高三化学模拟实验探究专题附答案.docx

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高三化学模拟实验探究专题附答案

【2019西城期末】

【2019海淀期末】

19．（12分）某校学习小组探究不同条件对电解FeCl2溶液产物的影响。

所用实验装置如下图所示，其中电极为石墨电极。

【查阅文献】i.Fe2+、Fe3+在溶液中通过与Cl-结合分别形成

FeCl42-、FeCl63-，可降低正电荷。

ii.电解过程中，外界条件（如电解液pH、离子

浓度、电压、电极材料等）会影响离子的放电能力。

【实验记录】

序号

实验条件

实验现象

阴极

阳极

I

pH=0

1mol·L-1

FeCl2溶液

电压1.5V

电极上产生无色气体。

湿润淀粉碘化钾试纸始终未见变蓝。

取阳极附近溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液变红。

II

pH=4.9

1mol·L-1

FeCl2溶液

电压1.5V

未观察到气泡产生，电极表面有银灰色金属光泽的固体析出。

电解结束后，将电极浸泡在盐酸中，观察到有大量气泡产生。

湿润淀粉碘化钾试纸始终未见变蓝。

阳极附近出现红褐色浑浊。

取阳极附近浊液于试管中，先用盐酸酸化，再滴加KSCN溶液，溶液变红。

（1）结合阴极实验现象的分析

实验I中阴极的电极反应式为________________。

用化学用语表示实验II中产生阴极现象的原因：

________________________。

对比实验I、II的阴极现象，可以获得的结论是________________________________。

（2）结合阳极实验现象的分析

甲同学认为实验I中Cl-没有放电，得出此结论依据的实验现象是________。

阳极附近溶液滴加KSCN溶液变红，依据此现象分析，阳极反应可能是Fe2+-e-===Fe3+、________。

对比实验I、II的阳极现象，解释产生差异的原因：

__________________________________________________________。

【实验讨论】

（3）有同学提出，改变条件有可能在阳极看到“湿润淀粉碘化钾试纸变蓝”的现象，可能改变的条件是，对应的实验方案是_______________________________________。

【2019石景山期末】

18．（11分）Na2S2O4俗称保险粉，常用做纺织工业的漂白剂、脱色剂等。

某科研小组制备并探究其性质。

资料：

Na2S2O4易溶于水，具有极强的还原性，易被空气氧化，在碱性介质中稳定。

Ⅰ．制备Na2S2O4（加热等辅助仪器略去）

（1）仪器①的名称是。

（2）B装置用于制备Na2S2O4。

第一步反应：

Zn+2SO2

ZnS2O4；第二步，加入NaOH溶液，于28～35℃下反应生成Na2S2O4，该步反应的化学方程式为________________。

（3）B装置反应前，先进行的实验操作是________________________。

（4）反应后除去B中的沉淀，在滤液中加入一定量的NaCl固体搅拌，有Na2S2O4晶体析出。

加入NaCl固体的作用是________________________。

Ⅱ．探究Na2S2O4的性质

（5）隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小组没有做到完全隔绝空气，得到的固体产物中还含有Na2SO4。

请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。

实验方案是________________________。

（可选试剂：

稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液）

（6）制备纳米级银粉

用NaOH溶液溶解Na2S2O4，加入一定量的AgNO3溶液，生成纳米级的银粉。

在制备银粉的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2︰1，且生成的含硫物质只有一种，写出该反应的离子方程式________________________________________________。

【2019朝阳期末】

19．（12分）某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。

装置（尾气处理装置略）

现象

Ⅰ中开始无明显现象，渐有小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。

Ⅱ中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色。

（1）试管Ⅰ中Cu与稀HNO3反应的化学方程式是_____________。

（2）Ⅱ中反应的速率比Ⅰ中的快，原因是__________________________。

（3）针对Ⅱ中溶液呈绿色的原因，提出假设：

假设1：

Cu2+的浓度较大所致；

假设2：

溶解了生成的NO2。

探究如下：

取Ⅱ中绿色溶液，分为两等份。

①取一份于右图所示装置中，_____________________________________

（填“操作”和“现象”），证实Ⅱ中溶解了NO2。

②向另一份溶液加入（填化学试剂），溶液变为蓝色。

证实假设1不成立，假设2成立。

（4）对于稀HNO3与铜生成NO、浓HNO3与铜生成NO2的原因，提出两种解释：

解释1．HNO3浓度越稀，溶液中NO3-的数目越少，被还原时，每个NO3-从还原剂处获得较多电子的机会（填“增多”或“减少”），因此被还原为更低价态。

解释2．推测下列平衡导致了产物的不同，并通过如下实验证实了推测的合理性。

①B中盛放的试剂是________。

②C中盛放Cu（NO3）2和________。

③该小组证实推测的合理性所依据的实验现象是________________________。

【2019丰台期末】

17.（15分）实验小组制备硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）并探究其性质。

资料：

Na2S2O3·5H2O在中性溶液中较稳定，在酸性溶液中分解产生S、SO2。

Ⅰ.以SO2、Na2S、Na2CO3为原料制备Na2S2O3·5H2O，装置如下图所示：

△

（1）A是SO2气体发生装置，常温下用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应制取SO2，实验过程中需要控制SO2产生的速率。

