2021届高考化学第二轮强化训练：化学实验评价与探究【含解析】.pdf

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1、化学实验评价与探究【原卷】I.化学小组同学在课外读物中看到：“通 常co2可作灭火剂，但有些物质（如Na）着火，不 能 用C 02熄灭。”他们决定探究C 02与Na反应的产物。（提出猜想）C O?与N a反应可能生成4种物质:C、C 0、Na 2。和Na 2（X）3。（查阅资料）N a是非常活泼的金属，常 温 下 与。2、H20等物质反应。向氯化铝（P dC b）溶液中通入C O,产生黑色沉淀。N a 2 c是白色固体，易溶于水，能 与C a C l2溶液发生反应，化学方程式为：Na2C 03+C a C l2=C a C 031 +2 Na C l Na20是白色固体，与丛0反应生成Na O

2、H。C a C L、Na C l、Na2C 03 Na OH四种溶液分别与无色酚配溶液作用比较：分别向右侧溶液中加入无色酚歆溶液C a C l2Na C lNa 2 c。3Na OH主要实验现象无色无色由无色变为红色由无色变为红色（实验过程）同学们在老师的指导下设计了如图所示装置（部分夹持仪器已略去）。（1）实验记录序号实验操作主要实验现象实验结论及解释打 开 a,关 闭 b,由长颈漏斗注入稀盐酸A 中产生大量气泡E 中出现浑浊E 中反应的化当 E 中出现浑浊时，打开 b,关 闭 a,点燃酒精灯D 中 N a剧烈燃烧，产生白烟，内壁附着黑色、白色固体，G 中产生黑色沉淀反应产物一定有 和_ _

3、 _ _ _ O取 D 中白色固体于试管产生白色沉淀反应产物还有2(2)实验反思中，加水溶解，再加入几滴CaCl2溶液0 实验记录中，E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是 o 装 置B、C的作用是 o 检 验 第4种物质是否存在的实验方案：取D中白色固体于试管中，o2.某校化学研究性学习小组设计实验验证NH3能还原CuO,并对还原产物进行探究。请回答下列问题：I.验证NH3能还原CuO(1)试剂X为O无水CuSO ,4喷 eD E请将提供的装置按合理顺序连接：g f(3)装置B的作用是3证明阳能还原C u O 的实验现象是A 中,D中on.探究还原产物的成分(查阅资料)C.0 粉末呈红色，在酸性溶

4、液中不稳定：C u20+H2S 04(#)=CU+CUS04+H20O(实验探究)实验操作实验现象实验结论取 1 0.4 g 红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸，充分搅拌，静置若无现象(1)证明红色固体为若溶液变蓝(2)证明红色固体肯定含有,可能含有o取上述反应后的混合物过滤、洗涤、干燥、称重，得固体6.4 g(3)经计算，红色固体的成分及其物质的量为_ _ _ _。3.氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备K C 1 O 3 和 N a C l O,探究其氧化还原性质。4回答下列问题：(1)盛 放 浓 盐 酸 的 仪 器 名 称 是,a中

5、的试剂为 o(2)c中 化 学 反 应 的 离 子 方 程 式 是,采用冰水浴冷却的目的是。(3)d中 可 选 用 试 剂(填 标 号)。A.NaCl B.Na2s C.Ca(0H)2D.H2S04(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，,干燥，得到KC103晶体。(5)取少量KC103和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCL振荡，静置后CCL层显色。可知该条件下KC1O3的氧化能力NaClO(填“大于”、“等于”或“小于”)。4.某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：乙二酸(HOOC-COOH,可简写为H2

6、c2O4)俗称草酸，易溶于水，属于二5元中强酸(为弱电解质)，且酸性强于碳酸，草酸在常温下呈无色晶体状，其晶体的熔化温度低于草酸的分解温度，且易升华。为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：(1)向盛有1 mL饱 和 NaHCOs溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为(2)取一定量草酸溶液装入试管,加入一定体积的酸性高镒酸钾溶液,振荡试管，发现溶液开始缓慢褪色，后来迅速变成无色。(反应热效应不明显，可忽略不计)该 实 验 说 明 草 酸 具 有(填“氧化”或“还原”)性，该反应的反应速率先慢后快的主要原因可能是请配平该反应的离子方程式：MnO4+H2C20

