(北京專用)2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型十四 綜合實(shí)驗(yàn)探究習(xí)題

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1、 熱點(diǎn)題型十四 綜合實(shí)驗(yàn)探究 1.實(shí)驗(yàn)室用圖示實(shí)驗(yàn)裝置制備?KClO?溶液,再與?KOH、Fe(NO3)3?溶液反應(yīng)制備高效凈水劑?K2FeO4。 [查閱資料]Ⅰ.Cl2?與?KOH?溶液在?20?℃以下反應(yīng)生成?KClO,在較高溫度下則生成?KClO3; Ⅱ.K2FeO4?易溶于水,微溶于濃?KOH?溶液,在?0?℃~5?℃的強(qiáng)堿性溶液中較穩(wěn)定。 (1)儀器?a?的名稱為 ;裝置?C?中三頸燒瓶置于冰水浴中的目的 是 。 (2)裝置?B?吸收的氣體是 ,裝置?D?的作用是 。

2、(3)裝置?C?中得到足量?KClO?后,將三頸燒瓶上的導(dǎo)管取下,依次加入?KOH?溶液、Fe(NO3)3?溶液,水浴控制反 應(yīng)溫度為?25?℃,攪拌?1.5?h,溶液變?yōu)樽霞t色(含?K2FeO4),該反應(yīng)的離子方程式 為 。再加入飽和?KOH?溶液,析出紫黑色晶體,過濾,得到?K2FeO4?粗產(chǎn)品。 (4)K2FeO4?粗產(chǎn)品中含有?Fe(OH)3、KCl?等雜質(zhì),其提純步驟為: ①將一定量的?K2FeO4?粗產(chǎn)品溶于冷的?3?mol/L?KOH?溶液中。 ②過濾。 ③ 。 ④攪拌、靜置、過濾,用乙醇洗滌?2~3?次。 ⑤在真空干燥箱中干燥。

3、 (5)稱取提純后的?K2FeO4?樣品?0.220?0?g?于燒杯中,加入強(qiáng)堿性亞鉻酸鹽溶液,反應(yīng)后再加稀硫酸調(diào)節(jié)溶液 呈強(qiáng)酸性,配制成?250?mL?溶液,取出?25.00?mL?放入錐形瓶中,用?0.010?0?mol/L?的(NH4)2Fe(SO4)2?溶液滴 定至終點(diǎn),重復(fù)操作?2?次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2?溶液的體積為?30.00?mL。涉及的主要反應(yīng)為: Cr(OH?+Fe Fe(OH)3↓+Cr +OH- 2Cr +2H+ Cr2?+H2O Cr2 +6Fe2++14H+?

4、??6Fe3++2Cr3++7H2O 則該?K2FeO4?樣品的純度為 。 1 2.CuCl?廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解?CuCl2·2H2O?制備?CuCl,并進(jìn)行相關(guān) 探究。 【資料查閱】 【實(shí)驗(yàn)探究】 該小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器略)。 請回答下列問題: (1)儀器?X?的名稱是 。 (2)實(shí)驗(yàn)操作的先后順序是?a→ →e(填操作的編號)。 a.檢查裝置的氣密性后加入藥品 b.熄滅酒精

5、燈,冷卻 c.在“氣體入口”處通入干燥?HCl d.點(diǎn)燃酒精燈,加熱 e.停止通入?HCl,然后通入?N2 (3)在實(shí)驗(yàn)過程中,觀察到?B?中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{(lán)色,C?中試紙的顏色變化是 。 (4)裝置?D?中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是 。 【探究反思】 (5)反應(yīng)結(jié)束后,取出?CuCl?產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)其中含有少量的?CuCl2?或?CuO?雜質(zhì)。根據(jù)資料信息分析: ①若雜質(zhì)是?CuCl2,則產(chǎn)生的原因是 。 ②若雜質(zhì)是?CuO,則產(chǎn)生的原因是 。 3.某班化學(xué)興趣小組做如下實(shí)驗(yàn),請你回答相關(guān)問題: Ⅰ.甲組同學(xué)想用金屬

