2020高考化学月刊 专题1 化学实验专题预测5

化学实验专题预测51.某种催化剂是氧化铁。化学兴趣小组在实验室研究了催化剂中铁的价态：向少量样品中加入适量的稀硝酸，加热溶解；取一点溶液，滴下KSCN溶液，它会变红。一位同学得出结论，催化剂中铁的价态是3。(1)请说明结论是否合理，并说明理由。(2)请完成铁元素价态的调查：实验仪器和试剂的有限选择：烧杯、试管、玻璃棒、药勺、滴管、酒精灯、试管夹；3摩尔-1H2SO4，3% H2O2，6摩尔-1HNO3，0.01摩尔-1KMnO4，氢氧化钠稀溶液，0.1摩尔-1KI，20% KSCN，蒸馏水。(1)提出合理假设假设1:假设2:假设3:(2)设计一个实验方案来证明你的假设(不要在答题纸上作答)(3)实验过程根据的实验方案，进行了实验。请将实验操作步骤、预期现象和结论以下表的形式写在答题纸上。实验操作预期现象和结论步骤1:步骤2:步骤3:答案(1)不合理。实验设计不合理，因为硝酸氧化了催化剂中可能存在的二价铁，所以实验结果只能判断样品溶解后溶液中是否存在三价铁，不能确定样品中铁元素的价态。(2)催化剂中所有铁元素均为三价催化剂中的所有铁元素都是二价的。催化剂中的铁有二价和三价两种值。实验操作预期现象和结论第一步：用滴管取一定量的3毫升H2SO4在试管中加热煮沸几分钟，以除去其中溶解的氧气。第二步：用药物勺在试管中取少量样本。向滴管中加入适量脱氧的3摩尔-1硫酸，加热，充分反应，得到溶液a固体溶解，溶液颜色改变。第三步：取一点甲溶液到试管中，滴1-2滴20%KSCN溶液并振荡(1)如果溶液不是红色的，假设2成立。(2)如果解是红色的，假设1或假设3成立第四步：往试管里多放一点甲溶液。滴加1-2滴0.01摩尔-1高锰酸钾溶液并摇动在步骤3中与(2)结合：(1)如果溶液是紫红色，假设1为真(2)如果溶液的紫红色褪色，假设3为真分析(1)如果催化剂中铁元素的价态为二价，稀硝酸加入硝酸后将Fe2氧化成Fe3，同样的现象也会发生，所以结论是不正确的。(2) (1)催化剂中铁的价态是：铁的价态都是三价的，铁的价态都是二价的，铁的价态都是二价和三价的，所以这三个假设是可以成立的。(2)为了证明只有亚铁，可以取一个样品并溶解在稀释的H2SO4中，稀释的H2SO 4去除了溶解的O2，然后加入KSCN。如果没有血红色，则证明催化剂中只有Fe2，如果有血红色，则催化剂中只有三价铁或二价和三价铁。取另一种溶液，加入少量高锰酸钾溶液。如果溶液是紫红色的，则只有三价铁元素。如果溶液的紫红色褪色，则同时存在二价铁和三价铁。2.取化学式为MZ的黄色粉末化合物，进行以下实验。将MZ和足量的碳粉充分混合，平放在反应管a中，将足量的石灰水放入b瓶中，如图所示连接仪器。在实验开始时，慢慢引入氮气。一段时间后，加热反应管A，在管中观察到剧烈反应，并产生熔体。同时，瓶b的溶液出现白色浑浊。反应完成后，停止加热，继续通入氮气，直至反应管冷却。这时，管中的熔体凝固成银白色金属。根据以上描述回答问题：(1)元素z是；(2)在停止加热之前，是否需要断开甲和乙之间的连接？为什么？；(3)反应管A中发生的所有反应的化学方程式为：(4)本实验的尾气需要处理吗？如果你需要处理，请回答如何处理。如果不需要处理，请解释原因。答案(1)氧气(2)不，因为N2被连续引入，瓶B中的溶液不会被吸回到管A中(3)钼碳钼钴一氧化碳和二氧化碳二氧化碳二氧化碳200摄氏度2M二氧化碳(4)需要处理，因为含有一氧化碳，可以连接一个含有CuO粉末的加热反应管分析(1)根据与碳的反应，产生能使澄清石灰水浑浊的气体。它必须是二氧化碳，Z必须是氧气。(2)在停止加热之前，没有必要断开A和B之间的连接，因为在停止加热之后，氮气将继续被引入，直到反应管被冷却，因此不会引起反吸。(3)根据它的化学式MZ，它必须含有“o”元素，m是金属，所以氧化物和c发生氧化还原反应，而CO2和c也发生反应。因此，A中的反应方程式为：钼碳钼钴一氧化碳和二氧化碳二氧化碳二氧化碳200摄氏度二氧化碳2M(4)由于尾气中含有有毒气体一氧化碳，需要进行处理。3.为了测试一块铁中的铁含量，课外活动小组提出了以下两个方案并进行实验(以下数据是几个平行实验结果的平均值):方案1:一克铁片完全溶解在过量的稀硫酸中，产生的氢气体积为580毫升(标准条件)；方案2:铁片G完全溶解在过量的稀硫酸中，反应后得到的溶液用0.020 00摩尔-1高锰酸钾溶液滴定，达到终点时消耗25.00毫升高锰酸钾溶液。请回答以下问题：(1)修剪以下化学方程式(在答题纸的水平线上填写相关的化学计量数字):(2)在滴定实验中不能选择滴定管，原因是；(3)根据方案1和方案2的测量结果，铁片中铁的质量分数依次求和；(铁的相对原子质量是55.9)(4)如果排除实验仪器和操作的影响因素，试着判断和分析上述两种方案测量结果的准确性。(1)方案1(填写“准确”、“不准确”和“不一定准确”)，理由是：(2)方案2(填写“准确”、“不准确”和“不一定准确”)，理由是。