北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
专题二十 实验方案的设计与评价
基础篇 固本夯基
考点一 制备实验方案的设计与评价
1.(2021江苏,3,3分)下列由废铜屑制取CuSO ·5H O的实验原理与装置不能达到实验目
4 2
的的是( )
A.用装置甲除去废铜屑表面的油污
B.用装置乙溶解废铜屑
C.用装置丙过滤得到CuSO 溶液
4
D.用装置丁蒸干溶液获得CuSO ·5H O
4 2
答案 D
2.(2021福建,7,4分)利用下列装置和试剂进行实验,不能达到实验目的的是( )
答案 D
3.(2019课标Ⅲ,12,6分)下列实验不能达到目的的是 ( )
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选项 目的 实验
A 制取较高浓度的次氯酸溶液 将Cl 通入碳酸钠溶液中
2
B 加快氧气的生成速率 在过氧化氢溶液中加入少量MnO
2
C 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
D 制备少量二氧化硫气体 向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸
答案 A
4.(2017天津理综,4,6分)以下实验设计能达到实验目的的是( )
实验目的 实验设计
除去NaHCO 固体中的
A 3 将固体加热至恒重
Na CO
2 3
B 制备无水AlCl 蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液
3
C 重结晶提纯苯甲酸 将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶
D 鉴别NaBr和KI溶液 分别加新制氯水后,用CCl 萃取
4
答案 D
5.(2022届河北开学考,4)用如图装置进行相应的实验,装置及操作完全正确的是( )
① ②
③ ④
A.①装置实验操作后应将混合物转移到分液漏斗中进行分液
B.②装置实验应先点燃酒精灯,然后接通水龙头向冷凝管内通水
C.③装置用于制备并收集干燥的氨气
D.④装置用于测量CO 的体积
2
答案 A
6.(2021广东,12,4分)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到
目的的是( )
选项 操作或做法 目的
A 将铜丝插入浓硝酸中 制备NO
B 将密闭烧瓶中的NO 降温 探究温度对平衡移动的影响
2
C 将溴水滴入KI溶液中,加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘
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D 实验结束,将剩余NaCl固体放回原试剂瓶 节约试剂
答案 B
7.(2022届黑龙江哈尔滨师大附中期中,18)乙醇催化氧化制取乙醛(沸点为20.8 ℃,能与
水混溶)的装置(夹持装置已省略)如图所示。下列说法错误的是( )
A.①中用导管连接分液漏斗与蒸馏烧瓶的作用是平衡气压,使H O 溶液顺利流下
2 2
B.实验开始时需要先加热②,再打开K通入O ,最后点燃③处酒精灯
2
C.实验过程中撤去③处酒精灯,铜丝仍会出现红黑交替变化现象,说明反应放出大量的热
D.实验结束时需先将④中导管移出,再停止加热
答案 B
8.(2022届吉林长春外国语期初,6)科学实验中,要尽可能避免干扰因素对实验的影响。下
列分析错误的是( )
A.用甲操作检验K+,应透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,来排除Na+干扰
B.用乙装置制备氢氧化亚铁,胶头滴管插到覆盖一层苯的液面以下以防止空气干扰
C.用丙装置制备并检验乙烯,氢氧化钠溶液用来排除CO 对乙烯检验的干扰
2
D.丁装置中,读出H 的体积时,待装置冷却至室温,将漏斗缓缓下移至两端的液面相平,是
2
为了避免温度和压强对气体体积的影响
答案 C
9.(2020山东,11,4分)(双选)下列操作不能达到实验目的的是 ( )
目的 操作
A 除去苯中少量的苯酚 加入适量NaOH溶液,振荡、静置、分液
将盐酸与NaHCO 混合产生的气体直接通入苯酚钠溶
B 证明酸性:碳酸>苯酚 3
液
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除去碱式滴定管胶管
C 将尖嘴垂直向下,挤压胶管内玻璃球将气泡排出
内的气泡
配制用于检验醛基的 向试管中加入2 mL 10% NaOH溶液,再滴加数滴2%
D
氢氧化铜悬浊液 CuSO 溶液,振荡
4
答案 BC
10.(2022届云南师大附中月考,5)如图,下列实验不能达到相应实验目的的是( )
A.装置Ⅰ可以用来除去苯中的溴
B.装置Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性时C中盛NaHCO ,D中盛Na CO
3 2 3
C.装置Ⅲ可用于实验室制备少量氧气
D.装置Ⅳ能证明非金属性:S>C>Si
答案 C
11.(2022届安徽师大附中月考,7)下列根据实验操作和实验现象得出的结论正确的是(
)
实验操作 实验现象 结论
向久置的Na SO 溶液中加入足量 出现白色沉淀,加入 久置的Na SO 溶液已全部
A 2 3 2 3
BaCl 溶液,再加入足量稀硝酸 稀硝酸后沉淀不溶解 变质
2
取1 mL 20%蔗糖溶液,加入少量
稀硫酸,水浴加热后,取少量溶液,
B 没有砖红色沉淀生成 蔗糖未水解
加入几滴新制Cu(OH) 悬浊液,加
2
热
常温下用pH计测定浓度均为0.1
pH:NaClO溶液
C mol·L-1的NaClO溶液和NaHCO 酸性强弱:HCO- >HClO
3 >NaHCO 溶液 3
溶液的pH 3
向KNO 和KOH混合溶液中加入
3
D 铝粉并加热,管口放湿润的红色石 试纸变为蓝色
NO-
被还原为NH
3 3
蕊试纸
答案 D
12.(2022届湖北部分重点中学期中联考,11)根据下列实验操作和现象得出的结论中正确
的是( )
操作和现象 结论
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用玻璃棒蘸取某待测液在酒精灯外焰上灼烧,火
A 待测液中含有钠元素
焰呈黄色
向某钾盐的溶液中滴加浓盐酸,产生气体,将气体
B 该钾盐为K SO 或KHSO 或K S O
通入品红溶液中,品红溶液褪色 2 3 3 2 2 3
将铜丝用酒精灯外焰灼烧,铜丝逐渐变黑;再将其
C 乙醇能将CuO还原
插入酒精灯内焰至接近焰心,铜丝又逐渐变红
1 mol H 与1 mol I (g)在恒温容器中反应,反应
2 2
D 达平衡后,将容器体积压缩至原来的一半,混合气 化学平衡发生了逆向移动
体颜色变深
答案 C
13.(2021湖北,18,14分)超酸是一类比纯硫酸更强的酸,在石油重整中用作高效催化剂。
某实验小组对超酸HSbF 的制备及性质进行了探究。由三氯化锑(SbCl )制备HSbF 的
6 3 6
反应如下:
SbCl +Cl SbCl
3 2 5
SbCl +6HF HSbF +5HCl
5 6
制备SbCl 的初始实验装置如图(毛细管连通大气,减压时可吸入极少量空气,防止液体暴
5
沸;夹持、加热及搅拌装置略):
相关性质如下表:
物质 熔点 沸点 性质
SbCl 73.4 ℃ 220.3 ℃ 极易水解
3
140 ℃分解
SbCl 3.5 ℃ 极易水解
5 79 ℃/2.9 kPa
回答下列问题:
(1)实验装置中两个冷凝管 (填“能”或“不能”)交换使用。
(2)试剂X的作用为 、 。
(3)反应完成后,关闭活塞a、打开活塞b,减压转移 (填仪器名称)中生成的SbCl
5
至双口烧瓶中。用真空泵抽气减压蒸馏前,必须关闭的活塞是 (填“a”或“b”);
用减压蒸馏而不用常压蒸馏的主要原因是 。
(4)实验小组在由SbCl 制备HSbF 时,没有选择玻璃仪器,其原因为
5 6
。(写化学反应方程式)
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(5)为更好地理解超酸的强酸性,实验小组查阅相关资料了解到:弱酸在强酸性溶剂中表现
出碱的性质,如冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为
CH COOH+H SO [CH C(OH) ]+[HSO ]-
3 2 4 3 2 4
以此类推,H SO 与HSbF 之间的化学反应方程式为 。
2 4 6
(6)实验小组在探究实验中发现蜡烛可以溶解于HSbF 中,同时放出氢气。已知烷烃分子
6
中碳氢键的活性大小顺序为:甲基(—CH )<亚甲基(—CH —)<次甲基( )。写出
3 2
2-甲基丙烷与HSbF 反应的离子方程式 。
6
答案 (1)不能
(2)吸收氯气,防止污染空气 防止空气中的水蒸气进入三口烧瓶使SbCl 、SbCl 水解
3 5
(3)三口烧瓶 b 防止SbCl 分解
5
(4)SiO +4HF SiF ↑+2H O
2 4 2
(5)H SO +HSbF [H SO ]+[SbF ]-
2 4 6 3 4 6
F-
6
(6) +HSbF (CH ) C++Sb + H ↑
6 3 3 2
14.(2021辽宁,18,14分)Fe/Fe O 磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各
3 4
步均在N 氛围中进行):
2
①称取9.95 g FeCl ·4H O(M=199),配成50 mL溶液,转移至恒压滴液漏斗中。
2 2 r
②向三颈烧瓶中加入100 mL 14 mol·L-1 KOH溶液。