6、鈉和空氣制備純度較高的?Na2O2(不考慮空氣中?N2),可利用的裝置如下。 (1)裝置Ⅳ中盛放的藥品是 ,若沒有該裝置可能導(dǎo)致生成的?Na2O2?中含有 ,其反應(yīng)方程式 為 。 2 (2)若規(guī)定氣流方向從左到右,各儀器接口的連接順序是:空氣→ , 接 , 接 , 接 。 (3)裝置Ⅱ的作用是 。 Ⅱ.乙組同學(xué)利用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行某些氣體的制備、性質(zhì)探究等實(shí)驗(yàn)(圖中夾持裝置已省略)。 (4)為驗(yàn)證氯氣不能使干燥的紅布條褪色,

7、將紅布條置于裝置?B?中,按?A—C—B—D?連接成實(shí)驗(yàn)裝置體系。 裝置?A?錐形瓶中試劑選用高錳酸鉀晶體,則分液漏斗中的液體是 ;裝置?A?中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程 式為 ,裝置?C?中試劑是 ,裝置?D?的作用 是 。 4.(2017?北京東城一模,28)資料顯示“O2?的氧化性隨溶液?pH?的增大逐漸減弱”。某興趣小組探究不同條 件下?KI?與?O2?的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)如下。 裝置 燒杯中的液體 ①2?mL?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉 ②2?mL?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉+2?mL?0.2?mol/L 鹽酸

8、 ③2?mL?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉+2?mL?0.2?mol/L KCl?溶液 ④2?mL?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉+2?mL?0.2?mol/L 現(xiàn)象(5?分鐘后) 無明顯變化 溶液變藍(lán) 無明顯變化 溶液變藍(lán),顏色較②淺 CH3COOH?溶液 (1)實(shí)驗(yàn)②中生成?I2?的離子方程式是 。 (2)實(shí)驗(yàn)③的目的是 。 (3)實(shí)驗(yàn)④比②溶液顏色淺的原因 是 。 (4)為進(jìn)一步探究?KI?與?O2?的反應(yīng),用上表中的裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn): 燒杯

9、中的液體 ⑤2?mL?pH=8.5?混有?KOH?的?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉 現(xiàn)象(5?小時(shí)后) 溶液才略變藍(lán) 3 ⑥2?mL?pH=10?混有?KOH?的?1?mol/L?KI?溶液+5?滴淀粉 無明顯變化 Ⅰ.對于實(shí)驗(yàn)⑥的現(xiàn)象,甲同學(xué)提出猜想“pH=10時(shí)?O2不能氧化?I-”,設(shè)計(jì)了下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證猜想。 ⅰ.燒杯?a?中的溶液為 。 ⅱ.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,此猜想不成立。支持該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:通入?O2 后, 。 Ⅱ.乙同學(xué)向?pH

10、=10?的?KOH?溶液(含淀粉)中滴加碘水,溶液先變藍(lán)后迅速褪色。經(jīng)檢測褪色后的溶液中含 有?I ,褪色的原因是(用離子方程式表 示) 。 (5)該小組同學(xué)對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了整體反思,推測實(shí)驗(yàn)①中現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能 是 ; 實(shí)驗(yàn)⑥中現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是 。 5.(2017?北京西城一模,28)某化學(xué)小組研究鹽酸被氧化的條件,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。 (1)研究鹽酸被?MnO2?氧化。 實(shí)驗(yàn) 操作 Ⅰ 常溫下將?MnO2?和?12?mol·L-1?濃鹽酸混合 Ⅱ 將Ⅰ中混合物過濾,加熱濾液 Ⅲ 加熱?MnO2?和?4?mo

