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广东省各地市2023届高考化学一模试题分类汇编-01实验题
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广东省各地市2023届高考化学一模试题分类汇编-01实验题
一、实验题
1.(广东省惠州市2023届高三下学期第一次调研考试化学试题)某化学小组同学发现“84”消毒液(主要成分为NaClO)与洁厕剂(主要成分为盐酸)室温下混合有生成,于是尝试在实验室利用该反应原理制取。
(1)若用次氯酸钙、浓盐酸为原料,利用上图装置制取。装置中仪器a的名称为_______,反应的化学方程式为_______。
(2)实验室制取干燥的时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为_______。
(3)经查阅资料得知:无水在空气中易潮解,加热易升华。设计如图所示装置制备无水。
①下列操作步骤的正确顺序为_______(填字母)。
a.体系冷却后,停止通入 b.通入干燥的赶尽装置中的空气
c.在铁屑下方加热至反应完成 d.用干燥的赶尽
e.检验装置的气密性
②该实验装置存在的明显缺陷是_______。
(4)世界环保联盟要求逐渐取代作为自来水消毒剂。
已知:,。
有关物质的熔、沸点如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
-59
11
-107
-34.6
的生产流程示意图如下:
该工艺中,需要补充的物质X为_______(填化学式,下同),能参与循环的物质是_______。从发生器中分离出,可采用的方法是_______。
2.(广东省江门市2023届高三下学期第一次模拟考试化学试题)H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛。某研究性学习小组设计如图所示实验装置,探究影响H2O2分解反应速率的因素。
(1)①写出锥形瓶中反应的化学方程式_________。
②设计实验方案:在不同条件下,测定_________。(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)
(2)探究影响H2O2分解反应速率的因素实验方案如下表所示,先向锥形瓶中加入质量分数为10%H2O2,再依次通过分液漏斗向锥形瓶中加入一定量的蒸馏水和FeCl3溶液,请回答问题:
实验序号
10%H2O2/mL
蒸馏水/mL
0.2mol·LFeCl3溶液/mL
现象
I
10
a
0
无明显变化
II
10
b
2
锥形瓶变热,溶液迅速变红棕色,并有较多气泡产生;2min时,反应变缓,溶液颜色明显变浅
III
5
5
2
锥形瓶变热,溶液变棕色,开始5s后产生较少的气泡;2min时,反应速度加快
①表格中a=_________,b=_________。
②通过实验_________和_________(填写序号)探究浓度对反应速率影响。
(3)实验II、III中溶液颜色变深的原因是_________。
(4)已知FeCl3溶液对H2O2的催化分解分为反应i和反应ii两步进行:已知反应ii的离子方程式为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
①反应i离子方程式为_________。
②某同学设计实验证明催化过程中有Fe2+产生:取2mLH2O2溶液于试管中,向试管中滴加2滴FeCl3溶液,再滴加2滴_________溶液,产生蓝色沉淀。
(5)向实验II中反应后的溶液滴加KSCN溶液,溶液变红色,2min后溶液红色褪去;继续滴加KSCN溶液,溶液又变红色,一段时间后又褪色;此时再向溶液中滴加盐酸酸化后的BaCl2溶液,产生白色沉淀。请分析溶液红色褪去的原因_________。
3.(广东省湛江市2023届高三一模考试化学试题)某实验小组为探究含硫化合物的性质,设计如下实验探究的氧化性。
实验操作:向小试管中加入溶液,并滴入两滴淀粉溶液,无明显变化,再加入少量溶液,试管中溶液立即变蓝。取上层清液检验,证明溶液中存在。
(1)与反应的离子方程式为___________。
(2)检验该溶液中存在的具体操作及现象为___________。
