2021高考化学全国通用一轮习题：第十章 微考点76 物质性质探究型实验题的特点与方法 Word版含解析

2021高考化学全国通用一轮习题：第十章 微考点76 物质性质探究型实验题的特点与方法 Word版含解析

‎1．某化学学习小组采用如图所示装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O)。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，伸入三颈烧瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈烧瓶中气体的颜色为______________，产生该气体的化学方程式是______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，炽热的木炭与浓硝酸反应后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为____________________________________(填化学式)。‎ ‎(3)装置B的作用是__________________________________________________________。‎ ‎(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。下列对该气体的检验方法不合适的是____________(填字母)。‎ A．向装置D中通入O2，观察集气瓶内气体的颜色变化 B．将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察蓝色石蕊试纸是否变红 C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃 ‎2．某同学设计如图装置，用过量浓硫酸与铜反应制取SO2，并探究SO2与Na2O2反应的产物。‎ Ⅰ.制取SO2‎ ‎(1)写出烧瓶中生成SO2的化学方程式：_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)写出实验现象：‎ ‎①细铜丝表面：_________________________________________________________________。‎ ‎②实验过程中，烧瓶内液体始终保持澄清，并_______________________________________。‎ ‎(3)欲使反应停止，应进行的操作是_________________________________________________；烧瓶中液体冷却后，可观察到的现象是_____________________________________________。‎ Ⅱ.探究SO2与Na2O2反应后的固体产物 ‎(4)实验方案如下：取洗涤玻璃棉所得溶液，_________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________________________。‎ ‎(5)把Na2O2粉末散附在玻璃棉上的目的是___________________________________________。若Na2O2未完全反应，对实验结果的影响是(用必要的文字和化学方程式表示)________________________________________________________________________。‎ Ⅲ.装置改进 ‎(6)老师指出该实验装置需做如下改进(只答出一种即可)：_____________________________。‎ ‎3．(2018·全国卷Ⅱ，28)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：‎ ‎(1)晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。‎ ‎①通入氮气的目的是_____________________________________________________________。‎ ‎②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有________、________。‎ ‎③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_______________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________________。‎ ‎④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。‎ ‎①称量m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_______________________________________________________________。‎ ‎②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为____________________。‎ ‎4．(2018·北京，28)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。‎ 资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。‎ ‎(1)制备K2FeO4(夹持装置略)‎ ‎①A为氯气发生装置。A中反应方程式是__________________________________________(锰被还原为Mn2＋)。‎ ‎②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。‎ ‎③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有 ‎3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外还有_________________________。‎ ‎(2)探究K2FeO4的性质 ‎①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：‎ 方案Ⅰ 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生 ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有________离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由_____________________________________________________________产生(用方程式表示)。‎ ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是________________________。‎ ‎②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2________FeO(填“>”或“<”)，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO的氧化性强弱关系相反，原因是______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO>MnO，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性FeO>MnO。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。‎ 理由或方案：______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎5．