高考化学备考 中等生百日捷进提升系列 专题26 产物检验型实验探究评价题（含解析）

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求专题二十六 产物检验型实验探究评价题解题方法策略考试方向产物检验型实验探究评价题为高考的常考题型。试题与元素及化合物知识联系紧密。解题中通过元素及化合物知识，认识其特点，用特征的反应及现象及检验，通过物质的不同性状进行分离与提纯。在复习备考过程中需要关注常见物质的检验方法。经典题例析【例题1】【2015海南卷】工业上，向500600的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验。回答下列问题： （1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为 ，装置B中加入的试剂是 。 （2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取 。尾气的成分是 。若仍用D的装置进行尾气处理，存在的问题是 、 。 （3）若操作不当，制得的FeCl2 会含有少量FeCl3 ，检验FeCl3常用的试剂是 。欲制得纯净的FeCl2 ，在实验操作中应先 ，再 。【答案】（1）MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2+ 2H2O；浓硫酸。（2）HCl；HCl和H2；发生倒吸、可燃气体H2不能被吸收。（3）KSCN溶液；通入氯化氢（赶尽装置中的空气）【考点定位】本题主要是以氯化铁和氯化亚铁的制备为载体考查化学实验方案的分析与评价。【名师点睛】以氯化铁和氯化亚铁的制备为载体考查化学实验方案的分析、评价与设计，涉及氯气的制备和净化、Fe3的检验等基础知识。理清实验目的、实验原理及实验装置的作用是得分的关键。实验的评价和设计要注意科学性、简约型和环保性，是化学高考的必考题型，题目难度较大。【例题2】【2014江苏卷】实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、I等）中回收碘，其实验过程如下：（1）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I，其离子方程式为 ；该操作将I2还原为I的目的是 。（2）操作X的名称为 。（3）氧化时，在三颈烧瓶中将含I的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2， 在400C左右反应（实验装置如右图所示）。实验控制在较低温度下进行的原因是 ；锥形瓶里盛放的溶液为 。（4）已知：5SO32+2IO3+2HI2+5SO42+H2O某含碘废水（pH约为8）中一定存在I2，可能存在I、IO3中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I、IO3的实验方案：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在； 。实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液【答案】（1）SO32-+I2+H2O2I-+SO42-+2H+；使四氯化碳中碘进入水层；（2）分液 （3）使氯气在溶液中有较大的溶解度；氢氧化钠溶液 （4）从水层取少量的溶液，加入12mL淀粉溶液，加热盐酸酸化，滴加氯化铁溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有碘离子；若溶液不变蓝，说明废水中不含有碘离子。另从水层取少量溶液，加入12mL淀粉溶液，加热盐酸酸化，滴加亚硫酸钠溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有碘酸根离子，否则不含有。【考点定位】本题主要是考查工业流程中实验综合问题，涉及实验中物质的分离与提纯、反应原理、尾气的处理、离子的检验等内容【名师点晴】本题主要是考察学生在新情境下的实验基本操作的理解、实验原理的分析和对简单实验设计能力，在一定程度上考查了学生的创新思维能力。体现化学学科的特点。本题的解题要点首先为实验中物质的分离与提纯的方法及原理，然后是微粒的检验方法。