(3)实验结论:的氧化性___________(填“强于”或“弱于”)。
已知:可与发生反应:。为了进一步探究与的反应速率,小组同学设计下表实验:
试验编号
溶液/
溶液/
蒸馏水/
0.4%的淀粉溶液/滴
溶液/
变色时间/
Ⅰ
4.0
0
4.0
2
2.0
立即
Ⅱ
4.0
1.0
3.0
2
2.0
30
(4)上述两实验中均加入了不同体积的蒸馏水,其目的为___________。
加入溶液后溶液变蓝的时间明显增长,小组同学对此提出两种猜想:
猜想1:先与反应,消耗完后才与反应;
猜想2:与反应的速率远低于与反应的速率。
为验证上述猜想,小组同学补充下表实验:
试验编号
KI溶液/
碘水/
溶液/
0.4%的淀粉溶液/滴
溶液/
实验现象
Ⅲ
2
0
20
10
0
0.2
下层溶液显浅紫色
Ⅳ
0
5
20
0
2
20
溶液先变蓝,后迅速褪色,一段时间后又变蓝
(5)验证猜想1的实验设计为___________(填“实验Ⅲ”或“实验Ⅳ”下同),验证猜想2的实验设计为___________。
(6)下层溶液显浅紫色的原因为___________。
(7)由上述实验可知___________(填“猜想1”或“猜想2”)成立。
4.(广东省广州市2023届高三一模考试化学试题)醋酸钠是一种常用的防腐剂和缓冲剂。
(1)配制溶液,需要称量醋酸钠晶体(,)的质量为_______。实验需要的仪器有天平、药匙、玻璃棒、量筒、_______(从下列图中选择,写出名称)。
(2)某小组探究外界因素对水解程度的影响。
甲同学设计实验方案如下(表中溶液浓度均为):
i.实验_______和_______(填序号),探究加水稀释对水解程度的影响;
ii.实验1和3,探究加入对水解程度的影响;
iii.实验1和4,探究温度对水解程度的影响。
序号
温度
1
25℃
40.0
0
0
2
25℃
4.0
0
36.0
3
25℃
20.0
10.0
4
40℃
40.0
0
0
①根据甲同学的实验方案,补充数据:_______。
②实验测得,该结果不足以证明加入促进了的水解。根据_______(填一种微粒的化学式)的浓度增大可以说明加入能促进的水解。
③已知水解为吸热反应,甲同学预测,但实验结果为。实验结果与预测不一致的原因是_______。
(3)小组通过测定不同温度下的水解常数确定温度对水解程度的影响。
查阅资料:,为溶液起始浓度。
试剂:溶液、盐酸、计。
实验:测定40℃下水解常数,完成下表中序号7的实验。
序号
实验
记录的数据
5
取溶液,用盐酸滴定至终点
消耗盐酸体积为
6
测40℃纯水的
7
_______
在50℃和60℃下重复上述实验。
数据处理:40℃,_______(用含、、的计算式表示)
实验结论:,温度升高,促进水解。
5.(广东省汕头市2023届高三一模化学试题)某实验小组金属的电化学腐蚀实验探究
(1)完成下列问题。
实验序号
实验装置
实验方案
实验现象
实验一
1.将琼脂加入烧杯中,再加入饱和食盐水和水。搅拌、加热煮沸,使琼脂溶解,转入培养皿中。滴入5~6滴酚酞溶液和溶液
2.将一个铁钉用砂纸打磨光滑,一端缠有铜丝,放入培养皿中一段时间。
铜丝的区域溶液变红色;铁钉区域出现蓝色沉淀。
①请解释铜丝区域溶液变红的原因是_______。
②写出生成蓝色沉淀的离子方程式_______。
(2)完成下列问题。
实验序号
实验方案
实验现象
实验二
取饱和溶液于试管中,滴加几滴淀粉,振荡。继续滴加5~6滴溶液,振荡。
滴入溶液后,溶液变蓝色。
根据实验二的现象,推测可能具有_______“填氧化性或还原性”。
(3)依据实验二的现象,甲同学认为实验一不一定能说明发生了电化学腐蚀,设计如下实验证明其结论。
实验序号
实验装置
实验方案
实验现象
实验三
1.取煮沸过的的溶液于试管中,向试管中加入一小段铁片,再加入煤油液封。
溶液无明显变化
2.继续向试管中加入少许固体。
一段时间后,铁片表面产生大量的蓝
根据实验现象推出实验三的结论是:在溶液中情况下,_______。
(4)结合实验一~实验三,乙同学设计如下装置进行实验四,证明金属可以发生电化学腐蚀,当电极X为时,实验四的两个实验方案均可以证明发生电化学腐蚀
①补全实验方案2中的空格部分
实验序号
实验装置
实验方案
实验现象
实验四
1.按图连接好装置,准确读取电流表读数。
电流表指针偏转,读数为I
2.取_______于试管中,加入_______溶液,振荡。
