2014屆高三化學(xué)一輪 練出高分 10.1探究型實(shí)驗(yàn)題 新人教版1有一固體混合物X，可能含有氯化鈉、碳酸鉀、亞硝酸鈉、硫酸鋁、堿式碳酸鎂、碳酸氫鈉等物質(zhì)。為探究X的成分，設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：.將X粉末充分加熱，有氣體產(chǎn)生。.取一定量X粉末，加入足量的蒸餾水，粉末全部溶解，得到無色溶液。.用鉑絲蘸取少量中所得溶液，在火焰上灼燒，產(chǎn)生黃色火焰；透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，無紫色火焰。.取中無色溶液，滴入KMnO4酸性溶液，紫紅色不褪去。.取中溶液，用惰性電極電解，開始時(shí)陽極產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸?#173;碘化鉀試紙變藍(lán)色。電解過程中測得溶液pH變化如右圖所示。(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)可判斷，一定不存在的物質(zhì)是_。(2)X的成分是_(填化學(xué)式)。(3)實(shí)驗(yàn)中，0t1時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)式為陽極：_；陰極：_。(4)0t1時(shí)間內(nèi)，溶液pH升高比較緩慢的原因是_(用離子方程式表示)。答案(1)NaNO2(2)NaCl與NaHCO3(3)2Cl2e=Cl22H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)(4)HCOOH=COH2O解析根據(jù)、推斷，無堿式碳酸鎂含有NaHCO3，根據(jù)共存情況，無Al2(SO4)3；根據(jù)、推斷無K2CO3、NaNO2，一定含有NaCl，所以該粉末是由NaCl和NaHCO3組成的。用惰性電極電解NaCl和NaHCO3的混合液時(shí)，陰極：2H2e=H2，陽極：2Cl2e=Cl2(當(dāng)Cl全部放電后4OH4e=2H2OO2)。由于OHHCO=H2OCO，所以pH升高。2SO2是一種大氣污染物，某興趣小組欲探究SO2的性質(zhì)及綠色實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)如下方案：(1)B、C、D分別用于檢驗(yàn)SO2的漂白性、還原性和氧化性。其中C、D分別為碘水和硫化氫的水溶液，則B中所盛試劑為_，C中反應(yīng)的離子方程式為_。(2)為了實(shí)現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，某同學(xué)重新設(shè)計(jì)了如上右圖A2的制取裝置來代替A1裝置，與A1裝置相比，A2裝置的優(yōu)點(diǎn)是_(任寫一點(diǎn)即可)。(3)E中用氨水吸收尾氣中的SO2，“吸收液”中可能含有OH、SO、SO、HSO等陰離子。已知亞硫酸氫鹽一般易溶于水，SO2也易溶于水。現(xiàn)有儀器和試劑為小燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、過濾裝置和濾紙；2 mol·L1鹽酸、2 mol·L1 HNO3、1 mol·L1 BaCl2溶液、1 mol·L1 Ba(OH)2溶液、品紅溶液、蒸餾水。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明“吸收液”中存在SO和HSO，完成下表的實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論：實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1：取適量“吸收液”于小燒杯中，用膠頭滴管取1 mol·L1 BaCl2溶液向小燒杯滴加直至過量。若出現(xiàn)白色渾濁，則溶液中存在SO或SO。步驟2：將小燒杯中的濁液過濾、洗滌，再用適量水把附在濾紙上的固體沖入另一小燒杯中；向沖下的固體_。步驟3：答案(1)品紅溶液SO2I22H2O=SO2I4H(2)不用加熱，安全性能高；易于控制反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)更充分(3)實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟2：滴入1滴(或少量)品紅，再滴入過量2 mol·L1鹽酸，振蕩若品紅褪色(或有氣泡)，則“吸收液”中存在SO。步驟3：用試管取適量濾液，向其中(或小燒杯中)滴入過量的1 mol·L1 Ba(OH)2溶液或滴入1滴(或少量)品紅溶液，再滴入23滴(或過量)的2 mol·L1鹽酸，振蕩若出現(xiàn)白色沉淀(或品紅溶液褪色，或有氣泡)，則“吸收液”中存在HSO。解析(1)B、C、D分別驗(yàn)證SO2的漂白性、還原性和氧化性，所以B中試劑應(yīng)為品紅溶液。(2)A2裝置不需加熱，且容易控制。(3)吸收液3(1)已知Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O。