请在虚框内将装置A补充完整。

（2）B中生成硫代硫酸钠的实质是：

S+Na2SO3===Na2S2O3

①S是由、、H2O反应得到_____________________。

②实验过程中有大量CO2产生，化学方程式为_____________________。

（3）装置C中的试剂为__________，作用是_____________________。

（4）当装置B中溶液的pH约为7时应停止通入SO2，否则Na2S2O3的产率下降，其原因是__________________________________________。

Ⅱ.探究Na2S2O3的性质：

（5）研究S产生的原因：

已知：

Na2S2O3中S元素的化合价分别为-2和+6

提出假设：

假设1：

Cl2、HClO等含氯的氧化性微粒氧化了-2价硫元素

假设2：

空气中的O2也可能氧化-2价硫元素

步骤1

取Na2S2O3晶体，溶解，配成0.2mol/L溶液。

步骤2

取4mL溶液，向其中加入1mL饱和氯水（pH=2.4），溶液立即出现浑浊，经检验浑浊物为S。

步骤3

继续滴加氯水，浑浊度增大，最后消失，溶液变澄清。

假设3：

酸性条件下Na2S2O3分解产生S

设计实验方案：

4mL0.2mol/LNa2S2O3溶液

a

1mL饱和氯水

立即出现浑浊

b

一段时间后出现浑浊

浑浊度较实验a小

4mL0.2mol/LNa2S2O3溶液

①向试管b中加入_____________________。

②依据现象，S产生的主要原因是_____________________，说明理由_____________________。

（6）步骤3，继续加入氯水，沉淀消失的原因是_____________________（写化学方程式）。

【2019昌平期末】

20.（13分）

某兴趣小组欲探究SO2与Cu（OH）2的反应。

实验

实验步骤

现象

步骤1：

打开分液漏斗，向烧瓶中加入30mL0.5mol/LNaOH溶液

I.有蓝色絮状沉淀，静置后分层。

步骤2：

从左侧导管通入SO2气体

II.静置后分层，上层溶液为淡绿色，

底部有白色沉淀，

（1）现象I中产生蓝色沉淀的离子方程式是_____________________。

（2）甲为了确认现象II中白色沉淀的成分，进行如下探究。

查阅资料：

CuSO3

CuCl

Cu2O

溶解性

不溶于水，浅黄色沉淀

不溶于水，白色沉淀

不溶于水，砖红色沉淀

性质

与酸反应

能溶于较浓的HCl溶液

酸性体系中不稳定，进一步反应生成Cu和Cu2+

并进行如下实验：

①试剂a是。

②现象II中生成白色沉淀的离子方程式是_____________________。

（3）甲认为Cu（OH）2沉淀全部转化为CuCl，乙依据实验现象对甲的观点进行反驳，依

据的实验现象是__________________________________________。

（4）丙认为实验存在干扰，欲探究纯净的Cu（OH）2悬浊液与SO2的反应。

①丙过滤I中的蓝色沉淀，洗涤，取最后一次洗涤液于试管中，_____________________（填操作和现象），

证明已洗涤干净。

再进行如下实验：

实验

实验步骤

现象

从左侧导管通入SO2气体

III.静置后分层，上层溶液为淡绿色，

底部有砖红色沉淀。

②丙预测产物是Cu2O，取砖红色沉淀，洗涤后，______________________________（填操作和现象），证明产物是Cu2O。

（5）纯净的Cu（OH）2悬浊液与SO2发生反应的化学方程式是_____________________。

【2019海淀零模】

11．（16分）某小组同学对FeCl3与KI的反应进行探究。

【初步探究】室温下进行下表所列实验。

序号

操作

现象

实验Ⅰ

取5mL0.1mol•L﹣1KI溶液，滴加0.1mol•L﹣1FeCl3溶液5～6滴（混合溶液pH＝5）

溶液变为棕黄色

实验Ⅱ

取2mL实验Ⅰ反应后的溶液，滴加2滴0.1mol•L﹣1KSCN溶液

溶液呈红色

（1）证明实验Ⅰ中有I2生成，加入的试剂为____________________。

（2）写出实验Ⅰ反应的离子方程式：

____________________。

（3）结合上述实验现象可以证明Fe3+与I﹣发生可逆反应，原因是____________________。

【深入探究】20min后继续观察实验现象：

实验Ⅰ溶液棕黄色变深；实验Ⅱ溶液红色变浅。

（4）已知在酸性较强的条件下，I﹣可被空气氧化为I2，故甲同学提出假设：

该反应条件下空气将I﹣氧化为I2，使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。

甲同学设计实验：

____________________，20min内溶液不变蓝，证明该假设不成立，导致溶液不变蓝的因素可能是________________________________________（写出两条）。

（5）乙同学查阅资料可知：

FeCl3与KI的反应体系中还存在I﹣+I2⇌I3﹣，I3﹣呈棕褐色。

依据资料从平衡移动原理解释实验Ⅱ中20min后溶液红色变浅的原因：

____________________________________________________________。

（6）丙同学针对20min后的实验现象继续提出假设：

FeCl3与KI的反应、I﹣与I2的反应达到平衡需要一段时间，有可能20min之前并未达到平衡。

为验证该假设，丙同学用4支试管进行实验，得到了颜色由浅到深的四个红色溶液体系，具体实验方案为____________________________________________________________。

【2019东城零模】

