届高三探究性实验.docx

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届高三探究性实验

18届高三探究性实验

1．某兴趣小组制备氢氧化亚铁沉淀。

实验1

实验现象

液面上方产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，振荡，试管壁上有红褐色沉淀生成。

（1）实验1中产生白色沉淀的离子方程式是________________。

（2）为了探究沉淀变灰绿色的原因，该小组同学展开如下探究：

①甲同学推测灰绿色物质为Fe（OH）2和Fe（OH）3混合物。

查阅资料后根据调色原理认为白色和红褐色的调和色不可能是灰绿色，并设计实验证实灰绿色物质中不含有Fe（OH）3，方案是__________。

②乙同学查阅文献：

Fe（OH）2在大量SO42存在的情况下形成Fe6（SO4）2（OH）4O3（一种氧基碱式复盐）。

并设计对比实验证实该假设：

向试管中加入_____________，再往试管中加入____________，振荡，现象与实验1相同，结论是该假设不成立。

③乙同学继续查阅文献：

Fe（OH）2沉淀具有较强的吸附性能，灰绿色可能是由Fe（OH）2表面吸附Fe2+引起。

推测所用的硫酸亚铁溶液的浓度应越小越好；氢氧化钠溶液浓度应越大越好。

设计了如下实验方案：

试管中10mL

NaOH溶液

滴加

FeSO4溶液

实验现象

实验2

6mol/L

NaOH溶液

0.2mol/LFeSO4溶液

产生悬浮于液面的白色沉淀（带有少量灰绿色），沉淀下沉后，大部分灰绿色变为白色沉淀

实验3

6mol/L

NaOH溶液

0.1mol/LFeSO4溶液

产生悬浮于液面的白色沉淀（带有极少量灰绿色），沉淀下沉后，底部都为白色沉淀

该实验得出的结论是_______________，能说明灰绿色是由Fe（OH）2表面吸附Fe2+引起的证据是____________。

丙同学认为该实验方案不足以证明灰绿色是由Fe（OH）2表面吸附Fe2+引起的，还需补充的实验是________________，证明该假设成立。

（3）丙同学探究温度对氢氧化亚铁制备实验的影响：

取少量灰绿色沉淀，在水浴中加热，颜色由灰绿变白，且有絮状白色沉淀下沉，原因为_____________。

（4）根据以上实验探究，若尽可能制得白色Fe（OH）2沉淀，需要控制的实验条件____________。

2．使用下图装置可进行测定SO2转化成SO3转化率的实验探究：

已知：

SO3的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃。

（1）请从下图A～F装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中Ⅰ____________、Ⅱ___________、Ⅲ___________。

冰水浓硫酸生石灰水NaOH溶液热水

ABCDEF

（2）用1molNa2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O2一段时间后，测得装置Ⅲ增重了12.8g，则实验中SO2的转化率为_______%。

（3）为使SO2有较高的转化率，应均匀通入O2,，且试验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中，应采取的操作顺序是________________；尾端球形干燥管的作用是_____________。

（4）将S02通过Na2O2粉末，完全反应后除生成O2外还生成一种白色粉末。

证明该白色粉末既有Na2SO3又有Na2SO4所需的试剂是水、_______、________、品红溶液。

3．研究小组进行右图所示实验，试剂A为0.2mol·L-1CuSO4溶液，发现铝条表面无明显变化，于是改变实验条件，探究铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液反应的影响因素。

用不同的试剂A进行实验1~实验4，并记录实验现象：

实验序号

试剂A

实验现象

0.2mol·L-1CuCl2溶液

铝条表面有气泡产生，并有红色固体析出

0.2mol·L-1CuSO4溶液，再加入一定质量的NaCl固体

开始铝条表面无明显变化，加NaCl后，铝条表面有气泡产生，并有红色固体析出

2mol·L-1CuSO4溶液

铝条表面有少量气泡产生，并有少量红色固体

2mol·L-1CuCl2溶液

反应非常剧烈，有大量气泡产生，溶液变成棕褐色，有红色固体和白色固体生成

（1）实验1中，铝条表面析出红色固体的反应的离子方程式为_________。

（2）实验2的目的是证明铜盐中的阴离子Cl-是导致实验1中反应迅速发生的原因，实验2中加入NaCl固体的质量为_________g。

（3）实验3的目的是_________。

（4）经检验知，实验4中白色固体为CuCl。

甲同学认为产生白色固体的原因可能是发生了Cu+CuCl2

2CuCl的反应，他设计了右图所示实验证明该反应能够发生。

①A极的电极材料是_________。

②能证明该反应发生的实验现象是_________。

（5）为探究实验4中溶液呈现棕褐色的原因，分别取白色CuCl固体进行以下实验：

实验序号

实验操作

实验现象

加入浓NaCl溶液

沉淀溶解，形成无色溶液

加入饱和AlCl3溶液

沉淀溶解，形成褐色溶液

iii

向i所得溶液中加入2mol·L－1CuCl2溶液

溶液由无色变为褐色

查阅资料知：

CuCl难溶于水，能溶解在Cl－浓度较大的溶液中，生成[CuCl2]－络离子，用水稀释含[CuCl2]－的溶液时会重新析出CuCl沉淀。

①由上述实验及资料可推断，实验4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]－与_________作用的结果。

