高考化學高考題和高考模擬題分項版匯編專題21化學實驗設計與探究

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1、 專題 21 化學實驗設計與探究 1.【 2017 新課標 3 卷】( 14 分) 綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵, 在工農業(yè)生產中具有重要的用途。 某化學興趣小組對綠礬 的一些性質進行探究。回答下列問題: ( 1)在試管中加入少量綠礬樣品,加水溶解,滴加 KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化。再向試管 中通入空氣,溶液逐漸變紅。由此可知: ______________、 _______________ 。 ( 2)為測定綠礬中結晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開關 K1 和 K2)(設為裝置 A)稱重,記為 m1 g 。將

2、樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置 A 稱重,記為 m2 g 。按下圖連接好裝置進行實驗。 ①儀器 B 的名稱是 ____________________ 。 ②將下列實驗操作步驟正確排序 ___________________(填標號);重復上述操作步驟,直至 A 恒重,記為 3 g 。 m a.點燃酒精燈,加熱 b.熄滅酒精燈 c.關閉 K1 和 K2 d.打開 K 和 K ,緩緩通入 N e.稱量 A f .冷卻到室溫 1 2 2

3、 ③根據(jù)實驗記錄,計算綠礬化學式中結晶水數(shù)目 x=________________ (列式表示) 。若實驗 時按 a、 d 次序操作,則使 x__________(填“偏大”“偏小”或“無影響”) 。 ( 3)為探究硫酸亞鐵的分解產物,將( 2)中已恒重的裝置 A 接入下圖所示的裝置中,打開K1 和 K2,緩緩通入 N2,加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。 ①C、 D 中的溶液依次為 ______(填標號) 。 C、 D 中有氣泡冒出,并可觀察到的現(xiàn)象分別為 ______。

4、 a.品紅 b. NaOHc. BaCl 2 d. Ba(NO) 2 e.濃 H SO 3 2 4 ②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式 _____________________ 。 1 【答案】( 1)樣品中沒有 Fe3+ Fe2+易被氧氣氧化為 Fe3+ ( 2)①干燥管 ② dabfce ③ 76(m2 m3 ) 偏小 9( m3 m1) ( 3)① c、 a 生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO Fe

5、 O+SO↑+SO↑ 4 2 3 2 3 ③樣品的質量是( m2- m1)g,加熱后剩余固體是硫酸亞鐵,質量為( m3- m1)g,生成水的質量為 ( m2- m3)g, FeSO xH O △ +xH O FeSO 4 2 4 2 152 18 x ( m- m) g ( m- m) g 3 1 2 3 則: 152 18

6、x ,解得: x 76(m2 m3 ) ; ( m3 m1)g (m2 m3 )g 9(m3 m1) 若實驗時按 a、 d 次序操作,在加熱過程中部分硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵,導致 m 增加,使 3 測得生成的水偏小,生成的硫酸亞鐵偏大,因此 x 偏小。 ( 3)①最終得到紅色粉末,說明有氧化鐵生成,即分解過程發(fā)生了氧化還原反應,根據(jù)化合價 變化可知一定有 SO2 生成,這說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2 和三氧化硫。三氧化硫溶于水生 成硫酸,硫酸和鋇離子結合生成白色沉淀硫酸鋇,由

7、于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性,能氧化 SO2,所以應該用氯化鋇,檢驗 SO2 用品紅溶液,所以 C、D 的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液, 實驗現(xiàn)象是 C 中溶液變渾濁,產生白色沉淀, D中品紅溶液褪色。 ②根據(jù)以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、 SO2 和 SO3,根據(jù)電子守恒和原子守恒得此反 應的方程式為 2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 【名師點睛】 以綠礬為載體考查無機物的性質實驗方案的探究, 通常解答綜合性實驗設計與評價題的 2 基本流程:原理→反應物質→儀器裝置→現(xiàn)象→結論→作

8、用意義→聯(lián)想。具體分析為:①實驗是 根據(jù)什么性質和原理設計的?實驗的目的是什么?②所用各物質名稱、狀態(tài)、代替物 ( 根據(jù)實驗 目的和相關的化學反應原理,進行全面的分析比較和推理,并合理選擇 ) 。③有關裝置:性能、 使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。④有關操作:技能、操作 順序、注意事項或操作錯誤的后果。⑤實驗現(xiàn)象:自下而上,自左而右全面觀察。⑥實驗結論: 直接結論或導出結論。 2.【 2017 北京卷】 ( 16 分)某小組在驗證反應“ Fe+2Ag +=Fe2++2Ag”的實驗中檢測到 Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探

