高考三轮冲刺专题十五综合实验与探究详细解析版.docx
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高考三轮冲刺专题十五综合实验与探究详细解析版
2012年高考三轮冲刺
专题十五：
综合实验与探究（详细解析版）
第I卷（选择题，共60分）
一、单选题（共16题，每小题3分）
1．下列实验操作示意图所示的实验操作正确的是（ ）
C．制备较纯净的HFD．红磷转变成白磷
解析：
选项A，在试管中加热结晶水合物会导致受热不均匀出现事故，应在坩埚内加热结晶水合物，加热时要用玻璃棒不断搅拌。
选项B，集气瓶底部垫上细沙能防止因生成物温度过高而使集气瓶破裂，正确。
选项C，生成的氢氟酸要腐蚀烧瓶。
选项D，不能将玻璃管两端都堵住。
答案：
B
2．玻璃棒是化学实验中常用的仪器，下列有关实验过程需要使用玻璃棒进行操作的是（ ）
①用pH试纸测定溶液的pH ②将适量氯化铁饱和溶液滴入沸水中制氢氧化铁胶体 ③从氯酸钾和二氧化锰制取氧气的剩余固体中提取KCl ④用已知浓度的盐酸和未知浓度的氢氧化钠溶液进行中和滴定实验 ⑤用适量的蔗糖、浓硫酸和水在小烧杯中进行浓硫酸的脱水性实验 ⑥实验室用新制的FeSO4溶液和预处理过的NaOH溶液制备Fe（OH）2白色沉淀
A．①②⑥B．③④⑥
C．②④⑤D．①③⑤
解析：
①需用玻璃棒蘸取待测液来测定其pH；③分离MnO2、KCl混合物时需过滤，过滤用玻璃棒进行引流；⑤需用玻璃棒进行搅拌，使反应更充分。
答案：
D
3．下列实验方法能达到目的的是（ ）
A．用相互滴加的方法鉴别Ca（OH）2和NaHCO3溶液
B.用饱和Na2CO3溶液除去乙醇中少量的乙酸和水
C.取皂化反应后的混合液滴入水中，判断皂化反应是否完全
D.用氨水清洗试管内壁附着的银镜
解析：
A项中Ca（OH）2和NaHCO3溶液相互滴加产生的现象一样，故不能通过相互滴加的方法来鉴别；B项中由于乙醇与水混溶，故不能用饱和Na2CO3溶液除去乙醇中少量的乙酸和水；D项中氨水与Ag单质不反应，氨水不能清洗试管内壁附着的银镜，通常用硝酸来清洗。
答案：
C
B．实验Ⅱ：
烧杯中先出现白色沉淀，后溶解
C．实验Ⅲ：
试管中溶液颜色变为红色
D．实验Ⅳ：
放置一段时间后，饱和CuSO4溶液中出现蓝色晶体
解析：
本题考查化学实验，意在考查考生对化学实验的操作和分析能力。
实验Ⅰ中振荡静置，由于碘在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，又CCl4的密度大于水的密度且二者互不相溶，故上层为水，几乎无色，下层为碘的四氯化碳溶液，显紫红色，A项错误；实验Ⅱ中NH4Cl和Ca（OH）2共热时生成NH3，NH3通入AlCl3溶液中产生Al（OH）3白色沉淀，但沉淀不溶于氨水，B项错误；实验Ⅲ中Fe3＋遇到SCN－显红色，C项正确；实验Ⅳ中右边试管中CaO能够吸收左边试管中的水汽并与水反应，因此左边试管中饱和硫酸铜溶液中有蓝色晶体析出，D项正确。
答案：
CD
5．在化学实验操作中，往往由于读数不规范导致较大的实验误差。
下列有关实验中，会导致所配制（或所测定）溶液浓度偏大的是（其他操作均正确）（ ）
A．配制500mL1mol/L稀硫酸实验中，用量筒量取18mol/L浓硫酸时俯视读数
B.配制100mL5mol/L氯化钠溶液实验中，定容时仰视读数
C.用标准盐酸滴定待测NaOH溶液的实验中，使用碱式滴定管开始平视，后来俯视读数
D.用标准NaOH溶液滴定待测盐酸实验中，使用碱式滴定管开始平视，后来俯视读数
解析：
选项A，用量筒量取18mol·L－1浓H2SO4时俯视读数导致量取浓H2SO4的体积减小，结果偏低。
选项B，定容时仰视读数导致液体超过标线，结果偏低。
选项D，读数开始时平视，后来俯视，导致所得标准溶液体积偏小，结果偏低。
答案：
C
6．下列实验操作或对实验事实的叙述不正确的是（ ）
A．用硝酸银溶液可以区分二氧化氮和溴蒸气
B.酒精灯碰倒洒出酒精着火，迅速用湿抹布扑盖
C.温度计摔坏导致水银散落到地面上，应立即用水冲洗水银
D.检验氯代烃中的氯元素时，可先加氢氧化钠溶液加热，再加入硝酸溶液，最后加入硝酸银溶液来进行检验
解析：
温度计摔坏导致水银散落到地面上，为防止其挥发，通常撒上硫粉。
答案：
C
7．下列实验或实验现象的相关描述中正确的是（ ）
