高三化学（第01期）好题速递分项解析汇编 专题22 元素的性质、物质的检验实验（含解析）
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专题22 元素的性质、物质的检验实验 1.【2016届湖南六校联考】（14分）某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验（图中a、b、c）表示止水夹。 请按要求填空：（可供选择的试剂有：Cu片，MnO2粉末，浓硝酸，稀硝酸，浓硫酸，浓盐酸，氢氧化钠溶液，酚酞） （1）A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验。若在丙中加入适量水，即可制得氯水。将所得氯水加入到滴有酚酞的NaOH溶液中，观察到溶液褪色，甲同学给出的结论是氯水溶于水生成了酸，将NaOH中和后溶液褪色。 A．写出制取氯气的化学方程式： 。 B．乙同学认为甲同学的结论不正确，他认为褪色的原因可能是 。 C．如何验证甲、乙两同学的结论（写出所加试剂。现象，结论）： 。 （2）B、D、E装置相连后，可制得NO2并进行有关实验。 ①B中发生反应的化学方程式为____________________________。 ②欲用D装置验证NO2与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹 ，再打开止水夹 ，使烧杯中的水进入试管丁的操作是_______________________。 ③试管丁中的NO2与水充分反应，若向试管内缓缓通入一定量的O2，最终试管全部充满水，则所得溶液中的溶质的物质的量浓度是 （气体按标准状况计算，结果保留二位有效数字）。 【答案】（共14分，除标注外，每空2分）（1）A．MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O； B．氯气与水反应生成了漂白性的物质，将溶液漂白； C．向褪色后的溶液中加入NaOH溶液，若溶液变红，则甲正确，若溶液不变红，则乙正确； （2）①Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；②a、b(1分) ； c（1分）；双手紧握（或微热）试管丁使试管中气体逸出，NO2与水接触后即可引发烧杯中的水倒流入试管丁；③0. 045mol/L。 【解析】 考点：考查气体的制备方法、化学实验方案的设计及评价、物质的量浓度的有关计算的知识。 2．【2016届黔东南州模拟】(15分)二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用，是大气主要污染物之一，具有一定的还原性，探究SO2气体还原Fe3+、I2，可以使用的药品和装置如图所示： （1）写出由铜和浓硫酸制取SO2的化学方程式_____________________________。 （2）装置A中的现象是__________。若要从A中的FeCl3溶液中提取晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在过滤操作中有用到的玻璃仪器有_______(填编号)。 A．酒精灯B．烧瓶C．漏斗D．烧杯E．玻璃棒 F．坩埚 （3）根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3发生氧化还原反应。 ①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式__________________________； ②请设计实验方案检验有Fe2+生成__________________________； （4）B中蓝色溶液褪色，表明I-的还原性比SO2__________(填“强”或“弱”)。 （5）若C中所得溶液只有一种溶质且pH＞7，则溶液中各离子浓度大小顺序为_________。 （6）工业上通过煅烧黄铁矿产生SO2来进一步得到硫酸，已知煅烧1gFeS2产生7.1kJ热量，写出煅烧FeS2的热化学反应方程式__________________________。 【答案】(15分)（1）Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O(2分，无加热扣1分)； （2）溶液由黄色变为浅绿色(2分)； A、B、F(2分) （3）①2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+(2分) ②取少量A中反应后的溶液于试管中，滴入2～3滴K3Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成。