高考化学一轮复习第十章化学实验综合题型第30讲探究性综合实验题习题（含解析）.docx

第30讲探究性综合实验题测控导航表知识点题号物质的性质探究4,5物质的成分探究1,2反应原理探究31.(2018福建福州高三下学期质量检测)蛋白质是生命的物质基础。某学习小组通过实验探究一种蛋白质的元素组成。.确定该蛋白质中的某些组成元素(1)为确定该蛋白质中含氮元素,将样品中有机氮转化成铵盐,能证明铵盐存在的实验方法是 。(2)为确定该蛋白质中含碳、氢、硫三种元素,采用如下图装置进行研究,通入氧气使样品在装置A中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过其余装置。装置B中的试剂是。装置D的作用是 。当装置B、C、E、F依次出现下列现象:,品红褪色, ,出现白色浑浊;可证明燃烧产物中含有H2O、SO2、CO2。结论:该蛋白质中含碳、氢、硫、氮等元素。.为测定该蛋白质中硫元素的质量分数,小组取蛋白质样品充分燃烧,先用足量碘水吸收二氧化硫,再取吸收液,以淀粉为指示剂,用硫代硫酸钠溶液滴定过量的碘。已知:2S2+I2S4+2I-(3)写出二氧化硫与碘水反应的化学方程式: 。(4)滴定终点的现象为 。(5)取蛋白质样品m g进行测定,采用c1 mol/L的碘水 V1 mL进行吸收,滴定过量的碘时消耗c2 mol/L硫代硫酸钠溶液V2 mL。该蛋白质中的硫元素的质量分数为。(6)若燃烧时过量氧气进入吸收液中,可能会导致该蛋白质中的硫元素的质量分数测定值(填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。解析:.(1)注入氢氧化钠溶液,加热,生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,则证明存在铵盐。(2)蛋白质中含碳、氢、硫三种元素,通入氧气使样品在装置A中充分燃烧,生成二氧化碳、水、二氧化硫;B装置中盛放无水硫酸铜检验水、C装置中的品红检验二氧化硫、D装置中的酸性高锰酸钾溶液除二氧化硫,E装置中的品红检验二氧化硫是否除尽、F中的澄清石灰水检验二氧化碳;所以装置B中的试剂是无水硫酸铜。装置D的作用是除去SO2,避免对CO2的检验造成干扰。当装置B、C、E、F依次出现下列现象:粉末由白色变蓝色,C中品红褪色,E中品红不褪色(或仍显红色),F中出现白色浑浊;可证明燃烧产物中含有H2O、SO2、CO2。.(3)二氧化硫与碘水反应生成硫酸、氢碘酸,反应方程式是I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI。(4)达到滴定终点时碘单质完全被还原为I-,现象是当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色。(5)设m g样品中硫元素的质量是x g,根据电子守恒+=c1 mol/LV110-3 L,x=32c1 mol/LV110-3 L-16c2 mol/LV210-3 L,该蛋白质中的硫元素的质量分数为100%=%。(6)过量氧气进入吸收液中,部分二氧化硫被氧气氧化,消耗硫代硫酸钠溶液的体积偏大,所以蛋白质中的硫元素的质量分数测定值偏小。答案:(1)注入氢氧化钠溶液,加热,生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体(2)无水硫酸铜除去SO2,避免对CO2的检验造成干扰粉末由白色变蓝色不褪色(或仍显红色)(3)I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI(4)当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色(5)% (6)偏小2.(2019浙江绍兴月考)某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究,实验步骤如下:.将光亮铜丝插入浓硫酸中,加热;.待产生黑色沉淀和气体时,抽出铜丝,停止加热;.冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用。查阅文献:检验微量Cu2+的方法:向试液中滴加K4Fe(CN)6溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+。(1)该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下:将CuO放入稀硫酸中,一段时间后,再滴加K4Fe(CN)6溶液,产生红褐色沉淀。将黑色沉淀放入稀硫酸中,一段时间后,再滴加K4Fe(CN)6溶液,未见红褐色沉淀。由该检验过程所得结论是 。(2)再次假设,黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下:实验装置现象1.A试管中黑色沉淀逐渐溶解2.A试管内上方出现红棕色气体3.B试管中出现白色沉淀现象2说明黑色沉淀具有性。