7、4+=Mn2+C02t+(3)为了探究草酸的不稳定性，某同学设计了如下实验装置:C、H装置均变浑浊，E 处无现象，G 玻璃管里黑色变红色，写出A中反应的化学方程式:6上述装置中，B装置的作用是 o D的作用是。从环境保护角度来看，该方案的不足之处是。5、下面是某学习小组的同学进行研究性学习的过程。【研究课题】探究草酸晶体受热分解的产物。【查阅资料】该小组同学通过查询，获得草酸及草酸晶体的相关知识:备注：草酸晶体1 7 5 以上开始分解。名称化学式颜色、状态溶解性熔点()密度(g/c m3)草酸H 2 c 2。4易溶于水1 8 9.51.9 0 0草酸晶体H2C204 2 H20无色晶1 0 1

8、.51.6 5 0【提出猜想】请根据草酸晶体的组成对分解可能生成的产物进行猜想。猜想(1)分解的产物可能是C O、C O?或它们的混合物，猜想(2)：除以上产物还可能有 产物。【设计方案】为验证”猜想(2)，宜选择如图1中的装置(填字母7代号）:该小组利用下图装置继续进行“猜想（1）”的探究。A、C、F中盛澄清石灰水，B中盛浓N a O H 溶液，D中装碱石灰（C a O、N a O H 固体混合物），E中装C uO 粉末。证 明 草 酸 晶 体 分 解 产 物 中 有 CO?的 现象：;证明分解产物中有C 0 的现象：o若未连接G,要达到同样目的，可采取的措施：【交流讨论】：小李同学查阅资料

9、发现：草酸是二元弱酸，但比碳酸强，受热分解时有少量升华，草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，因此对实验中C O2 的检验提出质疑，试根据信息，指出原设计的存在的问题，并提出改进措施 o6、三草酸合铁（ID）酸钾晶体K3 Fe（C204）3 3 H20可用于摄影和蓝色8印刷，其 在 1 1 0 可完全失去结晶水，继续升高温度可发生分解反应。某化学研究小组对K3 Fe(C 2()4)3 -3 4 0 受热分解生成的气体产物和固体产物进行探究。(1)烧瓶M 中盛有饱和NH4 c l 与饱和Na NOz 的混合液，常用于实验室制则该反应的化学方程式为实验所需的仪器装置如图所示，各装置的连接顺序为：a接、接

10、、接、接。装 置 检 查 气 密 性 后，先 通 一 段 时 间 N2,其 目 的 是o结束实验时先熄灭B、D 两装置中的酒精灯再通入外至常温，其目的是 o(4)E 装置中澄清石灰水的作用是 o(5)探究分解后的固体产物取B中充分反应后所得固体于试管中，加入足量蒸储水，过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末，取 4.4 g 黑色粉末溶于足量稀硝酸中，收集到标准状况下N 0 气 体 1.1 2 Lo通过计算判断，黑色粉末的成分为9(写化学式)。请设计实验方案验证：O9.82 g三草酸合铁(ID)酸钾晶体在以上装置中加热分解，所得固体的质量为5.42 g,同时得到密度为1.647 g 厂】(已折合成标准状况

11、 下)的 含 碳 气 体，写 出 该 分 解 反 应 的 化 学 方 程 式：7.将硫铁矿(主要成分为F eSz,含有少量的碳)焙烧所得尾气主要含SO?、C02 o为了检验尾气的主要成分并验证尾气的部分性质，设计了以下实验。实验用到的装置和药品如图所示：(实验装置可重复使用)品红溶液 FeCh溶 液 酸 性KMnO,溶液澄清的石灰水A B CD E请回答下列问题:(1)为完成实验目的，请把装置按气流方向进行连接(用小写字母填写)o(2)装置D的作用是 o(3)酸性高镒酸钾溶液的作用有二：其一，验证S02有还原性；其二,(4)装置E中被氧化的元素是10（5）在该实验中,SO2通入FeCk溶液中反

12、应的离子方程式为取反应后的该溶液于一洁净的试管中，滴加少量KSCN溶液，溶液不变红，说 明 溶 液 中（填“含有”或“不含有）Fe”；再继续滴加少量氯水，溶液也不变红，请分析产生这种现象的原因 O8.某酸性工业废水中含有（Co。?。光照下，草 酸（H2c2O 4）能将其中的Co。?-转化为Cr3+o某课题组研究发现，少量铁明研Al2Fe（S04）424上0即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：（1）在25 C下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。1-rc

13、luLr实验编号初始pH废水样品体积m L草酸溶液体积m L蒸储水体积m LII46010305601030560测得实验和溶液中的C 0(V-浓度随时间变化关系如图所示。(2)上 述 反 应 后 草 酸 被 氧 化 为 (填化学式)。(3)实验和的结果表明；实验中0 匕时间段反应速率y(C r3+)=m o l ,L-1 m i n-1(用代数式表示)。(4)该课题组队铁明矶 A 1 2 F e(S O 3 -2 4 H 2。中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：F e 起催化作用；假设二：;假设三：;(5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。(除了上述实验