(2分) （4）弱(1分) （5）c(Na+)>c(SO32—)>c(OH—)>c(HSO3—)>c(H+) (2分) （6）4FeS2(s)＋11O2(g) = 2Fe2O3(s)＋8SO2(g) ΔH＝－3408 kJ/mo(2分) 【解析】 考点：考查氧化还原反应的实验，涉及浓硫酸的性质、二氧化硫的检验方法等。 3．(14分)【2016届葫芦岛一模】某小组同学欲探究NH3催化氧化反应，按下图装置进行实验。 A、B装置可选药品：浓氨水、H2O2、蒸馏水、NaOH固体、MnO2 （1）NH3催化氧化的化学方程式是___________； （2）装置B中产生气体的原因有(结合化学用语解释)___________； （3）甲乙两同学分别按上述装置进行实验。一段时间后，装置G中溶液都变成蓝色。 ①甲观察到装置F中有红棕色气体，生成红棕色气体的化学方程式是___________； ②乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是(写化学式)___________； ③用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因：___________； （4）为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体，可在原实验的基础上进行改进。 ①甲认为可调节K1和K2控制A、B装置中的产气量，应(填“增加”或“减少”)___________装置A中的产气量，或(填“增加”或“减少”)___________装置B中的产气量。 ②乙认为可在装置E、F间增加一个装置，该装置可以是(填序号)___________。 【答案】(14分)（1）4NH3+5O2 4NO+ 6H2O（2）在氨水中存在平衡：NH3 + H2O NH3H2O NH4+ + OH－，加入NaOH固体，OH－浓度增加，平衡向左移动；NaOH固体溶于水放出大量热，均有利于NH3逸出 （3）①2NO+O2==2NO2 ；②NH4NO3；③3Cu+ 8H++2NO3－=3Cu2+ +2NO↑+4H2O （4）①增加；减少；②abc 【解析】 试题分析：（1）氨的催化氧化反应，氨气中-3价的氮被氧气氧化成显+2价的一氧化氮，化学反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O； 考点：考查了氨气的催化氧化的相关知识。 4． (15分)【2016届济南一模】K3Fe(C2O4)3]3H2O〔三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体〕是制备负载型活性铁催化剂的主要原料，也是一些有机反应很好的催化剂。下图是在实验室制备K3Fe(C2O4)3]3H2O的流程： 回答下列问题： （1）步骤I中加入稀硫酸的目的是_______________。步骤II中发生的主要化学反应为一可逆过程，其离子方程式为_______________。常温下，该反应的平衡常数K=_______________已知常温下：Ka1(H2C2O4)=5.610-2、Ka2(H2C2O4)=5．410-5、Ksp(FeC2O4)=2．110-7]。 （2）下列试剂均可将FeC2O4氧化为K3Fe(C2O4)3]，最适宜作为“试剂a”的是_______________(填序号) a．氯水b．酸性KMnO4溶液c． H2O2溶液d．稀硝酸 （3）使用托盘天平称量制得的K3Fe(C2O4)3]3H2O的质量。天平平衡时，右盘内砝码的总质量为20 g．游码示数如图所示，则制得晶体的质量为_______________g，该实验中K3Fe(C2O4)3]3H2O的产率为_______________。(已知： K3Fe(C2O4)3]3H2O的相对分子质量为491，FeSO47H2O的相对分子质量为278) （4）某研究小组将K3Fe(C2O4)3〕在一定条件下加热分解后，利用下图所示装置(可重复使用)确认所得含碳元素的气体产物为CO和CO2。 按气流从左到右的方向，装置的连接顺序为_______________(填装置序号) ；确认气体产物中含CO的现象为_______________。 【答案】(15分) （1）抑制Fe2+水解；Fe2+ + H2C2O4FeC2O4↓+2H+；14．4；（2）c； （3）21．9；44．