③持续磁力搅拌,将FeCl 溶液以2 mL·min-1的速度全部滴入三颈烧瓶中,100 ℃下回流
2
3 h。
④冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在40 ℃干燥。
⑤管式炉内焙烧2 h,得产品3.24 g。
部分装置如图:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ;使用恒压滴液漏斗的原因是
。
(2)实验室制取N 有多种方法,请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论,结合下
2
列供选试剂和装置,选出一种可行的方法,化学方程式为
,对应的装置为 (填标号)。
可供选择的试剂:CuO(s)、NH (g)、Cl (g)、O (g)、饱和NaNO (aq)、饱和NH Cl(aq)
3 2 2 2 4
可供选择的发生装置(净化装置略去):
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(3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe O ,离子方程式为 。
3 4
(4)为保证产品性能,需使其粒径适中、结晶度良好,可采取的措施有 。
A.采用适宜的滴液速度
B.用盐酸代替KOH溶液,抑制Fe2+水解
C.在空气氛围中制备
D.选择适宜的焙烧温度
(5)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为 ;使
用乙醇洗涤的目的是 。
(6)该实验所得磁性材料的产率为 (保留3位有效数字)。
答案 (1)(球形)冷凝管 平衡气压,便于液体顺利流下
(2)2NH +3CuO 3Cu+N +3H O(或NH Cl+NaNO NaCl+2H O+N ↑) A(或B)
3 2 2 4 2 2 2
(3)4Fe2++8OH- Fe↓+Fe O ↓+4H O
3 4 2
(4)AD
(5)稀硝酸和硝酸银溶液 除去晶体表面水分,便于快速干燥
(6)90.0%
15.(2018课标Ⅰ,26,14分)醋酸亚铬[(CH COO) Cr·2H O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶
3 2 2
于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还
原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置
如图所示。回答下列问题:
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是 。仪器a的名
称是 。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K 、K ,
1 2
关闭K 。
3
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为 。
②同时c中有气体产生,该气体的作用是 。
(3)打开K ,关闭K 和K 。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是 ;d中析出
3 1 2
砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是 、 、洗涤、
干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点 。
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答案 (1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗 (2)①Zn+2Cr3+ Zn2++2Cr2+ ②排除
c中空气 (3)c中产生H 使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤 (4)敞开体系,可能使
2
醋酸亚铬与空气接触
16.(2021海南,17,12分)亚硝酰氯(NOCl)可作为有机合成试剂。
已知:①2NO+Cl 2NOCl。
2
②沸点:NOCl为-6 ℃,Cl 为-34 ℃,NO为-152 ℃。
2
③NOCl易水解,能与O 反应。
2
某研究小组用NO和Cl 在如图所示装置中制备NOCl,并分离回收未反应的原料。
2
回答问题:
(1)通入Cl 和NO前先通入氩气,作用是 ;仪器D的名称是 。
2
(2)将催化剂负载在玻璃棉上而不是直接平铺在玻璃管中,目的是
。
(3)实验所需的NO可用NaNO 和FeSO 溶液在稀H SO 中反应制得,离子反应方程式为
2 4 2 4
_______________________________________________- 。
(4)为分离产物和未反应的原料,低温浴槽A的温度区间应控制在 ,仪器C收集
的物质是 。
(5)无色的尾气若遇到空气会变为红棕色,原因是 。
答案 (1)排净装置中的空气 干燥管
(2)增大催化剂与反应物的接触面积,加快反应速率
(3)NO- +Fe2++2H+ NO↑+Fe3++H O
2 2
(4)-34 ℃~-6 ℃ Cl
2
(5)NO遇到空气中的氧气被氧化为红棕色的NO
2
17.(2019课标Ⅰ,27,15分)硫酸铁铵[NH Fe(SO ) ·xH O]是一种重要铁盐。为充分利用资
4 4 2 2
源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 。
(2)步骤②需要加热的目的是 ,
温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生
的气体需要净化处理,合适的装置为 (填标号)。
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(3)步骤③中选用足量的H O ,理由是 。分批
2 2
加入H O ,同时为了 ,溶液要保持pH小于0.5。
2 2
(4)步骤⑤的具体实验操作有 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时失掉
1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为 。
答案 (1)碱煮水洗
(2)加快反应 热水浴 C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 防止Fe3+水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH Fe(SO ) ·12H O
4 4 2 2
18.[2022届T8联考(1),15]稀土金属包括17种金属,已广泛应用于电子、石油化工、冶金
等各个行业。稀土金属的制备常用电解法,步骤如下:
第一步:稀土氯化物晶体(RCl ·6H O)的制备(R表示稀土金属,常见稳定价态为+3价)。
3 2
由于R—O键比R—Cl(或R—F)键牢固,所以稀土金属在自然界大多以R—O键的形式存
在,人们常常以R O 表示矿物中稀土金属的含量。将矿物用浓盐酸处理再经分离提纯得
2 3
到RCl ·6H O。
3 2
第二步:无水稀土氯化物的制备。
将稀土氯化物晶体RCl ·6H O脱水制取RCl ,脱水温度为200~300 ℃。
3 2 3
第三步:电解。
第四步:再通过较为复杂的方法分离各种稀土金属。
请回答下列问题:
(1)生产时选择电解熔融稀土金属氯化物,而不用熔融稀土金属氧化物的原因是 。
(2)若要测定某矿物中稀土金属含量,方法之一是将矿物处理为氯化物,然后转化为草酸盐,
再用热量分析法测定(产物为R O )。若在实验室中进行,应将提纯后的草酸盐放在
2 3
中加热,灼烧至恒重。某实验小组进行实验,实验数据如下表所示:
矿物样品质量(g) 剩余固体质量(g)
第一次实验 1.48 0.89
第二次实验 1.51 0.90
第三次实验 1.51 0.91
则该样品中稀土金属含量为 (不考虑处理过程中的损失,含量以R O 计,用百分
2 3
数表示)。
脱水时会有部分稀土氯氧化物ROCl(红色)生成,这种难熔的物质会使电解时的熔体黏度
增大,导电性降低,并使析出的金属液滴不易从盐相中聚集和离析出来。这些悬浮的
ROCl在电解时大部分会沉积于电解槽的底部,将阴极金属覆盖住,使电解难以继续进行,
红色的ROCl被称为“红泥”。“红泥”不被电解。
(3)为防止ROCl的生成,脱水可在NH Cl存在的条件下进行,理由是 ,
4
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同时,在NH Cl存在时,若有ROCl产生,也能转化为RCl 。试用化学反应方程式予以解释:
4 3
。
(4)电解时电解槽电极之一为石墨,实验表明,即使是使用含水的稀土氯化物,槽内也并无
红泥的蓄积,但发现作为电极的石墨发生严重的磨蚀现象。其中石墨作 极,试写
出该电极上的电极反应式: (电解温度:850~900 ℃,“红泥”被消除时
有气体产生,且有RCl 生成)。
3
答案 (1)R—O键比R—Cl键牢固,所以氯化物的熔点低,生产成本低
(2)坩埚 60.0%
(3)NH Cl受热分解产生HCl,HCl抑制RCl 水解生成ROCl
4 3
ROCl+2NH Cl RCl +H O↑+2NH ↑ (或者NH Cl
4 3 2 3 4
HCl↑+NH ↑,ROCl+2HCl RCl +H O↑)
3 3 2
(4)阳 2ROCl+C+4Cl--4e- 2RCl +CO ↑(或者ROCl+C+2Cl--2e- RCl +CO↑)
3 2 3
考点二 探究实验方案的设计与评价
1.(2021海南,14,4分)依据下列实验和现象,得出结论正确的是( )