做题时认真读题审题，不要出现离子检验漏检情况。 解题方法与策略物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点是：依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。检验类型鉴别利用不同物质的性质差异，通过实验，将它们区别开来。鉴定根据物质的特性，通过实验，检验出该物质的成分，确定它是否是这种物质。推断根据已知实验及现象，分析判断，确定被检的是什么物质，并指出可能存在什么，不可能存在什么。检验方法若是固体，一般应先用蒸馏水溶解若同时检验多种物质，应将试管编号要取少量溶液放在试管中进行实验，绝不能在原试剂瓶中进行检验叙述顺序应是：实验（操作）现象结论原理（写方程式）常见的几类检验方法：1、气体检验：如检验CO2、CO、SO2、NH3、C2H2、C2H4、H2S、H2等气体，实验设计思路：气体发生装置检验杂质气体装置除去杂质气体装置确定杂质气体除尽装置检验气体装置尾气处理装置（有毒气体、可燃气体要考虑尾气处理）。在解答此类题目时首先要分析制备的气体和杂质的性质，其次根据性质确定检验试剂和方法，最后根据气体之间在检验过程中相互干扰，确定检验气体的先后顺序。2、酸、碱、盐的检验：如题目中给出一组化合物，要求设计实验进行检验，一般先选择物理方法（如溶解性、颜色、气味和状态等），然后再用化学方法检验。3、离子检验：首先要注意离子检验所要求的环境，如酸碱性；其次要注意避免离子间的相互干扰。跟踪训练1将绿矾（FeSO47H2O）隔绝空气条件下加强热分解，已知产物全部为氧化物，为探究绿矾分解的反应产物，某同学进行了以下实验： 【实验一】为探究固体产物中铁元素的价态，该同学将固体产物溶于足量的稀硫酸得到相应的溶液，进行以下猜想和实验： 猜想实验操作预期现象猜想一：铁元素只显 价取溶液样品，滴入KSCN溶液；取溶液样品，滴入稀酸性KMnO4溶液加入KSCN溶液无明显现象；酸性KMnO4溶液颜色 猜想二：铁元素只显 价加入KSCN溶液呈 色；稀酸性KMnO4溶液颜色无变化猜想三：铁元素显+2，+3价加入KSCN溶液呈血红色；稀酸性KMnO4溶液颜色褪色 【实验二】为进一步探究该反应的产物，进行了如下图所示的实验： （1）实验开始时，点燃C处酒精喷灯之前应先打开A处活塞通CO2，其目的是 。（2）饱和NaHCO3的作用是 ，其水溶液呈碱性的原因（用离子方程式解释） 。（3）该组同学称取了55.6克绿矾按如图装置进行试验，待绿矾分解完全后，E瓶中只出现白色沉淀且质量为23.3克；C中固体产物加入足量稀硫酸中，固体产物全部溶解，取溶液样品，加入KSCN，溶液呈血红色，取另一份溶液，加入酸性KMnO4，不褪色。根据这些实验现象和数据，可以得知绿矾分解的化学方程式为 。（4）该组同学设计的装置存在着一个明显的缺陷是 。【答案】实验一猜想：+2价，褪色，+3价，血红色（以上每空1分）；实验二：（1）赶走装置内的空气； （2）除去CO2中的HCl；HCO3-+H2OH2CO3+OH；（3）FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O （4）未进行尾气处理（以上每空2分）【考点定位】本题主要是考查探究绿矾分解的反应产物成分的测定 ,Fe2和Fe3的检验【名师点睛】本题考查了物质性质的实验探究方法和实验分析判断，氧化还原反应电子守恒的计算应用，主要是铁及其化合物性质的应用，掌握基础和实验基本操作是解题关键，题目难度中等。Fe2、Fe3检验需注意的问题总结如下： （1）检验Fe2时不能先加氯水后加KSCN溶液；当溶液的浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2和Fe3的存在。 （2）检验Fe2和Fe3混合溶液时，要分两次分别检验Fe2和Fe3,检验Fe2时要选择酸性高猛酸钾溶液，检验Fe3时最好选择KSCN溶液。2Al、Fe、Cu是生活中常见的金属，也是应用最广泛的金属。请回答下列问题：（1）将Al、Al2O3和Al(OH)3的混合物恰好与NaOH溶液反应，反应后溶液中溶质的化学式_ 向反应后的溶液中通入过量CO2，反应的离子方程式为_（2）铁的复杂氧化物Fe3O4溶于稀硫酸生成两种盐，则反应的化学方程式为_ 检验反应后的溶液中存在Fe2+的具体操作是_ 纳米级Fe3O4是一种吸附剂，在溶液中可发生如下反应：Fe3O4+H2O+O2Fe(OH)3，每转移1mol电子生成Fe(OH)3的物质的量为_。