第一,用什么資料,怎樣使用資料;第二,在那些核心考點上有所突破,準備采取什么樣的措施;第三,用時多長,怎樣合理分配。
二、怎樣查漏。
第一,教師根據(jù)一輪復習的基本情況做出預判;第二,通過檢測的方式了解學情。
三、怎樣補缺。
1、指導學生針對核心考點構建本專題的知識網(wǎng)絡;
2、針對學生在檢測或考試當中出現(xiàn)的問題,教師要做好系統(tǒng)性講評;
3、教育學生在對待錯題上一定要做到:錯題重做,區(qū)別對待,就地正法。
4、抓好“四練”。練基本考點,練解題技巧,練解題速度,練答題規(guī)范。
【尖子生創(chuàng)造營】2024年高考化學總復習高頻考點必刷1000題(廣東專用)
必練17 化學實驗綜合大題
1.(2023·廣東高考真題)(14分)
化學反應常伴隨熱效應。某些反應(如中和反應)的熱量變化,其數(shù)值Q可通過量熱裝置測量反應前后體系溫度變化,用公式Q=cρV總·△T計算獲得。
(1)鹽酸濃度的測定:移取20.00mL待測液,加入指示劑,用0.5000 ml·L-1 NaOH溶液滴定至終點,消耗NaOH溶液22.00mL。
①上述滴定操作用到的儀器有___________。
A. B. C. D.
②該鹽酸濃度為_________ ml·L-1。
(2)熱量的測定:取上述NaOH溶液和鹽酸各50mL進行反應,測得反應前后體系的溫度值(℃)分別為T0、T1,則該過程放出的熱量為_________J(c和ρ分別取4.18J·g-1·℃-1和1.0g·mL-1,忽略水以外各物質(zhì)吸收的熱量,下同)。
(3)借鑒(2)的方法,甲同學測量放熱反應Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)的焓變△H(忽略溫度對焓變的影響,下同)。實驗結果見下表。
①溫度:b___________c(填“>”“ -20.9(b-a) kJ·ml-1 或-41.8(c-a) kJ·ml-1
(4)抑制Fe3+水解 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 將一定量的Cu粉加入一定濃度和一定體積的Fe2SO43溶液中反應,測量反應熱,求出反應Cu+Fe2SO43=CuSO4+2FeSO4的焓變ΔH1,再根據(jù)(3)中實驗計算得到反應Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓變ΔH2;根據(jù)蓋斯定律計算得到反應Fe+Fe2SO43=3FeSO4的焓變?yōu)棣1+ΔH2。
(5)燃料燃燒;鋁熱反應焊接鐵軌等。
【詳解】
(1)①上述滴定操作用堿式滴定管測定,用錐形瓶盛裝鹽酸,故用到的儀器有AD。
②由c1v1=c2v2, 該鹽酸濃度為(0.5000 ml·L-1 ×22.00mL)/20.00mL=0.5500 ml·L-1。
(2)放出的熱量Q=cρV總·△T=4.18J·g-1·℃-1×1.0g·mL-1×(50+50)mL×(T1-T0)=418(T1-T0) J
(3)①0.20 ml·L-1 CuSO4溶液100mL,n(CuSO4)=0.02ml,1.20 g Fe粉為0.0214ml,而0.56 g Fe粉為0.01ml,故反應i中CuSO4全部反應,而反應ii CuSO4只反應0.01ml,故溫度:b>c。
②用i組:Q=cρV總·△T=4.18J·g-1·℃-1×1.0g·mL-1×100 mL×(b-a)=418(b-a) J 參與反應為0.02ml,則
△H = - 418(b-a) J ×50 ml-1 =-20.9(b-a) kJ·ml-1;或用ii組:Q=cρV總·△T=4.18J·g-1·℃-1×1.0g·mL-1×100 mL×(c-a)=418(c-a) J 參與反應為0.01ml,則△H = - 418(b-a) J ×100 ml-1 =-41.8(c-a) kJ·ml-1
(4)由于Fe3+會發(fā)生水解,加酸的目的是抑制Fe3+水解。有氣泡冒出,說明存在 Fe+2H+=Fe2++H2↑
可根據(jù)蓋斯定律,設計出實驗過程中無氣體生成的實驗方案,如:將一定量的Cu粉加入一定濃度和一定體積的Fe2SO43溶液中反應,測量反應熱,求出反應Cu+Fe2SO43=CuSO4+2FeSO4的焓變ΔH1,再根據(jù)(3)中實驗計算得到反應Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓變ΔH2;根據(jù)蓋斯定律計算得到反應Fe+Fe2SO43=3FeSO4的焓變?yōu)棣1+ΔH2。
(5)化學能可轉化為熱能,如燃料燃燒;鋁熱反應焊接鐵軌等。
