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    重点7 探究型实验综合题- 高考化学专练【热点·重点·难点】

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    重点7  探究型实验综合题【命题规律】本专题考点为高考热点。主要考查方式为:(1)原理型实验探究,如反应速率或化学平衡条件等的探究;(2)物质性质探究;(3)物质成分的定性和定量探究。题型有选择题和综合实验题,试题以中等难度及中等偏难为主。考查的核心素养以科学探究与创新意识为主。【备考建议】2021年高考备考应关注真实情境下物质成分的定性和定量探究。【限时检测】(建议用时:40分钟)1[2020浙江7月选考] 黄色固体X,可能含有漂白粉、之中的几种或全部。将X与足量的水作用,得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是(    AX中含,可能含有BX中含有漂白粉和CX中含有Y中含有D.用酸化溶液Z,若有黄绿色气体放出,说明X中含有【答案】C【解析】固体X为黄色,则含有Fe2(SO4)3,溶于水后,要使溶液Z为无色碱性,则一定含有漂白粉,且漂白粉过量,得到深棕色固体混合物Y,则固体YFe(OH)3Cu(OH)2的混合物,X中一定含有中含有其中一种或两种都含,据此解答。A.X含有KI,则会与漂白粉反应生成I2,溶液不为无色,A不正确;B.由分析可知,不一定含有FeSO4B不正确;C.由分析可知, X含有CuCl2Y含有Fe(OH)3C正确;D.酸化后,产生黄绿色气体,为氯气,则发生的发生反应的离子反应方程式为:Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O,此时的Cl-有可能来自于漂白粉氧化FeSO4产生的Cl-,也有可能是漂白粉自身含有的,不能推导出含有CuCl2D不正确;故选C2[2020年新课标]氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3NaClO,探究其氧化还原性质。回答下列问题:(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________a中的试剂为________(2)b中采用的加热方式是_________c中化学反应的离子方程式是________________,采用冰水浴冷却的目的是____________(3)d的作用是________,可选用试剂________(填标号)ANa2S    BNaCl    CCa(OH)2 DH2SO4(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,__________________,干燥,得到KClO3晶体。(5)取少量KClO3NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显____色。可知该条件下KClO3的氧化能力____NaClO(大于小于")【答案】(1)圆底烧瓶    饱和食盐水    2)水浴加热    Cl2+2OH=ClO+Cl+H2O    避免生成NaClO3    3)吸收尾气(Cl2)    AC4)过滤    少量()水洗涤    5)紫    小于    【解析】【分析】本实验目的是制备KClO3NaClO,并探究其氧化还原性质;首先利用浓盐酸和MnO2粉末共热制取氯气,生成的氯气中混有HCl气体,可在装置a中盛放饱和食盐水中将HCl气体除去;之后氯气与KOH溶液在水浴加热的条件发生反应制备KClO3,再与NaOH溶液在冰水浴中反应制备NaClO;氯气有毒会污染空气,所以需要d装置吸收未反应的氯气。【详解】(1)根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶;a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体;(2)根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热,该加热方式为水浴加热;c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠,结合元素守恒可得离子方程式为Cl2+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H2O;根据氯气与KOH溶液的反应可知,加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐,所以冰水浴的目的是避免生成NaClO3(3)氯气有毒,所以d装置的作用是吸收尾气(Cl2)ANa2S可以将氯气还原成氯离子,可以吸收氯气,故A可选;B.氯气在NaCl溶液中溶解度很小,无法吸收氯气,故B不可选;C.氯气可以Ca(OH)2或浊液反应生成氯化钙和次氯酸钙,故C可选;D.