2019高考化學(xué)三輪沖刺 專題3.25 產(chǎn)物檢驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)探究評價(jià)題解題方法和策略.doc
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2019高考化學(xué)三輪沖刺 專題3.25 產(chǎn)物檢驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)探究評價(jià)題解題方法和策略.doc
專題3.25 產(chǎn)物檢驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)探究評價(jià)題產(chǎn)物檢驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)探究評價(jià)題為高考的常考題型。試題與元素及化合物知識聯(lián)系緊密。解題中通過元素及化合物知識,認(rèn)識其特點(diǎn),用特征的反應(yīng)及現(xiàn)象及檢驗(yàn),通過物質(zhì)的不同性狀進(jìn)行分離與提純。在復(fù)習(xí)備考過程中需要關(guān)注常見物質(zhì)的檢驗(yàn)方法。【例1】硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)26H2O是分析化學(xué)中重要的試劑,常用于代替硫酸亞鐵。硫酸亞鐵銨在 500 時(shí),隔絕空氣加熱完全分解。已知:硫酸亞鐵銨較硫酸亞鐵不易被氧化?;卮鹣铝袉栴}。(1)硫酸亞鐵銨隔絕空氣加熱完全分解,發(fā)生了氧化還原反應(yīng),固體產(chǎn)物可能有FeO和Fe2O3,氣體產(chǎn)物可能有NH3、SO3、H2O、N2和_。(2)為檢驗(yàn)分解產(chǎn)物的成分,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),加熱A中的硫酸亞鐵銨至分解完全。充分加熱A中固體較長時(shí)間后,通入氮?dú)猓康氖莀。驗(yàn)證A中殘留物是否含有FeO,需要選用的試劑有_(填字母)。AKSCN溶液B稀硫酸C濃鹽酸DKMnO4溶液裝置B的作用是檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有_氣體生成,若含有該氣體,觀察到的現(xiàn)象為_。若A中分解產(chǎn)物有N2,固體殘留物只有Fe2O3,F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量為b mol,C中沉淀的物質(zhì)的量為a mol,則b_(填“>”、“<”或“=”)a。實(shí)驗(yàn)中,觀察到裝置C中有白色沉淀生成,則裝置C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(3)已知Fe2+被氧氣氧化的反應(yīng)為4Fe2+O2+(4+2x) H2O2Fe2O3xH2O + 8H+,硫酸亞鐵銨溶液較硫酸亞鐵溶液不易被氧氣氧化,其原因是_?!敬鸢浮縎O2 使分解產(chǎn)生的氣體在裝置B、C中被完全吸收 BD SO3 溶液變渾濁 < SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4+2H+ 硫酸亞鐵銨溶液中NH4+發(fā)生水解反應(yīng),使溶液中c(H+)增大,反應(yīng)逆向移動,抑制Fe2+水解。 (2)FeO為金屬氧化物,不溶于水、易溶于酸,且易被氧化,根據(jù)此特點(diǎn),可考慮加入酸性KMnO4溶液將其氧化成Fe3+,KMnO4溶液本身有顏色,不需要加入指示劑,濃鹽酸易被氧化,綜上所述,選用的試劑為稀硫酸與KMnO4溶液,故選BC;BaC12可與SO3反應(yīng)生成白色沉淀;若A中分解產(chǎn)物有N2,固體殘留物只有Fe2O3,F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量為bmol,C中沉淀物質(zhì)的量為amol,根據(jù)化合價(jià)升降相等分析作答;因雙氧水具有氧化性,可將SO2氧化成SO42-,SO42-再與Ba2+結(jié)合成沉淀BaSO4,據(jù)此分析作答;(3)取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.1000molL-1 KMnO4溶液滴定,到滴入最后一滴高錳酸鉀溶液至紫紅色且半分鐘不變,說明反應(yīng)至終點(diǎn);結(jié)合化學(xué)反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算,MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O?!