高考化学一轮复习专题11.5探究性化学实验（练）（含解析）.doc

专题11.5 探究性化学实验1【浙江杭州高级2016届第三次月考】 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.稀酸性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FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O；（4）分析装置生成的气体中二氧化硫有毒不能排放到空气中需要尾气吸收；则答案为未进行尾气吸收；考点：考查探究绿矾分解的反应产物成分的测定 ,Fe2和Fe3的检验 2【百强校2016届衡水7调】某学生对Na2S03与AgN03在不同pH下的反应进行探究。（1）测得Na2S03溶液pH=10，AgNO3溶液pH=5，二者发生水解的离子分别是_；（2）调节pH，实验记录如下：实验pH现象a10产生白色沉淀，稍后溶解，溶液澄清b6产生白色沉淀，一段时间后，沉淀未溶c2产生大量白色沉淀，一段时间后，产生海绵状棕黑色物质X查阅资料得知：Ag2SO3：白色，难溶于水，溶于过量的Na2SO3溶液Ag2O棕黑色，不溶于水，能和酸反应，它和盐酸反应的化学方程式为 。（3）该同学推测a中白色沉淀为Ag2SO4，依据是空气中的氧气可能参与反应，则生成硫酸银沉淀的离子方程式为。该同学设计实验确认了 a、b、c中的白色沉淀不是Ag2SO4，实验方法是:取b、c中白色沉淀， 置于Na2SO3溶液中，沉淀溶解。另取Ag2SO4固体置于足量 溶液中，未溶解。（4）将c中X滤出、洗净，为确认其组成，实验如下：I向X中滴加稀盐酸，无明显变化向x中加人过量浓HNO3，产生红棕色气体。.用 Ba(NO3)2 溶液、BaCl2溶液检验中反应后的溶液，前者无变化，后者产生白色沉淀.实验I的目的是 。根据实验现象，分析X是 。中反应的化学方程式是 。（5）该同学综合以上实验，分析产生X的原因，认为随着酸性的增强，+4价硫的还原性增强，能被+1价银氧化。通过进一步实验确认了这种可能性，实验如下：通人Y后，瓶中白色沉淀转化为棕黑色，气体Y是 。白色沉淀转化为X的化学方程式是 。【答案】（1） SO32- Ag+ （2）Ag2O+2HCl=2AgCl+H2O 2 Ag+2SO32-+O2=Ag2SO4+SO42- Na2SO3 （4）证明X不是Ag2O；AgAg+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2+H2O（5）二氧化硫Ag2SO3+H2O2Ag+2H2SO4考点：考查实验探究，涉及亚硫酸盐的还原性及沉淀的转换。3【百强校2016届上高县二中考前冲刺】某实验室小组偶然发现将镁条插入饱和NaHCO3溶液中，镁条表面出现大量气泡。为了探究产生此现象的原因，该小组设计实验探究如下： （1）用固体NaHCO3配置饱和NaHCO3溶液的操作过程 。饱和NaHCO3溶液pH=8.4，用离子方程式表示 。 （2）请完成以下实验设计(镁条已擦去氧化膜且表面积大致相同。表中不要留空格)： 序号实验操作实验现象实验结论1将镁条投入5ml蒸馏水微量气泡2将镁条投入5ml饱和NaHCO3溶液中Mg与NaHCO3溶液剧烈反应3将镁条投入5ml pH= NaOH溶液中现象不明显Mg与NaOH溶液较难反应（3）对于反应中产生的气体(不考虑水蒸气)，请你完成假设二和假设三： 假设一：只有CO2；假设二：只有 ；假设三： (各1分)为检验其中是否含有CO2，写出实验步骤和结论。 实验步骤 想象和结论 大试管中加入擦去氧化膜的镁条 【答案】（1）在烧杯中加入足量碳酸氢钠固体，加入适量蒸馏水，加热使之溶解，冷却后取上层清液即可 （2）Mg与蒸馏水水缓慢(或较难)反应镁表面出现大量气泡(一段时间后出现大量沉淀。 8.4 （3）H2 H2和CO2 加入饱和的碳酸氢钠液，用湿润的红石蕊试纸放在试管口，若试纸变红，则气体中有CO2，否则无。考点：考查饱和溶液的配制、水解离子方程式书写、实验现象的分析判断、气体的检验。1【百强校2016届西安市铁一中12月月考】某化学兴趣学习小组设计实验探究金属M与浓硫酸反应的气体产物。提出假设 假设1：气体产物只有SO2； 假设2：_。实验设计为了探究金属M与浓硫酸反应产物，设计如图实验装置：一定量的浓硫酸与金属M反应。（1） 检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在H装置后面连上一根导管，然后 ，则证明装置的气密性良好。（2）若B瓶里品红溶液褪色，E、F和G中都无明显现象。反应后硫酸盐中金属显2价。写A中发生反应的化学方程式： ；（3）若假设2正确，则可观察到：F管中 ；G干燥管里 。实验反思 为了进一步探究金属M成分和气体组分，进行如下实验：称取112g金属M放入装置A中，加入一定量的浓硫酸，反应结束后，B瓶里品红溶液褪色，金属没有剩余，拆下G并称重，G增重09g。（4）为了观察溶液颜色，实验完毕后，需要稀释烧瓶里溶液。稀释烧瓶里溶液的操作方法： 。（5）将稀释后的溶液分装甲、乙试管，向甲试管里滴加KSCN溶液，溶液变红色；向乙试管里滴加酸性高锰酸钾溶液，振荡，溶液紫色褪去。如果烧瓶溶液中金属离子浓度相等，则气体成分及物质的量为 。试写出烧瓶里发生反应的总化学方程式 。【答案】假设2：气体产物有SO2 和H2（2分）（1） 将导气管插入盛有水的水槽中，微热烧瓶，若导气管冒气泡，停止加热有一段水柱上升；（2分）（2） M2H2SO4（浓）MSO4 SO22H2O （2分）（3）黑色粉末变成红色；（1分）白色粉末变为蓝色（1分）（4） 先将烧瓶中混合溶液冷却，再将混合液慢慢加入盛水的烧杯里，并不断搅拌（2分）（5） SO2：0.20mol ；H2：0.05mol（2分）4Fe9H2SO4(浓) 2FeSO4Fe2(SO4)34SO2H28H2O （2分）考点：本题考查实验设计与探究以及有关化学计算。