（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（六十）大題考法（1）定性實驗的設(shè)計與評價（含解析）

（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（六十）大題考法（1）定性實驗的設(shè)計與評價（含解析）1實驗室以綠礬(FeSO4·7H2O)制備補血劑甘氨酸亞鐵(NH2CH2COO)2Fe 有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下：甘氨酸(NH2CH2COOH)檸檬酸甘氨酸亞鐵易溶于水，微溶于乙醇，兩性化合物易溶于水和乙醇，有強酸性和還原性易溶于水，難溶于乙醇實驗過程：.配制含0.10 mol FeSO4的綠礬溶液。.制備FeCO3：向配制好的綠礬溶液中，緩慢加入200 mL 1.1 mol·L1 NH4HCO3溶液，邊加邊攪拌，反應(yīng)結(jié)束后過濾并洗滌沉淀。.制備(NH2CH2COO)2Fe：實驗裝置如下圖(夾持和加熱儀器略去)，將實驗得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，然后利用A中的反應(yīng)將C中空氣排凈，接著滴入檸檬酸溶液并加熱。反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗中：實驗室配制綠礬溶液時，為防止FeSO4被氧化變質(zhì)，應(yīng)加入的試劑為_(寫化學(xué)式)。再滴加少量稀硫酸的作用是_。(2)實驗中：生成沉淀的離子方程式為_。(3)實驗中：C中盛檸檬酸溶液的儀器名稱為_。裝置A中所盛放的試劑是_。(填字母)ANa2CO3和稀H2SO4BCaCO3和稀H2SO4CCaCO3和稀鹽酸確認(rèn)C中空氣排盡的實驗現(xiàn)象是_。加入檸檬酸溶液一方面可調(diào)節(jié)溶液的pH促進(jìn)FeCO3溶解，另一個作用是_。洗滌實驗中得到的沉淀，所選用的最佳洗滌試劑是_。(填字母)A熱水B乙醇溶液C檸檬酸溶液若產(chǎn)品的質(zhì)量為17.34 g，則產(chǎn)率為_%。解析：(1)Fe2具有還原性，能被空氣中氧氣氧化，因此需要加入Fe粉，防止Fe2被氧化；Fe2能發(fā)生水解，加入稀硫酸的目的是抑制Fe2的水解；(2)實驗制備的是FeCO3，所用試劑為FeSO4和NH4HCO3，利用HCO的電離HCOCOH，F(xiàn)e2結(jié)合CO，促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，H濃度增大，H與HCO反應(yīng)生成CO2，因此離子方程式為Fe22HCO=FeCO3CO2H2O；(3)根據(jù)儀器的特點，盛放檸檬酸溶液的儀器是滴液漏斗；裝置A制備CO2，裝置A為啟普發(fā)生器的簡易裝置，因此盛放的試劑是CaCO3和鹽酸，故C正確；空氣排盡，CO2充滿裝置，即裝置D中澄清石灰水變渾濁；根據(jù)信息，檸檬酸具有還原性和強酸性，能夠促進(jìn)FeCO3的溶解，防止Fe2被氧化；甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，因此用乙醇溶液洗滌，故選項B正確；根據(jù)原子守恒，F(xiàn)eCO3和甘氨酸恰好完全反應(yīng)，因此甘氨酸亞鐵的物質(zhì)的量為0.1 mol，質(zhì)量為20.4 g，產(chǎn)率為×100%85%。答案： (1)Fe防止Fe2水解(2)Fe22HCO=FeCO3CO2H2O(3)滴液漏斗CD中澄清石灰水變渾濁防止二價鐵被氧化B852水合草酸亞鐵(FeC2O4·xH2O)是生產(chǎn)鋰電池的原料，難溶于水，受熱易分解。某化學(xué)興趣小組對草酸亞鐵的一些性質(zhì)進(jìn)行探究。回答下列問題：(1)實驗室用硫酸亞鐵溶液和草酸制備水合草酸亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(2)將水合草酸亞鐵溶于適量鹽酸。