(全國通用版)2022高考化學總復習 優(yōu)編增分練:高考壓軸大題特訓 題型四“性質(zhì)、原理型” 定性、定量綜合實驗

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1、(全國通用版)2022高考化學總復習 優(yōu)編增分練:高考壓軸大題特訓 題型四“性質(zhì)、原理型” 定性、定量綜合實驗 1.(2018·石家莊市高三下學期4月一模)AgNO3是中學化學常用試劑,某興趣小組設計如下實驗探究其性質(zhì)。 Ⅰ.AgNO3的熱穩(wěn)定性 AgNO3受熱易分解,用下圖裝置加熱AgNO3固體,試管內(nèi)有紅棕色氣體生成,一段時間后,在末端導管口可收集到無色氣體a。 (1)實驗室檢驗氣體a的方法為_________________________________________________。 (2)已知B中只生成一種鹽,據(jù)此判斷AgNO3受熱分解的化學方程式為________

2、_________ _______________________________________________________。 (3)從安全角度考慮,上述實驗裝置存在一處明顯缺陷,改進措施為___________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.AgNO3與鹽溶液的反應 (4)甲同學認為試管②中產(chǎn)生銀鏡是Fe2+所致,其離子方程式為__________________________ ___________________________

3、___________________; 乙同學認為要判斷該觀點正確,需增加如下實驗,取2 mL 0.5 mol·L-1 AgNO3溶液于試管中,向其中滴加幾滴________________________,若只產(chǎn)生白色沉淀,證明甲同學觀點正確。 (5)已知:AgSCN為白色沉淀。試管③中紅色褪去的原因為____________________________ __________________________________________________________________________________________________________________

4、__________________________________________________________________________(請從平衡移動的角度解釋)。 (6)設計實驗證明Ksp(AgI)

5、_____________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1) 將帶火星的木條放至導管口,木條復燃 (2) 2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑ (3)A、B裝置之間連接一個防倒吸的安全瓶 (4)Ag++Fe2+===Ag+Fe3+ 0.5 mol·L-1 (NH4)2SO4溶液 (5)溶液中發(fā)生Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的反應,使局部變紅;振蕩試管時,過量的Ag+與SCN-反應生成AgSCN沉淀,降低了c(

6、SCN-),平衡逆向移動,溶液褪色 (6)方案一:向盛有0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的試管中滴加0.1 mol·L-1 KSCN溶液至不再有白色沉淀生成,向其中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀,則證明Ksp(AgI)<Ksp(AgSCN);方案二:將等體積的0.1 mol·L-1 KSCN溶液和0.1 mol·L-1 KI溶液混合,向混合液中滴加0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,若生成黃色沉淀,則證明Ksp(AgI)<Ksp(AgSCN) 解析 (1)根據(jù)實驗加熱硝酸銀,有紅棕色氣體產(chǎn)生,說明產(chǎn)生NO2,通過裝置B后,在末端導管口可收集到無色氣體

7、,無色氣體可能為氧氣,檢驗氧氣的方法是將帶火星的木條放至導管口,木條復燃。(2)NO2與NaOH反應:2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O,氧氣能把NaNO2氧化成NaNO3,根據(jù)信息可知,B中只生成一種鹽,說明氧氣過量,根據(jù)得失電子數(shù)目守恒,Ag的化合價降低,推斷出硝酸銀受熱分解的化學方程式為2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑。(3)NO2能與NaOH發(fā)生反應,容易造成導管內(nèi)的氣體壓強減小,容易引起倒吸,因此 A、B裝置之間應連接一個防倒吸的安全瓶。(4)Ag+的氧化性比Fe3+強,因此發(fā)生反應:Ag++Fe2+===Fe3++Ag;根據(jù)②的實驗現(xiàn)象以及若只產(chǎn)生白色沉

8、淀,證明甲同學觀點正確,推出所加溶液為0.5 mol·L-1 (NH4)2SO4溶液。(5)溶液中發(fā)生Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的反應使局部變紅;振蕩試管時,過量的Ag+與SCN-反應生成AgSCN沉淀,降低了c(SCN-),平衡逆向移動,溶液褪色。 2.(2018·南陽市第一中學高三第十八次考試)硫化堿法是工業(yè)上制備Na2S2O3的方法之一,其反應原理為2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2(該反應ΔH>0),某研究小組在實驗室用硫化堿法制備Na2S2O3·5H2O的流程如下。 (1)吸硫裝置如圖所示。 ①裝置B的作用是檢驗裝置A中SO2

