題型四“性質(zhì)、原理型” 定性、定量綜合實驗1.(2018石家莊市高三下學期4月一模)AgNO3是中學化學常用試劑，某興趣小組設計如下實驗探究其性質(zhì)。.AgNO3的熱穩(wěn)定性AgNO3受熱易分解，用下圖裝置加熱AgNO3固體，試管內(nèi)有紅棕色氣體生成，一段時間后，在末端導管口可收集到無色氣體a。(1)實驗室檢驗氣體a的方法為_。(2)已知B中只生成一種鹽，據(jù)此判斷AgNO3受熱分解的化學方程式為_。(3)從安全角度考慮，上述實驗裝置存在一處明顯缺陷，改進措施為_。.AgNO3與鹽溶液的反應(4)甲同學認為試管中產(chǎn)生銀鏡是Fe2所致，其離子方程式為_；乙同學認為要判斷該觀點正確，需增加如下實驗，取2 mL 0.5 molL1 AgNO3溶液于試管中，向其中滴加幾滴_，若只產(chǎn)生白色沉淀，證明甲同學觀點正確。(5)已知：AgSCN為白色沉淀。試管中紅色褪去的原因為_(請從平衡移動的角度解釋)。(6)設計實驗證明Ksp(AgI)<Ksp(AgSCN)。限選試劑：0.1 molL1 AgNO3溶液、0.1 molL1 KI溶液、0.1 molL1 KSCN 溶液：_。答案(1) 將帶火星的木條放至導管口，木條復燃(2) 2AgNO32Ag2NO2O2(3)A、B裝置之間連接一個防倒吸的安全瓶(4)AgFe2=AgFe30.5 molL1 (NH4)2SO4溶液(5)溶液中發(fā)生Fe33SCNFe(SCN)3的反應，使局部變紅；振蕩試管時，過量的Ag與SCN反應生成AgSCN沉淀，降低了c(SCN)，平衡逆向移動，溶液褪色(6)方案一：向盛有0.1 molL1 AgNO3溶液的試管中滴加0.1 molL1 KSCN溶液至不再有白色沉淀生成，向其中滴加0.1 molL1 KI溶液，白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀，則證明Ksp(AgI)Ksp(AgSCN)；方案二：將等體積的0.1 molL1 KSCN溶液和0.1 molL1 KI溶液混合，向混合液中滴加0.1 molL1 AgNO3溶液，若生成黃色沉淀，則證明Ksp(AgI)Ksp(AgSCN)解析(1)根據(jù)實驗加熱硝酸銀，有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明產(chǎn)生NO2，通過裝置B后，在末端導管口可收集到無色氣體，無色氣體可能為氧氣，檢驗氧氣的方法是將帶火星的木條放至導管口，木條復燃。(2)NO2與NaOH反應：2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O，氧氣能把NaNO2氧化成NaNO3，根據(jù)信息可知，B中只生成一種鹽，說明氧氣過量，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，Ag的化合價降低，推斷出硝酸銀受熱分解的化學方程式為2AgNO32Ag2NO2O2。(3)NO2能與NaOH發(fā)生反應，容易造成導管內(nèi)的氣體壓強減小，容易引起倒吸，因此 A、B裝置之間應連接一個防倒吸的安全瓶。(4)Ag的氧化性比Fe3強，因此發(fā)生反應：AgFe2=Fe3Ag；根據(jù)的實驗現(xiàn)象以及若只產(chǎn)生白色沉淀，證明甲同學觀點正確，推出所加溶液為0.5 molL1 (NH4)2SO4溶液。(5)溶液中發(fā)生Fe33SCNFe(SCN)3的反應使局部變紅；振蕩試管時，過量的Ag與SCN反應生成AgSCN沉淀，降低了c(SCN)，平衡逆向移動，溶液褪色。2.(2018南陽市第一中學高三第十八次考試)硫化堿法是工業(yè)上制備Na2S2O3的方法之一，其反應原理為2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2(該反應H>0)，某研究小組在實驗室用硫化堿法制備Na2S2O35H2O的流程如下。