2020高考化学三轮冲刺大题提分大题精做3探究性实验设计

1、2020高考化学三轮冲刺大题提分大题精做3探究性实验设计大题精做三探究性实验设计1.（XX北京卷）实验小组制备高铁酸钾（K2Fe04）并探究其 性质。资料K2Fe04为紫色固体，微溶于K0H溶液；具有强氧化 性，在酸性或中性溶液中快速产生（）2,在碱性溶液中较稳定。（1）制备K2Fe04 （夹持装置略）A为氯气发生装置。A中反 应方程式是 （镒被还原为Mn2）。将除杂装置B 补充完整并标明所用试剂。C中得到紫色固体和溶液。C中C12发 生的反应有 3C122FeOII31OKOH2K2FeO46KC18II2O,另外还有（2）探究K2Fe04的性质取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产 生黄绿色气体，

2、得溶液a,经检验气体中含有C12。为证明是否 K2FeO4氧化了 C1而产生C12,设计以下方案方案取少量a,滴加 KSCN溶液至过量，溶液呈红色。方案用K0H溶液充分洗涤C中所 得固体，再用K0H溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量 b,滴加盐酸，有C12产生。由方案中溶液变红可知a中含有离子，但该离子的产生不能判断一定是K2Fe04将C1氧 化，还可能由 产生（用方程式表示）。方案可 证明K2FeO4氧化了 Cl。用KOH溶液洗涤的目的是 o根据K2FeO4的制备实验得出氧化性C12 (填或“”)，而方案实验表明，C12和的氧化 性强弱关系相反，原因是 o资料表明，酸性溶液中的氧

3、化性，验证实验如下将溶液b滴入MnS04和足量H2SO4 的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性。 若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案【解析】(1) A为氯气发生装置，KMnO4与浓盐酸反应时，镒被还原 为Mn2,浓盐酸被氧化成C12, KMnO4与浓盐酸反应生成KCl.MnClC12和H20,根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方 程式为2KMnO416HCl (浓)2KC1为nCl25cl28H20,离子方程式为 2MnO 10C116H2Mn25C 128H20o由于盐酸具有挥发性，所得C12中混 有 HC1 和 1120 (g) , IIC1 会

4、消耗 FeOHK0II,用饱和食盐水除去HC1,除杂装置B为。C中C12发 生的反应有 3C122Fe0H310K0H2K2Fe046KC18H20,还有 C12 与 K0II 的反应，C12与KOH反应的化学方程式为C122K0HKC1KC10H20,反 应的离子方程式为C12201IClC10H20o(2)根据上述制备反应，C的紫色溶液中含有K2FeOKC1,还可能含有KC10等。I.方案I加入KSCN溶液，溶液 变红说明a中含Fe3。但Fe3的产生不能判断K2FeO4与C1发生了 反应，根据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生02,自身被 还原成Fe3,根据得失电子守恒.原子守恒和

5、电荷守恒，可能的反 应为 4Fe020H4Fe330210H20o II.产生 C12 还可能是 C10C12HC121120,即KC10的存在干扰判断；K2Fe04微溶于K0H溶 液，用K0H溶液洗涤的目的是除去KC10.排除C10的干扰，同时保 持K2FeO4稳定存在。制备K2FeO4的反应 3C122Fe0H310K0H2K2Fe046KC18H20,在改反应中 C1 的化合价由 0 降到T价，氯气是氧化剂，铁元素的化合价由-3到6, 2FeOH3是 还原剂，K2FeO4为氧化产物根据同一反应中，氧化性氧化剂大于 氧化产物，得出氧化性C12FeO；方案II的反应为 4FeO2OH4Fe3

6、3O21OH2O,实验表明，C12与FeO氧化性强弱相反； 对比两个反应的条件，方案n在酸性条件下，说明溶液的酸碱性 的不同影响氧化性的强弱。该小题为开放性试题。若能，根据题 意K2FeO4在足量H2S04溶液中会转化为Fe3和02,最后溶液中不 存在FeO,溶液振荡后呈浅紫色一定是Mn04-的颜色，说明FeO将 Mn2氧化成MnO,所以该实验方案能证明氧化性FeOMnOo(或不能,因为溶液b呈紫色,溶液b滴入MnS04和H2s04 的混合溶液中，c (FeO)变小，溶液的紫色也会变浅；则设计一 个空白对比的实验方案，方案为向紫色溶液b中滴加过量稀 1I2S04,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫

7、色)。【答案】12KMn0416HC12MnC122KC15C128H20C1220HClC10H202Fe34Fe02 0II4Fe330210H203排除CIO的干扰溶液的酸碱性不同若能，理由 FeO在过量酸的作用下完全转化为Fe3和02,溶液浅紫色一定是 MnO的颜色（若不能,方案向紫色溶液b中滴加过量稀H2s04,观 察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色）. （xx辽宁丹东市一模）某探究性实验小组的同学将打磨过 的镁条投入到滴有酚瞅的饱和NaHC03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。.提出假设甲同学可能只是 M

