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    2024屆高考化學一輪復習 課時跟蹤檢測(五十九) 探究類綜合實驗 (含答案)

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    2024屆高考化學一輪復習 課時跟蹤檢測(五十九) 探究類綜合實驗 (含答案)

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    這是一份2024屆高考化學一輪復習 課時跟蹤檢測(五十九) 探究類綜合實驗 (含答案),共13頁。
    ?課時跟蹤檢測(五十九) 探究類綜合實驗

    1.(2023·青島模擬)草酸(H2C2O4)又稱為乙二酸,是一種二元中強酸,主要用作還原劑和漂白劑。將用硫酸酸化的0.2 mol·L-1 KMnO4 溶液與0.5 mol·L-1草酸溶液混合,發(fā)現(xiàn)開始一段時間反應速率較慢,溶液褪色不明顯,半分鐘后,反應速度加快,溶液快速褪色。
    (1)已知酸性溶液中KMnO4的還原產(chǎn)物是Mn2+,H2C2O4的氧化產(chǎn)物是CO2。寫出上述反應的化學方程式________________________________________________。
    (2)某研究小組欲對產(chǎn)生上述實驗現(xiàn)象的影響因素進行探究。
    ①提出合理假設(shè)。
    假設(shè)1:草酸反應時先電離出C2O,再與MnO反應,硫酸對草酸的電離起抑制作用;
    假設(shè)2:________________________;
    假設(shè)3:________________________。
    ②結(jié)合上述假設(shè),設(shè)計實驗方案進行探究。請在下表中寫出對應的實驗方案。限選試劑:濃硫酸、MnSO4溶液、石蕊溶液、NaOH溶液、蒸餾水。
    實驗方案
    預期現(xiàn)象與結(jié)論
    方案1: ____
    若反應速率減慢,則假設(shè)1成立
    方案2: ____
    若反應速率加快,則假設(shè)2成立
    方案3: ____
    若反應速率加快,則假設(shè)3成立

    (3)草酸晶體的組成可用H2C2O4·xH2O表示。為了測定x的值,首先稱取W g草酸晶體,配成100.00 mL水溶液。取25.00 mL所配制的草酸溶液,置于錐形瓶內(nèi),加入適量稀H2SO4后,用濃度為a mol·L-1的KMnO4溶液滴定。
    ①滴定過程中高錳酸鉀溶液應放在____(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。
    ②若滴定時消耗V mL KMnO4溶液,則草酸溶液的物質(zhì)的量濃度是____mol·L-1。
    ③x=_____(用含a、V、W的代數(shù)式表示)。
    (4)已知20 ℃時H2C2O4·2H2O的溶解度是9.5 g。該溫度下用H2C2O4·2H2O____(填“能”或“不能”)配制1.0 mol·L-1草酸溶液(忽略溶解過程中溶液體積的變化)。

    2.DCCNa(NaC3N3O3Cl2)常溫下為白色粉末狀晶體,難溶于冷水,常作高效廣譜消毒劑。某小組打算從下列裝置中選擇裝置制備高濃度的次氯酸鈉溶液,再加入氰尿酸溶液,在10 ℃下反應制備DCCNa并探究其性質(zhì)(裝置可以不全選)。制備原理:2NaClO+C3H3N3O3===NaC3N3O3Cl2+NaOH+H2O。

    回答下列問題:
    (1)按氣流從左至右,裝置連接順序為_____(填字母)。
    (2)C中反應的化學方程式為______________________。
    (3)反應過程中仍需不斷通入氯氣的原因是___________________。
    (4)反應結(jié)束后,B中濁液經(jīng)過濾、_____、干燥得粗產(chǎn)品DCCNa。
    (5)探究DCCNa的漂白性
    資料顯示:DCCNa(相當于弱酸鹽)在水中能水解出次氯酸,在一些場合可以代替次氯酸。取一定質(zhì)量樣品探究其漂白效率與溫度的關(guān)系,實驗結(jié)果如圖所示。
    ①在盛裝紫色石蕊溶液的試管中加入足量的DCCNa樣品,振蕩,觀察到現(xiàn)象是________________________________________________。
    ②解釋T0 ℃時漂白效率最高的原因______________________________________。
    (6)通過下列實驗檢測DCCNa樣品中有效氯的含量。檢測原理如下:
    ①C3N3O3Cl+H++2H2O===C3H3N3O3+2HClO
    ②HClO+2I-+H+===I2+Cl-+H2O
    ③I2+2S2O===2I-+S4O
    準確稱取w g樣品,溶于無氧蒸餾水中配制成250 mL 溶液。取25.00 mL所配制溶液于碘量瓶中,加入適量稀硫酸和過量KI溶液,密封在暗處靜置5 min。用c mol·L-1 Na2S2O3標準溶液進行滴定,加入淀粉指示劑,滴定至終點,消耗V mL Na2S2O3溶液。
    ①該樣品的有效氯含量為________。
    (提示:該樣品的有效氯含量=×100%)
    ②其他操作均正確,下列情況會使測定結(jié)果偏高的是____(填字母)。
    A.加過量的硫酸 B.碘量瓶未干燥
    C.終點俯視讀數(shù) D.用含氧水溶解樣品