2【百强校2016届吉大附中上学期摸底考试】(12分) 甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。向A中通入氯气至过量，观察A中，发现溶液先呈红色，然后变为黄色。（1）B中反应的离子方程式是 ；（2）为了探究A中溶液由红色变为黄色的原因，甲同学进行如下实验。取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在 ；（3）资料显示：SCN -的电子式为。甲同学猜想SCN可能被Cl2氧化了，他进行了如下研究。取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液， 产生白色沉淀，由此证明SCN中被氧化的元素是 ；甲同学通过实验证明了SCN中氮元素转化为NO3，已知SCN中碳元素没有被氧化，若SCN与Cl2反应生成1mol CO2，则转移电子的物质的量是 mol；8.12天津港特大爆炸事故现场有700吨左右氰化钠，氰化钠剧毒。有少量因爆炸冲击发生泄漏。这些泄露的氰化钠可通过喷洒氧化剂双氧水的方式来处理，以减轻污染。请写出NaCN的电子式_，偏碱性条件下，氰化钠溶液的CN-被双氧水氧化为HCO3，同时放出NH3，该反应的离子方程式为 。【答案】(12分) （1） Cl2+2OHCl+ClO+H2O (2分) （2） Fe3+ (2分) （3） 硫元素(也可写-2价硫元素，或-2价S) (2分) 16(2分). Na+ (2分) CN+H2O2+H2ONH3+HCO3 (2分)考点：实验方案的综合题，涉及到了离子的检验、氧化还原的离子方程式的书写、实验步骤的设计、化学计算等知识点。3【百强校2016届日照一中期末】（15分）某小组同学以石墨为电极电解CuCl2溶液时，发现阴极石墨电极上除了有红色物质析出外，还有少量白色物质析出。为探究阴极石墨电极上的产物，同学们阅读资料并设计了如下过程：.查阅资料：铜的化合物颜色性质如下物质颜色、性质物质颜色、性质氢氧化铜Cu(OH)2蓝色固体不溶于水硫酸铜(CuSO4)溶液呈蓝色氧化亚铜(Cu2O)红色固体不溶于水氯化铜(CuCl2)浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色氯化亚铜(CuCl)白色固体不溶于水碱式氯化铜绿色固体不溶于水. 实验探究：（1）提出假设：红色物质一定有铜，还可能有Cu2O；白色物质为铜的化合物，其化学式可能为 。（2）实验验证: 取电解CuCl2溶液后的阴极石墨电极，洗涤、干燥，连接下列装置进行实验，验证阴极产物 实验前，检查装置A气密性的方法是 。实验时，各装置从左至右的连接顺序为A B 。（填装置代号）（3）观察现象，得出结论实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，F中物质不变色，D中出现白色沉淀，根据现象碳棒上的红色物质是否有Cu2O (填“是”或“否”)，理由是 ；装置 (填上图中装置编号)中 的现象说明提出假设中的白色物质一定存在；写出装置B中发生反应的化学方程式 。（4）问题讨论电解CuCl2溶液阴极上除发生Cu22e=Cu的反应外，还发生的反应为 ；实验过程中，若装置B中的空气没有排净就开始加热，可能对实验造成的影响是 和 。【答案】26（15分） （1） CuCl（1分）（2） 将橡胶管连在导气管上，用弹簧夹夹紧橡胶管，向分液漏斗中注入水，打开分液漏斗活塞，水无法流下（或水的液面不会连续下降），证明气密性好良好 （2分） ECFD（2分）（3） 否（1分） F中物质不变蓝色（1分） D（1分） 出现白色沉淀（1分） 2CuClH22Cu2HCl（2分） （4） Cu2Cle=CuCl（2分） 氢气和氧气混合加热可能发生爆炸（1分）；装置中水蒸气会干扰Cu2O是否存在的判断。（1分） 考点：考查电解产物成分的实验测定，铜及其化合物的性质，电解池的工作原理等知识。1【2016年高考四川卷】（13分）CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl，并进行相关探究。【资料查阅】【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器略）。请回答下列问题：（1）仪器X的名称是_。（2）实验操作的先后顺序是a_c（填操作的编号）a检查装置的气密性后加入药品 b熄灭酒精灯，冷却c在“气体入口”处干燥HCl d点燃酒精灯，加热e停止通入HCl，然后通入N2（3）在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是_。（4）装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是_。（5）反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析：若杂质是CuCl2，则产生的原因是_。若杂质是CuO，则产生的原因是_。【答案】（1）干燥管（2）c d b（3）先变红，后褪色（4）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O（5）加热时间不足或温度偏低通入HCl的量不足【考点定位】考查化学实验探究，化学实验方案的分析、评价，元素及化合物知识。【名师点睛】本题以热分解CuCl22H2O制备CuCl为载体考查化学实验探究、化学实验方案的分析、评价，元素及化合物知识。解答本题首先要根据题给资料明确实验的原理，理清题给装置图中每一个装置的作用和相关反应，结合CuCl22H2O、CuCl易水解，CuCl易被氧化的性质知实验过程中要注意防止空气的干扰，确定装置的连接顺序；（5）小题要根据杂质的成分结合题给资料分析杂质产生的原因。