高考化學一輪復(fù)習 第十章 化學實驗熱點綜合 第2講 探究型實驗練習 新人教版

第十章 第2講 探究型實驗1(導(dǎo)學號27347062)某同學進行實驗研究時，欲配制1.0 mol·L1Ba(OH)2溶液，但只找到在空氣中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O試劑(相對分子質(zhì)量：315)。在室溫下配制溶液時發(fā)現(xiàn)所取試劑在水中僅部分溶解，燒杯中存在大量未溶物。為探究原因，該同學查得Ba(OH)2·8H2O在283K、293K和303K時的溶解度(g/100 g H2O)分別為2.5、3.9和5.6。(1)燒杯中未溶物可能僅為BaCO3，理由是_。(2)假設(shè)試劑由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3組成，設(shè)計實驗方案，進行成分檢驗。在下表中寫出實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。(不考慮結(jié)晶水的檢驗；室溫時BaCO3飽和溶液的pH9.6)限選試劑及儀器：稀鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH計、燒杯、試管、帶塞導(dǎo)氣管、滴管實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取適量試劑于潔凈燒杯中，加入足量蒸餾水，充分攪拌，靜置，過濾，得濾液和沉淀步驟2：取適量濾液于試管中，滴加稀硫酸_步驟3：取適量步驟1中的沉淀于試管中，_步驟4：_(3)將試劑初步提純后，準確測定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。實驗如下：配制250 mL約0.1 mol·L1Ba(OH)2溶液：準確稱取 g試樣，置于燒杯中，加適量蒸餾水，_，將溶液轉(zhuǎn)入_，洗滌，定容，搖勻。滴定：準確量取25.00 mL所配制Ba(OH)2溶液于錐形瓶中，滴加指示劑，將_(填“0.020”“0.05”“0.198 0”或“1.5”)mol·L1鹽酸裝入50 mL酸式滴定管，滴定至終點，記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)滴定2次。平均消耗鹽酸V mL。計算Ba(OH)2·8H2O的質(zhì)量分數(shù)_(只列出算式，不做運算)。(4)室溫下，_(填“能”或“不能”)配制1.0 mol·L1Ba(OH)2溶液。解析：(1)由于Ba(OH)2·8H2O與空氣中的CO2反應(yīng)，所取試劑大部分已變質(zhì)為BaCO3，未變質(zhì)的Ba(OH)2·8H2O在配制溶液時能全部溶解。(2)Ba(OH)2易溶于水，所以濾液中含有Ba2，因此滴加稀硫酸會產(chǎn)生白色沉淀BaSO4；要想驗證沉淀為BaCO3，可以利用其能與酸反應(yīng)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體這一性質(zhì)；為進一步證明試劑中有大量的Ba(OH)2·8H2O，可以取步驟1中的濾液，用pH計測其pH，若pH>9.6，即證明濾液不是純BaCO3溶液，證明試劑是由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3組成，假設(shè)成立。(3)由于試樣中含有難溶性的BaCO3，因此加水溶解后要過濾，且冷卻后再轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中；Ba(OH)2溶液的濃度約為0.1 mol·L1，體積是25.00 mL，由于酸式滴定管的容量是50 mL，因此鹽酸的濃度至少應(yīng)該是0.1 mol·L1，若鹽酸的濃度過大，反應(yīng)過快，不利于控制滴定終點，所以選擇0.198 0 mol·L1的鹽酸最恰當。消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.198 0×V×103 mol，所以25.00 mL溶液中含有Ba(OH)2的物質(zhì)的量是 mol，所以w g試樣中Ba(OH)2·8H2O的質(zhì)量是××315 g，故Ba(OH)2·8H2O的質(zhì)量分數(shù)×100%。(4)根據(jù)室溫下，Ba(OH)2·8H2O的溶解度為3.9 g/100 g H2O，在該溫度下，配制Ba(OH)2飽和溶液的濃度要小于0.12 mol·L1，所以室溫下，不能配制1.0 mol·L1Ba(OH)2溶液。