9、 究過程如下。 -1 向硝酸酸化的 0.05 molL 硝酸銀溶液( pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,燒杯底部有黑色固體,溶液呈黃色。 ①取出少量黑色固體,洗滌后, _______(填操作和現(xiàn)象) ,證明黑色固體中含有 Ag。 ②取上層清液,滴加 K3 溶液,產生藍色沉淀,說明溶液中含有 _______________ 。 ( 2)針對“溶液呈黃色”,甲認為溶液中有 Fe3+,乙認為鐵粉過量時不可能有 Fe3+,乙依據(jù)的原 理是 ___________________ (用離子方程式表示) 。針對兩種觀點繼續(xù)實驗:

10、 ①取上層清液,滴加 KSCN溶液,溶液變紅,證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產生, 且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關,對比實驗記錄如下: 序號 取樣時間 /min 現(xiàn)象 ⅰ 3 產生大量白色沉淀;溶液呈紅色 ⅱ 30 產生白色沉淀;較 3 min 時量少;溶液紅色 較 3 min 時加深 ⅲ 120 產生白色沉淀;較 30 min 時量少;溶液紅色 較 30 min 時變淺 + - (資料

11、: Ag 與 SCN生成白色沉淀 AgSCN) ② 對 Fe3+產生的原因作出如下假設: 假設 a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產生 Fe3+; 假設 b:空氣中存在 2 3+ ; O,由于 ________(用離子方程式表示) ,可產生 Fe 假設 c:酸性溶液中 NO3- 具有氧化性,可產生 Fe3+; 假設 d:根據(jù) _______現(xiàn)象,判斷溶液中存在 Ag+,可產生 Fe3+。 3 ③ 下列實驗Ⅰ可

12、證實假設 a、b、 c 不是產生 Fe3+的主要原因。實驗Ⅱ可證實假設 d 成立。 實驗Ⅰ:向硝酸酸化的 ________溶液( pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,不同時間取 上層清液滴加 KSCN溶液, 3 min 時溶液呈淺紅色, 30 min 后溶液幾乎無色。 實驗Ⅱ:裝置如圖。其中甲溶液是 ________,操作及現(xiàn)象是 ________________ 。 ( 3)根據(jù)實驗現(xiàn)象,結合方程式推測實驗ⅰ ~ⅲ中 Fe3+ 濃度變化的原因: ______。 【答案】( 1

13、)①加硝酸加熱溶解固體,再滴加稀鹽酸,產生白色沉淀 ② Fe2+ ( 2) Fe+2Fe3+=3Fe2+ ② 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 加入 KSCN溶液后產生白色沉淀 ③0.05 mol L-1 NaNO3 溶液 FeSO4 溶液(或 FeCl2 溶液) 分別取電池工作前與工作一段時間后左側燒杯中溶液,同時滴加 KSCN溶液,后者紅色更深 ( 3)溶液中存在反應:① Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ,② Ag++Fe2+=Ag+Fe3+ ,③ Fe+2Fe3+ =3Fe2+。反應開始時,c(Ag +) 大,以反應①、 ②為主, c(Fe

14、 3+) 增大。約 30 分鐘后, c(Ag+) 小,以反應③為主, c(Fe3+) 減小。 【名師點睛】該題是一個探究性試題,主要考查部分基礎化學反應原理、物質的檢驗、實驗分析、有 4 鹽橋的原電池結構、實驗設計等知識,考查考生實驗理解能力、根據(jù)要求進行實驗設計的能力和 對問題的綜合分析能力。 注意控制變量思想方法的應用, 探究實驗異?,F(xiàn)象成為近幾年實驗探究

15、命題的熱點,突出對實驗能力的考查。該題為實驗探究題,裝置圖、流程圖很簡單,但探究過程較復雜,準確全面獲取信息、通過控制變量思想進行邏輯分析是解題的關鍵,憑感覺做題,不容 易準確獲取題中信息。 該類試題的解題策略為: ( 1)確定變量: 解答這類題目時首先要認真審題,理清影響實驗探究結果的因素有哪些。 ( 2)定多變:在探究時,應該先確定其他的因素不變,只變化一種因素,看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系;這樣確定一種以后,再確定另一種, 通過分析每種因素與所探究問題之間的關系,得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。 (3)數(shù)據(jù)有效;解答時注意選擇數(shù)據(jù) ( 或設置實驗 ) 要有效,