选项 实验 现象 结论
点燃无色气体X,将生成的气体通入 澄清石灰水先浑浊后
A X为CO
澄清石灰水 澄清
25 ℃时,向无色的Y溶液中滴加1~2
B 溶液仍为无色 Y溶液的pH<7
滴酚酞试液
在淀粉和I 的混合溶液中滴加KSCN
2
C 溶液[已知:(SCN) 、SCN-分别与卤素 溶液仍为蓝色 氧性:(SCN) <I
2 2 2
单质、卤素离子性质相似]
反应中Cu O既
2
溶液由无色变为蓝色
D 在稀H SO 中加入少量Cu O(s) 作氧化剂又作
2 4 2
并有红色固体生成
还原剂
答案 D
2.(2019天津理综,4,6分)下列实验操作或装置能达到目的的是( )
A 混合浓硫酸和乙醇
B 配制一定浓度的溶液
C 收集NO 气体
2
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D 证明乙炔可使溴水褪色
答案 B
3.(2021辽宁,9,3分)由下列实验操作及现象能得出相应结论的是( )
实验操作 现象 结论
向KBr、KI混合溶液中依次加入 溶液分层,下层呈紫
A 氧化性:Cl >Br >I
少量氯水和CCl ,振荡,静置 红色 2 2 2
4
在火焰上灼烧搅拌过某无色溶液
B 火焰出现黄色 溶液中含Na元素
的玻璃棒
用pH计测定pH:①NaHCO 溶液
C 3 pH:①>② H CO 酸性弱于CH COOH
②CH COONa溶液 2 3 3
3
把水滴入盛有少量Na O 的试管
D 2 2 木条复燃 反应生成了O
中,立即把带火星木条放在试管口 2
答案 D
4.(2020安徽合肥模拟,6)探究Na O 与水的反应,实验如下。(已知:H O
H++HO-
、H
2 2 2 2 2
O- H++O2-
)下列分析不正确的是( )
2 2
A.①⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②⑤中KMnO 与MnO 的作用不同,产生气体的量也不同
4 2
D.通过③能比较酸性:HCl>H O
2 2
答案 D
5.(2022届湖北腾云联盟联考,13)为研究甲醛与新制Cu(OH) 悬浊液反应的固体产物(固
2
体A)的成分,进行如下图所示实验。
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已知:Cu O、CuO均能溶于浓氨水,分别产生Cu(NH
)+
(无色)、Cu(NH
)2+
(蓝色)。
2 3 2 3 4
下列说法错误的是( )
A.甲醛与新制Cu(OH) 反应时,Cu(OH) 作氧化剂
2 2
B.②→④无色溶液变蓝,说明固体A中一定存在Cu O
2
C.③→⑤的反应为2Cu+O +8NH ·H O 2Cu(NH
)2+
+4OH-+6H O
2 3 2 3 4 2
D.去掉试管①的橡胶塞,一段时间后溶液变蓝,也能确认固体A的成分
答案 D
6.(2022届黑龙江大庆月考,13)某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验剩余的
NO,实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前,向装置中通入一段时间的N ,排尽装
2
置内的空气。
已知:在溶液中FeSO +NO [Fe(NO)]SO (棕色),该反应可用于检验NO。下列说法中
4 4
不正确的是( )
A.装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B.若观察到装置H中红色粉末变黑色,则NO与Cu发生了反应
C.实验结束后,先熄灭酒精灯,再关闭分液漏斗的活塞
D.装置J收集的气体中一定不含NO
答案 D
7.(2018课标Ⅱ,13,6分)下列实验过程可以达到实验目的的是 ( )
编号 实验目的 实验过程
配制0.400 0 mol·L-1的 称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏
A
NaOH溶液 水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容
向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓
B 探究维生素C的还原性
的维生素C溶液,观察颜色变化
向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过
C 制取并纯化氢气
NaOH溶液、浓硫酸和KMnO 溶液
4
向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO 溶液的试
3
探究浓度对反应速率的
D 管中同时加入2 mL 5% H O 溶液,观察实验现
2 2
影响
象
答案 B
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8.(2022届辽宁沈阳市郊联体期中,13)已知:①在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸
浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物;②FeSO +NO
4
Fe(NO)SO (棕色)(ΔH<0);③NO 和NO都能被KMnO 氧化吸收。某实验小组探究硝酸与
4 2 4
铁反应的产物,用如图所示装置进行实验(E的加热装置省略)。下列说法正确的是( )
A.E装置滴入浓硝酸,加热前因反应速率慢而没有明显现象
B.F装置的作用是直接确认E中是否有NO生成
C.G装置中的试剂不可以用NaOH溶液代替
D.可用浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸检验是否生成-3价氮的化合物
答案 C
9.(2022届北京人大附中检测,13)探究亚硝酸钠(NaNO )的化学性质,实验如下(装置如图):
2
实验 试剂a 现象
① 酚酞溶液 无色溶液变红
② AgNO 溶液 产生淡黄色沉淀
3
③ 淀粉KI溶液、稀硫酸 无色溶液立即变蓝
④ 酸性K Cr O 溶液 无色溶液变为绿色
2 2 7
资料:AgNO 是淡黄色难溶于水的固体;溶液中Cr3+为绿色。
2
由上述实验所得结论不正确的是( )
A.NaNO 溶液显碱性
2
B.NaNO
可与某些盐发生复分解反应:NO-
+Ag+ AgNO ↓
2 2 2
C.NaNO
有氧化性:2I-+2H++2NO-
I +2NO ↑+H O
2 2 2 2 2
D.NaNO 有还原性:Cr
O2- +3NO-
+8H+
3NO-
+2Cr3++4H O
2 2 7 2 3 2
答案 C
10.(2020河北衡水期中,24)下表是某同学探究Na SO 溶液和铬(Ⅵ)盐溶液反应规律的实
2 3
验记录(装置如图),已知:Cr
O2-
(橙色)+H O
2CrO2-
(黄色)+2H+。
2 7 2 4
下列说法不正确的是( )
序号 a b 现象
1 2 mL 3滴饱和Na SO 溶液 溶液变绿色(含Cr3+)
2 3
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0.05 mol·L-1
K Cr O 溶液 (pH=9)
2 2 7
(pH=2)
2 mL
0.1 mol·L-1
2 3滴饱Na SO 溶液 溶液没有明显变化
K CrO 溶液 2 3
2 4
(pH=8)
2 mL饱和 3滴0.05 mol·L-1
3 溶液变黄色
Na SO 溶液 K Cr O 溶液
2 3 2 2 7
3滴0.05 mol·L-1
4 2 mL蒸馏水 溶液变成浅橙色
K Cr O 溶液
2 2 7
A.实验1中的绿色溶液中含有SO2-
4
B.实验1、2的a溶液中所含的离子种类相同
C.向实验3溶液中继续滴加过量硫酸可使溶液变为浅橙色
D.实验4的目的是排除稀释对溶液颜色变化造成的影响
答案 C
11.(2021浙江6月选考,25,2分)下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
目的 方案设计 现象和结论
取4 mL 乙醇,加入12 mL浓
探究乙醇消去 硫酸、少量沸石,迅速升温至 若溴水褪色,则乙醇消
A
反应的产物 140 ℃,将产生的气体通入2 去反应的产物为乙烯
mL溴水中
探究乙酰水杨 取少量样品,加入3 mL蒸馏水
若有紫色沉淀生成,则
B 酸样品中是否 和少量乙醇,振荡,再加入1~2
该产品中含有水杨酸
含有水杨酸 滴FeCl 溶液
3
探究金属钠在 若无气体生成,则固体
氧气中燃烧所 取少量固体粉末,加入2~3 mL 粉末为Na O;若有气
C 2
得固体粉末的 蒸馏水 体生成,则固体粉末为
成分 Na O
2 2
探究Na SO 取少量待测样品溶于蒸馏水,加
2 3 若有白色沉淀产生,则
D 固体样品是否 入足量稀盐酸,再加入足量
样品已经变质
变质 BaCl 溶液
2
答案 D
12.[2022届T8联考(2),13]下列有关实验操作、现象及结论都正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 结论
两支试管各盛4 mL 0.1
mol/L酸性高锰酸钾溶液,分 加入0.2 mol/L草酸溶
反应物浓度越大,反应速率
A 别加入2 mL 0.1 mol/L的草 液的试管中,高锰酸钾溶
越快
酸溶液和2 mL 0.2 mol/L草 液完全褪色时间更短
酸溶液
室温下,向FeCl 溶液中滴加
B 3 溶液变蓝色 Fe3+的氧化性比I 的强
少量KI溶液,再滴加几滴淀 2
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粉溶液
将淀粉和稀硫酸混合加热一
淀粉在稀硫酸、加热条件
