2019-2020年高考化学二轮复习 实验设计与探究实验专题升级训练卷 .doc

2019-2020年高考化学二轮复习 实验设计与探究实验专题升级训练卷1(16分)已知FeSO4在不同条件下分解得到的产物不同，可能是FeO和SO3，也可能是Fe2O3、SO3和SO2。某研究小组探究在酒精喷灯加热条件下FeSO4分解的气体产物。已知SO3的熔点是16.8 ，沸点是44.8 。(1)装置的试管中不装任何试剂，其作用是_，试管浸泡在50 的水浴中，目的是_。(2)装置和装置的作用是探究本实验气体产物成分。请完成实验设计，填写检验试剂、预期现象与结论。限选试剂：3 molL1H2SO4、6 molL1NaOH、0.5 molL1BaCl2、0.5 molL1Ba(NO3)2、0.01 molL1酸性KMnO4溶液、0.01 molL1溴水。检验试剂预期现象和结论装置的试管中加入_产生大量白色沉淀，证明气体产物中含有SO3装置的试管中加入_(3)装置的作用是防止尾气污染环境，烧杯中应加入的试剂是_。2(16分)纯碱、烧碱等是重要的化工原料。(1)利用下图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应：将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是_，反应的离子方程式是_。(2)向100 mL 2 molL1的NaOH溶液中通入一定量CO2，充分反应后将溶液在一定条件下蒸发结晶，得到少量的白色固体。试设计实验确认该白色固体的成分。提出合理假设。假设1：该白色固体为NaOH和Na2CO3；假设2：该白色固体为只有Na2CO3；假设3：该白色固体为只有NaHCO3；假设4：该白色固体为_。基于假设1，设计实验方案进行实验证明固体的成分是NaOH和Na2CO3。请在答卷纸上写出实验步骤及预期现象和结论。(步骤可不填满也可增加)限选实验试剂及仪器：1 molL1HCl溶液、1 molL1MgCl2溶液、0.5 molL1BaCl2溶液、1 molL1Ba(OH)2溶液、甲基橙试液、酚酞试液、试管、胶头滴管、过滤装置。实验步骤预期现象和结论步骤1：步骤2：步骤3：3(18分)某化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应，设计了如下图所示装置进行实验，回答相关问题。(1)用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是_。(2)能说明有SO2气体产生的实验现象是_。(3)反应后，不需要打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是_。(4)反应一段时间后，他们对A中溶液的金属离子进行探究，请完成相关问题。提出假设：假设1：只含有Fe3；假设2：_；假设3：既有Fe2，又有Fe3。设计实验方案验证假设3。在答卷纸上写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂及仪器：稀硫酸、KMnO4溶液、NaOH溶液、淀粉KI溶液、H2O2溶液。实验步骤预期现象和结论步骤一：用胶头滴管取A试管中的溶液，用水稀释并分装试管、备用步骤二：往试管中，_步骤三：4(16分)一包白色粉末中一定含有碳酸钠，可能还含有硫酸钠、氯化钠中的一种或两种，为进一步确定白色粉末的成分，某兴趣小组对白色粉末样品进行了探究。可选用的仪器：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹，可选用的药品：1.0 molL1H2SO4、1.0 molL1HNO3、1.0 molL1HCl、NaOH稀溶液、0.1 molL1AgNO3、0.1 molL1BaCl2、0.1 molL1Ba(NO3)2、蒸馏水。(1)提出假设：假设1：白色粉末为_的混合物；假设2：白色粉末为_的混合物；假设3：白色粉末为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠的混合物。(2)基于假设设计实验方案：某同学取少许样品于试管中，加适量蒸馏水溶解，向试管中滴入0.1 molL1的BaCl2溶液，有白色沉淀产生，他认为样品中含有Na2SO4。