2.(2022·廣東高考真題)食醋是烹飪美食的調(diào)味品,有效成分主要為醋酸(用表示)。的應用與其電離平衡密切相關。25℃時,的。
(1)配制的溶液,需溶液的體積為_______mL。
(2)下列關于容量瓶的操作,正確的是_______。
(3)某小組研究25℃下電離平衡的影響因素。
提出假設。稀釋溶液或改變濃度,電離平衡會發(fā)生移動。設計方案并完成實驗用濃度均為的和溶液,按下表配制總體積相同的系列溶液;測定,記錄數(shù)據(jù)。
①根據(jù)表中信息,補充數(shù)據(jù):_______,_______。
②由實驗Ⅰ和Ⅱ可知,稀釋溶液,電離平衡_______(填”正”或”逆”)
向移動;結合表中數(shù)據(jù),給出判斷理由:_______。
③由實驗Ⅱ~VIII可知,增大濃度,電離平衡逆向移動。
實驗結論假設成立。
(4)小組分析上表數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):隨著的增加,的值逐漸接近的。
查閱資料獲悉:一定條件下,按配制的溶液中,的值等于的。
對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),實驗VIII中與資料數(shù)據(jù)存在一定差異;推測可能由物質(zhì)濃度準確程度不夠引起,故先準確測定溶液的濃度再驗證。
①移取溶液,加入2滴酚酞溶液,用溶液滴定至終點,消耗體積為,則該溶液的濃度為_______。在答題卡虛線框中,畫出上述過程的滴定曲線示意圖并標注滴定終點_______。
②用上述溶液和溶液,配制等物質(zhì)的量的與混合溶液,測定pH,結果與資料數(shù)據(jù)相符。
(5)小組進一步提出:如果只有濃度均約為的和溶液,如何準確測定的?小組同學設計方案并進行實驗。請完成下表中Ⅱ的內(nèi)容。
實驗總結 得到的結果與資料數(shù)據(jù)相符,方案可行。
(6)根據(jù)可以判斷弱酸的酸性強弱。寫出一種無機弱酸及其用途_______。
【答案】(1)5.0 (2)C
(3) 3.00 33.00 正 實驗II相較于實驗I,醋酸溶液稀釋了10倍,而實驗II的pH增大值小于1
(4) 0.1104
(5)另取20.00mlHAc,加入mL氫氧化鈉
(6)HClO:漂白劑和消毒液(或H2SO3:還原劑、防腐劑或H3PO4:食品添加劑、制藥、生產(chǎn)肥料)
【解析】
(1)溶液稀釋過程中,溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變,因此250mL×0.1ml/L=V×5ml/L,解得V=5.0mL,故答案為:5.0。
(2)A.容量瓶使用過程中,不能用手等觸碰瓶口,以免污染試劑,故A錯誤;
B.定容時,視線應與溶液凹液面和刻度線“三線相切”,不能仰視或俯視,故B錯誤;
C.向容量瓶中轉移液體,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度線以下,同時玻璃棒不能接觸容量瓶口,故C正確;
D.定容完成后,蓋上瓶塞,將容量瓶來回顛倒,將溶液搖勻,顛倒過程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脫落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶從左手掉落,故D錯誤;
綜上所述,正確的是C項。
(3)①實驗VII的溶液中n(NaAc):n(HAc)=3:4,V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,,由實驗I可知,溶液最終的體積為40.00mL,因此V(H2O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即b=33.00,故答案為:3.00;33.00。
②實驗I所得溶液的pH=2.86,實驗II的溶液中c(HAc)為實驗I的,稀釋過程中,若不考慮電離平衡移動,則實驗II所得溶液的pH=2.86+1=3.86,但實際溶液的pH=3.36B2>B1
【解析】
(1)實驗室通常采用濃鹽酸和MnO2制取,化學方程式為:MnO2+4HCl(濃) eq \(===,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案為:MnO2+4HCl(濃) eq \(===,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)根據(jù)化學方程式可知,制取的氯氣中混有氯化氫、水蒸氣,氯氣有毒,必須進行尾氣處理,因此使用飽和食鹽水吸收氯化氫氣體,濃硫酸除去水蒸氣,最后用NaOH溶液吸收尾氣,因此接口連接順序為c-d-b-a-e,故答案為:c-d-b-a-e;