C 段时间后,再加入新制的 产生砖红色沉淀
下水解为葡萄糖
Cu(OH) 悬浊液,加热
2
取一支试管装入2 mL 2
mol/L NaOH溶液,先滴加1
先生成白色沉淀,后沉淀
D mL 1 mol/L MgCl 溶液,再 K [Cu(OH)]<K [Mg(OH)]
2 变为蓝色 sp 2 sp 2
滴加几滴1 mol/L CuCl 溶
2
液
答案 B
13.(2021北京,16,10分)某小组实验验证“Ag++Fe2+ Fe3++ Ag↓”为可逆反应并测定
其平衡常数。
(1)实验验证
实验Ⅰ.将0.010 0 mol·L-1 Ag SO 溶液和0.040 0 mol·L-1 FeSO 溶液(pH=1)等体积混
2 4 4
合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。
实验Ⅱ.向少量Ag粉中加入0.010 0 mol·L-1 Fe (SO ) 溶液(pH=1),固体完全溶解。
2 4 3
①取Ⅰ中沉淀,加入浓硝酸,证实沉淀为Ag。现象是 。
②Ⅱ中溶液选用Fe (SO ) ,不选用Fe(NO ) 的原因是 。
2 4 3 3 3
综合上述实验,证实“Ag++Fe2+ Fe3++Ag↓”为可逆反应。
③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图,写出操
作及现象 。
(2)测定平衡常数
实验Ⅲ.一定温度下,待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时,取V mL上层清液,用c mol·L-1
1
KSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液V mL。
1
资料:
Ag++SCN- AgSCN↓(白色) K=1012
Fe3++SCN- FeSCN2+(红色) K=102.3
①滴定过程中Fe3+的作用是 。
②测得平衡常数K= 。
(3)思考问题
①取实验Ⅰ的浊液测定c(Ag+),会使所测K值 (填“偏高”“偏低”或“不受影
响”)。
②不用实验Ⅱ中清液测定K的原因是 。
答案 (1)①灰黑色固体溶解,产生红棕色气体
②防止酸性条件下NO-
氧化Fe2+,干扰实验结果
3
③如图所示:
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若加入Fe (SO ) 溶液,闭合开关K,观察到电流计偏转后归零,往左侧烧杯中滴加较浓的
2 4 3
FeSO 溶液,电流计指针反向偏转,表明平衡发生了移动(其他合理答案也可)
4
c V
0.01- 1 1
V
(2)①指示剂 ②
c V c V
1 1×(0.01+ 1 1)
V V
(3)①偏低 ②Ag完全反应,无法判断体系是否达到化学平衡状态
14.(2018海南单科,17,10分)某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下
列问题:
(1)选用如图所示装置及药品制取CO 。打开弹簧夹,制取CO 。为了得
2 2
到干燥、纯净的CO ,产生的气流应依次通过盛有 、
2
的洗气瓶(填试剂名称)。反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是
。
不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是 。
(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:
步骤 现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅
产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产
速伸入盛有CO 的集气瓶中。充分
2 生,瓶壁上有白色物质产生
反应,放置冷却
在集气瓶中加入适量蒸馏水,振荡、
滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液
过滤
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分,取适量滤液于2支试管中,向一支试管中滴加1
滴酚酞溶液,溶液变红;向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。据此推断,白色物
质的主要成分是 (填标号)。
A.Na O B.Na O C.NaOH D.Na CO
2 2 2 2 3
②为检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑
色固体是 。
③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为 。
答案 (1)饱和NaHCO 溶液 浓硫酸 产生的气体使干燥管内液面降低,与碳酸钙脱离
3
接触,反应停止 生成的硫酸钙微溶,附着在碳酸钙表面,阻止反应进一步进行
(2)①D ②碳(C) ③4Na+3CO 2Na CO +C
2 2 3
15.(2021福建,12,14分)NaNO 溶液和NH Cl溶液可发生反应:NaNO +NH Cl
2 4 2 4
N ↑+NaCl+2H O。为探究反应速率与c(NaNO )的关系,利用下列装置(夹持仪器略去)进
2 2 2
行实验。
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实验步骤:往A中加入一定体积(V)的2.0 mol·L-1 NaNO 溶液、2.0 mol·L-1 NH Cl溶液
2 4
和水,充分搅拌。控制体系温度,通过分液漏斗往A中加入1.0 mol·L-1醋酸。当导管口气
泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0 mL N 所需的时间,重
2
复多次取平均值(t)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为 。
(2)检验装置气密性的方法:关闭止水夹K, 。
(3)若需控制体系的温度为36 ℃,采取的合理加热方式为 。
(4)每组实验过程中,反应物浓度变化很小,忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如下
表所示。
V/mL
实验编号 t/s
NaNO 溶液 NH Cl溶液 醋酸 水
2 4
1 4.0 V 4.0 8.0 334
1
2 V 4.0 4.0 V 150
2 3
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
①V = ,V = 。
1 3
②该反应的速率方程为v=k·cm(NaNO )·c(NH Cl)·c(H+),k为反应速率常数。利用实验数
2 4
据计算得m= (填整数)。
③醋酸的作用是 。
(5)如果用同浓度的盐酸代替醋酸进行实验1,NaNO 与盐酸反应生成HNO ,HNO 分解产
2 2 2
生等物质的量的两种气体。反应结束后,A中红棕色气体逐渐变浅,装置中还能观察到的
现象有 。HNO 分解的化学方程式为
2
。
答案 (1)锥形瓶
(2)通过分液漏斗往A中加水,一段时间后水难以滴入,则气密性良好
(3)水浴加热
(4)①4.0 6.0 ②2 ③加快反应速率
(5)量筒中收集到无色气体,导管里上升一段水柱 2HNO NO↑+NO ↑+H O
2 2 2
综合篇 知能转换
综合 实验表述的答题规范
1.(2021江苏,17,15分)以软锰矿粉(含MnO 及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)为
2
原料制备电池级MnO 。
2
(1)浸取。将一定量软锰矿粉与Na SO 、H SO 溶液中的一种配成悬浊液,加入到三颈瓶
2 3 2 4
中(装置如图1),70 ℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤。滴液漏斗中
的溶液是 ;MnO 转化为Mn2+的离子方程式为 。
2
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图1
(2)除杂。向已经除去Fe、Al、Si的MnSO 溶液(pH约为5)中加入NH F溶液,溶液中的
4 4
Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中c(F-)=0.05 mol·L-1,则
c(Ca2+)/c(Mg2+)= 。
[K (MgF )=5×10-11,K (CaF )=5×10-9]
sp 2 sp 2
(3)制备MnCO 。在搅拌下向100 mL 1 mol·L-1 MnSO 溶液中缓慢滴加1 mol·L-1
3 4
NH HCO 溶液,过滤、洗涤、干燥,得到MnCO 固体。需加入NH HCO 溶液的体积约为
4 3 3 4 3
。
(4)制备MnO 。MnCO 经热解、酸浸等步骤可制备MnO 。MnCO 在空气气流中热解得
2 3 2 3
某价态锰的氧化物中锰元素质量
到三种价态锰的氧化物,锰元素所占比例( ×100%)随
锰元素总质量
热解温度变化的曲线如图2所示。已知:MnO与酸反应生成Mn2+;Mn O 氧化性强于Cl ,
2 3 2
在加热条件下Mn O 在酸性溶液中转化为MnO 和Mn2+。
2 3 2
图2
为获得较高产率的MnO ,请补充实验方案:取一定量MnCO 置于热解装置中,通空气气流,
2 3
,固体干燥,得到MnO 。(可
2
选用的试剂:1 mol·L-1 H SO 溶液、2 mol·L-1 HCl溶液、BaCl 溶液、AgNO 溶液)答案
2 4 2 3
(1)H SO 溶液 MnO
+SO2-
+2H+