(2017·全国卷Ⅲ，26)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：‎ ‎(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：____________________________、__________________________。‎ ‎(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。‎ ‎①仪器B的名称是________。‎ ‎②将下列实验操作步骤正确排序________(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。‎ a．点燃酒精灯，加热 b．熄灭酒精灯 c．关闭K1和K2 d．打开K1和K2，缓缓通入N2‎ e．称量A f．冷却到室温 ‎③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x＝________(列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使x________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。‎ ‎(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。‎ ‎①C、D中的溶液依次为________(填标号)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为________________________________________________________________________。‎ a．品红 b．NaOH ‎ c．BaCl2 d．Ba(NO3)2‎ e．浓H2SO4‎ ‎②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎6．(2020·榆林模拟)氰化物有剧毒，冶金工业会产生大量含氰化物的废水，其中氰化物以CN－等形式存在于废水中。某化学小组同学对含氰化物废水处理进行研究。‎ Ⅰ.查阅资料：含氰化物的废水破坏性处理方法。‎ 利用强氧化剂将氰化物氧化为无毒物质，如以TiO2为催化剂用NaClO将CN－氧化成CNO－(CN－和CNO－中N元素均为－3价)，CNO－在酸性条件下继续与NaClO 反应生成N2、CO2、Cl2等。‎ Ⅱ.实验验证：破坏性处理CN－的效果。‎ 化学兴趣小组的同学在密闭系统中用如图装置进行实验，以测定CN－被处理的百分率，实验步骤如下：‎ 步骤1：取一定量废水进行加热蒸发、浓缩。‎ 步骤2：取浓缩后含CN－的废水与过量NaClO溶液的混合液共200 mL(设其中CN－的浓度为 0.2 mol·L－1)倒入甲中，塞上橡皮塞。‎ 步骤3：点燃酒精灯对丁装置加热。‎ 步骤4：打开甲上的橡皮塞和活塞，使甲中溶液全部放入乙中，关闭活塞。‎ 步骤5：打开活塞K，通一段时间N2，关闭活塞K。‎ 步骤6：实验完成后测定干燥管Ⅰ(含碱石灰)的质量m2[实验前干燥管Ⅰ(含碱石灰)的质量m1]。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在破坏性处理方法中，在酸性条件下NaClO和CNO－反应的离子方程式为2CNO－＋6ClO－＋8H＋===2CO2↑＋N2↑＋3Cl2↑＋4H2O，请标出反应中电子转移的方向和数目：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)对丁装置加热放在步骤3进行的原因是____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)丙装置中的试剂是________________。‎ ‎(4)干燥管Ⅱ的作用是______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)请简要说明实验中通入N2的目的是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)若干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408 g，则该实验中测得CN－被处理的百分率为________________。‎ ‎7．(2019·乐山调研)莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O](浅绿色)常用作化学试剂、‎ 医药以及用于冶金、电镀等。某课题组通过实验来探究莫尔盐晶体加热时的分解产物，回答下列问题：‎ ‎(1)甲同学提出猜想：分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四种物质。你是否同意并说明理由________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙同学设计了如图装置：‎ ‎①其中A装置中的固体变为红棕色，则固体产物中含有____________________；C装置中红色褪去，说明气体产物中含有________________。‎ ‎②为验证A中残留物是否含有FeO，需要选的试剂有________(填字母)。‎ A．KSCN溶液 B．浓盐酸 C．KMnO4溶液 D．稀硫酸 ‎(3)丙同学想利用乙同学的装置证明分解产物中含有氨气，只需更换B、C中的试剂即可，则更换后的试剂B为________________，C为________________。‎ ‎(4)丁同学认为莫尔盐晶体分解的气体产物中含有SO3(g)、SO2(g)及N2。为了进行验证，丁同学选用乙同学的A装置和如图装置组装后进行实验。‎ ‎①丁同学的实验中，装置依次连接的合理顺序为A__________________。‎ ‎②装置F中，足量盐酸的作用是____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎8．(2019·漳州模拟)过氧化钙是一种温和的氧化剂，常温下为白色的固体，无臭无味，能潮解，难溶于水，可与水缓慢反应；不溶于醇类、乙醚等，易与酸反应，常用作杀菌剂、防腐剂等。某实验小组拟选用如图装置(部分固定装置略)制备过氧化钙。‎ ‎(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________________(填仪器接口的字母标号，装置可重复使用)。‎ ‎(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：①检验装置的气密性后，装入药品；②打开分液漏斗活塞通入一段时间气体，加热药品；③反应结束后，____________________________________________________________(填操作)；④拆除装置，取出产物。‎ ‎(3)一小组同学利用CaCl2在碱性条件下与H2O2反应制得CaO2。制备CaO2的实验方案和装置示意图如下：‎ ‎①三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②支管B的作用是________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③步骤③中洗涤CaO2·8H2O的液体X的最佳选择是________(填字母)。‎ A．无水乙醇 B．浓盐酸 C．水 D．CaCl2溶液 ‎④该反应常用冰水浴控制温度在0 ℃左右，其可能的原因分析：该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2·8H2O产率；____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)测定产品中CaO2含量的实验步骤如下：‎ 步骤一：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，‎ 再滴入少量2 mol·L－1的硫酸，充分反应。‎ 步骤二：向上述锥形瓶中加入几滴________(作指示剂)。