    3.家庭裝修易產(chǎn)生甲醛,檢驗甲醛可用靈敏度較高的銀-Ferrozine法,測定原理為甲醛把Ag+還原成銀,產(chǎn)生的銀與Fe3+定量反應生成Fe2+,F(xiàn)e2+與菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物,通過測定吸光度計算出甲醛的含量。某學習小組類比此原理設(shè)計如下裝置測定新裝修居室內(nèi)空氣中甲醛的含量(夾持裝置略去)。

    已知:甲醛能被銀氨溶液氧化生成CO2,氮化鎂與水反應放出NH3,毛細管內(nèi)徑不超過1 mm。
    (1)實驗時A裝置中反應的化學方程式為_________________,用飽和食鹽水代替水制備NH3的原因是_____________________。若把A裝置中試劑氮化鎂換成氧化鈣,則分液漏斗中應加入_____。
    (2)儀器B中裝有硝酸銀溶液,儀器B的名稱為____。
    (3)銀氨溶液的制備。關(guān)閉K1、K2,打開K3,打開____________,使飽和食鹽水慢慢滴入圓底燒瓶中,當觀察到B中白色沉淀恰好完全溶解時,_____________。
    (4)室內(nèi)空氣中甲醛含量的測定。
    ①用熱水浴加熱儀器B,打開K1,將可滑動隔板慢慢由最右端抽到最左端,吸入1 L室內(nèi)空氣,關(guān)閉K1,后續(xù)操作是________________________;再重復上述操作4次。毛細管的作用是________________________________________________。
    ②向上述儀器B中充分反應后的溶液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH=1,再加入足量硫酸鐵溶液,充分反應后立即加入菲洛嗪,F(xiàn)e2+與菲洛嗪形成有色物質(zhì),在562 nm處測定吸光度,測得共生成Fe2+ 1.12 mg,則空氣中甲醛的含量為____mg·L-1。

    4.草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)是常用的分析試劑,利用下列裝置探究其熱穩(wěn)定性及分解產(chǎn)物。

    已知裝置①用于制備N2;CO能與氯化鈀(PdCl2)溶液反應生成黑色的鈀粉?;卮鹣铝袉栴}:
    (1)欲檢驗草酸亞鐵晶體分解產(chǎn)生的氣體成分,各儀器接口的連接順序是a→fg→mn→____;裝置⑥中X試劑為_______(填寫名稱)。
    (2)裝置①與⑤中酒精燈點燃的先后順序為____________,理由是________________________________________________。
    (3)若裝置③中出現(xiàn)黑色沉淀,寫出裝置③中發(fā)生反應的化學方程式________________________。
    (4)充分反應后,裝置⑤玻璃管中得到黑色固體,查閱資料得知黑色物質(zhì)為純凈的氧化物,設(shè)計一個實驗,定性分析該黑色固體的成分。
    步驟1:取適量黑色固體置于試管中。
    步驟2:________________________________________________。
    (5)針對裝置⑤玻璃管中得到的黑色固體,研究發(fā)現(xiàn)不同溫度下產(chǎn)物不同。某研究小組取1.0 g草酸亞鐵晶體,在不同溫度下,充分反應后所得固體的質(zhì)量變化如圖所示。