分別取2 mL此溶液于3支試管中，進(jìn)行實驗：第一支試管中加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅；第二支試管中加入幾滴K3Fe(CN)6溶液，生成藍(lán)色沉淀；第三支試管中加入幾滴酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去。上述實驗?zāi)茏C明水合草酸亞鐵中存在Fe2的是_(填編號)。(3)為測定水合草酸亞鐵中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2 g。按如圖連接好裝置進(jìn)行實驗。實驗步驟如下：A打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2B加熱裝置A一段時間C停止加熱，冷卻到室溫D關(guān)閉K1和K2，稱量AE重復(fù)上述步驟，直至A恒重，記為m3 g步驟B至步驟C繼續(xù)通入N2的目的是_。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)記錄，計算水合草酸亞鐵化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x_(列式表示)。(4)為探究草酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(3)中已恒重的裝置A接入下列圖所示部分的裝置(可重復(fù)選用)進(jìn)行實驗。打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，充分加熱。實驗后石英玻璃管中固體僅殘留一種有磁性的黑色化合物。寫出草酸亞鐵受熱分解的化學(xué)方程式：_。實驗裝置中，依次連接的合理順序為A_。解析：(1)硫酸亞鐵溶液和草酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是FeSO4H2C2O4xH2O=FeC2O4·xH2OH2SO4；(2)向試管中加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅，不能說明肯定存在Fe2；向試管中加入幾滴K3Fe(CN)6溶液，生成藍(lán)色沉淀，說明肯定存在Fe2；草酸根離子、Fe2均能與紫紅色酸性KMnO4溶液反應(yīng)，不能說明肯定存在Fe2；故答案選。(3)在無氧環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)，防止FeC2O4冷卻時被氧化，同時將裝置A中的水蒸氣轉(zhuǎn)移出裝置A；m(H2O)(m2m3)g，m(FeC2O4)(m3m1)g，F(xiàn)eC2O4·xH2O=FeC2O4 xH2O 144 18x (m3m1)g(m2m3)g得到x。(4)由于分解后有磁性的黑色化合物生成，該化合物為Fe3O4，鐵元素化合價有變化，說明分解過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，化學(xué)方程式為3FeC2O4=Fe3O44CO2CO2；生成的氣體先通過澄清石灰水來證明二氧化碳的存在，再通過濃的氫氧化鈉吸收二氧化碳，再通過澄清石灰水來證明二氧化碳已吸收完全，氣體經(jīng)干燥灼熱的氧化銅，將反應(yīng)后的氣體通過澄清石灰水來證明又生成了二氧化碳，最后進(jìn)行尾氣處理；依次連接的合理順序為ACE(C)FGCH。答案：(1)FeSO4H2C2O4xH2O=FeC2O4·xH2OH2SO4(2)(3)將裝置A中的水蒸氣帶走；同時防止FeC2O4冷卻時被氧化(4)3FeC2O4=Fe3O44CO2CO2C E (C) F G C H3某實驗小組利用如下裝置(部分固定裝置略)進(jìn)行氮氣與鈣的反應(yīng)，并探究其產(chǎn)物的性質(zhì)及化學(xué)式。請回答下列問題。(1)儀器B的名稱是_，B中固體物質(zhì)為_。