高考实验探究题专题复习

高考实验探究题专题复习

高考实验探究题专题复习 ‎1.（广州六中三模）（16分）某研究小组为了探究“铁与水蒸气”的反应的产物，进行了下列实验：用如图所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”（石棉绒高温下不与水和铁反应）。‎ B C A ‎（1）如何检查该装置的气密性： ‎ ‎（2）写出铁与水蒸气反应的化学方程式 ‎ ‎（3）验证固体产物中铁元素的价态 ‎ 限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；1mol/L CuSO4、3mol/L H2SO4、3mol/L HNO3、30%H2O2、0.01mol/L KMnO4、20%KSCN、蒸馏水。‎ 在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。‎ 实验步骤 预期现象与结论 步骤1‎ 取反应后干燥的固体ag于试管中，加入足量的1mol/L CuSO4溶液，充分振荡，经固液分离、洗涤后，再向固体中滴加足量的 ，振荡溶解，过滤后将滤液配成250mL溶液，待用。‎ 步骤2‎ 取少量步骤1中滤液于试管中， ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 步骤3‎ 取少量步骤1中滤液于试管中， ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 步骤1中加入足量1mol/L CuSO4溶液的作用是 。‎ 步骤1中 ‎250mL滤液 ‎25mL溶液 适量Zn粉 KMnO4溶液 取出 ‎25mL溶液 ‎①‎ ‎（4）固体产物中铁元素的质量分数的测定可采用下图的流程：‎ ‎②‎ ‎ ‎ 其中步骤①是向溶液中加入锌粉至黄色刚好消失；步骤②用0.010 mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液平均为v mL。（已知5Fe2＋＋MnO4－  ＋8H＋==5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O） ‎ 其中加入锌粉的目的是 。‎ 实验测得ag样品中固体产物铁元素的质量分数为 (只列计算表达式)。‎ ‎2.（2012肇庆二模）（16分）Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一，它是棕黄色强刺激性气体，沸点3.8℃熔点-116℃。实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取少量Cl2O，装置如下（图Ⅰ）：‎ ‎（图Ⅰ） （图Ⅱ）‎ a Na2CO3‎ Cl2O NaOH 溶液 A B C D E ‎ ‎ ‎ ‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）把浓盐酸直接滴在KMnO4晶体上就可以产生Cl2。请模仿“图Ⅱ”在“图Ⅰ”A处补画出正确的装置图，并作必要的标注。‎ ‎（2）B中试剂a应选用 （填下列序号字母）：‎ a.CCl4 b.饱和NaCl溶液 c.浓H2SO4 d.饱和NaHCO3溶液 ‎（3）通入适量的氯气，在C中生成黄绿色的物质Cl2O，该物质常温为气体，方程式为：‎ ‎ Cl2+ Na2CO3+ == NaHCO3+ NaCl+ Cl2O ‎（4）对C中反应后的固体成分进行检验，请写出实验步骤以及预期的现象和结论。‎ 限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3‎ 4‎ ‎（理科化学 第7页，共8页） （理科化学 第8页，共8页）‎ 溶液、澄清石灰水、试管、小烧杯、带导管的橡皮塞、过滤装置。‎ 实验步骤 现象和结论 步骤一：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至完全溶解，然后将溶液分别置于a、b试管中。‎ 步骤二：向a试管中滴加BaCl2溶液，静置。‎ 无明显现象，证明固体中不含Na2CO3‎ 步骤三： ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 步骤四： ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 则证明固体中含有NaCl。‎ ‎3.（2011年广东）（17分）某同学进行试验探究时，欲配制1.0mol•L-1Ba(OH)2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O试剂（化学式量：315）。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。为探究原因，该同学查得Ba(OH)2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解度（g/100g H2O）分别为2.5、3.9和5.6。‎ ‎（1）烧杯中未溶物仅为BaCO3，理由是 ‎ ‎（2）假设试剂由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3组成，设计试验方案，进行成分检验，在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。（不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6）‎ 限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。‎ 步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。‎ 步骤3：取适量步骤1中的沉淀于是试管中， ‎ 步骤4：‎ ‎（3）将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。实验如下：‎ ‎①配制250ml 约0.1mol•L-1Ba(OH)2·8H2O溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水， ，将溶液转入 ，洗涤，定容，摇匀。‎ ‎②滴定：准确量取25.00ml所配制Ba(OH)2溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将 （填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”）mol•L-1盐酸装入50ml酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸Vml。‎ ‎③ 计算Ba(OH)2·8H2O的质量分数= （只列出算式，不做运算）‎ ‎（4）室温下， (填“能”或“不能”) 配制1.0 mol•L-1Ba(OH)2溶液 ‎4.（2012年广东）(17分)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，反应原理：‎ ‎ CH3 + 2KMnO4 Δ COOK + KOH + 2MnO2 + H2O ‎ ‎ COOK + HCl COOH + KCl 操作Ⅱ ‎①无水Na2SO4干燥 ‎②过滤 实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。‎ 无色液体A 有机相 滤液 反应混合物 操作Ⅰ 过滤 白色固体B ‎①蒸发浓缩 ‎②冷却，过滤 浓盐酸酸化 水相 已知：苯甲酸分子量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 g；纯净固体有机物都有固定熔点。‎ ‎（1）操作Ⅰ为 ，操作Ⅱ为 。‎ ‎（2）无色液体A是 ，定性检验A的试剂是 ，现象是 。‎ ‎（3）测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确。请在答题卡上完成表中内容。‎ 序号 实验方案 实验现象 结论 ‎①‎ 将白色固体B加入水中，加热溶解， ‎ ‎ ‎ 得到白色晶体和无色溶液 4‎ ‎（理科化学 第7页，共8页） （理科化学 第8页，共8页）‎ ‎②‎ 取少量滤液于试管中， ‎ 生成白色沉淀 滤液含Cl—‎ ‎③‎ 干燥白色晶体， ‎ ‎ ‎ 白色晶体是苯甲酸 ‎（4）纯度测定：称取1.220g产品，配成100ml甲醇溶液，移取25.00ml溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10—3mol，产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为 ，计算结果为 （保留二位有效数字）。