（福建專用）2014版高三化學(xué) 題型強(qiáng)化卷（三） 探究性實(shí)驗(yàn)題的答題技巧（含解析）

探究性實(shí)驗(yàn)題的答題技巧【考題體驗(yàn)組】 (20分鐘30分)1.(14分)(2013·安徽高考)某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2轉(zhuǎn)化為Cr3+。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬即可對該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對該反應(yīng)速率的影響,探究如下：(1)在25下,控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對比實(shí)驗(yàn),完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。實(shí)驗(yàn)編號初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL46010305601030560測得實(shí)驗(yàn)和溶液中的Cr2濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為(填化學(xué)式)。(3)實(shí)驗(yàn)和的結(jié)果表明;實(shí)驗(yàn)中0t1時(shí)間段反應(yīng)速率v(Cr3+)=  mol·L-1·min-1(用代數(shù)式表示)。(4)該課題組對鐵明礬中起催化作用的成分提出如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三：假設(shè)一：Fe2+起催化作用;假設(shè)二： ;假設(shè)三： ;(5)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容。(除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2的濃度可用儀器測定)實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫具體操作過程)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論2.(16分)(2013·湖南十三校聯(lián)考)資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案并驗(yàn)證產(chǎn)物、探究反應(yīng)原理。(1)提出假設(shè)：實(shí)驗(yàn)：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜,將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中,迅速反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,溶液由淺紅變紅。該同學(xué)對反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測：猜測1：白色不溶物可能為。猜測2：白色不溶物可能為MgCO3。猜測3：白色不溶物可能是堿式碳酸鎂。(2)設(shè)計(jì)定性實(shí)驗(yàn)確定產(chǎn)物并驗(yàn)證猜測：實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn)中收集到的氣體點(diǎn)燃能安靜燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰氣體成分為_實(shí)驗(yàn)取實(shí)驗(yàn)中的白色不溶物,洗滌,加入足量_白色不溶物可能含有MgCO3實(shí)驗(yàn)取實(shí)驗(yàn)中的澄清溶液,向其中加入少量CaCl2稀溶液產(chǎn)生白色沉淀溶液中存在_(3)為進(jìn)一步確定實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物,設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)方案,如圖所示：稱取實(shí)驗(yàn)中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6 g,充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止,并使分解產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入裝置A和B中。實(shí)驗(yàn)前后裝置A增重1.8 g,裝置B增重8.8 g,試確定白色不溶物的化學(xué)式為。(4)請結(jié)合化學(xué)用語和化學(xué)平衡移動原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物的原因 ?！拘骂}預(yù)測組】 (20分鐘30分)1.