高考化學(xué)高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編專題21化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究

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1、 專題 21 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究 1．【 2017 新課標(biāo) 3 卷】（ 14 分） 綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵， 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。 某化學(xué)興趣小組對(duì)綠礬 的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉栴}： （ 1）在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加 KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管 中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知： ______________、 _______________ 。 （ 2）為測定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管（帶兩端開關(guān) K1 和 K2）（設(shè)為裝置 A）稱重，記為 m1 g 。將

2、樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置 A 稱重，記為 m2 g 。按下圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①儀器 B 的名稱是 ____________________ 。 ②將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序 ___________________（填標(biāo)號(hào)）；重復(fù)上述操作步驟，直至 A 恒重，記為 3 g 。 m a．點(diǎn)燃酒精燈，加熱 b．熄滅酒精燈 c．關(guān)閉 K1 和 K2 d．打開 K 和 K ，緩緩?fù)ㄈ? N e．稱量 A f ．冷卻到室溫 1 2 2

3、 ③根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目 x=________________ （列式表示） 。若實(shí)驗(yàn) 時(shí)按 a、 d 次序操作，則使 x__________（填“偏大”“偏小”或“無影響”） 。 （ 3）為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將（ 2）中已恒重的裝置 A 接入下圖所示的裝置中，打開K1 和 K2，緩緩?fù)ㄈ?N2，加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。 ①C、 D 中的溶液依次為 ______（填標(biāo)號(hào)） 。 C、 D 中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為 ______。

4、 a．品紅 b． NaOHc． BaCl 2 d． Ba(NO) 2 e．濃 H SO 3 2 4 ②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式 _____________________ 。 1 【答案】（ 1）樣品中沒有 Fe3+ Fe2+易被氧氣氧化為 Fe3+ （ 2）①干燥管 ② dabfce ③ 76(m2 m3 ) 偏小 9( m3 m1) （ 3）① c、 a 生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO Fe

5、 O+SO↑+SO↑ 4 2 3 2 3 ③樣品的質(zhì)量是（ m2－ m1）g，加熱后剩余固體是硫酸亞鐵，質(zhì)量為（ m3－ m1）g，生成水的質(zhì)量為 （ m2－ m3）g， FeSO xH O △ +xH O FeSO 4 2 4 2 152 18 x （ m－ m） g （ m－ m） g 3 1 2 3 則： 152 18

6、x ，解得： x 76(m2 m3 ) ； ( m3 m1)g (m2 m3 )g 9(m3 m1) 若實(shí)驗(yàn)時(shí)按 a、 d 次序操作，在加熱過程中部分硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵，導(dǎo)致 m 增加，使 3 測得生成的水偏小，生成的硫酸亞鐵偏大，因此 x 偏小。 （ 3）①最終得到紅色粉末，說明有氧化鐵生成，即分解過程發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià) 變化可知一定有 SO2 生成，這說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2 和三氧化硫。三氧化硫溶于水生 成硫酸，硫酸和鋇離子結(jié)合生成白色沉淀硫酸鋇，由

7、于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性，能氧化 SO2，所以應(yīng)該用氯化鋇，檢驗(yàn) SO2 用品紅溶液，所以 C、D 的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液， 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 C 中溶液變渾濁，產(chǎn)生白色沉淀， D中品紅溶液褪色。 ②根據(jù)以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、 SO2 和 SO3，根據(jù)電子守恒和原子守恒得此反 應(yīng)的方程式為 2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 【名師點(diǎn)睛】 以綠礬為載體考查無機(jī)物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的探究， 通常解答綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)題的 2 基本流程：原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作

8、用意義→聯(lián)想。具體分析為：①實(shí)驗(yàn)是 根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計(jì)的？實(shí)驗(yàn)的目的是什么？②所用各物質(zhì)名稱、狀態(tài)、代替物 ( 根據(jù)實(shí)驗(yàn) 目的和相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，進(jìn)行全面的分析比較和推理，并合理選擇 ) 。③有關(guān)裝置：性能、 使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。④有關(guān)操作：技能、操作 順序、注意事項(xiàng)或操作錯(cuò)誤的后果。⑤實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：自下而上，自左而右全面觀察。⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。 2．【 2017 北京卷】 （ 16 分）某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“ Fe+2Ag +=Fe2++2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測到 Fe3+，發(fā)現(xiàn)和探