(3)久置后不能使品紅溶液褪色,說明HClO已分解;檢驗的方法為向溶液中加入過量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,則證明原溶液中含有Cl-,故答案為:HClO;向溶液中加入過量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,則證明原溶液中含有Cl-;
(4)⑤25℃時,,根據(jù)沉淀溶解平衡可知,飽和的溶液中,所以有==1.3410-5;
實驗1~3中,不同的飽和溶液濃度不同且測試溫度不同,根據(jù)資料顯示離子濃度一定時,稀溶液電導率隨溫度的升高而增大,所以根據(jù)實驗1~3無法判斷溫度較高的飽和溶液離子濃度大,進而不能得出溶解度關系,故答案為:1.3410-5;測試溫度不同,根據(jù)電導率結果無法判斷不同溫度下飽和溶液的溶解度;
⑥如果要判斷AgCl在水中的溶解度隨溫度的變化情況,可以設計不相同溫度下的飽和溶液在相同溫度下測試,如果溫度較高下的飽和溶液電導率比溫度較低的飽和溶液電導率高,則可以得出溫度升高飽和溶液中離子濃度高。所以可以設計試樣Ⅰ在45℃下測試與實驗3比較;設計試樣II在45℃下測試與實驗3比較。故答案為:45℃;II;45℃;
⑦猜想b成立的判斷依據(jù)是A3>B2>B1,故答案為:A3>B2>B1。
4.(2023·深圳一模)某學習小組將Cu與H2O2的反應設計為原電池,并進行相關實驗探究?;卮鹣铝袉栴}:
I.實驗準備
(1)稀硫酸的配制
①配制100mL0.3ml?L?1的H2SO4溶液,需6ml?L?1H2SO4溶液的體積為______mL。
②在實驗室配制上述溶液的過程中,下圖所示儀器,需要用到的是__________(填儀器名稱)。
(2)Cu與H2O2在酸性條件下反應的離子方程式為__________。
II.實驗探究
【實驗任務】利用相關原電池裝置進行實驗,探究物質(zhì)氧化性或還原性的影響因素。
【查閱資料】其他條件相同時,參與原電池反應的氧化劑(或還原劑)的氧化性(或還原性)越強,原電池的電壓越大。
【進行實驗】
(3)利用下表所示裝置進行實驗1~4,記錄數(shù)據(jù)。
已知:本實驗條件下,SO42?對電壓的影響可忽略。
①根據(jù)表中信息,補充數(shù)據(jù):V1=__________。
②由實驗2和4可知,U2______U4(填“大于”或“小于”或“等于”),說明其他條件相同時,H2O2溶液的濃度越大,其氧化性越強。
(4)由(3)中實驗結果U3>U2>U1,小組同學對“電壓隨pH減小而增大”可能的原因,提出了以下兩種猜想:
猜想1:酸性條件下,H2O2的氧化性隨pH減小而增強。
猜想2:酸性條件下,Cu的還原性隨pH減小而增強。
為驗證猜想,小組同學在(3)中實驗1~4的基礎上,利用下表裝置進行實驗5~7,并記錄數(shù)據(jù)。
②實驗結果為:U5≈U6、______,說明猜想2不成立,猜想1成立。
(5)已知Cu與H2O2反應時,加入氨水可形成深藍色的CuNH342+。小組同學利用(4)中實驗5的裝置繼續(xù)探究,向左側燒杯中滴加5.0mL一定濃度的氨水,相比實驗5,電壓表讀數(shù)增大,分析該電壓表讀數(shù)增大的原因:__________。
【實驗結論】物質(zhì)的氧化性(或還原性)強弱與其濃度、pH等因素有關。
【答案】(1) 5.0 100mL容量瓶
(2)Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
(3) 4.0 小于
(4) 左 U5A2>A3>A4。
①根據(jù)實驗結果,小組同學認為此結果不足以證明猜想3成立的理由是_______。
②為進一步驗證猜想,小組同學設計了實驗5和6,補充下表中相關內(nèi)容。(限選試劑:NaCl溶液、Na2SO4溶液、NaCl固體、Na2SO4固體)
③根據(jù)實驗1~6的結果,小組同學得出猜想1不成立,猜想2成立,且SO42?對苯酚與Fe3+的顯色反應起抑制作用,得出此結論的依據(jù)是_______。
④根據(jù)實驗1~6的結果,小組同學得出猜想3成立,且H+對Fe3+與苯酚的顯色反應有抑制作用,從化學平衡角度解釋其原因是_______。
(4)小組同學利用滴定法測定所得“水層2”中苯酚的含量:向V1mL樣品溶液中加入過量溴水,將苯酚全部轉化為化合物M;再加入過量KI溶液,充分反應后,用cml?L?1 Na2S2O3標準溶液滴定。
已知:ⅰ.