14、提供的试剂外，可供选择的药品有K 2 s O,、F e S O,、A l2F e (S 04)4 0 4 H 2 0、A L(S O)3 等,溶液中C n f V-的浓度可用仪器测定。)12实 验 方 案（不要求写具体操作过程）预期实验结果和结论9.某兴趣小组的同学发现，将C u S 0 4溶 液 与N a 2 c。3溶液混合会产生蓝绿色沉淀。他们对沉淀的组成很感兴趣，决定采用实验的方法进行探究。（提出猜想）猜 想1：所得沉淀为一种盐或者一种碱，它们可能是_O猜 想2：所得沉淀为 o（查阅资料）无论是哪一种沉淀受热均易分解（假设均不含结晶水）。（实验探究）步 骤1：将所得悬浊液过滤，先用蒸储水

15、洗涤，再用无水乙醇洗涤、风干。步 骤2：取一定量所得固体，用如下装置（夹持仪器未画出）进行定性实验。能 证 明 猜 想1成立的实验现象是13(1)检查上述虚线框内装置气密性的实验操作是：关闭K,(2)步 骤 1中用无水乙醇再次洗涤的目的是_ O(3)若在上述装置B中盛放无水C a C l2,C中盛放B a (O H)2 溶液，还可测定所得沉淀的组成。C中盛放B a(0 H)2 溶液，而不使用澄清石灰水的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ O若所取蓝绿色固体质量为2 7.1 g,实验结束后，装 置 B的质量增加 2.7 g,C中产生沉

16、淀的质量为1 9.7 go则该蓝绿色固体的化学式为o1 0.高铁酸钾是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂，主要用于饮水处理。实验小组制备高铁酸钾(KF e O,并探究其性质。14资料：Kz F e()4 为紫色固体，微溶于KO H 溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生在碱性溶液中较稳定。(1)制备LF e O,(夹持装置略)如图所示，A为氯气发生装置。装置A、B、C、D中存在错误的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (填序号)。C中得到紫色固体和溶液。C中通入氯气发生反应，生成高铁酸钾(K2F e O4)的 化 学 方 程 式 为,此外C L 还可能与过量的KO

17、 H 反应。(2)探究LF e O 的性质取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a,经检验气体中含有C h。为证明是否Kz F e O,，氧化了 C l 一而产生C b,设计以下方案：方案I 取少量溶液a,滴加K SC N 溶液至过量，溶液呈红色。方案用 K OH 溶液充分洗涤C中所得固体，再用K OH 溶液将K z F e()4溶出，得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸，15I I有 C 12 产生。i.由方案I 中溶液变红可知溶液a中含有 离子，但该离子的存在不能判断一定是L F e O,，氧化了 C h,因为K z F e()4,在酸性溶液中不稳定，请写出L F e O,在酸性

18、溶液中发生反应的离子方程式_ Oi i.方案n 可证明M F e O,，氧化了 C l 一.用K OH 溶液洗涤的目的是根据&F e O4的制备实验得出：氧化性C l2 F e O/-(填“”或“V”)，而方案H实验表明，C L 和 F e(V 一的氧化性强弱关系恰好相反，原因是。(3)若在制备装置C中加入F e(0 H)3 的质量为14.0 g,充分反应后经过滤、洗涤、干燥得1 。4固体19.3 8,则 K z F e()4的产率为16化学实验评价与探究【解析卷】1.化学小组同学在课外读物中看到：“通 常 co2可作灭火剂，但有些物质（如 Na）着 火,不 能 用 C02熄灭。”他们决定探究

19、C02与 Na反应的产物。（提出猜想）CO?与 N a 反应可能生成4 种物质:C、C0、Na2。和 Na2cO3。（查阅资料）N a 是非常活泼的金属，常 温 下 与。2、H20 等物质反应。向氯化铝（PdCb）溶液中通入C O,产生黑色沉淀。N a 2 c 是白色固体，易溶于水，能 与 C aC L 溶液发生反应，化学方程式为：Na2C03+CaCl2=CaC031+2NaClNa20 是白色固体，与 反 应 生 成 NaOH。CaCb、NaCl、Na2cO3、NaOH四种溶液分别与无色酚配溶液作用比较：分别向右侧溶液中加入无色酚儆溶液CaCl2NaClNa2cO3NaOH17（实验过程）

