2022年高考化学题型步步衔接 专题18《探究实验》（含解析）

2022年高考化学题型步步衔接 专题18探究实验（含解析）【母题来源】xx福建理综化学【母题题文】（15分）某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。实验一 制取氯酸钾和氯水利用右图所示的实验装置进行实验。（1）制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有_。（2）若对调B和C装置的位置，_(填“能”或 “不能”)提高B中氯酸钾的产率。实验二 氯酸钾与碘化钾反应的探究（3）在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3 。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行)：系列a实验的实验目的是_。设计1号试管实验的作用是_。若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为_。实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量（4）该小组设计的实验方案为：使用右图装置，加热15.0ml饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是_。(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)（5）根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：_资料： i.次氯酸会破坏酸碱指示剂； ii.次氯酸或氯水可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl-。【答案】（15分）（1）烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)；（2）能；（3）研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；硫酸浓度为0的对照实验； ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O（4）因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案)。（5）量取一定量的试样，加入足量的H2O2溶液，加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，称量沉淀质量(或其他合理答案)。【试题解析】（1）制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤。根据进行该实验操作过程使用的仪器可知：在该实验操作过程需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管；（2）Cl2与热的KOH溶液发生反应产生氯酸钾和氯化钾及水，与冷的KOH发生反应产生的在KCl、KClO和水。因此若对调B和C装置的位置，可以除去Cl2中的混有的杂质HCl气体，减少氯气溶解对反应造成的溶液显酸性的不利影响，故能提高B中氯酸钾的产率。（3）根据表格数据可知：KI、KClO3的物质的量不变，改变的只有硫酸的体积和水的多少，二者的和相等，及硫酸的浓度不同，而溶液的体积相同。可见该实验研究的目的就是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；设计1号试管实验的作用是硫酸溶液没有加入，即硫酸的浓度是0，可以进行对照实验，比较硫酸不同浓度的影响。若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色，证明产生了I2；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。（4）该小组设计的实验方案为：使用右图装置，加热15.0ml饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行，主要原因是在溶液中存在Cl2的重新溶解及HClO分解产生HCl和氧气等。（5）由于次氯酸会破坏酸碱指示剂，因此实验设计时不用酸碱指示剂，可以利用氯水的强氧化性，向该溶液中加入足量的足量的H2O2溶液，发生氧化还原反应产生Cl-，H2O2被氧化变为O2，然后加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，发生沉淀反应形成AgCl沉淀，称量沉淀质量可根据物质的元素组成确定其中含有的氯元素的质量。【命题意图】考查化学仪器的的使用、实验方案的设计与评价、离子方程式的书写的知识。【命题方向】化学是一门实验性的学科，物质的制备、混合物的分离提纯、物质的含量的测定及实验时仪器的选择使用，实验方法的设计与评价的问题，都是化学实验必不可少的。因此掌握一些基本化学基础和仪器的使用方法、实验技巧是非常必要的。【得分要点】混合物分离方法有过滤、蒸馏、分液、蒸发、萃取、结晶等。将溶质从溶液中分离出来，可以根据溶质在溶剂中的溶解性的不同进行。对于溶解度受温度的影响变化较大的物质，采用冷却热饱和溶液的方法即结晶的方法分离；对于溶解度受温度的影响变化较小的物质，采用蒸发溶剂的方法得到。然后使用过滤器，利用漏斗、玻璃棒、烧杯进行分离。对于实验装置的评价，可以根据对反应的影响分析，如果对调，可以除去杂质，使更多的反应物变为生成物，就可以提高反应物的转化率和产物的产率，因此了解反应原理和物质的成分是评价的依据。要根据电荷守恒、电子守恒及原子守恒进行有电子转移的离子方程式的书写，会对实验数据进行观察、分析、比较，找到他们的相同点和区别，从而得到设计各个实验及比较的目的。在进行物质含有元素的含量测定时，从物质含有的成分、可能发生的反应及对元素含量测定可能会造成哪些影响判断分析，这样才可以得到正确的结论和评价。本题较为全面的考查了考生的实验基本技能和实验知识的掌握。1【安徽省江南十校xx届高三上学期期末大联考】(14分)氢化钙(CaH2)是二种常用的储氢材料，也是登山运动员常用的能源提供剂，需要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气。