9、的吸收效率,B中試劑是________________________ ________________________________________________,表明SO2吸收效率低的實驗現(xiàn)象是B中溶液____________。 ②為了使SO2盡可能吸收完全,在不改變A中溶液濃度、體積的條件下,除了及時攪拌反應物外,還可采取的合理措施是_____________________________________________(答一條)。 (2)假設本實驗所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,設計實驗方案進行檢驗(室溫時CaCO3飽和溶液的pH=10.2)。 序號 實驗操

10、作 預期現(xiàn)象 結(jié)論 ① 取少量樣品于試管中,加入適量蒸餾水,充分振蕩溶解,________________ __________________。 有白色沉淀生成 樣品含NaCl ② 另取少量樣品于燒杯中,加入適量蒸餾水,充分攪拌溶解,______________ __________________。 有白色沉淀生成,上層清液pH>10.2 樣品含NaOH (3)Na2S2O3溶液是定量實驗中的常用試劑,測定其濃度的過程如下: 第一步:準確稱取a g KIO3(相對分子質(zhì)量為214)固體配成溶液; 第二步:加入過量KI固體和H2SO4溶液,滴加指示劑; 第

11、三步:用Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液的體積為V mL。則c(Na2S2O3)=________________mol·L-1。 已知:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O, 2S2O+I2===S4O+2I- (4)某同學第一步和第二步的操作都很規(guī)范,第三步滴速太慢,這樣測得的Na2S2O3 濃度可能____________(填“不受影響” “偏低”或“偏高”),原因是___________________________ ____________________________________________________________________

12、_________________________________________________。(用離子方程式表示)。 答案 (1)①品紅、溴水或KMnO4溶液 顏色很快褪去?、诳刂芐O2的流速、適當升高溫度(或其他合理答案) (2)①滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液,振蕩 ②加入過量CaCl2溶液,攪拌,靜置,用pH計測定上層清液的pH (3)(或) (4) 偏低 4I-+4H++O2===2I2+2H2O 解析 (1)①二氧化硫具有還原性、漂白性,所以可以用品紅、溴水或KMnO4溶液,來檢驗二氧化硫是否被完全吸收,若SO2吸收效率低,則二氧化硫有剩余,B中的溶液會褪色

13、。 ②為了使SO2盡可能吸收完全,在不改變A中溶液濃度、體積的條件下,可以減緩二氧化硫的流速,使二氧化硫與溶液充分接觸反應,適當升高溫度,也能使二氧化硫充分反應。 (2)實驗所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,若檢驗NaCl存在,需先加稀硝酸排除干擾,再加硝酸銀溶液,若有白色沉淀生成,說明含有NaCl;已知室溫時CaCO3飽和溶液的pH=10.2,若要檢驗氫氧化鈉存在,需加入過量CaCl2溶液,把Na2CO3轉(zhuǎn)化為CaCO3,再測量溶液的pH,若pH大于10.2,說明含有NaOH。 (3)n(KIO3)= mol,設參加反應的Na2S2O3為x mol;根據(jù)KIO3+5KI+3H

14、2SO4===3K2SO4+3I2+3H2O,I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI,有:     KIO3 ~ 3I2 ~ 6Na2S2O3 1 6 mol x mol 所以x=,則c(Na2S2O3)=== mol·L-1。(4)第三步滴速太慢,I-被氧氣氧化,發(fā)生4I-+4H++O2===2I2+2H2O,2S2O+I2===S4O+2I-,消耗的Na2S2O3溶液的體積偏大,由c(Na2S2O3)= mol·L-1,V偏大,c偏低。 3.(2018·哈爾濱師范大學附屬中學四

15、模)某化學學習小組在學習了Al、Fe的性質(zhì)后,設計如下實驗,探究Cu的常見化合物的性質(zhì)。 [實驗1]探究Cu(OH)2是否具有兩性 藥品:CuSO4溶液、濃NaOH溶液、稀H2SO4。 實驗步驟: ①取少量CuSO4溶液于試管中,逐滴加入濃NaOH溶液至產(chǎn)生較多藍色沉淀,靜置后過濾。 ②結(jié)論:Cu(OH)2具有兩性。 (1)實驗步驟②的內(nèi)容為______________________________________________________ __________________________________________________________________

16、______。 (2)能證明Cu(OH)2具有兩性的實驗現(xiàn)象為______________________________________ ________________________________________________________________________。 [實驗2]探究Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的穩(wěn)定性 實驗步驟: ①取98 g Cu(OH)2固體,加熱至80~100 ℃時,得到80 g黑色固體粉末,繼續(xù)加熱到1 000 ℃以上,黑色粉末全部變成紅色粉末A。 ②冷卻后稱量,A的質(zhì)量為72 g。 ③向A中加入適量的稀硫酸,得到藍色溶液,同時觀察到容器中還