你认为他的结论是_(填“对的”或“错的”)，原因是_。(3)基于假设3，根据实验方案进行实验，将实验操作和预期的现象及结论填入下表中：编号实验操作预期现象和结论有气体产生，说明样品中含有Na2CO3向试管中加入0.1 molL1的Ba(NO3)2溶液。若有沉淀产生，则继续加入0.1 molL1Ba(NO3)2至过量若操作无沉淀，则向试管中加入0.1 molL1AgNO3溶液。若操作中有沉淀，则将试管静置片刻后，取上层清液于另一支试管中，加入0.1 molL1AgNO3溶液5(18分)SO2是重要的化工原料，某学习小组利用如图所示装置探究SO2与Na2O2的反应。(1)甲同学设计了该实验装置。乙同学认为它有不合理的地方，请指出：_。(2)反应完毕后，大家认为硬质玻璃管中的固体成分有多种可能：假设：全部为Na2SO3；假设：为Na2SO3和Na2O2的混合物；假设：_；假设：为Na2SO3和Na2SO4的混合物；假设：为Na2O2和Na2SO4的混合物。假设、的共同理由是_。(3)现有下列实验用品：几支试管、带胶塞的导管(单孔)、滴管、药匙、品红溶液、蒸馏水、Ba(NO3)2溶液、BaCl2溶液、稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸，请你从中选出合适的用品对“假设”进行验证，完成下表(可以不填满)：实验步骤预期现象和结论待硬质玻璃管冷却到室温后，用药匙取少量白色固体于试管中向的试管中加入_，塞紧带导管的胶塞，并将导管_6(16分)某小组的同学对放置已久的过氧化钠的成分进行探究，请回答下列问题：(1)反应2Na2O22H2O=4NaOHO2的还原剂是_(写化学式)；反应2Na2O22CO2=2Na2CO3O2中，每生成1 mol O2，则转移了_ mol电子。(2)进行探究：提出假设：假设1：全部是Na2O2；假设2：全部是Na2CO3；假设3：_。设计方案，进行实验。请在答卷纸上写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：蒸馏水、1 molL1H2SO4、澄清石灰水、淀粉KI溶液、酚酞溶液、火柴、试管、小烧杯。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量固体样品于试管中，滴加足量1 molL1H2SO4至固体溶解，然后将内壁附有澄清石灰水的烧杯罩于试管口若澄清石灰水未见浑浊，则假设1成立；若澄清石灰水变浑浊，则_步骤2：步骤3：参考答案1答案：(1)防止溶液倒吸入装置防止SO3液化或凝固(2)检验试剂预期现象和结论0.5 molL1BaCl2溶液0.01 molL1酸性KMnO4溶液若溶液紫色褪去，证明气体产物中含有SO2；若溶液紫色无明显变化，证明气体产物中不含SO2(3)6 molL1NaOH溶液解析：该题是与实验装置相结合的实验探究题，实验以FeSO4的分解为素材，考查基本仪器的使用和常见气体的检验。(1)由图可知，装置是用以FeSO4在高温下的分解，分解所得的气体产物可能是SO3或SO3和SO2的混合气，由于SO3的沸点是44.8 ，若温度低于44.8 ，则会转变为液态，为防止SO3液化，所以把试管浸泡在50 的水浴中；由于SO3和SO2均易与水反应，在通入溶液前连接一个空载装置的目的是为了防止发生倒吸现象。(2)依据试题所提供试剂，探究气体产物中含有SO3可选用0.5 molL1 BaCl2溶液，为防止在酸性条件下HNO3氧化SO2，影响SO2的检验，不得选用0.5 molL1Ba(NO3)2溶液；探究产物中是否含有SO2可选用0.01 molL1酸性KMnO4溶液或0.01 molL1溴水，依据溶液颜色的变化确定是否含有SO2。(3)由于反应产生的酸性气体会污染环境，所以必须用碱性试剂吸收尾气。2答案：(1)水沿导管由广口瓶进入烧瓶(或：水倒吸进入烧瓶)2OHCO2=COH2O(或OHCO2=HCO)(2)Na2CO3和NaHCO3实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量白色固体于试管中，加适量水溶解，再加0.5 molL1BaCl2溶液至过量产生白色沉淀，说明固体中含有Na2CO3步骤2：过滤，取少量滤液(或：静置，用胶头滴管取上层清液少许)于试管中，再向试管中滴加12滴酚酞试液溶液变红色，说明固体中含有NaOH解析：(1)由于NaOH与CO2反应，2OHCO2=COH2O(或OHCO2=HCO)，使得烧瓶内气体的物质的量减少，压强小于外界大气压，所以广口瓶中的水会倒吸进入烧瓶中。