答案：(1)Ba(OH)2·8H2O與空氣中的CO2反應(yīng)，所取試劑大部分已變質(zhì)為BaCO3，未變質(zhì)的Ba(OH)2·8H2O在配制溶液時能全部溶解(2)實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取適量試劑于潔凈燒杯中，加入足量蒸餾水，充分攪拌，靜置，過濾，得濾液和沉淀步驟2：取適量濾液于試管中，滴加稀硫酸出現(xiàn)白色沉淀，說明該試劑中有Ba2存在步驟3：取適量步驟1中的沉淀于試管中，滴加稀鹽酸，連接帶塞導(dǎo)氣管將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入澄清石灰水中澄清石灰水變渾濁。說明該試劑中含有BaCO3步驟4：取步驟1中的濾液于燒杯中，用pH計測定其pHpH明顯大于9.6，說明該試劑中含有Ba(OH)2·8H2O(3)攪拌溶解過濾250 mL容量瓶中0.198 0×100%(4)不能2(導(dǎo)學號27347063)某學習小組開展下列實驗探究活動：(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_。(2)設(shè)計實驗：利用裝置A中產(chǎn)生的氣體證明4價的硫元素具有氧化性_。(3)選用下列裝置和藥品探究亞硫酸與次氯酸的酸性強弱：裝置連接順序為A、C、_、_、D、F，其中裝置C的作用是_，若_(填實驗現(xiàn)象)，即可證明亞硫酸的酸性強于次氯酸的。(4)利用裝置G可測定裝置A殘液中SO2的含量。量取1.00 mL殘液于燒瓶中，加適量水稀釋，加熱使SO2全部逸出并與錐形瓶中的H2O2完全反應(yīng)(SO2H2O2=H2SO4)，然后用0.100 0 mol·L1NaOH標準溶液進行滴定，至終點時消耗NaOH標準溶液的體積為20.00 mL。裝置G中球形冷凝管的冷凝水進口為_(填“a”或“b”)。殘液中SO2的含量為_g·L1(結(jié)果保留小數(shù)點后2位數(shù)字)。經(jīng)多次測定發(fā)現(xiàn)，測定值始終高于理論值，則其原因是_。解析：(1)根據(jù)裝置A中試劑可知發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生SO2氣體。(2)將SO2氣體通入H2S溶液(或Na2S、NaHS等溶液)中，若出現(xiàn)淡黃色沉淀，說明4價的硫元素具有氧化性。(3)探究亞硫酸與次氯酸的酸性強弱，要注意HClO易溶于水，不會以氣態(tài)形式在裝置中大量存在，CaSO3微溶于水而難以形成沉淀。將裝置A中出來的氣體混合物通入裝置C中除去HCl氣體，再將SO2氣體通入裝置B中反應(yīng)產(chǎn)生CO2(說明亞硫酸的酸性強于碳酸的)。用裝置E、D除去SO2氣體并檢驗SO2氣體是否除盡，最后通入裝置F中產(chǎn)生CaCO3沉淀(說明碳酸的酸性強于次氯酸的)，以此可以證明。(4)依據(jù)SO2H2SO42NaOH的關(guān)系進行計算。答案：(1)CaSO32HCl=CaCl2SO2H2O(2)將SO2通入H2S溶液或Na2S(NaHS也可)溶液中，出現(xiàn)淡黃色沉淀(或溶液變渾濁)(3)BE除去HCl氣體D中品紅溶液不褪色，F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀(4)b64.00殘液中有剩余的HCl，導(dǎo)致實驗中消耗的氫氧化鈉的量偏多3(導(dǎo)學號27347064)(2018·湖南益陽調(diào)研)磷(PH3)又稱為磷化氫，在常溫下是一種無色有大蒜臭味的有毒氣體，沸點89.7 ，易自燃，與空氣混合易爆炸，微溶于水。其制取原理類似于實驗室制氨氣，現(xiàn)用下圖裝置來制取磷化氫并驗證其性質(zhì)。實驗開始時，先從分液漏斗向盛有PH4I的圓底燒瓶中加入過量乙醚無色液體，沸點34.5 ，微溶于水，不與Fe2(SO4)3反應(yīng)，微熱數(shù)分鐘后再從分液漏斗向圓底燒瓶中加入一定量的濃NaOH溶液繼續(xù)加熱。在裝置C處用電熱器控制溫度在300 左右，實驗過程中可觀察到：B裝置的試管中有白色蠟狀固體(P4)生成；D裝置的試管中Fe2(SO4)3溶液顏色由棕黃色變成淡綠色，同時也有白色蠟狀固體生成。請回答：(1)按氣流方向連接裝置，從左到右的順序為：a_f。(2)用PH4I和燒堿反應(yīng)制取PH3的化學方程式是_。(3)實驗開始時，先向圓底燒瓶中加入乙醚并微熱數(shù)分鐘，其目的是_。(4)裝置C中反應(yīng)的化學方程式是_；裝置D中反應(yīng)的離子方程式是_。(5)裝置B、D中的現(xiàn)象說明PH3具有的化學性質(zhì)是_(填字母序號)。A堿性B不穩(wěn)定性C還原性 D酸性(6)實驗時處理尾氣的方法是_。解析：(1)根據(jù)實驗?zāi)康牟⒔Y(jié)合所給各裝置的現(xiàn)象，弄清實驗原理，才能正確連接裝置。本實驗中A為制取PH3的裝置，產(chǎn)生的PH3氣體先進入C裝置，經(jīng)受熱分解產(chǎn)生P4和H2，然后再進入B裝置，這樣才能在B試管中觀察到白色蠟狀固體(P4)，最后氣體再進入D裝置與Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)。