2019大二輪高考總復(fù)習(xí)化學(xué)第一部分專題14化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合應(yīng)用

專題強(qiáng)化訓(xùn)練(十四)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合應(yīng)用1．(2016·北京理綜，28)以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實(shí)驗(yàn)對象，探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反應(yīng)的多樣性。實(shí)驗(yàn)試劑現(xiàn)象滴管試管0.2mol·L－1Na2SO3溶液飽和Ag2SO4溶液Ⅰ.產(chǎn)生白色沉淀0.2mol·L－1CuSO4溶液Ⅱ.溶液變綠，繼續(xù)滴加產(chǎn)生棕黃色沉淀0.1mol·L－1Al2(SO4)3溶液Ⅲ.開始無明顯變化，繼續(xù)滴加產(chǎn)生白色沉淀(1)經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用離子方程式解釋現(xiàn)象Ⅰ：________________________________________________________________________。(2)經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象Ⅱ的棕黃色沉淀中不含SOeq\o\al(2－,4)，含有Cu＋、Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)。已知：Cu＋eq\o(→,\s\up7(稀硫酸),\s\do5())Cu＋Cu2＋，Cu2＋eq\o(→,\s\up7(I－),\s\do5())CuI↓(白色)＋I(xiàn)2。①用稀H2SO4證實(shí)沉淀中含有Cu＋的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②通過下列實(shí)驗(yàn)證實(shí)，沉淀中含有Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)。a．白色沉淀A是BaSO4，試劑1是________________________________________________________________________。b．證明沉淀中含有Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象Ⅲ的白色沉淀中無SOeq\o\al(2－,4)，該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色。①推測沉淀中含有亞硫酸根和_____________________________。②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設(shè)：ⅰ.被Al(OH)3所吸附；ⅱ.存在于鋁的堿式鹽中。對假設(shè)ⅱ設(shè)計了對比實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了假設(shè)ⅱ成立。a．將對比實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。步驟一：步驟二：_______________________________________________(按上圖形式呈現(xiàn))。b．假設(shè)ⅱ成立的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是________________________________________________________________________。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)，亞硫酸鹽的性質(zhì)有________________________________________________________________________。鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與_______________________有關(guān)。解析：(1)由“0.2mol·L－1Na2SO3溶液和飽和Ag2SO4溶液反應(yīng)，產(chǎn)生白色沉淀是Ag2SO3”可知離子方程式為2Ag＋＋SOeq\o\al(2－,3)=Ag2SO3↓。(2)①根據(jù)題給信息Cu＋稀H2SO4,Cu＋Cu2＋可知，棕黃色沉淀若含有Cu＋，Cu＋會在稀硫酸作用下會有紅色的銅生成。②根據(jù)題給信息Cu2＋eq\o(→,\s\up7(I－),\s\do5())CuI↓(白色)＋I(xiàn)2可知，棕黃色沉淀若含有Cu2＋，加入KI后會有白色沉淀(CuI)生成；所得溶液中加入淀粉溶液，溶液不變藍(lán)，說明生成的I2被SOeq\o\al(2－,3)還原，SOeq\o\al(2－,3)被氧化為SOeq\o\al(2－,4)。a．又因?yàn)榘咨恋鞟是BaSO4，可推斷試劑1為HCl和BaCl2溶液。b．證實(shí)沉淀中含有Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)的理由是在I－作用下，Cu2＋轉(zhuǎn)化成白色沉淀CuI，SOeq\o\al(2－,3)轉(zhuǎn)化成SOeq\o\al(2－,4)。(3)①根據(jù)題意知實(shí)驗(yàn)Ⅲ的白色沉淀中無SOeq\o\al(2－,4)，該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色，①推測沉淀中含有氫氧根離子、鋁離子和亞硫酸根離子。