2020高考化学高考题型对点练十一实验综合含解析

2020高考化学高考题型对点练十一实验综合含解析

题型十一　实验综合 ‎1．(2019年全国百强校高三联考一模)某学习小组为了探究Fe(NO3)3的热稳定性和氧化性，设计如下实验：‎ 实验(一): 热稳定性 利用如图装置进行实验，加热A中Fe(NO3)3固体，A 和B中都有红棕色气体产生，A 试管中生成了红色粉末。‎ ‎(1)B装置的作用____________；要检验A中红色固体是否为Fe2O3，应该选用的试剂是______________________(填化学式)。‎ ‎(2)加热A中试管一段时间后，C 中导管口有气泡产生，而集气瓶中无气泡产生原因是______________(不考虑气体受膨胀的影响)。‎ ‎(3)写出硝酸铁受热分解的化学方程式__________________。‎ 实验(二)：氧化性 Fe3＋和Ag＋的氧化性相对强弱一直是实验探究的热点。该小组设计如下实验：‎ 试验 编号 实验操作 现象 a 向10 mL 3 mol·L－1 KNO3酸性溶液(pH＝1)中插入一根洁净的银丝，并滴加氯化钠溶液 无沉淀生成 b 向10 mL 3 mol·L－1 AgNO3溶液中滴加2 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液，振荡；再滴加酸性高锰酸钾溶液 紫红色溶液不褪色 c 向10 mL 3 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液(pH＝1)中插入一根洁净的银丝，并滴加氯化钠溶液 产生白色沉淀 ‎(4)设计实验a的目的是_____________________；实验c的结论是_____________________________。‎ ‎(5)实验b涉及反应的离子方程式为________________________。‎ ‎(6)实验结论是Fe3＋、Ag＋氧化性的相对强弱与离子的_____________________有关。‎ 解析：(1)B装置中两个导管刚刚露出胶塞，所以B装置起到防止倒吸的作用；要检验A中红色固体是否为Fe2O3，需要将残留固体溶于水，过滤，取滤渣溶解于HCl或者稀H2SO4，因为Fe2O3与H＋反应生成Fe3＋，再用KSCN试剂检验Fe3＋的存在，若溶液变成血红色，红色固体是Fe2O3，所以需要的试剂是盐酸或者稀硫酸与KSCN溶液。‎ - 6 -‎ ‎(2)加热A中Fe(NO3)3固体，A 和B中都有红棕色气体产生，A 试管中生成了红色粉末，发生反应的方程式：‎ ‎4Fe(NO3)32Fe2O3＋12NO2↑＋3O2 ↑，4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O，NO2与O2的混合气体恰好被NaOH溶液吸收，所以C 中导管口有气泡产生，产生的气泡被NaOH吸收，集气瓶中自然就无气泡产生了。‎ ‎(3)根据(2)的解析可知：硝酸铁受热分解的化学方程式4Fe(NO3)32Fe2O3＋12NO2↑＋3O2 ↑。‎ ‎(4)利用a实验验证NO3－离子在酸性条件下能否将Ag氧化为Ag＋，根据实验现象，说明在pH＝1的情况下，NO3－离子不能够将Ag氧化，排除了NO3－离子对后续实验的干扰作用。‎ ‎(5)向10 mL 3 mol·L－1 AgNO3溶液中滴加2 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液，振荡；再滴加酸性高锰酸钾溶液，紫红色溶液不褪色，说明溶液中已经没有Fe2＋，Fe2＋已经被溶液中的Ag＋离子氧化了，即：Fe2＋＋Ag＋===Fe3＋＋Ag，所以b涉及反应的离子方程式是：Fe2＋＋Ag＋===Fe3＋＋Ag。‎ ‎(6)对照实验b中Ag＋浓度大，可以将Fe2＋氧化，c中Fe3＋离子浓度大，可以将Ag氧化，因此，Fe3＋、Ag＋氧化性的相对强弱与溶液中两种离子的浓度有关。‎ 答案：(1)防倒吸　HCl、KSCN(答案合理即可)‎ ‎(2)NO2、O2恰好与氢氧化钠溶液完全反应 ‎(3)4Fe(NO3)32Fe2O3＋12NO2↑＋3O2 ↑‎ ‎(4)排除NO3－的干扰　Fe3＋能氧化Ag ‎(5)Ag＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ag　(6)浓度 ‎2．