8、gC03；乙同学可能只是MgOH2；丙同学可能是xMgCO3yMgOH.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”）。.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 gh （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

9、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xy的值 （选填“偏大”.“偏小”或“无 影响 ）O（5）若改进实验后，最终装置B质量增加m克，装置D质量 增力口了 n克，则xy o（用含m.n的代数式表示）【解析】（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，则乙同学假设错误；（2）浓硫酸吸收分解产生的水蒸 气，碱石灰吸收分解产生的C02,利用空气排尽装置中产生的气 体，实验中合理的连接顺序为efabdcgh或efbadcgh; （3）实验 一段时间后，当B装置中无气泡冒出时，停止加热，说明固体已 分解完全；根据以上分析可知打开f处的活塞，缓缓通入空气数 分

10、钟的目的是排出装置中的C02和水蒸气。由于空气中含有水蒸 气和C02,所以装置C中碱石灰的作用是吸收通入空气中的C02和 水蒸气；（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，空气中的水蒸气和C02也被碱石灰吸 收，导致生成的C02质量增加，因此会使测出的xy的值偏大；（5）若改进实验后，最终装置B质量增加mg,即产生水是 ml8mol,装置D质量增加了 ng, C02的物质的量是n44mo1,则根 据原子守恒可知xy9n22mo【答案】（1）乙同学（2） fabdc或fbadc （3）无气泡冒出排出装置 中的C02和水蒸气（4）偏大（5） 9n/22m（xx江西校

11、联考）硫酸亚铁铁NH42FeS042是分析化学中的 重要试剂，在不同温度下加热分解产物不同。设计如图实验装置 （夹持装置略去），在500时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁链至 分解完全，确定分解产物的成分。（1）B装置的作用是（2）实验中，观察到C中无明显现象，D中有白色沉淀生 成，可确定产物中一定有 气体产生，写出D中发生反应的离子方程式 o若去掉C,能否得出同样结论 （填“是”或“否”）,原因是 OA中固体完全分解后变为红棕色粉末，某同学设计实验 验证固体残留物仅为Fe203,而不含FeO,请帮他完成表中内容。（试剂，仪器和用品自选）实验步骤预期现象结论固体残 留物仅为Fe2O3 （4）若E中收

12、集到的气体只有N2,其物质的量为 xmol,固体残留物Fe203的物质的量为ymol, D中沉淀物质的量 为zmol,则x. y和z应满足的关系为(5)结合上述实验现象，完成硫酸亚铁铁在500时隔绝空气 加热完全分解的化学方程式 O【解析】B装置中硫酸铜粉末的作用是检验产物中是否有水生 成；(2)装置C中BaC12溶液的作用是为了检验分解产物中是否 有S03气体生成，若含有该气体，会生成硫酸钢白色沉淀，观察 到的观象为溶液变浑浊；现C中无明显现象，说明不含有S03气 体，再结合观察到D中有白色沉淀生成，说明含有S02气体；装 置D中通入二氧化硫和过氧化氢发生氧化还原反应，生成硫酸和 氯化钢反应

13、生成硫酸领沉淀，反应的离子方程式为 S02H202Ba2BaS042H；若去掉C,不能得出相同的结构，原因是无 法排除S03的干扰，因若有SO3也有白色沉淀生成；(3)根据亚 铁离子的还原性，可以用高镒酸钾溶液检验，方法为取少量A中 残留物与试管中，加入适量稀硫酸，充分振荡使其完全溶解，在 所得溶液中滴加高镒酸钾溶液，并振荡，若高镒酸钾溶液褪色， 则残留物中含有FeO；若高镒酸钾溶液不褪色，则残留物中不含 FeO； (4)若E中收集到的气体只有N2,其物质的量为xmol,固 体残留物Fe2O3的物质的量为ymol, D中沉淀物质的量为zmol, 其中N2和Fe203均为氧化产物，而S02为还原

14、产物，根据电子守 恒规律，可知23xmol2ymol2Zmol,即3xyz； (5)综合实验现象 并结合电子守恒和原子守恒，硫酸亚铁钱在500时隔绝空气加热 完全分解的化学方程式为2NH42FeS042Fe2032NH3N24S0251I20o【答案】1检验产物中是否有水生成2S02S02H202Ba2BaS042II否若有 S03也有白色沉淀生成3步骤取少量A中残留物于试管中，加入适 量稀硫酸，充分振荡使其完全溶解；将溶液分成两份，分别滴加 高镒酸钾溶液.KSCN溶液（或依次滴加K3FeCN6溶液.KSCN溶液或 其他合理答案）现象若高镒酸钾溶液不褪色，加入KSCN溶液后变 红（或加入K3F