(2)反應(yīng)過程中末端導(dǎo)管必須插入試管C的水中，目的是_。(填字母)A吸收反應(yīng)剩余的氮氣B控制通入氣體的流速C防止空氣中的氧氣倒流進(jìn)入反應(yīng)裝置，干擾反應(yīng)(3)將下列操作步驟補充完整：打開活塞K并通入N2；點燃酒精燈，進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，_。(4)該小組同學(xué)認(rèn)為根據(jù)相應(yīng)的質(zhì)量關(guān)系可以求出生成物的化學(xué)式，數(shù)據(jù)記錄如下：A的質(zhì)量m0/gA與鈣的質(zhì)量m1/gA與產(chǎn)物的質(zhì)量m2/g14.8015.0815.15通過計算得到化學(xué)式CaxN2，其中x_。小組同學(xué)查閱資料得知產(chǎn)物為Ca3N2，能與水強烈反應(yīng)，請寫出Ca3N2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：_，設(shè)計實驗檢驗Ca3N2與水反應(yīng)的產(chǎn)物(寫出必要的操作及現(xiàn)象)：_。解析：(1)儀器B為干燥管，其作用是防止外界水蒸氣進(jìn)入A中，可選用堿石灰等固態(tài)干燥劑。(2)可以在實驗過程中通過觀察末端導(dǎo)管口氣泡產(chǎn)生的速度，控制與調(diào)整N2的流速，同時可防止空氣進(jìn)入A中，避免生成CaO。(4)參加反應(yīng)的鈣的質(zhì)量15.08 g14.80 g0.28 g參加反應(yīng)的N2的質(zhì)量15.15 g15.08 g0.07 g則：xCaN2CaxN2 40x g 28 g 0.28 g 0.07 g x2.8。Ca3N2與水反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，生成Ca(OH)2和NH3；用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗NH3，用Na2CO3溶液檢驗Ca(OH)2，要注意敘述的完整性。答案：(1)干燥管堿石灰(或無水氯化鈣，其他合理答案均可)(2)BC(3)熄滅酒精燈，待A冷卻至室溫后，再停止通入氮氣(4)2.8Ca3N26H2O=3Ca(OH)22NH3取少量氮化鈣于一潔凈試管中，加入適量水，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若變藍(lán)，則證明有氨氣生成，反應(yīng)一段時間后，再向試管中滴加碳酸鈉溶液，若有白色沉淀出現(xiàn)則證明有氫氧化鈣生成(或其他合理答案均可)4鎂及其化合物是實驗設(shè)計的熱點載體，查閱資料可知：2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2OMg3N2與水反應(yīng)常溫下，NH3·H2O、CH3COOH的電離常數(shù)都等于1.8×105.探究鎂的性質(zhì)。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗探究鎂與二氧化氮反應(yīng)的產(chǎn)物，實驗裝置如圖所示。(1)裝置B中試劑是_；裝置D的作用是_。(2)實驗時，先啟動裝置A中的反應(yīng)，當(dāng)裝置C中充滿紅棕色氣體時再點燃酒精燈，這樣操作的目的是_。(3)確定有N2生成的實驗現(xiàn)象是_。(4)實驗完畢后，設(shè)計實驗確認(rèn)產(chǎn)物中有Mg3N2，取少量裝置C中殘留固體于試管中，滴加蒸餾水，_，則產(chǎn)物中有Mg3N2。(5)經(jīng)測定，Mg與NO2反應(yīng)生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物質(zhì)的量相等。C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。.探究Mg(OH)2在氯化銨溶液中溶解的原因。