高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十章 化學(xué)實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)綜合 第2講 探究型實(shí)驗(yàn)練習(xí) 新人教版

第十章 第2講 探究型實(shí)驗(yàn) 1．(導(dǎo)學(xué)號(hào)27347062)某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，欲配制1.0 molL－1Ba(OH)2溶液，但只找到在空氣中暴露已久的Ba(OH)28H2O試劑(相對(duì)分子質(zhì)量：315)。在室溫下配制溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)所取試劑在水中僅部分溶解，燒杯中存在大量未溶物。為探究原因，該同學(xué)查得Ba(OH)28H2O在283K、293K和303K時(shí)的溶解度(g/100 g H2O)分別為2.5、3.9和5.6。 (1)燒杯中未溶物可能僅為BaCO3，理由是_____________________________________。 (2)假設(shè)試劑由大量Ba(OH)28H2O和少量BaCO3組成，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行成分檢驗(yàn)。在下表中寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。(不考慮結(jié)晶水的檢驗(yàn)；室溫時(shí)BaCO3飽和溶液的pH＝9.6) 限選試劑及儀器：稀鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH計(jì)、燒杯、試管、帶塞導(dǎo)氣管、滴管 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 步驟1：取適量試劑于潔凈燒杯中，加入足量蒸餾水，充分?jǐn)嚢?，靜置，過濾，得濾液和沉淀 步驟2：取適量濾液于試管中，滴加稀硫酸 　________　 步驟3：取適量步驟1中的沉淀于試管中，　________　 　________　 步驟4：　________________　 　________　 (3)將試劑初步提純后，準(zhǔn)確測(cè)定其中Ba(OH)28H2O的含量。實(shí)驗(yàn)如下： ①配制250 mL約0.1 molL－1Ba(OH)2溶液：準(zhǔn)確稱取ω g試樣，置于燒杯中，加適量蒸餾水，　________　，將溶液轉(zhuǎn)入　________　，洗滌，定容，搖勻。 ②滴定：準(zhǔn)確量取25.00 mL所配制Ba(OH)2溶液于錐形瓶中，滴加指示劑，將　________　(填“0.020”“0.05”“0.198 0”或“1.5”)molL－1鹽酸裝入50 mL酸式滴定管，滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)滴定2次。平均消耗鹽酸V mL。 ③計(jì)算Ba(OH)28H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝　________　(只列出算式，不做運(yùn)算)。 (4)室溫下，　________　(填“能”或“不能”)配制1.0 molL－1Ba(OH)2溶液。 解析：(1)由于Ba(OH)28H2O與空氣中的CO2反應(yīng)，所取試劑大部分已變質(zhì)為BaCO3，未變質(zhì)的Ba(OH)28H2O在配制溶液時(shí)能全部溶解。(2)Ba(OH)2易溶于水，所以濾液中含有Ba2＋，因此滴加稀硫酸會(huì)產(chǎn)生白色沉淀BaSO4；要想驗(yàn)證沉淀為BaCO3，可以利用其能與酸反應(yīng)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體這一性質(zhì)；為進(jìn)一步證明試劑中有大量的Ba(OH)28H2O，可以取步驟1中的濾液，用pH計(jì)測(cè)其pH，若pH>9.6，即證明濾液不是純BaCO3溶液，證明試劑是由大量Ba(OH)28H2O和少量BaCO3組成，假設(shè)成立。(3)①由于試樣中含有難溶性的BaCO3，因此加水溶解后要過濾，且冷卻后再轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中；②Ba(OH)2溶液的濃度約為0.1 molL－1，體積是25.00 mL，由于酸式滴定管的容量是50 mL，因此鹽酸的濃度至少應(yīng)該是0.1 molL－1，若鹽酸的濃度過大，反應(yīng)過快，不利于控制滴定終點(diǎn)，所以選擇0.198 0 molL－1的鹽酸最恰當(dāng)。③消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.198 0V10－3 mol，所以25.00 mL溶液中含有Ba(OH)2的物質(zhì)的量是 mol，所以w g試樣中Ba(OH)28H2O的質(zhì)量是315 g，故Ba(OH)28H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ＝100%。 (4)根據(jù)室溫下，Ba(OH)28H2O的溶解度為3.9 g/100 g H2O，在該溫度下，配制Ba(OH)2飽和溶液的濃度要小于＝0.12 molL－1，所以室溫下，不能配制1.0 molL－1Ba(OH)2溶液。 答案：(1)Ba(OH)28H2O與空氣中的CO2反應(yīng)，所取試劑大部分已變質(zhì)為BaCO3，未變質(zhì)的Ba(OH)28H2O在配制溶液時(shí)能全部溶解 (2) 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 步驟1：取適量試劑于潔凈燒杯中，加入足量蒸餾水，充分?jǐn)嚢?，靜置，過濾，得濾液和沉淀 步驟2：取適量濾液于試管中，滴加稀硫酸 　出現(xiàn)白色沉淀，說明該試劑中有Ba2＋存在　 步驟3：取適量步驟1中的沉淀于試管中，　滴加稀鹽酸，連接帶塞導(dǎo)氣管將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入澄清石灰水中　 　澄清石灰水變渾濁。說明該試劑中含有BaCO3　 步驟4：　取步驟1中的濾液于燒杯中，用pH計(jì)測(cè)定其pH　 　pH明顯大于9.6，說明該試劑中含有Ba(OH)28H2O　 (3)①攪拌溶解過濾　250 mL容量瓶中?、?.198 0 ③100%　(4)不能 2．(導(dǎo)學(xué)號(hào)27347063)某學(xué)習(xí)小組開展下列實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)： (1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：利用裝置A中產(chǎn)生的氣體證明＋4價(jià)的硫元素具有氧化性_______ _____________________________________________________________________。 (3)選用下列裝置和藥品探究亞硫酸與次氯酸的酸性強(qiáng)弱： 裝置連接順序?yàn)锳、C、　________　、　________　、D、F，其中裝置C的作用是　________　，若_______________________________________________________________ ______________________________________________________________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)， 即可證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸的。 (4)利用裝置G可測(cè)定裝置A殘液中SO2的含量。量取1.00 mL殘液于燒瓶中，加適量水稀釋，加熱使SO2全部逸出并與錐形瓶中的H2O2完全反應(yīng)(SO2＋H2O2===H2SO4)，然后用0.100 0 molL－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，至終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00 mL。 ①裝置G中球形冷凝管的冷凝水進(jìn)口為　________　(填“a”或“b”)。 ②殘液中SO2的含量為　________　gL－1(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后2位數(shù)字)。 ③經(jīng)多次測(cè)定發(fā)現(xiàn)，測(cè)定值始終高于理論值，則其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)根據(jù)裝置A中試劑可知發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生SO2氣體。(2)將SO2氣體通入H2S溶液(或Na2S、NaHS等溶液)中，若出現(xiàn)淡黃色沉淀，說明＋4價(jià)的硫元素具有氧化性。(3)探究亞硫酸與次氯酸的酸性強(qiáng)弱，要注意HClO易溶于水，不會(huì)以氣態(tài)形式在裝置中大量存在，CaSO3微溶于水而難以形成沉淀。將裝置A中出來的氣體混合物通入裝置C中除去HCl氣體，再將SO2氣體通入裝置B中反應(yīng)產(chǎn)生CO2(說明亞硫酸的酸性強(qiáng)于碳酸的)。用裝置E、D除去SO2氣體并檢驗(yàn)SO2氣體是否除盡，最后通入裝置F中產(chǎn)生CaCO3沉淀(說明碳酸的酸性強(qiáng)于次氯酸的)，以此可以證明。(4)依據(jù)SO2～H2SO4～2NaOH的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。 答案：(1)CaSO3＋2HCl===CaCl2＋SO2↑＋H2O (2)將SO2通入H2S溶液或Na2S(NaHS也可)溶液中，出現(xiàn)淡黃色沉淀(或溶液變渾濁) (3)B　E　除去HCl氣體　D中品紅溶液不褪色，F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀 (4)①b?、?4.00　③殘液中有剩余的HCl，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中消耗的氫氧化鈉的量偏多 3．