（新课改省份专版）2022高考化学一轮复习 跟踪检测（六十三）大题考法（1）定性实验的设计与评价

（新课改省份专版）2022高考化学一轮复习 跟踪检测（六十三）大题考法（1）定性实验的设计与评价1实验室以绿矾(FeSO47H2O)制备补血剂甘氨酸亚铁(NH2CH2COO)2Fe 有关物质性质如下：甘氨酸(NH2CH2COOH)柠檬酸甘氨酸亚铁易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物易溶于水和乙醇，有强酸性和还原性易溶于水，难溶于乙醇实验过程：.配制含0.10 mol FeSO4的绿矾溶液。.制备FeCO3：向配制好的绿矾溶液中，缓慢加入200 mL 1.1 molL1 NH4HCO3溶液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤沉淀。.制备(NH2CH2COO)2Fe：实验装置如下图(夹持和加热仪器略去)，将实验得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，然后利用A中的反应将C中空气排净，接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。回答下列问题：(1)实验中：实验室配制绿矾溶液时，为防止FeSO4被氧化变质，应加入的试剂为_(写化学式)。再滴加少量稀硫酸的作用是_。(2)实验中：生成沉淀的离子方程式为_。(3)实验中：C中盛柠檬酸溶液的仪器名称为_。装置A中所盛放的试剂是_。(填字母)ANa2CO3和稀H2SO4BCaCO3和稀H2SO4CCaCO3和稀盐酸确认C中空气排尽的实验现象是_。加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解，另一个作用是_。洗涤实验中得到的沉淀，所选用的最佳洗涤试剂是_。(填字母)A热水B乙醇溶液C柠檬酸溶液若产品的质量为17.34 g，则产率为_%。解析：(1)Fe2具有还原性，能被空气中氧气氧化，因此需要加入Fe粉，防止Fe2被氧化；Fe2能发生水解，加入稀硫酸的目的是抑制Fe2的水解；(2)实验制备的是FeCO3，所用试剂为FeSO4和NH4HCO3，利用HCO的电离HCOCOH，Fe2结合CO，促使平衡向正反应方向移动，H浓度增大，H与HCO反应生成CO2，因此离子方程式为Fe22HCO=FeCO3CO2H2O；(3)根据仪器的特点，盛放柠檬酸溶液的仪器是滴液漏斗；装置A制备CO2，装置A为启普发生器的简易装置，因此盛放的试剂是CaCO3和盐酸，故C正确；空气排尽，CO2充满装置，即装置D中澄清石灰水变浑浊；根据信息，柠檬酸具有还原性和强酸性，能够促进FeCO3的溶解，防止Fe2被氧化；甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，因此用乙醇溶液洗涤，故选项B正确；根据原子守恒，FeCO3和甘氨酸恰好完全反应，因此甘氨酸亚铁的物质的量为0.1 mol，质量为20.4 g，产率为100%85%。答案： (1)Fe防止Fe2水解(2)Fe22HCO=FeCO3CO2H2O(3)滴液漏斗CD中澄清石灰水变浑浊防止二价铁被氧化B852水合草酸亚铁(FeC2O4xH2O)是生产锂电池的原料，难溶于水，受热易分解。某化学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。回答下列问题：(1)实验室用硫酸亚铁溶液和草酸制备水合草酸亚铁，反应的化学方程式是_。(2)将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。分别取2 mL此溶液于3支试管中，进行实验：第一支试管中加入几滴KSCN溶液，溶液不变红；第二支试管中加入几滴K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入几滴酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去。