2020年高考化学考前冲刺第二部分专题15 综合实验与探究

2020年高考化学考前冲刺第二部分专题15 综合实验与探究1.（2020.合肥市.第一次质量检测）下列装置不能达到实验目的是（ ）1.【答案】C【解析】C项MnO2既不能与稀盐酸反应，又需要加热才能进行，故不正确。2.（2020.福建泉州四校.第二次联考）如图装置，将溶液A逐滴加入固体B中，下列叙述正确的是（ ）A若A为浓盐酸，B为MnO2，C中盛品红溶液，则C中溶液褪色 B若A为醋酸，B为贝壳，C中盛CaCl2溶液，则C中溶液变浑浊C若A为浓硝酸，B为铜，C中盛KI淀粉溶液，则C中溶液变蓝D若A为浓硫酸，B为Na2SO3固体，C中盛石蕊试液，则C中溶液先变红后褪色3.【答案】C【解析】A项不加热不能产生氯气；B项因HCl的酸性比碳酸强，不会产生沉淀；D项SO2为酸性气体，只能使石蕊变红，不能漂白石蕊。5.(2020.郑州.第一次质量预测)某研究性学习小组欲探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀。查阅资料得知常温下BaSO3的KSP为，饱和亚硫酸中。(1) 将0.1 mol L1的BaCl2溶液滴入饱和亚硫酸中，_ (填“能”或“不能”）生成BaSO3沉淀，原因是_ (请写出必要的推断过程）。(2) 浓硫酸的沸点为338C，酒精灯火焰的温度为4005000C，甲同学用装置I进行实验，发现BaCl2溶液中出现白色沉淀，且白色沉淀不溶于盐酸。写出加热试管中发生反应的化学方程式：_白色沉淀的化学式是_，请用离子方程式表示生成该白色沉淀的可能原因_(3) 乙同学认为甲同学的装置不完善，设计了改进装置II进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。打开弹簧夹，通入N2段时间后关闭弹簧夹滴加一定量浓硫酸，加热A，一段时间后C中未见沉淀生成。操作的目的是_，洗气瓶B中的试剂是_。(4) 丙同学取乙实验后的C中溶液少许，滴加一种无色溶液，也产生不溶于盐酸的白色沉淀，丙滴加的试剂可能是_。A. NaOH 溶液 B. NaAl(OH)4溶液 C. H2O2 溶液 D.酸性 KMnO4 溶液6.（2020.临沂.期中）6.【答案】【解析】（I）（1）如果将分液漏斗换为长颈漏斗，检查装置气密性时应该先关闭活塞a，然后通过长颈漏斗向锥形瓶中注水至漏斗内和锥形瓶中形成液面差，并能保持一定时间，说明气密性量良好，否则不好。（2）A中产生的SO2和D中生成的Cl2都进入中，故中反应反应的离子方程式为：Cl2SO22H2O=SO422Cl4H（3）根据题目信息，Na2SO3产生的SO2在中转化为SO4，然后转化为BaSO4 ，故（Na2SO3）（Na2SO）（aSO），计算即可的Na2SO3的质量分数。（）（5）、因实验产生的无法全部进入中，故需要通过其他气体将它赶入中。（6）、要想知道样品中纯净Na2SO3的质量，就需要知道反应中生成的的质量，故需要称量装置的实验前后的质量。（）（7）、选项中不能排除杂质离子的干扰，故不可取。7.（2020.杭州.第一次质检）热重分析法是程序控制温度下，测量物质的质量与温度的关系的一种实验技术。现有一CaC2O4nH2O试样，分别在氮气气氛、氧气气氛中进行热重分析，得到如下热重（TG）曲线。 （1）图中曲线上有三个失重台阶，分别表示加热过程中依次发生了三个反应。根据第1步反应的失重数据计算试样CaC2O4nH2O中的n值（精确到整数）为 。 （2）根据第2步反应的失重数据推测第2反应的化学方程式为 ；观察曲线说明氧气存在时有利于第2步反应进行，原因是 。 （3）第3步反应中释放的气体产物是 。观察曲线可判断出，氧气存在时不利于第3步反应进行，可能原因是 。7.【答案】【解析】（1）根据图象可知，第一个台阶为脱水过程，即质量的减少值为分子中水的质量。即。（2）由（1）计算可知CaC2O4的物质的量为0.1mol，第二个台阶后质量为10g，说明生成的固体的摩尔质量为100g/mol，因此确定为CaCO3，根据质量守恒得另一种生成物为CO。（3）第三个台阶生成的固体的摩尔质量为56g/mol，所以确定为CaO，则分解反应为CaCO3CaOCO2。8.（2020.杭州.第一次质检）高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管，实验室制取高纯氧化铝的流程如下： （1）“除杂”操作是加入过氧化氢后，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+。