高三化學（第01期）好題速遞分項解析匯編 專題24 化學實驗設計與探究（含解析）

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專題二十四 化學實驗設計與探究 1.【安徽合肥168中2016屆第二次月考】(12分）鋁熱反應是鋁的一個重要性質(zhì)。某?；瘜W興趣小組同學為了克服傳統(tǒng)鋁熱反應紙漏斗易燃燒，火星四射等缺點，將實臉改成以下裝置，取磁性氧化鐵在如圖A實驗進行鋁熱反應，冷卻后補到“鐵塊”混合物． （1）實驗中可以用蔗糖和濃硫酸代替鎂條作引火劑，共原因是　　　　　　　　　 （2）該鋁熱反應的化學方程式為　　　　　　　　　 （3）取反應后的“鐵塊”研碎取樣稱量，加入如圖B裝置，滴入足量NaOH溶液充分反應，測量生成氣休體積以測量樣品中殘留鋁的百分含量．試回答下列問題： ①量氣管的量具部分是一個中學實驗常見量具改裝而成，該儀器的名稱為　　　　　　　　　 ②量氣管在讀數(shù)時必須進行的步驟是　　　　　　　　　。 ③取1g樣品進行上述實驗，共收集到44.8mL氣體（換算成標準狀況下），則鋁的百分含量為　　　　　　　　　。 ④裝置中分液漏斗上端和燒瓶用橡膠管連通，除了可以平衡壓強讓液體順利滴入試管之外， 還可以起到降低實驗誤差的作用。如果裝置沒有橡膠管，測出鋁的百分含量將會　　　　　 （填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（12分，每空2分） （1）蔗糖在濃硫酸中脫水并放出大量的熱 （2）8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe （3）①堿式滴定管 ②冷卻至常溫和調(diào)節(jié)量氣管使左右液面相平 ③3.6% ④偏大 考點：本題考查基本操作與基本儀器、實驗方案的分析與評價。 2.【河北衡水中學2016屆第二次月考】（10分）資料表明，硫粉與熱的KOH溶液共熱生成兩種鹽，其中一種是K2SO3。某化學興趣小 組進行該實驗時，卻檢測到生成的鹽中含有SO42-。 （1）興趣小組同學認為，上述反應的生成物可能與反應溫度（T），KOH溶液的濃度(c)有關。他們做了如下對比實驗（每次實驗中硫粉的質(zhì)量、KOH溶液的體積均相同）。 實驗①～④是探究溫度對生成物的影響，⑤～⑧是探究KOH溶液的濃度對生成物的影響。請在表中相應空格內(nèi)填人相應數(shù)據(jù)。 （2）興趣小組設計實驗對上述反應中生成的鹽的成分進行探究。他們提出如下假設，請你根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律，完成假設二和假設三： 假設一：生成的鹽是K2S和K2 S03； 假設二：生成的鹽是____； 假設三：生成的鹽是____； （3）請你設計實驗驗證上述假設一。完成下表中內(nèi)容。[除了硫粉與熱的KOH溶液的反應液之外，可供選擇的藥品有稀硝酸，稀鹽酸等；已知：6H++SO32-+2S2-=3S+3H2O （4）興趣小組通過改變硫粉的質(zhì)量，得出生成鉀鹽的質(zhì)量與硫粉質(zhì)量 的變化關系如右圖所示。有人據(jù)此得出結論：生成的鹽一定是K2S和 K2SO3的混合物。請你根據(jù)計算結果指出該結論是否正確 。 （5）請分析上述反應中有K2S04生成的可能原因是 【答案】34、（1） 實驗編號 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ T/℃ 90 90 90 c/mol?L-1 1.0 1.0 1.0 （2）假設二：K2S 和K2SO4 假設三：K2S 、K2SO4 和K2SO3 （3） 實驗方案（不要求寫出具體操作過程） 預期實驗現(xiàn)象和結論 在反應液中加入足量的稀鹽酸 若溶液變渾濁且沒有氣體逸出（或：若沒有氣體逸出），則假設一成立；若溶液中有氣體逸出，則假設一步成立 （4）不正確 3.2g硫粉完全反應，無論生成K2S 和K2SO3 的混合物，K2S 和K2SO4 的混合物還是K2S 、K2SO4 和K2SO3 的混合物，其質(zhì)量均為12.6g。 （5）生成的K2SO3被空氣中氧氣氧化為K2SO4 。 （4）3.2g硫粉完全反應，無論生成K2S 和K2SO3 的混合物，K2S 和K2SO4 的混合物還是K2S 、K2SO4 和K2SO3 的混合物，其質(zhì)量均為12.6g,所以生成的鹽一定是K2S和K2SO3的混合物是錯誤的。 （5）K2SO3不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化成K2SO4 。 考點：考查化學實驗方案設計與評價，硫及其化合物的性質(zhì)等知識 3．【湖南衡陽八中2016屆第二次月考】（16分） 實驗室測定碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)W(Na2CO3)，稱取此混合物5.0g，溶于水中，配成250 mL溶液。 方案一：沉淀法。利用化學反應把HCO3—、CO32—完全轉化為沉淀，稱量干燥沉淀的質(zhì)量，由此計算混合物中ω(Na2CO3)。 （1）量取100 mL配制好的溶液于燒杯中，滴加足量沉淀劑，把溶液中HCO3—、CO32—完全轉化為沉淀，應選用的試劑是 (填編號)。 A．CaCl2溶液 B．MgSO4溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(OH)2溶液 （2）過濾，洗滌沉淀，判斷沉淀是否洗凈的方法是 ； （3）將所得沉淀充分干燥，稱量沉淀的質(zhì)量為mg，由此可以計算ω(Na2CO3)。如果此步中，沉淀未干燥充分就稱量，則測得ω(Na2CO3) (填“偏大”、“偏小"或“無影響”)。 