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1、2014屆高三化學(xué)一輪 練出高分 10.1探究型實(shí)驗(yàn)題 新人教版 1．有一固體混合物X，可能含有氯化鈉、碳酸鉀、亞硝酸鈉、硫酸鋁、堿式碳酸鎂、碳酸氫鈉等物質(zhì)。為探究X的成分，設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： Ⅰ.將X粉末充分加熱，有氣體產(chǎn)生。 Ⅱ.取一定量X粉末，加入足量的蒸餾水，粉末全部溶解，得到無(wú)色溶液。 Ⅲ.用鉑絲蘸取少量Ⅱ中所得溶液，在火焰上灼燒，產(chǎn)生黃色火焰；透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，無(wú)紫色火焰。 Ⅳ.?、蛑袩o(wú)色溶液，滴入KMnO4酸性溶液，紫紅色不褪去。 Ⅴ.?、蛑腥芤海枚栊噪姌O電解，開(kāi)始時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉-碘化鉀試紙變藍(lán)色。電解過(guò)程中測(cè)得溶液pH變化如右圖所示。

2、(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅳ可判斷，一定不存在的物質(zhì)是__________。 (2)X的成分是________(填化學(xué)式)。 (3)實(shí)驗(yàn)Ⅴ中，0→t1時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)式為 陽(yáng)極：_______________________________________________________________； 陰極：_____________________________________________________________。 (4)0→t1時(shí)間內(nèi)，溶液pH升高比較緩慢的原因是_____________________________ (用離子方程式表示)。 答案　(

3、1)NaNO2　(2)NaCl與NaHCO3 (3)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－) (4)HCO＋OH－===CO＋H2O 解析　根據(jù)Ⅰ、Ⅱ推斷，無(wú)堿式碳酸鎂含有NaHCO3，根據(jù)共存情況，無(wú)Al2(SO4)3；根據(jù)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ推斷無(wú)K2CO3、NaNO2，一定含有NaCl，所以該粉末是由NaCl和NaHCO3組成的。用惰性電極電解NaCl和NaHCO3的混合液時(shí)，陰極：2H＋＋2e－===H2↑，陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑(當(dāng)Cl－全部放電后4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)。由于OH－＋HCO==

4、=H2O＋CO，所以pH升高。 2．SO2是一種大氣污染物，某興趣小組欲探究SO2的性質(zhì)及綠色實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)如下方案： (1)B、C、D分別用于檢驗(yàn)SO2的漂白性、還原性和氧化性。其中C、D分別為碘水和硫化氫的水溶液，則B中所盛試劑為_(kāi)_________，C中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________________________________。 (2)為了實(shí)現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，某同學(xué)重新設(shè)計(jì)了如上右圖A2的制取裝置來(lái)代替A1裝置，與A1裝置相比，A2裝置的優(yōu)點(diǎn)是__________________________

5、___________ (任寫一點(diǎn)即可)。 (3)E中用氨水吸收尾氣中的SO2，“吸收液”中可能含有OH－、SO、SO、HSO等陰離子。已知亞硫酸氫鹽一般易溶于水，SO2也易溶于水。現(xiàn)有儀器和試劑為小燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、過(guò)濾裝置和濾紙；2 mol·L－1鹽酸、2 mol·L－1 HNO3、1 mol·L－1 BaCl2溶液、1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液、品紅溶液、蒸餾水。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明“吸收液”中存在SO和HSO，完成下表的實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論： 實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論 步驟1：取適量“吸收液”于小燒杯中，用膠頭滴管取1 mol·L－1 BaCl2溶液向小燒

6、杯滴加直至過(guò)量。 若出現(xiàn)白色渾濁，則溶液中存在SO或SO。 步驟2：將小燒杯中的濁液過(guò)濾、洗滌，再用適量水把附在濾紙上的固體沖入另一小燒杯中；向沖下的固體______________。 步驟3： 答案　(1)品紅溶液　SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===SO＋2I－＋4H＋ (2)①不用加熱，安全性能高；②易于控制反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)更充分 (3) 實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論 步驟2：滴入1滴(或少量)品紅，再滴入過(guò)量2 mol·L－1鹽酸，振蕩 若品紅褪色(或有氣泡)，則“吸收液”中存在SO。 步驟3：用試管取適量濾液，向其中(或小燒杯中)滴入過(guò)量的1 mol·L－1 Ba(O