(12分)將綠礬(FeSO4·7H2O)隔絕空氣條件下加強(qiáng)熱分解,已知產(chǎn)物全部為氧化物,為探究綠礬分解的反應(yīng)產(chǎn)物,某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：【實(shí)驗(yàn)一】為探究固體產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài),該同學(xué)將固體產(chǎn)物溶于足量的稀硫酸得到相應(yīng)溶液,進(jìn)行以下猜想和實(shí)驗(yàn)：猜想實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象猜想一：鐵元素只顯價(jià)向所得溶液中滴入KSCN溶液;向稀酸性KMnO4溶液中滴入所得溶液KSCN溶液無明顯現(xiàn)象稀酸性KMnO4溶液顏色 猜想二：鐵元素只顯價(jià)KSCN溶液呈色;稀酸性KMnO4溶液顏色 猜想三：鐵元素既有+2價(jià)又有+3價(jià)KSCN溶液呈色;稀酸性KMnO4溶液顏色 【實(shí)驗(yàn)二】為進(jìn)一步探究該反應(yīng)的產(chǎn)物,進(jìn)行了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)：(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),點(diǎn)燃B處酒精噴燈之前應(yīng)先打開A處活塞通CO2,其目的是 _;(2)裝置圖中C的作用是_;(3)該組同學(xué)稱取了55.6 g綠礬按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),待綠礬分解完全后,測得D瓶中沉淀的質(zhì)量為23.3 g,根據(jù)這些數(shù)據(jù),可以得知,綠礬分解的化學(xué)方程式為 ;(4)該組同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置存在著一個(gè)明顯的缺陷是 。2.(18分)有文獻(xiàn)記載：在強(qiáng)堿性條件下,加熱銀氨溶液可能析出銀鏡。某同學(xué)進(jìn)行如下驗(yàn)證和對比實(shí)驗(yàn)。裝置實(shí)驗(yàn)序號試管中的藥品現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)2 mL銀氨溶液和數(shù)滴較濃NaOH溶液有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,溶液逐漸變黑;試管壁附著有銀鏡實(shí)驗(yàn)2 mL銀氨溶液和數(shù)滴濃氨水有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,溶液無明顯變化該同學(xué)欲分析實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)的差異,查閱資料：a.Ag(NH3+2H2OAg+2NH3·H2Ob.AgOH不穩(wěn)定,極易分解為黑色的Ag2O(1)配制銀氨溶液所需的藥品是 。(2)經(jīng)檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的氣體中有NH3,黑色物質(zhì)中有Ag2O。用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)NH3,產(chǎn)生的現(xiàn)象是  。產(chǎn)生Ag2O的原因是    。(3)該同學(xué)對產(chǎn)生銀鏡的原因提出假設(shè)：可能是NaOH還原Ag2O。實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象：向AgNO3溶液中加入,出現(xiàn)黑色沉淀;水浴加熱,未出現(xiàn)銀鏡。(4)重新假設(shè)：在NaOH存在下,可能是NH3還原Ag2O。用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)象：出現(xiàn)銀鏡。在虛線框內(nèi)畫出用生石灰和濃氨水制取NH3的裝置簡圖(夾持儀器略)。(5)該同學(xué)認(rèn)為在(4)的實(shí)驗(yàn)中會有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假設(shè)：在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也參與了NH3還原Ag2O的反應(yīng)。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：有部分Ag2O溶解在氨水中,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)假設(shè)成立,依據(jù)的現(xiàn)象是  。(6)用HNO3清洗試管壁上的Ag,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。答案解析【考題體驗(yàn)組】1.【解析】(1)由“調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對比實(shí)驗(yàn)”可知實(shí)驗(yàn)是為了對比pH的不同對速率的影響,實(shí)驗(yàn)是為了對比草酸濃度的不同對速率的影響,所以在實(shí)驗(yàn)中草酸溶液和蒸餾水的總體積為40 mL即可(但不能與實(shí)驗(yàn)的用量相同)。(2)H2C2O4中C的化合價(jià)為+3,被含Cr2的酸性溶液氧化后只能升高為+4價(jià),故產(chǎn)物為CO2。(3)圖像中曲線的斜率越大,說明反應(yīng)速率越快,所以由實(shí)驗(yàn)條件對照可知,pH越小該反應(yīng)速率越快。Cr2氧化H2C2O4后,本身被還原為Cr3+,由質(zhì)量守恒定律得關(guān)系式：Cr22Cr3+,故v(Cr3+)=2v(Cr2)=。(4)加入鐵明礬后的混合液中含F(xiàn)e2+、Al3+、S,所以假設(shè)二、假設(shè)三分別為Al3+起催化作用、S起催化作用。(5)用等物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替實(shí)驗(yàn)中的鐵明礬,控制其他反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)相同,進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。