20、同学们在老师的指导下设计了如图所示装置（部分夹持主要实验现象无色无色由无色变为红色由无色变为红色仪器已略去）。（1）实验记录序号实验操作主要实验现象实验结论及解释打 开 a,关 闭 b,由长颈漏斗注入稀盐酸A 中产生大量气泡E 中出现浑浊E 中反应的化学方程式为当 E 中出现浑浊时，打开 b,关 闭 a,点燃酒精灯D 中 N a剧烈燃烧，产生白烟，内壁附着黑色、白色固体，G 中产生黑反应产物一定有 _ 和 _ _ _ _ _ O18色沉淀取D中白色固体于试管中，加水溶解，再加入几滴C a C l2溶液产生白色沉淀反应产物还有_ O(2)实验反思 实验记录中，E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是 装

21、 置B、C的作用是。检 验 第4种物质是否存在的实验方案：取D中白色固体于试管中，O(1)C O 2 +C a (O H)2=C a C 031 +H20(2)C 和 C O N a 2 c。3 排出装置中的空气，防止空气的干扰得到纯净的二氧化碳加水溶解，加入过 量 的C a C l2溶液使沉淀完全，静置后向上层清液中滴加酚配溶液。若溶液变红，则产物中有N a20；若溶液不变色，则产物中没有N a20【解析】在质量守恒定律的基础上，对钠在二氧化碳中燃烧反应的生成物进行推测，并结合物质的性质设计实验验证物质的存在；题目涉及实验目的理解、根据要求进行物质检验的实验设计。题图所示实验操作过程：石灰石

22、和盐酸制得的二氧化碳气体经过B、C装置净化、干燥后，依次通过D、F、G装置，其中装置E可自由控制二氧化碳的通入与否。装置的作用：装 置B净化吸收混有的氯化氢气体；装 置C19干燥二氧化碳；装 置D中发生钠在二氧化碳气体中的燃烧，可通过点燃灯加热来控制；装 置E装有澄清石灰水检验二氧化碳，使用开关a控制；装 置F盛有氢氧化钠溶液吸收混合气体中的二氧化碳，使用开关b控制；装置G盛有氯化把溶液，检验气体CO的存在；最后用气球进行尾气收集处理。(D打开a关闭b,控制二氧化碳气体进入装置E,二氧化碳通入澄清石灰水，生成不溶于水的碳酸钙，石灰水变浑浊，化学方程式C02+Ca(OH)2-CaCOs I +H

23、2O；点燃酒精灯使装置D中的燃烧反应开始发生，打 开b关 闭a,使燃烧后气体依次通过装置F和G,钠与二氧化碳反应的反应物中仅含钠、碳、氧三种元素，由这三种元素组成的物质中呈黑色的只可能是单质碳，即装置D中生成的黑色固体为单质碳。装 置G中氯化把溶液出现黑色沉淀，结合资料可知混合气体中含有CO；故答案为：C和CO；钠与二氧化碳反应生成的白色固体物质可能为氧化钠、碳酸钠等,加水溶解并加入石灰水，出现白色沉淀，说明白色固体物质中含有碳酸根，即含有碳酸钠。故答案为：Na2c。3；(2)E中出现浑浊，二氧化碳气体通入了装置E,说明了装置内已充满二氧化碳，即装置内的空气全部排出；故答案为：排出装置中的空气

24、，防止空气的干扰；装置B净化吸收混有的氯化氢气体；装 置C干燥二氧化碳；故答案20为：得到纯净的二氧化碳;前面的探究已说明了猜想中的C、C O 和 N a 2 c。3的存在，因此，接下来所设计的探究实验就应该是说明白色固体中含有固体物质N a20,根据资料“N a?。是白色固体，与 H20 反应生成N a O H”可以考虑使用酚酥试液进行检验，但由于N a 2 c 存在影响，所以先使用资料“碱性的N a 2 c 溶液与中性的C a C L 溶液发生复分解反应”中的氯化钙溶液处理溶液中的N a 2 c。3；故答案为：加水完全溶解，加入过量C a C L 溶液至不再产生沉淀，滴加酚酰:试液，溶液呈

25、红色。说明白色固体中含N a20 o2.某校化学研究性学习小组设计实验验证N B 能还原C u O,并对还原产物进行探究。请回答下列问题:I.验证N H3能还原C u O(1)试剂X 为 O(2)请将提供的装置按合理顺序连接：g f(3)装置B的作用是o(4)证明阳能还原C u O 的实验现象是A中,D中21n.探究还原产物的成分（查阅资料）C*。粉末呈红色，在酸性溶液中不稳定：C u2O+H 2 s。4 （稀）=CU+CUS04+H2。（实验探究）实验操作实验现象实验结论取 1 0.4g 红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸，充分搅拌，静置若无现象（1）证明红色固体为若溶液变蓝（2）证明红色固体