11、l·L-1?稀鹽酸的混合物 現(xiàn)象 溶液呈淺棕色,略有刺激性氣味 生成大量黃綠色氣體 無明顯現(xiàn)象 ①已知?MnO2?呈弱堿性。Ⅰ中溶液呈淺棕色是由于?MnO2?與濃鹽酸發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng),化學(xué)方程式 是 。 ②Ⅱ中發(fā)生了分解反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 ③Ⅲ中無明顯現(xiàn)象的原因,可能是?c(H+)或?c(Cl-)較低,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅳ進(jìn)行探究: 4 將實(shí)驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ作對比,得出的結(jié)論 是 ;將 ⅰ、ⅱ作對比,得出的結(jié)論是 。 ④用下圖裝置(a、b?

12、均為石墨電極)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅴ: ⅰ.K?閉合時(shí),指針向左偏轉(zhuǎn) ⅱ.向右管中滴加濃?H2SO4?至?c(H+)≥7?mol·L-1,指針偏轉(zhuǎn)幅度變化不大 ⅲ.再向左管中滴加濃?H2SO4?至?c(H+)≥7?mol·L-1,指?針向左偏轉(zhuǎn)幅度增大 將ⅰ和ⅱ、ⅲ作對比,得出的結(jié)論 是 。 (2)研究鹽酸能否被氧化性酸氧化。 ①燒瓶中放入濃?H2SO4,通過分液漏斗向燒瓶中滴加濃鹽酸,燒瓶上方立即產(chǎn)生白霧,用濕潤的淀粉?KI?試紙 檢驗(yàn),無明顯現(xiàn)象。由此得出濃硫酸 (填“能”或“不能”)氧化鹽

13、酸。 ②向試管中加入?3?mL?濃鹽酸,再加入?1?mL?濃?HNO3,試管內(nèi)液體逐漸變?yōu)槌壬?加熱,產(chǎn)生棕黃色氣體,經(jīng) 檢驗(yàn)含有?NO2。 實(shí)驗(yàn) 操作 現(xiàn)象 Ⅰ 將濕潤的淀粉?KI?試紙伸入棕黃色氣體中 Ⅱ 將濕潤的淀粉?KI?試紙伸入純凈?Cl2?中 試紙先變藍(lán),后褪色 試紙先變藍(lán),后褪色 Ⅲ …… …… 通過實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ證明混合氣體中含有?Cl2,Ⅲ的操作 是 。 (3)由上述實(shí)驗(yàn)得出:鹽酸能否被氧化與氧化劑的種類、 有關(guān)。

14、 5 答案精解精析 熱點(diǎn)題型十四 綜合實(shí)驗(yàn)探究 1.?答案 (1)分液漏斗 防止?Cl2?與?KOH?反應(yīng)生成?KClO3 (2)HCl 吸收多余的?Cl2,防止污染空氣 (3)3ClO-+2Fe3++10OH- 2Fe +3Cl-+5H2O (4)將濾液置于冰水浴中,向?yàn)V液中加入飽和?KOH?溶液 (5)90% 解析 (1)儀器?a?的名

15、稱是分液漏斗;Cl2?與?KOH?溶液在?20?℃以下反應(yīng)生成?KClO,在較高溫度下則生成 KClO3,冰水浴的目的是防止?Cl2?與?KOH?反應(yīng)生成?KClO3?。 (2)濃鹽酸具有揮發(fā)性,故裝置?B?吸收的氣體是?HCl;因?yàn)檠b置?A?中會(huì)不斷產(chǎn)生?Cl2,故裝置?D?的作用是吸收 多余的?Cl2,防止污染空氣。 (3)KClO?具有強(qiáng)氧化性,其氧化?Fe3+的離子方程式為:3ClO-+2Fe3++10OH- 2Fe +3Cl-+5H2O。 6 (4)K2FeO4?易溶于水,所以先過濾除去?Fe(OH)3,K2FeO4?微溶于