9、 究過程如下。 -1 向硝酸酸化的 0.05 molL 硝酸銀溶液（ pH≈2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。 ①取出少量黑色固體，洗滌后， _______（填操作和現(xiàn)象） ，證明黑色固體中含有 Ag。 ②取上層清液，滴加 K3 溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明溶液中含有 _______________ 。 （ 2）針對(duì)“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有 Fe3+，乙認(rèn)為鐵粉過量時(shí)不可能有 Fe3+，乙依據(jù)的原 理是 ___________________ （用離子方程式表示） 。針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：

10、 ①取上層清液，滴加 KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了甲的猜測。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生， 且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下： 序號(hào) 取樣時(shí)間 /min 現(xiàn)象 ⅰ 3 產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色 ⅱ 30 產(chǎn)生白色沉淀；較 3 min 時(shí)量少；溶液紅色 較 3 min 時(shí)加深 ⅲ 120 產(chǎn)生白色沉淀；較 30 min 時(shí)量少；溶液紅色 較 30 min 時(shí)變淺 + - （資料

11、： Ag 與 SCN生成白色沉淀 AgSCN） ② 對(duì) Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)： 假設(shè) a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生 Fe3+； 假設(shè) b：空氣中存在 2 3+ ； O，由于 ________（用離子方程式表示） ，可產(chǎn)生 Fe 假設(shè) c：酸性溶液中 NO3- 具有氧化性，可產(chǎn)生 Fe3+； 假設(shè) d：根據(jù) _______現(xiàn)象，判斷溶液中存在 Ag+，可產(chǎn)生 Fe3+。 3 ③ 下列實(shí)驗(yàn)Ⅰ可

12、證實(shí)假設(shè) a、b、 c 不是產(chǎn)生 Fe3+的主要原因。實(shí)驗(yàn)Ⅱ可證實(shí)假設(shè) d 成立。 實(shí)驗(yàn)Ⅰ：向硝酸酸化的 ________溶液（ pH≈2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時(shí)間取 上層清液滴加 KSCN溶液， 3 min 時(shí)溶液呈淺紅色， 30 min 后溶液幾乎無色。 實(shí)驗(yàn)Ⅱ：裝置如圖。其中甲溶液是 ________，操作及現(xiàn)象是 ________________ 。 （ 3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合方程式推測實(shí)驗(yàn)ⅰ ~ⅲ中 Fe3+ 濃度變化的原因： ______。 【答案】（ 1

13、）①加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀 ② Fe2+ （ 2） Fe+2Fe3+=3Fe2+ ② 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 加入 KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀 ③0.05 mol L-1 NaNO3 溶液 FeSO4 溶液（或 FeCl2 溶液） 分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液，同時(shí)滴加 KSCN溶液，后者紅色更深 （ 3）溶液中存在反應(yīng)：① Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ，② Ag++Fe2+=Ag+Fe3+ ，③ Fe+2Fe3+ =3Fe2+。反應(yīng)開始時(shí)，c(Ag +) 大，以反應(yīng)①、 ②為主， c(Fe

14、 3+) 增大。約 30 分鐘后， c(Ag+) 小，以反應(yīng)③為主， c(Fe3+) 減小。 【名師點(diǎn)睛】該題是一個(gè)探究性試題，主要考查部分基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析、有 4 鹽橋的原電池結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等知識(shí)，考查考生實(shí)驗(yàn)理解能力、根據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力和 對(duì)問題的綜合分析能力。 注意控制變量思想方法的應(yīng)用， 探究實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象成為近幾年實(shí)驗(yàn)探究

15、命題的熱點(diǎn)，突出對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椤Ｔ擃}為實(shí)驗(yàn)探究題，裝置圖、流程圖很簡單，但探究過程較復(fù)雜，準(zhǔn)確全面獲取信息、通過控制變量思想進(jìn)行邏輯分析是解題的關(guān)鍵，憑感覺做題，不容 易準(zhǔn)確獲取題中信息。 該類試題的解題策略為： （ 1）確定變量： 解答這類題目時(shí)首先要認(rèn)真審題，理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些。 （ 2）定多變：在探究時(shí)，應(yīng)該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關(guān)系；這樣確定一種以后，再確定另一種， 通過分析每種因素與所探究問題之間的關(guān)系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關(guān)系。 （3）數(shù)據(jù)有效；解答時(shí)注意選擇數(shù)據(jù) ( 或設(shè)置實(shí)驗(yàn) ) 要有效，