26、肯定含有,可能含有o取上述反应后的混合物过滤、洗涤、干燥、称重，得固体6.4g（3）经计算，红色固体的成分及其物质的量为0I （1）碱石灰（2）f、h、d、e、c （3）吸收尾气，防止倒吸；隔绝空气，防止空气中水蒸气进入装置D中（4）黑色粉末变为红色；白色固体变为蓝色n（1）铜（2）氧化亚铜；铜（3）0.0 5mo l【解析】I（1）氯化核和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨和水，试剂X 用来干燥氨且不与氨反应，所以为碱石灰；22(2)装置C中生成氨后，首先经过E 干燥，再通入A中反应，A中生成的H20 通过D 进行检测，最后用B 装置吸收尾气。所以装置连接顺序为 g f-*h-a-*b-*d-*e-

27、*c；(3)由于氨在水中溶解度较大，所以装置B的作用为吸收尾气，防止倒吸；隔绝空气，防止空气中水蒸气进入装置D中；(4)N B 还原C u O 有红色的铜生成，同时有水生成，现象为A中黑色粉末变为红色，D中白色固体变为蓝色；n(1)若无现象，证明红色固体为c u,因为c u 在常温下不与稀硫酸反应；(2)若溶液变蓝，说明有C u S 0 4生成，则红色固体中肯定含有C*0,不能确定是否含有C u；(3)最终所得固体为C u,物质的量为0.I mo l；每摩尔C 1 1 2 O 与酸反应前后质量损失为8 0 g,1 0.4 g 红色固体与酸反应前后质量损失为4 g,则有0.0 5 m o l C

28、 u20 参与反应，生成C u 的物质的量为0.0 5 m o l,所以原红色固体中C u20 与 C u 的物质的量均为0.0 5 m o l o3.氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备K C 1 0 3 和 N a C l O,探究其氧化还原性质。23回答下列问题：（1）盛 放 浓 盐 酸 的 仪 器 名 称 是,a中的试剂为 o（2）c中 化 学 反 应 的 离 子 方 程 式 是,采用冰水浴冷却的目的是。（3）d中 可 选 用 试 剂（填标号）。A.N a C l B.N a 2 s C.C a（0 H）2D.H2S 04（4）

29、反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，,干燥，得到K C 1 0 3 晶体。（5）取少量K C 1 0 3 和 N a C l O 溶液分别置于1 号和2 号试管中，滴加中性 K I 溶液。1 号试管溶液颜色不变。2 号试管溶液变为棕色，加入C C L 振荡，静置后C C L 层显色。可知该条件下K C 1 O 3 的氧化能力N a C l O（填“大于”、“等于”或“小于”）。（1）分液漏斗；饱和食盐水（2）c i2+2 o i r=c i o+c r+H2o；避免生成N a C 1 0 3（3）B C（4）过滤；洗涤（或答少量冷水洗涤）（5）紫（或紫红）；小于24【解析】本实验目的是制备K

30、C103和 NaClO,并探究其氧化还原性质；首先利用浓盐酸和MnOz粉末共热制取氯气，生成的氯气中混有HC1气体，可在装置a 中盛放饱和食盐水中将HC1气体除去；之后氯气与KOH溶液在水浴加热的条件发生反应制备KC1O3,再与NaOH溶液在冰水浴中反应制备NaClO；氯气有毒会污染空气，所以需要d 装置吸收未反应的氯气。(1)盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗；a 中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HC1气体，故答案为：分液漏斗；饱和食盐水；(2)根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热,该加热方式为水浴加热，c 中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠，结合元素守

31、恒可得离子方程式为CL+2OH-=C10-+C1-+H20；根据氯气与KOH溶液的反应可知，加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐，所以冰水浴的目的是避免生成NaC103,故答案为：Cl2+2OlT=ClO+Cr+H2O;避免生成NaClO?;(3)氯气有毒，所以d 装置的作用是吸收尾气(Cb);A.氯气在NaCl溶液中溶解度很小，无法吸收氯气，故 A 不可选；B.Na2s可以将氯气还原成氯离子，可以吸收氯气，故 B 可选；C.氯气可以Ca(OH)2或浊液反应生成氯化钙和次氯酸钙，故 C 可选；D.氯气与硫酸不反应，且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度，故 D 不可选；25综上所述

32、可选用试剂BC,故答案为：BC；（4）b中试管为KC103和KC1的混合溶液，KC103的溶解度受温度影响更大，所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量（冷）水洗涤、干燥，得 到KC103晶体，故答案为：过滤；洗涤（或答少量冷水洗涤）；（5）1号试管溶液颜色不变，2号试管溶液变为棕色，说 明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化，2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质，即该条件下KC103的氧化能力小于NaClO；碘单质更易溶于CC14,所以加入CCL振荡，静置后CCL层显紫色，故答案为：紫（或紫红）；小于。4.某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：乙二酸（HOOC-COOH,可简写为H2

