【精选】高考化学二轮复习高考非选择题专项练:实验综合题A(18页,含解析).pdf
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1、精选高考化学复习资料高考非选择题专项练(七)实验综合题 A【题型特点】实验综合题(实验探究题)是安徽省高考化学试题的压轴题,一般以工业废弃物如废水、废渣等材料为背景或以化学反应为情境,综合考查学生的思维能力、分析问题、解决问题的能力、提出假设并进行实验验证的实验能力。涉及的考点有采取控制变量的方法研究化学反应速率和化学平衡的影响因素、对物质的成分或性质、出现的现象、本质等提出假设、设计实验进行探究(多以表格的形式考查学生设计实验、写出实验步骤得出结论的能力)并对实验进行评价与分析,综合性强。实验目的解题策略以 探 究 化学 反 应 速率 或 化 学平 衡 的 影响 因 素 为目的这种题型考查的
2、是采取控制变量的方法研究化学反应速率和化学平衡的影响因素,解题时需分析有哪些影响因素,从而提出假设,假设的验证则需控制变量(即只能有一个变量),根据设计的实验得出实验现象并根据现象得出结论以 探 究 物质 的 组 成或 性 质 等这种题型其实是以物质的性质和反应为情境,对某种反应的反应实质或物质的成分等提出假设,然后设计实验进行验证,实验的设计主要是根据物质的性质去做,但要防止物质在检验时的相互为目的干扰1.(2014 合肥一模)某校化学实验活动小组通过实验来探究一包黑色粉末是氧化铜、氧化亚铁或二者的混合物,探究过程如下:(1)提出假设假设 1,黑色粉末是 FeO。假设 2,黑色粉末是(写化学
3、式)。假设 3,黑色粉末是 FeO和 CuO的混合物。(2)设计探究实验。实验小组选用稀硫酸、氯水、硫氰化钾溶液作试剂进行实验,请将实验操作步骤及现象填入下表。实验操作步骤现象结论取少量粉末加入足量稀硫酸假设 1 成立假设 2 成立假设 3 成立(3)查阅资料得知,通过调节溶液的酸碱性可使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的 pH如下表:物质Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀 pH 6.0 7.5 1.4 沉淀完全 pH 13 14 3.7 若经过实验分析确定,该黑色物质为氧化铜和氧化亚铁的混合物,实验小组欲利用该黑色粉末制取较纯净的硫酸铜,设计如下实验方案:回答:试剂
4、1 是(填化学式)溶液;加入试剂 2 的目的是调节溶液 的pH,该 物 质 是(填 名 称),将 溶 液pH 调 节 到(填范围);操作 1 的名称是。【解析】(1)根据假设 1、3 可推知假设 2 为黑色固体是 CuO。(2)假设 1 的验证可利用其与酸反应后溶液的颜色为浅绿色判断;假设2、3 用酸溶解后,溶液都为蓝色,若要具体验证假设2、3 还需检验用酸溶解后的溶液中有没有Fe2+,即酸溶后,再加 KSCN、氯水,若溶液只呈蓝色,则假设 2 正确,若溶液呈蓝色,再加 KSCN、氯水后溶液呈红色,则假设 3 正确。(3)本小题的目的是用CuO、FeO制备硫酸铜,因此需除去 FeO,而 Cu2
5、+、Fe2+开始沉淀和沉淀完全的pH 相近,因此欲得到纯净的硫酸铜,则需把Fe2+氧化为 Fe3+,再调节 pH除去 Fe3+,即试剂 1 是氧化剂,可以是 H2O2,试剂 2 作用是调节pH,但不能引入杂质,可用 CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3中的一种,调节 pH到 3.7 6.0(保证 Fe3+完全沉淀,而 Cu2+没有沉淀),操作 1 后是过滤,因此操作 1 是蒸发浓缩、冷却结晶以析出硫酸铜晶体。答案:(1)CuO(2)实验操作步骤现象黑色粉末溶解,溶液呈浅绿色取少 量粉 末加入足量稀硫酸,加几滴 KSCN 溶液,再加几滴氯水黑色粉末溶解,溶液只呈蓝色黑色粉末
6、溶解,溶液先呈蓝色,后呈红色(3)H2O2氧化铜(或氢氧化铜或碱式碳酸铜)3.7 6.0 加热浓缩、冷却结晶2.某校化学小组的同学以碳棒为电极电解氯化铜溶液时发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外,还有少量白色物质析出。为探究阴极碳棒上的产物,设计了如下过程:.有关资料铜的化合物颜色、性质如下:.探究实验(1)提出假设:红色物质一定有铜,还可能有Cu2O;白色物质为铜的化合物,其化学式可能为 CuCl。(2)实验验证:取电解 CuCl2溶液后的阴极碳棒,洗涤、干燥,连接下列装置进行实验,验证阴极产物实验结束后,碳棒上的白色物质变为红色,无水硫酸铜不变色。碳棒上的红色物质是否有Cu2O(填“是”或“
7、否”),理由是 ;在 c 装置后将气体通入中,若出现白色沉淀,可说明提出假设中的白色物质一定存在;写出装置 b中发生反应的化学方程式:。(3)问题讨论:电解 CuCl2溶液后的阴极上发生的反应为Cu2+2e-Cu和;用石墨电极电解饱和硫酸铜溶液,观察阴极碳棒表面出现的现象,发现有红色物质附着,无白色物质,加入后继续电解,出现白色物质。【解析】(2)实验验证:由碳棒上的白色物质变为红色,无水硫酸铜不变色推出碳棒上的红色物质不含有Cu2O;从资料看,白色物质只能为CuCl,检验氯离子只能通入硝酸银溶液中;写出化学方程式为2CuCl+H22Cu+2HCl。(3)问题讨论:由 上 面 分 析 可 知