A．浓硫酸、浓硝酸、新制氯水分别滴在pH试纸上，试纸均出现先变红后褪色现象
B．乙醇的消去反应、皂化反应、淀粉的水解反应均可用浓硫酸作催化剂
C．氢氧化钡、硝酸钡、氯化钡三种溶液中分别通入SO2，均会产生白色沉淀
D．点燃条件下，镁条、铁丝、氢气均可在O2或Cl2中燃烧
解析：
A项中浓硫酸不会使pH试纸褪色；B项中皂化反应不能用浓硫酸作催化剂；C项中BaCl2溶液中通入SO2不会产生沉淀。
答案：
D
8．下列实验操作正确的是（ ）
A．制乙酸乙酯时，迅速将乙醇注入浓硫酸中
B．手上沾有少量苯酚，立即用氢氧化钠溶液清洗
C．少量浓硫酸沾在皮肤上，立即用大量清水冲洗
D．用氢气还原氧化铜时，加热一段时间后再通入氢气
解析：
制乙酸乙酯时，要先加入乙醇，再加入浓硫酸和乙酸，A错；氢氧化钠溶液具有腐蚀性，手上沾有少量苯酚，立即用酒精清洗，B错；用氢气还原氧化铜时，应先通入一段时间氢气再开始加热，目的是赶走装置中的空气，防止爆炸，D错。
答案：
C
9．在允许加热的条件下，只用一种试剂就可以鉴别（NH4）2SO4、KCl、Al2（SO4）3和Fe2（SO4）34种溶液，这种试剂是（ ）
A．氢氧化钠溶液 B．氨水
C．硝酸银溶液D．氯化钡溶液
解析：
4种溶液里的阳离子为：
NH
、K＋、Al3＋、Fe3＋；阴离子为：
SO
、Cl－。
氢氧化钠溶液与硫酸铵溶液反应产生氨气，与硫酸铝反应产生白色沉淀，与硫酸铁反应产生红褐色沉淀，A正确。
氨水不能鉴别硫酸铵和氯化钾，B错误。
硝酸银溶液与4种溶液都有白色沉淀生成而不能鉴别，C错误。
氯化钡溶液不能鉴别硫酸铵、硫酸铝、硫酸铁，D错误。
答案：
A
10．下列实验操作不能达到其对应目的的是（ ）
编号
实验操作
目的
A
取4gNaOH加入96mL水中（水的密度近似为1g/cm3）
配制4%NaOH溶液
B
滴定实验中，用待测液润洗锥形瓶
避免造成误差使滴定结果偏低
C
向CH3COONa溶液中滴入酚酞溶液，加热
证明升高温度能促进CH3COONa水解
D
向盛有铜片的试管中加入浓硫酸，加热
证明浓硫酸具有强氧化性
解析：
96mL水的质量为96g,4gNaOH加入96mL水中得到4%NaOH溶液，A对；滴定实验中，用待测液润洗锥形瓶，则消耗的标准溶液增多，使滴定结果偏高，B错；向CH3COONa溶液中滴入酚酞溶液，加热时CH3COONa的水解程度增大，溶液碱性增强，溶液红色加深，C对；Cu在加热条件下能与浓硫酸发生氧化还原反应，从而证明浓硫酸具有强氧化性，D对。
答案：
B
11．下图所示的实验装置或操作不能达到实验目的的是（ ）
C．测定中和反应的反应热
D．实验室制备乙酸乙酯
解析：
实验室制取氨气选择NH4Cl和Ca（OH）2，而NH4Cl加热分解生成NH3和HCl，二者会重新化合生成NH4Cl，A错。
答案：
A
12．下列实验中操作及现象与结论对应关系正确的一组是（ ）
实验操作
实验现象
实验结论
A
适量二氧化碳通入氯化钡溶液中
产生白色沉淀
碳酸的酸性比盐酸弱
B
二氧化硫通入溴水中
溶液褪色
二氧化硫有漂白性
C
取少量某无色溶液，先滴加氯水，再加入少量四氯化碳，振荡、静置
溶液分层，下层呈紫红色
原无色溶液中一定有碘离子
D
淀粉和稀硫酸混合共热后，再加少量新制氢氧化铜悬浊液
产生砖红色沉淀
淀粉水解可生成葡萄糖
解析：
A实验中不反应；B实验中，溴水褪色的原因是其被SO2还原；D实验中因溶液呈酸性而无法产生砖红色沉淀。
答案：
C
13．下列实验方案一定能够达到预期目的的是（ ）
A．制备氢氧化铁胶体：
向FeCl3饱和溶液中滴加沸水并加热煮沸
B．除去SO2气体中混有的CO2：
将气体通过饱和Na2CO3溶液
C．区别苯和乙苯：
加酸性高锰酸钾溶液，振荡，观察现象
D．检验无水乙醇中是否含有少量水：
加硫酸铜晶体观察现象
解析：
选项A，加热煮沸后得到Fe（OH）3悬浊液而不是Fe（OH）3胶体。
选项B，Na2CO3溶液也会吸收SO2。
选项C，苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，乙苯能使酸性KMnO4溶液褪色，故可用酸性KMnO4溶液鉴别之，选项D，应加无水CuSO4。
答案：
C
14．下列实验肯定能达到目的的是（ ）
①不用任何其他试剂可以鉴别下列六瓶溶液：
FeSO4，NaOH，H2SO4，BaCl2，H2O2，AlCl3
