2023届新教材高考化学一轮复习化学实验中的综合探究与创新突破作业.docx

课时作业39化学实验中的综合探究与创新突破1.2022·江苏百校联考实验是化学学习的基础。用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是（）A用装置甲制取并收集干燥纯净的NH3B用装置乙制取Fe（OH）2并能较长时间观察其颜色C用装置丙完成醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱验证实验D用装置丁实验室制取少量乙烯2.2022·安徽A10联盟阶段考某小组为探究Ba（OH）2、CaCl2是否可以用于鉴别Na2CO3和NaHCO3，完成了下列实验。试剂1 mL 1 mol·L1 Na2CO3溶液1 mL 1 mol·L1 NaHCO3溶液10滴1 mol·L1Ba（OH）2溶液白色沉淀M白色沉淀N10滴1 mol·L1CaCl2溶液白色沉淀X白色沉淀Y，少量气泡下列说法正确的是（）A白色沉淀M、N均是BaCO3，产生M、N的离子方程式相同B白色沉淀X、Y均为CaCO3，少量气泡成分是HClCCaCl2不能用于鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液D产生Y的离子方程式为Ca22HCO=CaCO3CO2H2O3.2022·北京海淀区期末某小组同学欲通过实验探究影响金属与酸反应速率的因素，进行下列实验。实验装置序号实验操作实验现象实验1取下胶塞，放入一小片金属钠，迅速塞上胶塞钠浮在液面上并来回移动，表面出现白色固体；白色固体逐渐沉到烧杯底部，液体不沸腾；气球迅速鼓起，15 s时测量气球直径约为3 cm实验2取下胶塞，放入与钠表面积基本相同的镁条，迅速塞上胶塞镁条开始时下沉，很快上浮至液面，片刻后液体呈沸腾状，同时产生大量白雾；气球迅速鼓起，15 s时测量气球直径约为5 cm下列说法不正确的是（）A实验1获得的白色小颗粒可用焰色试验检验其中的Na元素B对比实验1与实验2，不能说明钠与镁的金属活动性强C对比实验1与实验2，能说明同温下NaCl的溶解度比MgCl2的小D金属钠、镁与盐酸反应的速率与生成物状态等因素有关4.2022·天津南开中学月考下列实验过程可以达到实验目的的是（）选项实验目的实验过程A配制0.400 0 mol·L1 NaOH溶液称取4.0 g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解后，立即转移至250 mL容量瓶中，定容B探究维生素C的还原性向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜色变化C制取并纯化氢气向稀盐酸中加入锌粒，之后将生成的气体依次通过浓硫酸、NaOH溶液D探究浓度对反应速率的影响向2支盛有不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入5%H2O2溶液，观察实验现象5.2022·四川南充高中月考CuSO4溶液是实验室中常用试剂。下列与CuSO4溶液有关的实验操作和结论都一定正确的是（）选项AB实验操作结论Fe3催化效果好于Cu2Ksp（CuS）<Ksp（ZnS）选项CD实验操作结论NO2能用排空气法收集可获得胆矾晶体6.已知水合肼（N2H4·H2O）有毒且不稳定，具有强还原性和强碱性。实验室用NaClO碱性溶液与尿素CO（NH2）2水溶液在40 以下反应一段时间后，再迅速升温至110 继续反应可以制得水合肼，装置如图所示。下列说法不正确的是（）A分液漏斗中盛装尿素水溶液B三颈烧瓶中反应的离子方程式为：ClOCO（NH2）22OH=ClN2H4·H2OCOC球形冷凝管的作用是冷凝回流减少水合肼的挥发D反应完全后，分离出水合肼的实验操作为减压蒸馏7.某化学兴趣小组欲制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。实验一：制取氯酸钾和氯水。利用如图所示的实验装置（部分夹持装置已省略）进行实验。（1）将Cl2通入B装置中得到的含氯产物为KClO3和KCl，该反应的离子方程式为。（2）制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤洗涤。过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、。实验二：比较Cl2、Br2、I2的氧化性强弱。为比较Cl2、Br2、I2的氧化性强弱，设计了如图所示的实验步骤：（3）加入10滴氯水时发生反应的离子方程式为_。