    則B―→C的反應方程式為________________________。

    5.某小組探究H2O2氧化性、還原性的變化規(guī)律。
    資料:Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2、
    2H2O2===2H2O+O2↑
    (1)制備H2O2:將Na2O2溶于冰水中,產(chǎn)生少量氣泡,得溶液A。向A中加入過量稀H2SO4,得溶液B。溶Na2O2用冰水,目的是______________________________________。
    (2)檢驗H2O2:向溶液A、B中分別滴加適量酸性KMnO4溶液。
    Ⅰ.B中產(chǎn)生氣泡,滴入的溶液紫色褪去。
    MnO發(fā)生還原反應:MnO+5e-+8H+===Mn2++4H2O
    H2O2發(fā)生氧化反應:________________________。
    Ⅱ.A中滴入的溶液紫色褪去,有棕褐色固體生成,產(chǎn)生大量氣泡。推測固體可能含MnO2,對其產(chǎn)生的原因提出猜想:
    猜想1.MnO有氧化性,能被還原為MnO2
    猜想2.Mn2+有_____性,能與H2O2反應產(chǎn)生MnO2
    猜想3.……
    (3)探究猜想2的合理性,并分析Ⅰ中沒有產(chǎn)生棕褐色固體的原因,設(shè)計實驗如下:
    序號
    實驗
    試劑
    現(xiàn)象


    a
    生成棕褐色固體,產(chǎn)生大量氣泡

    b
    有少量氣泡

    H2O2溶液
    有少量氣泡

    ⅲ是ⅱ和ⅰ的對照實驗。
    ①X是________。
    ②a是________、b是________。
    ③?、≈凶睾稚腆w,滴加濃鹽酸,加熱,產(chǎn)生黃綠色氣體。
    (4)向一定濃度的H2O2溶液中加入少量MnO2,迅速產(chǎn)生大量氣泡;隨后加入H2SO4,固體溶解,氣泡產(chǎn)生明顯減弱。結(jié)合方程式解釋原因_________________________________。
    (5)綜上,H2O2做氧化劑還是做還原劑,與_____________________________等因素有關(guān)。

    6.(2023·河南鄭州一測)某小組用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器和加熱裝置略),驗證Fe3+、Cl2、SO2氧化性的強弱?;卮鹣铝袉栴}:

    (1)檢驗裝置氣密性后,打開K1、K2、K3、K4,從一端通一段時間N2。關(guān)閉K1、K3、K4。打開K2、活塞a,給A加熱。則B中發(fā)生反應的離子方程式為________________________。
    (2)B中溶液變黃時,停止加熱,關(guān)閉K2。打開活塞b,使約2 mL的溶液流入試管D中,關(guān)閉活塞b,檢驗D中金屬陽離子的方法是_____________________________________________________________________________。
    (3)若要繼續(xù)證明Fe3+和SO2氧化性的強弱,需要進行的操作是_______________________________________________________________________。
    (4)甲、乙、丙三位同學分別完成了上述實驗,檢測結(jié)果如表所示,他們的檢測結(jié)果一定能夠證明氧化性:Cl2>Fe3+>SO2的是_____(填“甲”“乙”或“丙”)。

    過程(2)中溶液含有的離子
    過程(3)中溶液含有的離子

    既有Fe3+又有Fe2+
    有SO

    有Fe3+無Fe2+
    有SO

    有Fe3+無Fe2+
    有Fe2+

    (5)檢驗結(jié)束后,將D換成盛有NaOH溶液的燒杯,打開K1、K2、K3、K4,關(guān)閉活塞a、c,打開活塞b,從兩端鼓入N2,這樣做的目的是___________________________________。




    課時跟蹤檢測(五十九) 探究類綜合實驗

    1.(2023·青島模擬)草酸(H2C2O4)又稱為乙二酸,是一種二元中強酸,主要用作還原劑和漂白劑。將用硫酸酸化的0.2 mol·L-1 KMnO4 溶液與0.5 mol·L-1草酸溶液混合,發(fā)現(xiàn)開始一段時間反應速率較慢,溶液褪色不明顯,半分鐘后,反應速度加快,溶液快速褪色。
    (1)已知酸性溶液中KMnO4的還原產(chǎn)物是Mn2+,H2C2O4的氧化產(chǎn)物是CO2。寫出上述反應的化學方程式________________________________________________。
    (2)某研究小組欲對產(chǎn)生上述實驗現(xiàn)象的影響因素進行探究。
    ①提出合理假設(shè)。
    假設(shè)1:草酸反應時先電離出C2O,再與MnO反應,硫酸對草酸的電離起抑制作用;
    假設(shè)2:________________________;
    假設(shè)3:________________________。
    ②結(jié)合上述假設(shè),設(shè)計實驗方案進行探究。請在下表中寫出對應的實驗方案。限選試劑:濃硫酸、MnSO4溶液、石蕊溶液、NaOH溶液、蒸餾水。
    實驗方案
    預期現(xiàn)象與結(jié)論
    方案1: ____
    若反應速率減慢,則假設(shè)1成立
    方案2: ____
    若反應速率加快,則假設(shè)2成立
    方案3: ____
    若反應速率加快,則假設(shè)3成立