15、eCN6溶液无现象，加入KSCN溶液后变红，或其他 合理答案）43xyz52NH42FeS042Fe2032NH3N24S025H20（xx哈尔滨市调研）某小组设计不同实验方案比较Cu2. Ag的氧化性。（1）方案1通过置换反应比较向酸化的AgN03溶液插入铜 丝，析出黑色固体，溶液变蓝。反应的离子方程式是,说 明氧化性AgCu2。（2）方案2通过Cu2. Ag分别与同一物质反应进行比较实验试剂编号 及现象试管滴管l.Omol/LKI 溶液L0mol/LAgN03溶液产生黄色沉淀，溶液无色1.0niol/LCuS04溶液产生白色沉淀A,溶液变黄经检验，中溶 液不含12,黄色沉淀是 o经检验，中

16、溶液含12。推测Cu2做氧化剂，白色沉淀A是Cui。确认A的实验如下a检验滤液 无I2O溶液呈蓝色说明溶液含有（填离子符号）。b白 色沉淀B是 o c白色沉淀A与AgN03溶液反应的离子方程式是,说明氧化性AgCu2。编号 实验1实验2实验3实验现象无明显变化a中溶液较快变棕黄色，b中电极上析出 银；电流计指针偏转c中溶液较慢变浅黄色；电流计指针偏转(3)分析方案2中Ag未能氧化I,但Cu2氧化了 I的原因，设计 实验如下(电极均为石墨，溶液浓度均为lmol/L, b.d中溶液 pH4) a中溶液呈棕黄色的原因是(用电极反应式表示)。“实验3”不能说明Cu2氧化了 Io依据是空气中的氧气也有

17、氧化作用，设计实验证实了该依据，实验方案及现象是 o方案2中，Cu2能氧化I,而Ag未能氧化I的原因 o(资料 AglAgIK11.21016； 2Ag2I2AgI2K28.7108)【解析】(1)向酸化的AgN03溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变 蓝，说明铜置换出了金属银，反应的离子方程式为Cu2Ag2AgCu2, 说明氧化性AgCu2,故答案为Cu2Ag2AgCu2； (2)经检验，中溶 液不含12,黄色沉淀是碘离子与银离子形成的碘化银沉淀，故答 案为Agl；中溶液含12,说明Cu2做氧化剂，将碘离子氧化，本 身被还原为Cu,因此白色沉淀人是(：111。a检验滤液无12。溶液 呈蓝色说明

18、溶液含有012,故答案为Cu2； b滤渣用浓硝酸溶解 后，在上层清液中加入盐酸，生成的白色沉淀B为AgCl,故答案 为AgCl； c白色沉淀A与AgN03溶液反应生成了 012和灰黑色沉 淀，灰黑色沉淀用浓硝酸溶解后的溶液中含有银离子，黄色沉淀 为Agl,说明灰黑色沉淀中含有金属银，反应的离子方程式为 CuI2AgCu2AgAgI,说明氧化性AgCu2,故答案为 CuI2AgCu2AgAgI； (3)碘化钾溶液与硝酸银溶液构成了原电池， a中溶液中的碘离子发生氧化反应生成碘单质，溶液呈棕黄色，电 极反应式为2I2e-12,故答案为212e-I2； “实验3”不能说 明Cu2氧化了 依据是空气中

19、的氧气也有氧化作用，只需设计 没有铜离子的情况下，也能看到相似的现象即可，可以设计实验 将d烧杯内的溶液换为plI4的lmol/LNa2S04溶液，c中溶液较慢 变浅黄，电流计指针偏转，故答案为将d烧杯内的溶液换为pH4 的lmol/LNa2s04溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转； AglAgIK11.21016； 2Ag2I2AgI2K28.7108, K1K2,故Ag更易与I-发生复分解反应，生成Agl。 2Cu24I2CuII2,生成了 Cui沉淀，使得Cu2的氧化性增强，因此 方案2中，Cu2能氧化I,而Ag未能氧化I,故答案为K1K2,故 Ag更易与I-发生复分解反应，生成A

20、gl。2Cu24I2CuII2,生成了 Cui沉淀，使得Cu2的氧化性增强。【答案】(1) Cu2Ag2AgCu2 (2) AgICu2AgClCuI2AgCu2AgAgI (3) 21- -2e-I2将d烧杯内的溶液换为pH4的lmol/LNa2s04溶液，c中溶 液较慢变浅黄，电流计指针偏转K1K2,故Ag更易与I发生复分解 反应，生成AgI2Cu24I2CuII2,生成了 Cui沉淀，使得Cu2的氧化 性增强4. (xx甘肃省师范附属中学期中)某兴趣小组探究S02气体 还原Fe3. 12,它们使用的药品和装置如图所示(1) S02气体还原Fe3的产物是 填离子符号，参加反应的S02和Fe