(1)吸硫裝置如圖所示。裝置B的作用是檢驗裝置A中SO2的吸收效率，B中試劑是_，表明SO2吸收效率低的實驗現(xiàn)象是B中溶液_。為了使SO2盡可能吸收完全，在不改變A中溶液濃度、體積的條件下，除了及時攪拌反應物外，還可采取的合理措施是_(答一條)。(2)假設本實驗所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH，設計實驗方案進行檢驗(室溫時CaCO3飽和溶液的pH10.2)。序號實驗操作預期現(xiàn)象結論取少量樣品于試管中，加入適量蒸餾水，充分振蕩溶解，_。有白色沉淀生成樣品含NaCl另取少量樣品于燒杯中，加入適量蒸餾水，充分攪拌溶解，_。有白色沉淀生成，上層清液pH>10.2樣品含NaOH(3)Na2S2O3溶液是定量實驗中的常用試劑，測定其濃度的過程如下：第一步：準確稱取a g KIO3(相對分子質(zhì)量為214)固體配成溶液；第二步：加入過量KI固體和H2SO4溶液，滴加指示劑；第三步：用Na2S2O3溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液的體積為V mL。則c(Na2S2O3)_molL1。已知：IO5I6H=3I23H2O, 2S2OI2=S4O2I(4)某同學第一步和第二步的操作都很規(guī)范，第三步滴速太慢，這樣測得的Na2S2O3 濃度可能_(填“不受影響” “偏低”或“偏高”)，原因是_。(用離子方程式表示)。答案(1)品紅、溴水或KMnO4溶液顏色很快褪去控制SO2的流速、適當升高溫度(或其他合理答案)(2)滴加足量稀硝酸，再滴加少量AgNO3溶液，振蕩加入過量CaCl2溶液，攪拌，靜置，用pH計測定上層清液的pH(3)(或)(4) 偏低4I4HO2=2I22H2O解析(1)二氧化硫具有還原性、漂白性，所以可以用品紅、溴水或KMnO4溶液，來檢驗二氧化硫是否被完全吸收，若SO2吸收效率低，則二氧化硫有剩余，B中的溶液會褪色。為了使SO2盡可能吸收完全，在不改變A中溶液濃度、體積的條件下，可以減緩二氧化硫的流速，使二氧化硫與溶液充分接觸反應，適當升高溫度，也能使二氧化硫充分反應。(2)實驗所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH，若檢驗NaCl存在，需先加稀硝酸排除干擾，再加硝酸銀溶液，若有白色沉淀生成，說明含有NaCl；已知室溫時CaCO3飽和溶液的pH10.2，若要檢驗氫氧化鈉存在，需加入過量CaCl2溶液，把Na2CO3轉(zhuǎn)化為CaCO3，再測量溶液的pH，若pH大于10.2，說明含有NaOH。(3)n(KIO3) mol，設參加反應的Na2S2O3為x mol；根據(jù)KIO35KI3H2SO4=3K2SO43I23H2O，I22Na2S2O3=Na2S4O62NaI，有：KIO33I26Na2S2O3 1 6 mol x mol所以x，則c(Na2S2O3) molL1。(4)第三步滴速太慢，I被氧氣氧化，發(fā)生4I4HO2=2I22H2O,2S2OI2=S4O2I，消耗的Na2S2O3溶液的體積偏大，由c(Na2S2O3) molL1，V偏大，c偏低。3.(2018哈爾濱師范大學附屬中學四模)某化學學習小組在學習了Al、Fe的性質(zhì)后，設計如下實驗，探究Cu的常見化合物的性質(zhì)。實驗1探究Cu(OH)2是否具有兩性藥品：CuSO4溶液、濃NaOH溶液、稀H2SO4。實驗步驟：取少量CuSO4溶液于試管中，逐滴加入濃NaOH溶液至產(chǎn)生較多藍色沉淀，靜置后過濾。結論：Cu(OH)2具有兩性。(1)實驗步驟的內(nèi)容為_。(2)能證明Cu(OH)2具有兩性的實驗現(xiàn)象為_。實驗2探究Cu()和Cu()的穩(wěn)定性實驗步驟：取98 g Cu(OH)2固體，加熱至80100 時，得到80 g黑色固體粉末，繼續(xù)加熱到1 000 以上，黑色粉末全部變成紅色粉末A。冷卻后稱量，A的質(zhì)量為72 g。