方案二：量氣法。量取10.00 mL配制好的溶液與足量稀硫酸溶液反應，測定生成氣體在通常狀況(約20℃、1.01105 Pa)的體積，由此計算混合物中ω(Na2CO3)。 （1）裝置中導管a的作用是 。 （2）若撤去導管a，使測得氣體體積 （“偏大”，“偏小”或“無影響”）。 方案三：滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入錐形瓶中，滴加2滴酚酞試劑，搖勻，用0.2000 mol/L的鹽酸滴定到終點(已知終點時反應H++CO32—=HCO3—恰好完全)。重復此操作2次，消耗鹽酸的體積平均值為20.00 mL。 （1）量取25.00 mL配制好的溶液，應選擇 儀器來完成。 （2）判斷滴定終點的依據(jù)是 。 （3）此法測得ω(Na2CO3)= ％。 【答案】方案一：（ 1）D； （2）取少量最后一次洗滌液，滴加Na2SO4溶液，如無沉淀，則沉淀已洗凈，反之則未完成； （3）偏?。? 方案二：（1）平衡氣壓，使液體順利滴下；（2）偏大； 方案三：（1）堿式滴定管（或移液管）；（2）由紅色突變?yōu)闊o色，且30s不恢復； （3）84.8%。 考點：考查測定碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)的方法的知識。 4．【江蘇揚州中學2016屆10月月考】某課外活動小組設計了以下實驗驗證Ag與濃硝酸反應的過程中可能產(chǎn)生NO。其實驗流程圖如下： （1）測定硝酸的物質(zhì)的量反應結束后，從如圖裝置B中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液，用0.1 molL－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示劑，滴定前后的滴定管中液面的位置如上圖所示。在B容器中生成硝酸的物質(zhì)的量為______ mol，則Ag與濃硝酸反應過程中生成的NO2在標準狀況下的體積為________________mL。 （2）測定NO的體積 ①從如圖所示的裝置中，你認為應選用________裝置進行Ag與濃硝酸反應實驗，選用的理由是____________________________________。 ②選用如圖所示儀器組合一套可用來測定生成NO體積的裝置，其合理的連接順序是________________(填各導管口編號)。 ③在測定NO的體積時，若量筒中水的液面比集氣瓶的液面要低，此時應將量筒的位置________(填“下降”或“升高”)，以保證量筒中的液面與集氣瓶中的液面持平。 （3）氣體成分分析 若實驗測得NO的體積為112.0 mL(已折算到標準狀況)，則Ag與濃硝酸反應的過程中______(填“有”或“沒有”)NO產(chǎn)生，作此判斷的依據(jù)是____________________________。 【答案】(16分) （每空2分）（1）0.008　268.8 （2）①A　因為A裝置可以通N2將裝置中的空氣排盡，防止NO被空氣中的O2氧化　②123547?、凵? （3）有　因為NO2與水反應生成的NO的體積小于收集到的NO的體積(89.6＜112.0) 考點： 性質(zhì)實驗方案的設計 5．【江西上高二中2016屆第二次月考】（18分）工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O3?5H2O，實驗室可用如下裝置（略去部分加持儀器）模擬生成過程。 燒瓶C中發(fā)生反應如下： Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq）　?。↖） 2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l）　　　　　　　　　（II） S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq）　　　　　　　　 （III） （1）儀器組裝完成后，關閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液注，若　　　　　　　　　　　　　　　　　　，則整個裝置氣密性良好。裝置D的作用是　　　　　　　　。裝置E中為　　　　　　　溶液。 （2）為提高產(chǎn)品純度，應使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應，則燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為　　　　　　　　　　　　　。 （3）裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率，其中的液體最好選擇　　　 　　　。 a．蒸餾水　　　b．飽和Na2SO3溶液 c．飽和NaHSO3溶液　d．飽和NaHCO3溶液 實驗中，為使SO2緩慢進入燒瓶C，采用的操作是　　　　　　　　　　　。已知反應（III）相對較慢，則燒瓶C中反應達到終點的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　。反應后期可用酒精燈適當加熱燒瓶A，實驗室用酒精燈加熱時必須使用石棉網(wǎng)的儀器有　　　　。 a .燒杯　　　 b .蒸發(fā)皿　　　　　 c.試管　　　　　 d .錐形瓶 （4）反應終止后，燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮即可析出Na2S2O3?5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。