②步驟一中向2mL0.1mol/L的Al2(SO4)3溶液中滴加稍過量的Na2SO3溶液，生成堿式亞硫酸鋁沉淀，然后再向沉淀中滴加V1體積的稀氫氧化鈉溶液至沉淀恰好溶解，此時溶液中的溶質(zhì)為NaAlO2和Na2SO3。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計步驟二的思路是取等體積等物質(zhì)的量濃度的Al2(SO4)3溶液與過量稀氨水反應(yīng)生成不含SOeq\o\al(2－,3)的Al(OH)3沉淀，然后再向沉淀中滴加同濃度的稀氫氧化鈉溶液至沉淀恰好溶解，并記錄體積為V2，此時溶液中的溶質(zhì)為NaAlO2；比較V1和V2的大小，可推知假設(shè)ⅱ成立。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)，亞硫酸鹽的溶解性(Ag2SO3沉淀、Na2SO3、堿式亞硫酸鋁)、氧化還原性(SOeq\o\al(2－,3)被I2、酸性高錳酸鉀氧化)、在水溶液中的酸堿性。鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與兩種鹽溶液中陰、陽離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件有關(guān)。答案：(1)2Ag＋＋SOeq\o\al(2－,3)=Ag2SO3↓(2)①析出紅色固體②a.HCl和BaCl2溶液b．在I－作用下，Cu2＋轉(zhuǎn)化為白色沉淀CuI，SOeq\o\al(2－,3)轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)(3)①Al3＋、OH－②a.eq\a\vs4\al(2mL0.1mol·L－1,Al2SO43溶液)b．V1明顯大于V2(4)溶解性、氧化還原性、在水溶液中的酸堿性兩種鹽溶液中陰、陽離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件2．(2017·撫順模擬)過氧化鈉可做航天飛船的供氧劑，對其純度要求很高，某小組同學(xué)為了測定過氧化鈉的純度(雜質(zhì)為碳酸鈉)，設(shè)計了如下方案：方案一：取m1g樣品，加入足量的CaCl2溶液，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥，測得CaCO3沉淀質(zhì)量為m方案二：取m1g樣品，用如下裝置測得生成二氧化碳質(zhì)量為m方案三：取m1g樣品，加水充分溶解并微熱至不再產(chǎn)生氣體，用cmol·L－1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定所得溶液(甲基橙作指示劑)，終點(diǎn)時消耗鹽酸的體積為V回答下列問題：(1)方案一中，經(jīng)正確操作后，測得的過氧化鈉的純度比實(shí)際的偏低，其原因是________________________________________________________________________。(2)方案二中氣囊要使用兩次，第二次使用的目的是______________，c干燥管的作用是__________，若用稀鹽酸代替稀硫酸，則測定結(jié)果________。(填“偏高”“偏低”或“不影響”)(3)方案三中，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________，測得過氧化鈉的純度為________。(用含m1、c、V的式子表示)(4)某小組同學(xué)向過氧化鈉與水反應(yīng)的溶液中滴加酚酞，發(fā)現(xiàn)溶液先變紅后褪色，針對導(dǎo)致溶液褪色的原因提出兩種假設(shè)：假設(shè)一：因氫氧化鈉溶液的濃度過大而使溶液褪色假設(shè)二：因生成了過氧化氫而使溶液褪色實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：向等體積濃度分別為5mol·L－1、2mol·L－1、1mol·L－1、0.01mol·L－1的氫氧化鈉溶液中滴加酚酞溶液，觀察到溶液變紅后褪色的時間如下：氫氧化鈉濃度/(mol·L－1)5210.01變紅后褪色的時間/s894450長時間不褪色本實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是____________________________________________。設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)二_____________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，氫氧根可與鈣離子形成微溶的氫氧化鈣導(dǎo)致m2數(shù)值偏大；(2)第二次使用氣囊的目的為使生成的CO2完全被堿石灰吸收，干燥管c的作用為防止空氣中水和二氧化碳進(jìn)入b中，用稀鹽酸代替硫酸，由于稀鹽酸易揮發(fā)，使m3數(shù)值偏大，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏低；(3)方案三中，達(dá)到滴定終點(diǎn)時，鹽酸遇甲基橙會變?yōu)槌壬?，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為溶液由黃色變成橙色，且半分鐘內(nèi)不變黃；設(shè)純度為a，由關(guān)系式Na2O2～2HCl及Na2CO3～2HCl知：eq\f(2m1a,78)＋eq\f(2m11－a,106)＝cV×10－3整理得：a＝(53×cV×10－3－m1)×eq\f(39,14m1)×100%；(4)由題意可得出，氫氧化鈉濃度越大，紅色褪去的時間越短，故答案為酚酞在濃的NaOH溶液中先變紅后褪色，且堿濃度越大、褪色越快，驗(yàn)證生成了過氧化氫而使溶液褪色的實(shí)驗(yàn)為取兩份等量的反應(yīng)液于試管中，向其中一支試管加入少量二氧化錳并微熱，滴幾滴酚酞，溶液變紅且不褪色，另一支試管中直接加入幾滴酚酞，溶液變紅后又褪色，說明假設(shè)二成立。