（新課標(biāo)）廣西2019高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題四 化學(xué)實驗 第12講 綜合實驗探究學(xué)案.doc

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第12講　綜合實驗探究 非選擇題(本題包括4個小題,共100分) 1.(2018全國Ⅲ,27)KIO3是一種重要的無機化合物,可作為食鹽中的補碘劑?；卮鹣铝袉栴}: (1)KIO3的化學(xué)名稱是　　　　　　。 (2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示: “酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是　　　　　?！盀V液”中的溶質(zhì)主要是　　　　　?！罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　。 (3)KIO3也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。 ①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式　。 ②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為　　　　　,其遷移方向是　　　　　。 ③與“電解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之處有　　　　　　　　　　　　　　　　(寫出一點)。 答案(1)碘酸鉀 (2)加熱　KCl　KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O) (3)①2H2O+2e-2OH-+H2↑?、贙+　由a到b　③產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等 解析(2)溫度升高氣體溶解度減小;Cl2被逐出,KH(IO3)2結(jié)晶析出,“濾液”中溶質(zhì)主要是KCl;“調(diào)pH”目的是生成KIO3,所以選用KOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)。 (3)①陰極區(qū)電解質(zhì)是KOH,被電解的是H2O:2H2O+2e-2OH-+H2↑; ②電解時,陽離子向陰極區(qū)移動,故K+由a向b遷移; ③“KClO3氧化法”中產(chǎn)生有毒氣體Cl2,易污染環(huán)境。 2.某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進(jìn)行有關(guān)探究實驗。 實驗一　制取氯酸鉀和氯水 利用下圖所示的實驗裝置進(jìn)行實驗。 (1)制取實驗結(jié)束后,取出B中試管冷卻結(jié)晶,過濾,洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有 　　　　　　　　　　　。 (2)若對調(diào)B和C裝置的位置,　　　　(填“能”或“不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。 實驗二　氯酸鉀與碘化鉀反應(yīng)的研究 (3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設(shè)計了系列實驗研究反應(yīng)條件對反應(yīng)產(chǎn)物的影響,其中系列a實驗的記錄表如下(實驗在室溫下進(jìn)行): 試管編號 1 2 3 4 0.20 molL-1 KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0 molL-1 H2SO4/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸餾水/mL 9.0 6.0 3.0 0 實驗現(xiàn)象 ①系列a實驗的實驗?zāi)康氖恰　? ②設(shè)計1號試管實驗的作用是　。 ③若2號試管實驗現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色;假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,則此反應(yīng)的離子方程式為　。 實驗三　測定飽和氯水中氯元素的總量 (4)該小組設(shè)計的實驗方案為:使用下圖裝置,加熱15.0 mL飽和氯水試樣,測定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是　。 (不考慮實驗裝置及操作失誤導(dǎo)致不可行的原因) (5)根據(jù)下列資料,為該小組設(shè)計一個可行的實驗方案(不必描述操作過程的細(xì)節(jié)):　。 資料:ⅰ.次氯酸會破壞酸堿指示劑; ⅱ.