学年北京高三化学总复习 考前复习综合实验探究实验答题专题训练Word格式.docx
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(4)小组同学用4支试管在装有O2的储气瓶中进行实验,装置如图所示。
⑤
⑥
⑦
⑧
试管中溶液的pH
8
9
10
11
放置10小时内的现象
出现蓝色
颜色无明显变化
分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因________。
(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I-被O2氧化为I2的反应,如右图所示,请你填写试剂和实验现象。
【深入探究】较高温度对反应速率的影响
小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。
试剂
⑨
敞口试管
水浴
70°
5mL1mol·
L-1KI溶液
5mL0.5mol·
20min内仍保持无色,冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色
⑩
密闭试管
溶液迅速出现黄色,且黄色逐渐加深,冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色
(6)对比实验⑨和⑩的现象差异,该小组同学经过讨论对实验⑨中的现象提出两种假设,请你补充假设1。
假设1:
假设2:
45°
C以上I2易升华,70°
C水浴时,c(I2)太小难以显现黄色。
(7)针对假设2有两种不同观点。
你若认为假设2成立,请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因(写出一条)。
你若认为假设2不成立,请设计实验方案证明。
答案
(1)0.5mol·
L-1稀硫酸(2分)
(2)4I-+O2+4H+====2I2+2H2O(2分)
(3)相同温度下,KI溶液被O2氧化成I2,c(H+)越大,氧化反应速率越快(2分)
(4)试管⑦、⑧中,pH为10、11时,既发生氧化反应又发生歧化反应,因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率(或歧化速率最快),所以观察颜色无明显变化(2分)
(5)试剂1:
1mol·
L-1KI溶液,滴加1%淀粉溶液(1分)
试剂2:
pH=10的KOH溶液(1分)
现象:
电流表指针偏转,左侧电极附近溶液蓝色(t<
30min)(2分)
(6)加热使O2逸出,c(O2)降低,导致I-氧化为I2的速率变慢(2分)
(7)
【假设2成立】
理由:
KI溶液过量(即使加热时有I2升华KI仍有剩余),实验⑨冷却室温后过量的KI仍可与空气继续反应生成I2,所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色
[其他理由合理给分,如淀粉与I2反应非常灵敏(少量的I2即可以与淀粉显色),所以实验⑨中残留的少量I2冷却至室温后滴加淀粉溶液还可以看到蓝色]。
【假设2不成立】
实验方案:
水浴加热70℃时,用湿润的淀粉试纸放在试管⑨的管口,若不变蓝,则证明假设2不成立(其他方案合理给分)。
2.高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂,实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下:
MnO2熔融氧化:
3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;
K2MnO4歧化:
3K2MnO4+2CO2===2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3。
已知K2MnO4溶液显绿色。
请回答下列问题:
(1)MnO2熔融氧化应放在________中加热。
(填仪器编号)
①烧杯 ②瓷坩埚 ③蒸发皿 ④铁坩埚
(2)在MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO2气体,使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行,A、B、C、D、E为旋塞,F、G为气囊,H为带套管的玻璃棒。
①为了能充分利用CO2,装置中使用了两个气囊。
当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后,关闭旋塞B、E,微开旋塞A,打开旋塞C、D,往热K2MnO4溶液中通入CO2气体,未反应的CO2被收集到气囊F中。
待气囊F收集到较多气体时,关闭旋塞________,打开旋塞________,轻轻挤压气囊F,使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,未反应的CO2气体又被收集在气囊G中。
然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中,如此反复,直至K2MnO4完全反应。