2【2015四川理综化学】(13分)(NH4)2SO4是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。查阅资料 (NH4)2SO4在260和400时分解产物不同。实验探究该小组拟选用下图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）实验1：连接装置A-B-C-D，检查气密性，按图示加入试剂（装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL）。通入N2排尽空气后，于260加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N2。品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO42-。 （1）仪器X的名称是_。（2）滴定前，下列操作的正确顺序是_(填字母编号)。 a盛装0.2000mol/L NaOH溶液 b用0.2000mol/L NaOH溶液润洗 c读数、记录 d查漏、清洗 e排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面（3）装置B内溶液吸收气体的物质的量是_mol实验2：连接装置A-D-B，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后，于400加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO32-，无SO42-。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。（4）检验装置D内溶液中有SO32-，无SO42-的实验操作和现象是_.（5）装置B内溶液吸收的气体是_.（6）(NH4)2SO4在400分解的化学方程式是_.【答案】（1）圆底烧瓶（2）dbaec（3）0.03 mol（4）取少量装置D内溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀；加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解，放出无色刺激性气体（5）NH3（6）3(NH4)2SO44NH3+ N2+3SO2 + 6H2O【考点定位】实验设计与评价【名师点睛】考纲明确要求考生能根据实验试题要求：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)了解控制实验条件的方法；(3)分析或处理实验数据，得出合理结论(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。实验方案设计与评价取材于教材、高于教材，注重创新是近年高考化学试题的一大特点。近年高考综合实验试题往往是在教材实验、演示实验或考生已有实验知识的基础上进行改进，创设新情境，提出新问题，考查考生的创新意识。主要体现在以下几个方面：(1)根据题干给予的新信息，预测实验现象等。(2)药品使用创新、仪器功能拓展、实验操作改进创新和实验操作新途径开辟等。(3)面对新情境，能够正确提取并处理信息(准确提炼规律、严密推理分析、做出合理解释等)。(4)面对新问题，能够全面深入思考，合理优化结构，准确深刻评价等。3【2015安徽理综化学】（14分）某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1molL-1的Ba（NO3）2溶液中，得到了BaSO4沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组突出了如下假设:假设一：溶液中的NO3-假设二：溶液中溶解的O2（1） 验证假设一该小组涉及实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象实验步骤实验现象结论实验1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体假设一成立实验2：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa（NO3）2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体（2）为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线入下图实验1中溶液pH变小的原因是_;V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是（用离子方程式表示）_。（3）验证假设二请设计实验验证假设二，写出实验步骤，预期现象和结论。实验步骤、预期现象和结论（不要求写具体操作过程）（4）若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别通入足量的O2和KNO3，氧化相同的H2SO3溶液（溶液体积变化忽略不计），充分反映后两溶液的pH前者_(填大于或小于)后者，理由是_【答案】（1）无明显现象、有白色沉淀生成（2）SO2溶于水后生成H2SO3 ;3SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-+4H+2NO;（3）实验步骤实验现象结论实验1：作为参考实验假设二成立实验3：将纯净的SO2气体通入未经脱O2处理的25mL0.1mol/L的BaCl2溶液中有白色沉淀生成（4）小于，反应的离子方程式表明，足量的O2和NO3-分别氧化相同的H2SO3，生成的H+的物质的量前者多余后者【考点定位】本题属于实验设计和评价题，考查学生对实验的设计探究能力，多属于开放性试题，可能出现多种正确答案，属于综合性较强的较难题型，【名师点睛】解决本题首先应具备的知识基础是掌握基本的化学实验原理及方法，比如物质的分离与提纯的原理和方法，物质的检验的原理和方法，数据的处理的方法和误差分析等方法。