2017年高考化學(xué)高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編（打包25套）新人教版.zip,2017,年高,化學(xué),考題,高考,模擬,題分項(xiàng)版,匯編,打包,25,新人 專(zhuān)題21 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究 1．【2017新課標(biāo)3卷】（14分） 綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對(duì)綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉?wèn)題： （1）在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無(wú)明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：______________、_______________。 （2）為測(cè)定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管（帶兩端開(kāi)關(guān)K1和K2）（設(shè)為裝置A）稱(chēng)重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱(chēng)重，記為 m2 g。按下圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①儀器B的名稱(chēng)是____________________。 ②將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序___________________（填標(biāo)號(hào)）；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。 a．點(diǎn)燃酒精燈，加熱 b．熄滅酒精燈 c．關(guān)閉K1和K2 d．打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2 e．稱(chēng)量A f．冷卻到室溫 ③根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x=________________（列式表示）。若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作，則使x__________（填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”）。 （3）為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將（2）中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。 ①C、D中的溶液依次為_(kāi)_____（填標(biāo)號(hào)）。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為_(kāi)_____。 a．品紅 b．NaOH c．BaCl2 d．Ba(NO3)2 e．濃H2SO4 ②寫(xiě)出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。 【答案】（1）樣品中沒(méi)有Fe3+ Fe2+易被氧氣氧化為Fe3+ （2）①干燥管 ② dabfce ③ 偏小 （3）①c、a 生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ ③樣品的質(zhì)量是（m2－m1）g，加熱后剩余固體是硫酸亞鐵，質(zhì)量為（m3－m1）g，生成水的質(zhì)量為 （m2－m3）g， FeSO4·xH2OFeSO4 + xH2O 152 18x （m3－m1）g （m2－m3）g 則：，解得：； 若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作，在加熱過(guò)程中部分硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵，導(dǎo)致m3增加，使測(cè)得生成的水偏小，生成的硫酸亞鐵偏大，因此x偏小。 （3）①最終得到紅色粉末，說(shuō)明有氧化鐵生成，即分解過(guò)程發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)變化可知一定有SO2生成，這說(shuō)明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和鋇離子結(jié)合生成白色沉淀硫酸鋇，由于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以應(yīng)該用氯化鋇，檢驗(yàn)SO2用品紅溶液，所以C、D的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是C中溶液變渾濁，產(chǎn)生白色沉淀，D中品紅溶液褪色。 ②根據(jù)以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、SO2和SO3，根據(jù)電子守恒和原子守恒得此反應(yīng)的方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 【名師點(diǎn)睛】以綠礬為載體考查無(wú)機(jī)物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的探究，通常解答綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)題的基本流程：原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為：①實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計(jì)的？實(shí)驗(yàn)的目的是什么？②所用各物質(zhì)名稱(chēng)、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，進(jìn)行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。③有關(guān)裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問(wèn)題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。④有關(guān)操作：技能、操作順序、注意事項(xiàng)或操作錯(cuò)誤的后果。⑤實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：自下而上，自左而右全面觀察。⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)論：直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。 2．【2017北京卷】（16分）某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到Fe3+，發(fā)現(xiàn)和探究過(guò)程如下。 向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸銀溶液（pH≈2）中加入過(guò)量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。 （1）檢驗(yàn)產(chǎn)物 ①取出少量黑色固體，洗滌后，_______（填操作和現(xiàn)象），證明黑色固體中含有Ag。 ②取上層清液，滴加K3溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說(shuō)明溶液中含有_______________。 （2）針對(duì)“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有Fe3+，乙認(rèn)為鐵粉過(guò)量時(shí)不可能有Fe3+，乙依據(jù)的原理是___________________（用離子方程式表示）。針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)： ①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下： 序號(hào) 取樣時(shí)間/min 現(xiàn)象 ⅰ 3 產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色 ⅱ 30 產(chǎn)生白色沉淀；較3 min時(shí)量少；溶液紅色較3 min時(shí)加深 ⅲ 120 產(chǎn)生白色沉淀；較30 min時(shí)量少；溶液紅色較30 min時(shí)變淺 （資料：Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN） ② 對(duì)Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)： 假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3+； 假設(shè)b：空氣中存在O2，由于________（用離子方程式表示），可產(chǎn)生Fe3+； 假設(shè)c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3+； 假設(shè)d：根據(jù)_______現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag+，可產(chǎn)生Fe3+。 ③ 下列實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實(shí)驗(yàn)Ⅱ可證實(shí)假設(shè)d成立。 實(shí)驗(yàn)Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入過(guò)量鐵粉，攪拌后靜置，不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液，3 min時(shí)溶液呈淺紅色，30 min后溶液幾乎無(wú)色。 實(shí)驗(yàn)Ⅱ：裝置如圖。其中甲溶液是________，操作及現(xiàn)象是________________。 （3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合方程式推測(cè)實(shí)驗(yàn)ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因：______。 【答案】（1）①加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀 ②Fe2+ （2）Fe+2Fe3+=3Fe2+ ②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀 ③0.05 mol·L-1 NaNO3溶液 FeSO4溶液（或FeCl2溶液） 分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液，同時(shí)滴加KSCN溶液，后者紅色更深 （3）溶液中存在反應(yīng)：①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ，②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，c(Ag+)大，以反應(yīng)①、②為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應(yīng)③為主，c(Fe3+)減小。 【名師點(diǎn)睛】該題是一個(gè)探究性試題，主要考查部分基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析、有鹽橋的原電池結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等知識(shí)，考查考生實(shí)驗(yàn)理解能力、根據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力和對(duì)問(wèn)題的綜合分析能力。注意控制變量思想方法的應(yīng)用，探究實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象成為近幾年實(shí)驗(yàn)探究命題的熱點(diǎn)，突出對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椤Ｔ擃}為實(shí)驗(yàn)探究題，裝置圖、流程圖很簡(jiǎn)單，但探究過(guò)程較復(fù)雜，準(zhǔn)確全面獲取信息、通過(guò)控制變量思想進(jìn)行邏輯分析是解題的關(guān)鍵，憑感覺(jué)做題，不容易準(zhǔn)確獲取題中信息。該類(lèi)試題的解題策略為：（1）確定變量：解答這類(lèi)題目時(shí)首先要認(rèn)真審題，理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些。