氯气与硫酸不反应,且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度,故D不可选;综上所述可选用试剂AC(4)b中试管为KClO3KCl的混合溶液,KClO3的溶解度受温度影响更大,所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量()水洗涤、干燥,得到KClO3晶体;(5)1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色,说明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化,2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质,即该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO;碘单质更易溶于CCl4,所以加入CCl4振荡,静置后CCl4层显紫色。3[2020年天津卷]为测定CuSO4溶液的浓度,甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题:Ⅰ.甲方案实验原理:实验步骤:(1)判断沉淀完全的操作为____________(2)步骤判断沉淀是否洗净所选用的试剂为_____________(3)步骤灼烧时盛装样品的仪器名称为__________(4)固体质量为wg,则c(CuSO4)=________mol‧L-1(5)若步骤从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,则测得c(CuSO4)_________(偏高偏低无影响”)Ⅱ.乙方案实验原理:实验步骤:按右图安装装置(夹持仪器略去)②……在仪器ABCDE…中加入图示的试剂调整DE中两液面相平,使D中液面保持在0或略低于0刻度位置,读数并记录。CuSO4溶液滴入A中搅拌,反应完成后,再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生待体系恢复到室温,移动E管,保持DE中两液面相平,读数并记录处理数据(6)步骤___________(7)步骤需保证体系恢复到室温的原因是________(填序号)A.反应热受温度影响     B.气体密度受温度影响      C.反应速率受温度影响(8)Zn粉质量为ag,若测得H2体积为bmL,已知实验条件下,则c(CuSO4)______mol‧L-1(列出计算表达式)(9)若步骤⑥E管液面高于D管,未调液面即读数,则测得c(CuSO4)________(偏高偏低无影响”)(10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度:_________(”)【答案】(1)向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,无白色沉淀生成,则沉淀完全    2AgNO3溶液    3)坩埚    4    5)偏低    6)检查装置气密性    7b8    9)偏高    10)否    【解析】【分析】甲方案是利用溶液中的硫酸铜与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,经灼烧、洗涤、称重后得到的固体是硫酸钡,利用硫酸根守恒,计算出硫酸铜的物质的量,从而计算出浓度;乙方案是利用锌与稀硫酸反应释放出氢气的体积,换算成质量,计算出与稀硫酸反应的锌的物质的量,再利用锌的总的物质的量减去与酸反应的锌的物质的量,得到与硫酸铜反应的锌的物质的量,根据锌和硫酸铜的物质的量关系,计算出硫酸铜的物质的量,根据得到硫酸铜的浓度,据此分析。【详解】(1)硫酸根离子的检验是滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,证明溶液中含有硫酸根离子,故判断沉淀完全的操作向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,无白色沉淀生成,则沉淀完全;(2)步骤判断沉淀是否洗净所选用的试剂为AgNO3溶液,硫酸钡沉淀中可能附着有氯化钡,为了证明还有没氯离子,需要加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀,证明没有洗净;(3)步骤灼烧时盛装样品的仪器为坩埚;(4)固体质量为wg,为硫酸钡的质量,硫酸钡的物质的量为n=,根据硫酸根守恒可知,CuSO4~BaSO4,则c(CuSO4)===mol‧L-1(5)若步骤从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,会使固体的质量偏小,物质的量偏小,根据可知,则测得c(CuSO4)偏低;(6)加入药品之前需检查装置的气密性;步骤为检查装置气密性;(7)气体的体积受温度和压强的影响较大,气体的质量不随温度和压强的变化而改变,密度也受温度和压强的影响,步骤需保证体系恢复到室温的原因是气体密度受温度影响;反应热不受温度的影响,只与反应物和生成物自身的能量有关,不随温度压强而改变;反应速率受温度影响,温度越高,反应速率越快,步骤需保证体系恢复到室温与反应速率无关;(8)Zn粉质量为ag,若测得H2体积为bmL,已知实验条件下,氢气的质量=,利用氢气的质量得到氢气的物质的量n=,根据,与酸反应的锌的物质的量为,锌的总物质的量为,与硫酸铜反应的锌的物质的量为,根据,则c(CuSO4)=(9)若步骤⑥E管液面高于D管,未调液面即读数,得到氢气的体积偏小,与硫酸反应的锌的质量偏小,与硫酸铜反应的锌的质量偏大,则测得c(CuSO4)偏高;(10) 不能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度,硫酸镁不和锌发生置换反应。