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2和FeCl2等物質(zhì)還原成Cl-。 答案(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可) (2)能 (3)①研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響 ②硫酸濃度為0的對照實驗 ③ClO3-+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O (4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案無法測算試樣含氯總量(或其他合理答案) (5)量取一定量的試樣,加入足量的H2O2溶液,加熱除去過量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,稱量沉淀質(zhì)量(或其他合理答案) 解析本題主要考查了實驗方案的設(shè)計與評價。 (1)過濾需要漏斗、玻璃棒、燒杯等儀器,而洗滌沉淀也需要漏斗、玻璃棒、燒杯等儀器; (2)若對調(diào)B和C裝置,可以通過水先把Cl2中的HCl除去,可提高KClO3的產(chǎn)率; (3)①根據(jù)圖表可看出其他的條件都相同,只有H2SO4的濃度不同,因此該實驗研究的是硫酸的濃度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響;②1號實驗中H2SO4的濃度為0,故該實驗起到與其他實驗對照的作用; ③淀粉遇到碘單質(zhì)會顯藍(lán)色,故氧化產(chǎn)物為碘單質(zhì),ClO3-被還原為Cl-,反應(yīng)的離子方程式為ClO3-+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O; (4)產(chǎn)生的Cl2會重新溶于水,同時HClO也會發(fā)生分解生成HCl,HCl極易溶于水,無法計算氯元素的總量; (5)根據(jù)信息可知SO2、H2O2、FeCl2都能將次氯酸或氯氣還原成Cl-,但是如果選擇SO2會引入SO42-,對Cl-的測定造成干擾,而如果選擇FeCl2則會引入Cl-,因此選擇H2O2將次氯酸或者氯氣還原為Cl-,再與AgNO3溶液反應(yīng)生成氯化銀沉淀,依據(jù)氯化銀沉淀的質(zhì)量測定氯元素的總量。 3.某化學(xué)小組在研究Na2SO3溶液、FeCl3溶液性質(zhì)及反應(yīng)時,進(jìn)行了下列實驗: (1)取1 molL-1的Na2SO3溶液置于空氣中,測得其pH隨時間的變化曲線如圖所示: ①最初,Na2SO3溶液pH=7.8,用離子方程式解釋其原因:　　　　　　　　　　　　　　　。 ②t時間段內(nèi),造成其pH發(fā)生上述變化,用離子方程式解釋其原因:　。 (2)探究Na2SO3溶液與FeCl3溶液實際反應(yīng)的情況: 實驗ⅰ 裝置 操作 現(xiàn)象 向2 mL 1 molL-1 FeCl3溶液中,逐滴滴加1 molL-1 Na2SO3溶液2 mL 溶液黃色逐漸加深,最終得紅褐色溶液(W) 實驗ⅱ 裝置 操作 現(xiàn)象 取1 mL溶液W于試管中,向其滴加過量鹽酸,再滴加5滴BaCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀 ①實驗ⅱ證明,溶液中含有　　　　　離子。 ②對Na2SO3溶液與FeCl3溶液實際反應(yīng)存在兩種認(rèn)識: 認(rèn)識Ⅰ.反應(yīng)中Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe2+,W溶液中c(Fe2+)一定很大,反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 認(rèn)識Ⅱ.W溶液中c(Fe2+)應(yīng)該極小,否則W溶液不會呈紅褐色。 (3)資料顯示:Fe2+呈淡綠色、FeSO3是墨綠色沉淀、堿式硫酸鐵溶液為紅褐色。 ①實驗中始終未出現(xiàn)墨綠色沉淀,說明c(Fe2+)極小,其原因用離子方程式解釋是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②實驗過程和結(jié)果顯示,O2、Fe3+、SO42-的氧化性強弱順序是　　　　　　　　　　　　。 ③若Fe4(OH)2(SO4)5是造成溶液W呈紅褐色的原因之一,其形成的化學(xué)方程式是　。 ④用激光筆照射W溶液,發(fā)現(xiàn)有丁達(dá)爾現(xiàn)象,用離子方程式解釋其原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)①SO32-+H2OHSO3-+OH-?、?SO32-+O22SO42- (2)①SO42-?、赟O32-+2Fe3++H2OSO42-+2Fe2++2H+ (3)①4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O?