供選試劑：氫氧化鎂、蒸餾水、硝酸銨溶液、鹽酸、醋酸銨溶液。取少量氫氧化鎂粉末投入氯化銨溶液中，振蕩，白色粉末全部溶解。為了探究其原因，他們提出兩種假設(shè)。假設(shè)1：氯化銨溶液呈酸性，HOH=H2O，促進(jìn)Mg(OH)2溶解；假設(shè)2：NHOH=NH3·H2O，促進(jìn)Mg(OH)2溶解。(6)請你幫助他們設(shè)計實驗探究哪一種假設(shè)正確：_。解析：(1)裝置B中試劑用于干燥二氧化氮，由于二氧化氮與水反應(yīng)生成酸，故不能用堿性干燥劑，應(yīng)選擇酸性或中性干燥劑，可以是P2O5等；裝置D的作用是吸收裝置E中揮發(fā)出來的水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入裝置C的玻璃管中干擾實驗。(3)依據(jù)題中信息，過量的二氧化氮可以被NaOH溶液吸收，而N2與NaOH溶液不反應(yīng)，所以確定有N2生成的實驗現(xiàn)象是裝置E中產(chǎn)生氣泡，氣球緩慢鼓起。(4)Mg3N2能與水反應(yīng)生成NH3，所以檢驗NH3即可。(6)由題中信息可知，常溫下，NH3·H2O、CH3COOH的電離常數(shù)相等，所以CH3COONH4溶液顯中性，若氫氧化鎂溶于CH3COONH4溶液，則假設(shè)2正確。答案：(1)P2O5(或其他合理答案也可)吸收裝置E中揮發(fā)出來的水蒸氣(2)排盡裝置內(nèi)空氣，避免O2、CO2、N2等與鎂反應(yīng)(3)裝置E中產(chǎn)生氣泡，氣球緩慢鼓起(4)有刺激性氣味的氣體逸出(或產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán))(5)11Mg4NO28MgOMg3N2N2(6)取少量氫氧化鎂于試管中，加入足量 CH3COONH4溶液，若白色固體溶解，則假設(shè)2正確；若白色固體不溶解，則假設(shè)1正確5某實驗小組為探究KI與Cu(NO3)2的反應(yīng)，進(jìn)行實驗一：注：本實驗忽略Cu2在此條件下的水解。(1)取棕黃色清液，加入少量_溶液(試劑a)，清液變?yōu)開色，說明生成了I2。(2)探究生成I2的原因。甲同學(xué)進(jìn)行如下實驗：向2 mL 1 mol·L1KI溶液中加入1 mL_溶液(硝酸酸化，pH1.5)，再加入少量試劑a，觀察到與(1)相同的現(xiàn)象。甲同學(xué)由此得出結(jié)論：實驗一中生成I2的原因是酸性條件下，NO氧化了I。乙同學(xué)認(rèn)為僅由甲同學(xué)的實驗還不能得出相應(yīng)結(jié)論。他的理由是該實驗沒有排除_氧化I的可能性。若要證明實驗一中是NO氧化了I，應(yīng)在實驗一的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢驗_的實驗。(3)探究棕黑色沉淀的組成。查閱資料得知：CuI為難溶于水的白色固體。于是對棕黑色沉淀的組成提出兩種假設(shè)：aCuI吸附I2；b_吸附I2。為證明上述假設(shè)是否成立，取棕黑色沉淀進(jìn)行實驗二：已知：CuI難溶于CCl4；I22S2O=2IS4O(無色)；Cu2S2O=Cu(S2O3)(無色)。由實驗二得出結(jié)論：棕黑色沉淀是CuI吸附I2形成的。現(xiàn)象為_。用化學(xué)平衡移動原理解釋產(chǎn)生現(xiàn)象的原因：_。由實驗二可推知，Cu(NO3)2與KI反應(yīng)過程中，一定發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。解析：(1)此實驗的目的是驗證發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生了I2，利用淀粉遇碘變藍(lán)進(jìn)行驗證，即試劑a為淀粉溶液，清液變?yōu)樗{(lán)色，說明生成了I2。(2)實驗一中Cu2有可能氧化I得到I2，因此需要排除Cu2的干擾，可向2 mL 1 mol·L1KI溶液中加入1 mL 2 mol·L1KNO3溶液(硝酸酸化，pH1.5)，再加入少量淀粉溶液；溶液中的Cu2和溶液中溶解的一部分氧氣都有可能氧化I；根據(jù)實驗?zāi)康?