    (3)草酸晶體的組成可用H2C2O4·xH2O表示。為了測定x的值,首先稱取W g草酸晶體,配成100.00 mL水溶液。取25.00 mL所配制的草酸溶液,置于錐形瓶內(nèi),加入適量稀H2SO4后,用濃度為a mol·L-1的KMnO4溶液滴定。
    ①滴定過程中高錳酸鉀溶液應放在____(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。
    ②若滴定時消耗V mL KMnO4溶液,則草酸溶液的物質(zhì)的量濃度是____mol·L-1。
    ③x=_____(用含a、V、W的代數(shù)式表示)。
    (4)已知20 ℃時H2C2O4·2H2O的溶解度是9.5 g。該溫度下用H2C2O4·2H2O____(填“能”或“不能”)配制1.0 mol·L-1草酸溶液(忽略溶解過程中溶液體積的變化)。
    解析:(2)產(chǎn)生題給實驗現(xiàn)象的原因主要是半分鐘后反應速率加快,反應速率的影響因素主要有溫度、催化劑、濃度、壓強等。(3)①滴定過程中高錳酸鉀溶液應放在酸式滴定管中。②設(shè)草酸溶液的物質(zhì)的量濃度是c mol·L-1,則根據(jù)對應關(guān)系有:
    2KMnO4 ~ 5H2C2O4
    2 mol 5 mol
    aV×10-3 mol 0.025×c mol
    =,解得:c=。③由②中答案知,W g草酸晶體的物質(zhì)的量為 mol·L-1×100.00×10-3 L=aV×10-2 mol,則草酸晶體的摩爾質(zhì)量為= g·mol-1 ,則有90+18x=,解得x=-5。(4)若要配制1.0 mol·L-1草酸溶液,則在100 g水(體積約100 mL)中大約需要溶解12.6 g H2C2O4·2H2O。而H2C2O4·2H2O 20 ℃時的溶解度僅為9.5 g,所以不能用H2C2O4·2H2O配制1.0 mol·L-1 草酸溶液。
    答案:(1)5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4===10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O (2)①Mn2+對反應有催化作用,Mn2+濃度逐漸增大,反應速率加快 該反應是放熱反應,溫度逐漸升高,反應速率加快

    實驗方案
    方案1:向反應液中加入少量的濃硫酸
    方案2:向反應液中加入MnSO4溶液
    方案3:反應開始時加熱反應液

    (3)①酸式 ② ③-5 (4)不能
    2.DCCNa(NaC3N3O3Cl2)常溫下為白色粉末狀晶體,難溶于冷水,常作高效廣譜消毒劑。某小組打算從下列裝置中選擇裝置制備高濃度的次氯酸鈉溶液,再加入氰尿酸溶液,在10 ℃下反應制備DCCNa并探究其性質(zhì)(裝置可以不全選)。制備原理:2NaClO+C3H3N3O3===NaC3N3O3Cl2+NaOH+H2O。