Mn2++SO2-
+H O
2 4 2 3 4 2
(2)100 (3)200 mL
(4)加热至450 ℃左右分解一段时间,将冷却后的固体加入至适量1 mol·L-1H SO 溶液中,
2 4
加热,搅拌反应一段时间,过滤,用水洗涤,取最后一次洗涤滤液,向其中滴加BaCl 溶液,无
2
白色沉淀生成
2.(2021全国乙,27,14分)氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要
的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示):
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Ⅰ.将浓H SO 、NaNO 、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中,剧烈搅拌下,分批缓慢加入
2 4 3
KMnO 粉末。塞好瓶口。
4
Ⅱ.转至油浴中,35 ℃搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水,升温至98 ℃并保持1小时。
Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温,加入大量蒸馏水,而后滴加H O 至悬浊液由紫色变
2 2
为土黄色。
Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。
Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。
Ⅵ.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
(1)装置图中,仪器a、c的名称分别是 、 ,仪器b的进水口是 (填字
母)。
(2)步骤Ⅰ中,需分批缓慢加入KMnO 粉末并使用冰水浴,原因是 。
4
(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是 。
(4)步骤Ⅲ中,H O 的作用是 (以离子方程式表示)。
2 2
(5)步骤Ⅳ中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在SO2-
来判断。检测的方法是
4
________________________________________________ 。
(6)步骤Ⅴ可用pH试纸检测来判断Cl-是否洗净,其理由是 。
答案 (1)滴液漏斗 三颈瓶 d
(2)反应放热,防止反应过快
(3)反应温度接近水的沸点,油浴更易控温
(4)2MnO- +5H O +6H+ 2Mn2++8H O+5O ↑
4 2 2 2 2
(5) 取少量洗出液 , 滴加 BaC l , 没有白色沉淀生成
2
(6) H + 与 Cl - 电荷平衡 , 洗出液接近中性时 , 可认为 Cl - 洗净
3.(2020课标Ⅲ,26,14分)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实
验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO 和NaClO,探究其氧化还原性质。
3
回答下列问题:
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(1)盛放MnO 粉末的仪器名称是 ,a中的试剂为 。
2
(2)b中采用的加热方式是 。c中化学反应的离子方程式是 ,
采用冰水浴冷却的目的是 。
(3)d的作用是 ,可选用试剂 (填标号)。
A.Na S B.NaCl C.Ca(OH) D.H SO
2 2 2 4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶, , ,干燥,得到KClO 晶体。
3
(5)取少量KClO 和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管
3
溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl 振荡,静置后CCl 层显 色。可
4 4
知该条件下KClO 的氧化能力 NaClO(填“大于”或“小于”)。
3
答案 (1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl +2OH- ClO-+Cl-+H O 避免生成NaClO (3)吸收尾气(Cl ) AC
2 2 3 2
(4)过滤 少量(冷)水洗涤 (5)紫 小于
4.(2022届重庆西南大学附中月考,15)肉桂酸是制作香料、化妆品、医药、塑料和感光
树脂等的重要原料。实验室可通过苯甲醛与乙酸酐反应制备,反应原理如下:
+
相关物质的一些理化数据如下表所示:
物质 M/g·mol-1 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
苯甲醛 106 -26 179.62 微溶于水,易溶于乙醇
乙酸酐 102 -73.1 138.6 能与水反应生成乙酸
难溶于冷水,易溶于热水;
肉桂酸 148 135 300
能溶于乙醇
实验步骤:
Ⅰ.在装有温度计、空气冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶A(如图1)中,加入0.03 mol无水碳
酸钾、0.09 mol乙酸酐和0.03 mol苯甲醛,加热、搅拌条件下反应2 h。
图1
Ⅱ.反应完毕,分批加入20 mL水,再加入适量K CO 固体,调节溶液pH=8,将三颈烧瓶组
2 3
装为水蒸气蒸馏装置(如图2),B中产生的水蒸气通入A中,进行水蒸气蒸馏。
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图2
Ⅲ.向A中残留液加入少量活性炭,煮沸数分钟,趁热过滤。在搅拌下往热滤液中小心加
入浓盐酸至pH=3,冷却,待结晶完全后,抽滤,洗涤,干燥,收集到粗产品3.0 g。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中所用仪器需要干燥,且须用新蒸馏过的苯甲醛和乙酸酐,保证不含水分,原因
是 。
(2)步骤Ⅰ中空气冷凝管的作用为 ,三颈烧瓶中反应
初期有大量泡沫产生,原因是有 气体生成。
(3)步骤Ⅱ中加入碳酸钾调节溶液pH=8,此时溶液中盐类物质除肉桂酸钾外,还有 ;
进行水蒸气蒸馏至 为止,说明三颈烧瓶中苯甲醛已被完全蒸出。
(4)步骤Ⅲ中趁热过滤的目的是 ,洗涤时,为了降低肉
桂酸的溶解度,应选择 (填标号)的方法进行操作。
a.冷水洗涤 b.热水洗涤 c.无水乙醇洗涤
(5)本实验的粗产率约为 (保留2位有效数字),要将粗产品进一步提纯,可用
作溶剂进行重结晶。
答案 (1)防止乙酸酐与水反应被消耗,使产率降低 (2)冷凝回流苯甲醛和乙酸酐,提高
这两种原料的利用率 CO
2
(3)乙酸钾 馏出液无油珠
(4)防止肉桂酸盐析出导致产率降低 a
(5)68% 水
5.(2018课标Ⅱ,28,15分)K [Fe(C O ) ]·3H O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制
3 2 4 3 2
蓝图。回答下列问题:
(1)晒制蓝图时,用K [Fe(C O ) ]·3H O作感光剂,以K [Fe(CN) ]溶液为显色剂。其光解反
3 2 4 3 2 3 6
应的化学方程式为:2K [Fe(C O ) ] 2FeC O +3K C O +2CO ↑;显色反应的化学方程式
3 2 4 3 2 4 2 2 4 2
为 。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。
①通入氮气的目的是 。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热
分解产物中一定含有 、 。
③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是 。
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④样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe O ,检验Fe O 存在的方法是:
2 3 2 3
____________________________________________ 。
(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。
①称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H SO 酸化,用 c mol·L-1 KMnO 溶液滴定至终
2 4 4
点。滴定终点的现象是 。
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥
形瓶中。加稀H SO 酸化,用 c mol·L-1 KMnO 溶液滴定至终点,消耗KMnO 溶液V
2 4 4 4
mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为 。
答案 (1)3FeC O +2K [Fe(CN) ] Fe [Fe(CN) ] +3K C O
2 4 3 6 3 6 2 2 2 4
(2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置
②CO CO ③先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气 ④取少许固体粉末
