2019-2020年高考化學二輪復習 實驗設計與探究實驗專題升級訓練卷 .doc

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2019-2020年高考化學二輪復習 實驗設計與探究實驗專題升級訓練卷 1．(16分)已知FeSO4在不同條件下分解得到的產(chǎn)物不同，可能是FeO和SO3，也可能是Fe2O3、SO3和SO2。某研究小組探究在酒精噴燈加熱條件下FeSO4分解的氣體產(chǎn)物。已知SO3的熔點是16.8 ℃，沸點是44.8 ℃。 (1)裝置Ⅱ的試管中不裝任何試劑，其作用是______________________________， 試管浸泡在50 ℃的水浴中，目的是_______________________________________。 (2)裝置Ⅲ和裝置Ⅳ的作用是探究本實驗氣體產(chǎn)物成分。請完成實驗設計，填寫檢驗試劑、預期現(xiàn)象與結論。 限選試劑：3 molL－1H2SO4、6 molL－1NaOH、0.5 molL－1BaCl2、0.5 molL－1Ba(NO3)2、0.01 molL－1酸性KMnO4溶液、0.01 molL－1溴水。 檢驗試劑 預期現(xiàn)象和結論 裝置Ⅲ的試管中加入________ 產(chǎn)生大量白色沉淀，證明氣體產(chǎn)物中含有SO3 裝置Ⅳ的試管中加入________ (3)裝置Ⅴ的作用是防止尾氣污染環(huán)境，燒杯中應加入的試劑是________。 2．(16分)純堿、燒堿等是重要的化工原料。 (1)利用下圖所示裝置可間接證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應：將A與B連接，打開止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，此時的實驗現(xiàn)象是__________________，反應的離子方程式是____________________________。 (2)向100 mL 2 molL－1的NaOH溶液中通入一定量CO2，充分反應后將溶液在一定條件下蒸發(fā)結晶，得到少量的白色固體。試設計實驗確認該白色固體的成分。 ①提出合理假設。假設1：該白色固體為NaOH和Na2CO3；假設2：該白色固體為只有Na2CO3；假設3：該白色固體為只有NaHCO3；假設4：該白色固體為____________。 ②基于假設1，設計實驗方案進行實驗證明固體的成分是NaOH和Na2CO3。請在答卷紙上寫出實驗步驟及預期現(xiàn)象和結論。(步驟可不填滿也可增加)限選實驗試劑及儀器：1 molL－1HCl溶液、1 molL－1MgCl2溶液、0.5 molL－1BaCl2溶液、1 molL－1Ba(OH)2溶液、甲基橙試液、酚酞試液、試管、膠頭滴管、過濾裝置。 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 步驟1： 步驟2： 步驟3： 3．(18分)某化學興趣小組為探究鐵與濃硫酸反應，設計了如下圖所示裝置進行實驗，回答相關問題。 (1)用“可抽動的鐵絲”代替“直接投入鐵片”的優(yōu)點是 ________________________________________________________________________。 (2)能說明有SO2氣體產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是_______________________________________。 (3)反應后，不需要打開膠塞，就可使裝置中殘留氣體完全被吸收，應當采取的操作是________________________________________________________________________。 (4)反應一段時間后，他們對A中溶液的金屬離子進行探究，請完成相關問題。 ①提出假設：假設1：只含有Fe3＋；假設2：______________；假設3：既有Fe2＋，又有Fe3＋。 ②設計實驗方案驗證假設3。在答卷紙上寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論。限選試劑及儀器：稀硫酸、KMnO4溶液、NaOH溶液、淀粉KI溶液、H2O2溶液。 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 步驟一：用膠頭滴管取A試管中的溶液，用水稀釋并分裝試管Ⅰ、Ⅱ備用 — 步驟二：往試管Ⅰ中，______________ 步驟三： 4．(16分)一包白色粉末中一定含有碳酸鈉，可能還含有硫酸鈉、氯化鈉中的一種或兩種，為進一步確定白色粉末的成分，某興趣小組對白色粉末樣品進行了探究。 可選用的儀器：燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾，可選用的藥品：1.0 molL－1H2SO4、1.0 molL－1HNO3、1.0 molL－1HCl、NaOH稀溶液、0.1 molL－1AgNO3、0.1 molL－1BaCl2、0.1 molL－1Ba(NO3)2、蒸餾水。 (1)提出假設：假設1：白色粉末為__________________________的混合物；假設2：白色粉末為__________________________的混合物；假設3：白色粉末為碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鈉的混合物。 (2)基于假設設計實驗方案：某同學取少許樣品于試管中，加適量蒸餾水溶解，向試管中滴入0.1 molL－1的BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，他認為樣品中含有Na2SO4。你認為他的結論是____(填“對的”或“錯的”)，原因是________________________________________ ______________________________________________。 (3)基于假設3，根據(jù)實驗方案進行實驗，將實驗操作和預期的現(xiàn)象及結論填入下表中： 編號 實驗操作 預期現(xiàn)象和結論 ① 有氣體產(chǎn)生，說明樣品中含有Na2CO3 ② 向試管中加入0.1 molL－1的Ba(NO3)2溶液。若有沉淀產(chǎn)生，則繼續(xù)加入0.1 molL－1Ba(NO3)2至過量 ③ 若②操作無沉淀，則向試管中加入0.1 molL－1AgNO3溶液。若②操作中有沉淀，則將試管靜置片刻后，取上層清液于另一支試管中，加入0.1 molL－1AgNO3溶液 5．(18分)SO2是重要的化工原料，某學習小組利用如圖所示裝置探究SO2與Na2O2的反應。 (1)甲同學設計了該實驗裝置。乙同學認為它有不合理的地方，請指出：________________________________________________________________________。 (2)反應完畢后，大家認為硬質(zhì)玻璃管中的固體成分有多種可能：假設Ⅰ：全部為Na2SO3；假設Ⅱ：為Na2SO3和Na2O2的混合物；假設Ⅲ：________________；假設Ⅳ：為Na2SO3和Na2SO4的混合物；假設Ⅴ：為Na2O2和Na2SO4的混合物。假設Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的共同理由是________________________________________________________________________。 (3)現(xiàn)有下列實驗用品：幾支試管、帶膠塞的導管(單孔)、滴管、藥匙、品紅溶液、蒸餾水、Ba(NO3)2溶液、BaCl2溶液、稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸，請你從中選出合適的用品對“假設Ⅳ”進行驗證，完成下表(可以不填滿)： 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 ①待硬質(zhì)玻璃管冷卻到室溫后，用藥匙取少量白色固體于試管中 ②向①的試管中加入________，塞緊帶導管的膠塞，并將導管________ ③ ④ 6．(16分)某小組的同學對放置已久的過氧化鈉的成分進行探究，請回答下列問題： (1)反應2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑的還原劑是__________(寫化學式)；反應2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中，每生成1 mol O2，則轉(zhuǎn)移了______ mol電子。 (2)進行探究：①提出假設：假設1：全部是Na2O2；假設2：全部是Na2CO3；假設3：______。 ②設計方案，進行實驗。請在答卷紙上寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論(可不填滿)。限選實驗試劑和儀器：蒸餾水、1 molL－1H2SO4、澄清石灰水、淀粉KI溶液、酚酞溶液、火柴、試管、小燒杯。 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 步驟1：取少量固體樣品于試管中，滴加足量1 molL－1H2SO4至固體溶解，然后將內(nèi)壁附有澄清石灰水的燒杯罩于試管口 若澄清石灰水未見渾濁，則假設1成立；若澄清石灰水變渾濁，則______________ 步驟2： 步驟3：  參考答案 1．答案：(1)防止溶液倒吸入裝置Ⅰ　防止SO3液化或凝固 (2) 檢驗試劑 預期現(xiàn)象和結論 0.5 molL－1BaCl2溶液 0.01 molL－1酸性KMnO4溶液 若溶液紫色褪去，證明氣體產(chǎn)物中含有SO2；若溶液紫色無明顯變化，證明氣體產(chǎn)物中不含SO2 (3)6 molL－1NaOH溶液 解析：該題是與實驗裝置相結合的實驗探究題，實驗以FeSO4的分解為素材，考查基本儀器的使用和常見氣體的檢驗。(1)由圖可知，裝置Ⅰ是用以FeSO4在高溫下的分解，分解所得的氣體產(chǎn)物可能是SO3或SO3和SO2的混合氣，由于SO3的沸點是44.8 ℃，若溫度低于44.8 ℃，則會轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，為防止SO3液化，所以把試管浸泡在50 ℃的水浴中；由于SO3和SO2均易與水反應，在通入溶液前連接一個空載裝置的目的是為了防止發(fā)生倒吸現(xiàn)象。(2)依據(jù)試題所提供試劑，探究氣體產(chǎn)物中含有SO3可選用0.5 molL－1 BaCl2溶液，為防止在酸性條件下HNO3氧化SO2，影響SO2的檢驗，不得選用0.5 molL－1Ba(NO3)2溶液；探究產(chǎn)物中是否含有SO2可選用0.01 molL－1酸性KMnO4溶液或0.01 molL－1溴水，依據(jù)溶液顏色的變化確定是否含有SO2。