产生蓝色沉淀。
②思考:若电极X为时,电流表读数为,推测电极X为时电流表读数的范围是_____。
6.(广东省深圳市2022-2023学年高三第一次调研考试化学试题)某学习小组将Cu与的反应设计为原电池,并进行相关实验探究。回答下列问题:
I.实验准备
(1)稀硫酸的配制
①配制的溶液,需溶液的体积为______mL。
②在实验室配制上述溶液的过程中,下图所示仪器,需要用到的是__________(填仪器名称)。
(2)Cu与在酸性条件下反应的离子方程式为__________。
II.实验探究
【实验任务】利用相关原电池装置进行实验,探究物质氧化性或还原性的影响因素。
【查阅资料】其他条件相同时,参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大。
【进行实验】
(3)利用下表所示装置进行实验1~4,记录数据。
装置
实验序号
烧杯中所加试剂
电压表读数
30%
1
30.0
/
10.0
2
30.0
1.0
9.0
3
30.0
2.0
8.0
4
35.0
1.0
已知:本实验条件下,对电压的影响可忽略。
①根据表中信息,补充数据:__________。
②由实验2和4可知,______(填“大于”或“小于”或“等于”),说明其他条件相同时,溶液的浓度越大,其氧化性越强。
(4)由(3)中实验结果,小组同学对“电压随pH减小而增大”可能的原因,提出了以下两种猜想:
猜想1:酸性条件下,的氧化性随pH减小而增强。
猜想2:酸性条件下,Cu的还原性随pH减小而增强。
为验证猜想,小组同学在(3)中实验1~4的基础上,利用下表装置进行实验5~-7,并记录数据。
装置
实验序号
操作
电压表读数
5
/
6
①向______(填“左”或“右”)侧烧杯中滴加溶液。
7
向另一侧烧杯中滴加溶液
②实验结果为:、______,说明猜想2不成立,猜想1成立。
(5)已知Cu与反应时,加入氨水可形成深蓝色的。小组同学利用(4)中实验5的装置继续探究,向左侧烧杯中滴加5.0mL一定浓度的氨水,相比实验5,电压表读数增大,分析该电压表读数增大的原因:__________。
【实验结论】物质的氧化性(或还原性)强弱与其浓度、pH等因素有关。
7.(广东省茂名市2023届高三下学期一模考试化学试题)某兴趣小组在电解食盐水实验中发现两极产生气体体积不相等,该组同学猜测阳极除外可能有产生。小组同学利用如图装置进行实验探究。
已知:在酸性条件下能被氧化为。
(1)配制溶液,实验所用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、_______。
(2)利用上述装置检验阳极是否产生,其连接顺序为_______:A→_______→_______→_______。实验前从a处通入氮气的目的为_______。
(3)小组同学根据实验现象判断有产生,用电极反应式表示产生的原因_______。
(4)该小组在恒定电压下进行电解实验,探究不同、不同浓度的溶液对产生的影响,用传感器测得在时间内阳极区溶解氧的浓度变化,装置如图所示,数据记录如下表。
编号
溶解氧的浓度
1
50.0
0
0
0
8.3~7.3
2
5.0
0
45.0
0
8.3~10.5
3
5.0
5.0
x
0
8.3~15.0
4
0
0
50.0
0
8.3
5
0
0
0
50.0
8.3~15.5
①实验2、3是判断相同浓度在不同下是否有氧气产生,其中_______。
②实验2和5条件下,测得溶解氧的曲线如图中Ⅰ、Ⅱ所示,分析实验2溶解氧先降低后升高的原因是_______。
③实验3中时间段内溶液溶解氧逐渐增大,电解后取阳极区溶液于试管a,加入淀粉溶液,没有明显现象;然后滴加稀硫酸,溶液变蓝。电解后另取阳极区溶液于试管b,加入淀粉溶液,溶液变蓝。由上述实验现象可获得的实验结论是_______。
④工业上在一定条件下电解食盐水制备较纯净的,除了控制一定的电压,采用活性电极外,可采取的措施有_______(写一种)。
8.(广东省佛山市2023届普通高中教学质量检测(一)化学试题)HNO3是重要的化工原料,浓HNO3与Cu反应的装置如图1所示:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______,在该实验中的作用为_______。
(2)关于该实验下列说法错误的是_______。