上述实验能证明水合草酸亚铁中存在Fe2的是_(填编号)。(3)为测定水合草酸亚铁中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按如图连接好装置进行实验。实验步骤如下：A打开K1和K2，缓缓通入N2B加热装置A一段时间C停止加热，冷却到室温D关闭K1和K2，称量AE重复上述步骤，直至A恒重，记为m3 g步骤B至步骤C继续通入N2的目的是_。根据实验数据记录，计算水合草酸亚铁化学式中结晶水数目x_(列式表示)。(4)为探究草酸亚铁的分解产物，将(3)中已恒重的装置A接入下列图所示部分的装置(可重复选用)进行实验。打开K1和K2，缓缓通入N2，充分加热。实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物。写出草酸亚铁受热分解的化学方程式：_。实验装置中，依次连接的合理顺序为A_。解析：(1)硫酸亚铁溶液和草酸反应的化学方程式是FeSO4H2C2O4xH2O=FeC2O4xH2OH2SO4；(2)向试管中加入几滴KSCN溶液，溶液不变红，不能说明肯定存在Fe2；向试管中加入几滴K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀，说明肯定存在Fe2；草酸根离子、Fe2均能与紫红色酸性KMnO4溶液反应，不能说明肯定存在Fe2；故答案选。(3)在无氧环境中进行反应，防止FeC2O4冷却时被氧化，同时将装置A中的水蒸气转移出装置A；m(H2O)(m2m3)g，m(FeC2O4)(m3m1)g，FeC2O4xH2O=FeC2O4 xH2O 144 18x (m3m1)g (m2m3)g得到x。(4)由于分解后有磁性的黑色化合物生成，该化合物为Fe3O4，铁元素化合价有变化，说明分解过程中发生了氧化还原反应，化学方程式为3FeC2O4=Fe3O44CO2CO2；生成的气体先通过澄清石灰水来证明二氧化碳的存在，再通过浓的氢氧化钠吸收二氧化碳，再通过澄清石灰水来证明二氧化碳已吸收完全，气体经干燥再经过灼热的氧化铜，将反应后的气体通过澄清石灰水来证明又生成了二氧化碳，最后进行尾气处理；依次连接的合理顺序为ACE(C)FGCH。答案：(1)FeSO4H2C2O4xH2O=FeC2O4xH2OH2SO4(2)(3)将装置A中的水蒸气带走；同时防止FeC2O4冷却时被氧化(4)3FeC2O4=Fe3O44CO2CO2CE(C)FGCH3某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)进行氮气与钙的反应，并探究其产物的性质及化学式。请回答下列问题。(1)仪器B的名称是_，B中固体物质为_。(2)反应过程中末端导管必须插入试管C的水中，目的是_。(填字母)A吸收反应剩余的氮气B控制通入气体的流速C防止空气中的氧气倒流进入反应装置，干扰反应(3)将下列操作步骤补充完整：打开活塞K并通入N2；点燃酒精灯，进行反应；反应结束后，_。(4)该小组同学认为根据相应的质量关系可以求出生成物的化学式，数据记录如下：A的质量m0/gA与钙的质量m1/gA与产物的质量m2/g14.8015.0815.15通过计算得到化学式CaxN2，其中x_。小组同学查阅资料得知产物为Ca3N2，能与水强烈反应，请写出Ca3N2与水反应的化学方程式：_，设计实验检验Ca3N2与水反应的产物(写出必要的操作及现象)：_。解析：(1)仪器B为干燥管，其作用是防止外界水蒸气进入A中，可选用碱石灰等固态干燥剂。(2)可以在实验过程中通过观察末端导管口气泡产生的速度，控制与调整N2的流速，同时可防止空气进入A中，避免生成CaO。(4)参加反应的钙的质量15.08 g14.80 g0.28 g参加反应的N2的质量15.15 g15.08 g0.07 g则：xCaN2CaxN2 40x g 28 g 0.28 g 0.07 g x2.8。Ca3N2与水反应属于非氧化还原反应，生成Ca(OH)2和NH3；用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，用Na2CO3溶液检验Ca(OH)2，要注意叙述的完整性。