②用一种试剂就能鉴别下列五瓶无色溶液：
NaI，NaOH，Na2CO3，H2S，AgNO3
A．只有①能达到目的B．只有②能达到目的
C．①②都达不到目的D．①②都能达到目的
解析：
①六瓶溶液相互反应的现象各不相同，故可鉴别；②用FeCl3溶液即可鉴别。
答案：
D
15．用如图装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U型管的质量差，实验测得m（H）:
m（O）>1:
8。
下列对导致这一结果的原因的分析中，
B．Ⅲ装置后缺少干燥装置
C．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝
D．CuO没有全部被还原
解析：
Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置，则水蒸气进入Ⅲ装置，增加了H的质量，A项正确；Ⅲ装置后缺少干燥装置，则空气中的水蒸气进入Ⅲ装置，增加了H的质量，B项正确；Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝，加热后，导致氧的质量减小，C项正确；CuO没有全部被还原，对实验结果没有影响，D项不正确。
答案：
D
B．除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO
；依次加入的物质是H2O、Ba（OH）2、Na2CO3、HCl
C．检验Fe（NO3）2试样是否变质：
取少量试样加水溶解，用稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液
D．乙醛的氧化：
在试管里加入10%的NaOH溶液2mL，滴入2%的CuSO4溶液4～6滴，振荡后加入乙醛溶液0.5mL，加热至沸腾
解析：
选项A，电解Na2SO4溶液相当于电解H2O，左边电极OH－放电，产生大量H＋，SO
通过阴离子交换膜，在左边电极附近产生H2SO4；右边电极H＋放电，产生大量OH－，Na＋通过阳离子交换膜，在右边电极附近产生NaOH。
选项B，首先加入H2O使粗盐溶解，加入过量Ba（OH）2溶液除去Mg2＋、SO
，再加入过量Na2CO3溶液除去Ca2＋、Ba2＋，最后加入HCl调节溶液至中性即可。
选项C，由于Fe2＋在酸性环境中能被NO
氧化生成Fe3＋，加入KSCN无法检验Fe（NO3）2是否变质。
选项D，CH3CHO在碱性环境中被新制的Cu（OH）2悬浊液氧化。
答案：
C
第II卷（非选择题，共52分）
二、非选择题（共52分）
17．（12分）甲、乙两个化学兴趣小组利用下列仪器装置完成有关实验。
根据要求回答问题。
ACB→（锌粒、稀硫酸）（浓硫酸） （CuO）DDE
（无水CuSO4）（碱石灰）（加洗涤剂的水）
①在A中发生反应时，常加入少量CuSO4溶液，其作用是______________。
②列举一条能证明H2具有还原性的实验现象______________。
③点燃B处酒精灯前必须检验氢气的纯度，通过用燃着的木条点燃E中泡沫就可以达到目的。
用这种方法检验氢气纯度的优点是__________________。
（2）乙组同学选择A、C、D装置，制取少量SO2气体并探究其还原性。
①装置A中制备SO2应放入的试剂是________（用字母表示）；
a．10%稀硫酸 b．70%浓硫酸 c．稀硝酸d．Na2SO3固体 e．Na2SO3溶液
②为了证明SO2具有还原性，装置C中可放入H2O2与BaCl2的混合溶液，实验现象为________________________；该过程中发生反应的化学方程式是______________________。
③装置D中可放入的药品为________。
解析：
（1）①中加入少量硫酸铜，CuSO4与Zn发生置换反应，形成Cu－Zn原电池加快反应速率；②B中的黑色氧化铜变成红色铜或D中无水CuSO4固体变蓝色，能说明H2有还原性；③通过点燃E中的泡沫来验证H2的纯度，比在空气中点燃验证H2的纯度要安全。
（2）①选用固体和液体药品相结合的形式，故要用亚硫酸钠固体，硝酸有强氧化性，SO2在稀硫酸中有一定的溶解度，故液体用70%的浓硫酸。
②装置C中通入的SO2与H2O2、BaCl2反应生成硫酸钡沉淀。