某研究性学习小组模拟生产企业制取氢化钙。【实验】用锌粒和稀硫酸反应制得干燥、纯净的氢气，再与金属钙在加热的条件下直接化合，即可制得CaH2。（1）下列有关该实验的说法正确的是 。a其他条件相同时，粗锌制取氢气的速率比纯锌快b加热时，必须通入氮气作为保护气，以防止空气的干扰c可以用浓硫酸或碱石灰对H2进行干燥除杂d开始实验时，应先通入H2，后给金属钙加热e已停止实验时，应先停止通入H2 ，后停止加热。【提出假设】（2）由于实验中操作不当，金属钙或氢化钙都可能被氧化。该小组甲同学对反应后的固体产物成分提出如下假设。假设l：含有Ca 和CaH2。 假设2：含有CaH2和CaO。假设3：含有 。【设计实验方案，验证假设】 （3）定性实验用化学方法鉴别Ca与CaH2，请设计实验完成下表中内容。实验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论取少量固体样品，（4）定量实验 测定Ca 和CaH2 混合物中CaH2 的质量分数。取m1g样品与水完全反应，利用如图装置测定生成的气体体积时，在 时进行收集（填字母）a刚开始有气泡时 b气泡连续均匀时 c气体经过验纯后，再收集如果装置气密性良好，操作正确，乙同学认为：由于液体加入，导致气体的体积测定偏大，则计算出氢化钙的质量分数 （天“偏高”、“偏低”“无影响”）【反思与交流】（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是氢化钙是固体，携带方便。既然金属钙与水反应也能生成氢气，为什么还要讲金属钙制备成氢化钙呢？你的观点是 。【答案】（1）acd （2）CaH2或CaH2、CaO、Ca （3）取少量固体在干燥条件下与氧气反应，将产生的产物通入装有无水硫酸铜的干燥管，观察无水硫酸铜变蓝色 （4）a；偏高（5）等质量的钙和CaH2，CaH2产生的氢气多考点：考查氢化钙制备实验方案设计与探究2【北京市大兴区xxxx学年度高三第一学期期末试卷】（13分）某课外小组探究钠、铝、铁、铜单质还原性强弱及其相关化学性质，做了如下实验：实验1常温时取四种金属少量分别放入装有蒸馏水的试管中实验2再取少量铝、铁、铜分别放入装有稀硫酸的试管中 （1）实验1中能发生反应的离子方程式 。（2）实验2中能够判断出铝、铁、铜还原性强弱的现象是 。结论：由实验1、2得出四种金属的还原性强弱顺序为 ；请从原子结构角度解释钠的还原性强于铝 。（3）为确认实验2反应后溶液中的金属阳离子，再进行实验：取Al反应后的溶液加入过量的NaOH溶液，写出反应的离子方程式 。一段时间后，取Fe反应后的溶液，检验Fe2+方法正确的是 。a滴加KSCN溶液，无明显变化，再加入少量氯水，溶液变红b滴加K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀产生c滴加NaOH溶液，产生的白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色（4）在实验2中，铝、铁反应现象的差异并不是很明显，有同学建议再设计一种实验来证明这两种金属的还原性关系，请设计一种实验方案 。（5）在实验过程中，还有同学为了验证铁与铜的还原性，用铁、铜、导线、烧杯、氯化铁溶液设计了原电池装置。画出原电池的装置图 。该电池的正极反应为 。【答案】（13分）（1）2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2 （2分）（2）铝、铁均产生气泡且铝稍快些，铜不产生气泡 （1分）NaAlFeCu （1分）Na、Al同属于第三周期Na原子半径大于Al （1分） （3） Al3+4OH-=AlO2-+2H2O （2分）b （1分）（4）将铝条插入硫酸亚铁溶液溶液中，溶液颜色变浅，铝条变粗(其它答案合理给分) （2分）（5） 2Fe3+2e-=2Fe2+ （1分）考点：常见金属的性质、原电池原理3【福建省泉州市20 1 5届高三上学期期末单科质量检查】（15分）针对网络上流传的隔夜熟肉中因亚硝酸钠（NaNO2）含量严重超标而不能食用的说法，某兴趣小组开展如下探究活动：活动一：查阅资料NaNO2有毒，具有氧化性和还原性，NaNO2溶液显碱性，肉类在放置过程中，NaNO3逐渐转化为NaNO2，国家规定肉制品中NaNO2含量不能超过30mg/kg。活动二：鉴别NaNO2与食盐（1）NaNO2与食盐的外观相似，易被当成食盐误用，分析以下两种鉴别方法：能否各取少许固体用舌头品尝？_。用稀硫酸、淀粉和KI溶液鉴别，溶液变蓝的是NaNO2具有_性。活动三：探究NaNO3与NaNO2的相互转化（2）制取NaNO2与NaNO3混合溶液的装置示意图如下已知：2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2 O写出装置I中发生反应的化学方程式_。水_（选填“能或“不能”）作为装置II中的试剂，理由是_。装置III中反应完全后，接下来的操作是_。（3）将NaNO2与NaNO3混合溶液露置于空气，隔夜后，测得溶液的pH减小，则溶液中NaNO2的含量_（选填“增多”、“减少或“不变”），原因可能是_（用化学方程式解释）。活动四：检测熟肉中NaNO2含量的变化（4）分别从1000g刚煮熟的肉和1000g隔夜熟肉中提取NaNO3与NaNO2后，配成溶液，再分别用0.00500mol/L的高锰酸钾(酸性)溶液滴定，刚煮熟的肉消耗12.00mL，隔夜肉消耗16.00mL，（已知：2MnO4一+5 NO2一+6H+2 Mn2+5NO3一+3 H2 O）滴定终点的判断依据为_。隔夜熟肉中NaNO2的含量是_mg/kg。活动五：综合其它实验和查阅资料获知，熟肉在细菌等作用下，NaNO3部分转化为NaNO2但只要保存得当，隔夜仍可食用。【答案】（1）不能（1分）氧化（1分）（2）Cu + 4HNO3(浓)Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O（2分）不能 (1分) NO2与水反应生成NO，会污染空气（1分） 先打开a，再关闭b （2分）（3）减小（1分） 2NaNO2 + O22NaNO3 （2分）（4）当滴入最后一滴标准液时，锥形瓶内的溶液变红，且在30秒内不褪色。（2分） 13.8 （2分）考点：考查亚硝酸钠性质、含量测定等实验方案设计与探究