，需要檢驗NO的還原產(chǎn)物。(3)根據(jù)假設(shè)a，Cu2的化合價降低到1價形成CuI，則也有可能降低到0價形成Cu，因此假設(shè)b為Cu吸附I2；由已知信息知，I2易溶于有機溶劑，而CuI不溶于CCl4，因此實驗的現(xiàn)象是棕黑色固體顏色變淺，液體變?yōu)樽霞t色；CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuI(s)Cu(aq)I(aq)，加入足量Na2S2O3溶液后，S2O與Cu反應(yīng)生成Cu(S2O3)，使c(Cu)減小，平衡正向移動，從而使白色沉淀溶解；因為不考慮Cu2的水解，根據(jù)實驗二，Cu2把I氧化成I2，自身被還原成1價的Cu，Cu與I結(jié)合形成沉淀，因此反應(yīng)的離子方程式為2Cu24I=2CuII2。答案：(1)淀粉藍(lán)(2)2 mol·L1 KNO3溶液中的Cu2，空氣中的O2NO的還原產(chǎn)物(或NO、NO2等)(3)Cu棕黑色固體顏色變淺，液體變?yōu)樽霞t色CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuI(s)Cu(aq)I(aq)，加入足量Na2S2O3溶液后，S2O與Cu反應(yīng)生成Cu(S2O3)，使c(Cu)減小，平衡正向移動，從而使白色沉淀溶解2Cu24I2CuII26(2019·漳州調(diào)研)某校同學(xué)在實驗室中對一氧化碳與硫酸鈣反應(yīng)進(jìn)行了探究。回答下列問題：(1)甲組同學(xué)利用CaSO4·2H2O在400500 脫水制取無水CaSO4。實驗中需用到的加熱裝置中的硅酸鹽質(zhì)的儀器除玻璃棒外，還用到_。(2)乙組同學(xué)利用H2C2O4·2H2O在濃硫酸作用下脫水生成CO、CO2并制備純凈的CO氣體，實驗裝置如下：B、C中盛放的試劑依次為_、_。(3)丙組同學(xué)利用甲組制得的無水CaSO4和乙組制得的CO并利用下列裝置驗證反應(yīng)并檢驗氣態(tài)產(chǎn)物中有SO2和CO2產(chǎn)生。上述裝置(部分裝置可重復(fù)使用)的連接順序為C_。若E中溶液褪色，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。能證明有CO2生成的實驗依據(jù)是_。若G中產(chǎn)物為CaO，則G中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(4)丁組的同學(xué)取丙組實驗后G裝置中的固體產(chǎn)物加入試管中，然后加入足量稀鹽酸，固體完全溶解且產(chǎn)生少量氣體，通入CuSO4溶液有黑色沉淀?？沈炞CCO與CaSO4在高溫下還發(fā)生了一個副反應(yīng)，該反應(yīng)為_(用化學(xué)方程式表示)。解析：(1)甲組同學(xué)利用CaSO4·2H2O在400500 脫水制取無水CaSO4，所用到的坩堝、泥三角都屬于硅酸鹽質(zhì)的儀器。(2)H2C2O4·2H2O在濃硫酸作用下脫水生成CO、CO2，要制得純凈的CO氣體，必須先除去CO2和水，由實驗裝置知B除去CO2，C除去水，所以B中加NaOH溶液，C中加濃硫酸。(3)無水CaSO4和CO反應(yīng)會產(chǎn)生SO2和CO2，檢驗SO2和CO2的順序為檢驗SO2除去SO2驗證SO2是否除凈檢驗CO2。裝置的連接順序為CGDEDFH。(4)由題意可知產(chǎn)生的少量氣體是H2S，則固體物質(zhì)中含有硫化物，故CO與CaSO4在高溫下發(fā)生的副反應(yīng)為CaSO44COCaS4CO2答案：(1)坩堝和泥三角(2)NaOH溶液濃硫酸(3)GDEDFH5SO22MnO2H2O=2Mn25SO4H連接在E后面的D中品紅溶液不褪色，F(xiàn)中的澄清石灰水變渾濁CaSO4COCaOSO2CO2(4)CaSO44COCaS4CO2