16、濃?KOH?溶液,而且在?0?℃~5?℃的強(qiáng)堿性溶液 中較穩(wěn)定,再將濾液置于冰水浴中,向?yàn)V液中加入飽和?KOH?溶液,可得到?K2FeO4?晶體。 (5)由題給反應(yīng)可得關(guān)系式:6Fe2+~Cr2 ~2Cr??~2Fe??,n(Fe2+)=0.010?0?mol/L×30.00×10-3 L=3.00×10-4?mol,故樣品中?K2FeO4?純度為 2.?答案 (1)干燥管 (2)cdb (3)先變紅,后褪色 (4)Cl2+2OH- =90%。 ClO-+Cl-+H2O?(5)①加熱時(shí)間不足 或溫度偏低 ②通入?H

17、Cl?的量不足 解析 (1)X?為干燥管。(2)根據(jù)資料可知,由?CuCl2·2H2O?熱分解制備?CuCl?要防止?Cu+被空氣中氧氣氧化, 故應(yīng)先通入干燥的?HCl?以排盡裝置中的空氣,然后再加熱使?CuCl2·2H2O?分解,最后必須在無氧環(huán)境中冷 卻,結(jié)合上述思路,操作的順序?yàn)?a→c→d→b→e。(3)實(shí)驗(yàn)過程中,HCl?會(huì)進(jìn)入?C?中,另外當(dāng)溫度高于?300?℃ 時(shí),試管中發(fā)生反應(yīng):2CuCl2 2CuCl+Cl2↑,故進(jìn)入?C?的氣體既有?HCl?又有?Cl2,所以?C?中濕潤藍(lán)色石 蕊試紙先變紅,后褪色。(4)根據(jù)(3)可知進(jìn)入?D?中的氣體有

18、?HCl?和?Cl2,則裝置?D?中發(fā)生的氧化還原反應(yīng) 的離子方程式為?Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(5)①根據(jù)資料可知,含?CuCl2?雜質(zhì)的原因是?CuCl2?沒有完全分 解,而造成此現(xiàn)象的原因是加熱溫度偏低或加熱時(shí)間不足。②雜質(zhì)?CuO?產(chǎn)生的原因是水的存在引起?CuCl2 水解生成?Cu2(OH)2Cl2,再受熱分解產(chǎn)生?CuO,故原因是通入?HCl?的量不足。 3.?答案 (1)NaOH?溶液 Na2CO3 2Na2O2+2CO2 (2)h g f e a(或?b) b(或?a) c (3)防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝

19、置Ⅰ (4)濃鹽酸(填“鹽酸”也可) 2KMnO4+16HCl(濃) 2Na2CO3+O2 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O?濃硫酸?吸收氯氣以 防污染環(huán)境(“除去氯氣”等合理答案也可) 解析 (1)空氣進(jìn)入裝置Ⅰ之前需除去?CO2?和水蒸氣。裝置Ⅳ中盛?NaOH?溶液可除去?CO2,再通過裝置Ⅲ中 濃硫酸除去水蒸氣,裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng):2Na+O2 Na2O2,最后連接裝置Ⅱ以隔絕空氣中的?CO2?和水蒸氣, 以防?Na2O2?變質(zhì)。(4)濃鹽酸與?KMnO4?晶體常溫下可反應(yīng)生成?Cl2、KCl、MnCl2?和?

20、H2O;Cl2?在通入裝置?B?之前 需干燥,干燥?Cl2?用濃硫酸,最后用裝置?D?進(jìn)行尾氣處理。 4.?答案 (1)4I-+O2+4H+ 2I2+2H2O (2)驗(yàn)證?Cl-是否影響?KI?與?O2?的反應(yīng) (3)其他條件相同時(shí),CH3COOH?是弱電解質(zhì),溶液中?c(H+)較鹽酸小,O2?的氧化性減弱 (4)Ⅰ.ⅰ.pH=10?的?KOH?溶液 ⅱ.電流表指針偏轉(zhuǎn),燒杯?b?中的溶液顏色變深 7 Ⅱ.3I2+6OH- I +5I-+3H2O (5)中性條件下,O2?的氧化性比較弱,反應(yīng)速率慢,短時(shí)間內(nèi)難以生成“一定量”