A.该反应需要加热才能进行 B.可通过抽动铜丝控制反应开始和停止
C.反应后迅速生成大量红棕色气体 D.烧杯中仅发生中和反应
(3)某小组同学发现Cu与浓HNO3反应所得混合溶液为绿色,Cu与稀HNO3反应所得混合溶液为蓝色,针对绿色产生的原因展开探究。
【提出猜想】
猜想a:Cu(NO3)2浓度大
猜想b:NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中
【实验验证】
实验i:配制饱和Cu(NO3)2溶液,溶液呈_______色,证明猜想a不成立。
实验ii:取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液,置于图2所示装置中,鼓入空气后,溶液上方可观察到_______,5min后,溶液完全变为蓝色,证明猜想b成立。
(4)另一组同学查阅资料发现:NO2能与水反应生成HNO2,进而发生下述反应:
①由此该组同学认为通过实验说明猜想b成立不严谨,理由是_______。
②写出NO2与水反应生成HNO2的化学方程式_______。
③该组同学改进后设计了新的实验:
实验iii:取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液,置于图2所示装置中,鼓入氮气后,溶液上方现象与实验ii相同,但5min后,溶液仍为绿色。对比实验ii与实验iii,可推测Cu(NO3)2溶液为绿色的原因主要是_______。
参考答案:
1.(1) 分液漏斗 Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(2)cdbae
(3) ebcad 出气管伸入瓶中太长
(4) Cl2 NaCl和Cl2 冰水降温将ClO2冷凝为液体而分离
【详解】(1)a用于液体为分液漏斗。次氯酸钙中+1的氯将盐酸中-1价的氯氧化为Cl2,反应为Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O。答案为分液漏斗;Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O;
(2)浓硫酸干燥氯气,饱和氯化钠除去HCl杂质,NaOH溶液吸收尾气。连接顺序为cdbae。答案为cdbae;
(3)装置首先应该检验气密性。装置中有空气干扰反应,加热前应先通入Cl2排空,再加热。反应结束后装置中有残留的Cl2污染环境,需要用N2将装置中的尾气排尽。正确的顺序为ebcad。出气管伸入瓶中太长易被FeCl3堵塞而炸裂。答案为ebcad;出气管伸入瓶中太长;
(4)氯化钠电解槽中Cl-变为了而H+变为H2,若要产生HCl需要H2和Cl2。所以需要补充Cl2。反应2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O产生了NaCl和Cl2可以循环。从已知信息看ClO2常温下为气体与Cl2混合,但两者的沸点不同,可以采用冰水降温将ClO2冷凝为液体而分离。答案为Cl2;NaCl和Cl2;冰水降温将ClO2冷凝为液体而分离。
2.(1) 2H2O22H2O+O2↑ 测相同时间内收集氧气的体积或收集相同体积气体所需时间
(2) 2 0 II III
(3)双氧水分解为放热反应,促进Fe3+水解为Fe(OH)3,使溶液颜色变深
(4) 2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+ 铁氰化钾(或K3[Fe(CN)6]、[Fe(CN)6]3-)
(5)SCN-(或KSCN)具有还原性,被H2O2氧化生成,使平衡Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3逆向移动
【分析】本题是一道探究反应速率影响因素的实验题,可以通过测量单位时间内生成气体的体积来计算反应速率,在实验过程中,要注意控制只有一个因素影响反应速率,此时其他因素都相同,以此解题。
【详解】(1)①过氧化氢分解生成水和氧气,方程式为:2H2O22H2O+O2↑;
②该反应产生氧气,可以通过测定单位时间内,产生气体的量,来测定速率,故答案为:测相同时间内收集氧气的体积或收集相同体积气体所需时间;
(2)①做实验时,每一组实验只能选择一个因素不同,参考实验III可知a=2,b=0;