驹斀狻垦b置B中BaC12溶液的作用是為了檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有SO3氣體生成,若含有該氣體,會生成硫酸鋇白色沉淀,其化學(xué)方程式為:BaC12+SO3+H2O = BaSO4+2HC1,則觀察到的觀象為溶液變渾濁;故答案為:SO3;溶液變渾濁;若A中分解產(chǎn)物有N2,固體殘留物只有Fe2O3,F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量為b mol,C中沉淀物質(zhì)的量為a mol,根據(jù)化合價(jià)升降必相等,硫降低的化合價(jià)(2a)等于鐵升高的化合價(jià)(2b)和氮升高的化合價(jià)之和,則b小于a,故答案為:小于;C中有白色沉淀生成,是因?yàn)镾O2被雙氧水氧化成SO42,SO42再與Ba2+結(jié)合成沉淀BaSO4,則C中發(fā)生的反應(yīng)為SO2+ H2O2+ Ba2+ = BaSO4+2H+,故答案為:SO2+ H2O2+ Ba2+ = BaSO4+2H+;物質(zhì)的檢驗(yàn)通常有鑒定、鑒別和推斷三類,它們的共同點(diǎn)是:依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng),選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒?,?zhǔn)確觀察反應(yīng)中的明顯現(xiàn)象,如顏色的變化、沉淀的生成和溶解、氣體的產(chǎn)生和氣味、火焰的顏色等,進(jìn)行判斷、推理。檢驗(yàn)類型鑒別利用不同物質(zhì)的性質(zhì)差異,通過實(shí)驗(yàn),將它們區(qū)別開來。鑒定根據(jù)物質(zhì)的特性,通過實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)出該物質(zhì)的成分,確定它是否是這種物質(zhì)。推斷根據(jù)已知實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象,分析判斷,確定被檢的是什么物質(zhì),并指出可能存在什么,不可能存在什么。檢驗(yàn)方法若是固體,一般應(yīng)先用蒸餾水溶解若同時(shí)檢驗(yàn)多種物質(zhì),應(yīng)將試管編號要取少量溶液放在試管中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),絕不能在原試劑瓶中進(jìn)行檢驗(yàn)敘述順序應(yīng)是:實(shí)驗(yàn)(操作)現(xiàn)象結(jié)論原理(寫方程式)常見的幾類檢驗(yàn)方法:1、氣體檢驗(yàn):如檢驗(yàn)CO2、CO、SO2、NH3、C2H2、C2H4、H2S、H2等氣體,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:氣體發(fā)生裝置檢驗(yàn)雜質(zhì)氣體裝置除去雜質(zhì)氣體裝置確定雜質(zhì)氣體除盡裝置檢驗(yàn)氣體裝置尾氣處理裝置(有毒氣體、可燃?xì)怏w要考慮尾氣處理)。在解答此類題目時(shí)首先要分析制備的氣體和雜質(zhì)的性質(zhì),其次根據(jù)性質(zhì)確定檢驗(yàn)試劑和方法,最后根據(jù)氣體之間在檢驗(yàn)過程中相互干擾,確定檢驗(yàn)氣體的先后順序。2、酸、堿、鹽的檢驗(yàn):如題目中給出一組化合物,要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn),一般先選擇物理方法(如溶解性、顏色、氣味和狀態(tài)等),然后再用化學(xué)方法檢驗(yàn)。3、離子檢驗(yàn):首先要注意離子檢驗(yàn)所要求的環(huán)境,如酸堿性;其次要注意避免離子間的相互干擾。1已知馬爾氏鹽晶體(NH4)2Fe(SO4)26H2O易溶于水,不溶于乙醇,受熱易分解,是分析化學(xué)中的重要試劑?;卮鹣铝袉栴}:(1)馬爾氏鹽晶體的制備:甲組同學(xué)利用新生成的硫酸亞鐵溶液與硫酸銨溶液反應(yīng)制備馬爾氏鹽晶體(已知所使用的鐵屑中含有少量的Fe2O3和FeS雜質(zhì)),裝置如圖所示;為了使A中所制得的FeSO4中不含F(xiàn)e3+,應(yīng)使_過量(填化學(xué)式)。實(shí)驗(yàn)前期,需要用生成的H2將裝置中的空氣排盡,其原因是_,裝置B中的試劑為_(填寫試劑名稱)。裝置A中反應(yīng)一段時(shí)間后,若不拆卸裝置,如何使裝置A中生成的FeSO4進(jìn)入裝置C中,敘述操作過程_。(2)驗(yàn)證馬爾氏鹽晶體分解的氣態(tài)產(chǎn)物成分:提出假設(shè):馬爾氏鹽晶體分解可能生成H2O、NH3、SO3、_等氣態(tài)化合物。