16、且變量統(tǒng)一,否則無法做出正確判斷。另外探究性題型中考慮問題的思路不能局限于個別問題、不能局限于固定的知識,需要全面考慮。 如本題最后的一問解答以及中間涉及的 3+ Fe 與 Fe 反應在本題中的理解。證明一個問題時,為了 防止干擾,一般都需要做對比試驗、空白試驗。 3.【 2016 新課標 2 卷】某班同學用如下實驗探究 Fe2+、 Fe3+的性質?;卮鹣铝袉栴}: ( 1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成 0.1mol/L 的溶液.在 FeCl2 溶液中需加入 少量鐵屑,其目的是 ________。

17、 ( 2)甲組同學取 2mL FeCl 2 溶液,加入幾滴氯水,再加入 1 滴 KSCN溶液,溶液變紅,說明 Cl 2 可將 Fe2+氧化。 FeCl2 溶液與氯水反應的離子方程式為 _______。 ( 3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹,該組同學在 2mLFeCl2 溶液中先加入 0.5mL 煤油,再于 液面下依次加入幾滴氯水和 l 滴 KSCN溶液,溶液變紅,煤油的作用是______。 ( 4)丙組同學取 10 mL0.1mol/LKI 溶液,加入 6mL0.1mol/LFeCl 3 溶液混合。分別取 2mL此溶

18、液 于 3 支試管中進行如下實驗: ①第一支試管中加入 1mLCCl4 充分振蕩、靜置, CCl4 層呈紫色; ②第二只試管中加入 1 滴 K3 溶液,生成藍色沉淀: ③第三支試管中加入 1 滴 KSCN溶液,溶液變紅。 實驗②檢驗的離子是 _____(填離子符號);實驗①和③說明:在 I - 過量的情況下,溶液中 仍含有 ______(填離子符號),由此可以證明該氧化還原反應為 ______。 ( 5)丁組同學向盛有 H2O2 溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl 3 溶液,溶液變成棕黃色,

19、 發(fā)生反應的離子方程式為 ________;一段時間后.溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,隨后有紅褐色沉淀生 成。產生氣泡的原因是 ______;生成沉淀的原因是 ______(用平衡移動原理解釋)。 【答案】 (1) 防止 Fe2+被氧化( 2)2Fe2++Cl 2=2Fe3++2Cl - 5 ( 3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響) 2+ 3+ ( 4) Fe ; Fe ;可逆反應 (5)H 2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O, Fe3+催化 H2O2 分解產生 O2; H2O2 分解反應放熱,促進 Fe3+的水解平衡

20、正向移動 。 ( 5) H2O2 溶液中加入幾滴酸化的 FeCl 3 溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應的離子方程式為 H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O,鐵離子的溶液呈棕黃色;一段時間后.溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱。 隨后有紅褐色沉淀生成,產生氣泡的原因是 H O 分解放出氧氣,而反應放熱,促進 3+ Fe 的水解平 2 2 衡正向移動。

21、 【考點定位】考查鐵離子和亞鐵離子的性質,離子的檢驗, H O 的性質,鹽類的水解等知識。 2 2 【名師點睛】本題以常見的鐵離子和亞鐵離子的性質、 H2O2 的性質為基礎,考查了探究實驗方案的設 計與評價, 學生讀題不會感到陌生, 有利于考查學生的基礎知識, 涉及鐵離子和亞鐵離子的性質, 離子的檢驗, H2O2 的性質,鹽類的水解等知識。①人們常用 KSCN溶液檢驗 Fe3+的存在,若向溶液 中加入幾滴 KSCN溶液,溶液呈血紅色,則該溶液中含義 3+ 3 2+ Fe ;

22、②人們常用 K 溶液檢驗 Fe 的存 在,若向溶液中加入幾滴 K3 溶液,生成藍色沉淀,則該溶液中含義 Fe2+。 4.【 2016 北京卷】 以 Na SO溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實驗對象, 探究鹽的性質和鹽溶液間反 2 3 應的多樣性。 試劑 實驗 現(xiàn)象 滴管 試管 飽和 Ag2SO溶液 Ⅰ . 產生白色沉淀 0