8、阴 极 产 物 有 氯 化 亚 铜,则 电 极 反 应 为Cu-e-+Cl-CuCl;要想出现白色物质,只要加入含有可溶性氯离子的物质即可。答案:(2)否无水硫酸铜不变色说明没有氧元素硝酸银溶液2CuCl+H22Cu+2HCl(3)Cu-e-+Cl-CuCl NaCl溶液(或其他含氯离子的合理答案)3.(2014 马鞍山三模)已知:KI 溶液在酸性条件下能被空气中O2氧化。某小组欲探究不同条件对该反应速率的影响。(1)该小组设计了如下实验用表(硫酸、KI 溶液体积均为5 mL,淀粉溶液用量相同),请你完成下表:实验编号T/K c(KI)/mol L-1c(H2SO4)/mol L-1实验目的2
9、98 1 0.1 实验和探究温度对该反应速率的影响;实验和探究反应物浓度对该反应速率的影响308 1 _ _ 1 0.2(2)该反应的离子方程式为。(3)探 究 外 界 条 件 对 反 应 速 率 的 影 响 时,应 该 观 察 记 录_ ;为此,该实验中三种溶液混合的顺序不合理的是。a.先将 KI 溶液与淀粉溶液混合,然后再加入硫酸溶液b.先将 KI 溶液与硫酸溶液混合,然后再加入淀粉溶液c.先将硫酸溶液与淀粉溶液混合,然后再加入 KI 溶液(4)该小组实验过程中发现,敞口放置在空气中的KI 溶液渐呈黄色,加入 淀 粉 溶 液 后 呈 蓝 色,他 们 查 阅 资 料 知,其 反 应 方 程
10、式 为O2+4KI+2H2O2I2+4KOH。他们对此反应方程式有疑问:单质碘为何与KOH 共存?经过仔细思考后,他们根据温度、溶液酸碱性和敞口放置等因素提出了如下假设,请你完成假设三:假设一:常温下,碘与 KOH 溶液不反应;假设二:溶液碱性较弱,碘不与 KOH 溶液反应;假设三:。(5)请你设计实验验证上述假设二,完成下表中内容。限选试剂:1 mol L-1盐酸、1 mol L-1KOH 溶液、碘水、淀粉溶液实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验现象和结论【解析】(1)是探究温度对反应速率的影响,因此其他条件相同,即的硫酸浓度与相同,是 0.1 molL-1,是探究反应物浓度对反应速率的
11、影响,因此其他条件相同,即的温度与相同,是 298 K。(2)该反应是在酸性条件下氧气将I-氧化:4H+4I-+O22I2+2H2O。(3)由于生成了能使淀粉溶液变蓝色的I2,因此反应速率快慢是依据溶液出现蓝色所需的时间长短来判断,淀粉的加入应该在反应之前,若反应后加入淀粉,则溶液出现蓝色所需的时间滞后,因此选 b。(4)根据题意,敞口放置,则空气中的二氧化碳会与氢氧化钾反应而消耗了氢氧化钾,即假设三是 KOH 可能与空气中的 CO2发生了反应。(5)假设二的验证可做对比实验,即取碘水、淀粉溶液与氢氧化钾作用,根据现象得出结论,具体是取少量碘水滴入几滴淀粉溶液,再逐滴加入1 mol L-1KO
12、H溶液,若开始蓝色不变,随着碱液增多,蓝色消失,说明假设二正确。答案:(1)0.1 298(2)4H+4I-+O22I2+2H2O(3)溶液出现蓝色所需的时间b(4)KOH可能与空气中的CO2发生了反应(5)实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验现象和结论取少量碘水滴入几滴淀粉溶液,再逐滴加入 1 mol L-1KOH 溶液,观察现象若开始蓝色不变,随着碱液增多,蓝色消失,说明假设二正确(其他合理答案均可)【加固训练】某研究性学习小组在网上搜集到如下信息:硫化钠,俗称臭碱,是一种强还原剂,在工业上用途广泛。他们对硫化钠与次氯酸钠的反应进行探究。【实验】在次氯酸钠溶液中加入硫化钠溶液,发现溶液
13、始终澄清。(1)下列有关硫化钠的说法正确的是。a.硫化钠溶液不宜久置,应现用现配b.硫化钠溶液中通入SO2有淡黄色浑浊,可证明 SO2有氧化性c.硫化钠在空气中潮解并不断放出H2S气体,说明酸性:H2CO3H2S d.配制硫化钠溶液时加入少量氢氧化钾e.向硫化钠溶液中滴加稀硝酸有臭鸡蛋气味的气体生成【提出假设】(2)反应后的溶液中肯定存在Cl-、S和 OH-,为探究溶液中可能还存在的其他阴离子(不考虑离子水解及空气中CO2的影响),该学习小组提出如下假设:假设 1:还存在 S2-假设 2:还存在 ClO-假设 3:【设计实验方案,验证假设】(3)请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:
14、1 molL-1的 CuSO4溶液、1 molL-1NaOH 溶液、淀粉 KI溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液。实验步骤预期现象和结论步骤1:取少许反应后溶液于试管中,滴加若,则假设成立步骤 2:另取少许反应后溶液于试管中,滴加若 ,则假设成立。若 ,则假设 3 成立【思考与交流】(4)实验时某同学发现所用硫化钠溶液呈黄色,联想到工业盐酸呈黄色的原因,该同学认为所用硫化钠溶液中混有少量FeCl3。你是否同意该同学的观点?(填“同意”或“不同意”),请简述理由:。【解析】(1)a.氧气可氧化硫离子为S,因此硫化钠不宜久置,正确;b.硫化钠溶液中通入二氧化硫生成S,表明二氧化硫有氧化性,正确;c.在空
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