能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是,相应的离子方程式是。为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”,还需进行的实验操作是 。(3)以上实验说明,黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后,沉淀溶解,其中CuS溶解的化学方程式是 。解析:(1)由、两个对照实验可知黑色固体中不含CuO。(2)由黑色沉淀与稀硝酸混合现象:A试管中黑色沉淀逐渐溶解;A试管内上方出现红棕色气体,说明黑色沉淀具有还原性,能将稀硝酸还原生成NO,NO遇氧气生成红棕色的NO2;B试管中出现白色沉淀,则为稀硝酸将黑色沉淀中的S元素氧化生成SO2,SO2与NO2共同通入BaCl2溶液,NO2与水反应生成的硝酸将SO2氧化为S,S与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,离子方程式为2N+3SO2+3Ba2+2H2O3BaSO4+2NO+4H+(或NO2+SO2+Ba2+H2OBaSO4+NO+2H+);为确认黑色沉淀是铜的硫化物,还需确认铜离子,故需取冷却后A装置试管中的溶液,滴加K4Fe(CN)6溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物。(3)浓硫酸具有强氧化性,将CuS氧化为SO2。答案:(1)黑色沉淀中不含有CuO(2)还原B试管中出现白色沉淀2N+3SO2+3Ba2+2H2O3BaSO4+2NO+4H+(或NO2+SO2+Ba2+H2OBaSO4+NO+2H+)取冷却后A装置试管中的溶液,滴加K4Fe(CN)6溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物(3)CuS+4H2SO4(浓)CuSO4+4SO2+4H2O3.(2019浙江绍兴月考)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。.(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果:与盐酸反应最剧烈,与盐酸反应的速度最慢;与盐酸反应产生的气体最多。(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为。(3)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3H2O,从而验证NaOH的碱性大于NH3H2O,继而可以验证Na的金属性大于N,你认为此设计是否合理?并说明理由:, ;.利用图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。(4)干燥管D的作用为 ;(5)若要证明非金属性:CSi,则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液,观察到C中溶液的现象,即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性,可进入C中干扰实验,应在两装置间添加装有溶液的洗气瓶。解析:.(1)金属性:KNaMgAl,金属越活泼,与酸反应越剧烈,则将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入足量同浓度的盐酸中,钾与盐酸反应最剧烈,铝与盐酸反应的速度最慢,钠、钾、镁、铝均为1 mol时Al失去电子最多,则铝与盐酸反应产生的气体最多。(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,说明生成单质S,证明Cl的非金属性比S强,该反应的离子方程式为S2-+Cl2S+2Cl-。(3)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3H2O,可以说明NaOH的碱性大于NH3H2O,但不能说明Na的金属性大于N,因为要验证金属性的强弱,必须通过比较最高价氧化物对应水化物的碱性来进行比较,而 NH3H2O 不是氮元素的最高价氧化物的水化物。.(4)球形干燥管D能够防止倒吸,避免C中液体进入锥形瓶中。(5)二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀,因氯化氢具有挥发性,会干扰实验结果,需将二氧化碳中混有的氯化氢除掉,根据氯化氢与碳酸氢钠反应,而二氧化碳不反应,可以在B和C之间增加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。答案:(1)钾铝铝(2)S2-+Cl2S+2Cl-(3)不合理用碱性强弱比较金属性强弱时,一定要用元素的最高价氧化物的水化物的碱性强弱比较,而NH3H2O不是氮元素的最高价氧化物的水化物(4)防止倒吸(5)有白色沉淀生成饱和NaHCO34.