2
于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe O
2 3
5cV ×56
(3)①粉红色出现 ② ×100%
m×1 000
6.(2020天津,15,17分)为测定CuSO 溶液的浓度,甲、乙两同学设计了两个方案。回答下
4
列问题:
Ⅰ.甲方案
实验原理:CuSO +BaCl BaSO ↓+CuCl
4 2 4 2
实验步骤:
(1)判断SO2-
沉淀完全的操作为 。
4
(2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为 。
(3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为 。
(4)固体质量为w g,则c(CuSO )= mol·L-1。
4
(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,则测得c(CuSO ) (填“偏高”“偏
4
低”或“无影响”)。
Ⅱ.乙方案
实验原理:Zn+CuSO ZnSO +Cu
4 4
Zn+H SO ZnSO +H ↑
2 4 4 2
实验步骤:
①按如图安装装置(夹持仪器略去)
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②……
③在仪器A、B、C、D、E中加入如图所示的试剂
④调整D、E中两液面相平,使D中液面保持在0或略低于0刻度位置,读数并记录
⑤将CuSO 溶液滴入A中并搅拌,反应完成后,再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
4
⑥待体系恢复到室温,移动E管,保持D、E中两液面相平,读数并记录
⑦处理数据
(6)步骤②为 。
(7)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是 (填序号)。
a.反应热受温度影响
b.气体密度受温度影响
c.反应速率受温度影响
(8)Zn粉质量为a g,若测得H 体积为b mL,已知实验条件下ρ(H )=d g·L-1,则c(CuSO )=
2 2 4
mol·L-1(列出计算表达式)。
(9)若步骤⑥E管液面高于D管,未调液面即读数,则测得c(CuSO ) (填“偏高”
4
“偏低”或“无影响”)。
(10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO 溶液的浓度: (填“是”或“否”)。
4
答案 (1)向上层清液中继续滴加BaCl 溶液,无白色沉淀生成,则沉淀完全 (2)AgNO 溶
2 3
40w
液 (3)坩埚 (4) (5)偏低 (6)检查装置气密性 (7)b
233
a bd×10-3
-
(8)65 2 (9)偏高 (10)否
25×10-3
应用篇 知行合一
应用 实验综合题的解题策略
1.(2019北京理综,28,16分|实验探究情境)化学小组实验探究SO 与AgNO 溶液的反应。
2 3
(1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO ,将足量SO 通入AgNO 溶液中,迅速
2 2 3
反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。
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①浓H SO 与Cu反应的化学方程式是 。
2 4
②试剂a是 。
(2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag SO 、Ag SO 或二者混合物。(资
2 3 2 4
料:Ag SO 微溶于水;Ag SO 难溶于水)
2 4 2 3
实验二:验证B的成分
①写出Ag SO 溶于氨水的离子方程式: 。
2 3
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO ,进而推断B
3
中含有Ag SO 。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag SO 。所用试剂
2 3 2 3
及现象是 。
(3)根据沉淀F的存在,推测SO2-
的产生有两个途径:
4
途径1:实验一中,SO 在AgNO 溶液中被氧化生成Ag SO ,随沉淀B进入D。
2 3 2 4
途径2:实验二中,SO2- 被氧化为SO2-
进入D。
3 4
实验三:探究SO2-
的产生途径
4
①向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有 ;取上层清液继续
滴加BaCl 溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag SO 。做出判断的理由: 。
2 2 4
②实验三的结论: 。
(4)实验一中SO 与AgNO 溶液反应的离子方程式是 。
2 3
(5)根据物质性质分析,SO 与AgNO 溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混
2 3
合物放置一段时间,有Ag和SO2-
生成。
4
(6)根据上述实验所得结论: 。
答案 (1)①Cu+2H SO (浓) CuSO +SO ↑+2H O
2 4 4 2 2
②饱和NaHSO 溶液
3
(2)①Ag SO +4NH ·H O 2Ag(NH
)+ +SO2-
+4H O ②H O 溶液,产生白色沉淀
2 3 3 2 3 2 3 2 2 2
(3)①Ag+ Ag SO 溶解度大于BaSO ,没有BaSO 沉淀时,必定没有Ag SO ②途径1不
2 4 4 4 2 4
产生SO2- ,途径2产生SO2-
4 4
(4)2Ag++SO +H O Ag SO ↓+2H+
2 2 2 3
(6)实验条件下:SO 与AgNO 溶液生成Ag SO
的速率大于生成Ag和SO2-
的速率,碱性
2 3 2 3 4
溶液中SO2- 更易被氧化为SO2-
3 4
2.(2020课标Ⅰ,27,15分|实验探究情境)为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列
电池装置进行实验。
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回答下列问题:
(1)由FeSO ·7H O固体配制0.10 mol·L-1 FeSO 溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、
4 2 4
(从下列图中选择,写出名称)。
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生
化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择 作为
电解质。
阳离子 u∞×108/(m2·s-1·V-1) 阴离子 u∞×108/(m2·s-1·V-1)
Li+ 4.07 HCO- 4.61
3
Na+ 5.19 NO- 7.40
3
Ca2+ 6.59 Cl- 7.91
K+ 7.62 SO2- 8.27
4
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入 电极溶液
中。
(4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 mol·L-1。石墨电极上未见
Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)= 。
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为 ,铁电极的电
极反应式为 。因此,验证了Fe2+氧化性小于 、还原性小于
。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO 溶液中加入几滴Fe (SO ) 溶液,将铁电极浸
4 2 4 3
泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是 。
答案 (1)烧杯、量筒、托盘天平 (2)KCl (3)石墨
(4)0.09 mol·L-1 (5)Fe3++e- Fe2+ Fe-2e- Fe2+ Fe3+ Fe
(6)取活化后溶液少许于试管中,加入KSCN溶液,若溶液不出现血红色,说明活化反应完
成
3.(2020课标Ⅱ,27,15分|实验探究情境)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧
化制苯甲酸,其反应原理简示如下:
+KMnO +MnO
4 2
+HCl +KCl
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相对分子 熔点 沸点 密度/
名称 溶解性
质量 /℃ /℃ (g·mL-1)
甲苯 92 -95 110.6 0.867 不溶于水,易溶于乙醇
苯甲 122.4(100 ℃ 微溶于冷水,易溶于乙
122 248 —
酸 左右开始升华) 醇、热水
实验步骤:
(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL 甲苯、100 mL水和4.8
g(约0.03 mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。
(2)停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并
将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后
