届高三化学二轮复习E38080以性质原理探究为主线的综合实验强化训练.docx
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届高三化学二轮复习E38080以性质原理探究为主线的综合实验强化训练
2020届高三化学二轮复习 以性质原理探究为主线的综合实验（强化训练）
1．草酸（H2C2O4）是一种二元弱酸，部分性质如下：
能溶于水，易溶于乙醇；在100℃开始升华（189.5℃分解生成H2O、CO2和CO）；H2C2O4＋Ca（OH）2===CaC2O4↓＋2H2O。
现用H2C2O4进行如下实验：
（一）探究草酸的不稳定性
通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的CO2和CO，A、B、C中所加入的试剂分别是：
A.乙醇、B.________溶液、C.NaOH溶液。
（1）B中盛装的试剂是________________（填化学式）。
（2）A中加入乙醇的目的是________________________。
（二）探究草酸的酸性
将0.01mol草酸晶体（H2C2O4·2H2O）加入到100mL0.2mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈碱性，其原因是____________________________
（用离子方程式表示）。
（三）用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应来探究影响化学反应速率的因素
实验前先用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸，反应原理：
MnO
＋
H2C2O4＋
________===
Mn2＋＋
CO2↑＋
H2O
（1）配平上述离子方程式。
（2）滴定时KMnO4溶液应盛装于________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。
解析
（一）草酸受热分解生成CO2、CO、H2O，所得混合气体中还有草酸蒸气，故A中盛装乙醇，目的是除去H2C2O4，避免其对CO2的检验造成干扰。
B的作用是检验CO2，应盛装Ca（OH）2溶液或Ba（OH）2溶液。
（二）0.01mol草酸晶体（H2C2O4·2H2O）与100mL0.2mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，得到Na2C2O4溶液，由于C2O
水解，溶液呈碱性，离子方程式为：
C2O
＋H2OHC2O
＋OH－。
（三）
（1）由MnO
→Mn2＋得5e－，H2C2O4→2CO2失2e－，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，配平离子方程式为：
2MnO
＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
（2）KMnO4溶液具有强氧化性，能氧化碱式滴定管中的橡胶管，因此KMnO4溶液应盛装在酸式滴定管中。
答案
（一）
（1）Ca（OH）2或Ba（OH）2
（2）除去H2C2O4，避免其对CO2的检验造成干扰
（二）C2O
＋H2OHC2O
＋OH－
（三）
（1）2 5 6 H＋ 2 10 8
（2）酸式
2．（2019·成都毕业班摸底测试，24）工业上制HNO3的最后一步反应是NO2被水吸收。
某兴趣小组在实验室中探究NO2尽可能多地被水吸收。
回答下列问题：
（1）制备NO2
①原理：
铜和浓硝酸反应制备NO2的离子方程式为_______________________________。
②装置设计：
用D装置收集NO2，选择图1中装置，仪器连接顺序为________（按气流方向，用小写字母表示）。
（2）用水吸收NO2
按图2装置进行实验，球形干燥管Y的体积约为60mL。
操作步骤
实验现象
化学方程式
打开K3
①Y中________
待Y管中液面不再上升，打开K1，从注射器充入约10mL气体，关闭K1
②Y中________
③反应的化学方程式为________
④________
最后Y中气体几乎完全被吸收，水充满Y管
（3）优化操作：
利用图2装置，提出一条比
（2）中操作更简便且安全性高，又能让水充满干燥管的方案________________________。
解析
（1）①铜和浓硝酸反应生成Cu（NO3）2、NO2和水，离子方程式为：
Cu＋2NO
＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
②铜和浓硝酸反应制NO2无需加热，选用B装置制NO2。
NO2的密度比空气大，用向上排空气法收集，因此NO2从d口进e口出。
NO2有毒，要进行尾气吸收，气体从E装置的长导管进短导管出，故仪器连接顺序为bdegf。
（2）①打开K3，NO2与水发生反应：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，因此Y中液面逐渐上升，气体体积逐渐减小，气体颜色由红棕色逐渐变成无色。
②～③从注射器充入氧气后，生成的NO与O2发生反应：
2NO＋O2===2NO2，气体颜色又变为红棕色，生成的NO2与水反应，气体体积减小，剩余气体为无色的NO，液面上升但未充满。
④根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，要使Y中60mLNO2完全被吸收，管中充满水，所需O2的体积为15mL，因此还需充入5mL氧气。
（3）要使NO2完全被吸收，Y中充满水，可以先打开K3，再打开K1，从注射器中注入15mL氧气，之后关闭K1。
答案
（1）①Cu＋2NO
＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O ②bdegf
（2）①液面逐渐上升，气体体积逐渐减小，气体颜色由红棕色逐渐变成无色 ②气体由无色变成红棕色，后又变成无色，气体体积减小，液面上升但未充满 ③2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO（合理即可） ④待液面不再上升，打开K1，从注射器充入5mLO2，关闭K1
（3）打开K3，再打开K1，从注射器中注入15mLO2，关闭K1（或先打开K3，然后打开K1，直到水充满干燥管后关闭K1）
3．某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂：
30%H2O2溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体
（1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下
操作
现象
甲
向Ⅰ的锥形瓶中加入________，向Ⅰ的________中加入30%H2O2溶液，连接Ⅰ、Ⅲ，打开活塞
Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝
乙
向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝
丙
向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/LH2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝
（2）丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是___________________。
（3）对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是___________________________________________________________
为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是___________________________________________________________。
（4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。
学生将I中产生的气体直接通入下列________（填字母）溶液，证明了白雾中含有H2O2。
A．酸性KMnO4B．FeCl2
C．Na2SD．品红
（5）资料显示：
KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：
4KI＋O2＋2H2O===2I2＋4KOH。
该小组同学取20mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应，3I2＋6OH－===5I－＋IO
＋3H2O造成的。
请设计实验证明他们的猜想是否正确：
__________________________________________。
解析
（1）甲实验：
根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可知利用的是双氧水的分解，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气，向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体，向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液，连接Ⅰ、Ⅲ，打开活塞，Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝说明生成碘单质；
（2）碘离子具有还原性，在酸性条件下能够被氧气氧化成碘单质，据此写出反应的离子方程式为：
O2＋4I－＋4H＋===2I2＋2H2O；（3）向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯，Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝，向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/LH2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯，Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝，对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是：
酸性环境；为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是：
使用不同浓度的稀硫酸作对比实验；（4）A.KMnO4，高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，而氧气不与高锰酸钾溶液反应，如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水，故A正确；B.FeCl2，氧气和H2O2都能够氧化亚铁离子，无法证明混合气体中含有双氧水，故B错误；C.Na2S，H2O2和氧气都能够氧化硫化钠，无法用硫化钠检验混合气体中是否含有双氧水，故C错误；D.品红，品红遇过氧化氢会被氧化，红色褪去，证明混合气体中含有双氧水，故D正确；（5）KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：
4KI＋O2＋2H2O===2I2＋4KOH。
该小组同学取20mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应离子方程式为：
3I2＋6OH－===5I－＋IO
＋3H2O，设计实验证明他们的猜想是否正确，方案为：
在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误。
答案
（1）MnO2固体 分液漏斗
（2）O2＋4I－＋4H＋===2I2＋2H2O
（3）酸性环境 使用不同浓度的稀硫酸作对比实验
（4）AD
（5）向上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝，则猜想正确，否则错误
4、（2020届海淀期末）某化学兴趣小组同学在查阅资料的基础上对乙醛与新制氢氧化铜的反应进行了探究。
（1）乙醛与新制氢氧化铜反应的化学方程式为________。
【查阅资料】i．乙醛在碱性条件下可发生缩合等反应生成有色物质；
ii．溶液的酸碱性可能会影响物质的氧化性、还原性。
【初步探究】
序号
实验操作
实验现象
I
向试管中加入4mL10%NaOH溶液，滴入0.5mL水，加入0.5mL40%乙醛溶液，振荡；在酒精灯上加热至沸腾后保持沸腾
无色溶液逐渐变黄，并变浑浊；加热后得黄色浊液，之后无明显变化
II
向试管中加入4mL10%NaOH溶液，滴入0.5mL2%CuSO4溶液，振荡；加入0.5mL40%乙醛溶液，振荡；在酒精灯上加热至沸腾后保持沸腾
蓝色浊液依次呈绿色、黄色、橙色，最终生成红色固体；之后无明显变化
III
向试管中加入4mL水，滴入0.5mL2%CuSO4溶液，振荡；加入0.5mL40%乙醛溶液，振荡；在酒精灯上加热至沸腾后保持沸腾
蓝色溶液无明显变化
（2）实验I的目的是________。
（3）甲同学为了检验实验II中红色固体的成分进行了如下实验：
取少量红色固体于试管中，加入适量稀HNO3，振荡，观察到红色固体完全溶解，得蓝色溶液。
甲同学认为，该实验现象说明实验II中反应生成了Cu。
乙同学认为甲的观点不正确，理由是____。
【深入探究】乙同学对比实验II和实验III，对实验II能够发生反应的原因提出了猜想：
乙醛的还原性随着溶液碱性的增强而增强，并利用实验IV进行验证。
实验装置
序号
A池试剂
B池试剂
实验现象
IV-1
0.2%CuSO4溶液
Na2SO4溶液和40%乙醛溶液按体积比9：
1混合
指针不偏转，A、B池中均无明显变化
IV-2
0.2%CuSO4溶液
________
________
（4）实验IV-1中，Na2SO4溶液的作用是________。
（5）实验IV-2中，B池中的试剂是________。
（6）根据实验现象，乙同学认为其猜想成立。
乙同学观察到的实验现象是________。
（7）综合上述实验，小组同学经过深入讨论，认为除了乙同学的猜想外，与实验III相
比，实验II能够发生反应的原因还可能有________和________。
（1）CH3CHO+2Cu（OH）2+NaOH—→CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
（2）排除乙醛在碱性条件下发生缩合等反应生成有色物质对实验II的干扰（1分）