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:實(shí)驗(yàn)小組取一定量馬爾氏鹽晶體隔絕空氣加強(qiáng)熱分解,利用下列裝置檢驗(yàn)氣態(tài)產(chǎn)物的成分(防倒吸裝置已略去),試完成下表:操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論按_順序連接裝置(填字母)。_。證明氣體產(chǎn)物中含有H2O和NH3。按BCD順序連接裝置,其中裝置B的作用是_。B中無明顯現(xiàn)象,C中有白色沉淀生成。_?!敬鸢浮縁e 防止空氣中的氧氣氧化Fe2+ NaOH溶液 關(guān)閉止水夾1、3、4,打開止水夾2 SO2 E D A E中無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色 A中溶液變?yōu)榧t色 吸收NH3,檢驗(yàn)是否存在SO3 氣體產(chǎn)物中無SO3 有SO2 【解析】【分析】本題主要從鐵極其化合物、硫及其化合物性質(zhì)的角度出發(fā),考查常見實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解。【詳解】故本題答案為:Fe;防止空氣中的氧氣氧化Fe2+;NaOH溶液;關(guān)閉止水夾1、3、4,打開止水夾2。【點(diǎn)睛】SO2常作為還原劑,題中H2O2正好是常見氧化劑,然后生成SO42-正好與Ba2+結(jié)合為沉淀,要善于抓住題目“題眼”突破問題。 (9)依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知產(chǎn)物為Fe2O3、SO2、SO3和H2O,據(jù)此可寫出FeSO47H2O分解的化學(xué)方程式。【詳解】(4) 配制硫酸亞鐵溶液所用的蒸餾水應(yīng)預(yù)先煮沸,以除去溶解在水中的氧氣;滴定過程中KMnO4將Fe2+氧化為Fe3+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO4-+5 Fe2+8H+=Mn2+5 Fe3+4H2O,根據(jù)反應(yīng)關(guān)系,產(chǎn)品純度為;故答案為:除去蒸餾水中的氧氣;(5)氣體產(chǎn)物經(jīng)過試管B時(shí),分解得到的產(chǎn)物中含SO2,品紅溶液褪色;故答案為:產(chǎn)物中有二氧化硫;(6)氣體產(chǎn)物經(jīng)過試管C時(shí),與氯化鋇溶液反應(yīng)生成白色沉淀,C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO3+H2O+BaCl2=BaSO4+2HCl;故答案為:SO3+H2O+BaCl2=BaSO4+2HCl;3某學(xué)習(xí)小組通過下列裝置探究 MnO2與FeCl36H2O反應(yīng)產(chǎn)物。(查閱資料)FeCl3是一種共價(jià)化合物,熔點(diǎn)306,沸點(diǎn)315。實(shí)驗(yàn)編號操作現(xiàn)象實(shí)驗(yàn) 1按上圖所示,加熱A中MnO2與FeCl36H2O混合物試管A中固體部分變液態(tài),上方出現(xiàn)白霧稍后,產(chǎn)生黃色氣體,管壁附著黃色液滴試管B中KI-淀粉溶液變藍(lán)實(shí)驗(yàn) 2把A中的混合物換為FeCl36H2O,B中溶液換為KSCN溶液,加熱。A中固體部分變液態(tài),產(chǎn)生白霧和黃色氣體,B中KSCN溶液變紅(實(shí)驗(yàn)探究)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下表:(問題討論)(1)實(shí)驗(yàn)前首先要進(jìn)行的操作是_。(2)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2產(chǎn)生的白霧是_(填化學(xué)式)溶解在水中形成的小液滴。(3)請用離子方程式解釋實(shí)驗(yàn)2中黃色氣體使KI-淀粉溶液變藍(lán)色的原因_。(4)為確認(rèn)黃色氣體中含有Cl2,學(xué)習(xí)小組將實(shí)驗(yàn)1中試管B內(nèi)KI-淀粉溶液替換為NaBr溶液,發(fā)現(xiàn)B中溶液呈橙色,經(jīng)檢驗(yàn)無Fe2+,說明黃色氣體中含有Cl2。用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)Fe2+的離子方程式是_。選擇NaBr溶液的原因是_。