（新課標）廣西2019高考化學二輪復習 專題四 化學實驗 第12講 綜合實驗探究學案.doc

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,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”所得產物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是。“濾液”中的溶質主要是。“調pH”中發(fā)生反應的化學方程式為。(3)KIO3也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。寫出電解時陰極的電極反應式。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。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KClKH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)(3)2H2O+2e-2OH-+H2K+由a到b產生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結晶析出,“濾液”中溶質主要是KCl;“調pH”目的是生成KIO3,所以選用KOH溶液,發(fā)生反應的化學方程式為KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)。(3)陰極區(qū)電解質是KOH,被電解的是H2O:2H2O+2e-2OH-+H2;電解時,陽離子向陰極區(qū)移動,故K+由a向b遷移;“KClO3氧化法”中產生有毒氣體Cl2,易污染環(huán)境。2.某化學興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關探究實驗。實驗一制取氯酸鉀和氯水利用下圖所示的實驗裝置進行實驗。(1)制取實驗結束后,取出B中試管冷卻結晶,過濾,洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有。(2)若對調B和C裝置的位置,(填“能”或“不能”)提高B中氯酸鉀的產率。實驗二氯酸鉀與碘化鉀反應的研究(3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設計了系列實驗研究反應條件對反應產物的影響,其中系列a實驗的記錄表如下(實驗在室溫下進行):試管編號12340.20 molL-1 KI/mL1.01.01.01.0KClO3(s)/g0.100.100.100.106.0 molL-1 H2SO4/mL03.06.09.0蒸餾水/mL9.06.03.00實驗現(xiàn)象系列a實驗的實驗目的是。設計1號試管實驗的作用是。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色;假設氧化產物唯一,還原產物為KCl,則此反應的離子方程式為。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致不可行的原因)(5)根據(jù)下列資料,為該小組設計一個可行的實驗方案(不必描述操作過程的細節(jié)):。資料:.次氯酸會破壞酸堿指示劑;.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2和FeCl2等物質還原成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)研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響硫酸濃度為0的對照實驗ClO3-+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,稱量沉淀質量(或其他合理答案)解析本題主要考查了實驗方案的設計與評價。(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B和C裝置,可以通過水先把Cl2中的HCl除去,可提高KClO3的產率;(3)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產物的影響;1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;淀粉遇到碘單質會顯藍色,故氧化產物為碘單質,ClO3-被還原為Cl-,反應的離子方程式為ClO3-+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O;(4)產生的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溶液反應生成氯化銀沉淀,依據(jù)氯化銀沉淀的質量測定氯元素的總量。3.某化學小組在研究Na2SO3溶液、FeCl3溶液性質及反應時,進行了下列實驗:(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:最初,Na2SO3溶液pH=7.8,用離子方程式解釋其原因:。t時間段內,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溶液實際反應的情況:實驗裝置操作現(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溶液產生白色沉淀實驗證明,溶液中含有離子。對Na2SO3溶液與FeCl3溶液實際反應存在兩種認識:認識.反應中Fe3+完全轉化為Fe2+,W溶液中c(Fe2+)一定很大,反應的離子方程式是。認識.W溶液中c(Fe2+)應該極小,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。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。實驗過程和結果顯示,O2、Fe3+、SO42-的氧化性強弱順序是。若Fe4(OH)2(SO4)5是造成溶液W呈紅褐色的原因之一,其形成的化學方程式是。用激光筆照射W溶液,發(fā)現(xiàn)有丁達爾現(xiàn)象,用離子方程式解釋其原因:。答案(1)SO32-+H2OHSO3-+OH-2SO32-+O22SO42-(2)SO42-SO32-+2Fe3+H2OSO42-+2Fe2+2H+(3)4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2OO2>Fe3+>SO42-8FeCl3+10Na2SO3+5O2+4H2O2Fe4(OH)2(SO4)5+20NaCl+4HClFe3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+解析(1)亞硫酸根水解導致溶液呈堿性,故離子方程式為SO32-+H2OHSO3-+OH-。t時間段內,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)由實驗滴加BaCl2溶液產生白色沉淀,故實驗證明,溶液中含有SO42-。認識.SO32-與Fe3+和H2O反應生成SO42-、Fe2+和H+,故離子方程式為SO32-+2Fe3+H2OSO42-+2Fe2+2H+。(3)c(Fe2+)極小,其原因是易被空氣中氧氣氧化,故對應的離子方程式為4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O。實驗中發(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物的氧化性可知氧化性為O2>Fe3+>SO42-。FeCl3與Na2SO3、O2、H2O反應生成Fe4(OH)2(SO4)5、NaCl和HCl,故化學方程式為8FeCl3+10Na2SO3+5O2+4H2O2Fe4(OH)2(SO4)5+20NaCl+4HCl。Fe3+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)。加熱反應一段時間收集氣體并檢驗其純度關閉分液漏斗活塞停止加熱,充分冷卻(2)為了確認進入裝置C的氫氣已經干燥,應在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準狀況下)裝置中導管a的作用是。如何判斷樣品與水完全反應:。產生的氫氣體積為 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)請你再設計一種氫化鈣純度的測定方法:。答案(1)(2)無水硫酸銅防止空氣中的水蒸氣進入C裝置(其他合理答案均可)(3)平衡分液漏斗與錐形瓶內氣體壓強,使分液漏斗中的水能順利滴下;同時使滴入錐形瓶內水的體積等于進入分液漏斗內的氣體體積,從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差量氣管中液面不再變化(其他合理答案均可)V1-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,為防止鈣被氧化,必須一直通H2至反應結束。(2)水蒸氣需用無水CuSO4檢驗,裝置D中的導管可用于平衡壓強、防止倒吸,且濃硫酸可吸收空氣中的水蒸氣,以防其進入反應體系。(3)導管a可以起平衡壓強的作用,從而便于液體流下、也不會產生由于滴加液體引起的壓強差。當量氣管中的液面不再變化時反應已完全。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,最終結果偏高。(4)根據(jù)鈣元素質量守恒設計實驗。