（3） 2.50 g CuSO45H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。请回答下列问题：.试确定b点时固体物质的化学式_(要求写出必要的推理过程)；.取270所得样品，于770灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为_。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为_。.1000发生反应的化学方程式为_。【答案】（1）NaAlO2；（1分） AlO2- + CO2+ 2H2O = Al(OH)3 + HCO3- （1分）（2）Fe3O4 + 4H2SO4 = FeSO4 + Fe2 (SO4)3+ 4H2O（1分） 取少量溶液于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，则反应后的溶液中存在Fe2+ （2分） 3mol（2分） （3） CuSO4H2O和必要计算过程 （2分）；CuSO4CuO + SO3（2分）； CuSO45H2O；（2分）4CuO2Cu2O + O2（2分） 【考点定位】本题主要是考查Al、Fe、Cu的单质及化合物的性质的知识。【名师点睛】本题以硫酸铜晶体受热脱水过程为例考查了物质的稳定性与加热温度的关系。结晶水合物加热分解过程中，先失去结晶水，然后是得到的无水盐再发生分解反应，加热温度不同，分解产物不同，可以先计算出一定质量的CuSO45H2O中含有的盐的物质的量、结晶水的物质的量及质量，根据反应过程中失重质量判断结晶水是否完全失去，再根据加热过程中反应现象、质量守恒定律确定物质的成分.金属元素一定会留着固体中，其余元素可结合质量变化数值确定。根据上述质量变化可看出在CuSO45H2O中五个结晶水结合程度不同，一个结合牢固，是内界水，四个是外界水。书写物质分解反应方程式时一定要注明该反应的温度。3用下图所示实验装置进行SO2性质的探究实验。（1）装置A中发生反应的离子方程式为： ，G装置的作用 。（2）简述检查该装置气密性的方法 。（3）能够证明SO2具有还原性、氧化性的实验装置依次为 和 (用字母表示)，观察到的现象依次是 、 。（4）若要证明酸性：H2CO3H2SiO3，则应观察到的实验现象有 。（5）某同学用32gCu与50g 98%浓硫酸反应来制取SO2，实验结束后，还有19.2g的Cu剩余，若要让Cu完全溶解，则至少应加入1mol/L的稀硝酸 mL。【答案】（1）HSO3-+H=SO2+H2O 吸收尾气，防止CO2 进入F （2）G中加水至没过导管口，微热A中圆底烧瓶，若G中有气泡产生，停止加热，冷却后导管末端形成一段水柱，说明气密性良好 （3）C和B C中溴水褪色，B中出现淡黄色沉淀 （4）E中品红不褪色，F中出现浑浊 （5）600mL【考点定位】本题主要是考查SO2 的化学性质，化学实验基本操作等知识。【名师点睛】本题考查了性质实验方案的设计，侧重考查二氧化硫的化学性质及检验方法，题目难度中等，注意掌握二氧化硫的化学性质及检验方法，明确性质实验方案的设计原则，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力。现就与SO2 有关的颜色变化总结如下： 实验内容现象SO2 的性质将SO2 通入品红溶液中溶液由红色变为无色漂白性将SO2 通入滴有酚酞的NaOH溶液中溶液由红色变为无色酸性将SO2 通入酸性高猛酸钾溶液中溶液由紫色变为无色还原性将SO2 通入氢硫酸中溶液中出现淡黄色沉淀氧化性4络氨铜【Cu(NH3)4SO4】是一种重要的染料及农药中间体。已知：以氧化铜为主要原料合成该物质的合成路线如下图：络氨铜在乙醇水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如下。(NH4)2SO4在水中可溶，在乙醇中难溶。请根据以上信息回答下列问题：（1）由CuO制出的CuSO4溶液中常含有 Fe2(SO4)3杂质，请设计一个可行方案，检验CuSO4溶液中是否含有Fe3+： 。（2）Cu(NH3)4SO4 在水中存在如下解离过程：Cu(NH3)4SO4=Cu(NH3)42+（深蓝色离子）+SO42；Cu(NH3)42+Cu2+4NH3。