(3)由于反應產(chǎn)生的酸性氣體會污染環(huán)境，所以必須用堿性試劑吸收尾氣。 2．答案：(1)水沿導管由廣口瓶進入燒瓶(或：水倒吸進入燒瓶)　2OH－＋CO2===CO＋H2O(或OH－＋CO2===HCO) (2)Na2CO3和NaHCO3 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 步驟1：取少量白色固體于試管中，加適量水溶解，再加0.5 molL－1BaCl2溶液至過量 產(chǎn)生白色沉淀，說明固體中含有Na2CO3 步驟2：過濾，取少量濾液(或：靜置，用膠頭滴管取上層清液少許)于試管中，再向試管中滴加1～2滴酚酞試液 溶液變紅色，說明固體中含有NaOH 解析：(1)由于NaOH與CO2反應，2OH－＋CO2===CO＋H2O(或OH－＋CO2===HCO)，使得燒瓶內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減少，壓強小于外界大氣壓，所以廣口瓶中的水會倒吸進入燒瓶中。(2)由于NaOH和CO2相對用量不同，可能發(fā)生不同的反應，所以蒸發(fā)結晶所得固體產(chǎn)物可能有四種情況：只有Na2CO3，只有NaHCO3，NaOH和Na2CO3，Na2CO3和NaHCO3，因為NaOH和NaHCO3會相互反應，所以不可能得到NaOH和NaHCO3的混合物。(3)由題給試劑檢驗NaOH最好用酚酞試液，由于Na2CO3在溶液中水解使溶液顯堿性，會干擾NaOH的檢驗，所以要先加入過量的0.5 molL－1BaCl2溶液檢驗并排除對NaOH檢驗的干擾。 3．答案：(1)便于控制反應的發(fā)生和停止 (2)品紅溶液褪色 (3)從D管口向A中大量鼓氣 (4)只含有Fe2＋ 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 步驟二：滴加少量的淀粉KI溶液 若溶液變藍色，則原溶液中含有Fe3＋ 步驟三：往試管Ⅱ中滴加少量的KMnO4溶液 若溶液褪色(淺紅)，則原溶液中含有Fe2＋，結合步驟二溶液變藍，則假設3正確 解析：(1)若直接投入鐵片，則無法控制反應的停止，而可抽動的鐵絲可以控制反應的發(fā)生和停止。(2)檢驗二氧化硫氣體的方法是將二氧化硫氣體通入品紅溶液中，觀察溶液紅色是否褪去。(3)一般可以用鼓入氣體的方法使裝置中殘留氣體完全被吸收，所以可以從D管口向A中大量鼓氣。(4)檢驗溶液中的Fe3＋，應防止Fe2＋干擾，同樣檢驗溶液中的Fe2＋，應防止Fe3＋干擾。 4．答案：(1)碳酸鈉、氯化鈉　碳酸鈉、硫酸鈉 (2)錯的　溶液中若含有CO，也可與BaCl2溶液反應產(chǎn)生BaCO3沉淀，因此無法確定該沉淀是BaSO4 (3) ① 取少許樣品于試管中，加蒸餾水溶解。向試管中加足量的1.0 molL－1HNO3(或加入1.0 molL－1HNO3至溶液中不再有氣體放出為止) ② 若有沉淀產(chǎn)生，則含Na2SO4，若沒有沉淀產(chǎn)生，則不含Na2SO4 ③ 有沉淀產(chǎn)生，則含NaCl，若無沉淀，則不含NaCl 5．答案：(1)沒有尾氣的處理裝置(既要防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入與過氧化鈉反應，還要吸收多余的二氧化硫) (2)全部為Na2SO4　Na2O2和新產(chǎn)生的O2有強氧化性，能將Na2SO3氧化為Na2SO4 (3) 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 ②過量的稀鹽酸　通入裝少量品紅溶液的試管 若品紅溶液褪色則固體中含有Na2SO3，若品紅溶液不褪色則固體中不含有Na2SO3 ③取②充分反應后的溶液于試管中，滴入適量BaCl2溶液 若有白色沉淀生成則固體中含有Na2SO4，若沒有白色沉淀生成則固體中不含有Na2SO4 解析：(1)SO2氣體有毒，不能直接排空，應該吸收多余的二氧化硫；且空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入反應管中會影響實驗。(2)過氧化鈉具有強氧化性，可能將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉。(3)檢驗Na2SO3和Na2SO4，可加入鹽酸，用品紅溶液來檢驗是否產(chǎn)生二氧化硫；可在上述酸化的溶液中加入氯化鋇來檢驗硫酸鈉。需要特別注意的是在檢驗中不能使用硝酸和硝酸鋇。 6．答案：(1)Na2O2　2 (2)①是Na2O2與Na2CO3的混合物 ② 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 假設2或假設3成立(或假設1不成立) 步驟2：另取少量固體于試管中加適量蒸餾水，再滴入酚酞溶液(或用帶火星的火柴伸入試管口) 若滴入酚酞溶液后先變紅后褪色(或帶火星的火柴復燃)，則假設1或假設3成立；若紅色不褪色，則假設2成立 解析：(1)Na2O2與H2O和CO2的反應是歧化反應(或自身氧化還原反應)，Na2O2既是氧化劑又是還原劑，生成1 mol O2(氧元素從－1價到0價)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2 mol。(2)放置已久的過氧化鈉可與空氣中二氧化碳和水反應，但注意不可能有NaOH，因為在空氣中即使吸水生成有NaOH，但時間長了也與CO2反應生成了Na2CO3，因此假設只能在Na2O2和Na2CO3中組合。檢驗Na2O2，如果在步驟1后的溶液中加酚酞，原溶液可能顯酸性使酚酞不顯色；可另取固體加水，然后加酚酞振蕩或用帶火星的火柴檢驗。