2023屆高考化學(xué)魯科版一輪復(fù)習(xí)檢測-第十章第4課時(shí)　定性、定量探究型綜合實(shí)驗(yàn)

第4課時(shí)定性、定量探究型綜合實(shí)驗(yàn)題號(hào)知識(shí)易中難物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)原理探究15物質(zhì)組成、含量的探究2,34非選擇題1.(2021·福建福州三模)某活動(dòng)小組的同學(xué)對(duì)甲烷還原氧化銅進(jìn)行了探究,回答下列問題:查閱資料得:實(shí)驗(yàn)室制取甲烷常用的方法為無水醋酸鈉(CH3COONa)與氫氧化鈉在二氧化錳作催化劑的條件下共熱,產(chǎn)物中有少量的副產(chǎn)物丙酮(CH3COCH3),丙酮可與水混溶。(1)組裝好儀器后,首先進(jìn)行的操作是,實(shí)驗(yàn)中先點(diǎn)燃(填“A”或“D”)處酒精燈,目的是,此時(shí)K1、K2的狀態(tài)為(填標(biāo)號(hào))。

A.K1關(guān)閉、K2關(guān)閉B.K1關(guān)閉、K2打開C.K1打開、K2打開D.K1打開、K2關(guān)閉(2)裝置A中主要發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,

試管內(nèi)壁加一層鋁箔不僅能使藥品受熱均勻,還能 。

(3)裝置B中盛裝的試劑為。

(4)實(shí)驗(yàn)過程中記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:裝置DEFG實(shí)驗(yàn)前裝置總質(zhì)量/g180.0277.8311.5301.0實(shí)驗(yàn)后裝置總質(zhì)量/g177.2279.6312.6301.0若裝置D中的氧化銅全部被還原成銅,則氣球中收集到的由D中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L,此條件下,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

解析:(1)有氣體參與的實(shí)驗(yàn),在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前都要檢查裝置的氣密性;實(shí)驗(yàn)中要先點(diǎn)燃A處的酒精燈,利用反應(yīng)產(chǎn)生的CH4驅(qū)趕裝置中的空氣,此時(shí)要打開K1,關(guān)閉K2,避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判斷,故選D。(2)在裝置A中無水醋酸鈉與NaOH混合加熱反應(yīng)產(chǎn)生CH4、Na2CO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3;試管內(nèi)壁加一層鋁箔不僅能使藥品受熱均勻,還能將氫氧化鈉與試管隔離,避免高溫下氫氧化鈉對(duì)試管的腐蝕,也可使反應(yīng)后的試管更容易清洗。(3)裝置B中裝水,用來除去甲烷中的丙酮。(4)裝置D中減少的質(zhì)量為氧元素的質(zhì)量,即參與反應(yīng)的n(CuO)=(180.0-177.2)g16g/mol=0.175mol,裝置E中增加的是水的質(zhì)量,即n(H2O)=(279.6-277.答案:(1)檢查裝置的氣密性A利用產(chǎn)生的甲烷趕走裝置中的空氣D(2)CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3保護(hù)試管,使反應(yīng)混合物不黏附在試管壁上(3)水(4)0.562CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O2.(2021·福建寧德三模)某研究小組探究鐵礦石中鐵元素化合價(jià)并利用碘量法測定鐵礦石中的鐵含量。實(shí)驗(yàn)過程如下:Ⅰ.探究鐵礦石中鐵元素化合價(jià)研究小組為探究鐵元素化合價(jià),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖。(1)乙同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:鐵礦石中含+2、+3價(jià)鐵。實(shí)驗(yàn)ⅰ的現(xiàn)象為。實(shí)驗(yàn)ⅱ反應(yīng)的離子方程式為

。

(2)甲同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的結(jié)論不合理,不能判斷鐵礦石中有+3價(jià)鐵,理由是

。

Ⅱ.測定鐵礦石中的鐵含量步驟1:稱取0.3000g試樣于容器中,加入無水Na2CO3和過量Na2O2,700℃加熱熔融10min,鐵元素轉(zhuǎn)化成FeO2步驟2:將步驟1所得物質(zhì)放置燒杯中,加入熱水、鹽酸,并加熱煮沸數(shù)分鐘。補(bǔ)加鹽酸,稀釋至100mL。步驟3:將稀釋液轉(zhuǎn)至碘量瓶中,加入過量KI溶液,攪拌后放置1～2min,滴入淀粉溶液,用amol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL。已知:2S2O32-+I2S4O62-+2I-,2Cu2++4I(3)以上步驟需要用到下列儀器中的(填標(biāo)號(hào))。

