精江苏高考化学冲刺训练52 探究性实验.docx

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精江苏高考化学冲刺训练52探究性实验

一、单项选择题

1.（2011·崇文模拟）某课外实验小组设计的下列实验不合理的是（）

2.（2011·四川高考）下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是（）

3.下列实验装置正确的是（）

4.下列化学实验装置或操作正确的是（）

5.“封管实验”具

有简易、方便、节约、绿色

等优点，观察下面四个“封管实验”（夹持装置未画出），判断下列说法正确的是（）

A．加热时，①上部汇集了固体NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性比较好

B．加热时，②、③溶液均变红，冷却后又都变为无色

C．④中，浸泡在热水中的容器内气体颜色变深，浸泡在冰水中的容器内气体颜色变浅

D．四个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应

二、不定项选择题

6.（2011·南京模拟）某同学想用实验证明高锰酸钾的紫红色是MnO4－的颜色，而不是K+的颜色，他设计了以下实验方案。

请你判断下列方案与本实验目的无关的是（）

A．观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中的K+无色

B．在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡、静置后未见明显变化，表明锌与K+不反应

C．在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡、静置后紫红色褪去，表明MnO4－为紫红色

D．将高锰酸钾晶体加热分解，所得的固体质量减轻

7.下列装置所示的实验中，能达到实验目的的是（）

A．装置①可用于乙醇与乙酸的分离

B．装置②可用于实验室中制取少量的乙酸乙酯

C．装置③可用于实验室制取少量的乙烯

D．装置④可用于证明溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成乙烯

8.（2011·无锡模拟）下列相关实验不能达到预期目的的是（）

三、非选择题

9.（2010·江苏高考）高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。

实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下：

（1）制备MnSO4溶液：

在烧瓶中（装置见下图）加入一定量MnO2和水，搅拌，通入SO2和N2混合气体，反应3h。

停止通入SO2，继续反应片刻，过滤（已知MnO2+H2SO3====MnSO4+H2O）。

①石灰乳参与反应的化学方程式为_____________________________________。

②反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有____________________、____________________。

③若实验中将N2换成空气，测得反应液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如图。

导致溶液中Mn2+、SO42-浓度变化产生明显差异的原因是__________。

（2）制备高纯MnCO3固体：

已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，

100℃开始分解；Mn（OH）2开始沉淀时pH=7.7。

请补充由

（1）制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤［实验中可选用的试剂：

Ca（OH）2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH］。

①__________；②__________；③__________；④__________；⑤低于100℃干燥。

10.［问题提出］教材中在检验Cu与稀硝酸反应的还原产物时，实验直接在试管中进行，由于试管中有空气，开始往往看到的是红棕色气体，导致实验现象与实验原

理无法吻合。

某校化学活动小组对这一实验进行了研究，并提出改进措施。

［研究目的与要求

］

（1）克服教材实验的缺点，并能证明Cu与稀硝酸反应生成的是NO。

NO不溶于水，可以与O2反应产生红棕色的NO2。

（2）改进后的实验必须达到的要求：

节约药品、操作简便、现象明显、减少污染。

［实验过程］

实验方案一：

（1）按图1所示接好仪器检查装置气密性的方法是_________________________

___________________________________________________________________。

（2）根据你对装置和研究目的的理解，请补充制取NO并验证NO不溶于水的实验操作：

_______________________________________________________________

___________________________________________________________________。

（3）验证NO和O2生成NO2的实验操作和现象是______________________________

___________________________________________________________________。

实验方案二：

（4）按图2所示连接装置，检查气密性后，在干燥管内加入3.2g铜片

，在烧杯中加入适量经过预热的稀硝酸。

（5）打开止水夹，用注射器快速抽空干燥管内的空气，使稀硝酸充满整个干燥管，然后关闭止水夹。

观察到的现象是______________________________________。

（6）反应停止后，打开止水夹，用注射器将抽取的空气慢慢推入干燥管内，发现干燥管内的气体变成红棕色，且

液面缓缓上升，Cu和稀硝酸反应继续进行。

不断充入O2，直至加入的3.2gCu完全反应，则共消耗的氧气在标准状况下的体积为__________L。

11.（2011·天津高考）某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：

CH3CH=CH2+CO+H2

CH3CH2CH2CHO

CH3CH2CH2CH2OH；

CO的制备原理：

HCOOH

CO↑+H2O，并设计出原料气的制备装置（如图）。

[

请填写下列空白：

（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯，写出化学反应方程式：

_________________，_______________。

（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是__________，____________________；c和d中盛装的试剂分别是____________________，____________________。