23、.2 mol L-1 4 Ⅱ . 溶液變綠,繼續(xù)滴加 Na2 SO3 溶液 0.2 mol L- 1 CuSO4 溶液 產生棕黃色沉淀 6 2 mL Ⅲ . 開始無明顯變化, 繼 0.1 mol L- 1 Al 2( SO4) 3溶液 續(xù)滴加產生白色沉淀 ( 1)經檢驗,現(xiàn)象Ⅰ中的白色沉淀是 Ag2SO3。用離子方程式解釋現(xiàn)象Ⅰ: _____。 ( 2)經檢驗,現(xiàn)象Ⅱ的棕黃色沉淀中不含 2-

24、 +2+2- 。 SO ,含有 Cu 、 Cu 和 SO 4 3 + 稀硫酸 2+ 2+ I 已知: Cu Cu +Cu ,Cu  CuI ↓(白色) +I 2。 ①用稀硫酸證實沉淀中含有 Cu+的實驗現(xiàn)象是 _____________ 。 ②通過下列實驗證實,沉淀中含有 Cu2+和 SO32- 。 KI 溶液 洗凈的棕黃色沉淀 取上層清液 分成兩份 淀粉溶液 試劑 1 無明顯現(xiàn)象 白色沉淀 A

25、 a. 白色沉淀 A 是 BaSO4,試劑 1 是 ____________。 2+2- 的理由是 ___________ 。 b. 證實沉淀中含有 Cu 和 SO 3 ( 3)已知: Al 2( SO4)3 在水溶液中不存在。經檢驗,現(xiàn)象Ⅲ的白色沉淀中無 2- ,該白色沉淀 SO4 既能溶于強酸,又能溶于強堿,還可使酸性 4 KMnO溶液褪色。 ①推測沉淀中含有亞硫酸根和 ________。 ②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設:

26、i. 被 Al ( OH) 3 所吸附; ii. 存在于鋁的堿式鹽中。 對假設 ii 設計了對比實驗,證實了假設 ii 成立。 a. 將對比實驗方案補充完整。 步驟二: _____________ (按上圖形式呈現(xiàn)) 。 ( 4)根據(jù)實驗,亞硫酸鹽的性質有______。鹽溶液間反應的多樣性與 ___有關。 + 2— = Ag2SO4↓。( 2)①加入稀硫酸后,有紅色固體生成;② a. HCl 和 BaCl2 溶液。 【答案】( 1)2Ag +SO3

27、 7 - 2+ 2- 2- 。 ( 3)① Al 3+- b. 在 I 的作用下, Cu 轉化為白色沉淀 CuI , SO3 轉化為 SO4 、 OH。 ② a、 , b、V1 明顯大于 V2。 ( 4)還原性、水解溶液顯堿性;兩種鹽溶液中陰陽離子的性質和反應條件。 ②分析實驗流程知實驗原理為 2+ - 、 I 2- 2— - + , 2Cu +4I ==2CuI+I 2

28、+SO +H O=SO +2I +2H 2 3 2 4 2-2+ 4 4 SO +Ba == BaSO↓,則 a. 白色沉淀 A 是 BaSO4,試劑 1 是鹽酸酸化的 BaCl2 溶液。 b. 證實沉淀中含有 + 2- 的理由是棕黃色沉淀與 KI 溶液反應生成白色沉淀 ( CuI),證明含有 Cu 和 SO

29、 3 + 2— 。 Cu ,白色沉淀 A 為硫酸鋇,證明含有 SO 3 2- ( 3)①根據(jù)題意可知實驗Ⅲ的白色沉淀中無 SO4 ,該白色沉淀既能溶于強酸,又能溶于強堿, 還可使酸性 KMnO4溶液褪色,則 ①推測沉淀中含有亞硫酸根和氫氧化鋁。 ② a、鋁的酸式鹽與氫氧化鈉反應消耗的氫氧化鈉的含量大于氫氧化鋁,所以反應應該設計一個

30、 定量對比試驗, 根據(jù)白色固體消耗氫氧化鈉的量不同來證實假設ⅱ成立, 即實驗方案設計步驟二為: ,且 V1 明顯大于 V2,可說明 沉淀中亞硫酸根存在于堿式鹽中。 ( 4)根據(jù)實驗白色沉淀能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,說明亞硫酸鹽具有還原性,另外亞硫酸根水解呈堿性。根據(jù)實驗現(xiàn)象可得鹽溶液間反應的多樣性與鹽的性質和溶液的酸堿性有關。 【考點定位】本題主要是考查化學實驗方案的分析、評價和設計等 【名師點晴】控制變量思想方法,探究實驗異?,F(xiàn)象成為近幾年實驗探究命題的熱點。該題為實驗探究題,裝置圖、流程圖很簡單,但探究過程