(4)步驟2加熱煮沸數(shù)分鐘的目的是

。

(5)步驟3中放置時(shí)間不同對(duì)鐵含量測定結(jié)果的影響如下表:放置時(shí)間/min013510測定結(jié)果/%25.8826.8326.8326.9727.10鐵含量測定結(jié)果隨放置時(shí)間加長而變大的可能原因是

。

(6)計(jì)算鐵礦石試樣中鐵的含量為(列計(jì)算式)。

(7)測定時(shí),若鐵礦石中的銅元素未除去,則鐵含量測定結(jié)果(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

解析:Ⅰ.(1)含有+3價(jià)鐵在實(shí)驗(yàn)ⅰ中會(huì)與SCN-結(jié)合生成紅色配合物,現(xiàn)象是溶液出現(xiàn)紅色;含有+2價(jià)鐵在實(shí)驗(yàn)ⅱ中會(huì)與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng),離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2(2)有可能礦石原本不含有+3價(jià)鐵,由+2價(jià)鐵被氧化后產(chǎn)生,即理由是鐵礦石用硫酸溶解時(shí)在空氣中進(jìn)行,+2價(jià)鐵可被空氣中的氧氣氧化為+3價(jià)。Ⅱ.(3)步驟1加熱熔融固體需要坩堝,故選B。(4)步驟2加熱煮沸數(shù)分鐘的目的是除去多余的O2、H2O2以免對(duì)后續(xù)測定產(chǎn)生干擾;加快反應(yīng)速率。(5)鐵含量測定結(jié)果隨放置時(shí)間加長而變大的原因是放置時(shí)間加長,Fe3+與I-反應(yīng)更充分,過量的I-被空氣中的氧氣氧化。(6)FeO2-在鹽酸中得到Fe3+,與KI反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++2I-2Fe2++I2,用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2的反應(yīng)為2S2O32-+I2S4O62-+2I-,則關(guān)系式為2Fe3+～I(xiàn)2～2S2O32-,n(Fe3+)=n(S2O32-(7)測定時(shí),若鐵礦石中的銅元素未除去,則Cu2+也會(huì)與I-反應(yīng)產(chǎn)生部分I2,故會(huì)消耗更多的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液,則鐵含量測定結(jié)果偏高。答案:(1)溶液出現(xiàn)紅色5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O(2)鐵礦石用硫酸溶解時(shí)在空氣中進(jìn)行,+2價(jià)鐵可被空氣中的氧氣氧化為+3價(jià)(3)B(4)除去多余的O2、H2O2以免對(duì)后續(xù)測定產(chǎn)生干擾;加快反應(yīng)速率(5)放置時(shí)間加長,Fe3+與I-反應(yīng)更充分,過量的I-被空氣中的氧氣氧化(6)56aV×103.某淺綠色晶體X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化學(xué)中常用作還原劑。為確定其組成,某小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):Ⅰ.NH4采用蒸餾法,蒸餾的裝置如圖所示:相關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟如下:①準(zhǔn)確稱取58.80g晶體X,加水溶解后,將溶液注入三頸燒瓶中;②準(zhǔn)確量取50.00mL3.030mol·L-1H2SO4溶液于錐形瓶中;③向三頸燒瓶中加入足量NaOH溶液,通入氮?dú)?加熱,蒸氨結(jié)束后取下錐形瓶;④用0.120mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中過量的硫酸,滴定終點(diǎn)時(shí)消耗25.00mLNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。(1)儀器M的名稱為。

(2)步驟③中,發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

蒸氨結(jié)束后,為了減少實(shí)驗(yàn)誤差,還需要對(duì)直形冷凝管進(jìn)行“處理”,“處理”的操作方法是

。(3)步驟④中,若振蕩時(shí)錐形瓶中有液體濺出,則所測得的n(NH4+)的值將Ⅱ.SO4采用重量分析法,實(shí)驗(yàn)步驟如下:①另準(zhǔn)確稱取58.80g晶體X于燒杯中,加水溶解,邊攪拌邊加入過量的BaCl2溶液;②將得到的溶液用無灰濾紙(灰分質(zhì)量很小,可忽略)過濾,洗滌沉淀3～4次;③用濾紙包裹好沉淀取出,灼燒濾紙包至濾紙完全灰化;④繼續(xù)灼燒沉淀至恒重,稱量,得沉淀質(zhì)量為69.90g。(4)步驟①中,判斷BaCl2溶液已過量的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是