17、有紅色固體存在。 (3)通過計算判斷A的化學式為________(不需要書寫計算過程)。 (4)步驟③中發(fā)生反應的離子方程式為__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)根據(jù)上述實驗現(xiàn)象得出Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的穩(wěn)定性大小的結(jié)論:固態(tài)時________________________________________________________________________, 酸性溶液

18、中______________________________________________________________。 [實驗3]探究CuO被NH3還原的產(chǎn)物 該學習小組同學設計了如圖所示的實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)。實驗中觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)。查資料可知,同時生成一種無污染的氣體。 (6)反應產(chǎn)生的無污染氣體的化學式為________。 (7)有同學認為NH3與CuO反應后生成的紅色物質(zhì)是Cu,也有同學認為NH3與CuO反應后生成的紅色物質(zhì)是Cu和A的混合物。請你設計個簡單的實驗方案驗證紅色物質(zhì)中是否含有A:________________________

19、________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)將沉淀分成兩份,分別加入稀H2SO4和濃NaOH溶液 (2)Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4,又能溶于濃NaOH溶液 (3)Cu2O (4)Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O (5)Cu(Ⅰ)比Cu(Ⅱ)穩(wěn)定 Cu(Ⅱ)比Cu(Ⅰ)穩(wěn)定 (6) N2 (7)取反應后生成的紅色物質(zhì)少許,加入稀H2SO4,若溶液變?yōu)?/p>

20、藍色,說明紅色物質(zhì)中含有A,反之則無 解析 (1)要證明Cu(OH)2具有兩性,應先在CuSO4溶液中加入堿生成Cu(OH)2,然后在氫氧化銅中加入硫酸以及氫氧化鈉,觀察其是否能反應,所以需要的試劑是H2SO4溶液、NaOH溶液,實驗步驟②的內(nèi)容為將沉淀分成兩份,分別加入稀H2SO4和濃NaOH溶液。 (2)能證明Cu(OH)2具有兩性的實驗現(xiàn)象為Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4,又能溶于濃NaOH溶液。 (3)98 g Cu(OH)2固體的物質(zhì)的量為1 mol,熱分解生成的72 g固體中含有Cu的物質(zhì)的量為1 mol,即64 g,則氧原子的質(zhì)量為72 g-64 g=8 g,n(O)=

21、=0.5 mol,則A中n(Cu)∶n(O)=2∶1,所以A的化學式為Cu2O。 (4)向A中加入適量的稀硫酸,得到藍色溶液,同時觀察到容器中還有紅色固體存在,說明生成了銅和銅離子,反應的化學方程式為Cu2O+H2SO4===Cu+CuSO4+H2O,從而寫出離子方程式。 (5)80~100 ℃時,得到黑色固體粉末,為CuO,繼續(xù)加熱到1 000 ℃以上,黑色粉末全部變成紅色粉末,說明在較高溫度時Cu2O穩(wěn)定,與酸反應生成硫酸銅和銅,說明在酸性條件下+2價的銅穩(wěn)定,所以結(jié)論為:固態(tài)時Cu(Ⅰ)比Cu(Ⅱ)穩(wěn)定,酸性溶液中Cu(Ⅱ)比Cu(Ⅰ)穩(wěn)定。 (6)氧化銅和氨氣反應生成紅色物質(zhì)銅,

22、根據(jù)反應遵循質(zhì)量守恒定律和該氣體無污染確定氣體為氮氣。 (7)如含有Cu2O,根據(jù)其與酸反應的現(xiàn)象可判斷,反應方程式為Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O,溶液變藍,而銅與稀硫酸不反應。 4.(2018·鄭州市高三下學期三模)為了更深刻地認識鹵素的性質(zhì),某化學小組對鹵素及其化合物的制備和性質(zhì)進行如下探究實驗,根據(jù)實驗回答問題。 [實驗一]氯氣的制取 (1)該小組擬用下圖實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣,并完成與金屬鐵的反應(夾持儀器略去,下同)。每個虛線框表示一個單元裝置,請用文字描述下列裝置的錯誤之處并改正:___________________________________

23、_____________________________________ ________________________________________________________________________。 [實驗二]探究氯化亞鐵與氧氣反應的產(chǎn)物 已知氯化亞鐵的熔點為674 ℃,沸點為1 023 ℃;三氯化鐵在100 ℃左右時升華,極易水解。在500 ℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發(fā)生下列反應:12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2,該化學小組選用下圖部分裝置(裝置可以重復選用)進行氯化亞鐵與氧氣反應產(chǎn)物的探究。

