2019屆高考化學一輪復習 第十章 化學實驗熱點綜合 第2講 探究型實驗練習 新人教版.doc

第十章 第2講 探究型實驗1(導學號27347062)某同學進行實驗研究時，欲配制1.0 molL1Ba(OH)2溶液，但只找到在空氣中暴露已久的Ba(OH)28H2O試劑(相對分子質量：315)。在室溫下配制溶液時發(fā)現(xiàn)所取試劑在水中僅部分溶解，燒杯中存在大量未溶物。為探究原因，該同學查得Ba(OH)28H2O在283K、293K和303K時的溶解度(g/100 g H2O)分別為2.5、3.9和5.6。(1)燒杯中未溶物可能僅為BaCO3，理由是_。(2)假設試劑由大量Ba(OH)28H2O和少量BaCO3組成，設計實驗方案，進行成分檢驗。在下表中寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論。(不考慮結晶水的檢驗；室溫時BaCO3飽和溶液的pH9.6)限選試劑及儀器：稀鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH計、燒杯、試管、帶塞導氣管、滴管實驗步驟預期現(xiàn)象和結論步驟1：取適量試劑于潔凈燒杯中，加入足量蒸餾水，充分攪拌，靜置，過濾，得濾液和沉淀步驟2：取適量濾液于試管中，滴加稀硫酸_步驟3：取適量步驟1中的沉淀于試管中，_步驟4：_(3)將試劑初步提純后，準確測定其中Ba(OH)28H2O的含量。實驗如下：配制250 mL約0.1 molL1Ba(OH)2溶液：準確稱取 g試樣，置于燒杯中，加適量蒸餾水，_，將溶液轉入_，洗滌，定容，搖勻。滴定：準確量取25.00 mL所配制Ba(OH)2溶液于錐形瓶中，滴加指示劑，將_(填“0.020”“0.05”“0.198 0”或“1.5”)molL1鹽酸裝入50 mL酸式滴定管，滴定至終點，記錄數(shù)據(jù)。重復滴定2次。平均消耗鹽酸V mL。計算Ba(OH)28H2O的質量分數(shù)_(只列出算式，不做運算)。(4)室溫下，_(填“能”或“不能”)配制1.0 molL1Ba(OH)2溶液。解析：(1)由于Ba(OH)28H2O與空氣中的CO2反應，所取試劑大部分已變質為BaCO3，未變質的Ba(OH)28H2O在配制溶液時能全部溶解。(2)Ba(OH)2易溶于水，所以濾液中含有Ba2，因此滴加稀硫酸會產(chǎn)生白色沉淀BaSO4；要想驗證沉淀為BaCO3，可以利用其能與酸反應產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體這一性質；為進一步證明試劑中有大量的Ba(OH)28H2O，可以取步驟1中的濾液，用pH計測其pH，若pH>9.6，即證明濾液不是純BaCO3溶液，證明試劑是由大量Ba(OH)28H2O和少量BaCO3組成，假設成立。(3)由于試樣中含有難溶性的BaCO3，因此加水溶解后要過濾，且冷卻后再轉移到250 mL容量瓶中；Ba(OH)2溶液的濃度約為0.1 molL1，體積是25.00 mL，由于酸式滴定管的容量是50 mL，因此鹽酸的濃度至少應該是0.1 molL1，若鹽酸的濃度過大，反應過快，不利于控制滴定終點，所以選擇0.198 0 molL1的鹽酸最恰當。消耗鹽酸的物質的量是0.198 0V103 mol，所以25.00 mL溶液中含有Ba(OH)2的物質的量是 mol，所以w g試樣中Ba(OH)28H2O的質量是315 g，故Ba(OH)28H2O的質量分數(shù)100%。(4)根據(jù)室溫下，Ba(OH)28H2O的溶解度為3.9 g/100 g H2O，在該溫度下，配制Ba(OH)2飽和溶液的濃度要小于0.12 molL1，所以室溫下，不能配制1.0 molL1Ba(OH)2溶液。答案：(1)Ba(OH)28H2O與空氣中的CO2反應，所取試劑大部分已變質為BaCO3，未變質的Ba(OH)28H2O在配制溶液時能全部溶解(2)實驗步驟預期現(xiàn)象和結論步驟1：取適量試劑于潔凈燒杯中，加入足量蒸餾水，充分攪拌，靜置，過濾，得濾液和沉淀步驟2：取適量濾液于試管中，滴加稀硫酸出現(xiàn)白色沉淀，說明該試劑中有Ba2存在步驟3：取適量步驟1中的沉淀于試管中，滴加稀鹽酸，連接帶塞導氣管將產(chǎn)生的氣體導入澄清石灰水中澄清石灰水變渾濁。