33、c20。俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸（为弱电解质），且酸性强于碳酸，草酸在常温下呈无色晶体状，其晶体的熔化温度低于草酸的分解温度，且易升华。为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：（1）向盛有1皿 饱 和NaHCOs溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为（2）取一定量草酸溶液装入试管,加入一定体积的酸性高镒酸钾溶液,振荡试管，发现溶液开始缓慢褪色，后来迅速变成无色。（反应热效应不明显，可忽略不计）26 该 实 验 说 明 草 酸 具 有(填“氧化”或“还原”)性，该反应的反应速率先慢后快的主要原因可能是请配平该反应的离子方程式：M n O4+H 2

34、c 2 O 4+=M n2+C 02f+。(3)为了探究草酸的不稳定性，某同学设计了如下实验装置:C、H 装置均变浑浊，E处无现象，G玻璃管里黑色变红色，写出A中反应的化学方程式：O上述装置中，B 装置的作用是 o D的作用是o从环境保护角度来看，该方案的不足之处是o(1)H C O:+H 2 C 2 0 4 H G O 4+C 0 2 t+H 2 0 还原；反应产生的镒离子起催化作用或镒离子浓度增加，加快了反应速率2、5、6 H 2、10、8 H20 (3)H 2c 2O 4 噌H 2O+C O t +C 02f 冷凝草酸蒸气，避免对二氧化碳的检验产生干扰；除去混合气体中的C O?;没有尾气

35、处理装置【解析】(D 草酸酸性强于碳酸，所以草酸能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，离子方程式为：HCO-+H2C204H C2O4+C 021 +H20；27(2)酸性高镒酸钾溶液具有强氧化性，草酸能使酸性高镒酸钾溶液褪色，说明草酸能将酸性高镒酸钾溶液还原，则草酸作还原剂，则草酸体现还原性；生成的铳离子能作催化剂而加快反应速率；该反应中M n 元素化合价由+7 价变为+2价、C 元素化合价由+3 价变为+4 价，转移电子数是10,根据转移电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式为：2M n O 4+5 H 2c 2O 4+6 H+2MIT+10C02 t +8 H 2O；(3)草酸不稳定，受热易分解

36、，且草酸易升华，所以分解产物中含有草酸，草酸常温下为无色晶体，所以B装置作用是冷却草酸蒸气，C装置是检验二氧化碳，D 装置有碱性溶液，能吸收二氧化碳，E 装置检验二氧化碳是否除尽,F 装置干燥气体,如果G 装置中固体变红色、H装置溶液变浑浊，说明生成气体中含有C O,C、H 装置均变浑浊，说明含有二氧化碳，E 处无现象，说明从D处出来的气体中不含二氧化碳，G 玻璃管里黑色变红色，说明含有还原性气体，根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为：H2C204=H 2O+C O t +C O 21；草酸能和氢氧化钙反应生成沉淀而干扰二氧化碳检验,所以B 装置具有冷却草酸蒸气作用，避免对二氧化碳检验的干

37、扰；D 装置吸收二氧化碳，除去混合气体中的二氧化碳；C O 有毒，不能直接排空，所以应该有尾气处理装置。5、下面是某学习小组的同学进行研究性学习的过程。28【研 究课题】探究草酸晶体受热分解的产物。【查阅资料】该小组同学通过查询，获得草酸及草酸晶体的相关知识:备 注：草 酸 晶 体17 5 c以上开始分解。名称化学式颜 色、状态溶解性熔点()密度(g/c m3)草酸H 2c 2。4易溶于水18 9.51.9 0 0草酸晶体H 2c 2O 2H 2O无色晶体10 1.51.6 5 0【提出猜想】请根据草酸晶体的组成对分解可能生成的产物进行猜想。猜 想(1)分 解 的 产 物 可 能 是C O、C

38、 O?或它们的混合物，猜 想(2)：除以上产物还可能有产 物。【设计方案】为 验 证”猜 想(2)，宜 选 择 如 图1中的装置(填字母 该 小 组 利 用 下 图 装 置 继 续 进 行“猜 想(1)”的探究。A、C、F中盛澄清石灰水，B中 盛 浓N a OH溶 液，D中装碱石灰(C a O、N a OH固体混29合物），E中装C u O粉末。证 明 草 酸 晶 体 分 解 产 物 中 有 C0 2的 现象：;证明分解产物中有C O的现象：o若未连接G,要达到同样目的，可采取的措施：【交流讨论】：小李同学查阅资料发现：草酸是二元弱酸，但比碳酸强，受热分解时有少量升华，草酸钙和草酸氢钙均为白色

