2019-2020年高考化学 探究实验题的训练.doc

2019-2020年高考化学 探究实验题的训练【巩固练习】1资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。（1）提出假设实验I：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变红。该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测： 猜测1：白色不溶物可能为 。 猜测2：白色不溶物可能为MgCO3。猜测3：白色不溶物可能是碱式碳酸镁xMgCO3yMg(OH)2。（2）设计定性实验确定产物并验证猜测：实验序号实验实验现象结论实验将实验I中收集到的气体点燃能安静燃烧、产生淡蓝色火焰气体成分为_ 实验取实验I中的白色不溶物，洗涤，加入足量 白色不溶物可能含有MgCO3实验取实验I中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液产生白色沉淀溶液中存在 离子（3）为进一步确定实验I的产物，设计定量实验方案，如图所示：称取实验中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验前后装置A增重1.8 g，装置B增重8.8 g，试确定白色不溶物的化学式 。（4）请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的原因_。2某研究性学习小组用如图所示的装置进行Na2O2和H2O反应的实验。 (1)可以验证有氧气生成的实验方法是： (2)将导管q放入水中，反应过程中导管口有气泡冒出，说明： 。(3)往试管中加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后，取出试管，往试管中滴入实验室常用无色指示剂试液A，可观察到溶液变红，后红色褪去，则该指示剂为 。小组同学经查阅资料后得知红色褪去的原因有二：一是NaOH溶液的浓度过大；二是反应过程中可生成H2O2，H2O2氧化漂白了酚酞试液。为了排除前者因素影响，可采取的方法是 (4)为进一步探究H2O2是否能够氧化指示剂试液，某同学向3mL30% H2O2的溶液中滴入2滴品红指示剂，充分振荡并放置约3min，溶液红色无明显改变。后加入少量0.5mol/LNaOH的溶液后，可看到产生许多小气泡，且溶液红色可迅速褪去。该现象表明： ，产生气泡的反应方程式为 3在三支洁净试管中分别倒入约2 mL工业硝酸，进行下述三个实验，以证明“工业硝酸呈黄色是由于NO2溶于浓硝酸引起的”，实验方法和现象如下表：置于酒精灯上小火加热（在通风厨中进行）有红棕色气体逸出，继续加热，直到不再有红棕色气体逸出为止。溶液的黄色变浅，但不能完全消失。通入氧气通入足量氧气后，上述工业硝酸黄色变浅。加入5 mL的蒸馏水，振荡使之充分混合试管中的硝酸接近于无色。说明：在实验后的溶液中加入各1 mL苯，充分振荡，静置，苯层为无色，下层仍为浅黄色。根据上述实验的现象你能得出什么结论？_。实验最终溶液是浅黄色，请猜想可能原因_，试设计实验方案证明你的猜想_。实验与实验最终实验颜色不同的原因可能是_，试设计实验方案证明_。4某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。（1）请指出该结论是否合理并说明理由。（2）请完成对铁元素价态的探究：限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹：3 molL-1H2SO4、3 H2O2、6 molL-1HNO3、0.01 molL-1KmnO4、NaOH稀溶液、0.1 molL-1Kl、20 KSCN、蒸馏水。提出合理假设假设1： ；假设2： ；假设3： 。设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）实验过程根据的实验方案，进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：5某研究小组探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应。已知： 1.0 mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH=1请回答： （1）装置A中反应的化学方程式是 。 （2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是 。 （3）装置B中产生了白色沉淀，其成分是 ，说明SO2具有 性。 （4）分析B中产生白色沉淀的原因： 观点1： ； 观点2：SO2与Fe3+反应； 观点3：在酸性条件下SO2与NO3反应； 按观点2，装置B中反应的离子方程式是 ，证明该观点应进一步确认生成的新物质，其实验操作及现象是 。 按观点3，只需将装置B中的 Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液，在相同条 件下进行实验。应选择的试剂是（填序号） 。a0.1 mol/L 稀硝酸 b1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液c6.0 mol/L NaNO3和0.2 mol/L盐酸等体积混合的溶液6.某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。已知：2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O任务1：利用下图所示装置探究NO2能否被NH3还原（K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去）。 （1）E装置中制取NO2反应的化学方程式是 。（2）若NO2能够被NH3还原，预期观察到C装置中的现象是 。（3）实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是：NH3还原性较弱，不能将NO2还原；在此条件下，NO2的转化率极低； 。（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是 。任务2：探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。（5）实验前，该小组同学提出三种假设。NaOH溶液F假设1：二者不反应；假设2：NO2能被Na2O2氧化；假设3： 。（6）为了验证假设2，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na2O2，另选F装置（如右图所示），重新组装，进行实验。装置的合理连接顺序是（某些装置可以重复使用） 。 实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为 。7一学习小组利用下图所示装置，对某含少量Fe的废铜屑进行铜含量的测定，并探究利用其制备硫酸铜溶液。（1）向A中加入10g废铜屑样品，关闭弹簧夹，打开B活塞向A注入足量稀硫酸后关闭。此时装置C中发生的现象是 。 （2）反应进行到A中不再产生气泡时，若C中收集到448mL（已换算成标准状况）气体，则该废铜屑中铜的质量百分含量为 。（3）拆除C、D装置后，打开弹簧夹，持续将空气通入A中，至A中固体全部消失，再继续通入一段时间空气后，关闭弹簧夹，停止通入空气。该过程中发生反应的离子方程式是 、 ；为使A中固体加快溶解速率，以下方法运用合理的是 。 a. 对A装置加热 b. 向A内加入少量Fe2O3 c. 向A内加入少量CuO d. 增大空气通入量 e. 向A内加入少量FeSO4 f. 向A内加入少量H2O（4）将A中溶液倒入烧杯内，加入Cu2(OH)2CO3将其调节至pH=4时，溶液中铁被完全沉淀，过滤后即得红褐色沉淀与硫酸铜溶液，此过程离子反应方程式是 。（5）有同学认为，可以不用测量气体法计算废铜屑中铜的质量百分含量，则其采用的方法是 ，其具体操作步骤可续写为： 。8Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后，产生蓝色沉淀，请你推测可能有哪些产物？并设计实验来验证。提示 经查资料得知：CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水。 假设一： 。 假设二： 。假设三: 。9氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。某研究小组用粗铜（含杂质Fe）按下述流程制备氯化铜晶体（CuCl22H2O）。Cl2至固体完全溶解粗铜固体1加稀盐酸溶液2CuCl22H2O固体2调节pH至4 5溶液1加试剂X（1）实验室采用如下图所示的装置，可将粗铜与Cl2反应转化为固体1（部分仪器和夹持装置已略去）。 仪器A的名称是 。 装置B中发生反应的离子方程式是 。 有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装置，你认为是否必要（填“是”或“否”） 。（2）试剂X用于调节pH以除去杂质， X可选用下列试剂中的（填序号） 。aNaOH bNH3H2O cCuO dCu2(OH) 2CO3 eCuSO4（3）在溶液2转化为CuCl22H2O的操作过程中，发现溶液颜色由蓝色变为绿色。小组同学欲探究其原因。已知：在氯化铜溶液中有如下转化关系：Cu(H2O)42+(aq) +4Cl(aq) CuCl42(aq) +4H2O(l)蓝色 黄色 上述反应的化学平衡常数表达式是K= 。若增大氯离子浓度，K值（填“增大”、“减小”或“不变”） 。 取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y，进行如下实验，其中能够证明CuCl2溶液中有上述转化关系的是（填序号） 。a将Y稀释，发现溶液呈蓝色b在Y中加入CuCl2晶体，溶液变为绿色c在Y中加入NaCl固体，溶液变为绿色d取Y进行电解，溶液颜色最终消失10.某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下系列实验。【实验1】铜与浓硫酸反应，实验装置如图20所示。 实验步骤：先连接好装置，检验气密性，加入试剂；加热A试管直到B中品红褪色，熄灭酒精灯；将Cu丝上提离开液面。（1）装置A中发生反应的化学方程式为 。（2）熄灭酒精灯后，因为有导管D的存在，B中的液体不会倒吸，其原因是 。（3）拆除装置前，不需打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是 。【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜。查阅资料：氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。固体甲加入稀盐酸过滤蓝色滤液滤渣洗涤干燥 氧气流中煅烧、冷却称量至恒重 固体乙称取2.00g固体丙1.84g为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图21的实验： （4）中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是 。（5）中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为 。（6）下列对于固体甲的成分的判断中，正确的是（填字母选项） 。 