若用以上装置制备H2，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是__________；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。

（3）制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是__________（填序号）。

①饱和Na2SO3溶液②酸性KMnO4溶液③石灰水

④无水CuSO4⑤品红溶液

（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是__________。

a.低温、高压、催化剂

b.适当的温度、高压、催化剂

c.常温、常压、催化剂

d.适当的温度、常压、催化剂

（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品。

为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：

①R—CHO+NaHSO3（饱和）→RCH（OH）SO3Na↓；②沸点：

乙醚

34℃，1-丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：

试剂1为__________，操作1为__________，操作2为__________，操作3为__________。

12．已知，室温下存在反应3HNO2====HNO3＋2NO↑＋H2O；在酸性溶液中，NO2－可将MnO4－还原为Mn2＋且无气体生成。

某化学兴趣小组设计了如下探究实验：

请回答下列问题：

（1）装置A的试管中发生反应的化学方程式是____________________。

（2）B瓶中可以观察到的现象是____________________，C瓶出来的气体是____________________。

（3）实验时观察到D管内固体颜色逐渐变为白色。

据此甲同学认为D管中生成物是NaNO3，而乙同学则认为D管中生成的是NaNO2，请设计实验证明乙同学的观点正确。

（4）E装置的作用是______________________________。

（5）该小组的同学经讨论认为上述装置仍有缺陷，为了避免D管中生成NaOH，你认为应该进行的改进是_______________________________________________

___________________________________________________________________。

高考创新预测

1.下列有关实验原理、装置、操作或结论的描述中，不正确的是（有关装置中的夹持仪器略去）（）

2.某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：

乙二酸（HOOC—COOH，可简写为H2C2O4）俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸（为弱电解质），且酸性强于碳酸，其熔点为101.5℃，在157℃升华。

为探究乙二酸的部分化学性质，进行了如下实验：

（1）向盛有1mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。

该反应的离子方程式为______________________________________。

（2）向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，说明乙二酸具有__________（填“氧化性”、“还原性”或“酸性”），请配平该反应的离子方程式：

__________MnO4-+__________H2C2O4+__________H+====__________Mn2++____CO2↑+__________H2O

（3）将一定量的乙二酸放于试管中，按如图所示装置进行实验

（夹持装置未标出）：

实验发现：

装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中CuSO4粉末变蓝，F中CuO粉末变红。

据此回答：

上述装置中，D的作用是_______________________________________________。

乙二酸分解的化学方程式为___________________________________________。

（4）该小组同学将2.52g乙二酸晶体（H2C2O4·2H2O）加入到100mL0.2mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，其原因是__________________

___________________________________________________（用文字简单表述）。

（5）以上溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为：

__________________________

（用离子符号表示）。

答案解析

1.【解析】选C。

A项，生成的H2能将体系中的O2排出，观察到Fe（OH）2白色沉淀；B项，脱脂棉燃烧，能说明Na2O2与水反应放热；C项，不能用排水法收集NO2气体；D项，NaOH溶于水放热，且提供OH－，抑制NH3·H2O的电离，能用于制备少量NH3。

2.【解析】选D。

A项会发生反应：

3Fe2++4H++NO3-====3Fe3++NO↑+2H2O,2NO+O2====2NO2，NO2是红棕色气体，由此可知NO2不是HNO3分解产生的，故A错误；B项淀粉水解后未加NaOH溶液调成碱性环境，故B错误；C项产生的气体除乙烯外，还含有SO2，因此使酸性KMnO4溶液褪色的不能确定只是乙烯，故C错误；D项发生的反应为：

Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3，析出了NaHCO3，由此可知D项正确。

3.【解析】选A。

A项是实验室制取氯气的装置；B项收集氧气应该“长进短出”；C项氯化铵固体分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢在试管口又化合成氯化铵固体，得不到氨气，甚至可能会堵塞导管；D项浸有稀硫酸的棉花团不能吸收SO2，应改为“浸有NaOH溶液的棉花团”。

4.【解析】选D。

浓硫酸稀释不能在容量瓶中进行，更不能将浓硫酸倒入水中，A项错；蒸馏时温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口下沿相切处，B项错；收集比空气密度大的NO2气体应长进短出，C项错，所以答案为D。

