2022年高考化學(xué) 備考百強(qiáng)校大題狂練系列 專題52 探究實(shí)驗(yàn)

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1、2022年高考化學(xué) 備考百強(qiáng)校大題狂練系列 專題52 探究實(shí)驗(yàn) 1.某探究性實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)將打磨過的鎂條投入到滴有酚酞的飽和NaHCO3溶液中,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)迅速,產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,溶液的淺紅色加深。該小組同學(xué)對(duì)白色不溶物的成分進(jìn)行了探究和確定。 Ⅰ、提出假設(shè): 甲同學(xué):可能只是MgCO3; 乙同學(xué):可能只是Mg(OH)2; 丙同學(xué):可能是xMgCO3·yMg(OH)2 Ⅱ、定性實(shí)驗(yàn)探究: (1)取沉淀物少許于試管中,加入稀鹽酸時(shí)固體溶解,產(chǎn)生大量氣泡,則__________同學(xué)假設(shè)錯(cuò)誤(選填“甲”、“乙”或“丙”)。 Ⅲ、定量實(shí)驗(yàn)探究:取一定量已干燥過的沉淀樣品,利用下

2、列裝置測定其組成(部分固定夾持類裝置未畫出),經(jīng)實(shí)驗(yàn)前后對(duì)比各裝置的質(zhì)量變化來分析沉淀的組成,得出丙同學(xué)的假設(shè)是正確的。請(qǐng)回答下列問題: (2)實(shí)驗(yàn)中合理的連接順序?yàn)椋篹→______→ → → → → g→h(各裝置只使用一次)。 (3)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后,當(dāng)B裝置中______________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),停止加熱,說明固體已分解完全;打開f處的活塞,緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是__________________, (4)指導(dǎo)老師認(rèn)為在上述實(shí)驗(yàn)裝置中末端還需再連接一個(gè)D裝置,若無此裝置,會(huì)使測出的x :y的值______(選填“偏大”、“

3、偏小”或“無影響”)。 (5)若改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后,最終裝置B質(zhì)量增加m克,裝置D質(zhì)量增加了n克,則x :y=___________。(用含m、n的代數(shù)式表示) 【答案】乙同學(xué)fabdc或fbadc無氣泡冒出排出裝置中的CO2和水蒸氣偏大9n/22m 【解析】 【詳解】 2.某化學(xué)興趣小組探究NO和Na2O2的反應(yīng),設(shè)計(jì)了如下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置,其中E為實(shí)驗(yàn)前壓癟的氣囊。 資料:除淺黃色的AgNO2難溶于水外,其余亞硝酸鹽均易溶于水。 (1)寫出A中反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________。 (2)將裝置B補(bǔ)充完整,并標(biāo)明試劑___________

4、__。 (3)用無水CaCl2除去水蒸氣的目的是_____________________________。 (4)反應(yīng)一段時(shí)間后,D處有燙手的感覺,其中固體由淡黃色變?yōu)榘咨敝令伾辉僮兓瘯r(shí),氣囊E始終沒有明顯鼓起。 ①學(xué)生依據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象和氧化還原反應(yīng)規(guī)律推斷固體產(chǎn)物為NaNO2。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________。 ②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明的NaNO2生成,實(shí)驗(yàn)方案是___________________________。(寫出操作、現(xiàn)象和結(jié)論) 【答案】Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 防

5、止水蒸氣與過氧化鈉反應(yīng),干擾實(shí)驗(yàn) 2NO+Na2O2=2NaNO2 取少量D管中的固體與試管中,加水溶解,再加入AgNO3溶液,若生成淺黃色沉淀,則有亞硝酸鈉生成。 【解析】 【分析】在整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中,A為NO2的發(fā)生裝置,B為NO的轉(zhuǎn)化裝置,C為除雜(除去NO中的水份)裝置,D為NO與過氧化鈉的反應(yīng)裝置,E既可進(jìn)行尾氣吸收,又可對(duì)反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行判斷,據(jù)此分析解答。 【詳解】 3.實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。 資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。 (1)K2FeO4作為高效

6、、多功能水處理劑的原因是______________________________。 (2)制備K2FeO4(夾持裝置略) ①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是_____________________________。 ②該裝置有明顯不合理設(shè)計(jì),如何改進(jìn)?____________________________。 ③改進(jìn)后,B中得到紫色固體和溶液。B中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有____________________________。 (3)探究K2FeO4的性質(zhì)(改

7、進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)) ①取B中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設(shè)計(jì)以下方案: 方案Ⅰ 取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色。 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗滌B中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生。 a.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有______離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由_________________________產(chǎn)生(用方程式表示)。 b.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗

8、滌的目的是______________。 ②根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)和方案Ⅱ?qū)嶒?yàn)表明Cl2和的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反,原因是_____________。 【答案】K2FeO4具有強(qiáng)氧化性,能夠消毒殺菌;同時(shí)FeO42?被還原成Fe3+,F(xiàn)e3+水解形成Fe(OH)3膠體,能夠吸附水中懸浮雜質(zhì) 2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O 應(yīng)該增加盛裝飽和食鹽水的洗氣瓶,吸收蒸發(fā)出來的HCl氣體 Cl2+2OH?=Cl?+ClO?+H2O Fe3+ 4FeO42?+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O 排除ClO?的干擾

9、 溶液的酸堿性不同 【解析】 【分析】 (1)K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,說明K2FeO4具有強(qiáng)氧化性,而FeO42?被還原成Fe3+,F(xiàn)e3+水解形成Fe(OH)3膠體,能夠吸附水中懸浮雜質(zhì),所以可以用來凈水; (2)本實(shí)驗(yàn)采用氯氣與氫氧化鐵在堿性條件下制備K2FeO4,而采用濃鹽酸與高錳酸鉀溶液反應(yīng)制備的氯氣中混有氯化氫雜質(zhì),應(yīng)先除去; (3)通過Cl2、Fe(OH)3與KOH之間的反應(yīng)制備K2FeO4,溶液中可能存在副反應(yīng)Cl2+2OH?=Cl?+ClO?+H2O,因此制備出的K2FeO4中可能混有次氯酸鉀和氯化鉀等

10、雜質(zhì)。 方案I,取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色說明溶液中存在Fe3+,但Fe3+不一定是與K2FeO4將Cl-氧化,根據(jù)題干已知K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,同時(shí)產(chǎn)生Fe3+,氯氣是由酸性條件下次氯酸根與氯離子發(fā)生歸中反應(yīng)生成的。 方案II可以證明K2FeO4將Cl-氧化,方案II中采氫氧化鉀溶液洗滌高鐵酸鉀,使K2FeO4穩(wěn)定析出,并除去ClO?,防止酸性條件下ClO?與Cl?發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,干擾實(shí)驗(yàn)。 【詳解】 擾,并在洗滌時(shí)保證K2FeO4的穩(wěn)定性,避免FeO42?在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2。 ②實(shí)驗(yàn)中用在堿性條件下Cl2制備FeO42?,可

11、以得出氧化性為Cl2>FeO42?,而方案Ⅱ則得出相反的結(jié)論,主要是因?yàn)樵谒嵝原h(huán)境中氧化性FeO42?>Cl2。 4.某化學(xué)小組欲進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究金屬與濃硫酸反應(yīng)。試回答下列問題。 (1)利用上圖裝置研究銅與濃硫酸反應(yīng),反應(yīng)化學(xué)方程式為_________;B裝置的目的是______;x溶液為___________。 (2)將上述實(shí)驗(yàn)中的銅改為黃銅(銅鋅合金),實(shí)驗(yàn)后階段可觀察到倒立漏斗邊緣有氣體冒出,且越來越快。該氣體可能為____,氣體產(chǎn)生越來越快的原因可能是_____(至少兩點(diǎn))。驗(yàn)證該氣體的實(shí)驗(yàn)方案如下: ①裝置連接順序:x→_________; ②能證明上述假設(shè)成立的

12、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________。 (3)取少量鎂粉加入盛濃硫酸的燒杯,在通風(fēng)櫥中實(shí)驗(yàn)。充分反應(yīng)后溶液中有灰白色懸浮物,設(shè)計(jì)方案研究該懸浮物的組成,請(qǐng)幫助完善。(假設(shè)鎂的化合物都溶于稀酸) _____ 寫出產(chǎn)生該灰白色懸浮物主要反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。 【答案】 Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O 檢驗(yàn)產(chǎn)物SO2 NaOH溶液(其他合理答案均可得分) H2 反應(yīng)后期,c(H+)增大,與Zn反應(yīng)生成H2?速率加快;黃銅為銅鋅合金,與硫酸形成原電池產(chǎn)生H2?速率加快;反應(yīng)放熱 c→d→e→f→a→b→g E中(硬質(zhì)玻璃管)黑色粉末變紅,H中(球形干燥管)固體由白色變?yōu)樗{(lán)色 3Mg+4H2SO4(濃)==3MgSO4+S+4H2O 【解析】(1)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,在加熱條件下與Cu反應(yīng)生成CuSO4、SO2和H2O,故化學(xué)方程式為:

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