（4）加入10滴KI溶液时，溶液的颜色由橙黄色变为橙红色，说明氧化性：（填“Br2”或“I2”，下同）>。（5）加入1 mL CCl4后，振荡静置，最终试管中的现象为_。8.2022·山东德州一模无水四氯化锡（SnCl4）常用作有机合成的氯化催化剂。实验室可用熔融的锡（熔点为232 ）与Cl2反应制备SnCl4，某小组拟设计实验制备无水四氯化锡并探究其性质：.查阅资料，得知：性质物质物质性质化学性质SnCl2熔点：246 沸点：652 较弱的还原性SnCl4熔点：33 沸点：114 遇水蒸气剧烈水解产生白雾，产物之一是SnO2·xH2O.设计实验，装置如图回答下列问题：（1）仪器A的名称是，导管D的作用是_。（2）装置作用是除去氯气中的HCl，用平衡移动原理解释30%硫酸的作用：。（3）试剂B的作用是。（4）为防止产品中带入副产物SnCl2，可采取的措施有_。（5）装置采用多孔耐高温泡沫的目的是_。（6）SnCl4遇氨气、水蒸气产生“浓白烟”，因此可用来制作烟幕弹。用化学方程式表示其原理：_。.最后进行产品纯度测定：（7）取w g SnCl4产品用足量蒸馏水吸收得到吸收液250 mL。准确量取25.00 mL吸收液于锥形瓶中，用c mol·L1 AgNO3标准溶液滴定至终点，滴定前读数为V1 mL，终点读数为V2 mL（杂质不参与反应），利用上述数据计算产品纯度为%（用含w、c、V1、V2的代数式表示）。9.某小组同学欲探究NH3催化氧化反应，按如图装置进行实验。已知A、B装置可选药品：浓氨水、H2O2、蒸馏水、生石灰、MnO2。（1）仪器a的名称为；仪器b的名称为。（2）装置A烧瓶中固体的作用为（填序号）A催化剂 B氧化剂C还原剂 D反应物（3）仪器b中盛放的试剂可以是（填序号）A浓硫酸 B碱石灰C五氧化二磷 D硫酸铜（4）装置E中发生反应的化学方程式_。（5）甲乙两同学分别按上述装置进行实验，一段时间后。甲观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是（写化学式）；乙观察到装置F中有红棕色气体，装置G中溶液变成蓝色。用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因：_。（6）为帮助甲实现在装置F中也观察到红棕色气体，可在原实验的基础上进行改进。你的改进措施是_。10.2021·江苏泰州期末某兴趣小组欲探究反应2Fe2I22Fe32I，设计如下实验：（1）、均未检验出Fe3，检验有无Fe3的试剂是。（2）经检验，的过程中产生了Fe3。对Fe3产生的原因作出如下假设：假设a：Fe2被空气氧化，离子方程式为_；假设b：Fe2被酸性溶液中的NO氧化；假设c：Fe2被I2氧化。小组同学通过进一步实验证实了a、b不是产生Fe3的主要原因，又查阅资料得知I22Fe22Fe32I的反应限度小、产生的c（Fe3）低，故推测c（Fe3）增大是因为向的浅黄色溶液中加入AgNO3溶液后， ，促使该平衡正向移动。（3）上述推测虽然合理，但中灰黑色浑浊中只检验出少量AgI，主要成分是Ag。小组同学查阅资料得知新制的AgI见光分解速率较慢，故又对过程中产生Fe3的原因提出了假设d：_，该反应的离子方程式为_，并设计实验证明该假设合理，实验方案为_。（4）经测定，的过程中温度几乎无变化，c（Ag）随反应时间的变化如图所示。若在实验开始时，先向的溶液中加入几滴Fe2（SO4）3溶液，c（Ag）随反应时间的变化相同。则中迅速出现灰黑色浑浊的原因可能是_。1解析：用向下排空气法收集氨气，故A错误；装置乙中铁作阴极，不能生成亚铁离子，乙装置不能生成Fe（OH）2，故B错误；醋酸具有挥发性，醋酸、二氧化碳都能与苯酚钠反应生成苯酚，不能用装置丙验证醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱，故C错误；乙醇在浓硫酸作用下加热到170 发生消去反应生成乙烯和水，实验室中可用装置丁制取少量乙烯，故D正确。答案：D2解析：10滴1 mol·L1 Ba（OH）2溶液分别滴加到1 mL 1 mol·L1 Na2CO3溶液和1 mL 1 mol·L1 NaHCO3溶液中，均产生白色沉淀碳酸钡，但是反应原理不同，分别为COBa2=BaCO3；2HCO2OHBa2=BaCO3CO2H2O；10滴1 mol·L1 CaCl2溶液分别滴加到1 mL 1 mol·L1 Na2CO3溶液和1 mL 1 mol·L1 NaHCO3溶液中，均产生白色沉淀碳酸钙，但是10滴1 mol·L1 CaCl2溶液与1 mL 1 mol·L1 NaHCO3溶液反应除了生成CaCO3外，还有二氧化碳气体产生。