31、較復雜,準確全面獲取信息、通過控制變量思想進行 8 邏輯分析是解題的關鍵,憑感覺做題,不容易準確獲取題中信息。該類試題的解題策略為: (1) 確定變量: 解答這類題目時首先要認真審題, 理清影響實驗探究結果的因素有哪些。 ( 2)定多變 : 在探究時,應該先確定其他的因素不變,只變化一種因素,看這種因素與探究的問題存在怎樣的 關系;這樣確定一種以后,再確定另一種,通過分析每種因素與所探究問題之間的關系,得出所 有影響因素與所探究問題之間的關系。 ( 3)數(shù)據(jù)有效; 解答時注意選擇數(shù)據(jù) ( 或設置實驗 ) 要有效,

32、 且變量統(tǒng)一,否則無法做出正確判斷。 5.【 2016 江蘇卷】鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物) 、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。 ( 2)在相同條件下, 測量總質量相同、 鐵的質量分數(shù)不同的鐵炭混合物對水中 Cu2+和 Pb2+的去除 率,結果如圖所示。 ①當鐵炭混合物中鐵的質量分數(shù)為 0 時,也能去除水中少量的 Cu2+ 和 Pb2+ ,其原因是 __________。 ②當鐵炭混合物中鐵的質量分數(shù)大于 50%時,隨著鐵的質量分數(shù)的增加

33、, Cu2+ 和 Pb2+ 的去除率 不升反降,其主要原因是 _____________。 ( 3)納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。 ①一定條件下,向 FeSO4 溶液中滴加堿性 NaBH4 溶液,溶液中 BH4–(B 元素的化合價為 +3)與 Fe2+ 反應生成納米鐵粉、 H2 和 B(OH)4-,其離子方程式為 。 ②納米鐵粉與水中 NO3- 反應的離子方程式為 4Fe+NO3–+10H+===4Fe2++NH4++3H2O 研究發(fā)現(xiàn),若 pH 偏低將會導致 - 的去除率下降,其原因是 。 NO 3

34、③相同條件下,納米鐵粉去除不同水樣中 NO3- 的速率有較大差異(見圖) ,產生該差異的可 能原因是 。 9 【答案】( 2)①活性炭對 Cu2+和 Pb2+有吸附作用 ②鐵的質量分數(shù)增加,鐵炭混合物中微電池數(shù)目減少 2+ - - - +2H ↑ ②納米鐵粉與 + 反應生成 H ( 3)①

35、2Fe +BH +4OH===2Fe+ B(OH) 4 H 4 2 2 2+ - Fe-Cu 原電池增大納米鐵粉去除 - 的反 ③Cu 或 Cu 催化納米鐵粉去除 NO 的反應(或形成的 NO 3 3 應速率) ( 3)①一定條件下,向 FeSO溶液中滴加堿性 NaBH溶液,溶液中 – ( B 元素的化合價為 +3) BH

36、 4 4 4 與 2+ - Fe 反應生成納米鐵粉、 H2 和 B(OH)4 ,根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可得反應的離子方 2+- - - 程式為 2Fe +BH +4OH ===2Fe+ B(OH) 4 +2H ↑; 4 ②納米鐵粉與水中 - - + 2++ NO3 反應的離子方程

37、式為 4Fe+ NO3 +10H ===4Fe +NH4 +3H2O,若 pH 偏低,則溶 液的酸性增強,會發(fā)生反應: + 2+ - Fe+2H ===Fe + H ↑;導致 NO 的去除率下降; 2 3 ③根據(jù)圖像可知,相同條件下, 納米鐵粉去除不同水樣中 NO3- 的速率有較大差異, 可能是由于 Cu 2+ - 的反應(或形成的 Fe- Cu 原電池增大納米鐵粉去除 - 的反應速 或 Cu 催化納米鐵粉去除 NO3 NO3 率)。 【考

38、點定位】本題主要是考查鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物) 、納米鐵粉處理污水的實驗設計 與探究 10 【名師點晴】化學是一門以實驗為基礎的,所以有化學實驗即科學探究之說法??v觀近幾年高考,主 要以考察探究性實驗和物質制備實驗為主。這些探究性和制備性實驗的試題,綜合性強,理論和 實踐的聯(lián)系緊密,有的還提供一些新的信息,這就要求學生必須認真、細致的審題,聯(lián)系所學過 的知識和技能,進行知識的類比、遷移、重組,全面細致的思考才能得出正確的結論。在解答此 類題時還應注意: (1)認真審題,明確實驗目的,找出實驗原理。