检验Fe2+是否除尽的实验操作是 。 （2）配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的目的是 。 （3）上述流程图里，“结晶”这步操作中，母液经 得到铵明矾（含结晶水）。 （4）上述流程图里，“分离”这个步骤应包含的是 （填字母代号）A蒸馏B分液C过滤D洗涤晶体8.【答案】【解析】（1）由于Fe2的颜色较浅，因此不能利用其颜色进行判断，一般利用其还原性来验证。（2）配制硫酸铝溶液时，由于铝离子的水解会使溶液浑浊。（4）结晶后得到固体，与液态物质分离时应该选用过滤，过滤后的晶体还应洗涤。9.（2020.杭州.第一次质检）某研究性学习小组在研究二氧化硫漂白作用时，从“氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用”得到启发。为了探究二氧化硫作用得到底是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物，该小组设计了如下实验。请回答相关问题。 （1）实验室用亚硫酸钠粉末跟硫酸制取二氧化硫，现有下列三种硫酸溶液，应选用 （填字母），理由是 ；A98%浓硫酸B70%硫酸C10%稀硫酸 （2）为了探究SO2能否使品红褪色，该同学选择了正确的药品后设计了如下图所示实验装置，请指出实验装置设计中的不合理之处。 ； 。 （3）该同学选择了正确装置后，实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时，经过一小时后，品红仍不褪色。为此，你认为使品红的水溶液褪色的微粒可能是 。 （4）该同学进一步实验如下：取等量相同浓度的品红水溶液于两支试管中，再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体，两支试管中的品红都褪色，他得出的结论：使品红褪色的微粒肯定是HSO3-或SO32-。你认为他的结论是否正确 ，其理由是 。9.【答案】【解析】（1）在制取二氧化硫时，既要考虑到反应原理：强酸制弱酸（选用稀硫酸），又要考虑到二氧化硫的溶解性（选用浓硫酸）。（2）根据实验目的应该将干燥的二氧化硫通入品红的酒精溶液中；加入浓硫酸时需要要分液漏斗。（3）干燥的二氧化硫气体不能使其褪色，说明二氧化硫与水反应的某一生成物具有漂白性。（4）由于水解和电离的情况，Na2SO3和NaHSO3的组成粒子是相同的。10.（2020.潍坊.期末）印刷电路的废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3，任意排放将导致环境污染及资源的浪费，可从该废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，作为腐蚀液原料循环使用.(1)测得某废腐蚀液中含CuCl2 1.5 molL-1、FeCl23.O molL-1、FeCl3 1.0 molL-1、HCl3.0 molL-1.取废腐蚀液200mL按如下流程在实验室进行实验：回答下列问题： 废腐蚀液中加入过量铁粉后，发生反应的离子方程式为 . 检验废腐蚀液中含有Fe3+的实验操作是 ；在上述流程中，“过滤”用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 .由滤渣得到纯铜，除杂所需试剂是 .(2)某化学兴趣小组利用下图装置制取氯气并通入到FeCl2溶液中获得FeCl3溶液. 实验开始前，某同学对实验装置进行了气密性检查，方法是 .浓盐酸与二氧化锰反应的化学方程式为 ；烧杯中NaOH溶液的作用是 . 参考(1)中数据，按上述流程操作，需称取Fe粉的质量应不少于 g，需通入Cl2的物质的量应不少于 mol.10.【答案】【解析】（1）离子的氧化性：Fe3+Cu2+H+，均能与铁粉发生反应。检验Fe3+的方法可以是KSCN溶液等。滤渣为铁和铜的混合物，为除去铁且减少损失，应用稀HCl进行溶解。（2）氯气具有毒性，NaOH溶液可以吸收尾气。根据相关数据及反应方程式可知，消耗铁粉的物质的量为0.7mol，故铁粉的质量为：0.7mol56gmol-1=39.2g。计算消耗氯气时，可以利用氯元素和铁元素守恒：n(Fe2+)=n(Cl-)/2=1.5mol，2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-，故消耗氯气的物质的量为0.75mol。11.（2020.唐山.