根据以上分析可知，白色沉淀M、N均是BaCO3，但是产生M、N的离子方程式不同，A错误；白色沉淀X、Y均为CaCO3，少量气泡成分是二氧化碳，B错误；加入氯化钙溶液后，二者产生的现象不同，可以鉴别两种盐，C错误；产生Y的离子方程式为Ca22HCO=CaCO3CO2H2O，D正确。答案：D3解析：通过对比实验1和实验2的操作与现象可知，实验1中钠太活泼，投入浓盐酸中，立即与浓盐酸反应生成氢气和溶解度不大的氯化钠，NaCl附着在还未反应的Na表面，阻碍了反应的进行，所以出现题述现象；实验2中，利用相同表面积的Mg做相同的实验，Mg先下沉，后迅速与盐酸反应生成氢气，最终产生的氢气比实验1多。Na元素可用焰色试验来检验，若白色小颗粒中含Na元素，则焰色试验为黄色，A正确；根据上述分析可知，对比实验1与实验2的操作与现象，能说明钠比镁的金属活动性强，只是因为Na表面生成的白色固体颗粒阻碍了Na与HCl的进一步反应，B错误；对比实验1与实验2，实验1中有白色固体，实验2中没有，则说明同温下NaCl的溶解度比MgCl2的小，C正确；通过实验可得出，金属钠、镁与盐酸反应的速率不仅与自身的性质有关，还与生成物状态等因素有关，D正确。答案：B4解析：氢氧化钠溶于水放热，因此溶解后需要冷却到室温，再转移至容量瓶中，A错误；氯化铁具有氧化性，能被维生素C还原为氯化亚铁，从而使溶液颜色发生变化，所以向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，通过观察颜色变化可以探究维生素C的还原性，B正确；向稀盐酸中加入锌粒，生成氢气，由于生成的氢气混有氯化氢和水蒸气，因此将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸，不能先通入浓硫酸，因为氢氧化钠溶液中也会带出水蒸气，C错误；向2支盛有不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入5% H2O2溶液，发生反应的离子方程式为HSOH2O2=SOHH2O，反应过程中没有明显的实验现象，因此无法探究浓度对反应速率的影响，D错误。答案：B5解析：将等体积、等物质的量浓度的Fe2（SO4）3和CuSO4溶液加入等体积、等浓度的H2O2溶液中，前者产生气泡更快，但由于两溶液中硫酸根离子浓度不同，因此不能说明Fe3的催化效果好于Cu2，A错误；在一定量硫酸锌溶液中加入少量硫化钠溶液，生成ZnS白色沉淀，过滤、洗涤后，向沉淀中加入适量硫酸铜溶液，沉淀变成黑色，说明ZnS转化为CuS沉淀，则Ksp（CuS）<Ksp（ZnS），B正确；NO2密度比空气大，应用向上排空气法收集，用图中装置收集NO2会使空气留存集气瓶的上方，导致气体不纯，且NO2会从长导管中逸出，被NaOH溶液吸收，C错误；胆矾晶体受热容易失去结晶水，且铜离子易水解，应该用冷却热饱和硫酸铜溶液的方法得到胆矾晶体，D错误。答案：B6解析：A.生成产物水合肼有强还原性，而NaClO具有强氧化性，所以要严格控制NaClO的用量，防止过多将水合肼氧化，错误；B.次氯酸根和尿素在碱性条件下反应，根据得失电子守恒得到反应的离子方程式为：ClOCO（NH2）22OH=ClN2H4·H2OCO，正确；C.防止水合肼的挥发，用球形冷凝管进行冷凝回流，正确；D.因为水合肼不稳定，反应完全后，因此分离出水合肼的实验操作为减压蒸馏，正确。答案：A7解析：（1）将Cl2通入B装置中得到含氯产物为KClO3和KCl，根据得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式为3Cl26OHClO5Cl3H2O；（2）过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；（3） 向溴化钠溶液加入10滴氯水时，氯气和溴化钠反应生成氯化钠和溴单质，发生反应的离子方程式为Cl22Br=Br22Cl；（4）溴单质置换出碘化钾溶液中的碘单质，说明溴的氧化性大于碘；（5）四氯化碳能萃取碘水中的碘单质，加入1 mL CCl4后，振荡静置，最终试管中的现象为液体分层，上层液体呈无色，下层液体呈紫红色。答案：（1）3Cl26OHClO5Cl3H2O（2）（普通）漏斗（3）Cl22Br=Br22Cl（4）Br2I2（5）液体分层，上层液体呈无色，下层液体呈紫红色8解析：（1）仪器A的名称是蒸馏烧瓶，导管D的作用是平衡气压使浓盐酸顺利流下。（2）装置作用是除去氯气中的HCl，用平衡移动原理解释30%硫酸的作用为30%硫酸中的H使Cl2H2OHClHClO平衡左移，减少氯气损失。