高考化学真题分类汇编专题16化学实验设计与探究好用版分析.docx
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高考化学真题分类汇编专题16化学实验设计与探究好用版分析
专题十六化学实验设计与探究
1.【2016年高考北京卷】(16分)
以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象,探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。
实验
试剂
现象
滴管
试管
2mL
0.2mol·L−1Na2SO3溶液
饱和Ag2SO4溶液
Ⅰ.产生白色沉淀
0.2mol·L−1CuSO4
Ⅱ.溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀
0.1mol·L−1Al2(SO4)3溶液
Ⅲ.开始无明显变化,继续滴加产生白色沉淀
(1)经检验,现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。
用离子方程式解释现象Ⅰ:
____________。
(2)经检验,现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO42−,含有Cu+、Cu2+和SO32−。
已知:
Cu+
Cu+Cu2+,Cu2+
CuI↓(白色)+I2。
①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是_____________。
②通过下列实验证实,沉淀中含有Cu2+和SO32−。
a.白色沉淀A是BaSO4,试剂1是____________。
b.证实沉淀中含有Cu+和SO32−的理由是___________。
(3)已知:
Al2(SO3)3在水溶液中不存在。
经检验,现象Ⅲ的白色沉淀中无SO42−,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KMnO4溶液褪色。
①推测沉淀中含有亚硫酸根和________。
②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设:
i.被Al(OH)3所吸附;ii.存在于铝的碱式盐中。
对假设ii设计了对比实验,证实了假设ii成立。
a.将对比实验方案补充完整。
步骤二:
_____________(按上图形式呈现)。
(4)根据实验,亚硫酸盐的性质有___________。
盐溶液间反应的多样性与______有关。
2.【2016年高考海南卷】(11分)某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS某同学用15.0g该废催化剂为原料,回收其中的锌和铜。
采用的实验方案如下:
回答下列问题:
(1)在下列装置中,第一次浸出必须用____________,第二次浸出应选用____________。
(填标号)
(2)第二次浸出时,向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸,后滴入过氧化氢溶液。
若顺序相反,会造成___________。
滤渣2的主要成分是____________________。
(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是________________。
(4)某同学在实验完成之后,得到1.5gCuSO4﹒5H2O,则铜的回收率为_______________。
3.【2016年高考江苏卷】(15分)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3·3H2O。
实验过程如下:
(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为
MgCO3(s)+2H+(aq)===Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l)ΔH=-50.4kJ·mol-1
Mg2SiO4(s)+4H+(aq)===2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l)ΔH=-225.4kJ·mol-1
酸溶需加热的目的是______;所加H2SO4不宜过量太多的原因是_______。
(2)加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为___________。
(3)用右图所示的实验装置进行萃取分液,以除去溶液中的Fe3+。
①实验装置图中仪器A的名称为_______。
②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:
向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂,______、静置、分液,并重复多次。
(4)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案:
边搅拌边向溶液中滴加氨水,______,过滤、用水洗涤固体2~3次,在50℃下干燥,得到MgCO3·3H2O。
已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀;pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全]。
4.【2016年高考江苏卷】(14分)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。
(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。
将含有Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2O72-转化为Cr3+,其电极反应式为_____________。
(2)在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率,结果如图所示0。
①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是__________。
②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是_____________。
(3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。
①一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-,其离子方程式为。
②纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O
研究发现,若pH偏低将会导致NO3-的去除率下降,其原因是。
③相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO3-的速率有较大差异(见右图),产生该差异的可能原因是。
5.【2016年高考江苏卷】实验化学]
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的抗氧化剂,在空气中、受热时均易分解。
实验室制备少量Na2S2O5的方法:
在不断搅拌下,控制反应温度在40℃左右,向Na2CO3过饱和溶液中通入SO2,实验装置如下图所示。
当溶液pH约为4时,停止反应,在20℃左右静置结晶。
生成Na2S2O5的化学方程式为
2NaHSO3=Na2S2O5+H2O
(1)SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2,其离子方程式为____________________。
(2)装置Y的作用是______________________________。
(3)析出固体的反应液经减压抽滤、洗涤、25℃~30℃干燥,可获得Na2S2O5固体。
①组成减压抽滤装置的主要仪器是布氏漏斗、________________和抽气泵。
②依次用饱和SO2水溶液、无水乙醇洗涤Na2S2O5固体。
用饱和SO2水溶液洗涤的目的是______。
(4)实验制得的Na2S2O5固体中含有一定量的Na2SO3和Na2SO4,其可能的原因是______。
6.【2016年高考上海卷】(本题共12分)
乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用a装置来制备。
完成下列填空:
(1)实验时,通常加入过量的乙醇,原因是______________。
加入数滴浓硫酸即能起催化作用,但实际用量多于此量,原因是_______________;浓硫酸用量又不能过多,原因是____________。
(2)饱和Na2CO3溶液的作用是_______________。
(3)反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,_________、________,然后分液。
(4)若用b装置制备乙酸乙酯,其缺点有__________、__________。
由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是________,分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_______________。
7.【2016年高考四川卷】(13分)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。
某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并进行相关探究。
【资料查阅】
【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是__________。
(2)实验操作的先后顺序是a→______→c(填操作的编号)