5.【解析】选C。

加热时NH4Cl分解为NH3和HCl，在封管上部遇冷NH3和HCl又化合成NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性差，故A项错误；加热时②溶液变无色，冷却后变为红色，加热时③溶液变为红色，冷却后变为无色，故B项错误；由于2NO2

N2O4为放热反应，浸泡在热水中的

容器内气体颜色变深，浸泡在冰水中的容器内气体颜色变浅，故C项正确；封管①中发生的化学反应不是可逆反应，故D项错误。

6.【解析】选D。

氯化钾在水中完全电离，溶液无色，则K+无色，A正确；由B、C两项对比分析可知，锌不与K+反应，紫红色褪去只能是锌与MnO4－反应，则证明MnO4－为紫红色，B、C两项正确；高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减轻不能达到实验目的，D不正确。

7.【解析】选B、C。

装置①中乙酸与乙醇互溶，不能用分液法分离，A错；装置④应该在两装置间添加除乙醇装置，D错。

8.【

解析】选A、C。

温度、浓度对反应速率也有影响，因此欲探究接触面积对化学反应速率的影响必须控制其他条件均相同；蔗糖在稀硫酸溶液中水解后，应加入NaOH溶液中和掉硫酸，使溶液呈碱性，否则加入新制Cu（OH）2悬浊液并加热时，得不到Cu2O红色沉淀，也无法探究蔗糖水解产物具有还原性。

9.【解析】本题主要考查的是实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析。

因此实验基础的考查依然是以后学习和复习的重点。

（1）①石灰乳参与反应主要是与SO2的反应。

②为使SO2尽快转化，在比例不变的情况下，可以通过控制温度或控制气体的流速以确保反应的充分进行；③从图中可以看出，c（Mn2+）减少，c（SO42-）增加，可以认为Mn2+在O2与H2SO3反应中起了催化作用；

（2）根据题给信息，可以得出制备高纯MnCO3的操作流程：

加入NaHCO3溶液，同时控制溶液的pH<7.7→过滤、洗涤→检验SO42-是否被除去→为了降低MnCO3的损耗，用C2H5OH洗涤→低温干燥。

答案：

（1）①Ca（OH）2+SO2====CaSO3+H2O

②控制适当的温度　　缓慢通入混合气体

③Mn2+催化O2与H2SO3反应生成H2SO4

（2）①边搅拌边加入NaHCO3（Na2CO3

）,并控制溶液pH<7.7　　②过滤，用少量水洗涤2～3次　　③检验SO42-是否被洗涤除去

④用少量C2H5OH洗涤（凡合理答案均可）

10.【解析】题干已经指出教材实验的不足，并提出了改进实验方案的要求，要克服教材实验的缺点，必须使反应在无O2的环境中进行。

实验方案一：

（1）根据实验装置图1可以确定检查装置气密性的方法是关闭活塞，从U形管的右端加水使两边产生液面差，静置一会，观察液面差是否缩小。

（2）连接好装置，打开活塞，从U形管的右端快速注入稀硝酸，直到左端完全充满液体，关闭活塞，会发现U形管中液面左降右升，这就证明了生成的NO不溶于水。

（3）打开分液漏斗的活塞，在压力作用下，NO会进入分液漏斗内，与分液漏斗中的空气反应生成红棕色气体NO2。

实验方案二：

（5）根据操作和装置知反应时铜片表面有气泡产生，液面下降，溶液变蓝等现象。

（6）根据电子守恒：

2n（O2）=n（Cu）=3.2÷64=0.05（mol），V（O2）=0.56L。

答案：

（1）关闭活塞，从U形管的右端加水

，使两边产生液面差，静置一会，观察液面差是否缩小

（2）连接好装置，打开活塞，从U形管的右端注入稀硝酸，直到左端完全充满液体，然后关闭活塞，观察现象

（3）将活塞慢慢打开，观察到分液漏斗内有红棕色气体生成

（5）干燥管内铜片溶解，表面有气泡产生，干燥管内液面逐渐下降，溶液变成蓝色，当稀硝酸不与铜片接触时，液面停止下降

（6）0.56

11.【解析】

（1）选择锌和稀盐酸反应制氢气，2-丙醇在浓硫酸中发生消去反应制丙烯，反应方程式是

Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑、

CH3CH=CH2↑+H2O。

（2）导管a连通了分液漏斗上部和蒸馏烧瓶的上部，使二者压强相等，起到了保持恒压的作用，有利于分液漏斗中的液体顺利滴下；锥形瓶b起到

了安全瓶的作用，可以防倒吸；若用上述装置制取H2，气体发生装置中必需的玻璃仪器是分液漏斗和蒸馏烧瓶；要收集干燥的氢气必须用向下排空气法收集氢气。

（3）先通过使无水硫酸铜变蓝来检验水蒸气，检验丙烯之前必须先检验二氧化硫，因为二者都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，用品红溶液来检验二氧化硫，检验完后用饱和亚硫酸钠溶液将二氧化硫除去，再检验丙烯和二氧化碳（二者顺序可互换）。

