2022年高考化学 备考百强校大题狂练系列 专题52 探究实验

2022年高考化学 备考百强校大题狂练系列 专题52 探究实验1某探究性实验小组的同学将打磨过的镁条投入到滴有酚酞的饱和NaHCO3溶液中，发现反应迅速，产生大量气泡和白色不溶物，溶液的浅红色加深。该小组同学对白色不溶物的成分进行了探究和确定。、提出假设：甲同学：可能只是MgCO3；乙同学：可能只是Mg(OH)2；丙同学：可能是xMgCO3yMg(OH)2、定性实验探究：（1）取沉淀物少许于试管中，加入稀盐酸时固体溶解，产生大量气泡，则_同学假设错误（选填“甲”、“乙”或“丙”）。 、定量实验探究：取一定量已干燥过的沉淀样品，利用下列装置测定其组成（部分固定夹持类装置未画出），经实验前后对比各装置的质量变化来分析沉淀的组成，得出丙同学的假设是正确的。请回答下列问题： （2）实验中合理的连接顺序为：e_ gh（各装置只使用一次）。（3）实验一段时间后，当B装置中_（填实验现象），停止加热，说明固体已分解完全；打开f处的活塞，缓缓通入空气数分钟的目的是_，（4）指导老师认为在上述实验装置中末端还需再连接一个D装置，若无此装置，会使测出的x ：y的值_（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。（5）若改进实验后，最终装置B质量增加m克，装置D质量增加了n克，则x ：y=_。（用含m、n的代数式表示）【答案】乙同学fabdc或fbadc无气泡冒出排出装置中的CO2和水蒸气偏大9n/22m【解析】【详解】2某化学兴趣小组探究NO和Na2O2的反应，设计了如下图所示实验装置，其中E为实验前压瘪的气囊。资料：除浅黄色的AgNO2难溶于水外，其余亚硝酸盐均易溶于水。（1）写出A中反应的化学方程式：_。（2）将装置B补充完整，并标明试剂_。（3）用无水CaCl2除去水蒸气的目的是_。（4）反应一段时间后，D处有烫手的感觉，其中固体由淡黄色变为白色，直至颜色不再变化时，气囊E始终没有明显鼓起。学生依据反应现象和氧化还原反应规律推断固体产物为NaNO2。写出该反应的化学方程式：_。设计实验证明的NaNO2生成，实验方案是_。（写出操作、现象和结论）【答案】Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 防止水蒸气与过氧化钠反应，干扰实验 2NO+Na2O2=2NaNO2 取少量D管中的固体与试管中，加水溶解，再加入AgNO3溶液，若生成浅黄色沉淀，则有亚硝酸钠生成。 【解析】【分析】在整个实验装置中，A为NO2的发生装置，B为NO的转化装置，C为除杂（除去NO中的水份）装置，D为NO与过氧化钠的反应装置，E既可进行尾气吸收，又可对反应的产物进行判断，据此分析解答。【详解】3实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。（1）K2FeO4作为高效、多功能水处理剂的原因是_。（2）制备K2FeO4（夹持装置略） A为氯气发生装置。A中反应方程式是_。该装置有明显不合理设计，如何改进？_。改进后，B中得到紫色固体和溶液。B中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外还有_。（3）探究K2FeO4的性质（改进后的实验）取B中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl而产生Cl2，设计以下方案：方案取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。方案用KOH溶液充分洗涤B中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。a由方案中溶液变红可知a中含有_离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl氧化，还可能由_产生（用方程式表示）。b方案可证明K2FeO4氧化了Cl。用KOH溶液洗涤的目的是_。根据K2FeO4的制备实验和方案实验表明Cl2和的氧化性强弱关系相反，原因是_。【答案】K2FeO4具有强氧化性，能够消毒杀菌；同时FeO42被还原成Fe3+，Fe3+水解形成Fe（OH）3胶体，能够吸附水中悬浮杂质 2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl +5Cl2+8H2O 应该增加盛装饱和食盐水的洗气瓶，吸收蒸发出来的HCl气体 Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O Fe3+ 4FeO42+20H+=4Fe3+3O2+10H2O 排除ClO的干扰 溶液的酸碱性不同 【解析】【分析】（1）K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；在酸性或中性溶液中快速产生O2，说明K2FeO4具有强氧化性，而FeO42被还原成Fe3+，Fe3+水解形成Fe（OH）3胶体，能够吸附水中悬浮杂质，所以可以用来净水；（2）本实验采用氯气与氢氧化铁在碱性条件下制备K2FeO4，而采用浓盐酸与高锰酸钾溶液反应制备的氯气中混有氯化氢杂质，应先除去；（3）通过Cl2、Fe(OH)3与KOH之间的反应制备K2FeO4，溶液中可能存在副反应Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O，因此制备出的K2FeO4中可能混有次氯酸钾和氯化钾等杂质。方案I，取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色说明溶液中存在Fe3+，但Fe3+不一定是与K2FeO4将Cl氧化，根据题干已知K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2，同时产生Fe3+，氯气是由酸性条件下次氯酸根与氯离子发生归中反应生成的。方案II可以证明K2FeO4将Cl氧化，方案II中采氢氧化钾溶液洗涤高铁酸钾，使K2FeO4稳定析出，并除去ClO，防止酸性条件下ClO与Cl发生反应产生Cl2，干扰实验。【详解】扰，并在洗涤时保证K2FeO4的稳定性，避免FeO42在酸性或中性溶液中快速产生O2。实验中用在碱性条件下Cl2制备FeO42，可以得出氧化性为Cl2FeO42，而方案则得出相反的结论，主要是因为在酸性环境中氧化性FeO42Cl2。4某化学小组欲进行如下实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题。（1）利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应化学方程式为_;B装置的目的是_;x溶液为_。（2）将上述实验中的铜改为黄铜(铜锌合金),实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出,且越来越快。该气体可能为_，气体产生越来越快的原因可能是_(至少两点)。验证该气体的实验方案如下:装置连接顺序:x_；能证明上述假设成立的实验现象是_。（3）取少量镁粉加入盛浓硫酸的烧杯,在通风橱中实验。充分反应后溶液中有灰白色悬浮物,设计方案研究该悬浮物的组成,请帮助完善。(假设镁的化合物都溶于稀酸) _写出产生该灰白色悬浮物主要反应的化学方程式_。【答案】 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O 检验产物SO2 NaOH溶液(其他合理答案均可得分) H2 反应后期，c(H+)增大,与Zn反应生成H2速率加快;黄铜为铜锌合金，与硫酸形成原电池产生H2速率加快;反应放热 cdefabg E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红，H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色 3Mg+4H2SO4(浓)=3MgSO4+S+4H2O【解析】（1）浓硫酸具有强氧化性，在加热条件下与Cu反应生成CuSO4、SO2和H2O，故化学方程式为：