7、H)2溶液[或滴入1滴(或少量)品紅溶液，再滴入2～3滴(或過(guò)量)的2 mol·L－1鹽酸]，振蕩 若出現(xiàn)白色沉淀(或品紅溶液褪色，或有氣泡)，則“吸收液”中存在HSO。 解析　(1)B、C、D分別驗(yàn)證SO2的漂白性、還原性和氧化性，所以B中試劑應(yīng)為品紅溶液。 (2)A2裝置不需加熱，且容易控制。 (3)吸收液 3．(1)已知Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。甲同學(xué)通過(guò)測(cè)定該反應(yīng)發(fā)生時(shí)溶液變渾濁的時(shí)間，研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下(所取溶液體積均為10 mL)： 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)溫度/℃ c(Na2S2O3) /mol·L－

8、1 c(H2SO4) /mol·L－1 ① 25 0.1 0.1 ② 25 0.2 0.1 ③ 25 0.1 0.2 ④ 50 0.2 0.1 ⑤ 50 0.1 0.1 其他條件不變時(shí)，探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇__________(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))；探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇__________(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))；若同時(shí)選擇①②③溶液變渾濁的同時(shí)，探究__________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 (2)已知Na2S2O3溶液與Cl2反應(yīng)時(shí)，1 mol Na2S2O3轉(zhuǎn)移8 mol電子。該反應(yīng)的離子方程式是_______________

9、_____________________________________________， 甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)流程探究Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì)。 (Ⅰ)甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程的目的是證明Na2S2O3溶液具有堿性和________性。 (Ⅱ)加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的離子方程式是________________________。 (Ⅲ)乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)將上述流程中②③所加試劑順序顛倒，你認(rèn)為甲、乙兩同學(xué)的設(shè)計(jì)更合理的是________(填“甲”或“乙”)，理由是______________________。 答案　(1)①⑤或②④　①②或①③或④⑤　改變不同反應(yīng)物的濃度對(duì)反應(yīng)速

10、率的影響 (2)S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋ (Ⅰ)還原　(Ⅱ)SO＋Ba2＋===BaSO4↓　(Ⅲ)乙　可以排除BaS2O3的干擾 解析　(1)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制Na2S2O3、H2SO4的濃度相同，所以應(yīng)選擇①⑤或②④組；探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制溫度相同，所以應(yīng)選擇①②或①③或④⑤；在①②③中，溫度相同，改變的是不同反應(yīng)物的濃度。 (2)由于S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋，所以Na2S2O具有還原性，由于其溶液pH＝8，則證明S2O水解呈堿性；要證明S2O的還原性，應(yīng)先加BaCl2溶液，再加足量氯

11、水，這樣可以排除BaS2O3的干擾。 4．聚合硫酸鐵(SPFS)是一種新型的飲用水處理劑和城市污水凈化劑，其化學(xué)組成可表示為[Fe2(OH)n(SO4)3－]m。某研究小組將聚合硫酸鐵在一定條件下加熱完全分解，對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下試劑完成驗(yàn)證和探究過(guò)程(已知SO3的熔點(diǎn)為16.8 ℃)。 試劑：1.0 mol·L－1的鹽酸、1.0 mol·L－1的KMnO4溶液、0.1 mol·L－1的BaCl2溶液、20%的KSCN溶液、品紅溶液、蒸餾水、冰水。 (1)聚合硫酸鐵中鐵元素的化合價(jià)是________。 (2)固體產(chǎn)物成分的探究 實(shí)驗(yàn)設(shè)

12、計(jì) 實(shí)驗(yàn)步驟 現(xiàn)象 步驟1：取適量的固體產(chǎn)物于試管中，加入足量1.0 mol·L－1的鹽酸，充分振蕩使固體完全溶解 固體溶解，沒(méi)有觀察到氣泡，溶液呈黃色 步驟2：取少量步驟1所得溶液于試管中，加入適量20%的KSCN溶液，振蕩 溶液呈血紅色 步驟3：另取少量步驟1所得溶液于試管中，滴入少量1.0 mol·L－1的KMnO4溶液，振蕩 KMnO4的紫紅色不褪去 思考與判斷 根據(jù)上面的信息，可以確定固體產(chǎn)物的成分是________；步驟1中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________________________________________________

13、___。 (3)氣體產(chǎn)物成分的探究(不考慮水蒸氣) 提出假設(shè) 假設(shè)1：所得氣體的成分是SO3； 假設(shè)2：所得氣體的成分是SO2、O2； 假設(shè)3：所得氣體的成分是________。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證假設(shè) 按下表的實(shí)驗(yàn)步驟寫出預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論 步驟1：將少量氣體產(chǎn)物通入盛有適量品紅溶液的試管中，觀察溶液的顏色變化，然后加熱再觀察溶液的顏色變化 ①若____________，則________成立 ②若____________，則________成立 步驟2：將氣體產(chǎn)物緩緩?fù)ㄟ^(guò)浸在冰水中的U形管(如圖)，然后在U形管中加入適量0.1 mol·L－