向A中加入適量的稀硫酸，得到藍色溶液，同時觀察到容器中還有紅色固體存在。(3)通過計算判斷A的化學式為_(不需要書寫計算過程)。(4)步驟中發(fā)生反應的離子方程式為_。(5)根據(jù)上述實驗現(xiàn)象得出Cu()和Cu()的穩(wěn)定性大小的結論：固態(tài)時_，酸性溶液中_。實驗3探究CuO被NH3還原的產(chǎn)物該學習小組同學設計了如圖所示的實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)。實驗中觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)。查資料可知，同時生成一種無污染的氣體。(6)反應產(chǎn)生的無污染氣體的化學式為_。(7)有同學認為NH3與CuO反應后生成的紅色物質(zhì)是Cu，也有同學認為NH3與CuO反應后生成的紅色物質(zhì)是Cu和A的混合物。請你設計個簡單的實驗方案驗證紅色物質(zhì)中是否含有A：_。答案(1)將沉淀分成兩份，分別加入稀H2SO4和濃NaOH溶液(2)Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4，又能溶于濃NaOH溶液(3)Cu2O(4)Cu2O2H=CuCu2H2O(5)Cu()比Cu()穩(wěn)定Cu()比Cu()穩(wěn)定(6) N2(7)取反應后生成的紅色物質(zhì)少許，加入稀H2SO4，若溶液變?yōu)樗{色，說明紅色物質(zhì)中含有A，反之則無解析(1)要證明Cu(OH)2具有兩性，應先在CuSO4溶液中加入堿生成Cu(OH)2，然后在氫氧化銅中加入硫酸以及氫氧化鈉，觀察其是否能反應，所以需要的試劑是H2SO4溶液、NaOH溶液，實驗步驟的內(nèi)容為將沉淀分成兩份，分別加入稀H2SO4和濃NaOH溶液。(2)能證明Cu(OH)2具有兩性的實驗現(xiàn)象為Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4，又能溶于濃NaOH溶液。(3)98 g Cu(OH)2固體的物質(zhì)的量為1 mol，熱分解生成的72 g固體中含有Cu的物質(zhì)的量為1 mol，即64 g，則氧原子的質(zhì)量為72 g64 g8 g，n(O)0.5 mol，則A中n(Cu)n(O)21，所以A的化學式為Cu2O。(4)向A中加入適量的稀硫酸，得到藍色溶液，同時觀察到容器中還有紅色固體存在，說明生成了銅和銅離子，反應的化學方程式為Cu2OH2SO4=CuCuSO4H2O，從而寫出離子方程式。(5)80100 時，得到黑色固體粉末，為CuO，繼續(xù)加熱到1 000 以上，黑色粉末全部變成紅色粉末，說明在較高溫度時Cu2O穩(wěn)定，與酸反應生成硫酸銅和銅，說明在酸性條件下2價的銅穩(wěn)定，所以結論為：固態(tài)時Cu()比Cu()穩(wěn)定，酸性溶液中Cu()比Cu()穩(wěn)定。(6)氧化銅和氨氣反應生成紅色物質(zhì)銅，根據(jù)反應遵循質(zhì)量守恒定律和該氣體無污染確定氣體為氮氣。(7)如含有Cu2O，根據(jù)其與酸反應的現(xiàn)象可判斷，反應方程式為Cu2O2H=CuCu2H2O，溶液變藍，而銅與稀硫酸不反應。4.(2018鄭州市高三下學期三模)為了更深刻地認識鹵素的性質(zhì)，某化學小組對鹵素及其化合物的制備和性質(zhì)進行如下探究實驗，根據(jù)實驗回答問題。實驗一氯氣的制取(1)該小組擬用下圖實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并完成與金屬鐵的反應(夾持儀器略去，下同)。每個虛線框表示一個單元裝置，請用文字描述下列裝置的錯誤之處并改正：_。實驗二探究氯化亞鐵與氧氣反應的產(chǎn)物已知氯化亞鐵的熔點為674 ，沸點為1 023 ；三氯化鐵在100 左右時升華，極易水解。