28.（15分）某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：

装置

分别进行的操作

现象

i.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞

ii.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe（CN）6]溶液

铁片表面产生蓝色沉淀

（l）小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了电化学腐蚀。

①实验i中的现象是________________________________。

②用化学用语解释实验i中的现象：

____________________________________。

（2）查阅资料：

K3[Fe（CN）6]具有氧化性。

①据此有同学认为仪通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是________________________________________

②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：

实验

滴管

试管

现象

0.5mol·L-1

K3[Fe（CN）6]溶液

iii.蒸馏水

无明显变化

iv.1.0mol·L-1NaCl溶液

铁片表面产生大量蓝色沉淀

v.0.5mol·L-1Na2SO4溶液

无明显变化

a．以上实验表明：

在____条件下，K3[Fe（CN）6]溶液可以与铁片发生反应。

b．为探究Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗净）后再进行实验III，发现铁片表面产生蓝色沉淀。

此补充实验表明Cl-的作用是________________________。

（3）有同学认为上述实验仍不严谨。

为进一步探究K3[Fe（CN）6]的氧化性对实验ii结果的影响，又利用

（2）中装置继续实验。

其中能证实以上影响确实存在的是____（填字母序号）。

实验

试剂

现象

A

酸洗后的铁片、K3[Fe（CN）6]溶液（已除O2）

产生蓝色沉淀

B

酸洗后的铁片、K3[Fe（CN）6]和NaCl混合溶液（未除O2）

产生蓝色沉淀

C

铁片、K3[Fe（CN）6]和NaCl混合溶液（已除O2）

产生蓝色沉淀

D

铁片、K3[Fe（CN）6]和盐酸混合溶液（已除O2）

产生蓝色沉淀

综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是_______________________________________________________________________________。

【2019东城一模】

28.（15分）某小组同学探究物质的溶解度大小与沉淀转化方向之间的关系。

已知：

物质

BaSO4

BaCO3

AgI

AgCl

溶解度/g（20℃）

2.4×10-4

1.4×10-3

3.0×10-7

1.5×10-4

（1）探究BaCO3和BaSO4之间的转化

实验Ⅰ说明BaCO3全部转化为BaSO4，依据的现象是加入盐酸后，________________。

②实验Ⅱ中加入稀盐酸后发生反应的离子方程式是____________________________。

③实验Ⅱ说明沉淀发生了部分转化，结合BaSO4的沉淀溶解平衡解释原因：

____________________________________________________。

（2）探究AgCl和AgI之间的转化

实验Ⅳ：

在试管中进行溶液间反应时，同学们无法观察到AgI转化为AgCl，于是又设计了如下实验（电压表读数：

a＞c＞b＞0）。

注：

其他条件不变时，参与原电池反应的氧化剂（或还原剂）的氧化性（或还原性）越强，原电池的电压越大；离子的氧化性（或还原性）强弱与其浓度有关。

①实验Ⅲ证明了AgCl转化为AgI，甲溶液可以是________（填序号）。

a.AgNO3溶液b.NaCl溶液c.KI溶液

②实验Ⅳ的步骤ⅰ中，B中石墨上的电极反应式是________________________________。

③结合信息，解释实验Ⅳ中b＜a的原因：

________________________________。

④实验Ⅳ的现象能说明AgI转化为AgCl，理由是________________________________。

（3）综合实验Ⅰ～Ⅳ，可得出结论：

________________________________________。

【2019西城一模】

28.（16分）文献表明：

相同条件下，草酸根（C2042-）的还原性强于Fe2+。

为检验这一结论，完成如下实验。

资料：

i.草酸（H2C204）为二元弱酸。

ii.三水三草酸合铁酸钾【K3Fe（C204）3·3H20】为草绿色晶体，光照易分解。

其水溶液中存在：

[Fe（C204）3]3-

Fe3++3C2042-K=6.3x10-21

iii.FeC204·2H2O为黄色固体，微溶于水，可溶于强酸。

【实验1】通过Fe3+和C2042-在溶液中的反应比较Fe2+和C2042-的还原性强弱。

（1）C2042-中碳元素的化合价是______________。

（2）取实验1中少量晶体洗净，配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红。

继续加入硫酸，

溶液变红，说明晶体中含有+3价的铁元素。

加硫酸后溶液变红的原因是______________________________________________________________________。