16、且變量統(tǒng)一，否則無法做出正確判斷。另外探究性題型中考慮問題的思路不能局限于個(gè)別問題、不能局限于固定的知識(shí)，需要全面考慮。 如本題最后的一問解答以及中間涉及的 3+ Fe 與 Fe 反應(yīng)在本題中的理解。證明一個(gè)問題時(shí)，為了 防止干擾，一般都需要做對(duì)比試驗(yàn)、空白試驗(yàn)。 3．【 2016 新課標(biāo) 2 卷】某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究 Fe2+、 Fe3+的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}： （ 1）分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成 0.1mol/L 的溶液．在 FeCl2 溶液中需加入 少量鐵屑，其目的是 ________。

17、 （ 2）甲組同學(xué)取 2mL FeCl 2 溶液，加入幾滴氯水，再加入 1 滴 KSCN溶液，溶液變紅，說明 Cl 2 可將 Fe2+氧化。 FeCl2 溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為 _______。 （ 3）乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在 2mLFeCl2 溶液中先加入 0.5mL 煤油，再于 液面下依次加入幾滴氯水和 l 滴 KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是______。 （ 4）丙組同學(xué)取 10 mL0.1mol/LKI 溶液，加入 6mL0.1mol/LFeCl 3 溶液混合。分別取 2mL此溶

18、液 于 3 支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： ①第一支試管中加入 1mLCCl4 充分振蕩、靜置， CCl4 層呈紫色； ②第二只試管中加入 1 滴 K3 溶液，生成藍(lán)色沉淀： ③第三支試管中加入 1 滴 KSCN溶液，溶液變紅。 實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是 _____（填離子符號(hào)）；實(shí)驗(yàn)①和③說明：在 I - 過量的情況下，溶液中 仍含有 ______（填離子符號(hào)），由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為 ______。 （ 5）丁組同學(xué)向盛有 H2O2 溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl 3 溶液，溶液變成棕黃色，

19、 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ________；一段時(shí)間后．溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生 成。產(chǎn)生氣泡的原因是 ______；生成沉淀的原因是 ______（用平衡移動(dòng)原理解釋）。 【答案】 (1) 防止 Fe2+被氧化（ 2）2Fe2++Cl 2=2Fe3++2Cl - 5 （ 3）隔絕空氣（排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響） 2+ 3+ （ 4） Fe ； Fe ；可逆反應(yīng) (5)H 2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O， Fe3+催化 H2O2 分解產(chǎn)生 O2； H2O2 分解反應(yīng)放熱，促進(jìn) Fe3+的水解平衡

20、正向移動(dòng) 。 （ 5） H2O2 溶液中加入幾滴酸化的 FeCl 3 溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O，鐵離子的溶液呈棕黃色；一段時(shí)間后．溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱。 隨后有紅褐色沉淀生成，產(chǎn)生氣泡的原因是 H O 分解放出氧氣，而反應(yīng)放熱，促進(jìn) 3+ Fe 的水解平 2 2 衡正向移動(dòng)。

21、 【考點(diǎn)定位】考查鐵離子和亞鐵離子的性質(zhì)，離子的檢驗(yàn)， H O 的性質(zhì)，鹽類的水解等知識(shí)。 2 2 【名師點(diǎn)睛】本題以常見的鐵離子和亞鐵離子的性質(zhì)、 H2O2 的性質(zhì)為基礎(chǔ)，考查了探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè) 計(jì)與評(píng)價(jià)， 學(xué)生讀題不會(huì)感到陌生， 有利于考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)， 涉及鐵離子和亞鐵離子的性質(zhì)， 離子的檢驗(yàn)， H2O2 的性質(zhì)，鹽類的水解等知識(shí)。①人們常用 KSCN溶液檢驗(yàn) Fe3+的存在，若向溶液 中加入幾滴 KSCN溶液，溶液呈血紅色，則該溶液中含義 3+ 3 2+ Fe ；

22、②人們常用 K 溶液檢驗(yàn) Fe 的存 在，若向溶液中加入幾滴 K3 溶液，生成藍(lán)色沉淀，則該溶液中含義 Fe2+。 4．【 2016 北京卷】 以 Na SO溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象， 探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反 2 3 應(yīng)的多樣性。 試劑 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 滴管 試管 飽和 Ag2SO溶液 Ⅰ . 產(chǎn)生白色沉淀 0