(實(shí)驗(yàn)結(jié)論)(5)實(shí)驗(yàn)1充分加熱后,若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為1:2,則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(實(shí)驗(yàn)反思)該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為實(shí)驗(yàn)1中溶液變藍(lán),也可能是酸性條件下,I被空氣氧化所致,可以先將裝置中的空氣排盡,以排除O2的干擾?!敬鸢浮繖z查裝置的氣密性 HCl 2Fe32I=2Fe2I2 3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62 Br可以被Cl2氧化成Br2,但不會被Fe3氧化為Br2 MnO22FeCl36H2O Fe2O3MnCl2Cl22HCl11H2O 【解析】【分析】(1)實(shí)驗(yàn)前首先要進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性;(2)FeCl36H2O 受熱失去結(jié)晶水,同時(shí)水解,生成HCl氣體,HCl和H2O結(jié)合形成鹽酸小液滴;(3)由信息可知,F(xiàn)eCl3是一種共價(jià)化合物,受熱變?yōu)辄S色氣體,氯化鐵具有強(qiáng)氧化性,可以將碘離子氧化為碘單質(zhì); 4草酸晶體(H2C2O42H2O)無色,易溶于水,熔點(diǎn)為101(失水后能升華),170以上分解。其鈉、鉀、銨鹽均易溶于水,而鈣鹽難溶于水。某實(shí)驗(yàn)探究小組對草酸晶體進(jìn)行加熱,并驗(yàn)證其分解產(chǎn)物。(1)加熱草酸晶體最適宜選用下圖中的_(填裝置編號),不選其它裝置的原因是 _。(2)若將產(chǎn)生的氣體直接通入澄清石灰水來檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否含CO2,請你評價(jià)正確與否并作簡要的解釋_。(3)用下圖裝置檢驗(yàn)草酸的分解產(chǎn)物H2O(g)、CO2和CO將這種混合氣體依次通過_(填裝置中接口的字母,可重復(fù)使用)。(4)能否依據(jù)硬質(zhì)玻璃管Fe2O3質(zhì)量的減輕來計(jì)算分解產(chǎn)生CO的量?_。假設(shè)硬質(zhì)玻璃管中所裝為鐵氧化物的混合物,可能是FeO、Fe2O3、Fe3O4的任意組合,現(xiàn)取ag混合物充分反應(yīng)后,質(zhì)量減輕了8a/29克,通過計(jì)算確定該混合物中三種氧化物的物質(zhì)的量的關(guān)系為_。(5)為測定樣品中草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)如下方案:稱取一定量樣品,用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),稱量裝置D反應(yīng)前后的質(zhì)量差。由此計(jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比實(shí)際值偏低,排除儀器和操作因素,其可能原因:_。(6)有同學(xué)設(shè)計(jì)下圖裝置來證明Fe2O3反應(yīng)后的固體中含有單質(zhì)鐵,你認(rèn)為可行嗎?_,其原因是:_;圖中安全漏斗的作用是_。(7)設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)驗(yàn)證明草酸是弱酸:_。【答案】c 草酸晶體熔點(diǎn)為101,加熱熔化為液體從導(dǎo)氣管中流出,所以不用a;當(dāng)170以上草酸晶體失去結(jié)晶水而成固體,分解生成的水蒸氣在試管口冷凝為液體,流回到熱的試管底部,使試管炸裂,故b不用 不正確,草酸受熱升華,草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水生成難溶于水的草酸鈣沉淀 d、c、 a、b f、e、k、j、 g(或h)、h(或g) a、b 、i 不能 n(FeO):n(Fe 2 O 3 )=1:1,n(Fe 3 O 4 )0;72n(FeO)+160n(Fe 2 O 3 )+232n(Fe 3 O 4 )=a。 