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2019年高考化學(xué)三輪專題復(fù)習(xí) 考前體系通關(guān)練 題型19 探究型綜合實(shí)驗(yàn)題 1．(xx梅州二模)草酸(H2C2O4)是一種弱酸，在工業(yè)中有重要作用。某同學(xué)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(jīng)過濾得到溶液，加入足量的CaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，過濾、洗滌沉淀備用，然后對生成的沉淀進(jìn)行探究。 (1)草酸鹽溶液呈弱堿性的原因是___________________________________。 (2)該同學(xué)對生成的沉淀進(jìn)行定性探究。 ①提出合理假設(shè)。 假設(shè)1：只存在CaCO3； 假設(shè)2：既存在CaCO3，也存在CaC2O4； 假設(shè)3：___________________________________________________。 ②基于假設(shè)2，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請?jiān)谙卤碇袑懗鰧?shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)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(shè)3，另一位同學(xué)對生成的沉淀進(jìn)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(zhǔn)確移取25.00 mL該溶液，用0.010 molL－1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL。若菠菜樣品的質(zhì)量為m g，則菠菜中草酸及草酸鹽(以C2O計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 解析　(2)結(jié)合假設(shè)1和2，可確定假設(shè)3。在填寫表格時(shí)要注意表中已經(jīng)給出部分結(jié)論，要按照題給信息進(jìn)行分析。(3)n(MnO)＝V10－5 mol,25.00 mL溶液中C2O的物質(zhì)的量為2.5V10－5 mol，則100 mL溶液中C2O的物質(zhì)的量為V10－4 mol，即該菠菜樣品中C2O的總物質(zhì)的量為V10－4mol。菠菜中C2O的質(zhì)量為88V10－4g，則其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%。 答案　(1)C2O能發(fā)生水解，結(jié)合水電離出的H＋ (2)①只存在CaC2O4 ② 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 足量0.1 molL－1鹽酸 沉淀全部溶解，有氣泡產(chǎn)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(jié)合步驟1，知假設(shè)2成立 (3)100% 2．一位學(xué)生對鐵與氧化鐵反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)行探究。 (1)提出假設(shè) 假設(shè)1：產(chǎn)物為FeO； 假設(shè)2：__________________。 (2)查閱資料 該學(xué)生通過查閱資料得知：在鐵的三種氧化物中，四氧化三鐵最穩(wěn)定，氧化亞鐵最不穩(wěn)定，常溫下極易被氧氣氧化成氧化鐵(顏色由黑色變成紅色)。 通過查閱資料可以得出的初步結(jié)論為_______________________________。 (3)進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 該學(xué)生設(shè)計(jì)了如下裝置進(jìn)行鐵與氧化鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。請你幫助他將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。 ①按如圖裝置連接好儀器(暫不裝入藥品)，_______________________。 ②稱取1 g還原性鐵粉和5 g氧化鐵粉末，混合均勻后平攤在玻璃管中部。 ③松開兩個(gè)彈簧夾，___________________________________________， 即可夾上彈簧夾a，并開始加熱藥品。 ④大約4分鐘左右，棕色粉末全部變黑；再夾上彈簧夾b，然后停止加熱，等到玻璃管冷卻至室溫，倒出黑色粉末。 (4)現(xiàn)提供如下藥品，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得到的黑色粉末的成分。磁鐵、稀鹽酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、試管、膠頭滴管。 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 (5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鐵與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 解析　實(shí)驗(yàn)要在無氧環(huán)境中進(jìn)行。檢驗(yàn)Fe3O4時(shí)，一是要利用它的磁性排除Fe2O3、FeO的干擾，二是要檢驗(yàn)＋3價(jià)鐵離子的存在，排除鐵的干擾。 答案　(1)產(chǎn)物為Fe3O4 (2)Fe與Fe2O3反應(yīng)的產(chǎn)物為Fe3O4(表述合理即可) (3)①夾上彈簧夾a，松開彈簧夾b，微熱玻璃管，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，停止加熱一段時(shí)間后，導(dǎo)管中形成一段水柱，則裝置不漏氣　③通入純凈干燥的二氧化碳?xì)怏w，待玻璃管里的空氣被排完了 (4) 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 步驟1：用磁鐵靠近黑色粉末 黑色粉末在空氣中不變色，且能被磁鐵全部吸引，說明黑色粉末中沒有FeO 步驟2：取少量黑色粉末，放入試管中，加入稀鹽酸，振蕩使粉末溶解，然后滴入幾滴KSCN溶液 有氣泡冒出，溶液變紅色，說明鐵粉過量，生成物為Fe3O4 (5)Fe＋4Fe2O33Fe3O4 3．