(2018河北石家庄高三下学期一模)AgNO3是中学化学常用试剂,某兴趣小组设计如下实验探究其性质。.AgNO3的热稳定性AgNO3受热易分解,用如图装置加热AgNO3固体,试管内有红棕色气体生成,一段时间后,在末端导管口可收集到无色气体a。(1)实验室检验气体a的方法为 。(2)已知B中只生成一种盐,据此判断AgNO3受热分解的化学方程式为 。(3)从安全角度考虑,上述实验装置存在一处明显缺陷,改进措施为。.AgNO3与盐溶液的反应(4)甲同学认为试管中产生银镜是Fe2+所致,其离子方程式为;乙同学认为要判断该观点正确,需增加如下实验,取2 mL 0.5 mol/L AgNO3溶液于试营中,向其中滴加几滴,若只产生白色沉淀,证明甲同学观点正确。(5)已知:AgSCN为白色沉淀。试管中红色褪去的原因为(请从平衡移动的角度解释)。(6)设计实验证明Ksp(AgI)Ksp(AgSCN)。限选试剂:0.1 mol/L AgNO3溶液、0.1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L KSCN溶液 。解析:考查实验方案设计与评价。.(1)根据实验,加热硝酸银,有红棕色气体产生,说明产生NO2,通过装置B后,在末端导管口可收集到无色气体,无色气体可能为氧气,检验氧气的方法是将带火星的木条放至导管口,木条复燃。(2)NO2与NaOH反应:2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O,氧气能把NaNO2氧化成NaNO3,根据信息,B中只生成一种盐,说明氧气过量,根据得失电子数目守恒,Ag的化合价降低,推断出硝酸银受热分解的方程式为2AgNO32Ag+2NO2+O2。(3)NO2能与NaOH发生反应,容易造成导管内的气体压强减小,容易引起倒吸,因此A、B装置之间连接一个防倒吸的安全瓶。.(4)Ag+的氧化性比F强,因此发生Ag+Fe2+F+Ag;根据的实验现象以及若只产生白色沉淀,证明甲同学观点正确,推出所加溶液为0.5 molL-1(NH4)2SO4(溶液)。(5)溶液中发生F+3SCN-Fe(SCN)3使局部变红;振荡试管时,过量的Ag+与SCN-反应生成AgSCN沉淀,降低了c(SCN-),平衡逆向移动,溶液褪色。(6)方案一:向盛有0.1 mol/L AgNO3溶液的试管中滴加0.1 mol/L KSCN溶液至不再有白色沉淀生成,向其中滴加 0.1 mol/L KI溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,则证明Ksp(AgI)Ksp(AgSCN)。方案二:将等体积的0.1 mol/L KSCN溶液和0.1 mol/L KI溶液混合,向混合液中滴加 0.1 mol/L AgNO3溶液,若生成黄色沉淀,则证明Ksp(AgI)Ksp(AgSCN)。答案:(1)将带火星的木条放至导管口,木条复燃(2)2AgNO32Ag+2NO2+O2(3)A、B装置之间连接一个防倒吸的安全瓶(4)Ag+Fe2+Ag+F0.5 mol/L(NH4)2SO4溶液(5)溶液中发生F+3SCN-Fe(SCN)3使局部变红;振荡试管时,过量的Ag+与SCN-反应生成AgSCN沉淀,降低了c(SCN-),平衡逆向移动,溶液褪色(6)方案一:向盛有0.1 mol/L AgNO3溶液的试管中滴加0.1 mol/L KSCN溶液至不再有白色沉淀生成,向其中滴加0.1 mol/L KI溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,则证明Ksp(AgI)Ksp(AgSCN)方案二:将等体积的 0.1 mol/L KSCN溶液和0.1 mol/L KI溶液混合,向混合液中滴加0.1 mol/L AgNO3溶液,若先生成黄色沉淀,则证明Ksp(AgI)7.8时,Al(OH)3开始溶解,pH10.8时Al(OH)3完全溶解。设计如下方案并进行实验:调节pH时,应控制pH的范围是。选用NaOH溶液调节pH,得到溶液B的离子方程式是。Al(OH)3经过滤、洗涤、灼烧至恒重后称量,质量为8.5 g,则该合金中铝的质量分数是。解析:(1)铜与稀硝酸反应生成NO气体,反应的离子方程式为3Cu+2N+8H+3Cu2+2NO+4H2O。已知常温下,NO2与N2O4混合存在,在低于0 时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在,而实验目的是检验生成的气体中含有NO,所以装置C的作用是将生成的NO2冷凝为N2O4,与NO分离,排除干扰。若A中有红棕色的气体生成,C中有无色的液体或晶体存在,则证明反应中有二氧化氮气体生成;能证明有NO生成的实验操作与现象:打开活塞K,鼓入空气,若D中的气体由无色变为红棕色,证明有NO生成。由于装置中氧气与NO反应生成二氧化氮,干扰了实验,所以应该在加入HNO3前通入N2,除尽装置中的空气。(2)结合反应流程可知,溶液B中含有偏铝酸根离子,沉淀C为氢氧化镁、氢氧化铜,则调节溶液的pH必须满足镁离子、铜离子完全沉淀,而铝离子完全转化成偏铝酸根离子,根据表中数据及氢氧化铝完全溶解的pH可知,此时pH12.4。溶液B中含有偏铝酸根离