ⅱ.I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
①加入KI溶液前需加熱除去多余的Br2,否則會使測定結果_______(填“偏高”或“偏低”)。
②若消耗Na2S2O3標準溶液的體積為V2mL,則樣品中苯酚的濃度為_______g?L?1(用含c、V1、V2的代數(shù)式表示)。
【答案】(1) 分液漏斗 苯
(2)NaHCO3
(3) Cl?或SO42?對苯酚與Fe3+的顯色可能有影響 Na2SO4固體 A5=A3,A6 證明4 ml/L KSCN或KCl溶液的鹽效應對FeCO3的溶解有限,從而證明了實驗I中SCN-與Fe2+形成了絡離子,促進了FeCO3的溶解;
(3) 向苯酚乳濁液中加入碳酸鈉溶液 無氣泡冒出 苯酚乳濁液變澄清
【分析】本題是一道實驗題,為了收集到二氧化氮,可以用硝酸和碳酸鈣反應生成二氧化碳,來取出裝置中的空氣,再使?jié)庀跛岷豌~發(fā)生反應生成二氧化氮,而為了收集一氧化氮可以用排水法收集,向裝置B中裝滿水,并注意短管進,長導管出,以此解題。
【詳解】(1)①可以利用硝酸和碳酸鈣反應制備的二氧化碳來驅趕裝置內(nèi)的空氣,則可先在三頸燒瓶A中放入少量CaCO3等粉末;
②可以利用排水法收集一氧化氮,則應該在裝置B中裝滿水,并且要注意短導管進水,長導管出水,故改動的措施是:在裝置B中裝滿水,并且要注意短導管進水,長導管出水;
③a.該裝置會產(chǎn)生氮的氧化物,會污染空氣,故還缺少尾氣吸收裝置,a正確;
b.每套裝置組裝好后,都需要首先檢驗裝置氣密性,隨后再把藥品加入其中,故實驗過程中整套裝置都至少要組裝兩次,b正確;
c.應該關上滴液漏斗的活塞,用水封住廣口瓶B的長導管口,加熱三頸燒瓶A,這樣就可以形成密閉空間,即可以檢查裝置的氣密性,c錯誤;
d.涂抹少許凡士林可以潤滑銅絲同時還可以封閉縫隙,d正確;
故選c;
(2)①根據(jù)鹽效應的影響因素可知,KSCN和KCl的陽離子相同、陰離子所帶電荷數(shù)相等,在濃度相同條件下它們的鹽效應相近,故答案為:=;
②實驗Ⅰ最終產(chǎn)生紅褐色沉淀,說明對應的濾液中含有Fe2+總濃度較大,實驗Ⅱ中Fe2+總濃度較小,故答案為>;
③通過實驗現(xiàn)象的不同可知,實驗Ⅰ中Fe2+濃度較大, Fe2+和SCN-能形成無色絡離子,會促進FeCO3的溶解,故設計實驗II,對實驗I的幫助作用是:證明4 ml/L KSCN或KCl溶液的鹽效應對FeCO3的溶解有限,從而證明了實驗I中SCN-與Fe2+形成了絡離子,促進了FeCO3的溶解;
(3)可以利用苯酚在水中的溶解不大,而苯酚鈉易溶于水,利用苯酚和碳酸鈉的反應來證明,故答案為:向苯酚乳濁液中加入碳酸鈉溶液;無氣泡冒出;苯酚乳濁液變澄清。
21.(2023·大灣區(qū)二模)某研究性學習小組探究硫的化合物的制備和性質(zhì)。
Ⅰ.制備二氧化硫
用70%的濃硫酸與Na2SO3固體反應制備SO2氣體。
(1)制備SO2氣體最合適的發(fā)生裝置是_______(填寫字母)。
Ⅱ.制備硫代硫酸鈉
已知:硫代硫酸鈉易與酸反應。
反應原理:4SO2+Na2CO3+2Na2S=3Na2S2O3+CO2
室溫時,往Na2S、Na2CO3混合溶液中均勻通入SO2氣體,一段時間后,溶液中有大量黃色渾濁物出現(xiàn),然后渾濁物開始由黃變淺,當混合溶液pH值接近于7時,停止通入SO2氣體。
(2)制備Na2S2O3反應分三步進行
反應i:Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2;
反應ii:3SO2+2Na2S=3S↓+2Na2SO3;
反應iii的化學方程式為_______。
(3)當pH值接近于7時,停止通入SO2的原因是_______。
Ⅲ.探究濃度對反應速率的影響