因此正確的連接順序為ad(或e)e(或d)bcf。(2)PH4I和燒堿反應(yīng)與NH4Cl和NaOH反應(yīng)類似，據(jù)此可寫出有關(guān)的化學方程式。(3)由題中信息可知，乙醚的沸點很低，微熱數(shù)分鐘后將產(chǎn)生大量乙醚蒸氣，而乙醚又不與PH3及Fe2(SO4)3反應(yīng)，那么加入乙醚的目的只能是排盡裝置中的空氣，防止易自燃的PH3在裝置中燃燒。(4)由實驗現(xiàn)象可知，裝置C中PH3發(fā)生了分解反應(yīng)生成了P4和H2，裝置D中Fe3將PH3氧化為P4，本身被還原為Fe2，據(jù)此可寫出有關(guān)的方程式。(6)本實驗的尾氣中主要含PH3和H2，二者均為可燃性氣體，且PH3有毒，所以最好的處理方法是將尾氣點燃，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o污染的P2O5和H2O，也可以通入CuSO4溶液中將PH3反應(yīng)掉。答案：(1)debc(或edbc)(2)PH4INaOHPH3NaIH2O(3)將空氣排盡，防止PH3在裝置中燃燒(或自燃)(4)4PH3P46H24PH312Fe3=P412Fe212H(5)BC(6)將尾氣點燃或通入到CuSO4溶液中(其他合理答案均可)4(導(dǎo)學號27347065)某同學對銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的黑色沉淀進行探究，實驗步驟如下：.將光亮銅絲插入濃硫酸中，加熱；.待產(chǎn)生黑色沉淀和氣體時，抽出銅絲，停止加熱；.冷卻后，從反應(yīng)后的混合物中分離出黑色沉淀，洗凈、干燥備用。查閱文獻：檢驗微量Cu2的方法：向試液中滴加K4Fe(CN)6溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2。(1)該同學假設(shè)黑色沉淀是CuO。檢驗過程如下：將CuO放入稀硫酸中。一段時間后，再滴加K4Fe(CN)6溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀。將黑色沉淀放入稀硫酸中，一段時間后，再滴加K4Fe(CN)6溶液，未見紅褐色沉淀。由該檢驗過程所得結(jié)論是_。(2)再次假設(shè)，黑色沉淀是銅的硫化物。實驗如下：實驗裝置現(xiàn)象.A試管中黑色沉淀逐漸溶解.A試管內(nèi)上方出現(xiàn)紅棕色氣體.B試管中出現(xiàn)白色沉淀現(xiàn)象2說明黑色沉淀具有_性。能確認黑色沉淀中含有S元素的現(xiàn)象是_，相應(yīng)的離子方程式是_。為確認黑色沉淀是“銅的硫化物”，還需進行的實驗操作是_。(3)以上實驗說明，黑色沉淀中存在銅的硫化物。進一步實驗后證明黑色沉淀是CuS與Cu2S的混合物。將黑色沉淀放入濃硫酸中加熱一段時間后，沉淀溶解，其中CuS溶解的化學方程式是_。解析：(1)由、兩個對照實驗可知黑色固體中不含CuO。(2)由黑色沉淀與稀硝酸混合現(xiàn)象：A試管中黑色沉淀逐漸溶解；A試管內(nèi)上方出現(xiàn)紅棕色氣體，說明黑色沉淀具有還原性，能將稀硝酸還原生成NO，NO遇氧氣生成紅棕色的NO2；B試管中出現(xiàn)白色沉淀，則為稀硝酸將黑色沉淀中的S元素氧化生成SO2，SO2與NO2共同通入BaCl2溶液，NO2與水反應(yīng)生成的硝酸將SO2氧化為SO，SO與Ba2反應(yīng)生成BaSO4沉淀，離子方程式為2NO3SO23Ba22H2O=3BaSO42NO4H(或NO2SO2Ba2H2O=BaSO4NO2H)；為確認黑色沉淀是銅的硫化物，還需確認銅離子，故需取冷卻后A裝置試管中的溶液，滴加K4Fe(CN)6溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2，說明黑色沉淀是銅的硫化物。(3)濃硫酸具有強氧化性，將CuS氧化為SO2。答案：(1)黑色沉淀中不含有CuO(2)還原B試管中出現(xiàn)白色沉淀2NO3SO23Ba22H2O=3BaSO42NO4H(或NO2SO2Ba2H2O=BaSO4NO2H)取冷卻后A裝置試管中的溶液，滴加K4Fe(CN)6溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2，說明黑色沉淀是銅的硫化物(3)CuS4H2SO4(濃)CuSO44SO24H2O5(導(dǎo)學號27347066)(2016·天津高考)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個指標，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位mg·L1，我國地表水環(huán)境質(zhì)量標準規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5 mg·L1。