解决本题型的关键在于审题仔细，找出要探究的具体问题，像题目中的“研究、验证、探究”等字眼后面的一般就是我们需要把握的探究问题。在设计实验时还有遵循以下原则，比如科学性原则、单一变量原则和对照原则等原则，比如此题在设计实验时用实验1作为对照实验，有利于更好的得出结论。实验探究一般步骤为，提出假设，设计实验，根据实验现象得出结论。4【2014年高考广东卷第33题】（17分）H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。（1）某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：_设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定 _（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。设计实验装置，完成图20的装置示意图。参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。 物理量实验序号V0.1molL-1Fe2(SO4)3/mL1a2a（2）利用图21（a）和21（b）中的信息，按图21（c）装置（连能的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_（填“深”或“浅”），其原因是_。【答案】（1）生成相同体积的氧气所需的时间测定反应时间H2O2的体积(mL)0.1molL-1Fe2(SO4)3的体积（mL）加入蒸馏水的体积（mL）生成O2的体积(mL)反应时间（min）实验1bacd实验2cabd（2）深；因为过氧化氢分解是放热反应，2NO2(g)N2O4(g)也是放热反应，所以B瓶温度高于A瓶，温度升高，平衡逆向移动，二氧化氮浓度增大，颜色加深。利用排水量气法，收集一定体积的O2，需要水槽、量筒、导气管，量筒内盛满水倒扣在水槽中，装置如图H2O2的体积(mL)0.1molL-1Fe2(SO4)3的体积（mL）加入蒸馏水的体积（mL）生成O2的体积(mL)反应时间（min）实验1bacd实验2cabd（2）由图a可知过氧化氢的分解反应是放热反应，由图b可知二氧化氮转化为四氧化二氮的反应也是放热反应，所以装置c中，右侧烧杯B瓶温度高于左侧烧杯A瓶，而温度升高，使平衡2NO2(g)N2O4(g)逆向进行，二氧化氮浓度增大，B瓶的颜色比A瓶的颜色深。【命题意图】：本题以探究浓度对反应速率的影响，考查学生对简单实验的分析、设计能力，对常见仪器的用途的考查，准确把化学实验基础知识和基本操作技能运用到某些类似的定量实验中去，对氧化还原反应的分析，单线桥或双线桥表示电子转移，对图像的分析判断，化学平衡移动原理的应用，它充分体现了“源于教材又不拘泥于教材”的命题指导思想，在一定程度上考查了学生的创新思维能力。5【2014年高考福建卷第25题】(15分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：实验一 焦亚硫酸钠的制取采用右图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置II中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为：Na2SO3SO2Na2S2O5（1）装置I中产生气体的化学方程式为 。（2）要从装置II中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是 。（3）装置III用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为 (填序号)。实验二 焦亚硫酸钠的性质Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。（4）证明NaHSO3溶液中HSO3 的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是 (填序号)。a测定溶液的pH b加入Ba(OH)2溶液 c加入盐酸 d加入品红溶液 e用蓝色石蕊试纸检测（5）检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是 。实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定（6）葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下：(已知：滴定时反应的化学方程式为SO2I22H2OH2SO42HI)按上述方案实验，消耗标准I2溶液2500 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为 gL1。在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测得结果 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。【答案】（1）Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2+H2O或Na2SO3+2H2SO42NaHSO4+SO2+H2O（2）过滤 （3）d （4）a、e（5）取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成（6）016 偏低【命题意图】本题以“焦亚硫酸钠的制取、