39、( 2)根據(jù)實驗原理選擇儀器和 藥品,并設計出合理的實驗裝置和操作步驟。 ( 3)準確地記錄實驗過程中的實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù),并 運用分析、計算、圖表、推理等方法處理有關實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù),得出正確的結論。 6.【 2015 安徽卷】(14 分)某研究小組將純凈的 2 -1 32 溶液中,得到 SO氣體通入 0.1mol L 的 Ba( NO) 了 BaSO4沉淀,為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的 SO2,該小組突出了如下假設 : 假設一:溶液中的 NO3- 假設二:溶液中溶解的 2 O

40、 ( 1)驗證假設一 該小組涉及實驗驗證了假設一,請在下表空白處填寫相關實驗現(xiàn)象 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 結論 實驗 1:在盛有不含 O 的 25ml0.1mol/LBaCl 2 溶液的燒 2 杯中,緩慢通入純凈的 SO2氣體 實驗 2:在盛有不含 O2 的 25ml0.1mol/LBa ( NO3) 2 溶 假設一成立 液的燒杯中,緩慢通入純凈的 SO2 氣體 ( 2)為深入研究該反應,該小組還測得上述兩個實驗中溶液的 pH 隨通入 SO2體積的變

41、化曲線入 下圖 實驗 1 中溶液 pH 變小的原因是 ____;V 1 時,實驗 2 中溶液 pH 小于實驗 1 的原因是(用離子方程 式表示) _________。 ( 3)驗證假設二 請設計實驗驗證假設二,寫出實驗步驟,預期現(xiàn)象和結論。 實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論(不要求寫具體操作過程) 11 ( 4)若假設二成立,請預測:在相同條件下,分別通入足量的 O2 和 KNO3,氧化相同的 H2SO3 溶液 (溶液體積變化忽略

42、不計) ,充分反映后兩溶液的 pH 前者 _______( 填大于或小于 ) 后者,理由是 ________ 【答案】( 1)無明顯現(xiàn)象、有白色沉淀生成( 2) SO2 溶于水后生成 H2SO3; - 2- + (3) 3SO2+2NO3 +2H2O=3SO4 +4H +2NO 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 結論 實驗 1:作為參考實驗 實驗 3 :將純凈的 SO 氣體通入未經脫 O 處理的 假設二成立 2 2

43、 25mL0.1mol/L 的 BaCl 2 溶液中 白色沉淀生成 ( 4)小于,反應的離子方程式表明,足量的 - 分別氧化相同的 + O 和 NO H SO,生成的 H 的物質的 2 3 2 3 量前者多余后者 【解析】( 1)根據(jù)強酸制弱酸的原理,亞硫酸是弱酸不能制備鹽酸,故實驗 1 無現(xiàn)象, SO2 溶于水后

44、 生成 H2SO3,亞硫酸顯酸性, 電離出H + - 2- 2- , ,和 NO3 結合生成硝酸, 具有強氧化性, 將 SO3 氧化成 SO4 故生成白色的 BaSO沉淀;( 2) SO 溶于水后生成 H SO,亞硫酸顯酸性,故 pH 值減??; 4 2 2 3 3SO2+2NO3- +2HO=3SO42- +4H++2NO;( 3) 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 結論 實驗 1:

45、在盛有不含 O2 的 25ml0.1mol/LBaCl 2 溶液的燒 SO2 氣體 無現(xiàn)象 杯中,緩慢通入純凈的 實驗 2:在盛有富含 O2 的 25ml0.1mol/LBaCl 假設二成立 2 溶液的燒 SO氣體 有白色沉淀生成 杯中,緩慢通入純凈的 2

46、 ( 4)小于,反應的離子方程式表明,足量的 - 分別氧化相同的 + O 和 NO H SO,生成的 H 的物質的 2 3 2 3 量前者多余后者(其它合理答案也正確) 【考點定位】本題屬于實驗設計和評價題,考查學生對實驗的設計探究能力,多屬于開放性試題,可 能出現(xiàn)多種正確答案,屬于綜合性較強的較難題型。 7.【 2015 北京卷】( 15 分)為探討化學平衡移動原理與氧化還原反應規(guī)律的聯(lián)系,某同學通過改變濃 3+- 2+ 3+ 2+