（2）定多變：在探究時(shí)，應(yīng)該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問(wèn)題存在怎樣的關(guān)系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過(guò)分析每種因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系，得出所有影響因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系。（3）數(shù)據(jù)有效；解答時(shí)注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實(shí)驗(yàn))要有效，且變量統(tǒng)一，否則無(wú)法做出正確判斷。另外探究性題型中考慮問(wèn)題的思路不能局限于個(gè)別問(wèn)題、不能局限于固定的知識(shí)，需要全面考慮。如本題最后的一問(wèn)解答以及中間涉及的Fe與Fe3+反應(yīng)在本題中的理解。證明一個(gè)問(wèn)題時(shí)，為了防止干擾，一般都需要做對(duì)比試驗(yàn)、空白試驗(yàn)。 3．【2016新課標(biāo)2卷】某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)。回答下列問(wèn)題： （1）分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol/L的溶液．在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________。 （2）甲組同學(xué)取2mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______。 （3）乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和l滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是______。 （4）丙組同學(xué)取10 mL0.1mol/LKI溶液，加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3 支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： ①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層呈紫色； ②第二只試管中加入1滴K3 溶液，生成藍(lán)色沉淀： ③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。 實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是_____（填離子符號(hào)）；實(shí)驗(yàn)①和③說(shuō)明：在I- 過(guò)量的情況下，溶液中仍含有______（填離子符號(hào)），由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為_(kāi)_____。 （5）丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl3溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______；一段時(shí)間后．溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是______；生成沉淀的原因是______（用平衡移動(dòng)原理解釋?zhuān)? 【答案】(1)防止Fe2+被氧化（2）2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- （3）隔絕空氣（排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響） （4）Fe2+；Fe3+；可逆反應(yīng) (5)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，F(xiàn)e3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2； H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動(dòng)。 （5）H2O2溶液中加入幾滴酸化的FeCl3溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O，鐵離子的溶液呈棕黃色；一段時(shí)間后．溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱。隨后有紅褐色沉淀生成，產(chǎn)生氣泡的原因是H2O2分解放出氧氣，而反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動(dòng)。 【考點(diǎn)定位】考查鐵離子和亞鐵離子的性質(zhì)，離子的檢驗(yàn)，H2O2的性質(zhì)，鹽類(lèi)的水解等知識(shí)。 【名師點(diǎn)睛】本題以常見(jiàn)的鐵離子和亞鐵離子的性質(zhì)、H2O2的性質(zhì)為基礎(chǔ)，考查了探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，學(xué)生讀題不會(huì)感到陌生，有利于考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，涉及鐵離子和亞鐵離子的性質(zhì)，離子的檢驗(yàn)，H2O2的性質(zhì)，鹽類(lèi)的水解等知識(shí)。①人們常用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+的存在，若向溶液中加入幾滴KSCN溶液，溶液呈血紅色，則該溶液中含義Fe3+；②人們常用K3 溶液檢驗(yàn)Fe2+的存在，若向溶液中加入幾滴K3 溶液，生成藍(lán)色沉淀，則該溶液中含義Fe2+。 4．【2016北京卷】以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反應(yīng)的多樣性。 實(shí)驗(yàn) 試劑 現(xiàn)象 滴管 試管 2 mL 0.2 mol·L?1 Na2SO3溶液 飽和Ag2SO4溶液 Ⅰ.產(chǎn)生白色沉淀 0.2 mol·L?1 CuSO4溶液 Ⅱ.溶液變綠，繼續(xù)滴加產(chǎn)生棕黃色沉淀 0.1 mol·L?1 Al2（SO4）3溶液 Ⅲ.開(kāi)始無(wú)明顯變化，繼續(xù)滴加產(chǎn)生白色沉淀 （1）經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用離子方程式解釋現(xiàn)象Ⅰ：_____。 （2）經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象Ⅱ的棕黃色沉淀中不含SO42?，含有Cu+、Cu2+和SO32?。 已知：Cu+Cu +Cu2+，Cu2+CuI↓（白色）+I2。 ①用稀硫酸證實(shí)沉淀中含有Cu+的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________。 ②通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)證實(shí)，沉淀中含有Cu2+和SO32?。 KI溶液 洗凈的棕黃色沉淀 取上層清液 分成兩份 淀粉溶液 試劑1 無(wú)明顯現(xiàn)象 白色沉淀A a.白色沉淀A是BaSO4，試劑1是____________。 b.證實(shí)沉淀中含有Cu2+和SO32?的理由是___________。 （3）已知：Al2（SO4）3在水溶液中不存在。經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象Ⅲ的白色沉淀中無(wú)SO42?，該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色。 ①推測(cè)沉淀中含有亞硫酸根和________。 ②對(duì)于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設(shè)： i.被Al（OH）3所吸附； ii.存在于鋁的堿式鹽中。 對(duì)假設(shè)ii設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了假設(shè)ii成立。 a.將對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。 步驟二：_____________（按上圖形式呈現(xiàn)）。 （4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)，亞硫酸鹽的性質(zhì)有______。鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與___有關(guān)。 【答案】（1）2Ag＋+SO32—＝Ag2SO4↓。（2）①加入稀硫酸后，有紅色固體生成；②a. HCl和BaCl2溶液。 b.在I-的作用下，Cu2+轉(zhuǎn)化為白色沉淀CuI，SO32-轉(zhuǎn)化為SO42-。 （3）①Al3+、OH-。 ②a、，b、V1明顯大于V2。 （4）還原性、水解溶液顯堿性；兩種鹽溶液中陰陽(yáng)離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件。 ②分析實(shí)驗(yàn)流程知實(shí)驗(yàn)原理為2Cu2＋+4I－==2CuI+I2、I2+SO32-+H2O=SO42—+2I－+2H＋， SO42-+Ba2+== BaSO4↓，則 a.白色沉淀A是BaSO4，試劑1是鹽酸酸化的BaCl2溶液。 b.證實(shí)沉淀中含有Cu+和SO32?的理由是棕黃色沉淀與KI溶液反應(yīng)生成白色沉淀（CuI），證明含有Cu＋，白色沉淀A為硫酸鋇，證明含有SO32—。 （3）①根據(jù)題意可知實(shí)驗(yàn)Ⅲ的白色沉淀中無(wú)SO42?，該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色，則 ①推測(cè)沉淀中含有亞硫酸根和氫氧化鋁。 ②a、鋁的酸式鹽與氫氧化鈉反應(yīng)消耗的氫氧化鈉的含量大于氫氧化鋁，所以反應(yīng)應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)定量對(duì)比試驗(yàn)，根據(jù)白色固體消耗氫氧化鈉的量不同來(lái)證實(shí)假設(shè)ⅱ成立，即實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)步驟二為： ，且V1明顯大于V2，可說(shuō)明沉淀中亞硫酸根存在于堿式鹽中。 （4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)白色沉淀能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說(shuō)明亞硫酸鹽具有還原性，另外亞硫酸根水解呈堿性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與鹽的性質(zhì)和溶液的酸堿性有關(guān)。 【考點(diǎn)定位】本題主要是考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的分析、評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)等 【名師點(diǎn)晴】控制變量思想方法，探究實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象成為近幾年實(shí)驗(yàn)探究命題的熱點(diǎn)。該題為實(shí)驗(yàn)探究題，裝置圖、流程圖很簡(jiǎn)單，但探究過(guò)程較復(fù)雜，準(zhǔn)確全面獲取信息、通過(guò)控制變量思想進(jìn)行邏輯分析是解題的關(guān)鍵，憑感覺(jué)做題，不容易準(zhǔn)確獲取題中信息。該類(lèi)試題的解題策略為：（1）確定變量：解答這類(lèi)題目時(shí)首先要認(rèn)真審題，理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些。（2）定多變: 在探究時(shí)，應(yīng)該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問(wèn)題存在怎樣的關(guān)系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過(guò)分析每種因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系，得出所有影響因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系。（3）數(shù)據(jù)有效；解答時(shí)注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實(shí)驗(yàn))要有效，且變量統(tǒng)一，否則無(wú)法做出正確判斷。 5．【2016江蘇卷】鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。 （2）在相同條件下，測(cè)量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對(duì)水中Cu2+和Pb2+的去除率，結(jié)果如圖所示。 ①當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí)，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是__________。 ②當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時(shí)，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是_____________。 （3）納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。 ①一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4–（B元素的化合價(jià)為+3）與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4－，其離子方程式為 。 ②納米鐵粉與水中NO3-反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3–+10H+===4Fe2++NH4++3H2O 研究發(fā)現(xiàn)，若pH偏低將會(huì)導(dǎo)致NO3-的去除率下降，其原因是 。 ③相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異（見(jiàn)圖），產(chǎn)生該差異的可能原因是 。 【答案】（2）①活性炭對(duì)Cu2+和Pb2+有吸附作用 ②鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，鐵炭混合物中微電池?cái)?shù)目減少 （3）①2Fe2++BH4－+4OH－===2Fe+ B(OH)4－+2H2↑ ②納米鐵粉與H＋反應(yīng)生成H2 ③Cu或Cu2+催化納米鐵粉去除NO3－的反應(yīng)（或形成的Fe－Cu原電池增大納米鐵粉去除NO3－的反應(yīng)速率） （3）①一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4–（B元素的化合價(jià)為+3）與 Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4－，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++BH4－+4OH－===2Fe+ B(OH)4－+2H2↑； ②納米鐵粉與水中NO3-反應(yīng)的離子方程式為4Fe+ NO3－+10H+===4Fe2++NH4++3H2O，若pH偏低，則溶液的酸性增強(qiáng)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H+===Fe2++ H2↑；導(dǎo)致NO3-的去除率下降； ③根據(jù)圖像可知，相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異，可能是由于Cu或Cu2+催化納米鐵粉去除NO3－的反應(yīng)（或形成的Fe－Cu原電池增大納米鐵粉去除NO3－的反應(yīng)速率）。 【考點(diǎn)定位】本題主要是考查鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉處理污水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究 【名師點(diǎn)晴】化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，所以有化學(xué)實(shí)驗(yàn)即科學(xué)探究之說(shuō)法。縱觀近幾年高考，主要以考察探究性實(shí)驗(yàn)和物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)為主。這些探究性和制備性實(shí)驗(yàn)的試題，綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類(lèi)比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論。在解答此類(lèi)題時(shí)還應(yīng)注意：（1）認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模页鰧?shí)驗(yàn)原理。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理選擇儀器和藥品，并設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟。（3）準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并運(yùn)用分析、計(jì)算、圖表、推理等方法處理有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出正確的結(jié)論。 6．【2015安徽卷】（14分）某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.1mol·L-1的Ba（NO3）2溶液中，得到了BaSO4沉淀，為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2，該小組突出了如下假設(shè): 假設(shè)一：溶液中的NO3- 假設(shè)二：溶液中溶解的O2 （1）驗(yàn)證假設(shè)一 該小組涉及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了假設(shè)一，請(qǐng)?jiān)谙卤砜瞻滋幪顚?xiě)相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 實(shí)驗(yàn)1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 假設(shè)一成立 實(shí)驗(yàn)2：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa（NO3）2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 （2）為深入研究該反應(yīng)，該小組還測(cè)得上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中溶液的pH隨通入SO2體積的變化曲線入下圖 實(shí)驗(yàn)1中溶液pH變小的原因是____;V1時(shí)，實(shí)驗(yàn)2中溶液pH小于實(shí)驗(yàn)1的原因是（用離子方程式表示）_________。 （3）驗(yàn)證假設(shè)二 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)二，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論（不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程） （4）若假設(shè)二成立，請(qǐng)預(yù)測(cè)：在相同條件下，分別通入足量的O2和KNO3，氧化相同的H2SO3溶液（溶液體積變化忽略不計(jì)），充分反映后兩溶液的pH前者_(dá)______(填大于或小于)后者，理由是________ 【答案】（1）無(wú)明顯現(xiàn)象、有白色沉淀生成（2）SO2溶于水后生成H2SO3; 3SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-+4H++2NO （3） 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 實(shí)驗(yàn)1：作為參考實(shí)驗(yàn) 假設(shè)二成立 實(shí)驗(yàn)3：將純凈的SO2氣體通入未經(jīng)脫O2處理的25mL0.1mol/L的BaCl2溶液中 白色沉淀生成 （4）小于，反應(yīng)的離子方程式表明，足量的O2和NO3-分別氧化相同的H2SO3，生成的H+的物質(zhì)的量前者多余后者 【解析】（1）根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理，亞硫酸是弱酸不能制備鹽酸，故實(shí)驗(yàn)1無(wú)現(xiàn)象，SO2溶于水后生成H2SO3，亞硫酸顯酸性，電離出Ｈ＋，和NO3-結(jié)合生成硝酸，具有強(qiáng)氧化性，將SO32-氧化成SO42-，故生成白色的BaSO4沉淀；（2）SO2溶于水后生成H2SO3，亞硫酸顯酸性，故pH值減小； 3SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-+4H++2NO;（3） 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 實(shí)驗(yàn)1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 無(wú)現(xiàn)象 假設(shè)二成立 實(shí)驗(yàn)2：在盛有富含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 有白色沉淀生成 （4）小于，反應(yīng)的離子方程式表明，足量的O2和NO3-分別氧化相同的H2SO3，生成的H+的物質(zhì)的量前者多余后者（其它合理答案也正確） 【考點(diǎn)定位】本題屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)題，考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)探究能力，多屬于開(kāi)放性試題，可能出現(xiàn)多種正確答案，屬于綜合性較強(qiáng)的較難題型。 7．【2015北京卷】（15分）為探討化學(xué)平衡移動(dòng)原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系，某同學(xué)通過(guò)改變濃度研究“2Fe3++2I-2Fe2++I2”反應(yīng)中Fe3+和Fe2+的相互轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)如下： （1）待實(shí)驗(yàn)I溶液顏色不再改變時(shí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)II，目的是使實(shí)驗(yàn)I的反應(yīng)達(dá)到 。 （2）iii是ii的對(duì)比試驗(yàn)，目的是排除有ii中 造成的影響。 （3）i和ii的顏色變化表明平衡逆向移動(dòng)，F(xiàn)e2+向Fe3+轉(zhuǎn)化。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋原因： 。 （4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，該同學(xué)推測(cè)i中Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因：外加Ag+使c（I-）降低，導(dǎo)致I-的還原性弱于Fe2+，用下圖裝置（a、b均為石墨電極）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 ①K閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，b作 極。 ②當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO3溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè)，該現(xiàn)象是 。 （5）按照（4）的原理，該同學(xué)用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了ii中Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因， ①轉(zhuǎn)化原因是 。 ②與（4）實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不同的操作是 。 （6）實(shí)驗(yàn)I中，還原性：I->Fe2+；而實(shí)驗(yàn)II中，還原性：Fe2+>I-，將（3）和（4）、（5）作對(duì)比，得出的結(jié)論是 。 【答案】（1）化學(xué)平衡狀態(tài) （2）溶液稀釋對(duì)顏色變化 （3）加入Ag+發(fā)生反應(yīng)：Ag++I-=AgI↓，c（I-）降低；或增大c（Fe2+）平衡均逆向移動(dòng) （4）①正 ②左管產(chǎn)生黃色沉淀，指針向左偏轉(zhuǎn)。 （5）①Fe2+隨濃度增大，還原性增強(qiáng) ，使Fe2+還原性強(qiáng)于I- ②向U型管右管中滴加1mol/L FeSO4溶液。 （6）該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng)，在平衡時(shí)，通過(guò)改變物質(zhì)的濃度，可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力，并影響平衡移動(dòng)方向 【解析】 （4）①K閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，b極為Fe3+得電子，作正極；②當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO3溶液，產(chǎn)生黃色沉淀，I-離子濃度減小，2Fe3+ + 2I-2Fe2+ + I2平衡左移，指針向左偏轉(zhuǎn)。 （5）①Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因是Fe2+濃度增大，還原性增強(qiáng) ； ②與（4）實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不同的操作是當(dāng)指針歸零后，向U型管右管中滴加1mol/L FeSO4溶液。 將（3）和（4）、（5）作對(duì)比，得出的結(jié)論是在其它條件不變時(shí)，物質(zhì)的氧化性和還原性與濃度有關(guān)，濃度的改變可影響物質(zhì)的氧化還原性，導(dǎo)致平衡移動(dòng)。 考點(diǎn)：化學(xué)平衡移動(dòng)、電化學(xué)知識(shí) 8．【2015新課標(biāo)1卷】（14分）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1=5.4×10－2，K2=5.4×10－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解。回答下列問(wèn)題： （1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有_______。裝置B的主要作用是________。 （2）乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B、______。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是_______。 ②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_______。 （3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明： ①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)______。 ②草酸為二元酸______。 【答案】（1）有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁；CO2；冷凝（水蒸氣、草酸等），避免草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(yàn)。 （2）①F、D、G、H、D、I； CuO（氧化銅）； ②H中的粉末有黑色變?yōu)榧t色，其后的D中的石灰水變渾濁； （3）①向盛有少量NaHCO3溶液的試管中滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生。 ②用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量是草酸的兩倍 （2）問(wèn)考查實(shí)驗(yàn)原理和物質(zhì)性質(zhì)綜合應(yīng)用能力。由裝置A、B出來(lái)的氣體含有CO2、CO，容易想到用灼熱氧化銅來(lái)氧化CO，進(jìn)而檢驗(yàn)其產(chǎn)物CO2。但要注意到原產(chǎn)物中有CO2，故要設(shè)計(jì)除去CO2和驗(yàn)證CO2除盡的環(huán)節(jié)。最終確認(rèn)連接順序F（除CO2）、D（驗(yàn)證CO2被除盡）、G（干燥，這是氣體進(jìn)入加熱裝置的常規(guī)要求）、H（氧化CO）、D（驗(yàn)證H中生成的CO2來(lái)證明CO的存在）、I（尾氣處理）；H中要裝CuO（氧化銅）； 【考點(diǎn)定位】CO、CO2的性質(zhì)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的簡(jiǎn)單應(yīng)用。難度為較難等級(jí) 9．【2015四川卷】(13分)(NH4) 2SO4是常見(jiàn)的化肥和化工原料，受熱易分解。某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物。 (NH4)2SO4在260℃和400℃時(shí)分解產(chǎn)物不同。 該小組擬選用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持和加熱裝置略） 實(shí)驗(yàn)1：連接裝置A-B-C-D，檢查氣密性，按圖示加入試劑（裝置B盛0.5000mol/L鹽酸70.00mL）。通入N2排盡空氣后，于260℃加熱裝置A一段時(shí)間，停止加熱，冷卻，停止通入N2。品紅溶液不褪色，取下裝置B，加入指示劑，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余鹽酸，終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH溶液25.00 mL。經(jīng)檢驗(yàn)滴定后的溶液中無(wú)SO42-。 （1）儀器X的名稱(chēng)是________________。 （2）滴定前，下列操作的正確順序是_________(填字母編號(hào))。 a．盛裝0.2000mol/L NaOH溶液 b．用0.2000mol/L NaOH溶液潤(rùn)洗 c．讀數(shù)、記錄 d．查漏、清洗 e．排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面 （3）裝置B內(nèi)溶液吸收氣體的物質(zhì)的量是__________mol 實(shí)驗(yàn)2：連接裝置A-D-B，檢查氣密性，按圖示重新加入試劑。通入N2排盡空氣后，于400℃加熱裝置A至(NH4)2SO4完全分解無(wú)殘留物，停止加熱，冷卻，停止通入N2。觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗(yàn)，該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO32-，無(wú)SO42-。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無(wú)氮氧化物。 （4）檢驗(yàn)裝置D內(nèi)溶液中有SO32-，無(wú)SO42-的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是__________. （5）裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是____________. （6）(NH4)2SO4在400℃分解的化學(xué)方程式是______________________. 【答案】（1）圓底燒瓶 （2）dbaec （3）0.03 mol （4）取少量裝置D內(nèi)溶液于試管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀；加入足量稀鹽酸后沉淀完全溶解，放出無(wú)色刺激性氣體 （5）NH3 （6）3(NH4)2SO44NH3↑+ N2↑+3SO2↑ + 6H2O↑ 【考點(diǎn)定位】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 18