甲同學(xué)通過測定該反應(yīng)發(fā)生時(shí)溶液變渾濁的時(shí)間，研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下(所取溶液體積均為10 mL)：實(shí)驗(yàn)編號實(shí)驗(yàn)溫度/c(Na2S2O3)/mol·L1c(H2SO4)/mol·L1250.10.1250.20.1250.10.2500.20.1500.10.1其他條件不變時(shí)，探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇_(填實(shí)驗(yàn)編號)；探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇_(填實(shí)驗(yàn)編號)；若同時(shí)選擇溶液變渾濁的同時(shí)，探究_對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(2)已知Na2S2O3溶液與Cl2反應(yīng)時(shí)，1 mol Na2S2O3轉(zhuǎn)移8 mol電子。該反應(yīng)的離子方程式是_，甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)流程探究Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì)。()甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程的目的是證明Na2S2O3溶液具有堿性和_性。()加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的離子方程式是_。()乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)將上述流程中所加試劑順序顛倒，你認(rèn)為甲、乙兩同學(xué)的設(shè)計(jì)更合理的是_(填“甲”或“乙”)，理由是_。答案(1)或或或改變不同反應(yīng)物的濃度對反應(yīng)速率的影響(2)S2O4Cl25H2O=2SO8Cl10H()還原()SOBa2=BaSO4()乙可以排除BaS2O3的干擾解析(1)探究溫度對反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制Na2S2O3、H2SO4的濃度相同，所以應(yīng)選擇或組；探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制溫度相同，所以應(yīng)選擇或或；在中，溫度相同，改變的是不同反應(yīng)物的濃度。(2)由于S2O4Cl25H2O=2SO8Cl10H，所以Na2S2O具有還原性，由于其溶液pH8，則證明S2O水解呈堿性；要證明S2O的還原性，應(yīng)先加BaCl2溶液，再加足量氯水，這樣可以排除BaS2O3的干擾。4聚合硫酸鐵(SPFS)是一種新型的飲用水處理劑和城市污水凈化劑，其化學(xué)組成可表示為Fe2(OH)n(SO4)3m。某研究小組將聚合硫酸鐵在一定條件下加熱完全分解，對所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。請利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下試劑完成驗(yàn)證和探究過程(已知SO3的熔點(diǎn)為16.8 )。試劑：1.0 mol·L1的鹽酸、1.0 mol·L1的KMnO4溶液、0.1 mol·L1的BaCl2溶液、20%的KSCN溶液、品紅溶液、蒸餾水、冰水。(1)聚合硫酸鐵中鐵元素的化合價(jià)是_。(2)固體產(chǎn)物成分的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象步驟1：取適量的固體產(chǎn)物于試管中，加入足量1.0 mol·L1的鹽酸，充分振蕩使固體完全溶解固體溶解，沒有觀察到氣泡，溶液呈黃色步驟2：取少量步驟1所得溶液于試管中，加入適量20%的KSCN溶液，振蕩溶液呈血紅色步驟3：另取少量步驟1所得溶液于試管中，滴入少量1.0 mol·L1的KMnO4溶液，振蕩KMnO4的紫紅色不褪去思考與判斷根據(jù)上面的信息，可以確定固體產(chǎn)物的成分是_；步驟1中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(3)氣體產(chǎn)物成分的探究(不考慮水蒸氣)提出假設(shè)假設(shè)1：所得氣體的成分是SO3；假設(shè)2：所得氣體的成分是SO2、O2；假設(shè)3：所得氣體的成分是_。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證假設(shè)按下表的實(shí)驗(yàn)步驟寫出預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1：將少量氣體產(chǎn)物通入盛有適量品紅溶液的試管中，觀察溶液的顏色變化，然后加熱再觀察溶液的顏色變化若_，則_成立若_，則_成立步驟2：將氣體產(chǎn)物緩緩?fù)ㄟ^浸在冰水中的U形管(如圖)，然后在U形管中加入適量0.1 mol·L1的BaCl2溶液，充分振蕩結(jié)合上述步驟1的有關(guān)結(jié)論_(填或) 若_，則_成立若_，則_成立答案(1)3(2)Fe2O3Fe2O36H=2Fe33H2O(3)SO3、SO2、O2預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論若品紅溶液不褪色，則假設(shè)1成立 若品紅溶液褪色，加熱后又恢復(fù)紅色，則假設(shè)2或3成立 結(jié)合步驟1中的若無白色沉淀生成，則假設(shè)2成立 若有白色沉淀生成，則假設(shè)3成立 解析(1)根據(jù)元素化合價(jià)的代數(shù)和為零得2xn2(3)0，x3價(jià)。