47、度研究“ 2Fe +2I 2Fe +I ”反應中 Fe 和 Fe 的相互轉化。實驗如下: 2 12 ( 1)待實驗 I 溶液顏色不再改變時,再進行實驗 II ,目的是使實驗 I 的反應達到 。 ( 2) iii 是 ii 的對比試驗,目的是排除有 ii 中 造成的影響。 ( 3) i 和 ii 的顏色變化表明平衡逆向移動, Fe2+ 向 Fe3+ 轉化。用化學平衡移動原理解釋原

48、 因: 。 ( 4)根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律, 該同學推測 i 中 Fe2+ 向 Fe3+轉化的原因: 外加 Ag+使 c( I - )降低,導致 I - 的還原性弱于 Fe2+,用下圖裝置( a、b 均為石墨電極)進行實驗驗證。 ① K 閉合時,指針向右偏轉, b 作 極。 ②當指針歸零(反應達到平衡)后,向 U 型管左管滴加 0.01 mol/L AgNO3溶液,產生的現(xiàn)象證實 了其推測,該現(xiàn)象是 。 ( 5)按照( 4)的原

49、理,該同學用上圖裝置進行實驗,證實了 ii 中 Fe2+向 Fe3+轉化的原因, ①轉化原因是 。 ②與( 4)實驗對比,不同的操作是 。 ( 6)實驗 I 中,還原性: I - >Fe2+;而實驗 II 中,還原性: Fe2+>I - ,將( 3)和( 4)、( 5)作對比, 得出的結論是 。 【答案】( 1)化學平衡狀態(tài) ( 2)溶液稀釋對顏色變化 13 ( 3)加入 Ag+發(fā)生反應: Ag++I - =AgI↓, c( I - )降低;或增大 c( Fe2+)平衡均逆向移動

50、( 4)①正 ②左管產生黃色沉淀,指針向左偏轉。 ( 5)① Fe2+隨濃度增大,還原性增強 ,使 Fe2+還原性強于 I - ②向 U 型管右管中滴加 1mol/L FeSO 4 溶液。 ( 6)該反應為可逆氧化還原反應,在平衡時,通過改變物質的濃度,可以改變物質的氧化、還原能力,并影響平衡移動方向 【解析】 ( 4)① K 閉合時,指針向右偏轉, b 極為 Fe3+得電子,作正極;②當指針歸零(反應達到平衡) 后,向 U型管左管滴加 0.01 mol/L AgNO3溶液,產生黃色沉淀,

51、 I - 離子濃度減小, 2Fe3+ + 2I - 2Fe2+ + I 2 平衡左移,指針向左偏轉。 ( 5)①Fe2+向 Fe3+轉化的原因是 Fe2+濃度增大,還原性增強 ; ②與( 4)實驗對比,不同的操作是當指針歸零后,向 U 型管右管中滴加 1mol/L FeSO4 溶液。 將 ( 3)和( 4)、(5)作對比,得出的結論是在其它條件不變時,物質的氧化性和還原性與濃度有關,濃度的改變可影響物質的氧化還原性,導致平衡移動。 考點:化學平衡移動、電化學知識 8.【 2015 新課標 1 卷】( 14 分)草酸(乙二酸) 存在于自然界的

52、植物中, 其 K =5.4 10 - 2 10 ,K =5.4 1 2 -5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水, 而其鈣鹽難溶于水。 草酸晶體 (H2C2 O42H2O)無色,熔點為 101℃, 易溶于水,受熱脫水、升華, 170℃以上分解?;卮鹣铝袉栴}: ( 1)甲組同學按照如圖所示的裝置,通過實驗檢驗草酸晶體的分解產物。裝置 C 中可觀察到的 現(xiàn)象是 _________,由此可知草酸晶體分解的產物中有 _______。裝置 B 的主要作用是 ________。

53、 14 ( 2)乙組同學認為草酸晶體分解的產物中含有 CO,為進行驗證,選用甲組實驗中的裝置 A、B 和下圖所示的部分裝置 ( 可以重復選用 ) 進行實驗。 ①乙組同學的實驗裝置中,依次連接的合理順序為 A、 B、 ______。裝置 H 反應管中盛有的物質 是 _______。 ②能證明草酸晶體分解產物中有 CO的現(xiàn)象是 _______。 ( 3)設計實驗證明:①草酸的酸性比碳酸的強 ______。②草酸為二元酸