(2019年广东省“六校联盟”高三二模)磷化铝(AlP)通常可作为一种广谱性熏蒸杀虫剂，吸水后会立即产生高毒性PH3气体(沸点－89.7℃，还原性强)。某化学兴趣小组的同学用下述方法测定粮食中残留磷化物的含量。‎ 在C中加入l00g原粮，E中加入20.00 mL 1.50×10－3 mol·L－1 KMnO4溶液(H2SO4酸化)，往C中加入足量水，充分反应后，用亚硫酸钠标准溶液滴定E中过量的KMnO4溶液。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)仪器D的名称是________________________。‎ ‎(2)AlP与水反应的化学方程式为__________________________。‎ ‎(3)装置A中盛装KMnO4溶液的作用是除去空气中的还原性气体，装置B中盛有焦性没食子酸的碱性溶液，其作用是__________________。‎ ‎(4)通入空气的作用是___________________。‎ - 6 -‎ ‎(5)装置E中PH3被氧化成磷酸，则装置E中发生反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为_____________。‎ ‎(6)收集装置E中的吸收液，加水稀释至250 mL，取25.00 mL于锥形瓶中，用4.0×10－4 mol·L－1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗Na2SO3标准溶液15.00 mL，Na2SO3与KMnO4溶液反应的离子方程式为：______________________________，则该原粮中磷化物(以PH3计)的含量为______________mg·kg－1(写计算表达式和计算结果)。‎ 解析：(1)该装置为直形冷凝管或冷凝管。‎ ‎(2)根据题目描述，AlP吸水产生高毒性的PH3↑，所以反应的化学方程式为AlP＋3H2O===PH3↑＋Al(OH)3。‎ ‎(3)因为PH3具有很强的还原性，所以要除去空气中的氧气，故装置B中盛有的焦性没食子酸的碱性溶液的作用就是吸收空气中的O2，防止PH3被氧化。‎ ‎(4)通入空气的作用是将装置内生成的PH3气体全部排出，进入装置E中，减小实验误差；(5)在装置E中，PH3作还原剂，被氧化成磷酸，P元素的化合价升高8，MnO4－作氧化剂，被还原为Mn2＋，Mn元素的化合价降低5，根据电子转移守恒可得，反应的化学方程式为：5PH3＋8KMnO4＋12H2SO4===5H3PO4＋4K2SO4＋8MnSO4＋12H2O，其中氧化剂和还原剂物质的量之比为8∶5。‎ ‎(6) Na2SO3与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为5SO32－＋2MnO4－＋6H＋===5SO42－＋2Mn2＋＋3H2O，已知KMnO4的总物质的量为n(KMnO4)＝20×10－3L×1.50×10－3 mol·L－1＝3×10－5 mol，则与Na2SO3反应的KMnO4的物质的量为n(KMnO4)＝×n(Na2SO3)＝×(15×10－3L×4.0×10－4 mol·L－1)×＝2.4×10－5 mol，所以与PH3反应的n(KMnO4)＝3×10－5 mol－2.4×10－5 mol＝0.6×10－5 mol，又PH3与KMnO4酸性溶液反应的化学方程式为5PH3＋8KMnO4＋12H2SO4===5H3PO4＋4K2SO4＋8MnSO4＋12H2O，所以原粮中磷化物(以PH3计)的含量为×0.6×10－5 mol×34 g/mol×103 mg/g－1)/(100×10－3 kg)＝1.275 mg/kg。‎ 答案：(1)直形冷凝管(或冷凝管)‎ ‎(2)AlP＋3H2O===PH3↑＋Al(OH)3‎ ‎(3)吸收空气中的O2‎ ‎(4)保证生成的PH3全部被酸性KMnO4溶液吸收 ‎(5)8∶5‎ ‎(6)5SO32－＋2MnO4－＋6H＋===5SO42－＋2Mn2＋＋3H2O　‎ ‎＝1.275‎ ‎3．(2019年吉林高三调研)沉淀转化广泛应用于工业生产和科学实验。为了探究AgCl、Ag2S(黑色)的溶解性及转化等相关性质，做以下实验：‎ 步骤 现象 Ⅰ.将NaCl溶液滴入AgNO3溶液中至恰好完全反应。‎ 产生白色沉淀。