相同溫度下,按下表中的體積將0.1 ml?L?1 Na2S2O3溶液、0.1 ml?L?1 H2SO4溶液與蒸餾水溫合,并采集反應后渾濁度傳感器數(shù)據(jù)。
通過實驗繪制出的渾濁度隨時間變化關系如圖所示:
(4)①實驗C、D、E探究_______溶液濃度對反應速率的影響。
②結合圖像分析,Na2S2O3溶液、H2SO4溶液二者相比,_______溶液濃度的改變對化學反應速率的影響更大。
③請在答題卡相應的圖中畫出實驗C對應的曲線_______。
Ⅳ.探究性質(zhì)
資料:IO3?在酸性溶液中氧化I?,反應為:IO3?+5I?+6H+=3I2+3H2O。
向某濃度的過量KIO3酸性溶液(含淀粉)中通入一定量后,停止通氣,剛開始時溶液無明顯變化,t秒后溶液突然變藍。
(5)某實驗小組提出假設:t秒前生成了I2,但I2繼續(xù)與溶液中的SO2反應,且該反應速率較快,故溶液沒有立刻變藍,請寫出SO2與I2反應的離子方程式_______。
(6)為驗證該實驗小組的假設合理,設計下面實驗:
操作:向變藍色的溶液中_______;現(xiàn)象:藍色迅速消失,一段時間后再次變藍。
【答案】(1)C
(2)Na2SO3+S=3Na2S2O3
(3)若SO2過量,溶液呈酸性,Na2S2O3會發(fā)生歧化反應被損耗
(4) H2SO4 Na2S2O3
(5)SO2+I2+2H2O=2I—+SO42-+4H+
(6)通入少量SO2
【分析】由題意可知,該實驗的實驗目的是制備二氧化硫和硫代硫酸鈉,并探究濃度對硫代硫酸鈉溶液與酸反應的反應速率的影響和硫代硫酸的還原性。
【詳解】(1)70%的濃硫酸與亞硫酸鈉固體反應制備二氧化硫的反應為易溶于水的亞硫酸鈉與70%的濃硫酸不加熱制備易溶于水的二氧化硫的反應,所以制備裝置應選擇固液不加熱的反應裝置C,故選C;
(2)由題意可知,反應iii發(fā)生的反應為反應生成的硫與亞硫酸鈉溶液反應生成硫代硫酸鈉,反應的化學方程式為Na2SO3+S=3Na2S2O3,故答案為:Na2SO3+S=3Na2S2O3;
(3)溶于水的二氧化硫能與水反應生成亞硫酸使溶液呈酸性,硫代硫酸鈉在酸性溶液中會發(fā)生歧化反應生成硫、二氧化硫和水,所以為防止硫代硫酸鈉發(fā)生歧化反應造成損耗,所以當溶液pH值接近于7時,停止通入二氧化硫,故答案為:若SO2過量,溶液呈酸性,Na2S2O3會發(fā)生歧化反應被損耗;
(4)①由表格數(shù)據(jù)可知,實驗C、D、E中溶液總體積和硫代硫酸鈉溶液的體積相同,而稀硫酸和蒸餾水的體積不同,則由探究實驗變量唯一化原則可知,實驗C、D、E探究稀硫酸溶液濃度對反應速率的影響,故答案為:H2SO4;
②由圖可知,實驗D出現(xiàn)渾濁度的時間少于實驗B,說明硫代硫酸鈉溶液的濃度的改變對化學反應速率的影響更大,故答案為:Na2S2O3;
③由表格數(shù)據(jù)可知,溶液總體積和硫代硫酸鈉溶液體積相同時,實驗C中稀硫酸的體積大于實驗D,說明稀硫酸溶液的濃度大于實驗D,反應速率快于實驗D,出現(xiàn)渾濁度的時間少于實驗D,則實驗C對應的曲線如下圖所示:,故答案為:;
(5)由題意可知,二氧化硫與碘水反應生成氫碘酸和硫酸,反應的離子方程式為SO2+I2+2H2O=2I—+SO42-+4H+,故答案為:SO2+I2+2H2O=2I—+SO42-+4H+;
(6)由題給信息可知,向變藍色的溶液中通入少量二氧化硫,溶液藍色迅速消失,一段時間后再次變藍說明該實驗小組提出的假設合理,故答案為:通入少量SO2。
22.(2023·東莞市上學期期末教學質(zhì)量檢查)氮元素被稱為生命元素,氮及其化合物與社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關。
Ⅰ.含氮氣體的制備和轉化
(1)實驗室利用鹽與堿反應制備氨氣的化學方程式為_______。
(2)用干燥的燒瓶收集NH3,下列方法合理的是_______。
A.B.C.D.