请写出在CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量的反应现象： 。（3）方案1的实验步骤为：加热蒸发冷却结晶过滤洗涤干燥。该方案存在明显缺陷，因为得到的产物晶体往往含有Cu2 (OH)2SO4杂质，产生该杂质的原因是 。方案2是较为理想的结晶方案，先向溶液C加入适量 （填物质名称），再过滤、洗涤、干燥即可得到较纯净的晶体。下列选项中，最适合作为滤出晶体洗涤液的是 。A乙醇 B 蒸馏水 C乙醇和水的混合液 D饱和硫酸钠溶液洗涤沉淀的操作方法是 。（4）氨含量的测定：准确称取a g络氨铜样品，加入过量NaOH溶液微热，使NH3充分释放，并被准确量取的30.00mL 0.5000mol.L1HCl溶液充分吸收。吸收液用0.1200molL1的NaOH溶液滴定，消耗的NaOH溶液的体积为V L，则络氨铜样品中氨的质量分数为 （用含a、V的字母表达）。【答案】（1）取适量溶液，滴加KSCN溶液，如果溶液变红，说明含有Fe3+，反之则无。（2分）（2）随着氨水的滴入，产生蓝色絮状沉淀；氨水过量后，蓝色沉淀又溶解，溶液变深蓝色。（2分）（3）加热蒸发过程中NH3挥发，使反应Cu(NH3)42+Cu2+4NH3平衡往右移动，且Cu2+发生水解。（2分）无水乙醇（2分） C （2分） 用胶头滴管吸收少量乙醇溶液滴在固体上至浸没固体，待洗液滤出后，重复23次。（2分） （4） （2分） 【考点定位】本题主要是考查离子检验，物质的制备，质量分数的计算【名师点睛】阳离子的检验方法：1、铁离子：加入硫氰化钾，溶液显红色；或加入氢氧化钠溶液，生成红褐色沉淀；或加入苯酚，显紫色。2、亚铁离子：加入硫氰化钾，不显红色，再加入氯水，显红色。或加入氢氧化钠，生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。3、铁离子和亚铁离子都存在时检验亚铁离子：加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色。4、铜离子：加入碱的溶液，例如氢氧化钠，生成蓝色絮状沉淀。5、铝离子：加入氢氧化钠，先生成白色沉淀后沉淀溶解。6、铵根离子：加入氢氧化钠的浓溶液或加热，产生能使红色石蕊试纸变蓝的气体。5某化学兴趣小组的同学进行草酸亚铁晶体(FeC2O4nH2O)分解的实验探究。经小组讨论，他们设计了如下装置进行实验。烧瓶B中盛有饱和NH4Cl和饱和NaNO2混合液(常用于实验室制N2)，干燥管C1、C4中装有碱石灰，试管E1、E3、E4中装有澄清石灰水。（1）充分反应后，将D1中的固体残余物投入足量经煮沸的稀硫酸中，固体完全溶解且无气体放出，取反应液加入KSCN溶液无血红色，证明固体产物为 。（2）该实验装置中有3个酒精灯，至少应该点 次酒精灯，最先点燃的酒精灯是 ，最后点燃的是 。（3）该实验装置中有4个直立的试管，它们与盛放试剂体现不同的作用，其中E2的作用是： 。（4）该实验装置中有4个干燥管，C3中盛装的试剂是 。（5）取7.2 g样品充分反应后，测得D1中的固体残余物为2.88 g，D2中固体质量减轻0.64 g，则草酸亚铁晶体(FeC2O4nH2O)分解的方程式为 。【答案】（1）FeO （2）4、A1、A1 （3）除尽气体中的CO2 （4）P2O5或CaCl2（5）FeC2O42H2OFeOCOCO22H2O【考点定位】本题主要是考查性质实验方案的设计【名师点睛】本题考查物质性质的分析判断，实验基本操作应用，在化学实验的考查方式中，综合性实验题目能面考查学生的基本化学知识、基本实验技能、化学学科素养，一直每年高考化学的热点问题。掌握方法和基础是关键，题目难度较大。基本思路：分析其物质结构特点或找出所属类型的典型代表物；推测物质可能具有的一系列性质；由此设计出合理的实验方案，去探究它所具有的性质。6【2014浙江卷】葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：C6H12O6(葡萄糖)Br2H2OC6H12O7(葡萄糖酸)2HBr2C6H12O7CaCO3Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸钙)H2OCO2相关物质的溶解性见下表：物质名称葡萄糖酸钙葡萄