    回答下列問題:
    (1)按氣流從左至右,裝置連接順序為_____(填字母)。
    (2)C中反應的化學方程式為______________________。
    (3)反應過程中仍需不斷通入氯氣的原因是___________________。
    (4)反應結(jié)束后,B中濁液經(jīng)過濾、_____、干燥得粗產(chǎn)品DCCNa。
    (5)探究DCCNa的漂白性
    資料顯示:DCCNa(相當于弱酸鹽)在水中能水解出次氯酸,在一些場合可以代替次氯酸。取一定質(zhì)量樣品探究其漂白效率與溫度的關(guān)系,實驗結(jié)果如圖所示。
    ①在盛裝紫色石蕊溶液的試管中加入足量的DCCNa樣品,振蕩,觀察到現(xiàn)象是________________________________________________。
    ②解釋T0 ℃時漂白效率最高的原因______________________________________。
    (6)通過下列實驗檢測DCCNa樣品中有效氯的含量。檢測原理如下:
    ①C3N3O3Cl+H++2H2O===C3H3N3O3+2HClO
    ②HClO+2I-+H+===I2+Cl-+H2O
    ③I2+2S2O===2I-+S4O
    準確稱取w g樣品,溶于無氧蒸餾水中配制成250 mL 溶液。取25.00 mL所配制溶液于碘量瓶中,加入適量稀硫酸和過量KI溶液,密封在暗處靜置5 min。用c mol·L-1 Na2S2O3標準溶液進行滴定,加入淀粉指示劑,滴定至終點,消耗V mL Na2S2O3溶液。
    ①該樣品的有效氯含量為________。
    (提示:該樣品的有效氯含量=×100%)
    ②其他操作均正確,下列情況會使測定結(jié)果偏高的是____(填字母)。
    A.加過量的硫酸 B.碘量瓶未干燥
    C.終點俯視讀數(shù) D.用含氧水溶解樣品
    解析:(3)從制備原理可以看出,產(chǎn)物中有NaOH,通入氯氣將NaOH轉(zhuǎn)化成次氯酸鈉,原料利用率提高。(4)依題意,DCCNa難溶于冷水,故用冷水洗滌DCCNa 產(chǎn)品。(5)①DCCNa是弱酸強堿鹽,DCCNa水溶液呈堿性且易水解生成HClO,故在紫色石蕊溶液中加入DCCNa樣品,振蕩,溶液先變藍色,后褪色。②T0 ℃之前,隨溫度升高,DCCNa水解程度增大,DCCNa的漂白性增強;T0 ℃之后,溫度升高,次氯酸分解速率增大,故漂白效率降低。(6)①由實驗原理可知測定中轉(zhuǎn)化為HClO的n(Cl)=n(S2O)=cV×10-3 mol,則該樣品的有效氯含量為×100%=%。②A項,加入過量硫酸,硫酸與Na2S2O3反應,Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,消耗標準溶液體積偏大,結(jié)果偏高;B項,碘量瓶未干燥,不影響測定結(jié)果;C項,終點俯視讀數(shù),測得標準溶液體積偏小,測得結(jié)果偏低;D項,O2能氧化KI,O2+4I-+4H+===2I2+2H2O,消耗標準溶液體積偏大,結(jié)果偏高。
    答案:(1)C、A、B、D
    (2)Ca(ClO)2+4HCl(濃)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
    (3)通入氯氣與生成的NaOH反應,提高原料利用率(答案合理即可)
    (4)冷水洗滌
    (5)①溶液先變藍色,后褪色 ②T0 ℃之前,隨著溫度升高,DCCNa水解程度增大;T0 ℃之后,隨著溫度升高,HClO分解速率增大,c(HClO)減小(答案合理即可)
    (6)①% ②AD
    3.家庭裝修易產(chǎn)生甲醛,檢驗甲醛可用靈敏度較高的銀-Ferrozine法,測定原理為甲醛把Ag+還原成銀,產(chǎn)生的銀與Fe3+定量反應生成Fe2+,F(xiàn)e2+與菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物,通過測定吸光度計算出甲醛的含量。某學習小組類比此原理設(shè)計如下裝置測定新裝修居室內(nèi)空氣中甲醛的含量(夾持裝置略去)。