某化學小組同學設(shè)計了下列裝置(夾持裝置略)，測定某河水的DO。.測定原理：堿性條件下，O2將Mn2氧化為MnO(OH)2；2Mn2O24OH=2MnO(OH)2，酸性條件下，MnO(OH)2將I氧化為I2；MnO(OH)2IHMn2I2H2O(未配平)用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2；2S2OI2=S4O2I。.測定步驟：a安裝裝置，檢驗氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。b向燒瓶中加入200 mL水樣。c向燒瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4無氧溶液(過量)、2mL堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應(yīng)完全。d攪拌并向燒瓶中加入2 mLH2SO4無氧溶液，至反應(yīng)完全，溶液為中性或弱酸性。e從燒瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.010 00 mol·L1Na2S2O3溶液進行滴定，記錄數(shù)據(jù)。fg處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的變化)。回答下列問題：(1)配制以上無氧溶液時，除去所用溶劑水中氧的簡單操作為_。(2)在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器是_。滴定管注射器量筒(3)攪拌的作用是_。(4)配平反應(yīng)的方程式，其化學計量數(shù)依次為_。(5)步驟f為_。(6)步驟e中達到滴定終點的標志為_。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水樣的DO_mg·L1(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測得DO是否達標：_(填“是”或“否”)。(7)步驟d中加入H2SO4溶液反應(yīng)后，若溶液pH過低，滴定時會產(chǎn)生明顯的誤差，寫出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示，至少寫出2個)_。解析：(1)氣體在水中的溶解度隨著溫度升高而減小，將溶劑水煮沸可以除去所用溶劑水中的氧；(2)因從橡膠塞處加入水樣或試劑應(yīng)確保加入的物質(zhì)完全加入三頸燒瓶中，應(yīng)選擇注射器；(3)攪拌的目的是讓溶液混合均勻，加快反應(yīng)的速率；(4)根據(jù)電子得失守恒分析，反應(yīng)配平得MnO(OH)22I4H=Mn2I23H2O，故為：1,2,4,1,1,3；(5)滴定操作一般需要重復(fù)進行23次，取平均值以便減小實驗誤差，因此步驟f為重復(fù)步驟e的操作23次；(6)碘離子被氧化為碘單質(zhì)后，用Na2S2O3溶液滴定將碘還原為碘離子，因此滴定結(jié)束，溶液的藍色消失；n(Na2S2O3) 0.01000mol/L×0.0045L4.5×105mol，根據(jù)反應(yīng)有O22 MnO(OH)2 2I24S2O，n(O2)n(Na2S2O3)1.125×105mol，該河水的DO×1.125×105×329×103g/L9.0 mg/L5 mg/L，達標；(7)硫代硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)，生成的二氧化硫也能夠被生成的碘氧化，同時空氣中的氧氣也能夠?qū)⒌怆x子氧化，反應(yīng)的離子方程式分別為：2HS2O=SSO2H2O；SO2I22H2O=4HSO2I；4H4IO2=2I22H2O；答案：(1)將溶劑水煮沸后冷卻(2) (3)使溶液混合均勻，快速完成反應(yīng)(4)1,2,4,1,1,3(5)重復(fù)步驟e的操作23次(6)溶液藍色褪去(半分鐘內(nèi)不恢復(fù)顏色) 9.0 是(7)2HS2O=SSO2H2O；SO2I22H2O=4HSO2I；4H4IO2=2I22H2O(任寫其中2個)我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，改變粗放式增長模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進新型城鎮(zhèn)化，推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國經(jīng)濟發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。