用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上
干燥。称量,粗产品为1.0 g。
(3)纯度测定:称取0.122 g粗产品,配成乙醇溶液,于100 mL容量瓶中定容。每次移取
25.00 mL溶液,用0.010 00 mol·L-1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50 mL
的KOH标准溶液。
回答下列问题:
(1)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为 (填标号)。
A.100 mL B.250 mL C.500 mL D.1 000 mL
(2)在反应装置中应选用 冷凝管(填“直形”或“球形”),当回流液不再出现
油珠即可判断反应已完成,其判断理由是 。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是
;该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理,请用反应的离子方程式表达其原理
。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是 。
(5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是 。
(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为 ;据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于
(填标号)。
A.70% B.60% C.50% D.40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中 的方法提纯。
答案 (1)B (2)球形 无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化
(3)除去过量的高锰酸钾,避免在用盐酸酸化时,产生氯气
2MnO-
+5H C O +6H+
4 2 2 4
2Mn2++10CO ↑+8H O (4)MnO (5)苯甲酸升华而损失 (6)86.0%
2 2 2
C (7)重结晶
4.(2022届河北唐山期中,14)FTO导电玻璃为掺杂氟的SnO 透明导电玻璃,广泛用于液晶
2
显示屏、薄膜太阳能电池基底等方面,SnCl 可用于制作FTO导电玻璃。实验室可用熔
4
融的锡与Cl 反应制备SnCl ,此反应放热,生成的SnCl 易水解生成SnO ·xH O。回答下
2 4 4 2 2
列问题:
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有关物理性质如下表:
物质 颜色、状态 熔点/℃ 沸点/℃
Sn 银白色固体 231.9 2 260
SnCl 无色液体 -33 114
4
SnCl 无色晶体 246 652
2
(1)装置Ⅱ中发生反应的离子方程式为 。
(2)将以上装置用玻璃管连接,组装成一套制备SnCl 的实验装置(每个装置最多使用一次),
4
正确的顺序是(填各接口字母序号):B N,A 。
装置Ⅲ中应选用的冷凝管为 (填选项字母)。
(3)检查装置气密性并装好药品后,应先打开Ⅱ中的分液漏斗活塞,待出现
现象后,再点燃Ⅰ处的酒精灯。
(4)装置Ⅵ的作用是 。
若没有装置Ⅵ,可能发生的化学反应方程式为 。
(5)产品SnCl 中常混有SnCl ,利用反应Sn2++I Sn4++2I-可测定产品的纯度。称取m g
4 2 2
产品,用浓盐酸溶解并加水稀释,以淀粉溶液为指示剂,用c mol·L-1碘标准液滴定至终点,
消耗标准液V mL。产品的纯度为 (用含字母的代数式表示)。
答案
(1)2MnO-
+10Cl-+16H+ 2Mn2+ +5Cl ↑+8H O
4 2 2
(2)HIEF CDJ(或K) B
(3)Ⅰ中蒸馏烧瓶中充满黄绿色气体
(4)吸收多余的氯气,并防止水蒸气进入锥形瓶
SnCl +(x+2)H O SnO ·xH O↓+4HCl↑
4 2 2 2
m-cV ×10-3×190
(5) ×100%
m
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5.(2022届辽宁六校期中,20)实验室以活性炭为催化剂,用CoCl ·6H O制取三氯化六氨合
2 2
钴(Ⅲ)。总反应式为2CoCl +10NH +2NH Cl+H O 2[Co(NH ) ]Cl +2H O,制备流
2 3 4 2 2 3 6 3 2
程如图:
①溶解 ②络合 ③氧化
回答下列问题:
(1)步骤①“溶解”需加热并使用研细的CoCl ·6H O,目的是 。
2 2
(2)步骤②“络合”需降温至10 ℃进行,原因是 。
(3)步骤③“氧化”在60 ℃进行。“操作Ⅰ”是 。已知:[Co(NH ) ]Cl 在
3 6 3
冷水中溶解度较小,在热水中溶解度较大。
(4)“溶液2”中钴主要以[Co(NH ) ]3+形式存在,加入浓盐酸的作用是 。
3 6
(5)用下图装置测定产品中NH 的含量(已省略加热和夹持装置):
3
①蒸氨:取m g样品进行测定。添加药品后,加热三颈烧瓶,蒸出的NH 通入含有V mL
3 1
c mol·L-1H SO 标准溶液的锥形瓶中。液封装置1的作用是 。
1 2 4
②滴定:将液封装置2中的水倒入锥形瓶后,滴定过剩的H SO ,消耗V mL c mol·L-1的
2 4 2 2
NaOH标准溶液。产品中NH 的质量分数为 。若未将液
3
封装置2中的水倒入锥形瓶,测得NH 的质量分数可能 (填“偏高”或“偏低”)。
3
答案 (1)加速溶解 (2)防止氨气逸出
(3)趁热过滤
(4)存在溶解平衡[Co(NH ) ]Cl (s) [Co(NH ) ]3+(aq)+3Cl-(aq),加入浓盐酸,增大了c(Cl-),
3 6 3 3 6
使平衡逆向移动,有利于析出[Co(NH ) ]Cl 晶体
3 6 3
(5)①平衡气压,防止倒吸,防止氨气逸出
(2c V -c V )×10-3×17
② 1 1 2 2 ×100% 偏低
m
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6.(2021北京,19,13分|实验探究情境)某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应
角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
(1)浓盐酸与MnO 混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中仍存在盐酸和
2
MnO 。
2
①反应的离子方程式是 。
②电极反应式:
ⅰ.还原反应: MnO +2e- +4H+ Mn2++2H O。
2 2
ⅱ.氧化反应: 。
③根据电极反应式,分析A中仍存在盐酸和MnO 的原因。
2
ⅰ.随c(H+)降低或c(Mn2+)升高,MnO 氧化性减弱。
2
ⅱ.随c(Cl-)降低, 。
④补充实验证实了③中的分析。
序号 实验 加入试剂 现象
Ⅰ 较浓硫酸 有氯气
Ⅱ a 有氯气
Ⅲ a和b 无氯气
a是 , b是 。
(2)利用c(H+)对MnO 氧化性的影响,探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和
2
KI溶液,能与MnO 反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是 ,从原子结构
2
角度说明理由 。
(3) 根据(1)中结论推测:酸性条件下,加入某种化合物可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化
为MnO 。经实验证实了推测。该化合物是 。
2
(4) Ag分别与1 mol·L-1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合,Ag只与氢碘酸发生置换反应。
试解释原因: 。
(5)总结:物质氧化性和还原性变化的一般规律是 。
答案 (1)①MnO +4H++2Cl- Mn2++Cl ↑+2H O
2 2 2
②2Cl--2e- Cl ↑
2
③Cl-还原性减弱(Cl 的氧化性增强)
2
④KCl固体(或浓/饱和溶液)
MnSO 固体(或浓/饱和溶液)
4
(2)KCl>KBr>KI Cl、Br、I位于第ⅦA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐
增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强
(3)AgNO 或Ag SO
3 2 4
(4)比较AgX的溶解度,AgI溶解度最小,发生反应Ag++I- AgI↓,使得反应2Ag+2H+
2Ag++H ↑得以发生
2
(5)氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(氧化产物)的浓度越大,
氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小(或还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越
小,氧化剂氧化性越强)
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创新篇 守正出奇
创新 热重分析法在综合实验中的应用
1.(2021黑龙江大庆三模,9|素材创新)从石油废催化剂(主要含有Al O 、V O 、Ni、