(2)由于NaOH和CO2相对用量不同，可能发生不同的反应，所以蒸发结晶所得固体产物可能有四种情况：只有Na2CO3，只有NaHCO3，NaOH和Na2CO3，Na2CO3和NaHCO3，因为NaOH和NaHCO3会相互反应，所以不可能得到NaOH和NaHCO3的混合物。(3)由题给试剂检验NaOH最好用酚酞试液，由于Na2CO3在溶液中水解使溶液显碱性，会干扰NaOH的检验，所以要先加入过量的0.5 molL1BaCl2溶液检验并排除对NaOH检验的干扰。3答案：(1)便于控制反应的发生和停止(2)品红溶液褪色(3)从D管口向A中大量鼓气(4)只含有Fe2实验步骤预期现象和结论步骤二：滴加少量的淀粉KI溶液若溶液变蓝色，则原溶液中含有Fe3步骤三：往试管中滴加少量的KMnO4溶液若溶液褪色(浅红)，则原溶液中含有Fe2，结合步骤二溶液变蓝，则假设3正确解析：(1)若直接投入铁片，则无法控制反应的停止，而可抽动的铁丝可以控制反应的发生和停止。(2)检验二氧化硫气体的方法是将二氧化硫气体通入品红溶液中，观察溶液红色是否褪去。(3)一般可以用鼓入气体的方法使装置中残留气体完全被吸收，所以可以从D管口向A中大量鼓气。(4)检验溶液中的Fe3，应防止Fe2干扰，同样检验溶液中的Fe2，应防止Fe3干扰。4答案：(1)碳酸钠、氯化钠碳酸钠、硫酸钠(2)错的溶液中若含有CO，也可与BaCl2溶液反应产生BaCO3沉淀，因此无法确定该沉淀是BaSO4(3)取少许样品于试管中，加蒸馏水溶解。向试管中加足量的1.0 molL1HNO3(或加入1.0 molL1HNO3至溶液中不再有气体放出为止)若有沉淀产生，则含Na2SO4，若没有沉淀产生，则不含Na2SO4有沉淀产生，则含NaCl，若无沉淀，则不含NaCl5答案：(1)没有尾气的处理装置(既要防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入与过氧化钠反应，还要吸收多余的二氧化硫)(2)全部为Na2SO4Na2O2和新产生的O2有强氧化性，能将Na2SO3氧化为Na2SO4(3)实验步骤预期现象和结论过量的稀盐酸通入装少量品红溶液的试管若品红溶液褪色则固体中含有Na2SO3，若品红溶液不褪色则固体中不含有Na2SO3取充分反应后的溶液于试管中，滴入适量BaCl2溶液若有白色沉淀生成则固体中含有Na2SO4，若没有白色沉淀生成则固体中不含有Na2SO4解析：(1)SO2气体有毒，不能直接排空，应该吸收多余的二氧化硫；且空气中的二氧化碳和水蒸气进入反应管中会影响实验。(2)过氧化钠具有强氧化性，可能将亚硫酸钠氧化成硫酸钠。(3)检验Na2SO3和Na2SO4，可加入盐酸，用品红溶液来检验是否产生二氧化硫；可在上述酸化的溶液中加入氯化钡来检验硫酸钠。需要特别注意的是在检验中不能使用硝酸和硝酸钡。6答案：(1)Na2O22(2)是Na2O2与Na2CO3的混合物实验步骤预期现象和结论假设2或假设3成立(或假设1不成立)步骤2：另取少量固体于试管中加适量蒸馏水，再滴入酚酞溶液(或用带火星的火柴伸入试管口)若滴入酚酞溶液后先变红后褪色(或带火星的火柴复燃)，则假设1或假设3成立；若红色不褪色，则假设2成立解析：(1)Na2O2与H2O和CO2的反应是歧化反应(或自身氧化还原反应)，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，生成1 mol O2(氧元素从1价到0价)转移的电子数目为2 mol。(2)放置已久的过氧化钠可与空气中二氧化碳和水反应，但注意不可能有NaOH，因为在空气中即使吸水生成有NaOH，但时间长了也与CO2反应生成了Na2CO3，因此假设只能在Na2O2和Na2CO3中组合。检验Na2O2，如果在步骤1后的溶液中加酚酞，原溶液可能显酸性使酚酞不显色；可另取固体加水，然后加酚酞振荡或用带火星的火柴检验。