2019-2020年高考化學題型步步銜接 專題18《探究實驗》(含解析).doc
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2019-2020年高考化學題型步步銜接 專題18《探究實驗》(含解析) 【母題來源】xx福建理綜化學 【母題題文】(15分)某化學興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關探究實驗。 實驗一 制取氯酸鉀和氯水 利用右圖所示的實驗裝置進行實驗。 (1)制取實驗結束后,取出B中試管冷卻結晶、過濾、洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有______。 (2)若對調B和C裝置的位置,_____(填“能”或 “不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。 實驗二 氯酸鉀與碘化鉀反應的探究 (3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3 。該小組設計了系列實驗研究反應條件對反應產(chǎn)物的影響,其中系列a實驗的記錄表如下(實驗在室溫下進行): ①系列a實驗的實驗目的是_______。 ②設計1號試管實驗的作用是___________。 ③若2號試管實驗現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色;假設氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,則此反應的離子方程式為_________________。 實驗三 測定飽和氯水中氯元素的總量 (4)該小組設計的實驗方案為:使用右圖裝置,加熱15.0ml飽和氯水試樣,測定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是_______。(不考慮實驗裝置及操作失誤導致不可行的原因) (5)根據(jù)下列資料,為該小組設計一個可行的實驗方案(不必描述操 作過程的細節(jié)):______ 資料: i.次氯酸會破壞酸堿指示劑; ii.次氯酸或氯水可被SO2、H2O2、FeCl2等物質還原成Cl-。 【答案】(15分)(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可);(2)能; (3)①研究反應體系中硫酸濃度對反應產(chǎn)物的影響; ②硫酸濃度為0的對照實驗; ③ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O (4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案無法測算試樣含氯總量(或其他合理答案)。 (5)量取一定量的試樣,加入足量的H2O2溶液,加熱除去過量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,稱量沉淀質量(或其他合理答案)。 【試題解析】(1)制取實驗結束后,取出B中試管冷卻結晶、過濾、洗滌。根據(jù)進行該實驗操作過程使用的儀器可知:在該實驗操作過程需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管;(2)Cl2與熱的KOH溶液發(fā)生反應產(chǎn)生氯酸鉀和氯化鉀及水,與冷的KOH發(fā)生反應產(chǎn)生的在KCl、KClO和水。因此若對調B和C裝置的位置,可以除去Cl2中的混有的雜質HCl氣體,減少氯氣溶解對反應造成的溶液顯酸性的不利影響,故能提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。(3)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:KI、KClO3的物質的量不變,改變的只有硫酸的體積和水的多少,二者的和相等,及硫酸的濃度不同,而溶液的體積相同??梢娫搶嶒炑芯康哪康木褪茄芯糠磻w系中硫酸濃度對反應產(chǎn)物的影響;②設計1號試管實驗的作用是硫酸溶液沒有加入,即硫酸的濃度是0,可以進行對照實驗,比較硫酸不同濃度的影響。③若2號試管實驗現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色,證明產(chǎn)生了I2;假設氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,根據(jù)氧化還原反應中電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可得該反應的離子方程式為ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。