②在实验II和III中,过氧化氢的量不同,其浓度不同,可以探究探究浓度对反应速率影响;
(3)该反应中使用了催化剂氯化铁,且该反应是放热反应,随着反应进行温度升高,促进了三价铁的水解,颜色变深,故答案为:双氧水分解为放热反应,促进Fe3+水解为Fe(OH)3,使溶液颜色变深;
(4)①研究表明,Fe3+ 催化H2O2 分解的反应过程分两步进行,其中第二步反应为2Fe2+ + H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,总反应为2H2O2═2H2O+O2↑,总反应减去第二步反应为第一步反应,第一步的离子方程式2Fe3++H2O2═2Fe2++O2↑+2H+。故答案为:2Fe3++H2O2═2Fe2++O2↑+2H+;
②二价铁遇到铁氰化钾会生成蓝色沉淀,可以用来检验二价铁,故答案为:铁氰化钾(或K3[Fe(CN)6]、[Fe(CN)6]3-);
(5)反应中用的过氧化氢具有强氧化性,且继续滴加KSCN溶液,溶液又变红色,此时再向溶液中滴加盐酸酸化后的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明溶液中有三价铁,只是SCN-被氧化成硫酸根离子,故溶液红色褪去的原因; SCN-(或KSCN)具有还原性,被H2O2氧化生成,使平衡Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3逆向移动。
3.(1)
(2)向清液中滴加过量盐酸,无沉淀生成,再向所得混合液中滴加溶液,产生白色沉淀
(3)强于
(4)控制混合溶液总体积相等(或控制单一变量),保证除了外,其他投料浓度均相等(2分,答案合理即可)
(5) 实验Ⅲ 实验Ⅳ
(6)反应过程中有生成,并被及时分离(答案合理即可)
(7)猜想2
【分析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响,应该要注意控制研究的变量以外,其它量要相同,以此进行对比;
【详解】(1)碘单质能使淀粉变蓝色,试管中溶液立即变蓝,取上层清液检验,证明溶液中存在,则反应生成碘单质和硫酸根离子,故与反应的离子方程式为。
(2)检验上层清液中含的具体操作及现象为向清液中滴加过量盐酸,无沉淀生成,再向所得混合液中滴加溶液,产生白色沉淀即可证明溶液中含。
(3)氧化剂氧化性大于氧化产物,根据实验现象可得的氧化性强于。
(4)加入蒸馏水的目的是控制单一变量,使混合溶液总体积相等,保证除了外,其它投料浓度均相等。
(5)实验III证明中间有生成,验证猜想1不正确,实验Ⅳ体现了反应速率,是为了验证猜想2成立。
(6)碘极易溶于四氯化碳,下层溶液显浅紫色的原因为反应过程中有生成,并被及时分离。
(7)实验III证明中间有生成,验证猜想1不正确,实验Ⅳ体现了反应速率,是为了验证猜想2成立;实验现象说明反应中首先生成了碘单质,碘单质迅速与反应导致溶液又褪色,故猜想2成立。
4.(1) 3.4g 烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶
(2) 1 2 0 升高温度促进水的电离导致溶液中氢离子浓度增大
(3) 测定40℃醋酸钠溶液的pH
或
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【详解】(1)配制溶液,需要称量醋酸钠晶体的质量为。实验需要的仪器有天平、药匙、玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶;
(2)探究加水稀释对水解程度的影响,则实验中变量为醋酸钠的浓度,故实验1和2,探究加水稀释对水解程度的影响;
①实验1和3,探究加入对水解程度的影响;不能改变醋酸根的浓度,故0;
②醋酸水解方程式为:,铵根离子水解方程式为:;铵根离子水解会导致溶液中酸性增强,实验测得,该结果不足以证明加入促进了的水解,实验中可以根据的浓度增大可以说明加入能促进的水解;
③已知水解为吸热反应,甲同学预测,但实验结果为。实验结果与预测不一致的原因是水的电离也为吸热过程,升高温度促进水的电离导致溶液中氢离子浓度增大;
(3)实验为通过测定不同温度下的水解常数确定温度对水解程度的影响,则实验7需要测定40℃醋酸钠溶液的pH;取溶液,用盐酸滴定至终点,消耗盐酸体积为,和HCl以1:1反应,此时的起始浓度=,40℃纯水的pH=b,则,;实验7所得溶液的pH=c,则,则=或。