(3)用收集所得的進行噴泉實驗,發(fā)現(xiàn)水未能充滿圓底燒瓶,可能的原因是_______。(任寫一條)
(4)Cr2O3可用于NH3的催化氧化,從NH3出發(fā)制備HNO3的路線為“NH3→NO→NO2→HNO3”,寫出沒有顏色變化反應的化學方程式:_______。
Ⅱ.探究NO3?的氧化性
(5)某實驗小組以一定的流速,分別向煮沸和未煮沸的BaNO32溶液中通SO2,測定溶液pH變化(圖1),測定結果如圖2、3所示:
①根據(jù)圖2猜想:實驗時NO3?在無溶解氧條件下氧化性極弱。
驗證:用圖1裝置(藥品可替換)做下表實驗,完成表中實驗操作:
②根據(jù)圖3推測:存在溶解氧時,通入BaNO32溶液中的SO2變?yōu)開______,溶液酸度顯著增加;酸度增加提升NO3-氧化性,與SO2反應使溶液pH進一步下降。查閱資料得知前一步反應活化能比后一步略高。在答題卡圖上畫出SO2通入未煮沸BaCl2溶液的pH變化圖______。
③向煮沸的BaNO32溶液中繼續(xù)通入SO2至飽和,可以觀察到_______。(已知常溫飽和碳酸溶液pH約為4.1,Ka1H2CO3≈4.2×10?7,Ka1H2SO3≈1.3×10?2)
【答案】(1)2NH4Cl+CaOH2Δ2NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)BD
(3)收集到氣體不純
(4)4NH3+5O2催化劑Δ4NO+6H2O
(5) 將煮沸的硝酸鋇溶液更換為等量的煮沸的水,然后通入足量的二氧化硫測定溶液的pH變化 H2SO4 溶液pH繼續(xù)減小,溶液生成白色沉淀
【分析】Ⅱ中,由①實驗可知,實驗時NO3?在無溶解氧條件下氧化性極弱,pH下降是因為SO2與H2O發(fā)生反應所致;那么實驗探究煮沸的Ba(NO3)2溶液中沒有O2,則只發(fā)生SO2+H2O=H2SO3,反應生成亞硫酸導致溶液的pH下降,要證明這點可以將煮沸的硝酸鋇溶液更換為等量煮沸的水進行對比實驗;
未煮沸的Ba(NO3)2溶液中有O2,氧氣具有氧化性,發(fā)生反應SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4,使得溶液酸性增強,酸度增加提升NO3-氧化性,此時硝酸根離子也會把亞硫酸氧化為硫酸,查閱資料得知前一步反應活化能比后一步略高,故硝酸根離子氧化亞硫酸的速率還較快;最終整個反應使溶液pH進一步下降;
【詳解】(1)實驗室一般使用氯化銨和氫氧化鈣加熱生成氨氣、氯化鈣、水,2NH4Cl+CaOH2Δ2NH3↑+CaCl2+2H2O;
(2)氨氣密度小于空氣,用向下排空氣法收集氨氣,可以選擇BD;
(3)因為排空氣法收集到氣體不純,故導致圓底燒瓶中可能混有空氣,導致水未能充滿圓底燒瓶;
(4)NO2為紅棕色氣體,故無顏色變化的反應為氨氣和氧氣在催化劑作用下生成一氧化氮,4NH3+5O2催化劑Δ4NO+6H2O;
(5)①根據(jù)上述分析,實驗操作需要做對比實驗,實驗操作可以為:將煮沸的硝酸鋇溶液更換為等量的煮沸的水,然后通入足量的二氧化硫測定溶液的pH變化;
②根據(jù)上述分析,未煮沸的溶液中存在溶解氧,通入SO2,發(fā)生反應SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=H2SO4;氯化鋇和硝酸鋇溶液的區(qū)別在于氯離子不能氧化亞硫酸為硫酸、且氧氣氧化反應的活化能較大,但是溶解的氧氣仍會將亞硫酸氧化為硫酸,只是反應速率慢于硝酸鋇存在時的速率,且600s時溶液酸性要稍弱;故pH變化如圖所示:;
③由分析可知,向煮沸的BaNO32溶液中繼續(xù)通入SO2至飽和,硝酸根離子會氧化亞硫酸為硫酸,硫酸和硝酸鋇生成硫酸鋇沉淀,故現(xiàn)象為溶液pH繼續(xù)減小,溶液生成白色沉淀。
