届北京高三化学一轮复习探究性实验专题训练.docx
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届北京高三化学一轮复习探究性实验专题训练
2010届北京高三化学一轮复习探究性实验专题训练
1、某实验小组的同学为了探究CuSO4溶液与Na2CO3溶液的反应原理并验证产物，进行如下实验。
实验Ⅰ：
将CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合，一定温度下充分反应至不产生气泡为止，过滤、冷水洗涤、低温干燥，得到蓝绿色固体。
该小组同学猜想此固体为xCuCO3·yCu（OH）2。
（1）为了验证猜想，先进行定性实验。
实验序号
实验步骤
实验现象
结论
实验Ⅱ
取适量蓝绿色固体，加入足量稀硫酸
固体溶解，生成蓝色溶液及________
蓝绿色固体中含有CO
（2）为进一步确定蓝绿色固体的组成，使用如下装置再进行定量实验。
实验Ⅲ：
称取5.190g样品，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置C和D中。
①装置C中盛放的试剂是________，装置E的作用是_________________________
________________________________________________________________，
反应结束时要通入适量的空气，其作用是__________________________________
_______________________________________________________________。
②实验结束后，测得装置C增重0.270g，装置D增重1.320g。
则该蓝绿色固体的化学式为_____________________________________________。
（3）若x＝y＝1，写出CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合时反应的化学方程式：
_______________________________________________________________。
（4）已知20℃时溶解度数据：
S[Ca（OH）2]＝0.16g，S[Ba（OH）2]＝3.89g。
有同学据此提出可将装置D中的澄清石灰水换成等体积的饱和Ba（OH）2溶液，其可能的依据之一是__________________________________________________________。
（5）有同学为了降低实验误差，提出如下建议，其中合理的是________（填字母序号）。
A．加热装置B前，先通空气一段时间后再称量C、D的初始质量
B．将D换为盛有碱石灰的U形管
C．将C、D颠倒并省去E装置
答案
（1）产生无色气体
（2）①无水氯化钙 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D中 使分解产生的气体全部进入装置C和D中 ②2CuCO3·Cu（OH）2
（3）2CuSO4＋2Na2CO3＋H2O===CuCO3·Cu（OH）2↓＋CO2↑＋2Na2SO4 （4）Ba（OH）2的溶解度大于Ca（OH）2，相同体积的饱和Ba（OH）2溶液吸收CO2的量更多（答案合理即可） （5）AB
2、某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05mol·L－1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。
（1）检验产物
①取少量黑色固体，洗涤后，______________________________________（填操作和现象），
证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有__________________________________________________________。
（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是________________________________________________
_______________________________________________________（用离子方程式表示）。
针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。
同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀；溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀；较3min时量少；溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀；较30min时量少；溶液红色较30min时变浅
（资料：
Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN）
②对Fe3＋产生的原因作出如下假设：
假设a：
可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；
假设b：
空气中存在O2，由于____________________________________
（用离子方程式表示），可能产生Fe3＋；
假设c：
酸性溶液中NO
具有氧化性，可产生Fe3＋；
假设d：
根据________现象，判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。
③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3＋的主要原因。
实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ：
向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ：
装置如图，其中甲溶液是________，操作及现象是
______________________________________________。
（3）根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ～ⅲ中Fe3＋浓度变化的原因：
_____________________________________________________
_____________________________________________________。
答案
（1）①加入过量的稀盐酸，黑色固体部分溶解（其他答案合理均可）
②Fe2＋
（2）2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