答案：(1)生成微溶的Ca(OH)2，致使m2數(shù)值偏大(2)使生成的CO2完全被堿石灰吸收防止空氣中水和二氧化碳進(jìn)入b中偏低(3)溶液由黃色變成橙色，且半分鐘內(nèi)不變黃(53cV×10－3－m1)×eq\f(39,14m1)×100%(4)酚酞在濃的NaOH溶液中先變紅后褪色，且堿濃度越大、褪色越快取兩份等量的反應(yīng)液于試管中，向其中一支試管加入少量二氧化錳并微熱，滴幾滴酚酞，溶液變紅且不褪色，另一支試管中直接加入幾滴酚酞，溶液變紅后又褪色，說明假設(shè)二成立3．(2017·南寧第二次適應(yīng)測試)二氧化氯(ClO2)是極易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的黃綠色氣體，沸點(diǎn)為11℃。某小組在實(shí)驗(yàn)室中擬用下圖所示裝置制取并收集ClO2?；卮鹣铝袉栴}(1)ClO2的制備已知：SO2＋2NaClO3＋H2SO4=2ClO2↑＋2NaHSO4。①裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。②欲收集干燥的ClO2，選擇圖中的裝置，其連接順序?yàn)閍→__________(按氣流方向，用小寫字母表示)。③裝置D的作用是________________________________________________________________________。④若沒有裝置E，會造成的嚴(yán)重后果是________________________________________________________________________。(2)ClO2很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的含量，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：步驟1：準(zhǔn)確量取ClO2溶液10.00mL，稀釋成100.00mL試樣；量取V1mL試樣加入到錐形瓶中；步驟2：用稀硫酸調(diào)節(jié)試樣的pH≤2，加入足量的KI晶體，靜置片刻；步驟3：加入淀粉指示劑，用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液V2mL。(已知2Na2S2O3＋I(xiàn)2=Na2S4O6＋2NaI)①步驟2的反應(yīng)中氧化產(chǎn)物的電子式為________。②滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________。③原ClO2溶液的濃度為______g/L(用步驟中的字母列代數(shù)式表示)。④若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“不變”，下同)；若滴定開始仰視讀數(shù)，滴定終點(diǎn)時正確讀數(shù)，則測定結(jié)果________。解析：(1)①裝置A中Cu與濃H2SO4反應(yīng)制備SO2，裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。②裝置A制取SO2，為防止倒吸，要連接安全瓶，SO2與NaClO3、H2SO4在裝置B中反應(yīng)生成ClO2，ClO2的沸點(diǎn)較低，要在冰水浴中收集，最后用NaOH溶液吸收未反應(yīng)的SO2，故裝置連接順序?yàn)閍→g→h(或h→g)→b→c→e→f→d。③ClO2的沸點(diǎn)較低，要在冰水浴中收集，裝置D的作用是冷凝并收集ClO2。④若沒有裝置E，則裝置B中的溶液會倒吸進(jìn)入裝置A中，造成燒瓶炸裂。(2)①步驟2在反應(yīng)的過程中碘元素的化合價由－1價變?yōu)?價，氧化產(chǎn)物是I2，其電子式為。②滴定終點(diǎn)前的溶液含有I2，所以加入淀粉指示劑的溶液呈藍(lán)色，當(dāng)溶液恰好由藍(lán)色變?yōu)闊o色，并保持30s不變時即達(dá)滴定終點(diǎn)。③由得失電子守恒可知：5n(ClO2)＝2n(I2)＝n(Na2S2O3)，所以n(ClO2)＝0.2n(Na2S2O3)＝0.2×cmol/L×V2×10－3L＝0.0002cV2mol，則原ClO2溶液的濃度為eq\f(0.0002cV2mol×67.5g·mol－1,V1×10－3L)×eq\f(100.00mL,10.00mL)＝eq\f(135cV2,V1)g/L。④若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則相當(dāng)于讀取的消耗的滴定液體積偏大，使測定結(jié)果偏高。若滴定開始仰視讀數(shù)，滴定終點(diǎn)時正確讀數(shù)，則相當(dāng)于讀取的消耗的滴定液體積偏小，使測定結(jié)果偏低。答案：(1)①Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O②g→h(或h→g)→b→c→e→f→d③冷凝并收集ClO2④裝置B中的溶液會倒吸進(jìn)入裝置A中，造成燒瓶炸裂(2)①。②溶液恰好由藍(lán)色變?yōu)闊o色，并保持30s不變③eq\f(135cV2,V1)④偏高偏低4．(2017·唐山模擬)為探究銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物及影響反應(yīng)速率的主要因素，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一探究銅和稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，氣密性已檢查。