    已知:甲醛能被銀氨溶液氧化生成CO2,氮化鎂與水反應放出NH3,毛細管內(nèi)徑不超過1 mm。
    (1)實驗時A裝置中反應的化學方程式為_________________,用飽和食鹽水代替水制備NH3的原因是_____________________。若把A裝置中試劑氮化鎂換成氧化鈣,則分液漏斗中應加入_____。
    (2)儀器B中裝有硝酸銀溶液,儀器B的名稱為____。
    (3)銀氨溶液的制備。關(guān)閉K1、K2,打開K3,打開____________,使飽和食鹽水慢慢滴入圓底燒瓶中,當觀察到B中白色沉淀恰好完全溶解時,_____________。
    (4)室內(nèi)空氣中甲醛含量的測定。
    ①用熱水浴加熱儀器B,打開K1,將可滑動隔板慢慢由最右端抽到最左端,吸入1 L室內(nèi)空氣,關(guān)閉K1,后續(xù)操作是________________________;再重復上述操作4次。毛細管的作用是________________________________________________。
    ②向上述儀器B中充分反應后的溶液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH=1,再加入足量硫酸鐵溶液,充分反應后立即加入菲洛嗪,F(xiàn)e2+與菲洛嗪形成有色物質(zhì),在562 nm處測定吸光度,測得共生成Fe2+ 1.12 mg,則空氣中甲醛的含量為____mg·L-1。
    解析:(3)關(guān)閉K1、K2,打開K3,打開分液漏斗活塞和旋塞,氨氣和硝酸銀溶液反應,先生成白色沉淀,后沉淀逐漸溶解,當觀察到三頸燒瓶中白色沉淀恰好完全溶解時,關(guān)閉K3和分液漏斗旋塞。(4)①后續(xù)操作是打開K2,緩慢推動可滑動隔板,將氣體全部推出,再關(guān)閉K2,減少測定誤差。裝置中毛細管的作用是減小氣體的通入速率,使空氣中甲醛氣體被完全吸收。②甲醛和銀氨溶液加熱反應生成銀,銀被鐵離子氧化,由氧化還原反應及得失電子守恒可得關(guān)系式HCHO~4e-~4Fe2+,所以4×=,解得x=0.03。
    答案:(1)Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 飽和食鹽水和氮化鎂反應生成氨氣并能減緩生成氨氣的速率 濃氨水 (2)三頸燒瓶(或三口燒瓶) (3)分液漏斗活塞和旋塞 關(guān)閉K3和分液漏斗旋塞 (4)①打開K2,緩慢推動可滑動隔板,將氣體全部推出,再關(guān)閉K2 減小氣體的通入速率,使空氣中甲醛氣體被完全吸收 ②0.03
    4.草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)是常用的分析試劑,利用下列裝置探究其熱穩(wěn)定性及分解產(chǎn)物。

    已知裝置①用于制備N2;CO能與氯化鈀(PdCl2)溶液反應生成黑色的鈀粉?;卮鹣铝袉栴}:
    (1)欲檢驗草酸亞鐵晶體分解產(chǎn)生的氣體成分,各儀器接口的連接順序是a→fg→mn→____;裝置⑥中X試劑為_______(填寫名稱)。
    (2)裝置①與⑤中酒精燈點燃的先后順序為____________,理由是________________________________________________。
    (3)若裝置③中出現(xiàn)黑色沉淀,寫出裝置③中發(fā)生反應的化學方程式________________________。
    (4)充分反應后,裝置⑤玻璃管中得到黑色固體,查閱資料得知黑色物質(zhì)為純凈的氧化物,設(shè)計一個實驗,定性分析該黑色固體的成分。
    步驟1:取適量黑色固體置于試管中。
    步驟2:________________________________________________。
    (5)針對裝置⑤玻璃管中得到的黑色固體,研究發(fā)現(xiàn)不同溫度下產(chǎn)物不同。某研究小組取1.0 g草酸亞鐵晶體,在不同溫度下,充分反應后所得固體的質(zhì)量變化如圖所示。