答案：(1)干燥管碱石灰(或无水氯化钙，其他合理答案均可)(2)BC(3)熄灭酒精灯，待A冷却至室温后，再停止通入氮气(4)2.8Ca3N26H2O=3Ca(OH)22NH3取少量氮化钙于一洁净试管中，加入适量水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若变蓝，则证明有氨气生成，反应一段时间后，再向试管中滴加碳酸钠溶液，若有白色沉淀出现则证明有氢氧化钙生成(或其他合理答案均可)4镁及其化合物是实验设计的热点载体，查阅资料可知：2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2OMg3N2与水反应常温下，NH3H2O、CH3COOH的电离常数都等于1.8105.探究镁的性质。某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物，实验装置如图所示。(1)装置B中试剂是_；装置D的作用是_。(2)实验时，先启动装置A中的反应，当装置C中充满红棕色气体时再点燃酒精灯，这样操作的目的是_。(3)确定有N2生成的实验现象是_。(4)实验完毕后，设计实验确认产物中有Mg3N2，取少量装置C中残留固体于试管中，滴加蒸馏水，_，则产物中有Mg3N2。(5)经测定，Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等。C中发生反应的化学方程式为_。.探究Mg(OH)2在氯化铵溶液中溶解的原因。供选试剂：氢氧化镁、蒸馏水、硝酸铵溶液、盐酸、醋酸铵溶液。取少量氢氧化镁粉末投入氯化铵溶液中，振荡，白色粉末全部溶解。为了探究其原因，他们提出两种假设。假设1：氯化铵溶液呈酸性，HOH=H2O，促进Mg(OH)2溶解；假设2：NHOH=NH3H2O，促进Mg(OH)2溶解。(6)请你帮助他们设计实验探究哪一种假设正确：_。解析：(1)装置B中试剂用于干燥二氧化氮，由于二氧化氮与水反应生成酸，故不能用碱性干燥剂，应选择酸性或中性干燥剂，可以是P2O5等；装置D的作用是吸收装置E中挥发出来的水蒸气，防止水蒸气进入装置C的玻璃管中干扰实验。(3)依据题中信息，过量的二氧化氮可以被NaOH溶液吸收，而N2与NaOH溶液不反应，所以确定有N2生成的实验现象是装置E中产生气泡，气球缓慢鼓起。(4)Mg3N2能与水反应生成NH3，所以检验NH3即可。(6)由题中信息可知，常温下，NH3H2O、CH3COOH的电离常数相等，所以CH3COONH4溶液显中性，若氢氧化镁溶于CH3COONH4溶液，则假设2正确。答案：(1)P2O5(或其他合理答案也可)吸收装置E中挥发出来的水蒸气(2)排尽装置内空气，避免O2、CO2、N2等与镁反应(3)装置E中产生气泡，气球缓慢鼓起(4)有刺激性气味的气体逸出(或产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝)(5)11Mg4NO28MgOMg3N2N2(6)取少量氢氧化镁于试管中，加入足量 CH3COONH4溶液，若白色固体溶解，则假设2正确；若白色固体不溶解，则假设1正确5某实验小组为探究KI与Cu(NO3)2的反应，进行实验一：注：本实验忽略Cu2在此条件下的水解。(1)取棕黄色清液，加入少量_溶液(试剂a)，清液变为_色，说明生成了I2。(2)探究生成I2的原因。甲同学进行如下实验：向2 mL 1 molL1KI溶液中加入1 mL_溶液(硝酸酸化，pH1.5)，再加入少量试剂a，观察到与(1)相同的现象。甲同学由此得出结论：实验一中生成I2的原因是酸性条件下，NO氧化了I。乙同学认为仅由甲同学的实验还不能得出相应结论。他的理由是该实验没有排除_氧化I的可能性。若要证明实验一中是NO氧化了I，应在实验一的基础上进行检验_的实验。(3)探究棕黑色沉淀的组成。查阅资料得知：CuI为难溶于水的白色固体。于是对棕黑色沉淀的组成提出两种假设：aCuI吸附I2；b_吸附I2。