23.(2023·湛江一模)某實驗小組為探究含硫化合物NH42S2O8的性質(zhì),設計如下實驗探究NH42S2O8的氧化性。
實驗操作:向小試管中加入2mL0.2ml?L?1KI溶液,并滴入兩滴淀粉溶液,無明顯變化,再加入少量0.2ml?L?1NH42S2O8溶液,試管中溶液立即變藍。取上層清液檢驗,證明溶液中存在SO42?。
(1)NH42S2O8與KI反應的離子方程式為___________。
(2)檢驗該溶液中存在SO42?的具體操作及現(xiàn)象為___________。
(3)實驗結論:NH42S2O8的氧化性___________(填“強于”或“弱于”)I2。
已知:I2可與S2O32?發(fā)生反應:2S2O32?+I2=S4O62?+2I?。為了進一步探究NH42S2O8與KI的反應速率,小組同學設計下表實驗:
(4)上述兩實驗中均加入了不同體積的蒸餾水,其目的為___________。
加入Na2S2O3溶液后溶液變藍的時間明顯增長,小組同學對此提出兩種猜想:
猜想1:NH42S2O8先與Na2S2O3反應,Na2S2O3消耗完后才與I?反應;
猜想2:NH42S2O8與KI反應的速率遠低于I2與Na2S2O3反應的速率。
為驗證上述猜想,小組同學補充下表實驗:
(5)驗證猜想1的實驗設計為___________(填“實驗Ⅲ”或“實驗Ⅳ”下同),驗證猜想2的實驗設計為___________。
(6)下層溶液顯淺紫色的原因為___________。
(7)由上述實驗可知___________(填“猜想1”或“猜想2”)成立。
【答案】(1)S2O82?+2I?=2SO42?+I2
(2)向清液中滴加過量鹽酸,無沉淀生成,再向所得混合液中滴加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀
(3)強于
(4)控制混合溶液總體積相等(或控制單一變量),保證除了Na2S2O3外,其他投料濃度均相等(2分,答案合理即可)
(5) 實驗Ⅲ 實驗Ⅳ
(6)反應過程中有I2生成,其在CCl4的溶解度大,被CCl4萃取。(答案合理即可)
(7)猜想2
【分析】通過對比實驗研究某一因素對實驗的影響,應該要注意控制研究的變量以外,其它量要相同,以此進行對比;
【詳解】(1)碘單質(zhì)能使淀粉變藍色,試管中溶液立即變藍,取上層清液檢驗,證明溶液中存在SO42?,則反應生成碘單質(zhì)和硫酸根離子,故NH42S2O8與KI反應的離子方程式為S2O82-+2I-=2SO42-+I2。
(2)檢驗上層清液中含SO42?的具體操作及現(xiàn)象為向清液中滴加過量鹽酸,無沉淀生成,再向所得混合液中滴加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀即可證明溶液中含SO42?。
(3)氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物,根據(jù)實驗現(xiàn)象可得NH42S2O8的氧化性強于I2。
(4)加入蒸餾水的目的是控制單一變量,使混合溶液總體積相等,保證除了Na2S2O3外,其它投料濃度均相等。
(5)實驗III證明中間有I2生成,驗證猜想1不正確,實驗Ⅳ體現(xiàn)了反應速率,是為了驗證猜想2成立。
(6)碘極易溶于四氯化碳,下層溶液顯淺紫色的原因為反應過程中有I2生成,其在CCl4的溶解度大,被CCl4萃取。
(7)實驗III證明中間有I2生成,驗證猜想1不正確,實驗Ⅳ體現(xiàn)了反應速率,是為了驗證猜想2成立;實驗現(xiàn)象說明反應中首先生成了碘單質(zhì),碘單質(zhì)迅速與Na2S2O3反應導致溶液又褪色,故猜想2成立。序號