24、 (2)實驗裝置的合理連接順序為A→____________→E。 (3)假設加熱裝置中的氯化亞鐵完全反應,則反應后剩余固體的化學式是________。請設計實驗方案驗證你的假設:____________________________________________________。 (4)簡述將F中的固體配成溶液的操作方法:__________________________________。 [實驗三]鹵素化合物之間反應實驗條件控制探究 (5)在不同實驗條件下KClO3可將KI 氧化為I2 或KIO3。下面是該小組設計的一組實驗數(shù)據(jù)記錄表(實驗控制在室溫下進行): 試管標號

25、1 2 3 4 0.20 mol· L-1 KI 溶液/mL 1.0 1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0 mol· L-1 H2SO4溶液/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸餾水/mL 9.0 6.0 3.0 0 實驗現(xiàn)象 ①該組實驗的目的是______________________________________________________。 ②2號試管反應完全后,取少量2號試管中的溶液滴加淀粉溶液后顯藍色,假設還原產(chǎn)物只有KCl,寫出反應的離子方程式

26、:___________________________________________。 答案 (1)②中試劑換為飽和氯化鈉溶液(或飽和食鹽水),③中導管改為長進短出,④中試管口加一出氣導管 (2)D→B→F→D (3)Fe2O3  取樣少許加入稀鹽酸使其完全溶解,再加入幾滴KSCN溶液,溶液呈現(xiàn)紅色 (4)先把F中的固體溶解于濃鹽酸中,然后加水稀釋 (5)①探究其他條件相同時,酸度對反應產(chǎn)物的影響 ②ClO+6I-+6H+===Cl-+3I2+3H2O 解析 (1)裝置①中發(fā)生的反應為2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由于鹽酸具

27、有揮發(fā)性,制得的Cl2中混有HCl(g)和H2O(g)。裝置②中試劑用于除去HCl(g),NaOH溶液不僅吸收HCl(g)而且吸收Cl2,應將裝置②中NaOH溶液改為飽和食鹽水(或飽和氯化鈉溶液);裝置③中濃H2SO4用于干燥Cl2,應將裝置③中導管改為長進短出;裝置④密封會造成裝置中氣體壓強過大,裝置④試管口加一出氣導管。 (2)裝置A中Na2O2與水反應生成NaOH和O2,裝置A制得的O2中混有H2O(g),根據(jù)可能的反應原理:12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2,F(xiàn)eCl2與O2反應的產(chǎn)物可能有Fe2O3、FeCl3、Cl2,反應

28、溫度為500 ℃。FeCl3在100 ℃左右時升華且極易水解,用F裝置收集FeCl3,F(xiàn)eCl2與O2反應的裝置前和收集FeCl3的裝置后都必須使用干燥裝置,則實驗裝置的合理連接順序為A(制備O2)→D(干燥O2)→B(實現(xiàn)O2與FeCl2反應)→F(用冰鹽水冷卻收集FeCl3)→D(防止E中水蒸氣進入F中使FeCl3水解)→E(吸收尾氣)。 (3)假設加熱裝置中的氯化亞鐵完全反應,由于FeCl3 100 ℃ 左右時升華,反應后剩余固體的化學式是Fe2O3。要證明固體為Fe2O3,證明固體中含+3價Fe即可,設計的實驗方案是取樣少許加入稀鹽酸使其完全溶解,再加入幾滴KSCN溶液,溶液呈現(xiàn)紅色

29、。 (4)裝置F中用冰鹽水冷卻收集FeCl3,由于FeCl3極易水解,配制FeCl3溶液需要加入鹽酸抑制FeCl3的水解。F中的固體配成溶液的操作方法:先把F中的固體溶解于濃鹽酸中,然后加水稀釋。 (5)①4支試管在室溫下進行反應,對比各試管中所加物質(zhì),可見4支試管中KI、KClO3的濃度相同,H2SO4的濃度不同,該組實驗的目的是探究其他條件相同時,酸度對反應產(chǎn)物的影響。 ②2號試管反應完全后,取少量2號試管中的溶液滴加淀粉溶液后顯藍色,即KI被氧化成I2,假設還原產(chǎn)物只有KCl,可寫出反應:ClO+I-+H+―→Cl-+I2+H2O,反應中Cl元素的化合價由+5價降至-1價,I元素的化合價由-1價升至0價,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒,反應的離子方程式為ClO+6I-+6H+===Cl-+3I2+3H2O。

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