23、.2 mol L-1 4 Ⅱ . 溶液變綠，繼續(xù)滴加 Na2 SO3 溶液 0.2 mol L- 1 CuSO4 溶液 產(chǎn)生棕黃色沉淀 6 2 mL Ⅲ . 開始無明顯變化， 繼 0.1 mol L- 1 Al 2（ SO4） 3溶液 續(xù)滴加產(chǎn)生白色沉淀 （ 1）經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象Ⅰ中的白色沉淀是 Ag2SO3。用離子方程式解釋現(xiàn)象Ⅰ： _____。 （ 2）經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象Ⅱ的棕黃色沉淀中不含 2-

24、 +2+2- 。 SO ，含有 Cu 、 Cu 和 SO 4 3 + 稀硫酸 2+ 2+ I 已知： Cu Cu +Cu ，Cu  CuI ↓（白色） +I 2。 ①用稀硫酸證實(shí)沉淀中含有 Cu+的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 _____________ 。 ②通過下列實(shí)驗(yàn)證實(shí)，沉淀中含有 Cu2+和 SO32- 。 KI 溶液 洗凈的棕黃色沉淀 取上層清液 分成兩份 淀粉溶液 試劑 1 無明顯現(xiàn)象 白色沉淀 A

25、 a. 白色沉淀 A 是 BaSO4，試劑 1 是 ____________。 2+2- 的理由是 ___________ 。 b. 證實(shí)沉淀中含有 Cu 和 SO 3 （ 3）已知： Al 2（ SO4）3 在水溶液中不存在。經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象Ⅲ的白色沉淀中無 2- ，該白色沉淀 SO4 既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，還可使酸性 4 KMnO溶液褪色。 ①推測沉淀中含有亞硫酸根和 ________。 ②對(duì)于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設(shè)：

26、i. 被 Al （ OH） 3 所吸附； ii. 存在于鋁的堿式鹽中。 對(duì)假設(shè) ii 設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了假設(shè) ii 成立。 a. 將對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。 步驟二： _____________ （按上圖形式呈現(xiàn)） 。 （ 4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)，亞硫酸鹽的性質(zhì)有______。鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與 ___有關(guān)。 ＋ 2— ＝ Ag2SO4↓。（ 2）①加入稀硫酸后，有紅色固體生成；② a. HCl 和 BaCl2 溶液。 【答案】（ 1）2Ag +SO3

27、 7 - 2+ 2- 2- 。 （ 3）① Al 3+- b. 在 I 的作用下， Cu 轉(zhuǎn)化為白色沉淀 CuI ， SO3 轉(zhuǎn)化為 SO4 、 OH。 ② a、 ， b、V1 明顯大于 V2。 （ 4）還原性、水解溶液顯堿性；兩種鹽溶液中陰陽離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件。 ②分析實(shí)驗(yàn)流程知實(shí)驗(yàn)原理為 2＋ － 、 I 2- 2— － ＋ ， 2Cu +4I ==2CuI+I 2

28、+SO +H O=SO +2I +2H 2 3 2 4 2-2+ 4 4 SO +Ba == BaSO↓，則 a. 白色沉淀 A 是 BaSO4，試劑 1 是鹽酸酸化的 BaCl2 溶液。 b. 證實(shí)沉淀中含有 + 2- 的理由是棕黃色沉淀與 KI 溶液反應(yīng)生成白色沉淀 （ CuI），證明含有 Cu 和 SO

29、 3 ＋ 2— 。 Cu ，白色沉淀 A 為硫酸鋇，證明含有 SO 3 2- （ 3）①根據(jù)題意可知實(shí)驗(yàn)Ⅲ的白色沉淀中無 SO4 ，該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿， 還可使酸性 KMnO4溶液褪色，則 ①推測沉淀中含有亞硫酸根和氫氧化鋁。 ② a、鋁的酸式鹽與氫氧化鈉反應(yīng)消耗的氫氧化鈉的含量大于氫氧化鋁，所以反應(yīng)應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)

30、 定量對(duì)比試驗(yàn)， 根據(jù)白色固體消耗氫氧化鈉的量不同來證實(shí)假設(shè)ⅱ成立， 即實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)步驟二為： ，且 V1 明顯大于 V2，可說明 沉淀中亞硫酸根存在于堿式鹽中。 （ 4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)白色沉淀能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明亞硫酸鹽具有還原性，另外亞硫酸根水解呈堿性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與鹽的性質(zhì)和溶液的酸堿性有關(guān)。 【考點(diǎn)定位】本題主要是考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的分析、評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)等 【名師點(diǎn)晴】控制變量思想方法，探究實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象成為近幾年實(shí)驗(yàn)探究命題的熱點(diǎn)。該題為實(shí)驗(yàn)探究題，裝置圖、流程圖很簡單，但探究過程