說明該試劑中含有BaCO3步驟4：取步驟1中的濾液于燒杯中，用pH計測定其pHpH明顯大于9.6，說明該試劑中含有Ba(OH)28H2O(3)攪拌溶解過濾250 mL容量瓶中0.198 0100%(4)不能2(導學號27347063)某學習小組開展下列實驗探究活動：(1)裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為_。(2)設計實驗：利用裝置A中產(chǎn)生的氣體證明4價的硫元素具有氧化性_。(3)選用下列裝置和藥品探究亞硫酸與次氯酸的酸性強弱：裝置連接順序為A、C、_、_、D、F，其中裝置C的作用是_，若_(填實驗現(xiàn)象)，即可證明亞硫酸的酸性強于次氯酸的。(4)利用裝置G可測定裝置A殘液中SO2的含量。量取1.00 mL殘液于燒瓶中，加適量水稀釋，加熱使SO2全部逸出并與錐形瓶中的H2O2完全反應(SO2H2O2=H2SO4)，然后用0.100 0 molL1NaOH標準溶液進行滴定，至終點時消耗NaOH標準溶液的體積為20.00 mL。裝置G中球形冷凝管的冷凝水進口為_(填“a”或“b”)。殘液中SO2的含量為_gL1(結果保留小數(shù)點后2位數(shù)字)。經(jīng)多次測定發(fā)現(xiàn)，測定值始終高于理論值，則其原因是_。解析：(1)根據(jù)裝置A中試劑可知發(fā)生復分解反應，產(chǎn)生SO2氣體。(2)將SO2氣體通入H2S溶液(或Na2S、NaHS等溶液)中，若出現(xiàn)淡黃色沉淀，說明4價的硫元素具有氧化性。(3)探究亞硫酸與次氯酸的酸性強弱，要注意HClO易溶于水，不會以氣態(tài)形式在裝置中大量存在，CaSO3微溶于水而難以形成沉淀。將裝置A中出來的氣體混合物通入裝置C中除去HCl氣體，再將SO2氣體通入裝置B中反應產(chǎn)生CO2(說明亞硫酸的酸性強于碳酸的)。用裝置E、D除去SO2氣體并檢驗SO2氣體是否除盡，最后通入裝置F中產(chǎn)生CaCO3沉淀(說明碳酸的酸性強于次氯酸的)，以此可以證明。(4)依據(jù)SO2H2SO42NaOH的關系進行計算。答案：(1)CaSO32HCl=CaCl2SO2H2O(2)將SO2通入H2S溶液或Na2S(NaHS也可)溶液中，出現(xiàn)淡黃色沉淀(或溶液變渾濁)(3)BE除去HCl氣體D中品紅溶液不褪色，F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀(4)b64.00殘液中有剩余的HCl，導致實驗中消耗的氫氧化鈉的量偏多3(導學號27347064)(2018湖南益陽調(diào)研)磷(PH3)又稱為磷化氫，在常溫下是一種無色有大蒜臭味的有毒氣體，沸點89.7 ，易自燃，與空氣混合易爆炸，微溶于水。其制取原理類似于實驗室制氨氣，現(xiàn)用下圖裝置來制取磷化氫并驗證其性質。實驗開始時，先從分液漏斗向盛有PH4I的圓底燒瓶中加入過量乙醚無色液體，沸點34.5 ，微溶于水，不與Fe2(SO4)3反應，微熱數(shù)分鐘后再從分液漏斗向圓底燒瓶中加入一定量的濃NaOH溶液繼續(xù)加熱。在裝置C處用電熱器控制溫度在300 左右，實驗過程中可觀察到：B裝置的試管中有白色蠟狀固體(P4)生成；D裝置的試管中Fe2(SO4)3溶液顏色由棕黃色變成淡綠色，同時也有白色蠟狀固體生成。請回答：(1)按氣流方向連接裝置，從左到右的順序為：a_f。(2)用PH4I和燒堿反應制取PH3的化學方程式是_。(3)實驗開始時，先向圓底燒瓶中加入乙醚并微熱數(shù)分鐘，其目的是_。(4)裝置C中反應的化學方程式是_；裝置D中反應的離子方程式是_。(5)裝置B、D中的現(xiàn)象說明PH3具有的化學性質是_(填字母序號)。A堿性B不穩(wěn)定性C還原性 D酸性(6)實驗時處理尾氣的方法是_。解析：(1)根據(jù)實驗目的并結合所給各裝置的現(xiàn)象，弄清實驗原理，才能正確連接裝置。本實驗中A為制取PH3的裝置，產(chǎn)生的PH3氣體先進入C裝置，經(jīng)受熱分解產(chǎn)生P4和H2，然后再進入B裝置，這樣才能在B試管中觀察到白色蠟狀固體(P4)，最后氣體再進入D裝置與Fe2(SO4)3溶液反應。