2016年高考化学真题分类汇编-专题16-化学实验设计与探究.docx
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1、 专题十六 化学实验设计与探究1【2016年高考北京卷】(16分)以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象,探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。实验试剂现象滴管试管2 mL0.2 molL1 Na2SO3溶液饱和Ag2SO4溶液.产生白色沉淀0.2 molL1 CuSO4.溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀0.1 molL1 Al2(SO4)3溶液.开始无明显变化,继续滴加产生白色沉淀(1)经检验,现象中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象:_。(2)经检验,现象的棕黄色沉淀中不含SO42,含有Cu+、Cu2+和SO32。已知:Cu+Cu +Cu2+,Cu2+CuI(白色)
2、+I2。用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是_。通过下列实验证实,沉淀中含有Cu2+和SO32。 a.白色沉淀A是BaSO4,试剂1是_。b.证实沉淀中含有Cu+和SO32的理由是_。(3)已知:Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验,现象的白色沉淀中无SO42,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KMnO4溶液褪色。推测沉淀中含有亚硫酸根和_。对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设:i.被Al(OH)3所吸附;ii.存在于铝的碱式盐中。对假设ii设计了对比实验,证实了假设ii成立。a.将对比实验方案补充完整。 步骤二:_(按上图形式呈现)。(4)根据实验,亚硫酸盐的性质
3、有_。盐溶液间反应的多样性与_有关。【答案】(1)2Ag+SO32Ag2SO4。(2)加入稀硫酸后,有红色固体生成;a. HCl和BaCl2溶液。b.在I-的作用下,Cu2+转化为白色沉淀CuI,SO32-转化为SO42-。 (3)Al3+、OH-。a、,b、V1明显大于V2。(4)还原性、水解溶液显碱性;两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件。a.白色沉淀A是BaSO4,试剂1是盐酸酸化的BaCl2溶液。b.证实沉淀中含有Cu+和SO32的理由是棕黄色沉淀与KI溶液反应生成白色沉淀(CuI),证明含有Cu,白色沉淀A为硫酸钡,证明含有SO32。(3)根据题意可知实验的白色沉淀中无SO42,该白
4、色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KMnO4溶液褪色,则推测沉淀中含有亚硫酸根和氢氧化铝。a、铝的酸式盐与氢氧化钠反应消耗的氢氧化钠的含量大于氢氧化铝,所以反应应该设计一个定量对比试验,根据白色固体消耗氢氧化钠的量不同来证实假设成立,即实验方案设计步骤二为:,且V1明显大于V2,可说明沉淀中亚硫酸根存在于碱式盐中。(4)根据实验白色沉淀能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明亚硫酸盐具有还原性,另外亚硫酸根水解呈碱性。根据实验现象考点盐溶液间反应的多样性与盐的性质和溶液的酸碱性有关。【考点定位】本题主要是考查化学实验方案的分析、评价和设计等2【2016年高考海南卷】(11分)某废催化剂含58.