、贠2>Fe3+>SO42- ③8FeCl3+10Na2SO3+5O2+4H2O2Fe4(OH)2(SO4)5+20NaCl+4HCl ④Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+ 解析(1)①亞硫酸根水解導(dǎo)致溶液呈堿性,故離子方程式為SO32-+H2OHSO3-+OH-。②t時間段內(nèi),造成其pH發(fā)生上述變化的原因是亞硫酸根離子不穩(wěn)定,極易被空氣中氧氣氧化,故離子方程式為2SO32-+O22SO42-。(2)①由實驗ⅱ滴加BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,故實驗ⅱ證明,溶液中含有SO42-。②認(rèn)識Ⅰ.SO32-與Fe3+和H2O反應(yīng)生成SO42-、Fe2+和H+,故離子方程式為SO32-+2Fe3++H2OSO42-+2Fe2++2H+。(3)①c(Fe2+)極小,其原因是易被空氣中氧氣氧化,故對應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。②實驗ⅰ中發(fā)生SO32-+2Fe3++H2OSO42-+2Fe2++2H+,c(Fe2+)極小,其原因是易被空氣中氧氣氧化,故對應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,由氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性可知氧化性為O2>Fe3+>SO42-。③FeCl3與Na2SO3、O2、H2O反應(yīng)生成Fe4(OH)2(SO4)5、NaCl和HCl,故化學(xué)方程式為8FeCl3+10Na2SO3+5O2+4H2O2Fe4(OH)2(SO4)5+20NaCl+4HCl。④Fe3+水解生成Fe(OH)3(膠體),故離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+。 4.氫化鈣(CaH2)固體是登山運動員常用的能源提供劑。氫化鈣要密封保存,一旦接觸到水就發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣。氫化鈣通常用氫氣與金屬鈣加熱制取。圖甲是模擬制取裝置。 甲 乙 回答下列問題: (1)利用圖甲實驗裝置進(jìn)行實驗,實驗步驟如下:檢查裝置氣密性后裝入藥品;打開分液漏斗活塞,　　　　　　(請按正確的順序填入下列步驟的序號)。 ①加熱反應(yīng)一段時間 ②收集氣體并檢驗其純度 ③關(guān)閉分液漏斗活塞 ④停止加熱,充分冷卻 (2)為了確認(rèn)進(jìn)入裝置C的氫氣已經(jīng)干燥,應(yīng)在B、C之間再接一裝置,該裝置中加入的試劑是　; 裝置D的作用是　。 (3)某同學(xué)利用圖乙裝置測定上述實驗中得到的氫化鈣的含量。他稱取m g所制得的氫化鈣樣品,實驗前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL。(上述氣體體積均換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下) ①裝置中導(dǎo)管a的作用是　。 ②如何判斷樣品與水完全反應(yīng):　　　　　　　　　　　　。 ③產(chǎn)生的氫氣體積為　　　　 mL;若未冷卻至室溫即讀數(shù),則氫化鈣含量　　　　　　(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 (4)請你再設(shè)計一種氫化鈣純度的測定方法:　。 答案(1)②①④③ (2)無水硫酸銅　防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置(其他合理答案均可) (3)①平衡分液漏斗與錐形瓶內(nèi)氣體壓強,使分液漏斗中的水能順利滴下;同時使滴入錐形瓶內(nèi)水的體積等于進(jìn)入分液漏斗內(nèi)的氣體體積,從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差 ②量氣管中液面不再變化(其他合理答案均可)?、踁1-V2　偏高 (4)稱取一定量的樣品(m1 g),加入鹽酸至不再冒氣泡(反應(yīng)完全),然后蒸發(fā)溶液得到氯化鈣固體(m2 g),根據(jù)m1、m2即可得到氫化鈣的純度(其他合理答案均可) 解析(1)由于加熱不純的H2可能發(fā)生爆炸,所以實驗前必須檢驗其純度,然后加熱讓其反應(yīng),為防止鈣被氧化,必須一直通H2至反應(yīng)結(jié)束。(2)水蒸氣需用無水CuSO4檢驗,裝置D中的導(dǎo)管可用于平衡壓強、防止倒吸,且濃硫酸可吸收空氣中的水蒸氣,以防其進(jìn)入反應(yīng)體系。(3)①導(dǎo)管a可以起平衡壓強的作用,從而便于液體流下、也不會產(chǎn)生由于滴加液體引起的壓強差。②當(dāng)量氣管中的液面不再變化時反應(yīng)已完全。③讀數(shù)差即為生成氫氣的體積(V1-V2) mL,未冷卻使得測得的體積比實際體積大,最終結(jié)果偏高。(4)根據(jù)鈣元素質(zhì)量守恒設(shè)計實驗。