（3）试剂B的作用是防止C中的水蒸气进入收集装置引起SnCl4水解。（4）为防止产品中带入副产物SnCl2，可采取的措施有增大Cl2的通入量、控制装置反应温度在232 652 之间。（5）装置采用多孔耐高温泡沫的目的是增大接触面积、加快反应速率。（6）SnCl4遇氨气、水蒸气产生“浓白烟”，因此可用来制作烟幕弹，用化学方程式表示其原理为SnCl44NH3（2x）H2O=SnO2·xH2O4NH4Cl。（7）由SnCl44HCl4AgCl4AgNO3可知，产品纯度为×100%。答案：（1）蒸馏烧瓶平衡气压使浓盐酸顺利流下（2）30%硫酸中的H使Cl2H2OHClHClO平衡左移，减少氯气损失（3）防止C中的水蒸气进入收集装置引起SnCl4水解（4）增大Cl2的通入量、控制装置反应温度在232 652 之间（5）增大接触面积、加快反应速率（6）SnCl44NH3（2x）H2O=SnO2·xH2O4NH4Cl（7）9解析：该实验目的是探究氨的催化氧化反应，结合实验装置，装置A为制备氧气，装置A烧瓶中固体的作用为制取氧气用到的二氧化锰；装置B为制备氨气，氨气需要用固体碱石灰干燥；装置E中发生反应NH3催化氧化；装置F中生成的一氧化氮和氧气转化成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，白烟是由于氨气和硝酸反应生成了白色的NH4NO3固体，装置F中有红棕色气体，即二氧化氮气体，在装置G中，生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，金属铜和硝酸反应生成蓝色硝酸铜溶液，据此分析解答。（1）仪器a的名称为分液漏斗；仪器b的名称为干燥管；（2）A中制备气体为氧气，装置A烧瓶中固体的作用为制取气体用到的二氧化锰，利用过氧化氢制取氧气实验中，加入二氧化锰做催化剂加快产生氧气速率；（3）B中制备气体为氨气，氨气中混有水蒸气，需要用固体碱石灰干燥，所以仪器b中盛放的试剂为碱石灰；（5）装置F中生成的一氧化氮和氧气转化成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，白烟是由于氨气和硝酸反应生成了白色的NH4NO3固体； 装置F中有红棕色气体，即二氧化氮气体，在装置G中，生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，化学方程式为：3NO2H2O=2HNO3NO，获得硝酸，金属铜和硝酸反应，3Cu8HNO3（稀）=3Cu（NO3）22NO4H2O实质是：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O；（6）为了氧化氨气，氧气需过量，为帮助甲实现在装置F中也观察到红棕色气体，需增加氧气的量，减少氨气的量，A为制氧气的装置，则增加 A中的产气量，减少装置B中的产气量。答案：（1）分液漏斗干燥管（2）A（3）B（4）4NH35O24NO6H2O（5）NH4NO33Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O（6）增加 A中的产气量，减少装置B中的产气量10解析：（1）检验Fe3的试剂可以为KSCN溶液。（2）的过程中产生了Fe3，若是亚铁离子被空气中的氧气氧化，则对应的离子方程式为4Fe2O24H=4Fe32H2O；中存在反应I22Fe22Fe32I，加入AgNO3溶液后，Ag与I反应产生黄色沉淀，I浓度降低，使上述平衡正向移动。（3）中灰黑色浑浊中只检验出少量AgI，主要成分是Ag，说明银离子被还原，则一定有微粒被氧化，故产生Fe3的原因可能是银离子将亚铁离子氧化，反应的离子方程式为Fe2Ag=Fe3Ag。（4）的过程中，温度几乎不变，发生反应Fe2Ag=Fe3Ag，实验开始时，向中加入几滴Fe2（SO4）3溶液，仍能迅速出现灰黑色沉淀，且c（Ag）变化图像与未加Fe2（SO4）3溶液相同，说明Fe3不能催化该反应，则单质银为该反应的催化剂，反应一段时间后，催化剂是影响反应速率的主要因素。答案：（1）KSCN溶液（其他合理答案均可）（2）4Fe2O24H=4Fe32H2OAg结合I生成AgI沉淀，使溶液中I浓度降低（3）可能由Ag氧化产生Fe2Ag=Fe3Ag向1 mL 0.1 mol·L1 FeSO4溶液中加入1 mL 0.1 mol·L1 AgNO3溶液，出现灰黑色固体后，取上层清液于试管中，再向试管中加入硫氰化钾溶液，若溶液变红，则证明假设成立（4）反应生成的Ag作催化剂，加快了反应速率