    則B―→C的反應方程式為________________________。
    解析:(1)裝置②的作用是檢驗CO2,裝置③的作用是檢驗CO,裝置④的作用是干燥、除去水,裝置⑥中需要裝入無水硫酸銅,用來檢驗產(chǎn)物中是否含有水,由此可以得出各儀器接口的連接順序為a→fg→mn→hk→bc→de。(2)裝置①用來制備N2,通過N2排出裝置中的O2、CO2及水蒸氣,防止它們干擾草酸亞鐵分解產(chǎn)物的判斷,所以裝置①與⑤中酒精燈點燃的先后順序應該是先點燃①處,后點燃⑤處。(3)根據(jù)信息,可以得出PdCl2被CO還原為Pd,CO轉(zhuǎn)化成CO2,所以反應方程式為CO+PdCl2+H2O===2HCl+Pd↓+CO2。(4)根據(jù)試題提供信息,產(chǎn)物為黑色純凈的氧化物,可以通過檢驗是僅含有+2價Fe還是+2、+3價Fe均存在,得出結(jié)論,具體操作應該為:加入適量的稀硫酸,溶解,使之轉(zhuǎn)化為離子,取適量所得溶液,檢驗離子的成分,滴加KSCN溶液,若不顯紅色,則一定僅為FeO固體,若顯紅色,則原固體為Fe3O4。(5)根據(jù)FeC2O4·2H2O的摩爾質(zhì)量為180 g·mol-1,F(xiàn)eC2O4的摩爾質(zhì)量為144 g·mol-1,F(xiàn)eO的摩爾質(zhì)量為72 g·mol-1,F(xiàn)eO1.33的摩爾質(zhì)量為77.3 g·mol-1(Fe3O4的摩爾質(zhì)量為232 g·mol-1),結(jié)合圖像數(shù)據(jù)可以得出:B為FeC2O4、C為FeO,由此可以得出B―→C的反應方程式為FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑。
    答案:(1)hk→bc→de 無水硫酸銅 (2)先點燃①處,后點燃⑤處 裝置①加熱制備N2,排除裝置中O2、CO2及水蒸氣的干擾 (3)CO+PdCl2+H2O===2HCl+Pd↓+CO2 (4)加入適量的稀硫酸,溶解,取適量所得溶液,滴加KSCN溶液,若不顯紅色,則該固體為FeO;若顯紅色,則該固體為Fe3O4 (5)FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑
    5.某小組探究H2O2氧化性、還原性的變化規(guī)律。
    資料:Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2、
    2H2O2===2H2O+O2↑
    (1)制備H2O2:將Na2O2溶于冰水中,產(chǎn)生少量氣泡,得溶液A。向A中加入過量稀H2SO4,得溶液B。溶Na2O2用冰水,目的是______________________________________。
    (2)檢驗H2O2:向溶液A、B中分別滴加適量酸性KMnO4溶液。
    Ⅰ.B中產(chǎn)生氣泡,滴入的溶液紫色褪去。
    MnO發(fā)生還原反應:MnO+5e-+8H+===Mn2++4H2O
    H2O2發(fā)生氧化反應:________________________。
    Ⅱ.A中滴入的溶液紫色褪去,有棕褐色固體生成,產(chǎn)生大量氣泡。推測固體可能含MnO2,對其產(chǎn)生的原因提出猜想:
    猜想1.MnO有氧化性,能被還原為MnO2
    猜想2.Mn2+有_____性,能與H2O2反應產(chǎn)生MnO2
    猜想3.……
    (3)探究猜想2的合理性,并分析Ⅰ中沒有產(chǎn)生棕褐色固體的原因,設(shè)計實驗如下:
    序號
    實驗
    試劑
    現(xiàn)象


    a
    生成棕褐色固體,產(chǎn)生大量氣泡

    b
    有少量氣泡

    H2O2溶液
    有少量氣泡

    ⅲ是ⅱ和ⅰ的對照實驗。
    ①X是________。
    ②a是________、b是________。
    ③取ⅰ中棕褐色固體,滴加濃鹽酸,加熱,產(chǎn)生黃綠色氣體。
    (4)向一定濃度的H2O2溶液中加入少量MnO2,迅速產(chǎn)生大量氣泡;隨后加入H2SO4,固體溶解,氣泡產(chǎn)生明顯減弱。結(jié)合方程式解釋原因_________________________________。
    (5)綜上,H2O2做氧化劑還是做還原劑,與_____________________________等因素有關(guān)。
    解析:(1)Na2O2和H2O反應放熱,而H2O2受熱易分解,故溶Na2O2用冰水,可降低溫度、減緩過氧化氫分解。(2)H2O2發(fā)生氧化反應時有元素化合價升高,故H2O2失去電子生成O2。猜想2中Mn2+―→MnO2,Mn的化合價升高,故Mn2+有還原性,被H2O2氧化。(3)①猜想2中的反應原理是Mn2++H2O2===MnO2+2H+,故X是含Mn2+的鹽(如MnSO4)。②根據(jù)③取ⅰ中棕褐色固體,滴加濃鹽酸,加熱,產(chǎn)生黃綠色氣體可知ⅰ中產(chǎn)生的棕褐色固體為MnO2,結(jié)合檢驗H2O2時A中產(chǎn)生的現(xiàn)象,知a是H2O2、NaOH,ⅲ是H2O2的水溶液,與ⅱ中產(chǎn)生的現(xiàn)象基本一致,故b為H2O2、H2SO4。(5)綜合(2)(3)中探究可知,H2O2做氧化劑還是做還原劑,與其他反應物的氧化性、還原性以及溶液的酸堿性等因素有關(guān)。
    答案:(1)降低溫度、減緩過氧化氫分解 (2)H2O2-2e-===2H++O2↑ 還原 (3)①MnSO4 ②H2O2、NaOH H2O2、H2SO4 (4)2H2O22H2O+O2↑,H2O2+MnO2+2H+===Mn2++O2↑+2H2O,前者MnO2做催化劑,后者MnO2做氧化劑 (5)其他反應物的氧化性、還原性以及溶液的酸堿性
    6.(2023·河南鄭州一測)某小組用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器和加熱裝置略),驗證Fe3+、Cl2、SO2氧化性的強弱。回答下列問題:

