I中收集到的氣體點燃能安靜燃燒、產生淡藍色火焰氣體成分為_ 實驗取實驗I中的白色不溶物,洗滌,加入足量 白色不溶物可能含有MgCO3實驗取實驗I中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液產生白色沉淀溶液中存在 離子(3)為進一步確定實驗I的產物,設計定量實驗方案,如圖所示:稱取實驗中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6 g,充分加熱至不再產生氣體為止,并使分解產生的氣體全部進入裝置A和B中。實驗前后裝置A增重1.8 g,裝置B增重8.8 g,試確定白色不溶物的化學式 。(4)請結合化學用語和化學平衡移動原理解釋Mg和NaHCO3溶液反應產生大量氣泡的原因_。2某研究性學習小組用如圖所示的裝置進行Na2O2和H2O反應的實驗。 (1)可以驗證有氧氣生成的實驗方法是: (2)將導管q放入水中,反應過程中導管口有氣泡冒出,說明: 。(3)往試管中加水至固體完全溶解且不再有氣泡生成后,取出試管,往試管中滴入實驗室常用無色指示劑試液A,可觀察到溶液變紅,后紅色褪去,則該指示劑為 。小組同學經查閱資料后得知紅色褪去的原因有二:一是NaOH溶液的濃度過大;二是反應過程中可生成H2O2,H2O2氧化漂白了酚酞試液。為了排除前者因素影響,可采取的方法是 (4)為進一步探究H2O2是否能夠氧化指示劑試液,某同學向3mL30% H2O2的溶液中滴入2滴品紅指示劑,充分振蕩并放置約3min,溶液紅色無明顯改變。后加入少量0.5mol/LNaOH的溶液后,可看到產生許多小氣泡,且溶液紅色可迅速褪去。該現象表明: ,產生氣泡的反應方程式為 3在三支潔凈試管中分別倒入約2 mL工業(yè)硝酸,進行下述三個實驗,以證明“工業(yè)硝酸呈黃色是由于NO2溶于濃硝酸引起的”,實驗方法和現象如下表:置于酒精燈上小火加熱(在通風廚中進行)有紅棕色氣體逸出,繼續(xù)加熱,直到不再有紅棕色氣體逸出為止。溶液的黃色變淺,但不能完全消失。通入氧氣通入足量氧氣后,上述工業(yè)硝酸黃色變淺。加入5 mL的蒸餾水,振蕩使之充分混合試管中的硝酸接近于無色。說明:在實驗后的溶液中加入各1 mL苯,充分振蕩,靜置,苯層為無色,下層仍為淺黃色。根據上述實驗的現象你能得出什么結論?_。實驗最終溶液是淺黃色,請猜想可能原因_,試設計實驗方案證明你的猜想_。實驗與實驗最終實驗顏色不同的原因可能是_,試設計實驗方案證明_。4某種催化劑為鐵的氧化物?;瘜W興趣小組在實驗室對該催化劑中鐵元素的價態(tài)進行探究:將適量稀硝酸加入少許樣品中,加熱溶解;取少許溶液,滴加KSCN溶液后出現紅色。一位同學由此得出該催化劑中鐵元素價態(tài)為+3的結論。(1)請指出該結論是否合理并說明理由。(2)請完成對鐵元素價態(tài)的探究:限選實驗儀器與試劑:燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾:3 molL-1H2SO4、3 H2O2、6 molL-1HNO3、0.01 molL-1KmnO4、NaOH稀溶液、0.1 molL-1Kl、20 KSCN、蒸餾水。提出合理假設假設1: ;假設2: ;假設3: 。設計實驗方案證明你的假設(不要在答題卡上作答)實驗過程根據的實驗方案,進行實驗。請在答題卡上按下表格式寫出實驗操作步驟、預期現象與結論。實驗操作預期現象與結論步驟1:步驟2:步驟3:5某研究小組探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反應。已知: 1.0 mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH=1請回答: (1)裝置A中反應的化學方程式是 。 (2)為排除空氣對實驗的干擾,滴加濃硫酸之前應進行的操作是 。 (3)裝置B中產生了白色沉淀,其成分是 ,說明SO2具有 性。 (4)分析B中產生白色沉淀的原因: 觀點1: ; 觀點2:SO2與Fe3+反應; 觀點3:在酸性條件下SO2與NO3反應; 按觀點2,裝置B中反應的離子方程式是 ,證明該觀點應進一步確認生成的新物質,其實驗操作及現象是 。 按觀點3,只需將裝置B中的 Fe(NO3)3溶液替換為等體積的下列溶液,在相同條 件下進行實驗。應選擇的試劑是(填序號) 。a0.1 mol/L 稀硝酸 b1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液c6.0 mol/L NaNO3和0.2 mol/L鹽酸等體積混合的溶液6.某化學課外活動小組通過實驗研究NO2的性質。已知:2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O任務1:利用下圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾,夾持固定裝置略去)。 (1)E裝置中制取NO2反應的化學方程式是 。(2)若NO2能夠被NH3還原,預期觀察到C裝置中的現象是 。(3)實驗過程中,未能觀察到C裝置中的預期現象。該小組同學從反應原理的角度分析了原因,認為可能是:NH3還原性較弱,不能將NO2還原;在此條件下,NO2的轉化率極低; 。(4)此實驗裝置存在一個明顯的缺陷是 。任務2:探究NO2能否與Na2O2發(fā)生氧化還原反應。(5)實驗前,該小組同學提出三種假設。NaOH溶液F假設1:二者不反應;假設2:NO2能被Na2O2氧化;假設3: 。(6)為了驗證假設2,該小組同學選用任務1中的B、D、E裝置,將B中的藥品更換為Na2O2,另選F裝置(如右圖所示),重新組裝,進行實驗。裝置的合理連接順序是(某些裝置可以重復使用) 。 實驗過程中,B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色。經檢驗,該白色物質為純凈物,且無其他物質生成。推測B裝置中反應的化學方程式為 。7一學習小組利用下圖所示裝置,對某含少量Fe的廢銅屑進行銅含量的測定,并探究利用其制備硫酸銅溶液。(1)向A中加入10g廢銅屑樣品,關閉彈簧夾,打開B活塞向A注入足量稀硫酸后關閉。此時裝置C中發(fā)生的現象是 。 (2)反應進行到A中不再產生氣泡時,若C中收集到448mL(已換算成標準狀況)氣體,則該廢銅屑中銅的質量百分含量為 。(3)拆除C、D裝置后,打開彈簧夾,持續(xù)將空氣通入A中,至A中固體全部消失,再繼續(xù)通入一段時間空氣后,關閉彈簧夾,停止通入空氣。該過程中發(fā)生反應的離子方程式是 、 ;為使A中固體加快溶解速率,以下方法運用合理的是 。 a. 對A裝置加熱 b. 向A內加入少量Fe2O3 c. 向A內加入少量CuO d. 增大空氣通入量 e. 向A內加入少量FeSO4 f. 向A內加入少量H2O(4)將A中溶液倒入燒杯內,加入Cu2(OH)2CO3將其調節(jié)至pH=4時,溶液中鐵被完全沉淀,過濾后即得紅褐色沉淀與硫酸銅溶液,此過程離子反應方程式是 。(5)有同學認為,可以不用測量氣體法計算廢銅屑中銅的質量百分含量,則其采用的方法是 ,其具體操作步驟可續(xù)寫為: 。8Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后,產生藍色沉淀,請你推測可能有哪些產物?并設計實驗來驗證。提示 經查資料得知:CuCO3和Cu(OH)2均不帶結晶水。 假設一: 。 假設二: 。假設三: 。9氯化銅是一種廣泛用于生產顏料、木材防腐劑等的化工產品。某研究小組用粗銅(含雜質Fe)按下述流程制備氯化銅晶體(CuCl22H2O)。Cl2至固體完全溶解粗銅固體1加稀鹽酸溶液2CuCl22H2O固體2調節(jié)pH至4 5溶液1加試劑X(1)實驗室采用如下圖所示的裝置,可將粗銅與Cl2反應轉化為固體1(部分儀器和夾持裝置已略去)。 儀器A的名稱是 。 裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是 。 有同學認為應在濃硫酸洗氣瓶前增加吸收HCl的裝置,你認為是否必要(填“是”或“否”) 。