(導(dǎo)學(xué)號(hào)27347064)(2018湖南益陽調(diào)研)磷(PH3)又稱為磷化氫，在常溫下是一種無色有大蒜臭味的有毒氣體，沸點(diǎn)－89.7 ℃，易自燃，與空氣混合易爆炸，微溶于水。其制取原理類似于實(shí)驗(yàn)室制氨氣，現(xiàn)用下圖裝置來制取磷化氫并驗(yàn)證其性質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先從分液漏斗向盛有PH4I的圓底燒瓶中加入過量乙醚[無色液體，沸點(diǎn)34.5 ℃，微溶于水，不與Fe2(SO4)3反應(yīng)]，微熱數(shù)分鐘后再?gòu)姆忠郝┒废驁A底燒瓶中加入一定量的濃NaOH溶液繼續(xù)加熱。在裝置C處用電熱器控制溫度在300 ℃左右，實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到：B裝置的試管中有白色蠟狀固體(P4)生成；D裝置的試管中Fe2(SO4)3溶液顏色由棕黃色變成淡綠色，同時(shí)也有白色蠟狀固體生成。請(qǐng)回答： (1)按氣流方向連接裝置，從左到右的順序?yàn)椋篴→　____　→　____　→　____　→　____　→f。 (2)用PH4I和燒堿反應(yīng)制取PH3的化學(xué)方程式是____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先向圓底燒瓶中加入乙醚并微熱數(shù)分鐘，其目的是____________。 (4)裝置C中反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________； 裝置D中反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)裝置B、D中的現(xiàn)象說明PH3具有的化學(xué)性質(zhì)是　________　(填字母序號(hào))。 A．堿性　　　　　　 B．不穩(wěn)定性 C．還原性 D．酸性 (6)實(shí)驗(yàn)時(shí)處理尾氣的方法是____________________________________________。 解析：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⒔Y(jié)合所給各裝置的現(xiàn)象，弄清實(shí)驗(yàn)原理，才能正確連接裝置。本實(shí)驗(yàn)中A為制取PH3的裝置，產(chǎn)生的PH3氣體先進(jìn)入C裝置，經(jīng)受熱分解產(chǎn)生P4和H2，然后再進(jìn)入B裝置，這樣才能在B試管中觀察到白色蠟狀固體(P4)，最后氣體再進(jìn)入D裝置與Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)。因此正確的連接順序?yàn)閍→d(或e)→e(或d)→b→c→f。 (2)PH4I和燒堿反應(yīng)與NH4Cl和NaOH反應(yīng)類似，據(jù)此可寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。 (3)由題中信息可知，乙醚的沸點(diǎn)很低，微熱數(shù)分鐘后將產(chǎn)生大量乙醚蒸氣，而乙醚又不與PH3及Fe2(SO4)3反應(yīng)，那么加入乙醚的目的只能是排盡裝置中的空氣，防止易自燃的PH3在裝置中燃燒。 (4)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，裝置C中PH3發(fā)生了分解反應(yīng)生成了P4和H2，裝置D中Fe3＋將PH3氧化為P4，本身被還原為Fe2＋，據(jù)此可寫出有關(guān)的方程式。 (6)本實(shí)驗(yàn)的尾氣中主要含PH3和H2，二者均為可燃性氣體，且PH3有毒，所以最好的處理方法是將尾氣點(diǎn)燃，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o污染的P2O5和H2O，也可以通入CuSO4溶液中將PH3反應(yīng)掉。 答案：(1)d　e　b　c(或e　d　b　c) (2)PH4I＋NaOHPH3↑＋NaI＋H2O (3)將空氣排盡，防止PH3在裝置中燃燒(或自燃) (4)4PH3P4＋6H2 4PH3＋12Fe3＋===P4↓＋12Fe2＋＋12H＋ (5)BC (6)將尾氣點(diǎn)燃或通入到CuSO4溶液中(其他合理答案均可) 4．(導(dǎo)學(xué)號(hào)27347065)某同學(xué)對(duì)銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的黑色沉淀進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)步驟如下： Ⅰ.將光亮銅絲插入濃硫酸中，加熱； Ⅱ.待產(chǎn)生黑色沉淀和氣體時(shí)，抽出銅絲，停止加熱； Ⅲ.冷卻后，從反應(yīng)后的混合物中分離出黑色沉淀，洗凈、干燥備用。 查閱文獻(xiàn)：檢驗(yàn)微量Cu2＋的方法：向試液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2＋。 (1)該同學(xué)假設(shè)黑色沉淀是CuO。