5、2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS某同学用15.0 g该废催化剂为原料,回收其中的锌和铜。采用的实验方案如下:回答下列问题:(1)在下列装置中,第一次浸出必须用_,第二次浸出应选用_。(填标号)(2)第二次浸出时,向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸,后滴入过氧化氢溶液。若顺序相反,会造成_。滤渣2的主要成分是_。(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是_。(4)某同学在实验完成之后,得到1.5gCuSO45H2O,则铜的回收率为_。【答案】(1)D A (每空1分,共2分)(2)H2O2与固体颗粒接触分解 (每空2分,共4分)(3)蒸发皿 (2分)(4)
6、30% (3分)考点:考查化学工艺流程分析,化学实验方案的分析、评价,化学实验基本操作和化学计算。3【2016年高考江苏卷】(15分)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO33H2O。实验过程如下:(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为MgCO3(s)+2H+(aq)=Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) H=50.4 kJmol-1Mg2SiO4(s)+4H+(aq)=2 Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) H=225.4 kJmol-1酸溶需加热的目的是_;所加H2SO4不宜过量太多的原因是_。(2)
7、加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为_。(3)用右图所示的实验装置进行萃取分液,以除去溶液中的Fe3+。实验装置图中仪器A的名称为_。为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂,_、静置、分液,并重复多次。(4)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO33H2O的实验方案:边搅拌边向溶液中滴加氨水,_,过滤、用水洗涤固体23次,在50下干燥,得到MgCO33H2O。已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀;pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全。【答案】(1)加快酸溶速率;避免制备MgCO3时消耗更多的碱(2)H2O22Fe2
8、2H2Fe32H2O (3)分液漏斗;充分振荡(4)至5.0pH8.5,过滤,边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,静置,向上层清液中滴加Na2CO3溶液,若无沉淀生成,【考点定位】本题主要是考查物质制备工艺流程图分析,涉及反应条件控制、仪器识别、氧化还原反应方程式书写、物质的分离与提纯等化学实验基本操作【名师点晴】分离提纯型探究实验评价题一般以物质的制备、分离、提纯为基础,考查基本的实验原理、实验方法和实验基本操作。在解题过程中需要注意题目提供信息的应用,特别是新物质的制备过程中,有一些特殊的性质(如易水解、熔沸点等),要善于联系课本相关的物质的性质和实验方法运用于解题。在复
9、习备考中要对元素及化合物的性质进行梳理,从理论的角度进行升入分析,迁移和应用,要重视物质的性质,实验基本操作,物质的分离提纯。电化学类试题具有很强的规律性和策略性,在解题过程中需要不断总结,归纳。工艺流程中的实验分析:工艺流程的命题来源很广,与各个知识模块的结4【2016年高考江苏卷】(14分)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2O72-转化为Cr3,其电极反应式为_。(2)在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2
10、+的去除率,结果如图所示0。当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是_。当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是_。(3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4,其离子方程式为 。纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+4Fe2+NH4+3H2O研究发现,若pH偏低将会导致NO3-的去除率下降,其原因是 。相同条件下,纳米铁
11、粉去除不同水样中NO3-的速率有较大差异(见右图),产生该差异的可能原因是 。【答案】(1)Cr2O72-+6e-+14H+2Cr3+7H2O;(2)活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少;(3)2Fe2+BH4-+4OH2Fe+ B(OH)4+2H2;纳米铁粉与H反应生成H2;Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3的反应(或形成的FeCu原电池增大纳米铁粉去除NO3的反应速率)。(3)一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-,根据电子守恒、电荷守恒及原子
12、守恒,可得反应的离子方程式为2Fe2+BH4-+4OH2Fe+ B(OH)4+2H2;纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+ NO3-+10H+4Fe2+NH4+3H2O,若pH偏低,则溶液的酸性增强,会发生反应:Fe+2H+Fe2+ H2;导致NO3-的去除率下降;根据图像可知,相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO3-的速率有较大差异,可能是由于Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3的反应(或形成的FeCu原电池增大纳米铁粉去除NO3的反应速率)。【考点定位】本题主要是考查铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉处理污水的实验设计与探究5【2016年高考江苏卷】实验化学焦亚硫酸
13、钠(Na2S2O5)是常用的抗氧化剂,在空气中、受热时均易分解。实 验室制备少量Na2S2O5的方法:在不断搅拌下,控制反应温度在40左右,向Na2CO3过饱和溶液中通入SO2,实验装置如下图所示。当溶液pH约为4时,停止反应,在20左右静置结晶。生成Na2S2O5的化学方程式为2NaHSO3Na2S2O5+H2O(1)SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2,其离子方程式为_。(2)装置Y的作用是_。(3)析出固体的反应液经减压抽滤、洗涤、2530干燥,可获得Na2S2O5固体。组成减压抽滤装置的主要仪器是布氏漏斗、_和抽气泵。依次用饱和SO2水溶液、无水乙醇洗涤Na2S2O5固
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- 2016 年高 化学 分类 汇编 专题 16 实验设计 探究
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