反應試劑
體系溫度/℃
反應前
反應后
i
0.20 ml·L-1 CuSO4溶液100mL
1.20 g Fe粉
a
b
ii
0.56 g Fe粉
a
c
序號

40.00
/
/
0
2.86

4.00
/
36.00
0
3.36


4.00
a
b
3:4
4.53

4.00
4.00
32.00
1:1
4.65

移取溶液,用溶液滴定至終點,消耗溶液

_______,測得溶液的pH為4.76
實驗序號
試樣
測試溫度/℃
電導率/
1
Ⅰ:25℃的飽和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的飽和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的飽和溶液
45
實驗序號
試樣
測試溫度/℃
電導率/
4

_______
5
_______
_______
裝置
實驗
序號
燒杯中所加試劑
電壓表
讀數(shù)
30%H2O2
0.3ml?L?1H2SO4
H2O
VmL
VmL
VmL
1
30.0
/
10.0
U1
2
30.0
1.0
9.0
U2
3
30.0
2.0
8.0
U3
4
35.0
1.0
V1
U4
裝置
實驗
序號
操作
電壓表
讀數(shù)
5
/
U5
6
①向______(填“左”或“右”)側燒杯中滴加?L?1 H2SO4溶液。
U6
7
向另一側燒杯中滴加?L?1H2SO4溶液
U7
序號
含F(xiàn)e3+的試劑
吸光度
0.1ml?L?1 FeCl3溶液
0.05ml?L?1 Fe2(SO4)3溶液
1
pH=a
/
A1
2
pH=b
/
A2
3
/
pH=a
A3
4
/
pH=b
A4
序號
含F(xiàn)e3+的試劑
再加入的試劑
吸光度
0.1ml?L?1 FeCl3溶液
0.05ml?L?1 Fe2(SO4)3溶液
5
/
pH=a
NaCl固體
A5
6
pH=a
/
_______
A6
電對(氧化型/還原型)
Fe3+Fe2+
H2O2/H2O
O2/H2O2
MnO2Mn2+
I2I?
電極電勢φ/V
0.771
1.776
0.695
1.224
0.536
實驗
實驗操作
電壓E/V
結論
i
往燒杯A中加入適量Fe
E___________0
猜想1成立
ii
往燒杯B中加入適量___________
EHCO3?
實驗標號
VNa2S2O3/mL
VH2SO4/mL
V(蒸餾水)/mL
A
1.5
3.5
10
B
2.5
3.5
9
C
3.5
3.5
8
D
3.5
2.5
9
E
3.5
1.5
10
實驗操作
實驗現(xiàn)象與結論
_______
實驗前600s溶液pH變化與圖2幾乎相同,證明pH下降是因為SO2與H2O發(fā)生反應所致,猜想正確。
試驗編號
0.2ml?L?1 KI溶液/mL
0.01ml?L?1 Na2S2O3溶液/mL
蒸餾水/mL
0.4%的淀粉溶液/滴
0.2ml?L?1 NH42S2O8溶液/mL
變色時間/s

4.0
0
4.0
2
2.0
立即

4.0
1.0
3.0
2
2.0
30
試驗編號
0.2ml?L?1KI溶液/mL
0.001ml?L?1碘水/mL
0.01ml?L?1 Na2S2O3溶液/mL
CCl4 /mL
0.4%的淀粉溶液/滴
0.2ml?L?1 NH42S2O8溶液/mL
實驗現(xiàn)象

2
0
20
10
0
0.2
下層溶液顯淺紫色

0
5
20
0
2
20
溶液先變藍,后迅速褪色,一段時間后又變藍

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