圖1已知：FeSO4＋NO=[Fe(NO)]SO4，該反應(yīng)較緩慢，待生成一定量[Fe(NO)]2＋時突顯明顯棕色。(1)實(shí)驗(yàn)開始時先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜，緩慢滴入稀硝酸，該實(shí)驗(yàn)操作的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)銅片和稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)本實(shí)驗(yàn)A生成的氣體中，若有NO2，則B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為__________；若只有NO生成，則B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)二探究化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物對反應(yīng)速率的影響設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)，利用圖1裝置測定溶液突顯明顯棕色的時間。序號溫度銅片/g硝酸/mL硝酸銅/g時間/s125①②③t12255200.5t23255201.0t3(4)請將上表中實(shí)驗(yàn)1的實(shí)驗(yàn)條件填寫完整。①________②________③________(5)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)1、2、3的反應(yīng)速率并無明顯變化，為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需要繼續(xù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)實(shí)驗(yàn)開始時先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜，使碳酸鈣與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，利用生成的CO2將整個裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和O2反應(yīng)生成NO2對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾。(2)銅片和稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅、NO和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(3)若生成的氣體中有NO2，NO2溶于水生成的硝酸能將Fe2＋氧化為Fe3＋，B瓶溶液出現(xiàn)血紅色；若生成的氣體中只有NO，則B瓶溶液出現(xiàn)棕色。(4)探究化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物對反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保持其他條件不變，只改變反應(yīng)產(chǎn)物的量，由于反應(yīng)產(chǎn)物為硝酸銅和NO，故銅片和硝酸的量保持不變，本題中實(shí)驗(yàn)1為對照實(shí)驗(yàn)，不加硝酸銅，實(shí)驗(yàn)2、3分別改變硝酸銅的量，以研究硝酸銅的量對反應(yīng)速率的影響。(5)由于硝酸銅的量幾乎不影響反應(yīng)速率，故還需研究另一反應(yīng)產(chǎn)物NO對反應(yīng)速率的影響。答案：(1)利用生成的CO2將整個裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和O2反應(yīng)生成NO2對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾(2)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)B瓶溶液出現(xiàn)血紅色B瓶溶液出現(xiàn)棕色(4)5200(5)研究NO對反應(yīng)速率的影響5．某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)通過查閱資料知道，一定濃度的硝酸被金屬還原時，可同時得到NO2、NO、N2三種氣體，欲利用下列儀器驗(yàn)證該結(jié)論的正確性(已知二氧化氮的沸點(diǎn)為21.1℃、熔點(diǎn)為－11℃，NO的沸點(diǎn)為－151℃、熔點(diǎn)為－164℃，(1)實(shí)驗(yàn)時先打開開關(guān)K，通過導(dǎo)管向裝置內(nèi)通入CO2氣體以排出裝置內(nèi)的空氣，要排出空氣的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，表明空氣已排盡的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(2)若裝置B的試管內(nèi)裝入淀粉－KI溶液也能驗(yàn)證有NO2生成，但實(shí)驗(yàn)中不用此種方法的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；試劑a最好是________(填字母)。a．水b．冰鹽水c．稀硫酸(3)實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)C中1%KMnO4酸性溶液顏色慢慢褪去，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________