2 3 2 5
Mo、Fe等)中回收钒、钼,是提取这些紧缺金属的重要方法。国内采用的一种工业流程
如下:
回答下列问题:
(1)对原料进行了两次焙烧,第一次焙烧的主要目的是 。
第二次焙烧时V O 发生反应的化学方程式为 。
2 5
(2)水浸取滤渣中主要含有氧化镍、三氧化二铁。“沉铁”时,若溶液中c(Ni2+)=0.35
mol·L-1,加入碳酸钠调节溶液的pH为 可使Fe3+恰好沉淀完全(离子浓度≤1.0×10-
5 mol·L-1),此时 (填“有”或“无”)Ni(OH) 沉淀生成。{假设溶液体积不变,lg
2
6≈0.8;K [Fe(OH) ]=2.16×10-39,K [Ni(OH) ]=2×10-15}
sp 3 sp 2
(3)加入NH Cl调节溶液pH到8.5,将钒元素以偏钒酸铵的形式分离出来,加氨系数K(铵
4
盐与钒含量换算比)和温度对钒沉淀率的影响如图所示,则K最佳值约为 ,最佳
温度约为 ,温度过高会使沉钒率下降,原因是
。
(4)钼酸铵溶液可以结晶出二钼酸铵[(NH ) Mo O ,相对分子质量为340],取少量晶体,一定
4 2 2 7
条件下受热分解的热重曲线如图所示:
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则597 ℃时,二钼酸铵热分解的化学方程式为 。
答案 (1)去除废催化剂表面的有机物
V O +Na CO 2NaVO +CO ↑
2 5 2 3 3 2
(2)2.8 无
(3)4 80 ℃ 氯化铵受热分解,溶液中铵根离子浓度下降
(4)(NH ) Mo O 2MoO +2NH ↑+H O↑
4 2 2 7 3 3 2
2.(2022届河北部分学校月考,17|题型创新)蓝色针状二草酸合铜酸钾晶体
[K Cu(C O ) ·4H O,M=390 g/mol]是一种重要的化工原料,微溶于冷水,易溶于热水。其
2 2 4 2 2
一种制备方法如下。
原理:2KHC O +CuO K Cu(C O ) +H O。
2 4 2 2 4 2 2
步骤:
①制备CuO,取4.0 g CuSO ·5H O置于100 mL烧杯中,加水溶解,在搅拌下加入20 mL
4 2
2 mol/L NaOH溶液,加热至沉淀颜色不再变化,冷却后过滤、洗涤;
②制备KHC O ,取6.0 g H C O ·2H O置于250 mL烧杯中,加水,微热溶解,稍冷后加入
2 4 2 2 4 2
4.4 g K CO 固体,溶解后生成KHC O 和K C O 的混合溶液;
2 3 2 4 2 2 4
③制备K Cu(C O ) ,将KHC O 和K C O 的混合溶液在80~85 ℃水浴中加热,再将CuO
2 2 4 2 2 4 2 2 4
加入该溶液中,充分反应,趁热抽滤(装置如图甲所示,通过控制水龙头水流的大小可以调
节抽滤的快慢),用4~5 mL沸水洗涤不溶物2~3次,弃去不溶物;
图甲
④K Cu(C O ) ·4H O晶体的生成,将步骤③所得滤液在热水浴中蒸发浓缩至40 mL,冷却
2 2 4 2 2
至室温得蓝紫色针状晶体,过滤,用滤纸吸干,称得其质量为3.9 g。
回答下列问题:
(1)过滤需要的玻璃仪器有 ,步骤①中,检验CuO沉淀是否洗涤干
净的方法为 。
(2)过滤和抽滤都是将固体和液体进行分离的操作,步骤③选择抽滤的原因是
;抽滤完洗涤沉淀时,为了让洗涤液与沉淀的接触更充分,使洗涤的效果更好,其操作为 。
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(3)步骤②中,K CO (填“能”或“不能”)用CH COOK代替,原因是
2 3 3
。
(4)该实验中CuSO ·5H O的利用率为 %。
4 2
(5)对最终产品进行热重分析,其剩余百分数与温度的变化曲线如图乙所示:
图乙
①A点固体的成分为 (填化学式)。
②B点到C点固体分解的化学方程式为 。
答案 (1)普通漏斗、烧杯、玻璃棒 取最后一次洗涤液适量于试管中,向其中加入盐酸
酸化的BaCl 溶液,若无白色沉淀生成,说明CuO已洗涤干净
2
(2)K Cu(C O ) 微溶于冷水,为减少K Cu(C O ) 的损失,需加快固液分离的速率 关小(或
2 2 4 2 2 2 4 2
关闭)水龙头
(3)不能 会引入杂质醋酸根离子
(4)62.5
(5)①K Cu(C O ) ·2H O
2 2 4 2 2
②K Cu(C O ) K O+CuO+2CO↑+2CO ↑
2 2 4 2 2 2
3.(2017课标Ⅲ,26,14分|题型创新)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产
中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向
试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知: 、 。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K 和K )(设为装置A)称重,记为
1 2
m g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m g。按下图连接好装置进
1 2
行实验。
①仪器B的名称是 。
②将下列实验操作步骤正确排序 (填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为
m g。
3
a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯
c.关闭K 和K d.打开K 和K ,缓缓通入N
1 2 1 2 2
e.称量A f.冷却到室温
③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x= (列式表示)。若实验时按
a、d次序操作,则使x (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K
1
和K ,缓缓通入N ,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
2 2
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①C、D中的溶液依次为 (填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分
别为 。
a.品红 b.NaOH c.BaCl
2
d.Ba(NO ) e.浓H SO
3 2 2 4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式
。
答案 (1)样品中没有Fe(Ⅲ) Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)
76(m -m )
2 3
(2)①干燥管 ② dabfce ③ 偏小
9(m -m )
3 1
(3)①c、a 生成白色沉淀、褪色
②2FeSO Fe O +SO ↑+SO ↑
4 2 3 2 3
4.(2022届重庆西南大学附中开学考,17)MnSO 是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要
4
成分为MnCO ,还含有Fe O 、FeO、CoO等)为原料制备MnSO 的工艺流程如图1。
3 3 4 4
资料:金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表。
金属离子 Fe3+ Fe2+ Co2+ Mn2+
开始沉淀 1.5 6.3 7.4 7.6
完全沉淀 2.8 8.3 9.4 10.2
图1
(1)酸浸后所得溶液中的金属阳离子包括Mn2+、Co2+、 。
(2)沉淀池1中,先加入MnO 充分反应后再加氨水,写出加MnO 时发生反应的离子方程
2 2
式: 。
(3)沉淀池2中,不能用NaOH代替含硫沉淀剂,原因是 。
(4)图2为MnSO 和(NH ) SO 的溶解度曲线。从“含MnSO 的溶液”中提取“MnSO
4 4 2 4 4 4
晶体”的操作为 、 、洗涤、干燥。
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图2
(5)用惰性电极电解酸化后的MnSO 溶液可进一步获得MnO ,电解过程中阳极的电极反
4 2
应式为 ;电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得
到Mn(OH) 沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na S,进行二级沉降。欲使溶液中c
2 2
(Mn2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,则应保持溶液中c(S2-)最低为 mol·L-1(保留2位有效数字)。
(已知常温下MnS的K =1.0×10-11)
sp
(6)MnSO ·H O样品受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化曲线)如图3所示。a
4 2
点时固体物质的化学式为 。1 150 ℃时,发生反应的化学方程式为
。
图3
答案 (1)Fe3+、Fe2+
(2)4H++MnO +2Fe2+ 2Fe3++Mn2++2H O
2 2
(3)NaOH能与锰离子反应生成氢氧化锰沉淀而使锰元素损失
(4)蒸发浓缩 趁热过滤
(5)Mn2++2H O-2e- MnO +4H+ 1.0×10-6
2 2
(6)MnSO 3MnO Mn O +O ↑
4 2 3 4 2
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