③装置D用来吸收SO2，故可以加入碱石灰等碱性物质。
答案：
（1）①Zn与CuSO4溶液发生置换反应，形成Cu－Zn原电池，加快了反应速率
②B中的黑色固体慢慢变成红色或D中无水CuSO4白色固体变蓝色（答出任意一条即可。
其他合理答案也给分）
③无需收集气体可直接检验H2的纯度，操作简单，安全性好
（2）①b、d
②C装置中出现白色沉淀 H2O2＋SO2===H2SO4，H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl或者写成H2O2＋SO2＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl
③碱石灰或CaO或NaOH（其他合理答案也给分）
18．（10分）某同学设计了如图所示装置（夹持仪器省略）进行系列实验，实验时将药品A逐滴加入到固体B中，请回答下列问题：
（1）若A为浓氨水，B为烧碱，C为AlCl3溶液，打开分液漏斗旋塞，烧瓶中即有氨气生成，原因是_________________________（结合离子方程式回答）。
一段时间后，观察到试管中的现象是___________，发生反应的离子方程式是____________________。
（2）利用该装置设计实验证明醋酸、碳酸、苯酚的酸性强弱，若B为碳酸钠，C为苯酚钠溶液，A与B发生反应的离子方程式是______________________，得到的相应结论是______________；试管中出现浑浊，依据此现象能否得出相应的结论，并简述理由：
________________________________。
答案：
（1）在氨水中存在下列平衡：
NH3＋H2ONH3·H2ONH
＋OH－，NaOH固体溶于水放热，使得氨气的溶解度减小，同时增大了溶液中的c（OH－），促使化学平衡逆向移动 有白色沉淀产生 Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH
（2）CO
＋2CH3COOH===2CH3COO－＋H2O＋CO2↑ 醋酸的酸性强于碳酸 不能，因为醋酸具有挥发性，挥发出的醋酸可以和苯酚钠溶液发生反应，生成苯酚
19．（18分）Ⅰ.某校化学实验小组探究浓度对化学反应速率的影响，并测定（NH4）2S2O8和KI反应的化学反应速率。
进行如下实验探究：
【实验原理】
（NH4）2S2O8和KI反应的离子方程式为：
S2O
＋2I－===2SO
＋I2 ①
平均反应速率的计算式为v（S2O
）＝
。
实验时，向KI、Na2S2O3和淀粉指示剂混合溶液中加入（NH4）2S2O8溶液，不断搅拌。
在反应①进行的同时，发生反应：
2S2O
＋I2===S4O
＋2I－ ②
反应①生成的I2立即与S2O
反应，生成无色的S4O
和I－。
S2O
耗尽时，反应①继续生成的I2才与淀粉作用呈现蓝色。
从加入（NH4）2S2O8溶液到出现蓝色的时间为Δt。
【实验内容】
（1）实验小组设计的实验记录表和数据记录如下，请将表中字母表示的空格填上。
实验编号
①
②
③
④
⑤
试剂用量（mL）
0.20mol·L－1（NH4）2S2O8溶液
20.0
10.0
b_
20.0
20.0
0.20mol·L－1KI溶液
20.0
20.0
20.0
10.0
5.0
0.010mol·L－1Na2S2O3溶液
a_
8.0
8.0
8.0
8.0
0.2%淀粉溶液
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
0.20mol·L－1KNO3溶液
0
0
0
10.0
c_
0.20mol·L－1（NH4）2SO4溶液
0
10.0
15.0
0
0
20℃时，反应时间Δt（s）
32
67
130
66
135
为了使溶液的离子强度和总体积保持不变，减少的（NH4）2S2O8溶液或KI溶液的用量，分别用（NH4）2SO4溶液或KNO3溶液补足；溶液混合后体积不变。
（2）为了使反应充分进行，减少数据误差，实验过程中应该不断进行的操作是________。
（3）第①组实验的v（S2O
）＝________mol·（L·s）－1。
（4）根据上表数据分析，可以得到的结论有（写出一条即可）________________________。
