实验探究.docx
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实验探究
实验探究
1．（14分）某课外小组欲探究在适当温度和催化剂的条件下，SO2与O2反应后混合气体的
成分。
已知：
①沸点：
SO2－10℃，SO345℃；②SO3遇水剧烈反应，放出大量热，
产生酸雾。
③98.3%H2SO4可以吸收SO3和酸雾。
提供的药品：
Na2SO3固体、10mol/LH2SO4、催化剂（V2O5）、KMnO4固体、蒸馏水、0.5
mol/LBaCl2溶液、98.3%H2SO4、2.0mol/LNaOH溶液、品红溶液等。
（1）该小组同学用Na2SO3固体与10mol/LH2SO4混合制取SO2。
发生装置应该选用下图中装置（填字母）。
（2）若选用上图中b装置制O2，反应的方程式是。
（3）该小组同学为检验反应后混合气体的成分，设计如下装置：
①b中发生反应的化学方程式是 。
②c中盛放的试剂是；e中盛放的试剂是，其作用是。
③某同学提出用饱和的NaHSO3溶液代替98.3%的浓H2SO4，请你评价该方案是否可行，若可以不必说明理由；若不可行，简述其理由。
2.（12分）某同学欲在实验室中对Fe3+与I-的反应进行探究，实现Fe2+与Fe3+的相互转化。
（1）该同学最初的实验操作和现象如下：
编号
操作
现象
I
先向2mL0.1mol/LFeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水
II
先向2mL0.1mol/LFeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1mol/LKI溶液
滴加KSCN溶液后，溶液变成红色；滴加KI溶液后，红色无明显变化
①实验I的现象为。
②FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为。
（2）该同学分析了导致实验II现象的可能原因，并对实验方案进行了改进。
改进后的
实验操作和现象如下：
编号
操作
现象
III
向2mL0.1mol/LKI溶液中滴加1mL
0.1mol/LFeCl3溶液，再滴加KSCN溶液
滴加FeCl3溶液后，溶液变成黄色；滴加KSCN溶液后，溶液变成红色
根据实验III，甲同学认为Fe3+有可能与I-发生氧化还原反应，请结合实验现象用简
明的文字说明他得出上述结论的理由。
（3）该同学认为需要进一步设计实验证明根据实验III中现象得出的结论。
请补全下表中
的实验方案。
编号
操作
预期现象及结论
IV
向2mL0.1mol/LKI溶液中滴加1mL
0.1mol/LFeCl3溶液，
（4）上述实验结果表明，Fe3+有可能与I-发生氧化还原反应。
进一步查阅资料知，参加反
应的Fe3+与I-的物质的量相同。
该同学结合上述实验结论，分析了实验III中加入
KSCN后溶液变红的原因，认为Fe3+与I-反应的离子方程式应写为
。
27.（16分）某校学生实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，用下图所示装置进行实验，（加热装置和夹持装置均已略去，气密性已检验,F是用于鼓入空气的双连打气球）
实验操作及现象：
操作
现象
Ⅰ.将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触
产生气体
Ⅱ.当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提
Ⅲ.将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热
装置A中产生无色气体
装置E中开始时出现浅红棕色气体
Ⅳ.用F向E中鼓入空气
烧瓶E内气体颜色逐渐加深
Ⅴ.一段时间后
C中白色沉淀溶解
试回答：
（1）操作Ⅰ中产生气体的化学式为__________________________。
（2）操作Ⅰ的目的是。
（3）C中白色沉淀的化学式是，操作Ⅱ中当C产生白色沉淀时立刻将B上提的原因是。
（4）操作Ⅲ中装置A产生无色气体的化学方程式是。
（5）烧瓶E内气体颜色逐渐加深的原因是。
（6）操作Ⅴ现象产生的原因是（结合化学方程式说明）。
（7）D装置的作用是____________________________________。
4.（16分）氯化铁是实验室中的重要试剂。
某同学用mg含有铁锈（Fe2O3）的废铁屑来制取FeCl3·6H2O晶体，同时测定废铁屑中铁的质量分数，为此设计了如下装置（夹持装置略，气密性已检验）：
操作步骤如下：
Ⅰ.打开弹簧夹K1、关闭弹簧夹K2，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸。
Ⅱ.当……时，关闭弹簧夹K1、打开弹簧夹K2，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。
Ⅲ.将烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl3·6H2O晶体。
请回答：
（1）A中发生的置换反应的化学方程式是。
（2）操作Ⅱ中“……”的内容是,烧杯中的现象是，相应的离子方程式和化学方程式是、。
（3）操作Ⅲ不采用直接加热制FeCl3·6H2O晶体的原因是（用简要文字并结合离子方程式解释）。
（4）测得B中所得的气体是VmL（标准状况时），由此计算出该废铁屑中铁的质量分数是，该数值比实际数值偏低，若实验过程操作无误，偏低的原因是。
（5）为了准确测定铁的质量分数，还可以另取mg废铁屑和某种常见的还原剂气体在加热时充分反应到恒重，测得实验后剩余固体质量是wg。
由此求出铁的准确质量分数是（用含m、和w的式子表示）。
27.（14分）某课外活动小组设计下列实验装置,验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。
（1）过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是，该反应中，反应物的总能量（填“大于”或“小于”）生成物的总能量。
（2）装置Ⅰ中的试剂是（填序号）。
a.稀盐酸b.稀硫酸c.小苏打d.石灰石
（3）实验时，应先打开弹簧夹（填K1或K2），观察到预期现象后，关闭它，再打开另一个弹簧夹。
（4）实验过程中将带火星的木条置于a口，观察到带火星的木条始终不复燃。
①为观察到最终木条复燃，甲建议在Ⅲ后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是；