利用常見試劑設計實驗，檢測產(chǎn)品中是否存在Na2SO4，簡要說明實驗操作，現(xiàn)象和結論：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 已知Na2S2O3?5H2O遇酸易分解：S2O32￣+2H+=S↓+SO2↑+H2O 【答案】（18分）答案：（1）液柱高度保持不變；防止倒吸；NaOH（合理即得分） （2）2:1　 （3）c　控制滴加硫酸的速度（合理即得分）　 溶液變澄清（或混濁消失）； a、d （4）取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層清液（或過濾，取濾液），滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na2SO4雜質(zhì)。（合理即得分） 考點： 氣密性的檢查，中和滴定，硫酸根檢驗 【名師點睛】常見陰離子的檢驗方法： 離子 檢驗試劑 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 離子方程式 CO32- ①BaCl2溶液、稀鹽酸 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀鹽酸 加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀鹽酸，并放出無色無味氣體 Ba2++CO32-=BaCO3↓ BaCO3+2H+＝Ba2++CO2↑+H2O ②稀鹽酸、Ca(OH)2溶液 加入稀鹽酸后放出的氣體通入使澄清的Ca(OH)2溶液 加入稀鹽酸后放出無色無味氣體，通入澄清的Ca(OH)2溶液變渾濁 CO32-+2H+=H2O+CO2↑ Ca2++2OH-+CO2＝CaCO3↓+H2O SO42- BaCl2溶液、稀硝酸或稀鹽酸 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀鹽酸 生成不溶于稀硝酸或稀鹽酸的白色沉淀 Ba2++SO42-=BaSO4↓ SO32- ①BaCl2溶液、稀鹽酸 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀鹽酸 加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀鹽酸，并放出刺激性氣味的氣體 SO32-+2H+=H2O+SO2↑ ②稀鹽酸、品紅溶液 加入稀鹽酸后放出的氣體通入品紅溶液 加入稀鹽酸后放出的氣體使品紅溶液褪色 SO32-+2H+=H2O+SO2↑ Cl- AgNO3溶液、稀硝酸或稀鹽酸 向未知溶液中加入AgNO3溶液，再向沉淀中加入稀鹽酸 生成不溶于稀硝酸或稀鹽酸的白色沉淀 Ag++Cl-=AgCl↓ Br- AgNO3溶液、稀硝酸或稀鹽酸 生成不溶于稀硝酸或稀鹽酸的淺黃色沉淀 Ag++Br-=AgBr↓ I- AgNO3溶液、稀硝酸或稀鹽酸 向未知溶液中加入AgNO3溶液，再向沉淀中加入稀鹽酸 生成不溶于稀硝酸的黃色沉淀 Ag++I-=AgI↓ ②新制氯水，淀粉溶液 向未知溶液中加入新制氯水，再加入淀粉溶液 滴入新制Cl2，振蕩后再滴入淀粉溶液，變藍 Ag++I-=AgI↓ 2I-+Cl2=I2+2Cl- I2遇淀粉變藍 6.【遼寧師大附中2016屆10月月考】某校化學實驗興趣小組在“探究鹵素單質(zhì)的氧化性”的系列實驗中發(fā)現(xiàn)： 在足量的稀氯化亞鐵溶液中，加入1～2滴溴水，振蕩后溶液呈黃色。 （1）提出問題：Fe3+、Br2誰的氧化性更強？ （2）猜想： ①甲同學認為氧化性：Fe3+>Br2，故上述實驗現(xiàn)象不是發(fā)生化學反應所致，則溶液呈黃色是 含 （填化學式，下同）所致。 ②乙同學認為氧化性：Br2>Fe3+，故上述實驗現(xiàn)象是發(fā)生化學反應所致，則溶液呈黃色是 含 所致。 （3）設計實驗并驗證：丙同學為驗證乙同學的觀點，選用下列某些試劑設計出兩種方案進行實驗，并通過觀察實驗現(xiàn)象，證明了乙同學的觀點確實是正確的。 供選用的試劑：a. 酚酞試液 b. 四氯化碳 c. 無水酒精 d. 硫氰化鉀溶液 請你在下列表格中寫出丙同學選用的試劑及實驗中觀察到的現(xiàn)象。（試劑填序號） 選用試劑 實驗現(xiàn)象 方案1 方案2 （4）應用與拓展： ①在足量的稀氯化亞鐵溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黃色所發(fā)生的離子反應方程式為 。 ②在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2（標準狀況），溶液中有1/3的Br–被氧化成單質(zhì)Br2，則原FeBr2溶液中FeBr2的物質(zhì)的量濃度為 。 【答案】（2）①Br2； ②Fe3+ （3） （4）①2Fe2++Br2==2Fe3++2Br- ②1.2molL-1 （4）①通過上述分析溴單質(zhì)可以氧化亞鐵離子生成鐵離子和溴離子，方程式為：2Fe2++Br2==2Fe3++2Br- ②溴化亞鐵中通入氯氣，氯氣先和亞鐵離子反應，后和溴離子反應，假設溴化亞鐵的濃度為xmol/L，則有x0.1+x0.12/3=2.24/22.42 x=1.2molL-1 考點：氯、溴、碘的性質(zhì)實驗，鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉化，性質(zhì)實驗方案的設計 【名師點睛】有顏色的物質(zhì)有：鐵：鐵粉是黑色的；一整塊的固體鐵是銀白色的。 