（3）Cu2O也可能被硝酸氧化为Cu2+，产生“红色固体完全溶解，得蓝色溶液”的现象（或其他合理答案）（1分）
（4）使B池溶液具有导电性；同时保证中性环境，与实验IV-2对比
（5）10%NaOH溶液、40%乙醛溶液、蒸馏水按体积比8：
1：
1混合（或其他合理答案）
（6）指针偏转，A池中（或A池电极上）生成红色固体
（7）Cu（II）在碱性条件下氧化性增强【或Cu（OH）2的氧化性强于CuSO4】，乙醛缩合反应产物的还原性强于乙醛（或其他合理答案）
5、．[四川省泸州市2019届高三第三次教学质量诊断性考试]黄色超氧化钾（KO2）可作为宇宙飞船舱的氧源。
某学习小组设计以下实验探究KO2的性质，请回答相关问题：
I.探究KO2与水的反应
实验操作
现象
结论与解释
（1）取少量KO2固体于试管中，滴加少量水，将带火星的木条靠近试管口，反应结束后，溶液分成两份
快速产生气泡，木条复燃
产生的气体是______
（2）一份滴加酚酞试液
先变红后褪色
可能的产物是______
（3）另一份滴加FeCl3溶液
观察到______
II.探究KO2与SO2的反应
（4）正确的操作依次是___________________。
①打开K1通入N2，排尽装置内原气体后关闭
②拆卸装置至实验完成
③检查装置气密性，然后装入药品
④打开分液漏斗活塞K2
（5）A装置发生的化学方程式为____________________。
（6）用上述装置验证“KO2与SO2反应生成O2”还存在不足，你的改进措施是_____。
（7）改进后再实验，待KO2完全反应后，将装置C中固体加水溶解，配成50.00mL溶液，等分为M、N两份。
①向M溶液中加入足量的盐酸酸化的BaCl2溶液，充分反应后，将沉淀过滤、洗涤、__，称重为2.33g。
②将N溶液移入_______（填仪器名称）中，用0.40mol/L酸性KMnO4溶液滴定，终点时消耗酸性KMnO4溶液20.00mL。
③依据上述现象和数据，请写出该实验总反应的化学方程式___________。
【答案】
（1）O2
（2）KOH和H2O2
（3）产生红褐色沉淀和气体
（4）③①④①②或③④①②
（5）H2SO4+Na2SO3＝Na2SO4+H2O+SO2↑
（6）在B、C之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶（或者将B装置中的饱和NaHSO3溶液替换为浓硫酸）
（7）干燥锥形瓶6KO2+3SO2＝2K2SO3+K2SO4+4O2
6、某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。
【初步探究】
示意图
序号
温度
试剂A
现象
0°C
0.5mol·L-1稀硫酸
4min左右出现蓝色
20°C
1min左右出现蓝色
20°C
0.1mol·L-1稀硫酸
15min左右出现蓝色
④
20°C
蒸馏水
30min左右出现蓝色
（1）为探究温度对反应速率的影响，实验②中试剂A应为________。
（2）写出实验③中I-反应的离子方程式：
________。
（3）对比实验②③④，可以得出的结论：
________。
【继续探究】溶液pH对反应速率的影响
查阅资料：
i．pH<11.7时，I-能被O2氧化为I2。
ii．pH>9.28时，I2发生歧化反应：
3I2+6OH-===IO3-+5I-+3H2O，pH越大，歧化速率越快。
（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。
序号
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。
序号
温度
试剂
现象
⑨
敞口试管
水浴
70°C
5mL1mol·L-1KI溶液
5mL0.5mol·L-1稀硫酸
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）。
7、．[2019北京]化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
（1）实验一：
用如下装置（夹持、加热仪器略）制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。
①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是____________________________________。
②试剂a是____________。
（2）对体系中有关物质性质分析得出：
沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。
（资料：
Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水）
实验二：
验证B的成分
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：
__________。
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。
推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。
向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。
所用试剂及现象是__________。
（3）根据沉淀F的存在，推测
的产生有两个途径：
途径1：
实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。
途径2：
实验二中，
被氧化为
进入D。
实验三：
探究
的产生途径
①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有________：
取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。
做出判断的理由：
_______。
②实验三的结论：
__________。
（4）实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是_________________。
（5）根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。
将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和
生成。
（6）根据上述实验所得结论：
__________________。
【答案】
（1）①Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+SO2↑+2H2O②饱和NaHSO3溶液
（2）①Ag2SO3+4NH3·H2O=2Ag（NH3）2++
+4H2O
②H2O2溶液，产生白色沉淀
（3）①Ag+Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4
②途径1不产生
，途径2产生
（4）2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3↓+2H+
（6）实验条件下：
SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和
的速率碱性溶液中
更易被氧化为
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