檢驗(yàn)過程如下： ①將CuO放入稀硫酸中。一段時(shí)間后，再滴加K4[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀。 ②將黑色沉淀放入稀硫酸中，一段時(shí)間后，再滴加K4[Fe(CN)6]溶液，未見紅褐色沉淀。由該檢驗(yàn)過程所得結(jié)論是_________________________________________________。 (2)再次假設(shè)，黑色沉淀是銅的硫化物。實(shí)驗(yàn)如下： 實(shí)驗(yàn)裝置 現(xiàn)象 Ⅰ.A試管中黑色沉淀逐漸溶解Ⅱ.A試管內(nèi)上方出現(xiàn)紅棕色氣體 Ⅲ.B試管中出現(xiàn)白色沉淀 ①現(xiàn)象2說明黑色沉淀具有　________　性。 ②能確認(rèn)黑色沉淀中含有S元素的現(xiàn)象是_________________________________ ________________________________________________________________________， 相應(yīng)的離子方程式是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③為確認(rèn)黑色沉淀是“銅的硫化物”，還需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)以上實(shí)驗(yàn)說明，黑色沉淀中存在銅的硫化物。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)后證明黑色沉淀是CuS與Cu2S的混合物。將黑色沉淀放入濃硫酸中加熱一段時(shí)間后，沉淀溶解，其中CuS溶解的化學(xué)方程式是____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由①、②兩個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)可知黑色固體中不含CuO。 (2)①由黑色沉淀與稀硝酸混合現(xiàn)象：A試管中黑色沉淀逐漸溶解；A試管內(nèi)上方出現(xiàn)紅棕色氣體，說明黑色沉淀具有還原性，能將稀硝酸還原生成NO，NO遇氧氣生成紅棕色的NO2；②B試管中出現(xiàn)白色沉淀，則為稀硝酸將黑色沉淀中的S元素氧化生成SO2，SO2與NO2共同通入BaCl2溶液，NO2與水反應(yīng)生成的硝酸將SO2氧化為SO，SO與Ba2＋反應(yīng)生成BaSO4沉淀，離子方程式為2NO＋3SO2＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋(或NO2＋SO2＋Ba2＋＋H2O===BaSO4↓＋NO＋2H＋)；③為確認(rèn)黑色沉淀是銅的硫化物，還需確認(rèn)銅離子，故需取冷卻后A裝置試管中的溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2＋，說明黑色沉淀是銅的硫化物。 (3)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，將CuS氧化為SO2。 答案：(1)黑色沉淀中不含有CuO (2)①還原　②B試管中出現(xiàn)白色沉淀　2NO＋3SO2＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋(或NO2＋SO2＋Ba2＋＋H2O===BaSO4↓＋NO＋2H＋) ③取冷卻后A裝置試管中的溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2＋，說明黑色沉淀是銅的硫化物 (3)CuS＋4H2SO4(濃)CuSO4＋4SO2↑＋4H2O 5．(導(dǎo)學(xué)號(hào)27347066)(2016天津高考)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo)，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位mgL－1，我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5 mgL－1。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下列裝置(夾持裝置略)，測(cè)定某河水的DO。 Ⅰ.測(cè)定原理： 堿性條件下，O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2； ①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2， 酸性條件下，MnO(OH)2將I－氧化為I2； ②MnO(OH)2＋I(xiàn)－＋H＋―→Mn2＋＋I(xiàn)2＋H2O(未配平) 用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2； ③2S2O＋I(xiàn)2===S4O＋2I－。 Ⅱ.測(cè)定步驟： a．安裝裝置，檢驗(yàn)氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。 b．