②检验K2MnO4歧化完全的实验操作是_______________________________
__________________________________________________________。
(3)将三颈烧瓶中所得产物进行抽滤,将滤液倒入蒸发皿中,蒸发浓缩至________,自然冷却结晶,抽滤,得到针状的高锰酸钾晶体。
本实验应采用低温烘干的方法来干燥产品,原因是_________________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析,原理为:
2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
现称取制得的高锰酸钾产品7.245g,配成500mL溶液,用移液管量取25.00mL待测液,用0.1000mol·
L-1草酸钠标准溶液进行滴定,终点时消耗标准溶液的体积为50.00mL(不考虑杂质的反应),则高锰酸钾产品的纯度为________[保留4位有效数字,已知M(KMnO4)=158g·
mol-1]。
若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干,则测定结果将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
答案
(1)④
(2)①AC BDE ②用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上,若滤纸上只有紫红色痕迹,无绿色痕迹,则表明反应已歧化完全
(3)溶液表面出现晶膜为止 高锰酸钾晶体受热易分解
(4)87.23% 偏小
3.某实验小组的同学为了探究CuSO4溶液与Na2CO3溶液的反应原理并验证产物,进行如下实验。
实验Ⅰ:
将CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合,一定温度下充分反应至不产生气泡为止,过滤、冷水洗涤、低温干燥,得到蓝绿色固体。
该小组同学猜想此固体为xCuCO3·
yCu(OH)2。
(1)为了验证猜想,先进行定性实验。
实验序号
实验步骤
实验现象
结论
实验Ⅱ
取适量蓝绿色固体,加入足量稀硫酸
固体溶解,生成蓝色溶液及________
蓝绿色固体中含有CO
(2)为进一步确定蓝绿色固体的组成,使用如下装置再进行定量实验。
实验Ⅲ:
称取5.190g样品,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置C和D中。
①装置C中盛放的试剂是________,装置E的作用是_________________________
________________________________________________________________,
反应结束时要通入适量的空气,其作用是__________________________________
_______________________________________________________________。
②实验结束后,测得装置C增重0.270g,装置D增重1.320g。
则该蓝绿色固体的化学式为_____________________________________________。
(3)若x=y=1,写出CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合时反应的化学方程式:
(4)已知20℃时溶解度数据:
S[Ca(OH)2]=0.16g,S[Ba(OH)2]=3.89g。
有同学据此提出可将装置D中的澄清石灰水换成等体积的饱和Ba(OH)2溶液,其可能的依据之一是__________________________________________________________。
(5)有同学为了降低实验误差,提出如下建议,其中合理的是________(填字母序号)。
A.加热装置B前,先通空气一段时间后再称量C、D的初始质量
B.将D换为盛有碱石灰的U形管
C.将C、D颠倒并省去E装置
答案
(1)产生无色气体
(2)①无水氯化钙 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D中 使分解产生的气体全部进入装置C和D中 ②2CuCO3·
Cu(OH)2
(3)2CuSO4+2Na2CO3+H2O===CuCO3·
Cu(OH)2↓+CO2↑+2Na2SO4 (4)Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2,相同体积的饱和Ba(OH)2溶液吸收CO2的量更多(答案合理即可) (5)AB
4.某同学用Na2SO3粉末与浓H2SO4反应制备并收集SO2,用盛有NaOH溶液的烧杯吸收多余的SO2,实验结束后烧杯中溶液无明显现象,现对其成分进行探究。
(1)仪器A的名称是________,选择合适的仪器按气流方向连接组成的顺序是_______________________________________________________________。