5.(1) 铜丝发生电极反应:,反应生成,溶液显碱性,遇酚酞变红色
(2)氧化性
(3)可将Fe氧化为
(4) 少量烧杯中溶液
【详解】(1)铁与铜丝连接,在氯化钠溶液中形成原电池装置,其中铜作正极,铜丝发生电极反应:,反应生成,使铜丝附近溶液显碱性,遇酚酞变红色;铁作负极,失电子生成,与反应生成蓝色沉淀,故答案为:铜丝发生电极反应:,反应生成,溶液显碱性,遇酚酞变红色;;
(2)加入溶液后出现溶液变蓝,可知KI被氧化生成碘单质,由此判断具有氧化性,故答案为:氧化性;
(3)由实验现象可知,未加氯化钠时,没有明显现象,加入氯化钠后铁片与发生氧化还原反应生成,与反应生成蓝色沉淀,故答案为:可将Fe氧化为;
(4)①验证产物是否有,应取反应后烧杯中的溶液少量于试管中,滴加溶液,观察是否生成蓝色沉淀;故答案为:少量烧杯中溶液;;
②该装置中铁作负极时电流强度为I,换成比铁活泼的镁时电流强度增大到1.5I,由此判断随金属的活泼性增强电流强度增大,则Zn的活泼性介于Fe和Mg之间,其作负极时电流强度应介于I和1.5I之间,故答案为:。
6.(1) 5.0 100mL容量瓶
(2)
(3) 4.0 小于
(4) 左
(5)加入氨水后形成,使减小,促进铜失电子,使电压表读数增大
【详解】(1)①根据稀释规律c1V1=c2V2可知,配制的溶液,需溶液的体积为;
②在实验室配制上述溶液的过程中,下图所示仪器,需要用到100mL容量瓶;
(2)Cu在酸性条件下被氧化为铜离子,过氧化氢转化为水,反应的离子方程式为;
(3)①根据单一变量控制法可知,总溶液的体积为40.0mL,则V1=40.0-35.0+1.0=4.0;
②由实验2和4可知,过氧化氢的浓度不同,结合结论可推出,U2小于U4;
(4)涉及双液原电池后,若向左侧烧杯溶液中加入硫酸与没有加入硫酸时,则可推出猜想2不成立,再向右侧烧杯溶液中加入等物质的量的硫酸,观察得到,则说明猜想1成立;
(5)加入足量氨水后形成,使溶液中减小,促进铜失电子,使电压表读数增大。
7.(1)250mL容量瓶
(2) A→C→B→D 排出装置内及溶解的氧气的干扰
(3)2H2O−4e-=4H++O2↑
(4) 40.0 Cl-放电产生氯气导致溶解氧降低,后OH-放电导致溶解氧升高 该条件下OH-比Cl-先放电 电解过程加入NaCl控制合适的氯离子浓度或离子交换膜(其他合理答案即可)
【分析】探究电解氯化钠溶液中阳极是否有氧气产生,首先排出装置及溶解的氧气,再利用生成的气体通入先除掉氯气,再检验氯气是否除尽,再检验是否产生氯气。
【详解】(1)配制溶液,实验所用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶;故答案为:250mL容量瓶。
(2)利用上述装置检验阳极是否产生,将产生的混合气体先用氢氧化钠溶液除掉氯气,再用淀粉-KI溶液检验氯气是否除尽,除尽后再通入到酸性淀粉-KI溶液中检验是否有氧气生成,因此其通入其连接顺序为A→C→B→D。空气中有氧气,要检验是否有氧气生成,因此电解前要排出装置内及溶液中的氧气,因此实验前从a处通入氮气的目的为排出装置内的空气;故答案为:A→C→B→D;排出装置内及溶解的氧气的干扰。
(3)小组同学根据实验现象判断有产生,说明是溶液中的水失去电子变为氧气和氢离子,其用电极反应式表示产生的原因2H2O−4e-=4H++O2↑;故答案为:2H2O−4e-=4H++O2↑。
(4)①根据题意,要使得实验2、3是判断相同浓度在不同下是否有氧气产生,则溶液的总体积应该相等,因此其中40.0;故答案为:40.0。
②根据图中信息分析,实验1分析,氯气量越多,溶解氧的含量减少,实验2与实验3分析同样浓度的氯化钠在中性和碱性条件下溶解氧是不相同,在碱性条件下溶解氧含量增多,根据实验5分析在碳酸钠碱性条件下溶解氧含量增加,因此根据前面分析得到实验2溶解氧先降低后升高的原因是生成氯气量增多,溶解氧含量减少,当氯化钠反应完,溶液呈碱性,氯气逸出,此时溶解氧又慢慢增大即Cl-放电产生氯气导致溶解氧降低,后OH-放电导致溶解氧升高;故答案为:Cl-放电产生氯气导致溶解氧降低,后OH-放电导致溶解氧升高。
③根据题意,由上述实验现象可获得的实验结论是说明开始阶段是OH-放电溶解氧增多,后来Cl-放电氯气含量增多即该条件下OH-比Cl-先放电;故答案为:该条件下OH-比Cl-先放电。