54、______。 【答案】( 1)有氣泡逸出,澄清石灰水變渾濁; CO2;冷凝(水蒸氣、草酸等) ,避免草酸進入裝置 C 反應生成沉淀,干擾 CO2 的檢驗。 ( 2)① F、D、 G、 H、 D、 I ; CuO(氧化銅); ② H 中的粉末有黑色變?yōu)榧t色,其后的 D 中的石灰水變渾濁; ( 3)①向盛有少量 NaHCO3溶液的試管中滴加草酸溶液,有氣泡產生。②用氫氧化鈉標準溶液滴定草酸溶液,消耗氫氧化鈉的物質的量是草酸的兩倍 ( 2)問考查實驗原理和物

55、質性質綜合應用能力。由裝置 A、 B 出來的氣體含有 CO2、 CO,容易想 到用灼熱氧化銅來氧化 CO,進而檢驗其產物 CO2。但要注意到原產物中有 CO2,故要設計除去 CO2 和驗證 CO2 除盡的環(huán)節(jié)。最終確認連接順序 F(除 CO2)、 D(驗證 CO2 被除盡)、 G(干燥,這是氣 15 體進入加熱裝置的常規(guī)要求) 、 H(氧化 CO)、D(驗證 H 中生成的 CO2來證明 CO的存在)、I (尾氣處理); H 中要裝 CuO(氧化銅);

56、 【考點定位】 CO、 CO2的性質;化學實驗基本知識;化學實驗知識的簡單應用。難度為較難等級 9.【 2015 四川卷】 (13 分)(NH 4) 2 SO4 是常見的化肥和化工原料,受熱易分解。某興趣小組擬探究其分 解產物。 (NH4) 2SO4 在 260℃和 400℃時分解產物不同。 該小組擬選用下圖所示裝置進行實驗(夾持和加熱裝置略) 實驗 1:連接裝置 A-B-C-D ,檢查氣密性, 按圖示加入試劑 (裝置 B 盛 0.5000mol/L 鹽酸 70.00mL)。 通入 N 排盡

57、空氣后,于 260℃加熱裝置 A 一段時間,停止加熱,冷卻,停止通入 N 。品紅溶液不 2 2 褪色,取下裝置 B,加入指示劑,用 0.2000mol/L NaOH 溶液滴定剩余鹽酸,終點時消耗 NaOH溶 液 25.00 mL 。經檢驗滴定后的溶液中無 2- 。 SO4 ( 1)儀器 X 的名稱是 ________________ 。 ( 2)滴定前,下列操作的正確順序是_________( 填字母編號 ) 。a.盛裝 0.2000mol/L NaOH 溶液 b.用 0.2000m

58、ol/L NaOH 溶液潤洗c.讀數(shù)、記錄 d.查漏、清洗 e.排盡滴定管尖嘴的氣泡并調整液面 ( 3)裝置 B 內溶液吸收氣體的物質的量是 __________mol 實驗 2:連接裝置 A-D-B ,檢查氣密性,按圖示重新加入試劑。通入 N2 排盡空氣后,于 400℃加 熱裝置 A 至 (NH4) 2SO4 完全分解無殘留物,停止加熱,冷卻,停止通入 N2。觀察到裝置 A、D 之間 16 的導氣管內有少量白色固體。經檢驗,該白色固體和裝置 D 內溶液中有 2- 2- 。進一步研 SO3 ,無 SO4

59、 究發(fā)現(xiàn),氣體產物中無氮氧化物。 ( 4)檢驗裝置 D 內溶液中有 2- 2- 的實驗操作和現(xiàn)象是 __________. SO ,無 SO 3 4 ( 5)裝置 B 內溶液吸收的氣體是 ____________. ( 6) (NH4) 2SO4 在 400℃分解的化學方程式是 ______________________. 【答案】( 1)圓底燒瓶 ( 2) dbaec (3) 0.03 mol ( 4)取少量

60、裝置 D 內溶液于試管中, 滴加 BaCl2 溶液,生成白色沉淀;加入足量稀鹽酸后沉淀完 全溶解,放出無色刺激性氣體 3 ( 5) NH △ ( 6) 3(NH4) 2SO4 4NH3↑+ N 2↑+3SO2↑ + 6H 2O↑ 【考點定位】實驗設計與評價 17

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