(2)假设溶液中同时存在Na2SO3和NaOH,设计实验方案,进行成分检验。
在下列空白处写出实验步骤、预期现象和结论。
仪器任选。
限选试剂:
稀盐酸、稀硝酸、铁丝、铜丝、CaCl2溶液、品红溶液、酚酞试液、甲基橙
预期现象和结论
步骤1:
__________________________________________
火焰呈黄色,证明原溶液中存在Na+
步骤2:
________________________________
________,证明原溶液中存在大量的OH-
步骤3:
另取少量原溶液于试管中,____________________
________,证明原溶液中存在SO
(3)若溶液中同时存在Na2SO3和NaHSO3,为了准确测定溶液的浓度,进行如下实验:
①原理:
SO+I2+H2O===SO+2I-+2H+
HSO+I2+H2O===SO+2I-+3H+
②步骤:
准确量取10.00mL溶液于锥形瓶中,滴加________作指示剂,用0.1000mol·
L-1标准碘溶液滴定至终点时的现象是_____________________________,
读出此时消耗碘溶液的体积;
再用0.2000mol·
L-1NaOH溶液滴定生成的酸,读出消耗NaOH溶液的体积再进行计算。
答案
(1)分液漏斗 ①④③⑤
(2)
用洁净的铁丝蘸取原溶液在酒精灯火焰上灼烧
取少量原溶液于试管中,加入过量CaCl2溶液,充分反应后静置,取少量上层清液于试管中,向试管中滴加几滴酚酞试液,振荡
溶液变为红色,证明原溶液中存在大量的OH-
另取少量原溶液于试管中,滴入几滴品红溶液,再加入过量稀盐酸,振荡
品红溶液褪色,证明原溶液中存在SO
(3)几滴淀粉溶液 溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色
5.碱式碳酸钴用作催化剂及制钴盐原料,陶瓷工业着色剂,电子、磁性材料的添加剂。
利用以下装置测定碱式碳酸钴[Cox(OH)y(CO3)z·
H2O]的化学组成。
已知:
碱式碳酸钴中钴为+2价,受热时可分解生成三种氧化物。
(1)选用以上装置测定碱式碳酸钴[Cox(OH)y(CO3)z·
H2O]的化学组成,其正确的连接顺序为a→b→________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)样品分解完,打开活塞K,缓缓通入氮气数分钟,通入氮气的目的是____________________________________________________________。
(3)取碱式碳酸钴样品34.9g,通过实验测得分解生成的水和二氧化碳的质量分别为3.6g、8.8g,则该碱式碳酸钴的化学式为______________________________。
(4)某兴趣小组以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·
6H2O的一种实验设计流程如下:
25℃时,部分阳离子以氢氧化物形成沉淀时,溶液的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀(pH)
1.9
7.0
7.6
3.4
完全沉淀(pH)
3.2
9.0
9.2
4.7
①操作Ⅰ用到的玻璃仪器主要有________________________________;
②加盐酸调整pH为2~3的目的为________________________________
_________________________________________________________;
③操作Ⅱ的过程为________________、洗涤、干燥。
答案
(1)j→k→c→d(或d→c)→e
(2)将装置中生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、戊装置中
(3)Co3(OH)2(CO3)2·
H2O
(4)①烧杯、漏斗、玻璃棒 ②抑制CoCl2的水解 ③蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
6、某小组探究Br2、I2能否将Fe2+氧化,实验如下。
实验
试剂x
现象及操作
溴水
i.溶液呈黄色,取出少量滴加KSCN溶液,变红
碘水
ii.溶液呈黄色,取出少量滴加KSCN溶液,未变红
(1)实验ⅰ中产生Fe3+的离子方程式是。
(2)以上实验体现出氧化性关系:
Br2I2(填“>”或“<”)。
(3)针对实验ⅱ中未检测到Fe3+,小组同学分析:
I2+2Fe2+2Fe3++2I-(反应a)
限度小,产生的c(Fe3+)低;
若向ⅱ的黄色溶液中加入AgNO3溶液,可产生黄色
沉淀,平衡移动,c(Fe3+)增大。
(4)针对小组同学的分析,进行实验ⅲ:
向ⅱ的黄色溶液中滴加足量AgNO3溶液。
现象及操作如下:
Ⅰ.立即产生黄色沉淀,一段时间后,又有黑色固体从溶液中析出;
取出少量黑
色固体,洗涤后,(填操作和现象),证明黑色固体含有Ag。
Ⅱ.静置,取上层溶液,用KSCN溶液检验,变红;
用CCl4萃取,无明显现象。
(5)针对上述现象,小组同学提出不同观点并对之进行研究。
①观点1:
