2019年高考化学 备考百强校大题狂练系列 专题52 探究实验.doc

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专题52 探究实验 （满分60分 时间30分钟） 姓名：_______________ 班级：_______________ 得分：_______________ 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。 Ⅰ、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 Ⅱ、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”）。 Ⅲ、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→______→ → → → → g→h（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。 ①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：_________________________________。 ②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） ①A为氯气发生装置。A中反应方程式是_____________________________。 ②该装置有明显不合理设计，如何改进？____________________________。 ③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） ①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Ⅰ 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。 方案Ⅱ 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Ⅰ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Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是______________。 ②根据K2FeO4的制备实验和方案Ⅱ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。 ②实验中用在碱性条件下Cl2制备FeO42−，可以得出氧化性为Cl2＞FeO42−，而方案Ⅱ则得出相反的结论，主要是因为在酸性环境中氧化性FeO42−＞Cl2。 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: ①装置连接顺序:x→_________； ②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 c→d→e→f→a→b→g 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：