期末）在实验室中某实验小组同学关于硫酸铜的制取和应用，设计了以下实验：（1）铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。装置A中发生反应的化学方程式为 ；上图装置中导管B的作用你认为可能是（写出一种） 。（2）为符合绿色化学的要求，某同学进行如下设计：将铜粉在 （填仪器名称）中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应，反应后溶液经过 、 、过滤、洗涤、干燥，即可得到产品CuSO45H2O晶体，干燥需要控制温度小于100，若温度过高，则会导致 。（3）将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量：FeSO4作催化剂，即发生反应，生成硫酸铜。其反应过程的第2步是：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+，请写出其第l步反应的离子方程式 。（4）制取的CuSO4溶液和“另一物质”在40-50混合时生成了一种难溶物质氢化亚铜（CuH）。将CuH溶解在稀盐酸中时生成了一种气体，这种气体是 ，经收集测定生成的该气体为标况下112 L，则被还原的离子得电子的物质的量是 （已知Cu+在酸性条件下发生反应2Cu+=Cu2+Cu）。12.（2020.江西协作体.联考）氢化钙（CaH2）固体是登山运动员常用的能源提供剂。氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取，图1是模拟制取装置。（1）装置B的作用是 ；装置D的作用是 ；（2）利用图1实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后装入药品；打开分液漏斗活塞， （请按正确的顺序填入下列步骤的序号）。加热反应一段时间 收集气体并检验其纯度 关闭分液漏斗活塞 停止加热，充分冷却（3）为了确认进入装置C的氢气已经干燥，应在B、C之间再接一装置，该装置中加入的试剂是： 。（4）甲同学设计一个实验，测定上述实验中得到的氢化钙的纯度。请完善下列实验步骤。样品称量 加入_溶液（填化学式），搅拌、过滤 _（填操作名称）_（填操作名称） 称量碳酸钙（5）乙同学利用图2装置测定上述实验中得到的氢化钙的纯度。他称取46 mg 所制得的氢化钙样品，记录开始时注射器活栓停留在10.00mL刻度处，反应结束后充分冷却，活栓最终停留在57.04mL刻度处。（上述气体体积均在标准状况下测定）试通过计算求样品中氢化钙的纯度： 。 (6)请你再设计一种氢化钙纯度的测定方法： 。13.（2020.山东莱芜.期末）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。（1）粗食盐常含有少量等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：提供的试剂：饱和溶液 饱和溶液 溶液 溶液 溶液（1）欲除去浊液I中的离子，选出A所代表的试剂，按滴加顺序依次为 （只填化学式），检验溶液中沉淀完全的操作为 。加盐酸的目的是（用离子方程式表示） 。如果在实验室中完成下列过程，甲、乙两个过程均要用到玻璃棒，玻璃棒的作用分别是甲 ，乙 。（2）工业上用惰性电极电解饱和食盐水制取盐酸，写出电解饱和食盐水的化学方程式 ；用试纸检验电解食盐水阳极产物的方法是 。13.【答案】（1）或或（2分）稍待片刻，待沉淀沉降完毕，上层出现清液，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，无沉淀生成，则沉淀完全。（关键词：上层清液）（2分）（2分）搅拌（1分）引流（1分）（2） （2分） 用湿润的蓝色石蕊试纸放在阳极区气体中，试纸先变红，后退色，证明有氯气生成（或用湿润的淀粉试纸放在阳极区气体中，试纸变蓝色）（2分）14.(2020.福州.期末)下图所示是用于气体制备、干燥(或除杂质)、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去，各装置可重复使用也可不用)。请根据下列要求回答问题。 (1)若用A-C-D-B组合进行氢气还原氧化铜实验。分液漏斗中的试剂是盐酸，C中试剂是水，其作用是 ；A中反应开始后，加热B之前的实验操作是 ，加热后B中将观察到的现象是 。B中反应的化学方程式 。 (2)为验证氯气不能使干燥的红布条褪色，置红布条于B中，按A-C-B-D连接成实验装置体系。A锥形瓶中试剂选用高锰酸钾晶体，则分液漏斗中的液体是 ；C中试剂是 ，D的作用是 。