31、較復(fù)雜，準(zhǔn)確全面獲取信息、通過控制變量思想進(jìn)行 8 邏輯分析是解題的關(guān)鍵，憑感覺做題，不容易準(zhǔn)確獲取題中信息。該類試題的解題策略為： （1） 確定變量： 解答這類題目時(shí)首先要認(rèn)真審題， 理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些。 （ 2）定多變 : 在探究時(shí)，應(yīng)該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的 關(guān)系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關(guān)系，得出所 有影響因素與所探究問題之間的關(guān)系。 （ 3）數(shù)據(jù)有效； 解答時(shí)注意選擇數(shù)據(jù) ( 或設(shè)置實(shí)驗(yàn) ) 要有效，

32、 且變量統(tǒng)一，否則無法做出正確判斷。 5．【 2016 江蘇卷】鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物） 、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。 （ 2）在相同條件下， 測量總質(zhì)量相同、 鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對(duì)水中 Cu2+和 Pb2+的去除 率，結(jié)果如圖所示。 ①當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0 時(shí)，也能去除水中少量的 Cu2+ 和 Pb2+ ，其原因是 __________。 ②當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于 50%時(shí)，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加

33、， Cu2+ 和 Pb2+ 的去除率 不升反降，其主要原因是 _____________。 （ 3）納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。 ①一定條件下，向 FeSO4 溶液中滴加堿性 NaBH4 溶液，溶液中 BH4–（B 元素的化合價(jià)為 +3）與 Fe2+ 反應(yīng)生成納米鐵粉、 H2 和 B(OH)4－，其離子方程式為 。 ②納米鐵粉與水中 NO3- 反應(yīng)的離子方程式為 4Fe+NO3–+10H+===4Fe2++NH4++3H2O 研究發(fā)現(xiàn)，若 pH 偏低將會(huì)導(dǎo)致 - 的去除率下降，其原因是 。 NO 3

34、③相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中 NO3- 的速率有較大差異（見圖） ，產(chǎn)生該差異的可 能原因是 。 9 【答案】（ 2）①活性炭對(duì) Cu2+和 Pb2+有吸附作用 ②鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，鐵炭混合物中微電池?cái)?shù)目減少 2+ － － － +2H ↑ ②納米鐵粉與 ＋ 反應(yīng)生成 H （ 3）①

35、2Fe +BH +4OH===2Fe+ B(OH) 4 H 4 2 2 2+ － Fe－Cu 原電池增大納米鐵粉去除 － 的反 ③Cu 或 Cu 催化納米鐵粉去除 NO 的反應(yīng)（或形成的 NO 3 3 應(yīng)速率） （ 3）①一定條件下，向 FeSO溶液中滴加堿性 NaBH溶液，溶液中 – （ B 元素的化合價(jià)為 +3） BH

36、 4 4 4 與 2+ － Fe 反應(yīng)生成納米鐵粉、 H2 和 B(OH)4 ，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應(yīng)的離子方 2+－ － － 程式為 2Fe +BH +4OH ===2Fe+ B(OH) 4 +2H ↑； 4 ②納米鐵粉與水中 - － + 2++ NO3 反應(yīng)的離子方程

37、式為 4Fe+ NO3 +10H ===4Fe +NH4 +3H2O，若 pH 偏低，則溶 液的酸性增強(qiáng)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)： + 2+ - Fe+2H ===Fe + H ↑；導(dǎo)致 NO 的去除率下降； 2 3 ③根據(jù)圖像可知，相同條件下， 納米鐵粉去除不同水樣中 NO3- 的速率有較大差異， 可能是由于 Cu 2+ － 的反應(yīng)（或形成的 Fe－ Cu 原電池增大納米鐵粉去除 － 的反應(yīng)速 或 Cu 催化納米鐵粉去除 NO3 NO3 率）。 【考

38、點(diǎn)定位】本題主要是考查鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物） 、納米鐵粉處理污水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 與探究 10 【名師點(diǎn)晴】化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，所以有化學(xué)實(shí)驗(yàn)即科學(xué)探究之說法?？v觀近幾年高考，主 要以考察探究性實(shí)驗(yàn)和物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)為主。這些探究性和制備性實(shí)驗(yàn)的試題，綜合性強(qiáng)，理論和 實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過 的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論。在解答此 類題時(shí)還應(yīng)注意： （1）認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，找出?shí)驗(yàn)原理。