    (1)檢驗裝置氣密性后,打開K1、K2、K3、K4,從一端通一段時間N2。關(guān)閉K1、K3、K4。打開K2、活塞a,給A加熱。則B中發(fā)生反應的離子方程式為________________________。
    (2)B中溶液變黃時,停止加熱,關(guān)閉K2。打開活塞b,使約2 mL的溶液流入試管D中,關(guān)閉活塞b,檢驗D中金屬陽離子的方法是_____________________________________________________________________________。
    (3)若要繼續(xù)證明Fe3+和SO2氧化性的強弱,需要進行的操作是_______________________________________________________________________。
    (4)甲、乙、丙三位同學分別完成了上述實驗,檢測結(jié)果如表所示,他們的檢測結(jié)果一定能夠證明氧化性:Cl2>Fe3+>SO2的是_____(填“甲”“乙”或“丙”)。

    過程(2)中溶液含有的離子
    過程(3)中溶液含有的離子

    既有Fe3+又有Fe2+
    有SO

    有Fe3+無Fe2+
    有SO

    有Fe3+無Fe2+
    有Fe2+

    (5)檢驗結(jié)束后,將D換成盛有NaOH溶液的燒杯,打開K1、K2、K3、K4,關(guān)閉活塞a、c,打開活塞b,從兩端鼓入N2,這樣做的目的是___________________________________。
    解析:(1)關(guān)閉K1、K3、K4,打開K2、活塞a,給A加熱,A中發(fā)生反應4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,產(chǎn)生Cl2,氯氣與B中的FeCl2溶液發(fā)生反應Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+。(2)Fe3+可以用KSCN溶液進行檢驗。還可能有剩余的Fe2+,F(xiàn)e2+可以用鐵氰化鉀溶液檢驗。(3)若要繼續(xù)證明Fe3+和SO2氧化性的強弱,需要利用裝置C制備SO2,然后將SO2通入B中,與B中生成的Fe3+發(fā)生反應2Fe3++2H2O+SO2===2Fe2++SO+4H+。(4)甲同學檢測出過程(2)中溶液中既有Fe3+又有Fe2+,說明發(fā)生了反應Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+,但氯氣少量,過程(3)中有SO,則一定是發(fā)生了反應2Fe3++2H2O+SO2===2Fe2++SO+4H+,故氧化性Cl2>Fe3+>SO2;而乙、丙同學檢測出過程(2)中溶液中含有Fe3+無Fe2+,說明Cl2恰好與Fe2+完全反應或Cl2過量,而Cl2也能將SO2氧化為SO,故必須檢測過程(3)中溶液中含有Fe2+才能證明發(fā)生了反應2Fe3++2H2O+SO2===2Fe2++SO+4H+,故丙同學的檢測結(jié)果能夠證明氧化性Cl2>Fe3+>SO2。(5)Cl2、SO2均會污染空氣,需要處理尾氣。
    答案:(1)Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl- (2)取D中溶液少許于試管中,滴加KSCN溶液,觀察溶液是否變紅,若變紅,則說明含有Fe3+,否則不含F(xiàn)e3+;再取D中溶液少許于另一支試管中,滴加鐵氰化鉀溶液,觀察是否有藍色沉淀產(chǎn)生,若有藍色沉淀生成,則說明含有Fe2+,否則不含F(xiàn)e2+ (3)打開K3、活塞c,加入70%硫酸溶液,一段時間后關(guān)閉K3。更換試管D,打開活塞b,使少量溶液流入D試管中,檢驗D試管中溶液中的SO (4)甲、丙 (5)除去裝置中殘留的Cl2、SO2,防止污染空氣



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