‎ - 6 -‎ Ⅱ.过滤出Ⅰ中的白色沉淀置于试管中，在试管中加入过量Na2S溶液并充分振荡。‎ 白色沉淀变为黑色。‎ Ⅲ.过滤出Ⅱ中的黑色沉淀置于试管中，在试管中加入过量的NaCl溶液并充分振荡后静置。‎ 较长时间后沉淀由黑色最后完全变为乳白色。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)Ⅰ中的白色沉淀是__________。‎ ‎(2)写出Ⅱ中沉淀变黑的离子方程式______________________ ，沉淀转化的主要原因是______________。‎ ‎(3)滤出步骤Ⅲ中的乳白色沉淀，加入过量的浓HNO3使之充分反应，有红棕色气体生成，尚有部分沉淀未溶解，过滤得到滤液X和白色沉淀Y。‎ ⅰ.向X中滴加Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀；‎ ⅱ.将Y与足量的KI溶液充分混合，白色沉淀最终转化为黄色沉淀。‎ ‎① 由ⅰ判断，滤液X中被检出的离子是_________。‎ ‎② 由ⅰ、ⅱ可确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀含有__________和__________。‎ ‎(4)为了证明实验步骤Ⅲ中的黑色沉淀只有在NaCl存在下，才能和氧气反应转化为乳白色沉淀，设计了如下对照实验并将实验结果记录在右侧的表格中。‎ 装置 实验结果 B 一段时间后，出现乳白色沉淀 C 一段时间后，无明显变化 ‎①A中，盛有MnO2的玻璃仪器名称是_____________。‎ ‎②C中盛放的是物质W的悬浊液，W是________(填化学式)。‎ ‎③请完成B中发生反应的反应式并配平：_________‎ Ag2S＋______＋_______＋___H2O===___AgCl＋_______＋___NaOH 解析：将NaCl与AgNO3溶液混合，产生白色沉淀为氯化银沉淀，向所得固液混合物中加Na2S溶液，沉淀变为黑色，滤出黑色沉淀，加入NaCl溶液，较长时间后，沉淀变为乳白色，O2 将Ag2S 氧化生成S时有Ag＋游离出来，NaCl中大量的Cl－与游离的Ag＋结合成AgCl沉淀，由于c(Ag＋)减小，有利于③中反应平衡右移，B中最终出现乳白色沉淀。‎ - 6 -‎ ‎(1)将NaCl与AgNO3溶液混合发生复分解反应生成氯化银白色沉淀，Ⅰ中的白色沉淀是AgCl。‎ ‎(2)向所得固液混合物中加Na2S溶液，会生成黑色沉淀，是因为硫化银溶解度小于氯化银，出现了沉淀转化，Ⅱ中能说明沉淀变黑的离子方程式是：2AgCl(s)＋S2－===Ag2S(s)＋2Cl－。‎ ‎(3)滤出步骤Ⅲ中乳白色沉淀，推测含有AgCl.用浓HNO3溶解，产生红棕色气体，是浓硝酸被还原生成的二氧化氮，部分沉淀未溶解为氯化银，则被氧化的只能为S元素，故乳白色沉淀为AgCl和S的混合物；其中S被稀硝酸氧化成硫酸根离子，则在步骤Ⅴ中向X中滴加Ba(NO3)2溶液会生成BaSO4沉淀，再结合步骤Ⅲ中黑色沉淀消失可知硫化银与空气中氧气反应生成硫单质，同时生成氯化银沉淀，过滤得到滤液X和白色沉淀Y，为S和AgCl。‎ ‎①向X中滴加Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀为硫酸钡，由ⅰ判断，滤液X中被检出的离子是SO42－。‎ ‎②由ⅰ、ⅱ可确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀含有AgCl和另一种沉淀为S。‎ ‎(4)①A中，盛有MnO2的玻璃仪器是平底烧瓶。‎ ‎②进一步确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因，装置C中的试剂为NaCl溶液和Ag2S悬浊液的混合物，则装置C中应该不含氯化钠溶液，即为Ag2S悬浊液，通过对比反应现象判断生成乳白色沉淀产生的原因。‎ ‎③装置B中生成的白色沉淀为氯化银和S单质，反应物应该还有氧气，产物中钠离子只能以NaOH形式存在，则未知的反应物为NaOH，再根据H元素守恒可知另一种未知反应物为水，然后根据化合价升降相等配平可得反应方程式：2Ag2S＋4NaCl＋O2＋2H2O===4AgCl＋2S＋4NaOH。