39、（ 2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理選擇儀器和 藥品，并設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟。 （ 3）準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并 運(yùn)用分析、計(jì)算、圖表、推理等方法處理有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出正確的結(jié)論。 6．【 2015 安徽卷】（14 分）某研究小組將純凈的 2 -1 32 溶液中，得到 SO氣體通入 0.1mol L 的 Ba（ NO） 了 BaSO4沉淀，為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的 SO2，該小組突出了如下假設(shè) : 假設(shè)一：溶液中的 NO3- 假設(shè)二：溶液中溶解的 2 O

40、 （ 1）驗(yàn)證假設(shè)一 該小組涉及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了假設(shè)一，請(qǐng)?jiān)谙卤砜瞻滋幪顚懴嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 實(shí)驗(yàn) 1：在盛有不含 O 的 25ml0.1mol/LBaCl 2 溶液的燒 2 杯中，緩慢通入純凈的 SO2氣體 實(shí)驗(yàn) 2：在盛有不含 O2 的 25ml0.1mol/LBa （ NO3） 2 溶 假設(shè)一成立 液的燒杯中，緩慢通入純凈的 SO2 氣體 （ 2）為深入研究該反應(yīng)，該小組還測得上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中溶液的 pH 隨通入 SO2體積的變

41、化曲線入 下圖 實(shí)驗(yàn) 1 中溶液 pH 變小的原因是 ____;V 1 時(shí)，實(shí)驗(yàn) 2 中溶液 pH 小于實(shí)驗(yàn) 1 的原因是（用離子方程 式表示） _________。 （ 3）驗(yàn)證假設(shè)二 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)二，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論（不要求寫具體操作過程） 11 （ 4）若假設(shè)二成立，請(qǐng)預(yù)測：在相同條件下，分別通入足量的 O2 和 KNO3，氧化相同的 H2SO3 溶液 （溶液體積變化忽略

42、不計(jì)） ，充分反映后兩溶液的 pH 前者 _______( 填大于或小于 ) 后者，理由是 ________ 【答案】（ 1）無明顯現(xiàn)象、有白色沉淀生成（ 2） SO2 溶于水后生成 H2SO3; - 2- + （3） 3SO2+2NO3 +2H2O=3SO4 +4H +2NO 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 實(shí)驗(yàn) 1：作為參考實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 3 ：將純凈的 SO 氣體通入未經(jīng)脫 O 處理的 假設(shè)二成立 2 2

43、 25mL0.1mol/L 的 BaCl 2 溶液中 白色沉淀生成 （ 4）小于，反應(yīng)的離子方程式表明，足量的 - 分別氧化相同的 + O 和 NO H SO，生成的 H 的物質(zhì)的 2 3 2 3 量前者多余后者 【解析】（ 1）根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理，亞硫酸是弱酸不能制備鹽酸，故實(shí)驗(yàn) 1 無現(xiàn)象， SO2 溶于水后

44、 生成 H2SO3，亞硫酸顯酸性， 電離出Ｈ ＋ - 2- 2- ， ，和 NO3 結(jié)合生成硝酸， 具有強(qiáng)氧化性， 將 SO3 氧化成 SO4 故生成白色的 BaSO沉淀；（ 2） SO 溶于水后生成 H SO，亞硫酸顯酸性，故 pH 值減?。? 4 2 2 3 3SO2+2NO3- +2HO=3SO42- +4H++2NO;（ 3） 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 實(shí)驗(yàn) 1：

45、在盛有不含 O2 的 25ml0.1mol/LBaCl 2 溶液的燒 SO2 氣體 無現(xiàn)象 杯中，緩慢通入純凈的 實(shí)驗(yàn) 2：在盛有富含 O2 的 25ml0.1mol/LBaCl 假設(shè)二成立 2 溶液的燒 SO氣體 有白色沉淀生成 杯中，緩慢通入純凈的 2

46、 （ 4）小于，反應(yīng)的離子方程式表明，足量的 - 分別氧化相同的 + O 和 NO H SO，生成的 H 的物質(zhì)的 2 3 2 3 量前者多余后者（其它合理答案也正確） 【考點(diǎn)定位】本題屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)題，考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)探究能力，多屬于開放性試題，可 能出現(xiàn)多種正確答案，屬于綜合性較強(qiáng)的較難題型。 7．【 2015 北京卷】（ 15 分）為探討化學(xué)平衡移動(dòng)原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系，某同學(xué)通過改變濃 3+- 2+ 3+ 2+