(xx清遠(yuǎn)聯(lián)考)資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案并驗(yàn)證產(chǎn)物、探究反應(yīng)原理。 (1)提出假設(shè) 實(shí)驗(yàn)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(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅變紅。 該同學(xué)對反應(yīng)中產(chǎn)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(shè)計(jì)定性實(shí)驗(yàn)確定產(chǎn)物并驗(yàn)證猜測： 實(shí)驗(yàn)序號 實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 實(shí)驗(yàn)Ⅱ 將實(shí)驗(yàn)Ⅰ中收集到的氣體點(diǎn)燃 能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰 ①氣體成分為________ 實(shí)驗(yàn)Ⅲ ②取實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)Ⅳ 取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液 產(chǎn)生白色沉淀 ④溶液中存在________ (3)為進(jìn)一步確定實(shí)驗(yàn)Ⅰ的產(chǎn)物，設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)方案，如圖所示： 稱取實(shí)驗(yàn)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(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入裝置A和B中。實(shí)驗(yàn)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(xué)式：________________________________________________________________。 (4)請結(jié)合化學(xué)用語和化學(xué)平衡移動原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)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(yīng)，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(chǎn)生淡藍(lán)色火焰的是氫氣；MgCO3中加入稀鹽酸，沉淀全部溶解，產(chǎn)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(zhì)的量之比為1∶2。(4)溶液中存在HCOH＋＋CO和H2OH＋＋ OH－，Mg與H＋反應(yīng)生成H2和Mg2＋，Mg2＋與CO、OH－反應(yīng)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?、谙←}酸(合理均可)　③產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解　④CO (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(yīng)生成H2和Mg2＋，Mg2＋跟OH－、CO反應(yīng)生成難溶物Mg(OH)22MgCO3，則H＋、OH－、CO的濃度均減小，促使上述兩平衡均向右移動 4．(xx廣東汕頭一模，33)用純堿和雙氧水混合可制作新型液體洗滌劑(2Na2CO33H2O2)，它具有殺菌消毒去油污的能力且不會污染水源。 (1)檢驗(yàn)這種新型洗滌劑中金屬陽離子的操作和現(xiàn)象是 _______________________________________________________________。 (2)這種洗滌劑中的雙氧水可以將廢水中的氰化物轉(zhuǎn)化為無毒物同時(shí)生成NH3，寫出反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________ ________________________________________________________________。 (3)如果配制洗滌劑的水中含有鐵離子，不僅會削弱洗滌劑的去污能力，甚至完全失去殺菌作用。試分析其中的原因(用離子方程式和簡要文字表述)：_________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (4)某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為定性探究鐵離子對這種新型洗滌劑的不良影響，取該洗滌劑100 mL，加入25 gFeCl3固體，產(chǎn)生大量無色無味氣體，用貯氣瓶收集氣體。請選用下列試劑和實(shí)驗(yàn)用品完成氣體成分的探究過程：0.10 molL－1 NaOH溶液、8.0 molL－1 NaOH溶液、澄清石灰水、0.01 molL－1 KMnO4溶液、BaCl2稀溶液、品紅溶液、蒸餾水、小木條、酒精燈、火柴、洗氣瓶。 ①提出假設(shè)：對該氣體成分提出合理假設(shè)。 假設(shè)1：氣體是O2； 假設(shè)2：氣體是________________； 假設(shè)3：氣體是CO2。 ②設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)，在下表中完成實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論 將氣體依次通入盛有________、________的洗氣瓶中，________ __________________ 解析　(1)這種新型液體洗滌劑的陽離子為Na＋，可用焰色反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。 (3)鐵離子可以作為過氧化氫分解的催化劑，從而導(dǎo)致過氧化氫分解而失效；鐵離子與碳酸根離子發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)，使洗滌劑失去去污能力。(4)①該無色無味氣體或是氧氣、或是二氧化碳、或是兩種氣體的混合氣體。②用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，用NaOH溶液吸收未反應(yīng)完的二氧化碳，最后通過帶火星的小木條檢驗(yàn)氧氣。 答案　(1)用潔凈的鉑絲蘸取洗滌劑在酒精燈火焰上灼燒，火焰呈黃色(合理即可) (2)H2O2＋CN－＋H2O===HCO＋NH3 (3)2H2O22H2O＋O2↑，鐵離子會加速H2O2分解，使洗滌劑失去殺菌作用；2Fe3＋＋3CO＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑，F(xiàn)e3＋與CO水解相互促進(jìn)，使洗滌劑失去去污能力 (4)①CO2和O2 ② 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論 澄清石灰水 8.0 molL－1 NaOH溶液　并將帶火星的小木條放在最后一個(gè)洗氣瓶的出口處 若澄清石灰水不變渾濁，木條復(fù)燃，則假設(shè)1成立；若澄清石灰水變渾濁，木條復(fù)燃，則假設(shè)2成立；若澄清石灰水變渾濁，木條不復(fù)燃，則假設(shè)3成立 5.(xx潮州二模，27)某同學(xué)欲在實(shí)驗(yàn)室中對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 操作 現(xiàn)象 Ⅰ 先向2 mL 0.1 molL－1 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水 Ⅱ 先向2 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1 molL－1 KI溶液 滴加KSCN溶液后，溶液變成紅色；滴加KI溶液后，紅色無明顯變化 ①實(shí)驗(yàn)Ⅰ的現(xiàn)象為________________________________________________。 ②FeCl2溶液與新制氯水反應(yīng)的離子方程式為 ________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (2)該同學(xué)分析了導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)Ⅱ現(xiàn)象的可能原因，并對實(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 操作 現(xiàn)象 Ⅲ 向2 mL 0.1 molL－1 KI溶液中滴加1 mL 0.1 molL－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，溶液變成紅色 根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ，甲同學(xué)認(rèn)為Fe3＋有可能與I－發(fā)生氧化還原反應(yīng)，請結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用簡明的文字說明他得出上述結(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。請補(bǔ)全下表中的實(shí)驗(yàn)方案。 編號 操作 預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論 Ⅳ 向2 mL 0.1 molL－1 KI溶液中滴加1 mL 0.1 molL－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___________________________________________________。 解析　(1)①Fe2＋遇KSCN溶液無明顯變化，加入氯水后，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋與KSCN生成紅色的Fe(SCN)3。②滴入氯水后的反應(yīng)是2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 (2)滴加FeCl3溶液后，溶液變成黃色，推測可能生成了I2。 (3)要進(jìn)一步證明(2)中的結(jié)論，則可加入淀粉溶液或CCl4檢驗(yàn)I2的存在。 (4)Fe3＋與I－發(fā)生氧化還原反應(yīng)，再滴加KSCN溶液仍出現(xiàn)紅色，則Fe3＋與I－的反應(yīng)可能是可逆反應(yīng)，即2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2。 答案　(1)①滴加KSCN溶液后，溶液無明顯變化；加入氯水后，溶液變成紅色　②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (2)溶液變成黃色，推測生成了I2(其他合理答案也行) (3) 編號 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(或Fe2＋) (4)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2 化學(xué)驛站：像考試那樣完成練習(xí) 請老師給你設(shè)定一個(gè)時(shí)間，在這個(gè)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成所有的問題。回答問題時(shí)，不能查閱書本。你能完成所有問題嗎？通過這樣的訓(xùn)練，你是否對時(shí)間的運(yùn)用更有效率了？哪些專題還需要重新復(fù)習(xí)？將你的測試結(jié)果讓老師檢查一下，請老師對你的回答做一個(gè)客觀的評價(jià)。