4[上海市嘉定区2021届高三一模]中溶液滴入中,预测的现象与实际相符的是(    )选项中物质中物质预测中的现象A稀盐酸碳酸钠、氢氧化钠混合溶液立即产生气泡B浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D亚硫酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色【答案】D【详解】A.先发生NaOH与盐酸的反应,则开始时无现象,A错误;B.常温下Al遇浓硝酸发生钝化,不能观察到产生红棕色气体,B错误;C.氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液,氯化铝与过量的氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠,C错误;D.亚硫酸能被高锰酸钾酸性溶液氧化,则溶液逐渐褪色,D正确;故答案为:D5[四川省成都市2021届高三第一次诊断性考试]实验室探究二氧化碳与锌粉反应是否有一氧化碳生成。利用下列装置进行相关实验(已知题设下COH2与银氨溶液反应都生成黑色沉淀)。其中方案设计不合理的是(    )A.制CO2 B.除杂、干燥CCO2与锌粉反应 D.检查CO【答案】B【详解】A.用大理石和稀盐酸制备CO2,可以采用启普发生器制取,图中装置类似启普发生器原理,故A正确;B.除去盐酸发挥出的氯化氢气体用饱和碳酸氢钠溶液,干燥CO2需要浓硫酸,图中缺乏干燥装置,故B错误;CCO2与锌粉反应需要在加热条件下进行,故C正确;D.检查是否有CO时,先需要用氢氧化钠溶液除去剩余的CO2,再用银氨溶液检验是否有黑色沉淀,故D正确;故选B6[四川省乐山市2021届高三12月第一次调研考试]利用压强传感器测定氨气的喷泉实验中的压强变化的装置如图1。下列说法不正确的是A.实验室常用加热NH4ClNaOH固体混合物方法制备氨气B.喷泉实验须使用干燥的NH3,实验室常用碱石灰干燥NH3Ca处的胶头滴管中装有少量的水或稀硫酸D.由图2三颈瓶中压强变化曲线可知,C点时打开止水夹b,此时喷泉最剧烈【答案】A【详解】A.实验室常用加热NH4ClCa(OH)2固体混合物方法制备氨气,A错误;BNH3为碱性气体,实验室常用碱石灰干燥,B正确;C.氨极易溶于水、能和酸反应,可在a处的胶头滴管中装有少量的水或稀硫酸,以便实验开始时引发喷泉实验,C正确;D.由图2可知C点时瓶内压强最小,与空气形成压强差最大,此时打开止水夹b,喷泉最剧烈,D正确。答案选A7[上海市虹口区2021届高三一模]某化学兴趣小组对硫代硫酸钠Na2S2O3产生兴趣。该小组通过实验对Na2S2O3的某些性质进行了探究。完成下列填空:(1)甲同学设计并进行了如下实验:序号实验操作实验现象实验向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液氯水颜色变浅实验取少量实验反应后的溶液,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液出现白色沉淀实验中产生白色沉淀的化学式为___。上述实验说明Na2S2O3具有______性。(2)乙同学取少量实验反应后的溶液,滴加AgNO3溶液,出现白色沉淀,据此也认为氯水将Na2S2O3氧化。评价他的推理是否正确并说明理由。_____(3)丙同学查阅资料,了解到Na2S2O3的一种制取原理:S + Na2SO3 Na2S2O3.为探究外界条件对Na2SO3转化率的影响,他设计如下对比实验(每次反应时间为60 min)序号硫粉质量Na2SO3质量水质量反应温度Na2SO3转化率实验18 g63 g42 g80℃80.7%实验18 g63 g57 g80℃94.6%实验36 g63 g42 g80℃80.8%(i)实验的目的是探究_________对亚硫酸钠转化率的影响;(ii)实验Na2SO3转化率基本不变的原因是________(iii)实验想要探究温度升高对亚硫酸钠转化率是否有影响,请设计一组实验数据填入表中:序号硫粉质量Na2SO3质量水质量反应温度Na2SO3转化率实验18 g63 g42 g80℃80.7%实验18 g63 g57 g80℃94.6%实验36 g63 g42 g80℃80.8%实验__________……………………………………(4)丁同学将少量Na2S2O3溶液滴至AgNO3溶液中,发现立即生成了白色Ag2S2O3沉淀,但沉淀很快变为棕黄色,最终变为黑色。过滤后,滤液中只含AgNO3NaNO3H2SO4.