(2)試劑X用于調節(jié)pH以除去雜質, X可選用下列試劑中的(填序號) 。aNaOH bNH3H2O cCuO dCu2(OH) 2CO3 eCuSO4(3)在溶液2轉化為CuCl22H2O的操作過程中,發(fā)現溶液顏色由藍色變?yōu)榫G色。小組同學欲探究其原因。已知:在氯化銅溶液中有如下轉化關系:Cu(H2O)42+(aq) +4Cl(aq) CuCl42(aq) +4H2O(l)藍色 黃色 上述反應的化學平衡常數表達式是K= 。若增大氯離子濃度,K值(填“增大”、“減小”或“不變”) 。 取氯化銅晶體配制成藍綠色溶液Y,進行如下實驗,其中能夠證明CuCl2溶液中有上述轉化關系的是(填序號) 。a將Y稀釋,發(fā)現溶液呈藍色b在Y中加入CuCl2晶體,溶液變?yōu)榫G色c在Y中加入NaCl固體,溶液變?yōu)榫G色d取Y進行電解,溶液顏色最終消失10.某實驗小組同學為了探究銅與濃硫酸的反應,進行了如下系列實驗?!緦嶒?】銅與濃硫酸反應,實驗裝置如圖20所示。 實驗步驟:先連接好裝置,檢驗氣密性,加入試劑;加熱A試管直到B中品紅褪色,熄滅酒精燈;將Cu絲上提離開液面。(1)裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為 。(2)熄滅酒精燈后,因為有導管D的存在,B中的液體不會倒吸,其原因是 。(3)拆除裝置前,不需打開膠塞,就可使裝置中殘留氣體完全被吸收,應當采取的操作是 ?!緦嶒?】實驗中發(fā)現試管內除了產生白色固體外,在銅絲表面還產生黑色固體甲,其中可能含有氧化銅、硫化銅、硫化亞銅,以及被掩蔽的氧化亞銅。查閱資料:氧化亞銅在酸性環(huán)境下會發(fā)生自身氧化還原反應生成Cu2+和銅單質,在氧氣流中煅燒,可以轉化為氧化銅。硫化銅和硫化亞銅常溫下都不溶于稀鹽酸,在氧氣流中煅燒,硫化銅和硫化亞銅都轉化為氧化銅和二氧化硫。固體甲加入稀鹽酸過濾藍色濾液濾渣洗滌干燥 氧氣流中煅燒、冷卻稱量至恒重 固體乙稱取2.00g固體丙1.84g為了研究甲的成分,該小組同學在收集到足夠量的固體甲后,進行了如圖21的實驗: (4)中檢驗濾渣是否洗滌干凈的實驗方法是 。(5)中在煅燒過程中一定發(fā)生的反應的化學方程式為 。(6)下列對于固體甲的成分的判斷中,正確的是(填字母選項) 。 A固體甲中,CuS和Cu2S不能同時存在 B固體甲中,CuO和Cu2O至少有一種 C固體甲中若沒有Cu2O,則一定有Cu2S D固體甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S【答案與解析】1. (1)猜測1:Mg(OH)2 (2)氫氣 稀鹽酸(合理均可) 產生氣泡,沉淀全部溶解 CO32-(3) 2MgCO3Mg(OH)2 或 Mg(OH)22MgCO3 或 Mg3(OH)2(CO3)2 (4)NaHCO3溶液中存在如下平衡:HCO3-H+ +CO32-、H2OH+OH-;Mg和H+反應生成H2和Mg2+,Mg2+跟OH-、CO32-生成難溶物Mg(OH)22MgCO3,則H+、OH-、CO32-的濃度均降低,促使上述兩平衡均向右移動。故Mg和飽和NaHCO3溶液反應產生大量氣體H2。21)將帶火星的木條靠近導管p處,木條復燃。 (2)該反應放熱 (3)酚酞試液 (4)從試管中取出少許溶液加水稀釋,再滴入A指示劑,紅色不能褪去。(5)說明H2O2本身并不能氧化漂白指示劑,但在堿性條件下可迅速將指示劑氧化:。3呈黃色的工業(yè)硝酸中存在NO2氣體,但還有其他呈黃色的雜質可能含有Fe3 ;在加熱除去NO2的工業(yè)硝酸中加入KSCN溶液,或在除去NO2的工業(yè)硝酸中,緩緩加入足量NaOH固體NO2與水反應使溶液恢復無色,也可能是由于水將工業(yè)硝酸的黃色沖淡了。做對比實驗:取與除去NO2的工業(yè)硝酸顏色一樣的FeCl3溶液2 mL,加入5 mL的蒸餾水,觀察現象4(1)該結論不正確。稀HNO3有強氧化性,若該鐵的價態(tài)為+2價,則被氧化為+3價同樣可使KSCN溶液變血紅色。(2)假設1:催化劑中鐵元素的價態(tài)為+3價。