在500 條件下氯化亞鐵與氧氣可能發(fā)生下列反應：12FeCl23O22Fe2O38FeCl3、4FeCl23O22Fe2O34Cl2，該化學小組選用下圖部分裝置(裝置可以重復選用)進行氯化亞鐵與氧氣反應產(chǎn)物的探究。(2)實驗裝置的合理連接順序為A_E。(3)假設加熱裝置中的氯化亞鐵完全反應，則反應后剩余固體的化學式是_。請設計實驗方案驗證你的假設：_。(4)簡述將F中的固體配成溶液的操作方法：_。實驗三鹵素化合物之間反應實驗條件控制探究(5)在不同實驗條件下KClO3可將KI 氧化為I2 或KIO3。下面是該小組設計的一組實驗數(shù)據(jù)記錄表(實驗控制在室溫下進行)：試管標號12340.20 mol L1KI 溶液/mL1.01.01.01.0KClO3(s)/g0.100.100.100.106.0 mol L1H2SO4溶液/mL03.06.09.0蒸餾水/mL9.06.03.00實驗現(xiàn)象該組實驗的目的是_。2號試管反應完全后，取少量2號試管中的溶液滴加淀粉溶液后顯藍色，假設還原產(chǎn)物只有KCl，寫出反應的離子方程式：_。答案(1)中試劑換為飽和氯化鈉溶液(或飽和食鹽水)，中導管改為長進短出，中試管口加一出氣導管(2)DBFD(3)Fe2O3 取樣少許加入稀鹽酸使其完全溶解，再加入幾滴KSCN溶液，溶液呈現(xiàn)紅色(4)先把F中的固體溶解于濃鹽酸中，然后加水稀釋(5)探究其他條件相同時，酸度對反應產(chǎn)物的影響ClO6I6H=Cl3I23H2O解析(1)裝置中發(fā)生的反應為2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，由于鹽酸具有揮發(fā)性，制得的Cl2中混有HCl(g)和H2O(g)。裝置中試劑用于除去HCl(g)，NaOH溶液不僅吸收HCl(g)而且吸收Cl2，應將裝置中NaOH溶液改為飽和食鹽水(或飽和氯化鈉溶液)；裝置中濃H2SO4用于干燥Cl2，應將裝置中導管改為長進短出；裝置密封會造成裝置中氣體壓強過大，裝置試管口加一出氣導管。(2)裝置A中Na2O2與水反應生成NaOH和O2，裝置A制得的O2中混有H2O(g)，根據(jù)可能的反應原理：12FeCl23O22Fe2O38FeCl3、4FeCl23O22Fe2O34Cl2，F(xiàn)eCl2與O2反應的產(chǎn)物可能有Fe2O3、FeCl3、Cl2，反應溫度為500 。FeCl3在100 左右時升華且極易水解，用F裝置收集FeCl3，F(xiàn)eCl2與O2反應的裝置前和收集FeCl3的裝置后都必須使用干燥裝置，則實驗裝置的合理連接順序為A(制備O2)D(干燥O2)B(實現(xiàn)O2與FeCl2反應)F(用冰鹽水冷卻收集FeCl3)D(防止E中水蒸氣進入F中使FeCl3水解)E(吸收尾氣)。(3)假設加熱裝置中的氯化亞鐵完全反應，由于FeCl3 100 左右時升華，反應后剩余固體的化學式是Fe2O3。要證明固體為Fe2O3，證明固體中含3價Fe即可，設計的實驗方案是取樣少許加入稀鹽酸使其完全溶解，再加入幾滴KSCN溶液，溶液呈現(xiàn)紅色。(4)裝置F中用冰鹽水冷卻收集FeCl3，由于FeCl3極易水解，配制FeCl3溶液需要加入鹽酸抑制FeCl3的水解。F中的固體配成溶液的操作方法：先把F中的固體溶解于濃鹽酸中，然后加水稀釋。(5)4支試管在室溫下進行反應，對比各試管中所加物質(zhì)，可見4支試管中KI、KClO3的濃度相同，H2SO4的濃度不同，該組實驗的目的是探究其他條件相同時，酸度對反應產(chǎn)物的影響。2號試管反應完全后，取少量2號試管中的溶液滴加淀粉溶液后顯藍色，即KI被氧化成I2，假設還原產(chǎn)物只有KCl，可寫出反應：ClOIHClI2H2O，反應中Cl元素的化合價由5價降至1價，I元素的化合價由1價升至0價，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，反應的離子方程式為ClO6I6H=Cl3I23H2O。