39、不溶物，因此对实验中C O2 的检验提出质疑，试根据信息，指出原设计的存在的问题，并提出改进措施。【解析】【提出猜想（1）草酸中含有的元素有H、C、0,有质量守恒定律可知草酸分解产物还有4 0；【设计方案】草酸晶体1 7 5 C以上开始分解，其熔点为1 01.5 ,未分解就已经融化，如果试管口略向下倾斜则会流向关口，不能完成分解实验，从而影响后续实验,所以选择装置B；a.用澄清石灰水检验二氧化碳，则 A中盛澄清石灰水变浑浊，说明草酸晶体分解产物中有C OZ；检验C 0时，要先把混合气体中的二氧化碳除去，防止干扰检验C 0,则 B中浓N a OH 溶液吸收C O2,C中澄清石灰水不变浑浊，说明前

40、面的二氧化碳已经被除30尽,CO还 原 CuO生成二氧化碳和C u,则黑色氧化铜变红色，生成的二氧化碳进入E 中澄清石灰水变浑浊；b.G装置作用是处理尾气，尾气中含有CO,可以用酒精灯点燃的方法处理，则需要在E 导气管出气口处放一个燃着的酒精灯；【交流讨论】草酸受热能升华，挥发的草酸蒸汽进入澄清石灰水生成的草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，所以要先除去气体混合物中草酸蒸汽，以防止干扰二氧化碳的检验；醋酸易溶于水，可以在A 前面加一个装有水的洗气瓶，来吸收混合气体中的草酸蒸汽。【答案】庆0；图 B:A 中盛澄清石灰水变浑浊；C 中澄清石灰水不变浑浊，F 中澄清石灰水变浑浊，E黑色氧化铜变红色；在

41、E 出气导管末端放一个燃着的酒精灯；在 A前面加一个装有水的洗气瓶6、三草酸合铁(III)酸钾晶体K3Fe(C2O4)3 3H20 可用于摄影和蓝色印刷，其 在 U0 C可完全失去结晶水，继续升高温度可发生分解反应。某化学研究小组对K slFeGzOj340受热分解生成的气体产物和固体产物进行探究。(1)烧瓶M中盛有饱和NH4cl与饱和NaNO2的混合液，常用于实验室制电，则该反应的化学方程式为31实验所需的仪器装置如图所示，各装置的连接顺序为：a接、接、接、接 O 装 置 检 查 气 密 性 后，先 通 一 段 时 间 N2,其 目 的 是o结束实验时先熄灭B、D 两装置中的酒精灯再通入用至

42、常温，其目的是 o(4)E 装 置 中 澄 清 石 灰 水 的 作 用 是。(5)探究分解后的固体产物取B中充分反应后所得固体于试管中，加入足量蒸储水，过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末，取 4.4 g 黑色粉末溶于足量稀硝酸中，收集到标准状况下N O 气 体 1.1 2 L o 通过计算判断，黑色粉末的成分为(写化学式)。请设计实验方案验证：o9.8 2 g三草酸合铁O H)酸钾晶体在以上装置中加热分解，所得固体的质量为5.4 2 g,同时得到密度为1.6 4 7 g 厂1(已折合成标准状况 下)的 含 碳 气 体，写 出 该 分 解 反 应 的 化 学 方 程 式：【解析】利用饱和N H 4 c

43、 l 与饱和N a N O z 的混合液制备即N H E 1 和N a N O z 发生氧化还原反应，同种元素不同价态发生归中反应，N H4c l 中N的化合价由一3 升高到0,升高了 3,N a N O z 中N的化合价由+3降低至！1 0,降低了 3,因此反应的化学方程式为N H l+N a N()2=N a C l32+N21 +2H20O(2)验证气体产物，先验证水蒸气、再验证C 0 2 并除去C 02 最后验证C O 气体。(3)先通一段时间4,排出装置中的空气，防止空气中的C O?干扰实验。结束实验时先熄灭B、D两装置中的酒精灯，再通入用至常温，目的是防止压强减小，E、F装置中的溶

44、液倒吸。(4)检验气体产物中是否含有C O,需先除净C O 2,E 装置中的澄清石灰水用来检验C O?是否除尽。(5)N O 的物质的量是0.0 5 mol,则转移电子是0.0 5 mol X 3=0.1 5 mol。如果黑色粉末是F e,则 F e是 0.0 5 mol,其质量是 0.0 5 mol X5 6 g mol_ 1=2.8 g o 如果黑色粉末是F e O,则其物质的量是0.1 5 mol,其质量是0.1 5 mol X7 2 g w lT=1 0.8 g。由于黑色粉末总质量是4.4 g,所以黑色粉末应该是F e O和 F e 的混合物。根据金属活动性顺序知F e 比C u 活泼