21、3的物质的量之比是 o(2)下列实验方案适用于在实验室制取所需S02的是o ANa2s03溶液与HN03BNa2S03固体与浓硫酸C固体硫在 纯氧中燃烧D铜与热浓H2s04 (3)装置C的作用是(4)若要从A中所得溶液提取晶体，必须进行的实验操作步 骤蒸发.冷却结晶过滤.自然干燥，在这一系列操作中没有用到的 仪器有 填序号。A蒸发皿B石棉网C漏斗D烧杯E玻璃棒F增蜗(5)在上述装置中通入过量的S02,为了验证A中S02与 Fe3发生了氧化还原反应，他们取A中的溶液，分成三份，并设计 了如下实验方案往第一份试液中加入酸性KMn04溶液，紫红色褪去。方案往第 二份试液中加入KSCN溶液，不变红，再

22、加入新制的氯水，溶液变 红。方案往第三份试液中加入用稀盐酸酸化的BaC12,产生白色沉淀。上述方案不合理的是,原因是O【解析】(1)根据反应S022Fe32H202Fe2so4H可知,S02气体还原 Fe3的产物是Fe2和SO；参加反应的S02和Fe3的物质的量之比 是12；综上所述，本题答案是Fe2和SO； 12o(2) A硝酸具有强氧化性，把亚硫酸钠氧化成硫酸钠，得不 到二氧化硫，故A错误；B浓硫酸虽具有强氧化性，但不能氧化亚 硫酸钠，和亚硫酸钠发生复分解反应生成二氧化硫气体，所以B 选项是正确；C固体硫在纯氧中燃烧，操作不容易控制，故C错 误；D铜与热浓H2s04加热反应生成硫酸铜.二氧

23、化硫，可以制备 二氧化硫，所以D选项是正确；综上所述，本题答案是BD。(3)二氧化硫是酸性氧化物具有刺激性气味，直接排放污染 大气，能和碱反应生成盐和水，所以可用碱液处理二氧化硫，所 以装置C的作用是吸收S02尾气，防止污染空气；因此，本题正 确答案是吸收多余的二氧化硫，防止污染空气。4操作步骤蒸发需 用到A蒸发皿，E.玻璃棒，冷却结晶需用到烧杯，过滤需用到C.漏斗，D.烧杯，E.玻璃棒，故不需要B.石棉网.F.培烟；因此，本题正确答案是BF。5二氧化硫有 还原性，高镒酸钾有强氧化性，二氧化硫能与高镒酸钾发生氧化 还原反应使高镒酸钾溶液褪色，Fe2也使高镒酸钾溶液褪色，所以 不合理的是方案，因

24、为A的溶液中含有S02, S02也能使KMnO4溶 液褪色；因此，本题正确答案是方案，S02也能使酸性高镒酸钾溶 液褪色。【答案】lFe2和S012 (2) BD (3)吸收多余的二氧化硫，防止污染空 气(4) BF (5)方案S02也能使酸性高镒酸钾溶液褪色(xx宁夏回族自治区长庆中学月考)甲烷在加热条件下可 还原氧化铜，气体产物除水蒸气外，还有碳的氧化物。某化学小 组利用如图装置探究其反应产物。查阅资料CO能与银氨溶液反应 CO2AgNH322OH2Ag2MICO2NH3o Cu20 为红色，不与 Ag 反应，能发生 反应 Cu202HCu2CuH20o(1)装置A中反应的化学方程式为(2

25、)按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A o填字母编号 (3)实验中滴加稀盐酸的操作为(4)已知气体产物中含有CO,则装置C中可观察到的现象是;装置F的作用为O(5)当反应结束后，装置D处试管中固体全部变为红色。设 计实验证明红色固体中含有Cu20 o欲证明红色固体中是否含有Cu,甲同学设计如下实验向少量红色固体中加入 适量0. lmolLlAgN()3溶液，发现溶液变蓝，据此判断红色固体中 含有Cu。乙同学认为该方案不合理，欲证明甲同学的结论，还需 增加如下对比实验，完成表中内容。实验步骤不要求写出具体操 作过程预期现象和结论 若观察到溶液不变蓝，则证明红色固体中含有Cu；若观察到溶液变蓝，则不能证明红色固 体中含有Cu【解析】A中Al4c3与盐酸发生复分解反应，反应方程式 A14C312HC13CII44A1C13；因此本题答案是 A14C3121IC13CII44AlC13oA中反应后，需除去气体可能携带的HC1,故紧接着是 F,然后将气体通入反应器D,随后通入B中，检验是否有水生 成，再通入澄清石灰水E,检验二氧化碳，最后通入C中检验一氧 化碳，最后G收集尾气，故顺序为FDBECG；综上所述，本题答案 是 FDB