‎ 答案：(1)AgCl　(2)2AgCl＋S2－===Ag2S＋2Cl－　Ag2S的溶解度小于AgCl或Ag2S更难溶 ‎(3)①SO42－　②AgCl　S　(4)①平底烧瓶　②Ag2S ‎③2Ag2S＋4NaCl＋O2＋2H2O===4AgCl＋2S＋4_NaOH ‎4．(2019年全国省级联考一模)Na2S2O3·5H2O常用作冲洗照相底片的定影剂，实验室以Na2S、Na2CO3、SO2为原料，利用下图装置可制取少量Na2S2O3·5H2O，其实验原理为Na2CO3＋SO2===Na2S2O3＋CO2；2Na2S＋3SO2===2Na2SO3＋3S；Na2SO3＋S＝Na2S2O3。回答下列问题：‎ ‎(1)打开K1，关闭K2，将锥形瓶中的溶液加热至35℃，打开滴液漏斗活塞慢慢滴加浓硫酸，锥形瓶中的现象是： ①导管口有气泡冒出；②__________________。‎ ‎(2)通过注射器取样，监控锥形瓶中溶液pH＝7～8，锥形瓶中酸性不能过强的原因是___________________。当锥形瓶中溶液的pH接近7时，应进行的操作是________。‎ ‎(3)反应结束后将锥形瓶中混合液经如下处理可Na2S2O3·5H2O粗晶体：‎ - 6 -‎ ‎①趁热过滤的目的是______________________。‎ ‎②粗晶体中含有Na2CO3、Na2SO3、Na2SO4等杂质，利用下列提供的试剂，检验粗产品中含有Na2CO3。‎ 可选试剂： a．品红溶液　b．酸性高锰酸钾溶液 c．澄清石灰水　d．NaOH溶液　e．稀硫酸 实验方案：取适量所得粗晶体配成溶液，滴加足量的稀硫酸，将产生的气体依次通过酸性高锰酸钾溶液、_________(填试剂序号)、澄清石灰水，若________(填现象)，则证明产品中含有Na2CO3。‎ ‎(4)粗晶体中Na2S2O3·5H2O质量分数的测定：称取2.500 g粗晶体溶于水，配成100 mL溶液，取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.400 0 mol/L的酸性高锰酸钾标准溶液滴定，消耗标准溶液的体积为10.00 mL，Na2S2O3·5H2O的质量分数为__________ (忽略杂质对滴定的影响；S2O32－被酸性高锰酸钾溶液氧化为SO42－)。‎ 解析：(1)打开K1，关闭K2，将锥形瓶中的溶液加热至35℃，打开滴液漏斗活塞慢慢滴加浓硫酸，亚硫酸钠与浓硫酸反应生成二氧化硫气体，二氧化硫与硫化钠反应生成硫单质，2Na2S＋3SO2===2Na2SO3＋3S；随后有发生Na2SO3＋S===Na2S2O3，溶液变澄清。‎ ‎(2)通过注射器取样，监控锥形瓶中溶液pH＝7～8，因为Na2S2O3在酸性较强的环境中会发生反应，会降低Na2S2O3·5H2O产率，因此锥形瓶中酸性不能过强；当锥形瓶中溶液的pH接近7时，需要关闭滴液漏斗活塞，使反应停止，同时关闭K1，打开K2，用碱液吸收多余的二氧化硫。‎ ‎(3)①趁热过滤可以防止Na2S2O3因温度降低析出，而造成损失。‎ ‎②检验粗产品中含有Na2CO3：取适量所得粗晶体配成溶液，滴加足量的稀硫酸，将产生的气体依次通过酸性高锰酸钾溶液、除去二氧化硫，然后用品红溶液检验二氧化硫是否除净，再用澄清石灰水检验生成的二氧化碳，若酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊，则证明产品中含有Na2CO3。‎ ‎(4) 酸性高锰酸钾标准溶液滴定Na2S2O3·5H2O的反应方程式为5S2O32－＋8MnO4－＋14H＋===10SO42－＋8 Mn2＋＋7H2O，反应消耗的高锰酸钾的物质的量为0.400 0 mol/L×0.010 0 L＝0.004 mol，则n(S2O32－)＝×0.004 mol＝0.002 5 mol，因此Na2S2O3·5H2O的质量分数＝×100%＝99.2%。‎ 答案：(1)②溶液中出现黄色浑浊(或淡黄色)，后又逐渐变澄清　(2)Na2S2O3在酸性较强的环境中会发生反应，降低Na2S2O3·5H2O产率　关闭滴液漏斗活塞，关闭K1，打开K2　(3)①防止Na2S2O3因温度降低析出，而造成损失　②a　酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊　(4)99.2%‎ - 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