Fe2+——淺綠色 Fe3O4：黑色晶體；Fe(OH)2：白色沉淀； Fe3+：黃色； Fe (OH)3：紅褐色沉淀；Fe (SCN)3：血紅色溶液；FeO：黑色的粉末；Fe (NH4)2(SO4)2——淡藍綠色；Fe2O3：紅棕色粉末；FeS：黑色固體； 銅：單質(zhì)是紫紅色；Cu2+：藍色；CuO：黑色；Cu2O：紅色；CuSO4（無水）：白色； CuSO45H2O：藍色； Cu2 (OH)2CO3：綠色；Cu(OH)2：藍色；BaSO4 、BaCO3 、Ag2CO3 、CaCO3 、AgCl 、 Mg (OH)2 、三溴苯酚均是白色沉淀；Al(OH)3 白色絮狀沉淀；H4SiO4（原硅酸）白色膠狀沉淀；Cl2、氯水：黃綠色； F2：淡黃綠色氣體；Br2：深紅棕色液體；I2：紫黑色固體； KMnO4：紫色；MnO4-：紫色；Na2O2：淡黃色固體；Ag3PO4：黃色沉淀；S—黃色固體；AgBr：淺黃色沉淀；AgI：黃色沉淀；O3：淡藍色氣體；品紅溶液：紅色；NO2：紅棕色氣體。 7．【湖北孝感高中2016屆10月月考】(14分)CH3Cl為無色，略帶臭味的氣體，密度為2.25g/L，熔點為-24.2℃，20℃時在水中的溶解度為400mL，易溶于乙醇和丙醇等有機溶劑。 Ⅰ．實驗室制取CH3Cl的原理是CH3OH +HCl(濃) CH3Cl+H2O。具體步驟如下： ①干燥ZnCl2晶體； ②稱取24g研細的無水ZnCl2和量取20mL濃鹽酸放入圓底燒瓶，同時量取一定量的甲醇放入分液漏斗中； ③將分液漏斗里的甲醇逐滴滴入燒瓶中并加熱，待ZnCl2完全溶解后有CH3Cl氣體逸出，可用排水法收集。請回答： （1）實驗室干燥ZnCl2晶體制得無水ZnCl2的方法是 。 （2）反應過程中滴入燒瓶中甲醇的體積比鹽酸少（甲醇與濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度接近） 其理由是 。 （3）實驗室為何用排水法收集CH3Cl？ 。 Ⅱ．據(jù)某資料記載，CH4分子中的一個H原子被Cl原子取代后，其穩(wěn)定性受到影響，可被強氧化劑酸性高錳酸鉀氧化?，F(xiàn)有四只洗氣瓶；分別盛有以下試劑：A．1.5%KMnO4(H+)溶液；B．蒸餾水；C．5%Na2SO3溶液；D．98%H2SO4。 （1）為證實這一理論的可靠性，請從上面選擇最恰當?shù)南礆馄浚瑢裝置生成的氣體依次通過洗氣瓶 （填洗氣瓶編號），如果觀察到 則證實上述資料的正確性。 （2）寫出洗氣瓶中發(fā)生反應的離子方程式(C元素的氧化產(chǎn)物為CO2)： （3）如果CH3Cl是大氣的污染物，上述洗氣瓶之后還應接一只盛 的洗氣瓶。 【答案】（14分） Ⅰ．(1)在干燥的HCl氣氛中加熱；(1分) (2)增大鹽酸的量以提高甲醇的轉化率；(2分) (3)CH3Cl不易溶于水，用排水法可除去HCl、CH3OH等雜質(zhì)氣體(2分)； Ⅱ．（1）BAC(2分)；A紫色褪去(1分)； （2）10CH3Cl＋14MnO4—＋42H＋＝14Mn2＋＋ 10CO2↑＋5Cl2↑＋36H2O(2分)； SO32—＋Cl2＋H2O＝SO42—＋2Cl—＋H＋(2分)； （3）乙醇(或其它有機溶劑) (2分)。 Ⅱ．（1）實驗室制取CH3Cl的原理是CH3OH +HCl(濃) CH3Cl+H2O，則制取的CH3Cl中含有HCl，所以先通過蒸餾水，除去HCl雜質(zhì)，再通入1.5%KMnO4(H+)溶液，驗證CH3Cl能否被酸性高錳酸鉀溶液氧化，最后用5%Na2SO3溶液吸收生成的有毒氣體Cl2，所以將a裝置生成的氣體依次BAC；如果觀察到紫色酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明CH3Cl能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。 考點：考查實驗方案的分析與評價、離子方程式的書寫、鹽類的水解 8．【江西臨川一中2016屆10月月考】(14分) 茶葉中含有多種有益于人體健康的有機成分及鈣、鐵等微量金屬元素，某化學研究性學習小組設計方案用以測定某品牌茶葉中鈣元素的質(zhì)量分數(shù)并檢驗鐵元素的存在(已知CaC2O4為白色沉淀物質(zhì))。首先取200g茶葉樣品焙燒得灰粉后進行如下操作： 請回答下列有關問題： （1）文獻資料顯示，某些金屬離子的氫氧化物完全沉淀的pH為： 離子 完全沉淀時的pH 13 3.7 實驗前要先將茶葉樣品高溫灼燒成灰粉，需用到的儀器有__________________。 ①酒精燈 ②蒸發(fā)皿 ③坩堝 ④泥三角 ⑤三腳架 ⑥鐵架臺 （2）寫出從濾液A→沉淀D的離子反應方程式的是_______________________________。 （3）為保證實驗精確度，沉淀D及E需要分別洗滌，并將洗滌液轉移回母液中，試判斷沉淀D已經(jīng)洗滌干凈的方法是________________________________________。 （4）用KMnO4標準溶液滴定C溶液時所發(fā)生的反應為：5C2O42-+2MnO4-+16+=10CO2↑+2Mn2＋+8H2O?，F(xiàn)將濾液C稀釋至500 mL，再取其中的25.00 mL溶液，用硫酸酸化后，用0．1000molL-1的KMnO4標準溶液滴定，終點時消耗KMnO4溶液10.00 mL。 ①此步操作過程中一定需要用到下列哪些儀器(填寫序號)________； ②達到滴定終點時，溶液的顏色變化是______________________________________； ③滴定到終點，靜置后，如圖讀取KMnO4標準溶液的刻度數(shù)據(jù)，則測定的鈣元素含量將________ (填“偏高”、“偏低”、“無影響”)。 （5） 可以通過檢驗濾液A來驗證該品牌茶葉中是否含有鐵元素，所加試劑及實驗現(xiàn)象是________。 （6）原茶葉中鈣元素的質(zhì)量分數(shù)為________________________。 