（4）合成正丁醛的反应为放热反应，降温有利于平衡正向移动，但是温度越低反应速率越小，故温度不能太高也不能太低，必须采用适当的温度；合成正丁醛的反应是气体体积减小的反应，故高

压既有利于反应正向移动又有利于提高反应速率；使用催化剂有利于提高反应速率。

（5）根据信息可知正丁醛会和饱和NaHSO3溶液反应得到钠盐沉淀，故试剂1为饱和NaHSO3溶液，操作1是过滤；滤液是1-丁醇的水溶液，加入乙醚进行萃取后分液，故操作2是萃取；有机层经过干燥之后，再利用1-丁醇和乙醚的沸点差异进行蒸馏分离。

答案：

（1）Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑

CH3CH=CH2↑+H2O。

（2）保持恒压　　防倒吸　　NaOH溶液　　浓H2SO4

分液漏斗、蒸馏烧瓶

（3）④⑤①②③（或④⑤①③②）

（4）b

（5）饱和NaHSO3溶液　　过滤　　萃取　　蒸馏

12．【解析】装置A的试管中发生的是C与浓硝酸的反应，生成的CO2和NO2混合气体进入B装置与水反应，生成的硝酸与Cu反应，B瓶中可以观察到的现象是：

产生无色气体，溶液逐渐变蓝。

C瓶出来的气体是NO。

要验证D管中生成的是否是NaNO2，可通过以下方法来验证：

一种方法是将生成物置于试管中，加入稀硫酸，产生无色气体并在液面上方变为红棕色；另一种方法是将生成物置于试管中，加入酸性KMnO4溶液，看溶液紫色是否褪去。

E装置的作用是吸收尾气，以免污染空气。

为避免D管中生成NaOH，可在C、D之间增加一个干燥装置。

答案：

（1）C＋4HNO3（浓）

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

（2）产生无色气体，溶液逐渐变蓝　　NO

（3）将生成物置于试管中，加入稀硫酸　　产生无色气体并在液面上方变为红棕色　　3NO2－＋2H＋====NO3－＋2NO↑＋H2O、2NO+O2====2NO2（或将生成物置于试管中，加入酸性KMnO4溶液　　溶液紫色褪去　　5NO2－＋2MnO4－＋6H＋====5NO3－＋2Mn2＋＋3H2O）

（4）吸收尾气，以免污染空气

（5）在C、D之间增加一个盛浓硫酸的洗气瓶（或在C、D之间增加一个装无水CaCl2的干燥管）

高考创新预测

1.【解析】选C。

因碘在溶液中具有一定的溶解性，它不会从溶液中

析出，故无法用过滤的方法分离。

2.【解析】

（1）由于题中强调足量的乙二酸，故反应后乙二酸转化为HC2O4-，若写成C2O42-是错误的。

（2）中显然说明乙二酸具有还原性，把MnO4-还原为Mn2+。

（3）由各物质的性质可推测B中CuSO4固体检验乙二酸分解产物中的水，C装置检验乙二酸分解产物中的CO2，D装置的目的是为了除尽CO

2，防止影响后续实验现象的判断，E装置用来干燥气体，F、G装置用来判断乙二酸分解产物中有无CO生成。

（4）两者正好1∶1反应生成NaHC2O4，溶液显酸性说明HC2O4-的电离程度大于其水解程度。

（5）由（4）中原因可得离子浓度间的大小关系。

答案：

（1）HCO3-+H2C2O4====HC2O4-+CO2↑+H2O

（2）还原性　2　5　6　2　10　8

（3）除去混合气体中的CO2　　H2C2O4

H2O+CO↑+CO2↑

（4）反应所得溶液为NaHC2O4溶液，由于HC2O4-的电离程度比水解程度大，导致溶液中c（H+）>c（OH-），所以溶液呈酸性

（5）Na+>HC2O4->H+>C2O42->OH-