一氧化碳沒有全部與氧化銅反應(yīng)(其他合理答案也可以) 可行 Fe2O3反應(yīng)后的固體中,只有單質(zhì)鐵才能與稀鹽酸反應(yīng)放出氣體 加鹽酸時(shí)彎管處存有液體,防止產(chǎn)生的氣體從漏斗中逸出 常溫下測定已知濃度c(H2C2O4)溶液的pH,若溶液pH>-lgc(H2C2O4),則H2C2O4為弱酸或弱電解質(zhì)存在電離平衡、不完全電離等性質(zhì),或測定草酸鈉溶液的pH,如大于7,則為弱酸 【解析】【分析】(1)草酸晶體熔點(diǎn)為101,加熱熔化為液體從導(dǎo)氣管中流出,所以不用a裝置;b裝置中,當(dāng)170以上草酸晶體失去結(jié)晶水而成固體,分解生成的水蒸氣在試管口冷凝為液體,流回到熱的試管底部,使試管炸裂,不用b裝置;c裝置中試管下端是彎管加熱生成的水不會發(fā)生倒流,c裝置可以;(2)草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水也會發(fā)生反應(yīng)生成草酸鈣白色沉淀;(3)檢驗(yàn)草酸的分解產(chǎn)物H2O(g)、CO2和CO,先通過干燥管檢驗(yàn)生成的水,通過澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的存在,通過氫氧化鈉溶液除去氣體中的二氧化碳?xì)怏w,通過堿石灰吸收水蒸氣得到干燥的一氧化碳,通過玻璃管中的氧化鐵發(fā)生反應(yīng)檢驗(yàn)一氧化碳的存在,通過澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳存在,證明含一氧化碳?xì)怏w,最后剩余一氧化碳?xì)怏w點(diǎn)燃燃燒處理;(4)一氧化碳通過玻璃管發(fā)生的反應(yīng)不能使生成的一氧化碳完全反應(yīng);(5)氧化鐵發(fā)生反應(yīng)后只有生成的鐵和鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氫氣;安全漏斗的作用是防止生成的氣體從漏斗中逸出;(6)證明草酸是弱酸需要證明水溶液中存在電離平衡,溶液中存在電離平衡,可以測定一定濃度的溶液的pH判斷?!驹斀狻?2)若將產(chǎn)生的氣體直接通入澄清石灰水,草酸受熱升華,草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水生成難溶于水的草酸鈣沉淀,不能檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否含CO2。本小題答案為:不正確,草酸受熱升華,草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水生成難溶于水的草酸鈣沉淀。(3)檢驗(yàn)草酸的分解產(chǎn)物H2O(g)、CO2和CO,先通過干燥管檢驗(yàn)生成的水,通過澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的存在,通過氫氧化鈉溶液除去氣體中的二氧化碳?xì)怏w,通過堿石灰吸收水蒸氣得到干燥的一氧化碳,通過玻璃管中的氧化鐵發(fā)生反應(yīng)檢驗(yàn)一氧化碳的存在,通過澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳存在,證明含一氧化碳?xì)怏w,最后剩余一氧化碳?xì)怏w點(diǎn)燃燃燒處理,裝置接口連接順序?yàn)椋篸、c、 a、b f、e、k、j、 g(或h)、h(或g) a、b 、i。本小題答案為: d、c、 a、b f、e、k、j、 g(或h)、h(或g) a、b 、i。(4)Fe2O3質(zhì)量的減輕能計(jì)算發(fā)生反應(yīng)的CO的量,一氧化碳通過玻璃管發(fā)生的反應(yīng)不能使生成的一氧化碳完全反應(yīng),生成的一氧化碳沒有完全與Fe2O3反應(yīng)。 a克鐵氧化物的混合物所含鐵原子的質(zhì)量為(a- 8a/29)g= g,所以混合物中n(Fe):n(O)=,由于Fe 3 O 4 中鐵原子與氧原子的個數(shù)比為3:4,只要FeO與Fe2O3 保證混合鐵原子與氧原子的個數(shù)比為3:4,即可,與Fe 3 O 4 任意含量無關(guān),令n(FeO)為x,n(Fe 2 O 3 )為y,所以有(x+2y):(x+3y)=3:4,即x:y=1:1,且滿足三者質(zhì)量之和為ag,即72n(FeO)+160n(Fe 2 O 3 )+232n(Fe 3 O 4 )=a。本小題答案為:不能;n(FeO):n(Fe 2 O 3 )=1:1,n(Fe 3 O 4 )0;72n(FeO)+160n(Fe 2 O 3 )+232n(Fe 3 O 4 )=a。 (4)FeSO4分解得到氣體X與紅棕色固體Y,X由兩種化合物組成,將X通入品紅溶液,溶液褪色,而X通入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,則X為SO2、SO3混合物,結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系可知Y為Fe2O3。反應(yīng)的反應(yīng)方程式為:2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3;X為SO2、SO3混合物,溶于水生成物中含有硫酸,與BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀為BaSO4。