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[xMgCO3·yMg(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Ⅱ 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Ⅲ 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Ⅳ 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 ④ 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Ⅰ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： ①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。 ②通入氧氣 通入足量氧氣后，上述工業(yè)硝酸黃色變淺。 ③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①②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。 ⑴根據上述實驗①②的現象你能得出什么結論？___________________________________ _____________________________________________________________________。 ⑵①②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_________________________________________________ __________________________________________________________________________。 ⑶實驗③與實驗①②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 mol·L-1H2SO4、3％ H2O2、6 mol·L-1HNO3、0.01 mol·L-1KmnO4、NaOH稀溶液、0.1 mol·L-1Kl、20％ KSCN、蒸餾水。 ①提出合理假設 假設1： ； 假設2： ； 假設3： 。 ②設計實驗方案證明你的假設（不要在答題卡上作答） ③實驗過程 根據②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； ①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 。 ②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） 。 a．0.1 mol/L 稀硝酸 b．1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液 c．6.0 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： ①NH3還原性較弱，不能將NO2還原；②在此條件下，NO2的轉化率極低； ③ 。 （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。 ①裝置的合理連接順序是（某些裝置可以重復使用） 。 ②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。 ①該過程中發(fā)生反應的離子方程式是 、 ； ②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： 。 8．Na2CO3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（CuCl2·2H2O）。 Cl2 至固體完全溶解 粗銅 固體1 加稀鹽酸 溶液2 CuCl2·2H2O 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）。 ① 儀器A的名稱是 。 ② 裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是 。 ③ 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） 。 a．NaOH b．NH3·H2O c．CuO d．Cu2(OH) 2CO3 e．CuSO4 （3）在溶液2轉化為CuCl2·2H2O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 ① 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”） 。 ② 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。 【實驗1】銅與濃硫酸反應，實驗裝置如圖20所示。 實驗步驟： ①先連接好裝置，檢驗氣密性，加入試劑； ②加熱A試管直到B中品紅褪色，熄滅酒精燈； ③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 。 【實驗2】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： ①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。 ②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 ① 藍色濾液 濾渣 洗滌 干燥 ② 氧氣流中 煅燒、冷卻 稱量至恒重 ③ 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）②中檢驗濾渣是否洗滌干凈的實驗方法是 。 （5）③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）①氫氣 ②稀鹽酸（合理均可） ③ 產生氣泡，沉淀全部溶解 ④CO32- （3） 2MgCO3·Mg(OH)2 或 Mg(OH)2·2MgCO3 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)2·2MgCO3，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。 2．1）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．⑴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 ⑵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 ⑶NO2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）① 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。 ③ 實驗操作 預期現象與結論 步驟1：用滴管量取一定量的3 mol·L-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1～2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1～2滴0.01 mol·L-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） ①SO2+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 ②c 6．（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） ① EDBDF或EDBF ② 2NO2 + Na2O2 === 2NaNO3 7．（1）水面下降，水順長導管排入D中 （2）88.8% （3）①4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ +2H2O 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ ②a 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）①分液漏斗 ②MnO2 +4H++2Cl－Mn2++ Cl2↑+2H2O ③否 （2）c d （3）① 不變 ②abc 10. （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