6%；（4）DCDBAD；A中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊； 【解析】 试题分析：（1） 步骤Ⅰ中：亚铁离子在水溶液中水解：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，溶解的过程中要加入几滴稀硫酸，目的是抑制Fe2+水解；在步骤I制备的溶液中加入25mL饱和H2C2O4溶液，搅拌并加热煮沸，晶体颗粒长大形成黄色FeC2O4•2H2O沉淀，离子方程式为Fe2+ + H2C2O4FeC2O4↓+2H+； Fe2+ + H2C2O4FeC2O4↓+2H+的平衡常数K=，根据H2C2O4H+ + HC2O4-，HC2O4-H+ + C2O42-，K1=，K2=。根据的溶解平衡方程式：FeC2O4 Fe2++ C2O42-，Ksp(FeC2O4)=c(Fe2+)c (C2O42-)，可知，K===14．4； 考点：考查了物质制备的工艺流程、物质检验的实验方案的设计的相关知识。 5.（14分）【2016届芜湖、马鞍山一模】亚硝酸和亚硝酸盐在生产、医药等领域有着广泛应用。 （1）某校化学兴趣小组利用下图所示仪器（夹持装置已省略）及药品，探究硫酸与亚硝酸钠反应生成气体的成分。已知NO2和NO液化温度分别为21℃和-152℃。 ①反应前通入氮气的目的是 ；仪器的连接顺序（按左→右连接）为A→ → → →B； ②在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是 ； ③装置A中反应的化学方程式为 ； ④如果没有装置C，对实验结论造成的影响是 。 （2）将AgNO2和AgCl的饱和溶液等体积混合后，加入足量的硝酸银溶液，生成的沉淀n(AgNO2) n(AgCl) (填“大于”“小于”或“等于”)。【该温度下，Ksp(AgNO2)＝210－8 ； Ksp(AgCl)＝1．810－10】 （3）设计实验证明HNO2是弱酸 ； 【答案】（1）①排尽装置内的空气，防止可能产生的NO被氧化成NO2，造成对A中反应产物检验的干扰；C；E；D； ②装置D中通入氧气后会出现红棕色气体；③2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO↑+NO2↑+H2O； ④水蒸气会与NO2反应产生NO，造成对NO的来源认识不清；（2）大于； （3）测NaNO2溶液的pH，或测0.1mol/LHNO2溶液的pH等。 【解析】 （3）证明HNO2是弱酸的方法有测NaNO2溶液的pH，或测0.1mol/LHNO2溶液的pH等，故答案为：测NaNO2溶液的pH，或测0.1mol/LHNO2溶液的pH等。 考点：考查了实验方案设计、物质的检验、难溶电解质的溶解平衡的相关知识。 6. 【2016届石家庄二模】（13分）硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂。 查阅资料]隔绝空气加热至500℃时硫酸亚铁铵能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、 硫氧化物、氨气和水蒸气等。 实验探究]某化学小组选用下图所示部分装置进行实验（夹持装置略） 实验I 验证分解产物中含有氨气和水蒸气，并探究残留固体成分。 （1）所选用装置的正确连接顺序为____（填装置的字母序号）。 （2）证明有水蒸气生成的实验现象为________。 （3）证明有氨气生成的实验现象为____。 （4）A中固体完全分解后变为红棕色粉末，设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4： ________________。实验Ⅱ 乙同学为探究分解产物中的硫氧化物，连接装置A-E-F-B进行实验。 （5）实验过程中观察到：E中没有明显现象，F中溶液褪色，据此得出的结论是____。 （6）B的作用是____ 。\（7）实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外，还有N2生成，写出A中反应的化学方程式____ 。 【答案】（1）ACBD（2分）（2）C中无水硫酸铜变蓝（2分） （3）D中溶液变为红色（2分） （4）取少量A中残留固体，加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液不褪色，则残留固体是Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4。（2分,其他合理答案也可给分。） （5）分解产物中有SO2，没有SO3（2分）（6）吸收SO2，防止污染（1分） （7）2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O（2分,加热符号、气体符号不写不扣分。） 