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1、2022年高考化學(xué)二輪專題題組訓(xùn)練 第14講 考點2 化學(xué)實驗綜合探究(含解析)
1.(xx·長春聯(lián)考)資料顯示:鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案并驗證產(chǎn)物、探究反應(yīng)原理。
(1)提出假設(shè)
實驗Ⅰ:用砂紙擦去鎂條表面氧化膜,將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中,迅速反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,溶液由淺紅變紅。
該同學(xué)對反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測:
猜測1:白色不溶物可能為________________。
猜測2:白色不溶物可能為MgCO3。
猜測3:白色不溶物可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2]。
2、
(2)設(shè)計定性實驗確定產(chǎn)物并驗證猜測:
實驗序號
實驗
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
實驗Ⅱ
將實驗Ⅰ中收集到的氣體點燃
能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰
①氣體成分為________
實驗Ⅲ
②取實驗Ⅰ中的白色不溶物,洗滌,加入足量________
③__________________________________________________________
白色不溶物可能含有MgCO3
實驗Ⅳ
取實驗Ⅰ中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液
產(chǎn)生白色沉淀
④溶液中存在________
(3)為進一步確定實驗Ⅰ的產(chǎn)物,設(shè)計定量實驗方案,如圖所示:
稱取實驗
3、Ⅰ中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6 g,充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止,并使分解產(chǎn)生的氣體全部進入裝置A和B中。實驗后裝置A增重1.8 g,裝置B增重8.8 g,試確定白色不溶物的化學(xué)式:___________________。
(4)請結(jié)合化學(xué)用語和化學(xué)平衡移動原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物的原因:_________________________________。
解析 (1)鎂與飽和碳酸氫鈉溶液的反應(yīng),生成H2和白色不溶物,白色不溶物可能是Mg(OH)2或MgCO3或[xMgCO3·yMg(OH)2]。(2)能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰的是氫氣;MgCO
4、3中加入稀鹽酸,沉淀全部溶解,產(chǎn)生氣泡;加入氯化鈣溶液,有白色沉淀生成,證明含有CO。(3)濃硫酸增重說明生成物中有H2O,堿石灰增重說明生成物中有CO2,且Mg(OH)2與MgCO3的物質(zhì)的量之比為1∶2,由此可寫出不溶物的化學(xué)式。(4)溶液中存在HCO H++CO和H2OH++OH-,Mg與H+反應(yīng)生成H2和Mg2+,Mg2+與CO、OH-反應(yīng)生成沉淀Mg(OH)2·2MgCO3,兩平衡均正向移動。
答案 (1)Mg(OH)2
(2)①氫氣?、谙←}酸(合理均可)?、郛a(chǎn)生氣泡,沉淀全部溶解?、蹸O
(3)2MgCO3·Mg(OH)2或Mg(OH)2·2MgCO3或Mg3(OH
5、)2(CO3)2
(4)NaHCO3溶液中存在平衡:HCOH++CO、H2OH++OH-;Mg和H+反應(yīng)生成H2和Mg2+,Mg2+跟OH-、CO反應(yīng)生成難溶物Mg(OH)2·2MgCO3,則H+、OH-、CO的濃度均減小,促使上述兩平衡均正向移動
2.(xx·合肥檢測)草酸(H2C2O4)是一種弱酸,在工業(yè)中有重要作用。某同學(xué)查資料得知“菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽”,他將菠菜研磨成汁,熱水浸泡,經(jīng)過濾得到溶液,加入足量的CaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,過濾、洗滌沉淀備用,然后對生成的沉淀進行探究。
(1)草酸鹽溶液呈弱堿性的原因是_______________________
6、___________。
(2)該同學(xué)對生成的沉淀進行定性探究。
①提出合理假設(shè)。
假設(shè)1:只存在CaCO3;
假設(shè)2:既存在CaCO3,也存在CaC2O4;
假設(shè)3:_________________________________________________。
②基于假設(shè)2,設(shè)計實驗方案,進行實驗。請在下表中寫出實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選實驗試劑:
1 mol·L-1 H2SO4、0.1 mol·L-1鹽酸、0.01 mol·L-1 KMnO4溶液、澄清石灰水。
實驗步驟
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1:取少量沉淀于試管中,加入____________________
7、_____________
___________________________
說明沉淀中有CaCO3
步驟2:__________________________
___________________________
(3)基于假設(shè)3,另一位同學(xué)對生成的沉淀進行定量探究。用稀鹽酸溶解生成的沉淀,并加水配制成100 mL溶液。每次準(zhǔn)確移取25.00 mL該溶液,用0.010 mol·L-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL。若菠菜樣品的質(zhì)量為m g,則菠菜中草酸及草酸鹽(以C2O計)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。
解析 (2)結(jié)合假設(shè)1和2,可確定假設(shè)3。在填
8、寫表格時要注意表中已經(jīng)給出部分結(jié)論,要按照題給信息進行分析。(3)n(MnO)=V×10-5 mol,25.00 mL溶液中C2O的物質(zhì)的量為2.5V×10-5 mol,則100 mL溶液中C2O的物質(zhì)的量為V×10-4 mol,即該菠菜樣品中C2O的總物質(zhì)的量為V×10-4mol。菠菜中C2O的質(zhì)量為88×V×10-4g,則其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%。
答案 (1)H2C2O4是弱酸,C2O能發(fā)生水解,結(jié)合水電離出的H+,使溶液中c(OH-)>c(H+)
(2)①只存在CaC2O4
②
實驗步驟
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
足量0.1 mol·L-1鹽酸
沉淀全部溶解,有氣泡產(chǎn)生
取步驟1的
9、上層清液少許于
另一潔凈試管中,再滴加幾滴
0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
溶液紫紅色褪去,說明沉淀
中有CaC2O4,結(jié)合步驟1,
知假設(shè)2成立
(3)×100%
—————[總結(jié)歸納]————————————
物質(zhì)性質(zhì)探究的常見方法
(1)證明酸性:①pH試紙或酸堿指示劑;②與Na2CO3溶液反應(yīng);③與鋅反應(yīng)等。
(2)證明弱酸或弱堿:①證明存在電離平衡;②測定對應(yīng)鹽溶液的酸堿性;③測量稀釋前后的pH變化。
(3)證明氧化性:與還原劑(如KI、SO2、H2S等)反應(yīng),產(chǎn)生明顯現(xiàn)象。
(4)證明還原性:與氧化劑(如酸性KMnO4溶液、溴水、濃HNO3等)反應(yīng)
10、,產(chǎn)生明顯現(xiàn)象。
(5)證明某分散系為膠體:丁達(dá)爾效應(yīng)。
(6)證明碳碳雙鍵(或三鍵):使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。
(7)證明酚羥基:①與濃溴水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀;②與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。
(8)證明醇羥基:與酸發(fā)生酯化反應(yīng),其產(chǎn)物不溶于水,有果香味。
(9)證明醛基:①與銀氨溶液作用產(chǎn)生銀鏡;②與新制Cu(OH)2懸濁液作用產(chǎn)生磚紅色沉淀。
(10)比較金屬的活動性:①與水反應(yīng);②與酸反應(yīng);③置換反應(yīng);④原電池;⑤電解放電順序;⑥最高價氧化物的水化物的堿性強弱;⑦同種強酸的對應(yīng)鹽的酸性強弱。
(11)比較非金屬的活動性:①置換反應(yīng);②與氫氣反應(yīng)的難易;③氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、還原性;④最高價氧化物的水化物的酸性強弱。
(12)比較酸(堿)的酸(堿)性強弱:強酸制弱酸,即較強的酸(堿)制得較弱的酸(堿)。