45、，单质F e 与过量 C u S 0 4 溶液能发生置换反应，因此可选择C u S O 4 溶液检验固体产物是否含有单质F e。F e O 是碱性氧化物，不溶于C u S O 4 溶液，根据碱性氧化物能溶于盐酸，生成的F e?*在酸性条件下易被H 2 O 2 氧化为F e3+,F e?*遇 K S C N 溶液变红，由此可以检验固体产物中的F e O。由题意可知，分解后所得含碳气体的摩尔质量为M=l.6 4 7 g -L-1X 2 2.4 L-molT36.9 g -mol-1,假设混合气体中C 02 C O 的物质的量分别是x、y,则(4 4 x +2 8 0+(x+D=36.9,解得 x：

46、y=5：4,Z7(K3F e(C2O 4)3 3 H20)=9.8 2 g 4-4 9 1 g mor O.0 2 mol,根据 K元素守恒可得 A(K2 co3)=(0.0 2 mol X 3)4-2 =0.0 3 mol,在固体中F e 元素的物质的量是M F e)=0.0 2 mol,产生的C O、C O 2 的物质的量是 0.0 2 mol X 6-0.0 3 mol=0.0 9 moL 由于 H C O 2)：/7(C 0)=5 ：4,所以 A(C()2)=0.0 5 moL n(C 0)=0.0 4 mol,F e 元素结合的 0 元素的物质的量是 0.0 2 mol X 1 2-

47、0.0 5 mol X2-0.0 4 mol X1-0.0 3 molX 3=0.0 1 mol,因此K 3 F e(C204)3 -3 H20发生分解反应的各种物质33的量之比为/7(K3Fe(C204)3 3H20)：A(K2cO 3)(Fe)：z?(FeO)：/?(C02)：27(CO)：/7(H2O)=0.02 mol：0.03 mol：0.01 mol：0.01 mol：0.05 mol：0.04 mol：0.06 mol=2：3：1 ：1 ：5：4：60 故该分解反应的化学方程式是2K3Fe(C204)3 3H20 3 K2C03+Fe+Fe0+4C0 t+5C021 +6H20o

48、【答案】(DNH4Cl+NaN02=NaCl+N2 t+2H20(2)b c f g de h(3)排出装置中的空气，防止空气中的CO2干扰实验结果 防止E、F装置中的溶液倒吸(4)检验CO?是否已除净(5)FeO和F e取少量固体于试管中，加入足量的硫酸铜溶液，若出现红色固体，则说明有Fe；取经过滤、洗涤至洗涤液无色后的固体于另一支试管中，加过量盐酸，静置，取上层清液，滴加几滴KSCN溶液无红色出现，再滴加12滴H2O 2溶液，若溶液呈红色，则说明有FeO(其他合理答案也可以)2K31Fe(C2()4)3 3H20 3K2C03+Fe+FeO+4C0 t+5C02 t+6H207.将硫铁矿(

49、主要成分为FeSz,含有少量的碳)焙烧所得尾气主要含S02 C02 o为了检验尾气的主要成分并验证尾气的部分性质，设计了以下实验。实验用到的装置和药品如图所示：(实验装置可重复使用)34a be d品红溶液 FeCh溶 液 酸 性KMnO,溶液ABe f=J)J 4:澄清的石灰水cg hD请回答下列问题:(1)为完成实验目的，请把装置按气流方向进行连接(用小写字母填写)o(2)装置D的作用是 o(3)酸性高镒酸钾溶液的作用有二：其一，验证S O?有还原性；其二,(4)装置E中被氧化的元素是 o(5)在该实验中,S O 2 通入F e C L溶液中反应的离子方程式为取反应后的该溶液于一洁净的试管

50、中，滴加少量K S C N溶液，溶液不变红，说 明 溶 液 中(填“含有”或“不含有”)F e。再继续滴加少量氯水，溶液也不变红，请 分 析 产 生 这 种 现 象 的 原 因。(1)i g h ab c d ab e f (2)安全瓶,防止倒吸(3)吸收S O 2,以免干扰 C O?的检验(4)S、C 和 F e (5)S 02+2 F e3+2 H20=S O;+2 F e2+4 l T；不含有；少量C b 与溶液中过量的S O 2 或(H 2 s。3、H S O；)反应，C L 量不足，不能把F e?.氧化为F e?十,溶液不变红【解析】为了检验尾气中含有S O 2、C 02,应在E 装