A固体甲中，CuS和Cu2S不能同时存在 B固体甲中，CuO和Cu2O至少有一种 C固体甲中若没有Cu2O，则一定有Cu2S D固体甲中若存在Cu2O，也可能有Cu2S【答案与解析】1. （1）猜测1：Mg(OH)2 （2）氢气 稀盐酸（合理均可） 产生气泡，沉淀全部溶解 CO32-（3） 2MgCO3Mg(OH)2 或 Mg(OH)22MgCO3 或 Mg3(OH)2(CO3)2 （4）NaHCO3溶液中存在如下平衡：HCO3-H+ +CO32-、H2OH+OH-；Mg和H+反应生成H2和Mg2+，Mg2+跟OH-、CO32-生成难溶物Mg(OH)22MgCO3，则H+、OH-、CO32-的浓度均降低，促使上述两平衡均向右移动。故Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气体H2。21）将带火星的木条靠近导管p处，木条复燃。 （2）该反应放热 （3）酚酞试液 （4）从试管中取出少许溶液加水稀释，再滴入A指示剂，红色不能褪去。（5）说明H2O2本身并不能氧化漂白指示剂，但在碱性条件下可迅速将指示剂氧化：。3呈黄色的工业硝酸中存在NO2气体，但还有其他呈黄色的杂质可能含有Fe3 ；在加热除去NO2的工业硝酸中加入KSCN溶液，或在除去NO2的工业硝酸中，缓缓加入足量NaOH固体NO2与水反应使溶液恢复无色，也可能是由于水将工业硝酸的黄色冲淡了。做对比实验：取与除去NO2的工业硝酸颜色一样的FeCl3溶液2 mL，加入5 mL的蒸馏水，观察现象4（1）该结论不正确。稀HNO3有强氧化性，若该铁的价态为+2价，则被氧化为+3价同样可使KSCN溶液变血红色。（2）假设1：催化剂中铁元素的价态为+3价。假设2：催化剂中铁元素的价态为+2价。假设3：催化剂中铁元素的价态既有+3价也有+2价。实验操作预期现象与结论步骤1：用滴管量取一定量的3 molL-1H2SO4于试管中，加热煮沸数分钟以除去其中溶解的氧步骤2：用钥匙取少许样品于试管中，用滴管加入步骤1中的稀硫酸，并加热，充分反应后得到A溶液固体溶解，溶液颜色有变化步骤3：取少量步骤2中的A溶液于试管中，滴加12滴KSCN溶液，振荡（1）若溶液不变红色，则假设2成立（2）若溶液变红色，则假设1或假设3成立步骤4：另取少量步骤2中的A溶液于试管中，滴加12滴0.01 molL-1KMnO4溶液，振荡试管结合步骤3中的（2）：（1）溶液呈紫红色，则假设1成立（2）若溶液紫红色褪去，则假设3成立5（1）Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2+H2O（2）打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N2，关闭弹簧夹（3）BaSO4 还原性（4）观点1：SO2和Fe3+、酸性条件下NO3都反应（1分）SO2+2Fe3+Ba2+2H2O=BaSO4+2Fe2+4H+ （可分两步写）取少量B中溶液于试管中，加入少量铁氰化钾K3Fe(CN)6溶液产生蓝色沉淀，则溶液中有Fe2+，观点2合理c6（1）Cu + 4HNO3 (浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O （2）C装置中混合气体颜色变浅（其他合理答案酌情给分）（3）在此条件下，该反应的化学反应速率极慢。（4）缺少尾气吸收装置（5）NO2能被Na2O2还原（其他合理答案酌情给分）（6） EDBDF或EDBF 2NO2 + Na2O2 = 2NaNO37（1）水面下降，水顺长导管排入D中 （2）88.8% （3）4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ +2H2O 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ a b d e （4）Cu2(OH)2CO3 + H+ + Fe3+ = 2Cu2+ + Fe(OH)3 + CO2（也可分两步写）（5）测定沉淀法，将（4）中所得红褐色沉淀洗涤、干燥、称量、计算8假设一：Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后直接发生沉淀反应，生成CuCO3沉淀。假设二：Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后发生双水解反应，生成Cu(OH)2沉淀。假设三: Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后既发生沉淀反应，又发生双水解反应，生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀的混合物。方案一：向洗涤干净并低温烘干的沉淀中加入盐酸，证明生成物中含CuCO3，另取沉淀加热灼烧，检验生成的水，证明生成物中含Cu(OH)2。 方案二：将洗涤干净并低温烘干的沉淀直接加热灼烧，将生成的气体依次通过无水硫酸铜、澄清石灰水，检验生成的水或二氧化碳，证明生成物中含Cu(OH)2或CuCO3或两者兼有。 9（1）分液漏斗 MnO2 +4H+2ClMn2+ Cl2+2H2O否（2）c d（3） 不变 abc10. （1）2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2+2H2O。 （2）试管A中气体压强减小，空气从D导管进入试管A中。（3）从D管口向A中大量鼓气。 （4）取最后一次洗涤后所得液体于试管中，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则说明沉淀洗涤干净；若有白色沉淀生成，则说明未洗干净。（5）2CuS+3O22CuO+2SO2 (条件也可为“煅烧”) （6）BCD