Ⅱ.实验小组查资料得知，向含有Na2CO3的Na2S溶液中通入SO2，可以制备上述实验所需的Na2S2O3。
反应如下：
Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2
2Na2S＋3SO2===2Na2SO3＋3S↓
Na2SO3＋S===Na2S2O3
该小组根据上述原理设计如图所示装置制备Na2S2O3。
（1）实验应避免有害气体排放到空气中。
装置①、②中盛放的试剂依次是①____________；②____________。
（2）实验过程中，随着气体的通入，装置①中有大量黄色固体析出，继续通入气体，可以观察到的现象是________________。
（3）反应结束后，从制得的Na2S2O3稀溶液中得到Na2S2O3·5H2O晶体的主要操作包括：
__________________。
解析：
Ⅰ.
（1）对题中实验记录表和数据记录进行分析，第②、④组实验中溶液的总体积为50mL，为了保持溶液的总体积不变，故a为8.0；b为5.0；c为15.0。
（2）为了使反应充分进行，减少数据误差，实验过程中应该不断进行搅拌。
（3）第①组实验的v（S2O
）＝0.010mol·L－1×0.008L×
/（0.05L×32s）＝2.5×10－5mol·（L·s）－1。
（4）本题答案较开放，根据表中数据分析，可以得到的结论有：
反应物浓度增大反应速率加快；反应速率变化和反应物起始浓度变化存在比例关系；反应物浓度对反应速率的影响和化学计量数无关等。
Ⅱ.
（1）①中盛放Na2S溶液、Na2CO3溶液；多余的尾气用NaOH溶液吸收，即②为NaOH溶液。
（2）实验过程中，随着气体的通入，装置①中有大量黄色固体析出，继续通入气体，Na2SO3与S反应生成Na2S2O3，可以观察到的现象是沉淀逐渐消失。
（3）反应结束后，从制得的Na2S2O3稀溶液中得到Na2S2O3·5H2O晶体的主要操作包括：
加热浓缩、冷却结晶、过滤。
答案：
Ⅰ.
（1）a8.0 b5.0 c15.0
（2）搅拌
（3）2.5×10－5
（2）反应Cl2＋Na2SO3＋2NaOH===2NaCl＋Na2SO4＋H2O中的还原剂为________。
（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl－、OH－和SO
，请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气中CO2的影响）。
①提出合理假设。
假设1：
只存在SO
；
假设2：
既不存在SO
，也不存在ClO－；
假设3：
_______________________________。
②设计实验方案，进行实验。
请写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂：
3mol·L－1H2SO4、1mol·L－1NaOH、0.01mol·L－1KMnO4、淀粉－KI溶液、紫色石蕊试液。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：
取少量吸收液于试管中，滴加3mol·L－1H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中。
步骤2：
步骤3：
解析：
本题主要考查实验设计与评价能力，背景知识为氧化还原反应，意在考查考生的实验设计能力，分析与解决问题的能力，本题在对考生实验评价能力的考查上具有特别的价值，是一个既具有新颖性，又不失经典性的好题。
（1）SO2与过量NaOH反应的产物为Na2SO3与H2O；
（2）在反应中，硫元素的化合价升高，所以Na2SO3为还原剂；（3）SO
具有较强的还原性，而ClO－具有极强的氧化性，ClO－与SO
是不能共存的，所以假设3为：
（3）①只存在ClO－
②
步骤2：
向A试管中滴加1～2滴0.01mol·L－1KMnO4溶液。
（ⅰ）若溶液褪色，则假设1成立；
（ⅱ）若溶液不褪色，则假设2或3成立。
步骤3：
向B试管中滴加1～2滴淀粉－KI溶液。
（ⅰ）若溶液变蓝色，则假设3成立；
（ⅱ）若溶液不变蓝色，结合步骤2中的（ⅱ），则假设2成立。
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