14、1的BaCl2溶液，充分振蕩 結(jié)合上述步驟1的有關(guān)結(jié)論__________(填①或②) ①若____________，則____成立 ②若____________，則____成立 答案　(1)＋3　(2)Fe2O3　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　(3)SO3、SO2、O2 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論 ①若品紅溶液不褪色，則假設(shè)1成立 ②若品紅溶液褪色，加熱后又恢復(fù)紅色，則假設(shè)2或3成立 結(jié)合步驟1中的② ①若無(wú)白色沉淀生成，則假設(shè)2成立 ②若有白色沉淀生成，則假設(shè)3成立 解析　(1)根據(jù)元素化合價(jià)的代數(shù)和為零得2x－n－2(3－)＝0，x＝＋3價(jià)。 (

15、2)根據(jù)現(xiàn)象該固體為Fe2O3，和H＋反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 (3)假設(shè)的三種情況是①SO3，②SO2、O2，③SO3、SO2、O2。若假設(shè)②③成立，若把氣體通入到品紅溶液中，品紅褪色，則假設(shè)②、③成立；若品紅不褪色，則假設(shè)①成立，根據(jù)步驟2中，生成白色沉淀，則假設(shè)③成立，若無(wú)白色沉淀，則假設(shè)②成立。 5．某同學(xué)欲在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)Fe3＋與I－的反應(yīng)進(jìn)行探究，實(shí)現(xiàn)Fe2＋與Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化。 (1)該同學(xué)最初的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下： 編號(hào) 操作 現(xiàn)象 Ⅰ 先向2 mL 0.1 mol·L－1 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水

16、 Ⅱ 先向2 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1 mol·L－1 KI溶液 滴加KSCN溶液后，溶液變成血紅色；滴加KI溶液后，血紅色無(wú)明顯變化 ①實(shí)驗(yàn)Ⅰ的現(xiàn)象為_(kāi)__________________________________________________。 ②FeCl2溶液與新制氯水反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________ ______________________________________________________________________。 (2)該同學(xué)分析了導(dǎo)致實(shí)

17、驗(yàn)Ⅱ現(xiàn)象的可能原因，并對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下： 編號(hào) 操作 現(xiàn)象 Ⅲ 向2 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，再滴加KSCN溶液 滴加FeCl3溶液后，溶液變成黃色；滴加KSCN溶液后，溶液變成血紅色 根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ，該同學(xué)認(rèn)為Fe3＋有可能與I－發(fā)生氧化還原反應(yīng)，請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用簡(jiǎn)明的文字說(shuō)明他得出上述結(jié)論的理由：_____________________________________。 (3)該同學(xué)認(rèn)為需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ中現(xiàn)象得出的結(jié)論。請(qǐng)補(bǔ)全下表中的實(shí)驗(yàn)方案： 編號(hào)

18、操作 預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論 Ⅳ 向2 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，__________ (4)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)e3＋有可能與I－發(fā)生氧化還原反應(yīng)。進(jìn)一步查閱資料知，參加反應(yīng)的Fe3＋與I－的物質(zhì)的量相同。該同學(xué)結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，分析了實(shí)驗(yàn)Ⅲ中加入KSCN后溶液變紅的原因，認(rèn)為Fe3＋與I－反應(yīng)的離子方程式應(yīng)寫為_(kāi)______________________________________________________________________。 答案　(1)①滴加KSCN后溶液無(wú)明顯變化，加入氯水后溶液變成

19、血紅色?、?Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (2)溶液變成黃色，推測(cè)生成了I2(其他合理答案也可) (3) 編號(hào) 操作 預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論 Ⅳ 再滴加淀粉溶液(或CCl4；或鐵氰化鉀溶液) 預(yù)期現(xiàn)象：溶液變藍(lán)(或溶液分層，下層溶液為紫色；或生成藍(lán)色沉淀) 結(jié)論：Fe3＋能與I－發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成I2和Fe2＋ (其他合理答案也可) (4)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2 解析　(1)Fe2＋和SCN－不反應(yīng)，加入新制氯水發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋ 2Fe3＋，F(xiàn)e3＋和SCN－反應(yīng)生成血紅色溶液。 (2)I2溶解在水中，呈黃色(因濃度較小)，所以可測(cè)Fe3＋把I－氧化成I2。 (3)因?yàn)镕e3＋把I－氧化成I2，I2遇淀粉變藍(lán)，在CCl4中呈紫色，生成的Fe2＋與鐵氰化鉀溶液反應(yīng)生成藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀。 (4)當(dāng)把Fe3＋和I－等物質(zhì)的量反應(yīng)后，加入KSCN溶液仍變血紅，說(shuō)明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，即2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2。