【答案】 (14分) （1）①③④⑤； （2）Fe3＋+3NH3?H2O =Fe(OH)3↓+3NH4＋ （3）取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加Na2CO3或BaCl2溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則已洗凈； （4） ①B、C、D、；②無色變?yōu)樽仙蚋咤i酸鉀溶液不退色；③偏高 （5）KSCN溶液，溶液呈紅色。（6）0.2% 【名師點睛】本題考查了探究茶葉中鐵元素、鈣元素的含量的方法及性質(zhì)實驗方案的設計，題目難度較大，注意掌握性質(zhì)實驗方案的設計方法，明確探究物質(zhì)組成及含量的方法，試題培養(yǎng)了學生靈活應用所學知識解決實際問題的能力。在解答此類題時應注意： （1）認真審題，明確實驗目的，找出實驗原理。 （2）根據(jù)實驗原理選擇儀器和藥品，并設計出合理的實驗裝置和操作步驟。 （3）準確地記錄實驗過程中的實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并運用分析、計算、圖表、推理等方法處理有關實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出正確的結論。 9.【貴州遵義航天高中2016屆第三次月考】(14分)工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷濃硫酸。為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應，某學習小組進行以下探究活動： 【探究一】 （1）將已除去表面氧化物的鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，10分鐘后移入硫酸銅溶液中，片刻后取出觀察，鐵釘表面無明顯變化，其原因是 。 （2）另取鐵釘放入一定量濃硫酸中加熱，充分反應后得到溶液X并收集到干燥氣體Y。 ①甲同學認為X中可能含有Fe3+和Fe2+。若要確認其中的Fe2+，應選用_ ___（填序號）。 a．KSCN溶液 b．鐵氰化鉀溶液 c．鹽酸 ②乙同學取448mL（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應的離子方程式為 ，充分反應后，加入足量BaCI2溶液，經(jīng)適當操作后得干燥固體2.33g?？赏浦獨怏wY中SO2的體積分數(shù)為 。 【探究二】 據(jù)探究一所測SO2的體積分數(shù)，丙同學認為氣體Y中可能還含有CO2和Q氣體，因此設計了下列實驗裝置（圖中夾持儀器省略，實驗前已將裝置中空氣排盡）進一步探究。 （3）裝置A中的現(xiàn)象是 ，其作用是 。 （4）為判斷CO2是否存在，需將裝置M添加在 。（填序號）； a．A之前 b．A～B之間 c．B-C之間 d．C～D之間 若存在CO2，則產(chǎn)生CO2氣體的反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。 （5）若C中固體變紅，D中固體變藍，則Q是 （填化學式），產(chǎn)生該氣體的原因是 。 （6）若某氣體可能由CO2、SO2、H2中的一種或多種組成，經(jīng)測定其中氧的質(zhì)量分數(shù)為50%，則該氣體的組成可能為 （填序號）。 a．SO2 b．H2、SO2 c．H2、CO2 d．CO2、SO2 e．SO2、CO2、H2 【答案】（1）鐵在冷的濃硫酸中鈍化 （2）①b ②SO2+Br2+2H2O＝4H＋+2Br－+SO42－；50% （3）溶液顏色變淺；除去SO2并檢驗SO2是否除盡 （4）b；2：1 （5）H2；隨著反應進行，濃硫酸變稀，鐵與稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣 （6）ace SO2 ～BaSO4 1mol 233g n 2.33g n＝0.01mol Y氣體的物質(zhì)的量是0.448L22.4L/mol＝0.02mol 所以二氧化硫的體積分數(shù)為：100%＝50%； （3）SO2會干擾CO2的檢驗，所以A的作用是除去二氧化硫并檢驗二氧化硫是否除盡； （4）由于堿石灰能吸收CO2，所以在檢驗Q氣體之前首先檢驗CO2，因此M應該放在A～B之間，答案選b；在加熱時，鐵釘中不僅鐵和濃硫酸反應，碳也和濃硫酸反應生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應方程式為C+2H2SO4（濃硫酸）CO2 ↑+2SO2↑+2H2O，其中氧化劑是濃硫酸，還原劑是碳，因此反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1。 考點：考查濃硫酸、二氧化硫的性質(zhì)及亞鐵離子、鐵離子、氣體的檢驗以及物質(zhì)組成判斷等 10．【云南師大附中2016屆第二次月考】（14分）用二氧化氯（ClO2）、高鐵酸鈉（Na2FeO4摩爾質(zhì)量為166 /mol）等新型凈水劑替代傳統(tǒng)的凈水劑Cl2對淡水進行消毒是城市飲用水處理新技術。ClO2和Na2FeO4在水處理過程中分別被還原為Cl－和Fe3＋。 （1）①高鐵酸鈉主要通過如下反應制取：，則X的化學式為　　　　　　 ②NNa2FeO4之所以能凈水，除它本身具有強氧化性外，另一個原因可能是　　　　　　 （2）已知二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點為－59℃，沸點為11.0℃，易溶于水。