47、度研究“ 2Fe +2I 2Fe +I ”反應(yīng)中 Fe 和 Fe 的相互轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)如下： 2 12 （ 1）待實(shí)驗(yàn) I 溶液顏色不再改變時(shí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn) II ，目的是使實(shí)驗(yàn) I 的反應(yīng)達(dá)到 。 （ 2） iii 是 ii 的對(duì)比試驗(yàn)，目的是排除有 ii 中 造成的影響。 （ 3） i 和 ii 的顏色變化表明平衡逆向移動(dòng)， Fe2+ 向 Fe3+ 轉(zhuǎn)化。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋原

48、 因： 。 （ 4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律， 該同學(xué)推測 i 中 Fe2+ 向 Fe3+轉(zhuǎn)化的原因： 外加 Ag+使 c（ I - ）降低，導(dǎo)致 I - 的還原性弱于 Fe2+，用下圖裝置（ a、b 均為石墨電極）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 ① K 閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)， b 作 極。 ②當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向 U 型管左管滴加 0.01 mol/L AgNO3溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí) 了其推測，該現(xiàn)象是 。 （ 5）按照（ 4）的原

49、理，該同學(xué)用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了 ii 中 Fe2+向 Fe3+轉(zhuǎn)化的原因， ①轉(zhuǎn)化原因是 。 ②與（ 4）實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不同的操作是 。 （ 6）實(shí)驗(yàn) I 中，還原性： I - >Fe2+；而實(shí)驗(yàn) II 中，還原性： Fe2+>I - ，將（ 3）和（ 4）、（ 5）作對(duì)比， 得出的結(jié)論是 。 【答案】（ 1）化學(xué)平衡狀態(tài) （ 2）溶液稀釋對(duì)顏色變化 13 （ 3）加入 Ag+發(fā)生反應(yīng)： Ag++I - =AgI↓， c（ I - ）降低；或增大 c（ Fe2+）平衡均逆向移動(dòng)

50、（ 4）①正 ②左管產(chǎn)生黃色沉淀，指針向左偏轉(zhuǎn)。 （ 5）① Fe2+隨濃度增大，還原性增強(qiáng) ，使 Fe2+還原性強(qiáng)于 I - ②向 U 型管右管中滴加 1mol/L FeSO 4 溶液。 （ 6）該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng)，在平衡時(shí)，通過改變物質(zhì)的濃度，可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力，并影響平衡移動(dòng)方向 【解析】 （ 4）① K 閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)， b 極為 Fe3+得電子，作正極；②當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡） 后，向 U型管左管滴加 0.01 mol/L AgNO3溶液，產(chǎn)生黃色沉淀，

51、 I - 離子濃度減小， 2Fe3+ + 2I - 2Fe2+ + I 2 平衡左移，指針向左偏轉(zhuǎn)。 （ 5）①Fe2+向 Fe3+轉(zhuǎn)化的原因是 Fe2+濃度增大，還原性增強(qiáng) ； ②與（ 4）實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不同的操作是當(dāng)指針歸零后，向 U 型管右管中滴加 1mol/L FeSO4 溶液。 將 （ 3）和（ 4）、（5）作對(duì)比，得出的結(jié)論是在其它條件不變時(shí)，物質(zhì)的氧化性和還原性與濃度有關(guān)，濃度的改變可影響物質(zhì)的氧化還原性，導(dǎo)致平衡移動(dòng)。 考點(diǎn)：化學(xué)平衡移動(dòng)、電化學(xué)知識(shí) 8．【 2015 新課標(biāo) 1 卷】（ 14 分）草酸（乙二酸） 存在于自然界的

52、植物中， 其 K =5.4 10 － 2 10 ，K =5.4 1 2 －5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水， 而其鈣鹽難溶于水。 草酸晶體 (H2C2 O42H2O)無色，熔點(diǎn)為 101℃， 易溶于水，受熱脫水、升華， 170℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}： （ 1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置 C 中可觀察到的 現(xiàn)象是 _________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有 _______。裝置 B 的主要作用是 ________。

53、 14 （ 2）乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有 CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置 A、B 和下圖所示的部分裝置 ( 可以重復(fù)選用 ) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)?A、 B、 ______。裝置 H 反應(yīng)管中盛有的物質(zhì) 是 _______。 ②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有 CO的現(xiàn)象是 _______。 （ 3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng) ______。②草酸為二元酸