因此正確的連接順序為ad(或e)e(或d)bcf。(2)PH4I和燒堿反應與NH4Cl和NaOH反應類似，據(jù)此可寫出有關的化學方程式。(3)由題中信息可知，乙醚的沸點很低，微熱數(shù)分鐘后將產(chǎn)生大量乙醚蒸氣，而乙醚又不與PH3及Fe2(SO4)3反應，那么加入乙醚的目的只能是排盡裝置中的空氣，防止易自燃的PH3在裝置中燃燒。(4)由實驗現(xiàn)象可知，裝置C中PH3發(fā)生了分解反應生成了P4和H2，裝置D中Fe3將PH3氧化為P4，本身被還原為Fe2，據(jù)此可寫出有關的方程式。(6)本實驗的尾氣中主要含PH3和H2，二者均為可燃性氣體，且PH3有毒，所以最好的處理方法是將尾氣點燃，使其轉變?yōu)闊o污染的P2O5和H2O，也可以通入CuSO4溶液中將PH3反應掉。答案：(1)debc(或edbc)(2)PH4INaOHPH3NaIH2O(3)將空氣排盡，防止PH3在裝置中燃燒(或自燃)(4)4PH3P46H24PH312Fe3=P412Fe212H(5)BC(6)將尾氣點燃或通入到CuSO4溶液中(其他合理答案均可)4(導學號27347065)某同學對銅與濃硫酸反應產(chǎn)生的黑色沉淀進行探究，實驗步驟如下：.將光亮銅絲插入濃硫酸中，加熱；.待產(chǎn)生黑色沉淀和氣體時，抽出銅絲，停止加熱；.冷卻后，從反應后的混合物中分離出黑色沉淀，洗凈、干燥備用。查閱文獻：檢驗微量Cu2的方法：向試液中滴加K4Fe(CN)6溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2。(1)該同學假設黑色沉淀是CuO。檢驗過程如下：將CuO放入稀硫酸中。一段時間后，再滴加K4Fe(CN)6溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀。將黑色沉淀放入稀硫酸中，一段時間后，再滴加K4Fe(CN)6溶液，未見紅褐色沉淀。由該檢驗過程所得結論是_。(2)再次假設，黑色沉淀是銅的硫化物。實驗如下：實驗裝置現(xiàn)象.A試管中黑色沉淀逐漸溶解.A試管內(nèi)上方出現(xiàn)紅棕色氣體.B試管中出現(xiàn)白色沉淀現(xiàn)象2說明黑色沉淀具有_性。能確認黑色沉淀中含有S元素的現(xiàn)象是_，相應的離子方程式是_。為確認黑色沉淀是“銅的硫化物”，還需進行的實驗操作是_。(3)以上實驗說明，黑色沉淀中存在銅的硫化物。進一步實驗后證明黑色沉淀是CuS與Cu2S的混合物。將黑色沉淀放入濃硫酸中加熱一段時間后，沉淀溶解，其中CuS溶解的化學方程式是_。解析：(1)由、兩個對照實驗可知黑色固體中不含CuO。(2)由黑色沉淀與稀硝酸混合現(xiàn)象：A試管中黑色沉淀逐漸溶解；A試管內(nèi)上方出現(xiàn)紅棕色氣體，說明黑色沉淀具有還原性，能將稀硝酸還原生成NO，NO遇氧氣生成紅棕色的NO2；B試管中出現(xiàn)白色沉淀，則為稀硝酸將黑色沉淀中的S元素氧化生成SO2，SO2與NO2共同通入BaCl2溶液，NO2與水反應生成的硝酸將SO2氧化為SO，SO與Ba2反應生成BaSO4沉淀，離子方程式為2NO3SO23Ba22H2O=3BaSO42NO4H(或NO2SO2Ba2H2O=BaSO4NO2H)；為確認黑色沉淀是銅的硫化物，還需確認銅離子，故需取冷卻后A裝置試管中的溶液，滴加K4Fe(CN)6溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2，說明黑色沉淀是銅的硫化物。(3)濃硫酸具有強氧化性，將CuS氧化為SO2。答案：(1)黑色沉淀中不含有CuO(2)還原B試管中出現(xiàn)白色沉淀2NO3SO23Ba22H2O=3BaSO42NO4H(或NO2SO2Ba2H2O=BaSO4NO2H)取冷卻后A裝置試管中的溶液，滴加K4Fe(CN)6溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2，說明黑色沉淀是銅的硫化物(3)CuS4H2SO4(濃)CuSO44SO24H2O5(導學號27347066)(2016天津高考)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個指標，通常用每升水中溶解氧分子的質量表示，單位mgL1，我國地表水環(huán)境質量標準規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5 mgL1。