‎ ‎5.（2013年广东）（17分）化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。‎ ‎（1）在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。‎ ① 下列收集Cl2的正确装置是 。‎ ‎②将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 。‎ ③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中， ‎ ‎（2）能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。‎ 限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。‎ ① 完成原电池的甲装置示意图（见图15），并作相应标注。‎ 要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。‎ ② 以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极 。‎ ③ 甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ，其原因是 。‎ ‎（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选 作阳极。‎ ‎6.（2014年广东）（17分）H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。‎ ‎（1）某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% H2O2、0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器 ‎①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：____________‎ ‎②设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定________________________________（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。‎ ‎③设计实验装置，完成图20方框内的装置示意图。‎ ‎ 图20‎ ‎④参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。‎ 实验序号 ‎ 物理量 V[0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3]/mL ‎……‎ ‎1‎ a ‎……‎ ‎2‎ a ‎……‎ ‎(2)利用图21（a）和21（b）中的信息，按图21（c）装置（连能的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________（填“深”或“浅”），其原因是___________________________________________。‎ 4‎ ‎（理科化学 第7页，共8页） （理科化学 第8页，共8页）‎ ‎7.(2013惠州一模)（16分）硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打，照相业中用作定影剂。Na2S2O3易溶于水，在酸性溶液中与酸反应有单质硫和SO2生成。‎ ‎(1) Na2S2O3溶液与稀硫酸混合反应可用于探究外界条件对反应速率的影响，完成有关的实验设计表(已知各溶液体积均为5 mL)：‎ 实验编号 T/K c(Na2S2O3)/ mol·L－1‎ c(H2SO4)/ mol·L－1‎ 实验目的 ‎①‎ ‎298‎ ‎0.1‎ ‎0.1‎ 实验①和②探究温度对该反应速率的影响；实验①、③和④探究反应物浓度对该反应速率的影响 ‎②‎ ‎308‎ ‎③‎ ‎0.2‎ ‎④‎ ‎0.1‎ ‎(2) Na2S2O3还具有很强的还原性，Na2S2O3溶液与足量氯水反应的化学方程式为：‎ ‎ (提示：S元素被氧化为SO)。‎ ‎(3) 现有一瓶Na2S2O3固体，可能含有Na2SO4固体，请设计实验验证，写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂： 1 mol·L－1 H2SO4、1 mol·L－1 HNO3、1 mol·L－1 HCl、1 mol·L－1 NaOH、0.1 mol·L－1 BaCl2、0.01 mol·L－1 KMnO4、蒸馏水。‎ 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：取少量固体于试管中，加蒸馏水溶解 步骤2：‎ 步骤3：‎ ‎8.（2013广州一模）（16分）某铜矿石中铜元素含量较低，且含有铁、镁、钙等杂质离子。某小组在实验室中用浸出-萃取法制备硫酸铜：‎ ‎（1）操作Ⅰ为_____________。操作Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________。‎ ‎（2）操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是______________、富集铜元素。‎ ‎（3）某小组利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应制备新型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3。多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异，查阅资料表明，可能由于条件控制不同使其中混有较多杂质Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。‎ 已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu4(OH)6SO4均难溶于水，易溶于强酸；分解温度依次为80℃、200℃、300℃。‎ 设计实验方案检验悬浊液成分，完成表中内容。‎ 限选试剂：2 mol·L－1 HCl、1 mol·L－1 H2SO4、0.1 mol·L－1NaOH、0.1 mol·L－1BaCl2、蒸馏水。仪器和用品自选。‎ 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：取少量悬浊液，样品于试管中 ，过滤，充分洗涤后，取滤渣于试管中，_______________________________‎ ‎________________________________________________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________，说明产品中混有Cu4(OH)6SO4。‎ 步骤2：另取少量悬浊液于试管中，___________________‎ ‎________________________________________________________________________________________________________‎ ‎___________________________________________，说明产品中混有Cu(OH)2。‎ ‎（4）上述实验需要100mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液，配制时需称取_______________g CuSO4•5H2O(化学式量：250)。‎ 补充：要增强实验中对“量”的理解、控制及运用【“过量(足量)、适量、少量、几滴”】‎ 实验设计时经常会遇到控制试剂用量的问题，特别在混合物分离或离子检验过程中都要求用量的控制。在混合物分离时一般要加入过量分离用试剂，以保证完成分离，避免影响后续操作或鉴定；在加入除去某种干拢物(离子)时加入的试剂也应过量；而在化合物或离子的检验时一般要控制加入少量检验试剂；当反应很灵敏且现象很明显的反应，所加入的检验试剂也应少量(甚至是几滴即可，例如检验Fe3＋时，加入的KSCN溶液就是几滴即可)；如果需要用到的试剂是指示剂，一般指示剂的用量是1～2滴即可；如果实在无法正确判断试剂的用量，那加入的试剂为“适量”。一方面是鉴定操作的规范性要求，另一方面加入的试剂过量有可能导致颜色变化不明显或者鉴定失败。‎ 4‎ ‎（理科化学 第7页，共8页） （理科化学 第8页，共8页）‎