工業(yè)上用稍潮濕的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃時反應制得。某學生用如圖所示的裝置模擬工業(yè)制取及收集ClO2，其中A為ClO2的發(fā)生裝置，B為ClO2的凝集裝置，C為尾氣吸收裝置。請回答： ①A中反應產(chǎn)物有和CO2等，該反應氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為　　　　　 ②A部分還應添加溫度控制裝置，如水浴加熱或酒精燈、溫度計，B部分還應補充的裝置為___________，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③該裝置按②補充完整后，裝置A、B、C中還有一處設計明顯不合理的是　　　?。ㄌ? “A’’“B”或“C，’），請在圖18方框中畫出該裝置改正后的正確的裝置圖 ④ClO2很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的含量，進行了下列實驗： 步驟1：準確量取ClO2溶液10mL，稀釋成100mL試樣；量取V1mL試樣加入到錐形瓶中； 步驟2：調(diào)節(jié)試徉的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，靜置片刻； 步驟3：加入淀粉指示劑，用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液V2mL。（已知 當 時，可以判斷此滴定操作到達終點；由以上數(shù)據(jù)可以計算原ClO2溶液的濃度為 g/I（用含字母的代數(shù)式表示）。 （3）如果以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來表示消毒效率，那么三種消毒殺菌劑的消毒效率最小的是 （填化學式）。 【答案】（除特殊標注外，每空1分，共14分） （1）①NaCl ②還原產(chǎn)物Fe3+發(fā)生水解生成Fe(OH)3膠體，能吸收水中懸浮的雜質(zhì)（2分） （2）①2∶1（2分） ②冰水浴（或冷水浴） 因為ClO2的沸點低，有利于凝聚收集 ③ C （或者其他合理答案例如防倒吸） ④溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色 （2分） （3）Na2FeO4（2分） 考點： 氧化還原反應，物質(zhì)的制備 【名師點睛】氧化還原反應配平步驟有：標價態(tài)、列變化、求總數(shù)、定系數(shù)、后檢查 一標出有變的元素化合價； 二列出化合價升降變化 三找出化合價升降的最小公倍數(shù)，使化合價升高和降低的數(shù)目相等； 四定出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的系數(shù)； 五平：觀察配平其它物質(zhì)的系數(shù)； 六查：檢查是否原子守恒、電荷守恒（通常通過檢查氧元素的原子數(shù)），畫上等號。 11．【浙江寧波效實中學2016屆上期中】（10分）某化學興趣小組欲驗證：“銅和一定量的濃硝酸反應有一氧化氮產(chǎn)生”。設計如下裝置進行實驗。(假設氣體體積均為標準狀況下測定，導氣管中氣體體積忽略不計，且忽略反應中的溶液體積變化) 試回答下列問題： （1）在銅和濃硝酸反應前，擠壓打氣球(球內(nèi)充滿空氣)，經(jīng)A、B、C反應后，進入D中的氣體主要成分是 (填化學式)；進行此步操作時應關閉 ，打開 (填K1、K2或K3)。 （2）關閉K1、K2，打開K3，由分液漏斗向D中滴加濃硝酸，此時D中一定發(fā)生反應的離子方程式為 。待Cu和濃硝酸反應結束后，再通過分液漏斗向D中加入CCl4至滿。 （3）若E裝置中出現(xiàn)倒吸，可采取的應急操作是 。 (4) 經(jīng)測定，E裝置中所得硝酸的物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L，實驗測得F裝置所收集到的氣體體積為120mL，則銅和一定量的濃硝酸反應 （填“有”或“無”）NO生成 ，其依據(jù)是（請用數(shù)據(jù)和文字說明） 。 【答案】(10分) (1)N2（1分）；K3（1分）；K1、K2（1分） (2)Cu+2NO3-+4H+==Cu2++2NO2↑+ 2H2O（2分） (3) 及時的關閉k3(或將F 中的量氣管向下移動，但不能讓其中的水逸出)(2分) (4) 有（1分）；E裝置中生成100mL、0.05mol/L-1硝酸時產(chǎn)生的NO約為56mL，而試 管 中原有50mLN2，二者之和小于120mL，說明生成NO2的同時有NO生成。（2分） Cu+2NO3-+4H+==Cu2++2NO2↑+ 2H2O。(3) 出現(xiàn)倒吸，可以調(diào)節(jié)F中的量氣管的液體高度改變壓強，或及時的關閉k3。(4) E裝置中生成100mL、0.05mol/L-1硝酸，硝酸的物質(zhì)的量為0.050.1=0.005摩爾產(chǎn)生的NO約為56mL，而試 管中原有50mLN2，二者之和小于120mL，說明生成NO2的同時有NO生成。 考點：硝酸的性質(zhì) 12．【山東濟南外國語2016屆上期中】實驗室中需要22.4L（標準狀況）SO2氣體。化學小組依據(jù)化學方程 Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+SO2↑+2H2O計算后，取65g鋅粒與質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸（密度）110mL充分反應，鋅全部溶解，對于制得的氣體，有同學認為可能混有雜質(zhì)。 （1）化學小組所制得的氣體中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是 （填分子式）。產(chǎn)生這種結果的主要原因是 （用化學方程式和必要的文字加以說明） （2）為證實相關分析，化學小組的同學設計了實驗，組裝了如下裝置，對所制取的氣體進行探究。 ①裝置B中加入的試劑 ，作用是 。 ②裝置D加入的試劑 ，裝置F加入的試劑 。 ③可證實一定量的鋅粒和一定量的濃硫酸反應后生成的氣體中混有某雜質(zhì)氣體的實驗現(xiàn)象是 。 ④U型管G的作用為 . 【答案】（1）H2（1分）；隨著反應的進行，硫酸濃度降低，致使鋅與稀硫酸反應生成H2，Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑（2分）（2）①NaOH溶液（或KMnO4，其它合理答案也給分，1分）吸收SO2氣體。（1分） ②濃硫酸（1分） 無水硫酸銅（1分）③裝置E中玻璃管中黑色CuO粉末變紅色，干燥管F中無水硫酸銅變藍色（2分） ④防止空氣中H2O進入干燥管而影響雜質(zhì)氣體的檢驗（1分） 考點：本題考查實驗方案的分析、物質(zhì)的性質(zhì)。 13．【江西省上高二中2016屆第三次月考】（14分）過氧化鈉(Na2O2)是中學常見物質(zhì)，常見的過氧化物還包括過氧化鈣(CaO2)。已知:過氧化鈉與CO2反應有氣體生成，而將SO2通入過氧化鈉粉末中也有氣體生成。有人提出CO2、SO2與過氧化鈉的反應原理相同，但也有人提出SO2具有較強的還原性，CO2無強還原性，反應原理不相同。據(jù)此設計如下實驗操作進行判斷。[ 實驗一:向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO2，取反應后的固體進行實驗探究，以證明過氧化物與SO2反應的特點。 （1）提出假設: 假設1:反應后固體中只有Na2SO3，證明SO2未被氧化； 假設2:反應后固體中只有 Na2SO4，證明SO2完全被氧化； 假設3: ，證明 。 實驗探究: 實驗二:通過測量氣體的體積判斷發(fā)生的化學反應，實驗裝置如下: （2）試劑A可以選用________，試劑B的作用是________。 （3）實驗測得裝置C中過氧化鈉質(zhì)量增加了m1g，裝置D質(zhì)量增加了m2g，裝置E中收集到的氣體為VL(已換算成標準狀況下)，用上述有關測量數(shù)據(jù)判斷，SO2未被氧化、完全被氧化的V-m1關系式。未被氧化:_______，完全被氧化:__________。 （4）若SO2完全被氧化，寫出反應的化學方程式: __________________________。 【答案】（1）Na2SO3和Na2SO4的混合物(2分) SO2被部分氧化(2分) （2）濃H2SO4 (2分) 吸收未反應的SO2 (2分) （3）V=7m1/30 (2分) V=0 (2分) （4）SO2+Na2O2＝Na2SO4(2分) 【考點定位】本題主要是考查二氧化硫性質(zhì)以及SO2和過氧化鈉反應的實驗探究 【名師點晴】這類實驗常用的探究點如下，我們可以根據(jù)其進行假設猜想。 （1）與反應物性質(zhì)有關的探究點 反應物的顆粒大小、狀態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài))、濃度、用量、純度等都屬于反應物的性質(zhì)，而這些性質(zhì)的改變往往會對演示實驗的效果產(chǎn)生或正或負的影響。因此，對于某一特定的反應而言，可以將反應物的某一或某幾種性質(zhì)確定為探究點，進行探究，從而得到能使實驗效果最佳的反應物性質(zhì)。[ （2）與生成物性質(zhì)有關的探究點。 在與生成物有關的探究點中，通過對生成物的顏色、狀態(tài)與氣味等的觀察，發(fā)現(xiàn)與預知結論稍有差異或截然不同的異?，F(xiàn)象，是探究性演示實驗設計的主要切入點。因此，及時捕捉這些異常現(xiàn)象，通過設計實驗來科學、合理地解釋這些異常現(xiàn)象是考題中常出現(xiàn)的題型。 （3）與實驗裝置有關的探究點 實驗裝置是實驗的重要組成部分，從實驗反應裝置的簡約性、綠色性、安全性等角度出發(fā)，設計安全、綠色、簡約的實驗裝置來提高實驗的質(zhì)量，是探究性實驗設計的重要內(nèi)容，對原有實驗裝置的改進或新實驗裝置的設計，體現(xiàn)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。 在教材中的實驗有一些存在實驗現(xiàn)象不明顯或裝置過于復雜，且對環(huán)境不利等情況，我們可以通過對反應裝置的探究來改進實驗，使其達到理想的狀態(tài)。 （4）與實際問題有關的探究點 化學問題或現(xiàn)象在我們身邊無處不在，諸如實際生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥、環(huán)境污染等都或多或少存在一些需要通過化學實驗進行解決的問題。因此，可以從中發(fā)掘這些問題或現(xiàn)象作為背景來設計實驗，在實際問題的解決中體驗科學探究。 （5）與綠色實驗有關的探究點 與綠色實驗有關的探究點，是一個綜合性的問題，可以包括反應物、產(chǎn)物、實驗裝置等的探究。這些探究點的選擇是出于實驗綠色化呼聲的需要，也是當前實驗設計中較為重視的一項內(nèi)容。綠色實驗的設計同時也是培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和創(chuàng)設良好的實驗環(huán)境的重要手段。 14．【寧夏銀川一中2016屆第三次月考】（14分）二氧化硫是硫的重要化合物，在生產(chǎn)、生活中有廣泛應用。