答案(1)2 10 8 5 2 1 8(2)碱金属高锰酸钾是一种强氧化剂，会腐蚀乳胶管(3)(4)不一定准确如果铁片中有其他金属与稀硫酸反应并能产生氢气，结果会很高；如果铁片中有氧化铁，它与稀硫酸反应并溶解，但不产生氢，结果将是低的。如果上述条件都不存在，结果是准确的 不一定准确如果铁片中有其他金属通过与稀硫酸反应而溶解，生成的金属离子可以在酸性溶液中被高锰酸钾氧化，这将导致更高的结果。如果铁片中存在与稀硫酸反应溶解的氧化铁，生成的Fe3在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，结果会很低。如果上述条件都不存在，则结果是准确的。注意：这是一个开放的问题。如果考生回答“准确”或“不准确”,并且理由合理，考生可以给出适当的分数。分析(1)分析氧化还原反应的化合价，找出化合价发生变化的每一种元素，利用化合价的等量升降来平衡化学方程式：(2)由于酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀碱性滴定管的乳胶管，因此不能选用碱性滴定管。(3)根据方案1中的测量结果计算：n(Fe)=n(H2)=1因此m (fe)=g/mol=1.45g。因此，铁片中铁的质量分数为：根据方案2中的测量结果，计算：根据(1)中反应方程式：2KMnO410FeSO410Fe氮(铁)=5n(高锰酸钾)=50.02摩尔-10.025升=0.0025mol铁板中铁的质量分数为(4) (1)方案一不一定准确，因为不确定铁片剂是否含有与稀硫酸反应释放H2的杂质，如果是，测定结果高。(2)方案2是通过使用消耗高锰酸钾的Fe2的量来计算铁的质量分数。无法确定铁片是否含有与酸性高锰酸钾溶液反应的杂质。此外，如果铁片中有三价铁杂质，高锰酸钾不能用于测定。因此，方案2不一定准确。4.一个研究小组使用图中所示的装置测量铝的质量分数和铝镁合金中铝的相对原子质量。(1)a中的试剂是。(2)实验前，将铝镁合金在稀酸中浸泡一段时间，目的是。(3)检查气密性，将药物和水放入各仪器中，连接好装置后，应进行以下操作：记录C的液位位置；(2)将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥并称重；(3)在b中不再产生气体并回到室温后，记录c的液位位置；(4)从甲滴到乙滴足够的试剂；检查气密性。上述操作的顺序是(填写序列号)；当记录C的液位位置时，除了直视视线，你还应该。(4)B中反应的化学方程式为。(5)如果实验用铝镁合金的质量为1克，测得的氢体积为2毫升(换算成标准状态)，硼中剩余固体的质量为3克，则铝的相对原子质量为。(6)在实验过程中，如果通过洗涤和过滤获得的不溶性物质没有被洗涤，则铝的测量质量分数将被(填充有“太大”、“太小”或“不受影响”)。答(1)氢氧化钠溶液(2)去除铝镁合金表面的氧化膜(3)使液位达到D和C水平(4)2Al 2 NaOH 2 H2O 2 naalo 2 3 H2(5) (6)小分析(1)观察实验装置的示意图，可以看出实验的目的是通过剂量气体法实现的。因此，a中应含有NaOH溶液，而2al 2 nao H2O 2 na alo 23 H2的反应发生在b中。(2)目的是去除铝镁合金表面的氧化膜。(3)正确的顺序应为；为了使C中气体的压力等于外界大气压力，D和C的液位也应保持水平。(5)按2al 3h22摩尔3摩尔米(铝)=(6)根据w(铝)=100%的计算公式，可以看出如果不洗涤不溶物，铝的质量分数将更小。5.一个兴趣小组设计了下图所示的装置来改进教材中的“铜与硝酸反应”实验，探索化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞B，向试管D中加入水以浸没长管端口，塞住试管C和试管D的橡胶塞，并加热试管C。其目的是。(2)将适量的氢氧化钠溶液加入到分液漏斗中，将一小块铜片放入到分液漏斗中，从分液漏斗中加入2 mL浓硝酸。从A到C加入2 mL蒸馏水。在C中的实验现象如下。(3)下表是制备硝酸铜的三种方案。能够体现绿色化学概念的最佳方案是因为。程序试剂A铜，浓硝酸B铜，稀硝酸C铜、氧、稀硝酸(4)该组还用上述装置进行了实验，以证明氧化高锰酸钾 Cl2 br2。操作步骤如下：实验现象是：但是这个实验的缺点是。回答(1)检查设备的气密性。(2)2)Cu4HNO 3(浓缩)Cu2NO3 2 NO22H2O的反应变慢，气体颜色变浅。(3)用酸量最少，无污染。(4)向D中加入KBr溶液，向C中加入固体高锰酸钾，从A向C中加入浓盐酸C时产生黄绿色气体，D中的溶液未经尾气处理变成黄褐色。2 mL蒸馏水的分析添加降低了浓硝酸的浓度并减缓了化学反应速率。答：浓硝酸铜(NO3)2NO22H2OB: 3Cu 8HNO3(稀)3CuNO3 2NO4H2Oc:2cuo 2 co氧化铜硝酸(稀)铜(硝酸)2 H2O甲、乙分别产生污染环境的二氧化氮和一氧化氮，当甲、乙、丙产生相同质量的三氧化二铜时，硝酸的用量分别为4摩尔、1摩尔、2摩尔和2摩尔，因此丙方案最好。6.一个课