。

(5)步驟②中,采用冷水洗滌沉淀,其主要目的是

。

(6)結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ通過計(jì)算得出晶體X的化學(xué)式為。解析:Ⅰ.(2)Fe2+與NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀,隨后被氧化為氫氧化鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;蒸氨結(jié)束后,直形冷凝管中會(huì)殘留一些液氨,會(huì)對(duì)測定結(jié)果產(chǎn)生影響,因此為了減少實(shí)驗(yàn)誤差,還需要對(duì)直形冷凝管進(jìn)行“處理”,“處理”的操作方法是用蒸餾水沖洗冷凝管內(nèi)通道2～3次,將洗滌液注入錐形瓶中。(3)步驟④中,若振蕩時(shí)錐形瓶中有液體濺出,消耗NaOH的量減少,則測定錐形瓶內(nèi)溶液中剩余的硫酸的量減少,與氨氣反應(yīng)的硫酸的量增多,造成所測得的n(NH4+)的值偏大。Ⅱ.(4)判斷BaCl2是否過量,可以在上層清液中繼續(xù)滴加BaCl2,若無新沉淀生成,則說明SO42-沉淀完全,即BaCl2過量。(5)用冷水洗滌可以降低固體的溶解度,減少固體的溶解。(6)過量的H+的物質(zhì)的量為0.120mol·L-1×0.025L=0.003mol,與NH3反應(yīng)的H+的物質(zhì)的量為3.030mol·L-1×0.05L×2-0.003mol=0.3mol,即n(NH4+)=0.3mol;69.90g沉淀為BaSO4,則n(SO42-)=69.90g233g·mol-1=0.3mol;利用電荷守恒n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-),得n(Fe2+)=0.15mol;再利用質(zhì)量守恒得m(H2O)=58.80g-m(N答案:(1)分液漏斗(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3用蒸餾水沖洗冷凝管內(nèi)通道2～3次,將洗滌液注入錐形瓶中(3)偏大(4)待濁液分層后,向上層清液中加入1～2滴BaCl2溶液,若無白色渾濁出現(xiàn),則說明BaCl2溶液已過量(5)盡可能減少沉淀的溶解損失,減小實(shí)驗(yàn)誤差(6)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O4.草酸亞鐵在形成晶體時(shí)會(huì)結(jié)合一定量的水;在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要用途,如作照相的顯影劑,生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池的原料等。已知:①草酸亞鐵不溶于水,可溶于酸;②Fe(SCN)63-+3C2O42-Fe(C2O回答下列問題:Ⅰ.甲同學(xué)檢查藥品時(shí)發(fā)現(xiàn)該晶體顯淺黃色,認(rèn)為晶體不純,可能是因?yàn)椴糠?2價(jià)的鐵被氧化。為驗(yàn)證自己的猜想,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。取少量的晶體樣品溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,溶液無明顯變化。由此認(rèn)為晶體中不存在+3價(jià)的鐵。你認(rèn)為(填“正確”或“不正確”),理由是

。

Ⅱ.乙同學(xué)為測定草酸亞鐵晶體(FeC2O4·xH2O)中的結(jié)晶水含量,利用如圖裝置:(1)做實(shí)驗(yàn)前首先要。(2)稱取一定質(zhì)量的晶體,裝好藥品,開始實(shí)驗(yàn),接下來的實(shí)驗(yàn)步驟依次為(填字母),重復(fù)實(shí)驗(yàn)直至裝置B恒重。

a.點(diǎn)燃酒精燈,加熱b.熄滅酒精燈c.關(guān)閉Kd.打開K,緩緩?fù)ㄈ氲獨(dú)鈋.冷卻至室溫f.稱量Ⅲ.丙同學(xué)用滴定的方法也可以測定草酸亞鐵晶體中結(jié)晶水的含量。取ag草酸亞鐵晶體溶于稀硫酸,再把所得溶液稀釋成500mL,取出50mL放入錐形瓶,向其中逐滴滴入未知濃度的酸性KMnO4溶液,振蕩,發(fā)現(xiàn)溶液顏色逐漸變?yōu)樽攸S色,且有氣泡冒出,當(dāng)溶液顏色突變成淺紫色,停止滴加。接著向溶液中加入稍過量的KI溶液和幾滴淀粉溶液,然后再用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)。幾次實(shí)驗(yàn)平均消耗Na2S2O3溶液VmL。(2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI)(1)寫出向溶液中滴加酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:

。

(2)上述實(shí)驗(yàn)中稀釋草酸亞鐵溶液時(shí)除燒杯和玻璃棒外,還必需用到的玻璃儀器有

。

(3)x=(用含a、c、V的代數(shù)式表示)。

(4)若實(shí)驗(yàn)中滴入酸性KMnO4溶液過多,則所得x值(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

解析:Ⅰ.根據(jù)題給信息,C2O42-比SCN-更易與Fe3+結(jié)合,所以取少量的晶體樣品溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,溶液無明顯變化,不能判定晶體中不存在+3價(jià)的鐵。Ⅱ.(1)做實(shí)驗(yàn)前首先要檢查裝置是否漏氣,即檢查裝置的氣密性。(2)將一定質(zhì)量的晶體裝好,由于草酸亞鐵晶體中亞鐵離子易被氧氣氧化,所以要排盡裝置內(nèi)的空氣,先打開K,緩緩?fù)ㄈ氲獨(dú)?然后點(diǎn)燃酒精燈,加熱,反應(yīng)結(jié)束后,熄滅酒精燈,冷卻至室溫后關(guān)閉K,進(jìn)行稱量,重復(fù)實(shí)驗(yàn)直至裝置B恒重,即正確的實(shí)驗(yàn)步驟為dabecf。Ⅲ.(1)草酸亞鐵晶體中含有Fe2+和C2O42-,在酸性條件下,能分別被KMnO4溶液氧化為Fe3+和CO2,而MnO4-被還原為Mn2+,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒及電荷守恒可得反應(yīng)的離子方程式為3MnO4-+5Fe2++5C2O42-+24H+3Mn2++5Fe3++12H2O+10CO2↑。(2)把草酸亞鐵溶液稀釋成500mL溶液時(shí),除燒杯和玻璃棒外,還必需用到的玻璃儀器有500mL容量瓶、膠頭滴管。(3)根據(jù)反應(yīng)3MnO4-+5Fe2++5C2O42-+24H+3Mn2++5Fe3++12H2O+10CO2↑可知,反應(yīng)生成Fe3+,其可把I-氧化為I2,反應(yīng)為2Fe3++2I-2Fe2++I2;生成的I2又被Na2S2O3還原為I-,反應(yīng)為2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI;根據(jù)上述反應(yīng)關(guān)系可知,n(FeC2O4·xH2O)=n(Fe2+)=n(Fe3+)=2n(I2)=n(Na2S2O3)=cV×10-3mol,所以50mL溶液中n(FeC2O4·xH2O)=cV×10-3mol,又因?yàn)樵芤后w積為500mL,所以n(FeC2O4·xH2O)=cV×10-3×50050mol=cV答案:Ⅰ.不正確根據(jù)已知,C2O42-比SCN-Ⅱ.(1)檢查裝置的氣密性(2)dabecfⅢ.(1)3MnO4-+5Fe2++5C2O42-+24H+3Mn2++5Fe3++12H(2)500mL容量瓶、膠頭滴管(3)50a5.(2021·北京二模)某化學(xué)興趣小組為探究高錳酸鉀與銅的反應(yīng),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:實(shí)驗(yàn)一對(duì)應(yīng)現(xiàn)象一段時(shí)間后,培養(yǎng)皿中由銅片向外側(cè)依次呈現(xiàn):A區(qū)澄清且?guī)缀鯚o色;B區(qū)底部覆蓋棕黑色固體;C區(qū)澄清且紫色變淺資料:a.Cu+在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在:2Cu+Cu+Cu2+b.MnS為粉紅色沉淀、溶于強(qiáng)酸;CuS為黑色沉淀、不溶于強(qiáng)酸(1)Cu被氧化成,依據(jù)是

。

(2)為探究MnO4-的還原產(chǎn)物,取A區(qū)中溶液(填操作和現(xiàn)象),證明有Mn(3)A區(qū)中KMnO4與Cu反應(yīng)的離子方程式是

。

(4)經(jīng)檢驗(yàn),B區(qū)的棕黑色