②4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 溶液产生白色沉淀，且随时间变长，白色沉淀减少，红色加深
③0.017mol/LFe（NO3）3 Fe（NO3）2溶液和KSCN溶液 如图连接装置，电流计指针偏转，左烧杯中溶液变红色，右烧杯中银棒上出现黑色固体
（3）溶液中存在如下两个平衡：
①Ag＋＋Fe2＋
Fe3＋＋Ag ②Fe3＋＋3SCN－
Fe（SCN）3，随着反应①的进行，c（Fe3＋）增大，平衡②正向移动，溶液红色加深，随后发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，c（Fe3＋）减少，平衡②逆向移动，溶液红色变浅
3、肼（N2H4）是一种高能燃料，在生产和研究中用途广泛。
化学小组同学在实验中用过量NH3和NaClO溶液反应制取N2H4（液）并探究其性质。
回答下列问题：
（1）肼的制备
①用上图装置制取肼，其连接顺序为_________________（按气流方向，用小写字母表示）。
②装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________，
装置D的作用是________。
（2）探究：
N2H4和AgNO3溶液的反应
将制得的肼分离提纯后，进行如下实验：
证明黑色沉淀已洗涤干净的操作是______________________。
[查阅资料]N2H4水溶液的碱性弱于氨水；N2H4有强还原性。
AgOH在溶液中不稳定易分解生成Ag2O；Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。
[提出假设]
假设1：
黑色固体可能是Ag；
假设2：
黑色固体可能是________；
假设3：
黑色固体可能是Ag和Ag2O。
[实验验证]该同学基于上述假设，设计如下方案，进行实验，请完成下表中的空白部分。
实验编号
操作
现象
实验结论
1
取少量黑色固体于试管，________
黑色固体不溶解
假设1成立
2
操作同实验1
黑色固体完全溶解
假设2成立
3
①取少量黑色固体于试管中，加入适量氨水，振荡，静置，取上层清液于洁净试管中，加入几滴乙醛，水浴加热。
②取少量黑色固体于试管中，加入足量稀硝酸，振荡。
①________；②________
假设3成立
根据实验现象，假设1成立，则N2H4与AgNO3溶液反应的离子方程式为___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案
（1）①defabc（ef顺序可互换） ②NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O 防止倒吸（或安全瓶）
（2）取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加NaCl溶液，无白色沉淀生成说明沉淀已洗涤干净
假设2：
Ag2O
实验1：
加入足量氨水，振荡
实验3：
①试管内壁有银镜生成
②固体完全溶解，并有气体产生
N2H4＋4Ag＋===4Ag↓＋N2↑＋4H＋（生成物写成N2H
、N2H
也可）
4、实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。
资料：
K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。
（1）制备K2FeO4（夹持装置略）
①A为氯气发生装置。
A中反应方程式是__________________________________
____________________________________________________________（锰被还原为Mn2＋）。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
③C中得到紫色固体和溶液。
C中Cl2发生的反应有3Cl2＋2Fe（OH）3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外还有__________________________。
（2）探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。
为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：
方案Ⅰ
取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。
取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。
i.由方案I中溶液变红可知a中含有________离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由__________________________________产生（用方程式表示）。
ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。
用KOH溶液洗涤的目的是_________________________________________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出：
氧化性Cl2________FeO
（填“>”或“<”），而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO
的氧化性强弱关系相反，原因是___________________________________________________
___________________________________________。
③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO
>MnO
，验证实验如下：
将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。
该现象能否证明氧化性FeO
>MnO
。
若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。
理由或方案：
___________________________________________
___________________________________________________。
答案
（1）①2KMnO4＋16HCl===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O
②
③Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O
（2）①i.Fe3＋ 4FeO
＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O
ii.排除ClO－的干扰
②> 溶液酸碱性不同
③理由：
FeO
在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色一定是MnO
的颜色
或方案：
向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色
5、草酸是一种重要的化工产品。
某校化学兴趣小组拟在实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸并探究草酸的分解产物。
Ⅰ.草酸的制备
该小组同学设计如图所示装置（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去）来制备草酸。
实验过程如下：
①将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中；
②控制反应液温度在55～60℃条件下，边搅拌边缓缓滴加一定量含有适量催化剂的混酸（65%HNO3与98%H2SO4的质量之比为2∶1.5）溶液；
③反应3h左右，冷却，抽滤后再重结晶得草酸晶体。
（1）该反应需控制反应液温度在55～60℃，并缓缓滴加混酸，原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
（2）抽滤是指利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，达到固液分离的目的。
抽滤的优点是_____________________________________________________________
_______________________________________________________________。
（3）冷凝水的进口为________（填“a”或“b”）口。
Ⅱ.草酸的分解实验探究
小组同学经查阅资料知，草酸晶体在101℃时熔化并开始升华，157℃时大量升华，继续升温会分解。
为了检验草酸晶体受热分解的产物中是否有CO2，甲、乙两位同学分别设计了装置1、装置2来完成实验。
（4）简述检验装置1的气密性的操作方法：
___________________________
___________________________________________________________。
（5）有同学提出装置B处可能会发生危险，理由是_____________________
________________________________________________________。
（6）甲、乙两位同学都考虑到了用冰水来冷凝，冰水冷凝的目的是_______
_____________________________________________________。
（7）有同学提出甲、乙两位同学设计的装置都有缺陷，请你从A～F中选择合适的仪器，组装一套更合理的装置，按照气流由左到右的顺序依次为________（用字母表示）。
答案
（1）温度太低，反应速率慢，温度太高或滴入过快会导致草酸产率下降（C6H12O6和H2C2O4进一步被氧化）
（2）可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀
（3）a
（4）如图连接好装置，将导管b没入水中，微热（或手捂）试管a，看到导管口处有气泡冒出，撤火（或松手）后，观察到导管内有一段水柱上升，则说明该装置的气密性良好
（5）B中的导管过长、过细，冷凝后的草酸晶体可能会堵塞导管而发生爆炸
（6）冷凝使草酸结晶分离，防止草酸蒸气干扰CO2的检验
（7）A、E、F
6、碱式碳酸铜可用作有机催化剂、杀虫剂及饲料中铜的添加剂，还可用于烟火和颜料制造。
CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应能否得到碱式碳酸铜？
某班同学进行相关探究。
【沉淀制备】 取一定量胆矾（CuSO4·5H2O）溶于水，再滴几滴稀硫酸，充分搅拌后得到一定体积的CuSO4溶液。
向其中加适量Na2CO3溶液，将所得蓝绿色悬浊液过滤，用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤。
（1）滴加稀硫酸的作用是_________________________________________。
（2）用无水乙醇洗涤的目的是______________________________________。
【实验探究】 同学们设计了如图装置，用制得的蓝绿色固体进行实验。
（3）D装置加热前，需要先打开活塞K，用A装置制取适量N2，然后关闭活塞K，点燃D处的酒精灯。
A中产生的N2将装置中的空气排出，避免干扰。
C中盛装的试剂应是________。
（4）装置A中发生反应的离子方程式为__________________________
_________________________________________________________。
（5）若蓝绿色固体的组成为xCuCO3·yCu（OH）2，实验能观察到的现象是______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
（6）同学们查阅文献知：
Ksp（CaCO3）＝2.8×10－9，Ksp（BaCO3）＝5.1×10－9，经讨论认为需要用Ba（OH）2代替Ca（OH）3来定量测定蓝绿色固体的化学式，其原因是________。
a．Ba（OH）2的碱性比Ca（OH）2强
b．Ba（OH）2溶解度大于Ca（OH）2能充分吸收CO2
c．相同条件下，CaCO3的溶解度明显大于BaCO3
d．吸收等量CO2生成的BaCO3的质量大于CaCO3，测量误差小
待D中反应完全后，打开活塞K，再次滴加NaNO2溶液产生N2，其目的是_____________________________________________________________
_________________________________________________________________。
若定量分析所取蓝绿色固体质量为27.1g，装置F中使用Ba（OH）2溶液，实验结束后，装置E的质量增加2.7g，F中产生沉淀19.7g。
则该蓝绿色固体的化学式为________。
答案
（1）抑制Cu2＋水解，防止溶液变浑浊
（2）利用乙醇易挥发的性质带走沉淀上面的水
（3）浓硫酸
（4）NO
＋NH
N2↑＋2H2O
（5）硬质玻璃管中蓝绿色固体变黑色，E中白色固体变蓝，F中澄清石灰水变浑浊
（6）bd 让停留在装置中的气体被充分吸收，减小实验误差
2CuCO3·3Cu（OH）2或3Cu（OH）2·2CuCO3或Cu5（OH）6（CO3）2
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