21、碘單質(zhì)使溶液顏色發(fā)生變 化 I-被氧化生成?I2,I2?迅速發(fā)生歧化反應(yīng)變?yōu)?I 和?I- 解析 (1)在酸性條件下,用氧氣氧化?I-生成碘單質(zhì)的離子方程式為?4I-+O2+4H+ 2I2+2H2O。 (2)對比實(shí)驗(yàn)②③可知,實(shí)驗(yàn)③的目的是驗(yàn)證?Cl-是否影響?KI?與?O2?的反應(yīng)。 (3)兩實(shí)驗(yàn)中?H+的濃度不同,現(xiàn)象不同,其原因是?H+濃度小時(shí),O2?的氧化性弱。 (4)Ⅰ.ⅱ.猜想不成立,即?pH=10?時(shí)?O2?能氧化?I-生成?I2,則電路中有電流產(chǎn)生,且?b?中溶液顏色變深; Ⅱ.褪色后的溶液中含

22、有?I 5.?答案 (1)①M(fèi)nO2+4HCl ,說明?I2?與?KOH?發(fā)生了反應(yīng),離子方程式為?3I2+6OH-??I?+5I-+3H2O。 MnCl4+2H2O ②MnCl4 Cl2↑+MnCl2 ③Ⅲ中沒有明顯現(xiàn)象的原因是?c(H+)、c(Cl-)較低,需要增大到一定程度才能被?MnO2?氧化 MnO2?氧化鹽酸的反應(yīng)中?c(H+)變化的影響大于?c(Cl-) ④HCl?的還原性與?c(H+)無關(guān);MnO2?的氧化性與?c(H+)有關(guān),c(H+)越大,MnO2?的氧化性越強(qiáng) (2)①不能 ②將濕潤的淀粉?KI?試紙伸入純凈的?NO

23、2?中 (3)c(Cl-)、c(H+)(或濃度) 解析 (1)①依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的特征可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式為?MnO2+4HCl ②濾液中含有?MnCl4,MnCl4?發(fā)生分解反應(yīng)生成?MnCl2?和?Cl2,化學(xué)方程式為?MnCl4 MnCl4+2H2O; Cl2↑+MnCl2; ③實(shí)驗(yàn)Ⅳ與實(shí)驗(yàn)Ⅲ對比,實(shí)驗(yàn)Ⅳ中ⅰ增大了?c(H+)產(chǎn)生氯氣,ⅱ中增大了?c(Cl-)也產(chǎn)生了氯氣,由此可得Ⅲ 中沒有明顯現(xiàn)象的原因是?c(H+)、c(Cl-)較低,需要增大到一定程度才能被?MnO2?氧化;將實(shí)驗(yàn)Ⅳ中ⅰ、ⅱ作 對比知,MnO2?氧化鹽酸的反應(yīng)中?c(H+)變化的影響大于?c(Cl-); ④對比實(shí)驗(yàn)ⅰ和ⅱ、ⅲ知,HCl?的還原性與?c(H+)無關(guān);MnO2?的氧化性與?c(H+)有關(guān),c(H+)越大,MnO2?的氧化 性越強(qiáng); (2)①燒瓶上方白霧不能使?jié)駶櫟牡矸?KI?試紙變藍(lán),說明白霧中無氯氣,即濃硫酸不能氧化鹽酸; ②分析可知,若純凈的?NO2?不能使?jié)駶櫟牡矸?KI?試紙先變藍(lán),后褪色,則可證明混合氣體中含有?Cl2,故Ⅲ 的操作是將濕潤的淀粉?KI?試紙伸入純凈的?NO2?中。 8