(2)根據(jù)現(xiàn)象該固體為Fe2O3，和H反應(yīng)的離子方程式為Fe2O36H=2Fe33H2O。(3)假設(shè)的三種情況是SO3，SO2、O2，SO3、SO2、O2。若假設(shè)成立，若把氣體通入到品紅溶液中，品紅褪色，則假設(shè)、成立；若品紅不褪色，則假設(shè)成立，根據(jù)步驟2中，生成白色沉淀，則假設(shè)成立，若無白色沉淀，則假設(shè)成立。5某同學(xué)欲在實(shí)驗(yàn)室中對Fe3與I的反應(yīng)進(jìn)行探究，實(shí)現(xiàn)Fe2與Fe3的相互轉(zhuǎn)化。(1)該同學(xué)最初的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下：編號操作現(xiàn)象先向2 mL 0.1 mol·L1 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水先向2 mL 0.1 mol·L1 FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1 mol·L1 KI溶液滴加KSCN溶液后，溶液變成血紅色；滴加KI溶液后，血紅色無明顯變化實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為_。FeCl2溶液與新制氯水反應(yīng)的離子方程式為_。(2)該同學(xué)分析了導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可能原因，并對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下：編號操作現(xiàn)象向2 mL 0.1 mol·L1 KI溶液中滴加1 mL0.1 mol·L1 FeCl3溶液，再滴加KSCN溶液滴加FeCl3溶液后，溶液變成黃色；滴加KSCN溶液后，溶液變成血紅色根據(jù)實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)認(rèn)為Fe3有可能與I發(fā)生氧化還原反應(yīng)，請結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用簡明的文字說明他得出上述結(jié)論的理由：_。(3)該同學(xué)認(rèn)為需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明根據(jù)實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象得出的結(jié)論。請補(bǔ)全下表中的實(shí)驗(yàn)方案：編號操作預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論向2 mL 0.1 mol·L1 KI溶液中滴加1 mL0.1 mol·L1 FeCl3溶液，_(4)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)e3有可能與I發(fā)生氧化還原反應(yīng)。進(jìn)一步查閱資料知，參加反應(yīng)的Fe3與I的物質(zhì)的量相同。該同學(xué)結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，分析了實(shí)驗(yàn)中加入KSCN后溶液變紅的原因，認(rèn)為Fe3與I反應(yīng)的離子方程式應(yīng)寫為_。答案(1)滴加KSCN后溶液無明顯變化，加入氯水后溶液變成血紅色2Fe2Cl2=2Fe32Cl(2)溶液變成黃色，推測生成了I2(其他合理答案也可)(3)編號操作預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論再滴加淀粉溶液(或CCl4；或鐵氰化鉀溶液)預(yù)期現(xiàn)象：溶液變藍(lán)(或溶液分層，下層溶液為紫色；或生成藍(lán)色沉淀) 結(jié)論：Fe3能與I發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成I2和Fe2(其他合理答案也可)(4)2Fe32I2Fe2I2解析(1)Fe2和SCN不反應(yīng)，加入新制氯水發(fā)生反應(yīng)：Cl22Fe2=2Cl2Fe3，F(xiàn)e3和SCN反應(yīng)生成血紅色溶液。(2)I2溶解在水中，呈黃色(因濃度較小)，所以可測Fe3把I氧化成I2。(3)因?yàn)镕e3把I氧化成I2，I2遇淀粉變藍(lán)，在CCl4中呈紫色，生成的Fe2與鐵氰化鉀溶液反應(yīng)生成藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀。(4)當(dāng)把Fe3和I等物質(zhì)的量反應(yīng)后，加入KSCN溶液仍變血紅，說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，即2Fe32I2Fe2I2。