a.检查装置的气密性后加入药品b.熄灭酒精灯,冷却c.在“气体入口”处干燥HCld.点燃酒精灯,加热e.停止通入HCl,然后通入N2
(3)在实验过程中,观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是_______。
(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是________________。
(5)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是________________。
②若杂质是CuO,则产生的原因是________________。
8.【2016年高考天津卷】(18分)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg/L,我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5mg/L。
某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。
1、测定原理:
碱性体积下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:
①2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2↓,酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:
②MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O(未配平),用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,③2S2O32-+I2=S4O62-+2I-
2、测定步骤
a.安装装置,检验气密性,充N2排尽空气后,停止充N2。
b.向烧瓶中加入200ml水样
c.向烧瓶中依次迅速加入1mlMnSO4无氧溶液(过量)2ml碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应①完全。
d搅拌并向烧瓶中加入2ml硫酸无氧溶液至反应②完全,溶液为中性或若酸性。
e.从烧瓶中取出40.00ml溶液,以淀粉作指示剂,用0.001000mol/LNa2S2O3溶液进行滴定,记录数据。
f.……
g.处理数据(忽略氧气从水样中的溢出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题:
(1)配置以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中氧的简单操作为__________。
(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器为__________。
①滴定管②注射器③量筒
(3)搅拌的作用是__________。
(4)配平反应②的方程式,其化学计量数依次为__________。
(5)步骤f为__________。
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为__________。
若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50ml,水样的DO=__________mg/L(保留一位小数)。
作为饮用水源,此次测得DO是否达标:
__________(填是或否)
(7)步骤d中加入硫酸溶液反应后,若溶液pH过低,滴定时会产生明显的误差,写出产生此误差的原因(用离子方程式表示,至少写出2个)__________。
9.【2016年高考浙江卷】(15分)无水MgBr2可用作催化剂。
实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图1,主要步骤如下:
步骤1三颈瓶中装入10g镁屑和150mL无水乙醚;装置B中加入15mL液溴。
步骤2缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。
步骤3反应完毕后恢复至室温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4常温下用苯溶解粗品,冷却至0℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160℃分解得无水MgBr2产品。
已知:
①Mg和Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。
②MgBr2+3C2H5OC2H5
MgBr2·3C2H5OC2H5
请回答:
(1)仪器A的名称是____________。
实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是___________。
(2)如将装置B改为装置C(图2),可能会导致的后果是___________。
(3)步骤3中,第一次过滤除去的物质是___________。
(4)有关步骤4的说法,正确的是___________。
A.可用95%的乙醇代替苯溶解粗品B.洗涤晶体可选用0℃的苯
C.加热至160℃的主要目的是除去苯D.该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴
(5)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:
Mg2++Y4-====MgY2-
①滴定前润洗滴定管的操作方法是__________。
②测定前,先称取0.2500g无水MgBr2产品,溶解后,用0.0500mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是________________________(以质量分数表示)。
答案
1、【答案】
(1)2Ag++SO32—=Ag2SO4↓。
(2)①加入稀硫酸后,有红色固体生成;②a.HCl和BaCl2溶液。
b.在I-的作用下,Cu2+转化为白色沉淀CuI,SO32-转化为SO42-。
(3)①Al3+、OH-。
②a、b、V1明显大于V2。
(4)还原性、水解溶液显碱性;两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件。
2、【答案】
(1)DA(每空1分,共2分)
(2)H2O2与固体颗粒接触分解(每空2分,共4分)
(3)蒸发皿(2分)
(4)30%(3分)
3、【答案】
(1)加快酸溶速率;避免制备MgCO3时消耗更多的碱
(2)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O(3)①分液漏斗;②充分振荡
(4)至5.0<pH<8.5,过滤,边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,静置,向上层清液中滴加Na2CO3溶液,若无沉淀生成,
4、【答案】
(1)Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O;
(2)①活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用
②铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少;
(3)①2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+B(OH)4-+2H2↑;②纳米铁粉与H+反应生成H2;
③Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3-的反应(或形成的Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3-的反应速率)。
5、【答案】
(1)2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2
(2)防止倒吸(3)①抽滤瓶;
②减少Na2S2O5的在水中的溶解;
(4)在制备过程中Na2S2O5分解生成生Na2SO3,Na2SO3被氧化生成Na2SO4。
6、【答案】
(1)增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率。
(合理即给分)
浓H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率。
浓H2SO4具有强氧化性和脱水性,会使有机物碳化,降低酯的产率。
(2)中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解
(3)振荡、静置
(4)原料损失较大、易发生副反应乙醚;蒸馏
7、【答案】
(1)干燥管
(2)cdb
(3)先变红,后褪色
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(5)①加热时间不足或温度偏低②通入HCl的量不足
8、【答案】
(1)将溶剂水煮沸后冷却
(2)②
(3)使溶液混合均匀,快速完成反应
(4)1,2,4,1,1,3
(5)重复步骤e的操作2-3次
(6)溶液蓝色褪去(半分钟内部变色)9.0是
(7)2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O;SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-;4H++4I-+O2=2I2+2H2O(任写其中2个)
9、【答案】
(1)干燥管防止镁屑与氧气反应,生成的MgO阻碍Mg和Br2的反应
(2)会将液溴快速压入三颈瓶,反应过快大量放热而存在安全隐患
(3)镁屑
(4)BD
(5)①从滴定管上口加入少量待测液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从下部放出,重复2-3次
②97.5%
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