(3)为了进行氨的催化氧化实验，若锥形瓶中盛装足量的Na2O2粉末，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞，产生的气体通过红热的铂粉，各仪器装置按气流方向从左到右连接顺序是(填字母) ；装置B中可能发生反应的化学方程式为： 。14.【答案】（1）吸收氢气中的HCl(1分)（填“除去HCl”等合理答案可得分，填“除杂”不得分。） 检验氢气纯度(1分)（填“验纯H2”等合理答案可得分） 固体粉末由黑变红(2分)（填“固体变红”等合理答案可得分） H2+CuO Cu+H2O(2分)（化学式写错、未配平均不得分。条件漏写扣1分。）（2）浓盐酸(1分)（填“盐酸”可得分） 浓硫酸(1分) 吸收氯气以免污染环境(2分)（填“除去氯气”等合理答案可得分。）（3）ADBD(D盛装碱石灰)或ADBC(C盛装氢氧化钠溶液) (2分)； 4NH3+5O24NO+6H2O(2分)（化学式写错、未正确配平不得分，条件漏写扣1分，多写“2NO+O2=2NO2”不扣分）【解析】（1）盐酸易挥发，所以先将所得气体通入水中，目的是吸收氢气中的HCl。在氢气与氧化铜反应之前一定要检验氢气的纯度，所以加热B之前的操作是检验氢气纯度。氢气与氧化铜反应生成金属铜和水，所以观察到的现象应为固体粉末由黑变红。（2）实验室中可以用浓盐酸与高锰酸钾制取氯气，所以分液漏斗中的液体应为浓盐酸。通入B中的氯气应为干燥的，所以C的作用应为干燥氯气，可选用浓硫酸做干燥剂，同时不能让氯气排放到大气中，所以用D吸收氯气以免污染环境。（3）生成的氨气应先用碱石灰干燥，所以先通入D中，干燥后的氨气再通入B中发生反应，尾气再通入D中。若C中盛有NaOH溶液，则尾气也可通入C中。所以气流方向可以是ADBD，也可以是ADBC。15.(2020.福州.期末)孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO45H2O晶体的流程图： (1)孔雀石研磨的目的是 。浸泡孔雀石的试剂A若选用过量的稀硫酸，则产生的气体a是 (填化学式)、固体a是 (填化学式)。 (2)使用试剂B的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，试剂B宜选用 (填选项序号)。 A酸性KMnO4溶液 B双氧水 C浓硝酸 D氯水 相应的化学反应方程式： 。(3)试剂C的使用目的是调节溶液pH，使Fe3+转化为沉淀予以分离。试剂C宜选用 (填选项序号)。 A稀硫酸 BNaOH溶液 C氨水 DCuO 相应的离子方程式 。(4)1 mol氨气通过加热的Cu2(OH)2 CO3可以产生1.5 mol金属铜，发生反应的化学方程式： 。(5)常温下Fe(OH)3的Ksp=110-39，若要将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，使溶液中c(Fe3+)降低至1103 molL，必需将溶液pH调节至 。15.【答案】（1）增大固体表面积，从而增大反应速率（2分） CO2（1分） SiO2（1分）（2）B（2分） 2FeSO4 + H2SO4 + H2O2 = Fe2(SO4)3 + 2H2O（2分）（化学式写错、未配平均不得分，写离子方程式2Fe2+2H+H2O2=2Fe3+2H2O可得2分）（3）D（2分） CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O（2分）（化学式写错、未配平均不得分，写化学方程式不得分。）（4）3Cu2(OH)2CO3 + 4NH3 6Cu + 3CO2 + 9H2O +2 N2（2分）（化学式写错、未配平均不得分，条件漏写扣1分。）（5）2（2分）16.（2020.山东莱芜.期末）榴石矿石可以看作组成，由榴石矿石制取氯化钙和氧化铝的实验步骤如下：（1）榴石矿加盐酸溶解后，溶液里除了外，还含有的金属离子是 。（2）对溶液I进行操作时，控制溶液PH=910（有关氢氧化物沉淀的PH见下表）NaOH不能过量，若NaOH过量可能会导致 溶解， 沉淀。（3） 写出向沉淀物A中加入过量氢氧化钠溶液的离子方程式 。（4）某同学在实验室中用图I装置制取气体并通入溶液II中，结果没有沉淀产生，可能的原是 ；为了能产生沉淀该同学对图I装置进行了改进，改进的方法为 。 若将二氧化碳气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，混合体系中除存在电离平衡、水解平衡外，还存在溶解平衡，用方程式表示该溶解平衡关系 。