向燒瓶中加入200 mL水樣。 c．向燒瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4無氧溶液(過量)、2mL堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應(yīng)①完全。 d．?dāng)嚢璨⑾驘恐屑尤? mLH2SO4無氧溶液，至反應(yīng)②完全，溶液為中性或弱酸性。 e．從燒瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.010 00 molL－1Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定，記錄數(shù)據(jù)。 f．…… g．處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的變化)。 回答下列問題： (1)配制以上無氧溶液時(shí)，除去所用溶劑水中氧的簡(jiǎn)單操作為　________　。 (2)在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器是　________　。 ?、俚味ü堋、谧⑸淦鳌、哿客? (3)攪拌的作用是　________　。 (4)配平反應(yīng)②的方程式，其化學(xué)計(jì)量數(shù)依次為_____________________________。 (5)步驟f為_______________________________________________________。 (6)步驟e中達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)志為　________________________________　。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水樣的DO＝　________　mgL－1(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測(cè)得DO是否達(dá)標(biāo)：　________　(填“是”或“否”)。 (7)步驟d中加入H2SO4溶液反應(yīng)后，若溶液pH過低，滴定時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的誤差，寫出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示，至少寫出2個(gè))　__________________　。 解析：(1)氣體在水中的溶解度隨著溫度升高而減小，將溶劑水煮沸可以除去所用溶劑水中的氧； (2)因從橡膠塞處加入水樣或試劑應(yīng)確保加入的物質(zhì)完全加入三頸燒瓶中，應(yīng)選擇注射器； (3)攪拌的目的是讓溶液混合均勻，加快反應(yīng)的速率； (4)根據(jù)電子得失守恒分析，反應(yīng)②配平得MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I(xiàn)2＋3H2O，故為：1,2,4,1,1,3； (5)滴定操作一般需要重復(fù)進(jìn)行2～3次，取平均值以便減小實(shí)驗(yàn)誤差，因此步驟f為重復(fù)步驟e的操作2～3次； (6)碘離子被氧化為碘單質(zhì)后，用Na2S2O3溶液滴定將碘還原為碘離子，因此滴定結(jié)束，溶液的藍(lán)色消失；n(Na2S2O3)＝ 0.01000mol/L0.0045L＝4.510－5mol，根據(jù)反應(yīng)①②③有O2～2 MnO(OH)2↓～ 2I2～4S2O，n(O2)＝n(Na2S2O3)＝1.12510－5mol，該河水的DO＝1.12510－532＝910－3g/L＝9.0 mg/L＞5 mg/L，達(dá)標(biāo)； (7)硫代硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)，生成的二氧化硫也能夠被生成的碘氧化，同時(shí)空氣中的氧氣也能夠?qū)⒌怆x子氧化，反應(yīng)的離子方程式分別為：2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O；SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－；4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O； 答案：(1)將溶劑水煮沸后冷卻 (2)② (3)使溶液混合均勻，快速完成反應(yīng) (4)1,2,4,1,1,3 (5)重復(fù)步驟e的操作2～3次 (6)溶液藍(lán)色褪去(半分鐘內(nèi)不恢復(fù)顏色)　 9.0　 是 (7)2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O； SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－； 4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任寫其中2個(gè)) 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375