(4)該小組設計的實驗方案為:使用右圖裝置,加熱15.0ml飽和氯水試樣,測定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行,主要原因是在溶液中存在Cl2的重新溶解及HClO分解產(chǎn)生HCl和氧氣等。(5)由于次氯酸會破壞酸堿指示劑,因此實驗設計時不用酸堿指示劑,可以利用氯水的強氧化性,向該溶液中加入足量的足量的H2O2溶液,發(fā)生氧化還原反應產(chǎn)生Cl-,H2O2被氧化變?yōu)镺2,然后加熱除去過量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,發(fā)生沉淀反應形成AgCl沉淀,稱量沉淀質量可根據(jù)物質的元素組成確定其中含有的氯元素的質量。 【命題意圖】考查化學儀器的的使用、實驗方案的設計與評價、離子方程式的書寫的知識。 【命題方向】化學是一門實驗性的學科,物質的制備、混合物的分離提純、物質的含量的測定及實驗時儀器的選擇使用,實驗方法的設計與評價的問題,都是化學實驗必不可少的。因此掌握一些基本化學基礎和儀器的使用方法、實驗技巧是非常必要的。 【得分要點】混合物分離方法有過濾、蒸餾、分液、蒸發(fā)、萃取、結晶等。將溶質從溶液中分離出來,可以根據(jù)溶質在溶劑中的溶解性的不同進行。對于溶解度受溫度的影響變化較大的物質,采用冷卻熱飽和溶液的方法即結晶的方法分離;對于溶解度受溫度的影響變化較小的物質,采用蒸發(fā)溶劑的方法得到。然后使用過濾器,利用漏斗、玻璃棒、燒杯進行分離。對于實驗裝置的評價,可以根據(jù)對反應的影響分析,如果對調,可以除去雜質,使更多的反應物變?yōu)樯晌铮涂梢蕴岣叻磻锏霓D化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率,因此了解反應原理和物質的成分是評價的依據(jù)。要根據(jù)電荷守恒、電子守恒及原子守恒進行有電子轉移的離子方程式的書寫,會對實驗數(shù)據(jù)進行觀察、分析、比較,找到他們的相同點和區(qū)別,從而得到設計各個實驗及比較的目的。在進行物質含有元素的含量測定時,從物質含有的成分、可能發(fā)生的反應及對元素含量測定可能會造成哪些影響判斷分析,這樣才可以得到正確的結論和評價。本題較為全面的考查了考生的實驗基本技能和實驗知識的掌握。 1.【安徽省江南十校xx屆高三上學期期末大聯(lián)考】(14分)氫化鈣(CaH2)是二種常用的儲氫材料,也是登山運動員常用的能源提供劑,需要密封保存,遇水反應生成氫氧化鈣和氫氣。某研究性學習小組模擬生產(chǎn)企業(yè)制取氫化鈣。 【實驗】 用鋅粒和稀硫酸反應制得干燥、純凈的氫氣,再與金屬鈣在加熱的條件下直接化合,即可制得CaH2。 (1)下列有關該實驗的說法正確的是 。 a.其他條件相同時,粗鋅制取氫氣的速率比純鋅快 b.加熱時,必須通入氮氣作為保護氣,以防止空氣的干擾 c.可以用濃硫酸或堿石灰對H2進行干燥除雜 d.開始實驗時,應先通入H2,后給金屬鈣加熱 e.已停止實驗時,應先停止通入H2 ,后停止加熱。 【提出假設】 (2)由于實驗中操作不當,金屬鈣或氫化鈣都可能被氧化。該小組甲同學對反應后的固體產(chǎn)物成分提出如下假設。 假設l:含有Ca 和CaH2。 假設2:含有CaH2和CaO。 假設3:含有 。 【設計實驗方案,驗證假設】 (3)定性實驗用化學方法鑒別Ca與CaH2,請設計實驗完成下表中內(nèi)容。 實驗步驟(不要求寫具體操作過程) 預期現(xiàn)象和結論 取少量固體樣品,… (4)定量實驗 測定Ca 和CaH2 混合物中CaH2 的質量分數(shù)。 ①取m1g樣品與水完全反應,利用如圖裝置測定生成的氣體體積時,在 時進行收集(填字母) a.剛開始有氣泡時 b.氣泡連續(xù)均勻時 c.氣體經(jīng)過驗純后,再收集 ②如果裝置氣密性良好,操作正確,乙同學認為:由于液體加入,導致氣體的體積測定偏大,則計算出氫化鈣的質量分數(shù) (天“偏高”、“偏低”“無影響”) 【反思與交流】 (5)登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑,與氫氣相比,其優(yōu)點是氫化鈣是固體,攜帶方便。既然金屬鈣與水反應也能生成氫氣,為什么還要講金屬鈣制備成氫化鈣呢?你的觀點是 。 【答案】(1)acd (2)CaH2或CaH2、CaO、Ca (3)取少量固體在干燥條件下與氧氣反應,將產(chǎn)生的產(chǎn)物通入裝有無水硫酸銅的干燥管,觀察無水硫酸銅變藍色 (4)a;偏高 (5)等質量的鈣和CaH2,CaH2產(chǎn)生的氫氣多 考點:考查氫化鈣制備實驗方案設計與探究 2.【北京市大興區(qū)xx~xx學年度高三第一學期期末試卷】(13分)某課外小組探究鈉、鋁、鐵、銅單質還原性強弱及其相關化學性質,做了如下實驗: 實驗1 常溫時取四種金屬少量分別放入裝有蒸餾水的試管中 實驗2 再取少量鋁、鐵、銅分別放入裝有稀硫酸的試管中 (1)實驗1中能發(fā)生反應的離子方程式 。 (2)實驗2中能夠判斷出鋁、鐵、銅還原性強弱的現(xiàn)象是 。 結論:由實驗1、2得出四種金屬的還原性強弱順序為 ;請從原子結構角度解釋鈉的還原性強于鋁 。 (3)為確認實驗2反應后溶液中的金屬陽離子,再進行實驗: ①取Al反應后的溶液加入過量的NaOH溶液,寫出反應的離子方程式 。 ②一段時間后,取Fe反應后的溶液,檢驗Fe2+方法正確的是 。 a.滴加KSCN溶液,無明顯變化,再加入少量氯水,溶液變紅 b.滴加K3[Fe(CN)6]溶液,有藍色沉淀產(chǎn)生 c.滴加NaOH溶液,產(chǎn)生的白色沉淀迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色 (4)在實驗2中,鋁、鐵反應現(xiàn)象的差異并不是很明顯,有同學建議再設計一種實驗來證明這兩種金屬的還原性關系,請設計一種實驗方案 。 (5)在實驗過程中,還有同學為了驗證鐵與銅的還原性,用鐵、銅、導線、燒杯、氯化鐵溶液設計了原電池裝置。 ①畫出原電池的裝置圖 。 ②該電池的正極反應為 。 【答案】(13分) (1)2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ (2分) (2)鋁、鐵均產(chǎn)生氣泡且鋁稍快些,銅不產(chǎn)生氣泡 (1分) Na>Al>Fe>Cu (1分) Na、Al同屬于第三周期Na原子半徑大于Al (1分) (3)① Al3++4OH-=AlO2-+2H2O (2分) ②b (1分) (4)將鋁條插入硫酸亞鐵溶液溶液中,溶液顏色變淺,鋁條變粗(其它答案合理給分) (2分) (5)① ②2Fe3++2e-=2Fe2+ (1分) 考點:常見金屬的性質、原電池原理 3.【福建省泉州市20 1 5屆高三上學期期末單科質量檢查】(15分)針對網(wǎng)絡上流傳的隔夜熟肉中因亞硝酸鈉(NaNO2)含量嚴重超標而不能食用的說法,某興趣小組開展如下探究活動: 活動一:查閱資料 NaNO2有毒,具有氧化性和還原性,NaNO2溶液顯堿性,肉類在放置過程中,NaNO3逐漸轉化為NaNO2,國家規(guī)定肉制品中NaNO2含量不能超過30mg/kg。 活動二:鑒別NaNO2與食鹽 (1)NaNO2與食鹽的外觀相似,易被當成食鹽誤用,分析以下兩種鑒別方法: ①能否各取少許固體用舌頭品嘗?____________。 ②用稀硫酸、淀粉和KI溶液鑒別,溶液變藍的是NaNO2具有_________性。 活動三:探究NaNO3與NaNO2的相互轉化 (2)制取NaNO2與NaNO3混合溶液的裝置示意圖如下 已知:2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2 O ①寫出裝置I中發(fā)生反應的化學方程式____________________________。 ②水_____________(選填“能"或“不能”)作為裝置II中的試劑,理由是_____________。 ③裝置III中反應完全后,接下來的操作是____________________________。 (3)將NaNO2與NaNO3混合溶液露置于空氣,隔夜后,測得溶液的pH減小,則溶液中NaNO2的含量_____(選填“增多”、“減少"或“不變”),原因可能是____________________________(用化學方程式解釋)。 活動四:檢測熟肉中NaNO2含量的變化 (4)分別從1000g剛煮熟的肉和1000g隔夜熟肉中提取NaNO3與NaNO2后,配成溶液,再分別用0.00500mol/L的高錳酸鉀(酸性)溶液滴定,剛煮熟的肉消耗12.00mL,隔夜肉消耗16.00mL,(已知:2MnO4一+5 NO2一+6H+=2 Mn2++5NO3一+3 H2 O) ①滴定終點的判斷依據(jù)為________________________________________________。 ②隔夜熟肉中NaNO2的含量是____________mg/kg。 活動五:綜合其它實驗和查閱資料獲知,熟肉在細菌等作用下,NaNO3部分轉化為NaNO2但只要保存得當,隔夜仍可食用。 【答案】(1)①不能(1分)②氧化(1分)(2)①Cu + 4HNO3(濃)=Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O(2分) ②不能 (1分) NO2與水反應生成NO,會污染空氣(1分) ③先打開a,再關閉b (2分) (3)減?。?分) 2NaNO2 + O2=2NaNO3 (2分) (4)當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室簳r,錐形瓶內(nèi)的溶液變紅,且在30秒內(nèi)不褪色。(2分) 13.8 (2分) 考點:考查亞硝酸鈉性質、含量測定等實驗方案設計與探究- 配套講稿:
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