（3）经检验，翠绿色晶体为K3Fe（C204）3·3H20。

设计实验，确认实验1中没有发生氧化还原反应的操作和现象是__________________________________________。

实验1中未发生氧化还原反应的原因是________________________________________________________。

（4）取实验1中的翠绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生。

补全反应的

离子方程式：

_________[Fe（C204）3]3-+_________H2O

FeC204·2H20↓+___________+___________。

【实验2】通过比较H202与Fe2+、C2042-反应的难易，判断二者还原性的强弱。

（5）证明Fe2+被氧化的实验现象是_____________________________________________。

（6）以上现象能否说明C2042-没有被氧化。

请判断并说明理由：

________________________________________________________________________________________________________________________________。

【实验3】通过其他实验方案比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。

（7）用FeCl3溶液、K2C204溶液和其他试剂，设计实验方案比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。

画出装置图并描述预期现象：

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

【2019海淀一模】

28.（16分）某实验小组对FeCl3分别与Na2SO3、NaHSO3的反应进行探究。

【甲同学的实验】

（1）配制FeCl3溶液时，先将FeCl3溶于浓盐酸，再稀释至指定浓度。

结合化学用语说明浓盐酸的作用：

____________________________________________。

（2）甲同学探究实验I的电极产物。

①取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液，加入_______________，产生白色沉淀，证明产生了S2O42—。

②该同学又设计实验探究另一电极的产物，其实验方案为___________________________。

（3）实验I中负极的电极反应式为___________________________。

【乙同学的实验】

乙同学进一步探究FeCl3溶液与NaHSO3溶液能否发生反应，设计、完成实验并记录如下：

（4）（4）乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，用离子方程式表示②的可能原因。

①Fe3+＋3HSO3—

Fe（OH）3＋3SO2；②_____________________________________

（5）查阅资料：

溶液中Fe3+、SO32—、OH－三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化：

从反应速率和化学平衡两个角度解释1~30min的实验现象：

___________________________________________。

（6）解释30min后上层溶液又变为浅红色的可能原因：

___________________________________________。

【实验反思】

（7）分别对比I和II、II和III，FeCl3能否与Na2SO3或NaHSO3发生氧化还原反应和__________________________________________有关（写出两条）。

【2019朝阳一模】

【2019石景山一模】

【2019东城二模】

28.（15分）某小组研究SCN—分别与Cu2+和Fe3+的反应。

实验中：

c（KSCN）=0.1mol/L；c[Fe2（SO4）3]=0.025mol/L；c（CuSO4）=0.05mol/L。

Ⅰ.KSCN溶液与CuSO4溶液反应，实验如下。

资料：

ⅰ.Cu2+可与SCN—反应生成CuSCN白色沉淀和（SCN）2。

ⅱ.（SCN）2称为“拟卤素”，在水溶液中呈黄色；（SCN）2的化学性质与Cl2相似，可与水、碱等发生反应。

（1）a中CuSO4溶液显酸性的原因是______________（用离子方程式表示）。

（2）a→b中试管内溶液pH减小，可能的原因是____________________________。

（3）b→c产生沉淀的原因是__________________________________________。

Ⅱ.同学们根据相同条件下氧化性：

Fe3+＞Cu2+，预测Fe3+与SCN—也可发生类似a中的氧化还原反应，进行如下实验。

（4）向Fe2（SO4）3溶液中滴入少量KSCN溶液，观察到____________________________，表明发生了反应：

Fe3++3SCN—

Fe（SCN）3。

（5）基于（4）继续实验：

用Fe2（SO4）3溶液、KSCN溶液与石墨电极、电压表、盐桥等组装成原电池，电压表指针几乎不偏转。

该实验的目的是______________________________。

（6）查阅资料并讨论后得出：

溶液中离子在反应时所表现的氧化性强弱与相应还原产物的价态和状态有关。

由此分析a中反应发生的原因：

生成CuSCN沉淀使Cu2+的氧化性增强，并补充实验进一步证明。

补充的实验是________________________________________。

（7）取（4）中反应后溶液，逐滴