④根据题意分析,根据实验1得到是氯离子放电,而实验3是OH-比Cl-先放电,因此可采取的措施有电解过程加入NaCl控制合适的氯离子浓度或离子交换膜;故答案为:电解过程加入NaCl控制合适的氯离子浓度或离子交换膜(其他合理答案即可)。
8.(1) 球形干燥管 防止倒吸
(2)AD
(3) 蓝 有红棕色气体放出
(4) 由于NO2与水反应能够生成HNO2,HNO2与Cu2+能够发生可逆反应,随着空气的通入,HNO2被氧化为HNO3,使得上述可逆反应平衡逆向移动,溶液由绿色变为蓝色,且溶液上方呈红棕色气体说明Cu(NO3)2溶液中的确溶有NO2 2NO2+H2O=HNO2+HNO3 NO2溶于Cu(NO3)2溶液中
【分析】Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O,方程式为:Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O,方程式为:3Cu+4HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,据此分析结合各小题情景解题。
【详解】(1)由题干图示实验装置图可知,仪器a的名称是球形干燥管,在该实验中的作用为防止倒吸,故答案为:球形干燥管;防止倒吸;
(2)A.硝酸的氧化性较强,Cu与浓硝酸反应不需要加热就能进行,A错误;
B.可通过抽动铜丝来控制Cu与浓硝酸是否接触,故可控制反应开始和停止,B正确;
C.Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O,故反应后迅速生成大量红棕色气体,C正确;
D.烧杯中发生的反应有:HNO3+NaOH=NaNO3+H2O和2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,故不仅发生中和反应,还发生了氧化还原反应,D错误;
故答案为:AD;
(3)实验i:猜想a认为:Cu(NO3)2溶液浓度大时呈绿色,浓度小时呈蓝色,故若配制饱和Cu(NO3)2溶液,溶液呈蓝色,证明猜想a不成立,故答案为:蓝;
实验ii:猜想b认为:NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中导致溶液呈绿色,故取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液,置于图2所示装置中,鼓入空气后,空气将带出部分NO2,同时4NO2+O2+2H2O=4HNO3,溶液上方可观察到有红棕色气体放出,5min后,溶液完全变为蓝色,证明猜想b成立,故答案为:有红棕色气体放出;
(4)①由于NO2与水反应能够生成HNO2,HNO2与Cu2+能够发生可逆反应,随着空气的通入,HNO2被氧化为HNO3,使得上述可逆反应平衡逆向移动,溶液由绿色变为蓝色,但溶液上方呈红棕色气体说明Cu(NO3)2溶液中的确溶有NO2,由此该组同学认为通过实验说明猜想b成立不严谨,故答案为:由于NO2与水反应能够生成HNO2,HNO2与Cu2+能够发生可逆反应,随着空气的通入,HNO2被氧化为HNO3,使得上述可逆反应平衡逆向移动,溶液由绿色变为蓝色,且溶液上方呈红棕色气体说明Cu(NO3)2溶液中的确溶有NO2;
②NO2与水反应生成HNO2,N的化合价降低,根据氧化还原反应有降必有升可知,同时还生成有HNO3,故该反应的化学方程式为:2NO2+H2O=HNO2+HNO3,故答案为:2NO2+H2O=HNO2+HNO3;
③实验iii:取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液,置于图2所示装置中,鼓入氮气后,溶液上方现象与实验ii相同即N2带出部分红棕色气体NO2,但由于没有O2,不能发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3,则5min后,溶液仍为绿色。对比实验ii与实验iii,可推测Cu(NO3)2溶液为绿色的原因主要是NO2溶于Cu(NO3)2溶液中,故答案为:NO2溶于Cu(NO3)2溶液中;
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