假設2:催化劑中鐵元素的價態(tài)為+2價。假設3:催化劑中鐵元素的價態(tài)既有+3價也有+2價。實驗操作預期現象與結論步驟1:用滴管量取一定量的3 molL-1H2SO4于試管中,加熱煮沸數分鐘以除去其中溶解的氧步驟2:用鑰匙取少許樣品于試管中,用滴管加入步驟1中的稀硫酸,并加熱,充分反應后得到A溶液固體溶解,溶液顏色有變化步驟3:取少量步驟2中的A溶液于試管中,滴加12滴KSCN溶液,振蕩(1)若溶液不變紅色,則假設2成立(2)若溶液變紅色,則假設1或假設3成立步驟4:另取少量步驟2中的A溶液于試管中,滴加12滴0.01 molL-1KMnO4溶液,振蕩試管結合步驟3中的(2):(1)溶液呈紫紅色,則假設1成立(2)若溶液紫紅色褪去,則假設3成立5(1)Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2+H2O(2)打開彈簧夾,向裝置中通入一段時間的N2,關閉彈簧夾(3)BaSO4 還原性(4)觀點1:SO2和Fe3+、酸性條件下NO3都反應(1分)SO2+2Fe3+Ba2+2H2O=BaSO4+2Fe2+4H+ (可分兩步寫)取少量B中溶液于試管中,加入少量鐵氰化鉀K3Fe(CN)6溶液產生藍色沉淀,則溶液中有Fe2+,觀點2合理c6(1)Cu + 4HNO3 (濃) = Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O (2)C裝置中混合氣體顏色變淺(其他合理答案酌情給分)(3)在此條件下,該反應的化學反應速率極慢。(4)缺少尾氣吸收裝置(5)NO2能被Na2O2還原(其他合理答案酌情給分)(6) EDBDF或EDBF 2NO2 + Na2O2 = 2NaNO37(1)水面下降,水順長導管排入D中 (2)88.8% (3)4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ +2H2O 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ a b d e (4)Cu2(OH)2CO3 + H+ + Fe3+ = 2Cu2+ + Fe(OH)3 + CO2(也可分兩步寫)(5)測定沉淀法,將(4)中所得紅褐色沉淀洗滌、干燥、稱量、計算8假設一:Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后直接發(fā)生沉淀反應,生成CuCO3沉淀。假設二:Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后發(fā)生雙水解反應,生成Cu(OH)2沉淀。假設三: Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后既發(fā)生沉淀反應,又發(fā)生雙水解反應,生成CuCO3和Cu(OH)2兩種沉淀的混合物。方案一:向洗滌干凈并低溫烘干的沉淀中加入鹽酸,證明生成物中含CuCO3,另取沉淀加熱灼燒,檢驗生成的水,證明生成物中含Cu(OH)2。 方案二:將洗滌干凈并低溫烘干的沉淀直接加熱灼燒,將生成的氣體依次通過無水硫酸銅、澄清石灰水,檢驗生成的水或二氧化碳,證明生成物中含Cu(OH)2或CuCO3或兩者兼有。 9(1)分液漏斗 MnO2 +4H+2ClMn2+ Cl2+2H2O否(2)c d(3) 不變 abc10. (1)2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2+2H2O。 (2)試管A中氣體壓強減小,空氣從D導管進入試管A中。(3)從D管口向A中大量鼓氣。 (4)取最后一次洗滌后所得液體于試管中,滴加硝酸銀溶液,若無白色沉淀產生,則說明沉淀洗滌干凈;若有白色沉淀生成,則說明未洗干凈。(5)2CuS+3O22CuO+2SO2 (條件也可為“煅燒”) (6)BCD- 配套講稿:
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