由产生黄色沉淀不能判断反应a的平衡正向移动,说明理由:
。
经证实观点1合理。
②观点2:
Fe3+可能由Ag+氧化产生。
实验ⅳ:
向FeSO4溶液滴加AgNO3溶液,(填现象、操作),观点2合理。
(6)观点1、2虽然合理,但加入AgNO3溶液能否使反应a的平衡移动,还需要进
一步确认。
设计实验:
取ⅱ的黄色溶液,(填操作、现象)。
由此得出结论:
不能充分说明(4)中产生Fe3+的原因是由反应a的平衡移动造成的。
(1)
(2)>
(3)正向
(4)加入浓硝酸,黑色固体消失,生成红棕色气体。
再向溶液中加入NaCl溶液,出现白
色沉淀
(5)①碘水与AgNO3溶液反应产生黄色沉淀
②生成黑色固体,向上层清液中加入KSCN溶液,变红
(6)加入少量
溶液,产生黄色沉淀后,立即向上层清液中加入过量KSCN溶液,不变红
7、某兴趣小组利用电解装置,探究“铁作阳极”时发生反应的多样性,实验过程如下。
I.KCl作电解质
(1)一定电压下,按图-1装置电解,现象如下:
石墨电极上迅速产生无色气体,铁电极上无气体生成,铁逐渐溶解。
5min后U型管下部出现灰绿色固体,之后铁电极附近也出现灰绿色固体,10min后断开K。
按图-2进行实验。
①石墨电极上的电极反应式是。
②确认灰绿色固体中含有Fe2+的实验现象是。
③灼烧晶体X,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。
结合平衡移动原理,解释“试管i中析出白色晶体”的原因是。
(2)其他条件不变时,用图-3装置重复实验,10min后铁电极附近溶液依然澄清,断开K。
按图-4进行实验
①盐桥的作用是。
②与实验I中vi、vii与ii~v中的现象比较,可以得出的结论是(答两点):
II.KOH作电解质
(3)用图-1装置电解浓KOH溶液,观察到铁电极上立即有气体生成,附近溶液逐渐变为淡紫色(
),没有沉淀产生。
①铁电极上OH-能够放电的原因是。
1阳极生成
的总电极反应式是。
③某同学推测生成
的必要条件是浓碱环境,将图-5中的实验方案补充完整,证实推测成立。
答案
(1)①2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑)
②试管iii中生成蓝色沉淀,试管v中没有蓝色沉淀
③试管i中存在溶解平衡:
KCl(s)
K+(aq)+Cl-(aq),滴加12mol/L的盐酸,增大c(Cl-),平衡逆向移动,析出KCl晶体
(2)①阻碍OH-向阳极迁移,避免灰绿色固体生成
②本实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+,Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+
(3)①c(OH-)增大,反应速率加快(更容易放电)
②Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
③水生成红褐色沉淀和无色气体
8某小组研究NaClO溶液与KI溶液的反应,实验记录如下:
实验编号
实验操作
Ⅰ
ⅰ.溶液变为浅黄色
ⅱ.溶液变蓝
Ⅱ
ⅰ.溶液保持无色
ⅱ.溶液不变蓝,溶液的pH=10
【资料】:
碘的化合物主要以I−和IO3−的形式存在。
酸性条件下IO3−不能氧化Cl−,可以氧化I−。
ClO−在pH<
4并加热的条件下极不稳定。
(1)0.5mol·
L−1NaClO溶液的pH=11,用离子方程式表示其原因:
(2)实验Ⅰ中溶液变为浅黄色的离子方程式是。
(3)对比实验Ⅰ和Ⅱ,研究实验Ⅱ反应后“溶液不变蓝”的原因。
①提出假设a:
I2在碱性溶液中不能存在。
设计实验Ⅲ证实了假设a成立,实验Ⅲ的操作及现象是。
②进一步提出假设b:
NaClO可将I2氧化为IO3−。
进行实验证实了假设b成立,装置如下图,其中甲溶液是,实验现象是。
(4)检验实验Ⅱ所得溶液中的IO3−:
取实验Ⅱ所得溶液,滴加稀硫酸至过量,整个过程均未出现蓝色,一段时间后有黄绿色刺激性气味的气体产生,测得溶液的pH=2。
再加入KI溶液,溶液变蓝,说明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3−。
①产生的黄绿色气体是。
②有同学认为此实验不能说明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3−,理由是
欲证明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3−,改进的实验方案是。
③实验Ⅱ中反应的离子方程式是。
答案
(1)ClO−+H2O
OH−+HClO
(2)ClO−+2I−+H2O==I2+Cl−+2OH−
(3)①向pH=10的NaOH溶液中加入少量滴有淀粉溶液的碘水,振荡,蓝色褪去
②碘水右侧碘水棕黄色变浅,电流表的指针偏转
(4)①Cl2
②溶液中的Cl2或HClO也可将I−氧化为I2,使溶液变蓝
加热pH=2的溶液至无色,使黄绿色气体(或Cl2)充分逸出,使HClO完全分解,冷却后再加入KI溶液
③3ClO−+I−==3Cl−+IO3−
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