已知AgAg2OAg2S均为黑色且难溶于水,推测该实验中黑色沉淀可能是________,理由是_________【答案】BaSO4    还原    不正确,因为氯水过量,氯水中同样含有Cl-    亚硫酸钠浓度    硫为固体,不影响平衡移动    18 g36g    63g    42g57g或其他合理数据    100 ℃    Ag2S    溶液中含S元素化合价上升,一定有元素化合价下降;如果生成Ag,则电子得失无法守恒,故只能为Ag2S    【详解】(1)向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液,氯水颜色变浅,则说明氯气发生反应;取反应后的溶液,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,可知该沉淀为硫酸钡沉淀,硫元素的化合价升高,则Na2S2O3作还原剂,具有还原性;故答案为:BaSO4;还原;(2)乙同学取少量实验反应后的溶液,滴加AgNO3溶液,出现白色沉淀,据此也认为氯水将Na2S2O3氧化,氯气溶于水能生成盐酸和次氯酸,故溶液中存在氯离子,不能证明是与Na2S2O3发生了氧化还原反应,故该推理不正确;故答案为:不正确,因为氯水过量,氯水中同样含有Cl-(3)(i)对比实验,可知水的量不同,则两组实验的目的是探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响;(ii)实验的变量是硫粉的质量,硫粉是固体,其量的变化不影响平衡的移动,故Na2SO3转化率基本不变;(iii)实验想要探究温度升高对亚硫酸钠转化率是否有影响,故除温度外,硫粉的质量,亚硫酸钠浓度均不变,故硫粉质量可为:18 g36gNa2SO3质量为:63g;水的质量为:42g57g;温度为100 ℃故答案为:亚硫酸钠浓度;硫为固体,不影响平衡移动;18 g36g63g42g57g或其他合理数据;100 ℃(4)丁同学将少量Na2S2O3溶液滴至AgNO3溶液中,发现立即生成了白色Ag2S2O3沉淀,但沉淀很快变为棕黄色,最终变为黑色,已知过滤后,滤液中只含AgNO3NaNO3H2SO4.已知AgAg2OAg2S均为黑色且难溶于水;溶液中含S元素化合价上升,一定有元素化合价下降;如果生成Ag,则电子得失无法守恒,故黑色沉淀只能为Ag2S故答案为:Ag2S;溶液中含S元素化合价上升,一定有元素化合价下降;如果生成Ag,则电子得失无法守恒,故黑色沉淀只能为Ag2S8[安徽省六安市示范高中2021届高三教学质量检测]二氧化氯常温下是一种黄绿色具有刺激性气味的气体,常用于自来水消毒和果蔬保鲜等方面。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的ClO2制备方法,其原理是用NaClO3CH3OH在催化剂、60°C时,发生反应得到ClO2,用下图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和氧化性进行研究。已知: ClO2易溶于水但不与水反应,气体浓度较大时易分解(爆炸),实验室用稳定剂吸收ClO2,生成NaClO2,使用时加酸只释放出ClO2一种气体物质CH3OHHCOOHClO2沸点64.7℃100.8℃11℃(1)仪器I的名称为_______ ; 实验中使用仪器II的目的是_______(2)根据实验原理和目的,上述装置的连接顺序为: ea_______(填接口顺序)(3)工业上常用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)的水溶液作为ClO2的稳定剂,吸收ClO2的离子方程式为_______,为便于大量运输和储存,工业上也选择硅酸钙、二氧化硅分子烯等作为稳定剂,其原理是_______(4)装置乙中的主要现象为_______(5)不能用排空气法来收集得到纯净的ClO2的原因是_______(6) ClO2Cl2都为强氧化剂,在相同条件下,等物质的量时ClO2的氧化能力是Cl2___倍。【答案】三颈烧瓶(蒸馏烧瓶)    使ClO2蒸气中的CH3OH冷凝回流    bfgcdh        硅酸盐、二氧化硅分子烯性质稳定,有吸附能力    溶液变蓝后褪色    ClO2与空气混合,浓度较大时易分解(爆炸)    2.5    【分析】这个实验包括了ClO2气体的制备、收集、性质检验、尾气处理。将NaOH溶液从a口加入甲中的烧瓶,反应物在催化剂条件下加热,生成了ClO2,气体中混有的反应物甲醇通过冷凝管的冷凝回流到烧瓶,而ClO2则进入丁中被稳定剂吸收。加入盐酸后,稳定剂释放出气体ClO2ClO2具有强氧化性,能够将I-氧化为I2,使溶液变蓝,又因为其溶于水后会产生次氯酸,因而具有漂白性。实验结束后,用NaOH溶液吸收尾气。【详解】(1)仪器I为三颈烧瓶,仪器II为冷凝管,使ClO2中的甲醇蒸汽凝结成液体流回烧瓶;(2)按分析可知,仪器连接顺序为eabfgcdh(3)由已知,ClO2实验室制备时用稳定剂吸收,生成NaClO2,过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)中的H2O2为还原剂生成O2结合H形成,故离子反应式为:(4) 由分析可知,溶液先变蓝后褪色;(5)由已知可知,ClO2浓度较大时易分解(爆炸),不可以用排空气法;(6)因为做氧化剂会变为Cl-,得电子数是氯气的2.5 倍,故为2.5  

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