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2019-2020年高考化學二輪專題題組訓練 第14講 考點2 化學實驗綜合探究（含解析） 1．(xx長春聯考)資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生大量氣體和白色不溶物。某同學設計了如下實驗方案并驗證產物、探究反應原理。 (1)提出假設 實驗Ⅰ：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，產生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅變紅。 該同學對反應中產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[xMgCO3yMg(OH)2]。 (2)設計定性實驗確定產物并驗證猜測： 實驗序號 實驗 實驗現象 結論 實驗Ⅱ 將實驗Ⅰ中收集到的氣體點燃 能安靜燃燒、產生淡藍色火焰 ①氣體成分為________ 實驗Ⅲ ②取實驗Ⅰ中的白色不溶物，洗滌，加入足量________ ③__________________________________________________________ 白色不溶物可能含有MgCO3 實驗Ⅳ 取實驗Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液 產生白色沉淀 ④溶液中存在________ (3)為進一步確定實驗Ⅰ的產物，設計定量實驗方案，如圖所示： 稱取實驗Ⅰ中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6 g，充分加熱至不再產生氣體為止，并使分解產生的氣體全部進入裝置A和B中。實驗后裝置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式：___________________。 (4)請結合化學用語和化學平衡移動原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應產生大量氣泡和白色不溶物的原因：_________________________________。 解析　(1)鎂與飽和碳酸氫鈉溶液的反應，生成H2和白色不溶物，白色不溶物可能是Mg(OH)2或MgCO3或[xMgCO3yMg(OH)2]。(2)能安靜燃燒、產生淡藍色火焰的是氫氣；MgCO3中加入稀鹽酸，沉淀全部溶解，產生氣泡；加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，證明含有CO。(3)濃硫酸增重說明生成物中有H2O，堿石灰增重說明生成物中有CO2，且Mg(OH)2與MgCO3的物質的量之比為1∶2，由此可寫出不溶物的化學式。(4)溶液中存在HCO H＋＋CO和H2OH＋＋OH－，Mg與H＋反應生成H2和Mg2＋，Mg2＋與CO、OH－反應生成沉淀Mg(OH)22MgCO3，兩平衡均正向移動。 答案　(1)Mg(OH)2 (2)①氫氣　②稀鹽酸(合理均可)?、郛a生氣泡，沉淀全部溶解?、蹸O (3)2MgCO3Mg(OH)2或Mg(OH)22MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2 (4)NaHCO3溶液中存在平衡：HCOH＋＋CO、H2OH＋＋OH－；Mg和H＋反應生成H2和Mg2＋，Mg2＋跟OH－、CO反應生成難溶物Mg(OH)22MgCO3，則H＋、OH－、CO的濃度均減小，促使上述兩平衡均正向移動 2．(xx合肥檢測)草酸(H2C2O4)是一種弱酸，在工業(yè)中有重要作用。某同學查資料得知“菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽”，他將菠菜研磨成汁，熱水浸泡，經過濾得到溶液，加入足量的CaCl2溶液，產生白色沉淀，過濾、洗滌沉淀備用，然后對生成的沉淀進行探究。 (1)草酸鹽溶液呈弱堿性的原因是__________________________________。 (2)該同學對生成的沉淀進行定性探究。 ①提出合理假設。 假設1：只存在CaCO3； 假設2：既存在CaCO3，也存在CaC2O4； 假設3：_________________________________________________。 ②基于假設2，設計實驗方案，進行實驗。請在下表中寫出實驗步驟以及預期現象和結論。限選實驗試劑： 1 molL－1 H2SO4、0.1 molL－1鹽酸、0.01 molL－1 KMnO4溶液、澄清石灰水。 實驗步驟 預期現象和結論 步驟1：取少量沉淀于試管中，加入_________________________________ ___________________________ 說明沉淀中有CaCO3 步驟2：__________________________ ___________________________ (3)基于假設3，另一位同學對生成的沉淀進行定量探究。用稀鹽酸溶解生成的沉淀，并加水配制成100 mL溶液。每次準確移取25.00 mL該溶液，用0.010 molL－1 KMnO4標準溶液滴定，平均消耗標準溶液V mL。若菠菜樣品的質量為m g，則菠菜中草酸及草酸鹽(以C2O計)的質量分數為________。 解析　(2)結合假設1和2，可確定假設3。在填寫表格時要注意表中已經給出部分結論，要按照題給信息進行分析。(3)n(MnO)＝V10－5 mol,25.00 mL溶液中C2O的物質的量為2.5V10－5 mol，則100 mL溶液中C2O的物質的量為V10－4 mol，即該菠菜樣品中C2O的總物質的量為V10－4mol。菠菜中C2O的質量為88V10－4g，則其質量分數為100%。 答案　(1)H2C2O4是弱酸，C2O能發(fā)生水解，結合水電離出的H＋，使溶液中c(OH－)>c(H＋) (2)①只存在CaC2O4 ② 實驗步驟 預期現象和結論 足量0.1 molL－1鹽酸 沉淀全部溶解，有氣泡產生 取步驟1的上層清液少許于 另一潔凈試管中，再滴加幾滴 0.01 molL－1 KMnO4溶液 溶液紫紅色褪去，說明沉淀 中有CaC2O4，結合步驟1， 知假設2成立 (3)100% —————[總結歸納]———————————— 物質性質探究的常見方法 (1)證明酸性：①pH試紙或酸堿指示劑；②與Na2CO3溶液反應；③與鋅反應等。 (2)證明弱酸或弱堿：①證明存在電離平衡；②測定對應鹽溶液的酸堿性；③測量稀釋前后的pH變化。 (3)證明氧化性：與還原劑(如KI、SO2、H2S等)反應，產生明顯現象。 (4)證明還原性：與氧化劑(如酸性KMnO4溶液、溴水、濃HNO3等)反應，產生明顯現象。 (5)證明某分散系為膠體：丁達爾效應。 (6)證明碳碳雙鍵(或三鍵)：使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。 (7)證明酚羥基：①與濃溴水反應產生白色沉淀；②與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。 (8)證明醇羥基：與酸發(fā)生酯化反應，其產物不溶于水，有果香味。 (9)證明醛基：①與銀氨溶液作用產生銀鏡；②與新制Cu(OH)2懸濁液作用產生磚紅色沉淀。 (10)比較金屬的活動性：①與水反應；②與酸反應；③置換反應；④原電池；⑤電解放電順序；⑥最高價氧化物的水化物的堿性強弱；⑦同種強酸的對應鹽的酸性強弱。 (11)比較非金屬的活動性：①置換反應；②與氫氣反應的難易；③氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、還原性；④最高價氧化物的水化物的酸性強弱。 (12)比較酸(堿)的酸(堿)性強弱：強酸制弱酸，即較強的酸(堿)制得較弱的酸(堿)。