‎ 步骤三：逐滴加入浓度为c mol·L－1的Na2S2O3溶液至反应完全，滴定至终点，记录数据，再重复上述操作2次，得出三次平均消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。CaO2的质量分数为________(用字母表示)。(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)‎ ‎‎ 答案精析 ‎1．(1)红棕色　C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O ‎(2)BaCO3‎ ‎(3)安全瓶，防倒吸 ‎(4)B ‎2．(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ‎(2)①细铜丝表面有气泡产生，细铜丝溶解　②逐渐变为蓝色 ‎(3)先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触，再撤去酒精灯　有白色固体生成，溶液变为无色 ‎(4)滴加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，再滴加足量稀盐酸，若白色沉淀不溶解，则产物只有Na2SO4；若白色沉淀全部溶解，并产生刺激性气味气体，则产物只有Na2SO3；若白色沉淀部分溶解，并产生刺激性气味气体，则产物中有Na2SO3和Na2SO4‎ ‎(5)使Na2O2与SO2充分接触　不能确定是否产生Na2SO4，Na2SO3＋Na2O2＋H2O===Na2SO4＋2NaOH ‎(6)在烧杯和硬质玻璃管之间加安全瓶(或烧杯中导管接倒置的漏斗，且漏斗口刚好接触溶液)‎ ‎3．(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4‎ ‎(2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置　②CO2　CO　③先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气　④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3‎ ‎(3)①溶液变成粉红色且半分钟内不变色　②×100%‎ 解析　(1)Fe2＋的检验方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀。‎ ‎(2)①空气中含有O2，为防止Fe2＋被O2氧化，应先通入N2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。‎ ‎②B中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生CO2；F中澄清石灰水变浑浊，E中固体变为红色，说明E中发生反应：CuO＋COCu＋CO2，所以分解产物中一定含有CO。‎ ‎③实验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。‎ ‎④检验Fe2O3的方法是取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3。‎ ‎(3)①滴定终点的现象是有粉红色出现且半分钟内不变色。‎ ‎②加入锌粉后将Fe3＋还原为Fe2＋，再用KMnO4溶液滴定，将Fe2＋氧化为Fe3＋，MnO转化为Mn2＋：‎ Fe2＋→Fe3＋～e－‎ MnO→Mn2＋～5e－‎ 可得关系式：5Fe2＋～MnO 已知n(MnO)＝cV×10－3 mol 则n(Fe2＋)＝5cV×10－3 mol 则m(Fe2＋)＝5cV×10－3×56 g 该晶体中铁的质量分数w(Fe)＝×100%＝×100%。‎ ‎4．(1)①2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O ‎②‎ ‎③Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O ‎(2)①ⅰ.Fe3＋　4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O　ⅱ.排除ClO－的干扰 ‎②>　溶液酸碱性不同 ‎③理由：FeO在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色一定是MnO的颜色 方案：向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色 ‎5．(1)样品中没有Fe3＋　Fe2＋易被氧气氧化为Fe3＋‎ ‎(2)①干燥管　②d、a、b、f、c、e　③　偏小 ‎(3)①c、a　生成白色沉淀、褪色 ‎②2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑‎ 解析　(1)绿矾溶解于水电离出Fe2＋，滴加KSCN溶液后颜色无明显变化，说明样品中没有Fe3＋，通入空气之后，空气中的氧气把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与KSCN反应而使溶液显红色，说明Fe2＋易被氧气氧化为Fe3＋。‎ ‎(2)①仪器B的名称是干燥管；②实验时先打开K1和K2，缓慢通入N2，排除装置中的空气，防止空气中的氧气将绿矾中的Fe2＋氧化为Fe3＋，一段时间后点燃酒精灯，使绿矾中的结晶水变为水蒸气并被N2排出，然后熄灭酒精灯，将石英玻璃管冷却至室温后关闭K1和K2，防止空气进入石英玻璃管中，最后称量A；‎ ‎③由题意可知FeSO4的物质的量为 mol，水的物质的量为 mol，则绿矾中结晶水的数目x＝＝＝；若先点燃酒精灯再通N2，则石英玻璃管中原有的空气会将绿矾中的Fe2＋氧化，最终剩余的固体质量会偏大，则计算得到的结晶水的数目会偏小。‎ ‎(3)①实验后反应管中残留的红色粉末为Fe2O3，根据得失电子守恒可知必然有SO2产生，根据元素守恒可知还会生成SO3，检验的试剂应选择品红溶液、BaCl2溶液，不能选择Ba(NO3)2溶液，因为SO2会与Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀，干扰SO3 的检验，由于SO3可与水反应生成硫酸，故应先检验SO3，再利用SO2能使品红褪色的原理检验SO2；②由题意可以得到硫酸亚铁分解的方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。‎ ‎6．(1)‎ ‎(2)将产生的氯气及时除去 ‎(3)浓硫酸 ‎(4)防止空气中的水和CO2进入干燥管Ⅰ中影响对CO2的测量 ‎(5)使装置中的CO2全部排到干燥管Ⅰ中被吸收，减少误差 ‎(6)80%‎ 解析　(6)干燥管 Ⅰ 中碱石灰增重1.408 g为CO2的质量，物质的量为＝0.032 mol，根据碳原子守恒可知被处理的CN－的物质的量为n(CN－)＝n(CO2)＝0.032 mol，原溶液中CN－的物质的量为0.2 L×0.2 mol·L－1＝0.04 mol，所以该实验中测得CN－被处理的百分率为×100%＝80%。‎ ‎7．(1)不同意；这四种产物的生成只有化合价的升高没有化合价降低 ‎(2)①Fe2O3　SO2　②CD ‎(3)碱石灰　红色石蕊溶液 ‎(4)①HFDEG　②增加溶液的酸度，减少SO2的溶解 ‎8．(1)dfebcf(或dfecbf)‎ ‎(2)熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入氧气，并关闭分液漏斗的活塞 ‎(3)①CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O＋6H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl　②平衡气压，便于恒压滴液漏斗中的液体能够顺利滴下　③A　④温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率 ‎(4)淀粉溶液　%‎ 解析　(4)过氧化钙氧化碘化钾生成碘单质，碘遇淀粉变蓝，故指示剂选淀粉溶液；根据电子转移守恒关系可知：‎ CaO2～I2～2S2O ‎72 g　　 2 mol aw g c×V×10－3mol 因此w＝×100%＝%。‎