54、______。 【答案】（ 1）有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁； CO2；冷凝（水蒸氣、草酸等） ，避免草酸進(jìn)入裝置 C 反應(yīng)生成沉淀，干擾 CO2 的檢驗(yàn)。 （ 2）① F、D、 G、 H、 D、 I ； CuO（氧化銅）； ② H 中的粉末有黑色變?yōu)榧t色，其后的 D 中的石灰水變渾濁； （ 3）①向盛有少量 NaHCO3溶液的試管中滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生。②用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量是草酸的兩倍 （ 2）問考查實(shí)驗(yàn)原理和物

55、質(zhì)性質(zhì)綜合應(yīng)用能力。由裝置 A、 B 出來的氣體含有 CO2、 CO，容易想 到用灼熱氧化銅來氧化 CO，進(jìn)而檢驗(yàn)其產(chǎn)物 CO2。但要注意到原產(chǎn)物中有 CO2，故要設(shè)計(jì)除去 CO2 和驗(yàn)證 CO2 除盡的環(huán)節(jié)。最終確認(rèn)連接順序 F（除 CO2）、 D（驗(yàn)證 CO2 被除盡）、 G（干燥，這是氣 15 體進(jìn)入加熱裝置的常規(guī)要求） 、 H（氧化 CO）、D（驗(yàn)證 H 中生成的 CO2來證明 CO的存在）、I （尾氣處理）； H 中要裝 CuO（氧化銅）；

56、 【考點(diǎn)定位】 CO、 CO2的性質(zhì)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的簡單應(yīng)用。難度為較難等級(jí) 9．【 2015 四川卷】 (13 分)(NH 4) 2 SO4 是常見的化肥和化工原料，受熱易分解。某興趣小組擬探究其分 解產(chǎn)物。 (NH4) 2SO4 在 260℃和 400℃時(shí)分解產(chǎn)物不同。 該小組擬選用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持和加熱裝置略） 實(shí)驗(yàn) 1：連接裝置 A-B-C-D ，檢查氣密性， 按圖示加入試劑 （裝置 B 盛 0.5000mol/L 鹽酸 70.00mL）。 通入 N 排盡

57、空氣后，于 260℃加熱裝置 A 一段時(shí)間，停止加熱，冷卻，停止通入 N 。品紅溶液不 2 2 褪色，取下裝置 B，加入指示劑，用 0.2000mol/L NaOH 溶液滴定剩余鹽酸，終點(diǎn)時(shí)消耗 NaOH溶 液 25.00 mL 。經(jīng)檢驗(yàn)滴定后的溶液中無 2- 。 SO4 （ 1）儀器 X 的名稱是 ________________ 。 （ 2）滴定前，下列操作的正確順序是_________( 填字母編號(hào) ) 。a．盛裝 0.2000mol/L NaOH 溶液 b．用 0.2000m

58、ol/L NaOH 溶液潤洗c．讀數(shù)、記錄 d．查漏、清洗 e．排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面 （ 3）裝置 B 內(nèi)溶液吸收氣體的物質(zhì)的量是 __________mol 實(shí)驗(yàn) 2：連接裝置 A-D-B ，檢查氣密性，按圖示重新加入試劑。通入 N2 排盡空氣后，于 400℃加 熱裝置 A 至 (NH4) 2SO4 完全分解無殘留物，停止加熱，冷卻，停止通入 N2。觀察到裝置 A、D 之間 16 的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗(yàn)，該白色固體和裝置 D 內(nèi)溶液中有 2- 2- 。進(jìn)一步研 SO3 ，無 SO4

59、 究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物。 （ 4）檢驗(yàn)裝置 D 內(nèi)溶液中有 2- 2- 的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是 __________. SO ，無 SO 3 4 （ 5）裝置 B 內(nèi)溶液吸收的氣體是 ____________. （ 6） (NH4) 2SO4 在 400℃分解的化學(xué)方程式是 ______________________. 【答案】（ 1）圓底燒瓶 （ 2） dbaec （3） 0.03 mol （ 4）取少量

60、裝置 D 內(nèi)溶液于試管中， 滴加 BaCl2 溶液，生成白色沉淀；加入足量稀鹽酸后沉淀完 全溶解，放出無色刺激性氣體 3 （ 5） NH △ （ 6） 3(NH4) 2SO4 4NH3↑+ N 2↑+3SO2↑ + 6H 2O↑ 【考點(diǎn)定位】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 17