17.（2020.合肥市.第一次质量检测）为了探究硫酸铜对硫酸与锌反应速率的影响，有同学设计了在一定条件下进行如下实验，测量在不同试剂用量的反应条件下获得相同量气体所用的时间。（1）请完成下表（填写表格中的空白处）（假设溶液混合时体积变化忽略不计）（2）实验一段时间后可看到的锌粒表面呈 色。（3）实验表明号实验最快，号实验最慢，可能的原因是 17.【答案】【解析】实验通过“测量在不同试剂用量的反应条件下获得相同量气体所用的时间”以判断“硫酸铜对硫酸与锌反应速率的影响”，则其他条件应一样。溶液体积以实验编号为准，确定实验编号、的硫酸和水的体积。（2）锌置换CuSO4中的铜，表面覆盖一层紫红色的金属铜。（3）形成原电池可加速反应的进行，但是实验和的区别在于硫酸铜的加入量不同，故实验加入较多的铜，覆盖在锌表面致使锌与硫酸的接触面积减小，反应速率降低。18.（2020.黄冈.期末）已知氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用。为了探究二氧化硫的漂白作用到底是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物，某学习小组设计了如下装置来进行实验。请回答相关问题。 （1）为了探究干燥的SO2能不能使品红褪色，某同学设计了如右图所示实验装置，请指出实验装置图设计中的不合理之处。 ； 。 （2）按照修改后的装置，实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时，经过一小时后，品红仍不褪色。这说明品红褪色的原因不是二氧化硫直接导致。为此，SO2能使品红的水溶液褪色的可能微粒有 。 （3）甲同学实验如下：取等量、相同浓度的品红水溶液于两支试管中，再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体，两支试管中的品红都褪色，对此，他得出结论：使品红褪色的微粒是HSO3和SO2-3，不是H2SO3。你认为他的结论是否正确_，其理由是 。 （4）为了进一步探究，乙组同学做了如下实验：分别取相同浓度的品红水溶液各20ml。于两只小烧杯中，两只烧杯中同时一次性各加入20mL 0.1molL的亚硫酸钠，20mL 0.1mol/L的亚硫酸氢钠溶液，发现加人亚硫酸钠溶液的品红褪色较快。微粒浓度与褪色快慢关系，请用“多”或“少”填写“_”内容。根据实验和分析，该同学得出的结论是 .19.（2020.合肥市.第一次质量检测）2020年8月云南报道铬渣污染事件，铬渣中到含璃+6价的铬而使其毒眺很强利用钛铁矿（TiO2、FeO、Fe2O3）生产钛白粉的副产品（硫酸亚铁），可以把其还原为+3价的铬，在碱性条什生成氢氧化铬沉淀。（1）碾碎的目的是 （2）加入过量的硫酸除让铁矿充分反应外，还起到的作用是 （3）第步所加试剂是 （4）上述物质中可循环使用的试剂是（写化学式） （5）写出滤液与Na2CrO4在NaOH溶液中反应的离子反应方程式 （6）第步中加热的目的是 19.【答案】【解析】（1）碾碎后导致表面积增大，加快反应速率。（2）该步骤的目的是将Ti形成沉淀与Fe2+、Fe3+离子分开，故加入过量的H2SO4起到抑制Fe2+、Fe3+水解，防止在TiOSO4中引入杂质。（3）滤液是为操作提供硫酸亚铁还原NaCrO4，故加入的试剂为还原铁粉。（4）TiOSO4水解：TiOSO4+2H2O=H2TiO3+H2SO4，过滤的的的滤液为H2SO4溶液，可以循环使用。（5）碱性条件下Fe2+还原+6价铬的同时，都形成氢氧化物沉淀。（6）水解为吸热反应，加热可加速水解。20.(2020届浙江省宁波市八校高三下学期期初)CuSO45H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO45H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空：（1）理论上，为了制得纯净的CuSO45H2O晶体，需要消耗稀硫酸、稀硝酸溶质物质的量之比为 ，发生反应的离子方程式为 。（2）实际制得的胆矾晶体中还是含有一些杂质，通常采用 法提纯。（3）实际生产过程中对所加稀硝酸的浓度控制要求比较高，通常用标准氢氧化钠溶液来滴定。滴定过程中若用酚酞作指示剂，终点现象是 。请在右图中画出滴定过程中溶液的pH随所滴加氢氧化钠溶液体积的变化的曲线图（要求过A点）。（4）上述使用的标准氢氧化钠溶液已经通过基准物质的标定。下列物质中