某化學小組同學設計了下列裝置(夾持裝置略)，測定某河水的DO。.測定原理：堿性條件下，O2將Mn2氧化為MnO(OH)2；2Mn2O24OH=2MnO(OH)2，酸性條件下，MnO(OH)2將I氧化為I2；MnO(OH)2IHMn2I2H2O(未配平)用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2；2S2OI2=S4O2I。.測定步驟：a安裝裝置，檢驗氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。b向燒瓶中加入200 mL水樣。c向燒瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4無氧溶液(過量)、2mL堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應完全。d攪拌并向燒瓶中加入2 mLH2SO4無氧溶液，至反應完全，溶液為中性或弱酸性。e從燒瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.010 00 molL1Na2S2O3溶液進行滴定，記錄數(shù)據(jù)。fg處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的變化)?；卮鹣铝袉栴}：(1)配制以上無氧溶液時，除去所用溶劑水中氧的簡單操作為_。(2)在橡膠塞處加入水樣及有關試劑應選擇的儀器是_。滴定管注射器量筒(3)攪拌的作用是_。(4)配平反應的方程式，其化學計量數(shù)依次為_。(5)步驟f為_。(6)步驟e中達到滴定終點的標志為_。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水樣的DO_mgL1(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測得DO是否達標：_(填“是”或“否”)。(7)步驟d中加入H2SO4溶液反應后，若溶液pH過低，滴定時會產(chǎn)生明顯的誤差，寫出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示，至少寫出2個)_。解析：(1)氣體在水中的溶解度隨著溫度升高而減小，將溶劑水煮沸可以除去所用溶劑水中的氧；(2)因從橡膠塞處加入水樣或試劑應確保加入的物質完全加入三頸燒瓶中，應選擇注射器；(3)攪拌的目的是讓溶液混合均勻，加快反應的速率；(4)根據(jù)電子得失守恒分析，反應配平得MnO(OH)22I4H=Mn2I23H2O，故為：1,2,4,1,1,3；(5)滴定操作一般需要重復進行23次，取平均值以便減小實驗誤差，因此步驟f為重復步驟e的操作23次；(6)碘離子被氧化為碘單質后，用Na2S2O3溶液滴定將碘還原為碘離子，因此滴定結束，溶液的藍色消失；n(Na2S2O3) 0.01000mol/L0.0045L4.5105mol，根據(jù)反應有O22 MnO(OH)2 2I24S2O，n(O2)n(Na2S2O3)1.125105mol，該河水的DO1.125105329103g/L9.0 mg/L5 mg/L，達標；(7)硫代硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生歧化反應，生成的二氧化硫也能夠被生成的碘氧化，同時空氣中的氧氣也能夠將碘離子氧化，反應的離子方程式分別為：2HS2O=SSO2H2O；SO2I22H2O=4HSO2I；4H4IO2=2I22H2O；答案：(1)將溶劑水煮沸后冷卻(2) (3)使溶液混合均勻，快速完成反應(4)1,2,4,1,1,3(5)重復步驟e的操作23次(6)溶液藍色褪去(半分鐘內(nèi)不恢復顏色) 9.0 是(7)2HS2O=SSO2H2O；SO2I22H2O=4HSO2I；4H4IO2=2I22H2O(任寫其中2個)