探究二氧化硫的制取和性質(zhì)都有著非常重要的意義。 （1）工業(yè)上用黃鐵礦（FeS2，其中S元素為－1價）在高溫下和氧氣反應制備SO2： 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 該反應中被氧化的元素是__________（填元素符號）。當該反應轉移5.50mol電子時，生成的二氧化硫在標準狀況下的體積為________L。 （2）①實驗室可用70％的濃硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫，如果能控制反應速度，下圖中可選用的發(fā)生裝置是_______（填寫字母）。 ②若用硫酸和亞硫酸鈉反應制取3.36L（標準狀況）二氧化硫，如果已有25.2％亞硫酸鈉（質(zhì)量分數(shù)）被氧化成硫酸鈉，則至少需稱取該亞硫酸鈉_______g（保留一位小數(shù)）。 （3）某化學興趣小組設計用如圖裝置驗證二氧化硫的化學性質(zhì)。 ①能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現(xiàn)象為___________________________。 ②為驗證二氧化硫的還原性，充分反應后，取試管b中的溶液分成三份，分別進行如下實驗： 方案Ⅰ：向第一份溶液加入品紅溶液，紅色褪去 方案Ⅱ：向第二份溶液加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀 方案Ⅲ：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成 上述方案中合理的是___（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）；試管b中發(fā)生反應的離子方程式為______。 【答案】（1）S、Fe（2分） 22.4（2分） （2）①a d（2分） ②26.1（2分） （3）①a試管中有淡黃色沉淀生成（2分）②II （2分）Cl2＋SO2＋2H2O＝4H＋＋2Cl－＋SO42－（2分） 考點：本題主要考查根據(jù)方程式進行計算，實驗的現(xiàn)象的分析。 15．【黑龍江牡丹江一中2016屆10月月考】（13分） 工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷濃硫酸。為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應，某學習小組進行了以下探究活動： 【探究一】 （1）將已去除表面氧化物的鐵釘(碳素鋼)放入冷濃硫酸中，10分鐘后移入硫酸銅溶液中，片刻后取出觀察，鐵釘表面無明顯變化，其原因是______________________________ （2）另稱取鐵釘6.0 g放入15.0 mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到氣體Y。 ①甲同學認為X中除Fe3＋外還可能含有Fe2＋。若要確認其中的Fe2＋應選用________(選填序號)。 a．KSCN溶液和氯水　 b．鐵粉和KSCN溶液 c．濃氨水 d．KMnO4酸性溶液 ②乙同學取336 mL(標準狀況)氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應：SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)__________________________操作后得固體2.33 g。由此推知氣體Y中SO2的體積分數(shù)為________。 【探究二】 分析上述實驗中SO2體積分數(shù)的結果，丙同學認為氣體Y中還可能含有H2和Q氣體。為此設計了下列探究實驗裝置(圖中夾持儀器省略)。 （3）裝置B中試劑的作用是_______________________ （4）認為氣體Y中還含有Q的理由是________________(用化學方程式表示)。 （5）為確認Q的存在，需在裝置中添加M于________(選填序號)。 a．A之前 b．A-B間 c．B-C間 d．C-D間 （6）如果氣體Y中含有H2，預計實驗現(xiàn)象應是_______________________________ （7）若要測定336mL氣體中H2的含量(標準狀況下約有28 mL H2)，可否用托盤天平稱量D或E反應前后的質(zhì)量差的方法？做出判斷并說明理由__________________ 【答案】（13分） （1）鐵釘表面被氧化 （2）①d ②過濾、洗滌、干燥 66.7% （3）檢驗二氧化硫是否除盡 （4）C+2H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2H2O（加熱） （5）C （6）D中固體由黑色變紅和E中固體由白變藍 （7）否，用托盤天平無法稱量D或E的差量 考點： 性質(zhì)實驗方案的設計 【名師點睛】二氧化硫和二氧化碳都為酸性氧化物，性質(zhì)相似。都可以和堿或堿性氧化物反應。要想鑒別就要找他們的性質(zhì)的區(qū)別，二氧化硫有漂白性，能是品紅溶液褪色，而二氧化碳不能，二氧化硫有還原性，能與氧化性的物質(zhì)反應，例如能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，能使溴水褪色等。若在氣體中同時存在二氧化硫和二氧化碳，檢驗氣體時應該先檢驗二氧化硫，用品紅溶液檢驗，后用酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，再用品紅檢查二氧化硫是否完全除去，最后用澄清石灰水檢驗二氧化碳。順序不能顛倒。