为证明上述假设是否成立，取棕黑色沉淀进行实验二：已知：CuI难溶于CCl4；I22S2O=2IS4O(无色)；Cu2S2O=Cu(S2O3)(无色)。由实验二得出结论：棕黑色沉淀是CuI吸附I2形成的。现象为_。用化学平衡移动原理解释产生现象的原因：_。由实验二可推知，Cu(NO3)2与KI反应过程中，一定发生反应的离子方程式为_。解析：(1)此实验的目的是验证发生氧化还原反应产生了I2，利用淀粉遇碘变蓝进行验证，即试剂a为淀粉溶液，清液变为蓝色，说明生成了I2。(2)实验一中Cu2有可能氧化I得到I2，因此需要排除Cu2的干扰，可向2 mL 1 molL1KI溶液中加入1 mL 2 molL1KNO3溶液(硝酸酸化，pH1.5)，再加入少量淀粉溶液；溶液中的Cu2和溶液中溶解的一部分氧气都有可能氧化I；根据实验目的，需要检验NO的还原产物。(3)根据假设a，Cu2的化合价降低到1价形成CuI，则也有可能降低到0价形成Cu，因此假设b为Cu吸附I2；由已知信息知，I2易溶于有机溶剂，而CuI不溶于CCl4，因此实验的现象是棕黑色固体颜色变浅，液体变为紫红色；CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuI(s)Cu(aq)I(aq)，加入足量Na2S2O3溶液后，S2O与Cu反应生成Cu(S2O3)，使c(Cu)减小，平衡正向移动，从而使白色沉淀溶解；因为不考虑Cu2的水解，根据实验二，Cu2把I氧化成I2，自身被还原成1价的Cu，Cu与I结合形成沉淀，因此反应的离子方程式为2Cu24I=2CuII2。答案：(1)淀粉蓝(2)2 molL1 KNO3溶液中的Cu2，空气中的O2NO的还原产物(或NO、NO2等)(3)Cu棕黑色固体颜色变浅，液体变为紫红色CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuI(s)Cu(aq)I(aq)，加入足量Na2S2O3溶液后，S2O与Cu反应生成Cu(S2O3)，使c(Cu)减小，平衡正向移动，从而使白色沉淀溶解2Cu24I2CuII26(2019漳州调研)某校同学在实验室中对一氧化碳与硫酸钙反应进行了探究。回答下列问题：(1)甲组同学利用CaSO42H2O在400500 脱水制取无水CaSO4。实验中需用到的加热装置中的硅酸盐质的仪器除玻璃棒外，还用到_。(2)乙组同学利用H2C2O42H2O在浓硫酸作用下脱水生成CO、CO2并制备纯净的CO气体，实验装置如下：B、C中盛放的试剂依次为_、_。(3)丙组同学利用甲组制得的无水CaSO4和乙组制得的CO并利用下列装置验证反应并检验气态产物中有SO2和CO2产生。上述装置(部分装置可重复使用)的连接顺序为C_。若E中溶液褪色，则发生反应的离子方程式为_。能证明有CO2生成的实验依据是_。若G中产物为CaO，则G中发生反应的化学方程式为_。(4)丁组的同学取丙组实验后G装置中的固体产物加入试管中，然后加入足量稀盐酸，固体完全溶解且产生少量气体，通入CuSO4溶液有黑色沉淀。可验证CO与CaSO4在高温下还发生了一个副反应，该反应为_(用化学方程式表示)。解析：(1)甲组同学利用CaSO42H2O在400500 脱水制取无水CaSO4，所用到的坩埚、泥三角都属于硅酸盐质的仪器。(2)H2C2O42H2O在浓硫酸作用下脱水生成CO、CO2，要制得纯净的CO气体，必须先除去CO2和水，由实验装置知B除去CO2，C除去水，所以B中加NaOH溶液，C中加浓硫酸。(3)无水CaSO4和CO反应会产生SO2和CO2，检验SO2和CO2的顺序为检验SO2除去SO2验证SO2是否除净检验CO2。装置的连接顺序为CGDEDFH。(4)由题意可知产生的少量气体是H2S，则固体物质中含有硫化物，故CO与CaSO4在高温下发生的副反应为CaSO44COCaS4CO2答案：(1)坩埚和泥三角(2)NaOH溶液浓硫酸(3)GDEDFH5SO22MnO2H2O=2Mn25SO4H连接在E后面的D中品红溶液不褪色，F中的澄清石灰水变浑浊CaSO4COCaOSO2CO2(4)CaSO44COCaS4CO2