【解析】 考点：考查无机实验 7．【2016届遵义二次联考】(14分)某研究性学习小组对钠在CO2气体中燃烧进行了下列实验： 操作过程 实验现象 将干燥纯净的CO2缓缓通过放有钠的已排尽空气的干燥玻璃管中，加热 钠燃烧，火焰为黄色 反应后冷却 管壁附有黑色颗粒和白色物质 （1）该小组同学对管壁的白色物质的成分进行讨论并提出假设： Ⅰ.白色物质可能是Na2O； Ⅱ.白色物质可能是Na2CO3； Ⅲ.白色物质还可能是______ (2）为确定该白色物质的成分，该小组进行了如下实验： 实验步骤 实验现象 ①少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加过量的CaC12溶液出现白色沉淀 出现白色沉淀 ②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液 无明显现象 ①通过对上述实验的分析，你认为上述三个假设中，______成立。 ②则钠在CO2中燃烧的化学方程式为_________。 ③丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠，你认为是否合理并说出理由_______。 （3）丁同学称取Na2O样品mg(假设只含有Na2O2杂质)，请你与他合作从下面选用合适的仪器和试剂，设计一种可选用的实验仪器组合，填写下表以完成样品中Na2O含量的测定。 可选用的试剂： A．浓硫酸 B．水 C．盐酸标准溶液 D．NaOH 标准溶液 e．酚酞 f．碱石灰 g.稀盐酸 实验过程中发生反应的化学方程式 实验所需仪器(用字母表示) 实验所需试剂(用字表示) 实验需直接测定的有关物理量(用文字说明) （4）某学生设计了以下实验方案来测定该试样中Na2O的质量分数，其操作流程和实验数据如下：该Na2O产品中Na2O的质量分数为________。 【答案】（1）Na2O和Na2CO3混合物（2分）(2）①11(2分）②4Na+3CO22Na2CO3+C(2分）③不正确，无氢元素。(2分）（3）(以下三种方法任选一种，其他合理方法亦可，4分） 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑, Na2O+H2O=2NaOH A、D b ①反应前锥形瓶、样品和水的总质量 ②反应后锥形瓶和溶液的总质量 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑, Na2O+H2O=2NaOH G、C b 量筒中收集到的气体的体积 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑， Na2O+H2O=2NaOH， NaOH+HCl=NaCl+H2O D、H b、c、e 中和锥形瓶中样品与水反应后所得溶液使用的盐酸标准溶液的体积 （4）80%(2分） 【解析】 考点：重点考查了氧化钠，碳酸钠的性质以及相关反应。 8．【2016届赣州一模】（15分）某兴趣小组设计SO2实验方案做以下化学实验。 Ⅰ.实验方案一 （1）将SO2通入水中形成“SO2 ─ 饱和H2SO3溶液”体系，此体系中存在多个含硫元素的平衡，分别用平衡方程式表示为___________________________________________。 （2）已知：葡萄酒中有少量SO2可以做抗氧化剂我国国家标准（GB2760－2014）规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25g/L]。 利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒（液体为无色）中的SO2或H2SO3。设计如下实验： 1滴品红溶液 1滴饱和 亚硫酸溶液 3mL干白 葡萄酒 3mL品红溶液 3mL饱和 亚硫酸溶液 1滴品红溶液 红色不褪去 红色不褪去 红色褪去 实验结论：干白葡萄酒不能使品红溶液褪色，原因为：_________________________。 Ⅱ.实验方案二. 如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。 70%的硫酸 含酚酞的 NaOH溶液 弹簧夹1 弹簧夹2 含淀粉 的碘水 Na2SO3 NaOH溶液 X Na2O2 F E A B C D （1）装置B中试剂X是________，装置D中盛放NaOH溶液的作用是_______________。 （2）关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，注入硫酸至浸没三颈烧瓶中固体，检验SO2与Na2O2反应是否有氧气生成的方法是_______________________。 （3）关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入E、F中，能说明I－还原性弱于SO2的现象为____________________；发生反应的离子方程式是__________________。 水 A SO2 O2 M N 硫酸 质子交换膜 稀硫酸 稀硫酸 Ⅲ.实验方案三 用电化学法模拟工业处理S02。将硫酸工业尾气中的S02通入右图装置（电极均为惰性材料）进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能： （1）M极发生的电极反应式为__________________。 (2 ) )若使该装置的电流强度达到2．0A，理论上每分钟应向负极通入标准状况下气体的体积为 L（已知：1个e所带电量为1.610-19C）。 【答案】Ⅰ．（1）SO2（g）SO2 （aq）；SO2＋H2O H2SO3；H2SO3 H＋ + HSO3－；HSO3－H+ + SO32－（三个中任写对一个给1分，写对两个以上给2分）（2）干白中二氧化硫或亚硫酸含量太少 Ⅱ．（1）浓硫酸 吸收未反应的SO2，防止污染空气 （2）将带火星的木条放在D试管口处，看木条是否复燃 （3）E中溶液蓝色褪去 SO2＋I2＋2H2O＝2I－＋SO42－＋4H＋ Ⅲ．（1）SO2 + 2H2O - 2e - == SO42- + 4H+ （2）0. 014 【解析】 考点：物质性质的探究，原电池原理 9．【2016届龙岩一模】（14分）FeCl2是一种常用的还原剂。有关数据如下： C6H5Cl(氯苯) C6H4Cl2 FeCl3 FeCl2 溶解性 不溶于水，易溶于苯 不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯，易吸水。 熔点/℃ -45 53 —— —— 沸点/℃ 132 173 —— —— 实验室可以用多种方法来制备无水FeCl2。回答下列问题： I．按右图装置用H2还原无水FeCl3制取。 （1）装置C的作用是 ；E中盛放的试剂是 ；D中反应的化学方程式为 。 （2）温度控制不当，产品中含单质铁。检验产品中是否含铁的方案是 。 II．按右下图装置，在三颈烧瓶中放入162.5g无水氯化铁和225g氯苯，控制反应温度在128～139℃加热3h，反应接近100%。冷却，分离提纯得到粗产品。反应如下：2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl （3）该制取反应中，作还原剂的是 。 （4）反应温度接近或超过C6H5Cl的沸点，但实验过程中C6H5Cl并不会大量损失。原因是 。 （5）冷却实验装置，将三颈瓶内物质经过过滤、洗涤，干燥后，将得到粗产品。①洗涤所用的试剂可以是 ；②回收滤液中C6H5Cl的方案是 。 （6）仅通过烧杯中的现象变化就可以监控氯化铁的转化率。若要监控氯化铁转化率达到或超过90%，则烧杯中加入的试剂可以是 。 【答案】（1）干燥氢气 碱石灰 H2+2FeCl3=2FeCl2+2HCl （2）取样，加入盐酸中，观察是否有气泡产生 （3）C6H5Cl （4）实验使用了冷凝回流装置 （5）①苯 ②蒸馏滤液，并收集132℃馏分 （6）滴有酚酞且含18g NaOH的溶液 【解析】 考点：实验方案的设计，物质的分离 10．【2016届湖北七市（州）3月调研】（15分）某化学兴趣小组设计如下实验方案。将浓硫酸与铜片反应制备SO2并进行相关实验探究，实验装置如下图所示： 请回答下列问题： （1）装置B的作用是____。 （2）设计装置C的目的是验证SO2的____性，装置C中发生反应的离子方程式是 。装置D中NaOH全部转化为NaHSO3的标志是____。 （3）向NaHSO3溶液中加入NaCl0溶液时，反应有三种可能的情况： I．HSO3-与ClO -恰好反应 Ⅱ．NaClO不足 Ⅲ．NaClO过量 甲同学分别取上述混合溶液于试管中，通过下列实验确定该反应属于哪一种情况，请完成下表：（已知酸性：H2SO3>H2CO3>HClO） （4）请设计简单实验证明：室温下HS03-的电离平衡常数Ka与水解平衡常数Kb，的相对 大小： 【答案】26．（1）防倒吸（或安全瓶） （2）还原 溶液由红色变为无色 （3）②溶液变为蓝色 ③溴水褪色 ④I或Ⅲ （4）常温下，用pH试纸（或pH计）测定NaHS03溶液的pH，若pH<7，则Ka>Kb ； 若pH>7，则Ka
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