在此條件下,溶液中只相差Fe2+,若反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,溶液中c(Cr2)大于實(shí)驗(yàn)中的c(Cr2),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的c(Cr2)相同,則假設(shè)一不成立。答案：(1)實(shí)驗(yàn)編號初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL2020(合理即可)(2)CO2(3)溶液的pH對該反應(yīng)的速率有影響(4)Al3+起催化作用S起催化作用(5)實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫具體操作過程)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論用等物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替實(shí)驗(yàn)中的鐵明礬,控制其他反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)相同,進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,若溶液中c(Cr2)大于實(shí)驗(yàn)中的c(Cr2),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的c(Cr2)相同,則假設(shè)一不成立(本題為開放性題目,其他答案合理均可)2.【解析】(1)由題意可知,還可能是Mg(OH)2;(2)淡藍(lán)色火焰,可知為氫氣;加入鹽酸,產(chǎn)生氣泡,沉淀完全溶解,則可能為MgCO3;加入Ca2+,是為了檢驗(yàn)溶液中的C;(3)n(H2O)=0.1 mol,n(CO2)=0.2 mol,H2O是由Mg(OH)2分解產(chǎn)生,CO2是由MgCO3分解產(chǎn)生,說明有0.2 mol的MgCO3和0.1 mol的Mg(OH)2;(4)理解HC的電離平衡和水解平衡。答案：(1)Mg(OH)2(2)氫氣稀鹽酸產(chǎn)生氣泡,沉淀完全溶解C(3)2MgCO3·Mg(OH)2或Mg(OH)2·2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2(4)NaHCO3溶液中存在如下平衡：HCH+C、H2OH+OH-;Mg和H+反應(yīng)生成Mg2+,Mg2+跟OH-、C生成難溶物Mg(OH)2·2MgCO3,則H+、OH-和C的濃度均減小,促使兩平衡均向右移動;故Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量H2【新題預(yù)測組】1.【解析】【實(shí)驗(yàn)一】由題意知綠礬分解的產(chǎn)物全為氧化物,則鐵元素可能為+2價(jià),也可能為+3價(jià),或者既有+2價(jià)又有+3價(jià)。+2價(jià)鐵具有還原性,可使酸性高錳酸鉀溶液褪色,+3價(jià)鐵與KSCN溶液生成紅色物質(zhì),利用這些性質(zhì)可以檢驗(yàn)鐵元素的價(jià)態(tài)?！緦?shí)驗(yàn)二】(1)FeSO4具有還原性,能夠被空氣中的氧氣氧化,實(shí)驗(yàn)開始時(shí)通CO2的目的是趕走裝置內(nèi)的空氣防止FeSO4·7 H2O被氧化。(2)本實(shí)驗(yàn)有加熱裝置,反應(yīng)產(chǎn)生氣體,氣體與氯化鋇溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,導(dǎo)氣管內(nèi)壓強(qiáng)減小,容易發(fā)生倒吸,C為防倒吸裝置。(3)55.6 g綠礬的物質(zhì)的量為=0.2 mol,那么分解前硫元素的物質(zhì)的量為0.2 mol,白色沉淀為硫酸鋇,其物質(zhì)的量為=0.1 mol,所以除了SO3以外還應(yīng)有SO2,其物質(zhì)的量也為0.1 mol,因此答案是2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O。(4)二氧化硫?qū)Νh(huán)境有污染,應(yīng)添加尾氣處理裝置。答案：【實(shí)驗(yàn)一】猜想一：+2褪為無色猜想二：+3紅無變化猜想三：紅褪為無色【實(shí)驗(yàn)二】(1)趕走裝置內(nèi)的空氣(2)防止產(chǎn)生倒吸(3)2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O(4)未進(jìn)行尾氣處理2.【解析】(2)當(dāng)銀氨溶液中加入強(qiáng)堿并加熱時(shí),Ag(NH3+2H2OAg+2NH3·H2O,氨水逸出NH3,平衡右移,Ag+與OH-反應(yīng)并立即轉(zhuǎn)化成Ag2O。(5)由于假設(shè)可能是Ag(NH3)2OH也參與了NH3還原Ag2O的反應(yīng),因此Ag2O溶解在氨水中肯定有Ag(NH3)2OH生成。答案：(1)AgNO3溶液和氨水(2)試紙變藍(lán)在NaOH存在下,加熱促進(jìn)NH3·H2O分解,逸出NH3,促使Ag(NH3+2H2OAg+2NH3·H2O平衡正向移動,c(Ag+)增大,Ag+與OH-反應(yīng)立即轉(zhuǎn)化為Ag2O：2OH-+2Ag+=Ag2O+H2O(3)過量NaOH溶液(4)(5)Ag2O+4NH3·H2O=2Ag(NH3)2OH+3H2O與溶液接觸的試管壁上析出銀鏡(6)Ag+2HNO3(濃)=AgNO3+NO2+H2O