②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明CO2参与了反应，原因是。
（5）为进一步达到实验目的，应补充的实验是：
取最终反应后Ⅲ中所得固体，。
6．（16分）某小组同学欲探究NH3催化氧化反应，按下图装置进行实验。
A、B装置可选药品：
浓氨水、H2O2、蒸馏水、NaOH固体、MnO2
（1）NH3催化氧化的化学方程式是。
（2）装置B中产生气体的原因有（结合化学用语解释）。
（3）甲乙两同学分别按上述装置进行实验。
一段时间后，装置G中溶液都变成蓝色。
①甲观察到装置F中有红棕色气体，生成红棕色气体的化学方程式是。
②乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是（写化学式）。
③用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因：
。
（4）为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体，可在原实验的基础上进行改进。
①甲认为可调节K1和K2控制A、B装置中的产气量，应（填“增加”或“减少”）装置A中的产气量，或（填“增加”或“减少”）装置B中的产气量。
②乙认为可在装置E、F间增加一个装置，该装置可以是（填序号）。
（5）为实现该反应，也可用右图所示的装置替换上述装置中虚线框部分，化合物
X为。
NH4HCO3的作用是。
7.（16分）
氢化钙（CaH2）固体是登山运动员常用的能源提供剂。
氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。
氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取，下图是模拟制取装置。
（1）与氢气相比，氢化钙作为能源提
供剂的优点是。
（2）装置B的作用是；装置D的作用是；反应开始前，先通入一段时间氢气的目的是。
（3）为了确认进入装置C的氢气已经干燥，应在B、C之间再连接一装置，该装置中加入的试剂是。
（4）利用上图装置进行实验，步骤如下：
检查装置气密性后装入药品；打开分液漏斗活塞，
（请按正确的操作顺序填入序号）。
①加热反应一段时间②收集气体并检验其纯度
③关闭分液漏斗活塞④停止加热，
充分冷却
（5）上述实验中假设钙充分反应，为测定所得氢化钙的纯度，可称取44mg氢化钙样品与足量水反应，反应完全后充分冷却，最终生成气体体积约44.8mL（标准状况）,试通过计算求样品中氢化钙的纯度。
若钙没有充分反应，对氢化钙纯度的测定（填“有”或“无”）影响。
答案
1．（14分）
（1）c……………………………………………………………………………………（2分）
（2）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑…………………………………（2分）
（3）①2SO2+O22SO3…………………………………（2分）
②0.5mol/LBaCl2溶液………………………………………………………（2分）
品红溶液（或KMnO4溶液）……………………………………………………（2分）
检验和除去SO2气体………………………………………………………（2分）
③虽然饱和NaHSO3溶液可除去SO3，但是SO3与NaHSO3反应生成SO2，干扰对原混合气体中SO2的检验。
…………………………………………………………（2分）
2．（12分）
（1）①滴加KSCN后溶液无明显变化，加入氯水后溶液变成红色（各1分）
②2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
（2）溶液变成黄色，推测生成了I2（其他合理答案可酌情给分）
（3）
编号
操作
预期现象及结论
IV
再滴加淀粉溶液（或CCl4；或铁氰化钾溶液）
（1分）
预期现象：
溶液变蓝（或溶液分层，下层溶液为紫色；或生成蓝色沉淀），结论：
Fe3+能与I-发生氧化还原反应，生成I2（或Fe2+）
（现象、结论各1分）
（其他合理答案可酌情给分）
（4）2Fe3++2I-
2Fe2++I2（3分，不写可逆符号扣2分）
3.（16分，每空2分）
（1）CO2
（2）用碳酸钙与稀硝酸反应产生的二氧化碳气赶走装置内的空气
（3）CaCO3防止消耗硝酸过多影响铜与硝酸的反应
（4）
（5）CO2比空气重，从长管进入E，并没有把E中空气赶尽，致使部分NO先与未赶尽的空气生成少量红棕色NO2，当再从F鼓入空气时，E中有更多NO2生成，所以红棕色加深
（6）HNO33NO2+H2O=2HNO3+NO（或4NO+3O2+2H2O=4HNO3）
（7）平衡压强，吸收NO、NO2、CO2尾气，防止污染大气
4.（16分）
（1）Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
（2）当A中固体完全消失；无色溶液逐渐变黄，有气泡产生。
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O、2H2O2
2H2O+O2↑
（3）Fe3++3H2O
Fe（OH）3+3H+，加热会促进FeCl3水解，产生Fe（OH）3。
（4）Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少。
（5）
5.（共14分）
（1）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2大于
（2）bc（3）K2
（4）①除去未充分反应的CO2②水与Na2O2反应生成氧气
（5）加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水（合理答案均给分）
6．（16分）
（1）4NH3+5O2
4NO+6H2O
（2）在氨水中存在平衡：
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH—，加入NaOH固体，OH—浓度增加，平衡向左移动，NaOH固体溶于水放出大量热，均有利于NH3逸出
（3）①2NO+O2==2NO2（1分）②NH4NO3（1分）③3Cu+8H++2NO3—=3Cu2++2NO↑+4H2O
（4）①增加（1分）减少（1分）②abc（选2个得1分，选1个不得分）
（5）Na2O2NH4HCO3分解放出NH3；同时放出的CO2和H2O与Na2O2反应生成O2
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