②为确证实验4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]－，应补充的实验是_________。

（6）上述实验说明，铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反应现象与_________有关。

4．碘化钠用作甲状腺肿瘤防治剂、祛痰剂和利尿剂，食品添加剂、感光剂等。

实验室用NaOH、单质碘和水合肼（N2H4·H2O）为原料可制备碘化钠。

回答下列问题：

（1）水合肼的制备

有关反应原理为：

NaClO+2NH3=N2H4·H2O+NaCl。

①用下图装置制取水合肼，其连接顺序为_________（按气流方向，用小写字母表示）。

②装置C中发生反应的化学方程式为_____________________，装置D的作用是__________________。

（2）碘化钠的制备

步骤一：

向三口烧瓶中加入8.2gNaOH及30mL水，搅拌冷却，加入25.4g单质碘，开动磁力搅拌器，保持60~70℃至反应充分;

步骤二：

继续加入稍过量的N2H4·H2O（水合肼），还原NaIO和NaIO3，得NaI溶液粗品，同时释放一种空气中的某气体；

步耀三：

向上述反应液中加入1.0g活性炭，煮沸半小时，然后将溶液与活性炭分离;

步骤四：

将步骤三分离出的溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得产品24.3g。

①步骤一反应温度不宜超过70℃的原因是________________________;该步骤反应完全的现象是_______________________________。

②步骤二中IO-参与反应的离子方程式为_______________________________。

③步骤三“将溶液与活性炭分离”的方法是_____________________________。

④本次实验产率为_________。

5．某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2。

通过查阅资料，学习小组获知：

FeCl3是一种共价化合物，熔点306℃，沸点315℃。

实验操作和现象：

操作

现象

点燃酒精灯，加热

i．A中部分固体溶解，上方出现白雾

ii．稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴

iii.B中溶液变蓝

（1）现象i中的白雾是___________________，形成白雾的原因是________________。

（2）分析现象ii，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：

a．直接加热FeCl3·6H2O，产生白雾和黄色气体。

b．将现象ii和a中的黄色气体通入KSCN溶液，溶液均变红。

通过该实验说明现象ii中黄色气体含有_______。

（3）除了氯气可使B中溶液变蓝外，该小组还提出其他两种可能的原因：

原因①：

实验b检出的气体使之变蓝，反应的离子方程式是______________________________。

原因②：

在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝，反应的离子方程式是_______________。

（4）为进一步确认黄色气体中是否含有Cl2，小组提出两种方案，均证实了Cl2的存在。

方案1

在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C

B中溶液变为蓝色

方案2

将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液；检验Fe2+

B中溶液呈浅橙红色；未检出Fe2+

①方案1的C中盛放的试荆是____________________。

②方案2中检验Fe2+的试剂是____________________。

③综合方案1、2的现象，说明方案2中选择NaBr溶液的依据是_____________________。

（5）将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，A中产生Cl2的化学方程式是_________________。

6．甲酸（HCOOH）是还原性酸，又称作蚁酸，常用于橡胶、医药、染料、皮革等工业生产。

某化学兴趣小组在分析甲酸的组成和结构后，对甲酸的某些性质进行了探究。

请回答下列问题。

I.甲酸能与醇发生酯化反应

该兴趣小组用如上图所示装置进行甲酸（HCOOH）与甲醇（CH3OH）的酯化反应实验:

有关物质的性质如下:

沸点/℃

密度（g·cm-3）

水中溶解性

甲醇

64.5

0.79

易溶

甲酸

100.7

1.22

易溶

甲酸甲酯

31.5

0.98

易溶

（1）装置中，仪器A的名称是_________________，长玻璃管c的作用是__________________________。

（2）甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式为____________________________________________。

（3）要从锥形瓶内所得的混合物中提取甲酸甲酯，可采用的方法为__________________________________。

II.甲酸能脱水制取一氧化碳

（1）利用上图装置制备并收集CO气体，其正确的连接顺序为a→__________（按气流方向从左到右，用小写字母表示）。

（2）装置B的作用是__________________________________。

（3）一定条件下，CO能与NaOH 固体发生反应:

CO+NaOH

HCOONa。

①为了证明“CO与NaOH 固体发生了反应”，设计下列定性实验方案:

取固体产物，配成溶液，___________。

②测定产物中甲酸钠（HCOONa）的纯度：

准确称取固体产物8,0 g配制成100 mL溶液，量取20.00 mL该溶液于锥形瓶中，再加入___________作指示剂，用1.5 mol/L的盐酸标准溶液滴定剩余的NaOH，平行滴定三次，平均消耗盐酸的体积为5.05 mL，则产物中甲酸钠的质量分数为_______（计算结果精确到0.1%）。

7．高纯MnCO3是广泛用于电子行业的强磁性材料。

MnCO3为白色粉末，不溶于水和乙醇，在潮湿环境下易被氧化，温度高于100℃开始分解。

Ⅰ．实验室以MnO2为原料制备MnCO3

（1）制备MnSO4溶液：

①主要反应装置如右图，缓缓通入经N2稀释的SO2气体，发生反应H2SO3+MnO2

MnSO4+H2O。

下列措施中，目的是加快化学反应速率的是________（填标号）。

A．MnO2加入前先研磨

B．搅拌

C．提高混合气中N2比例

②已知实验室制取SO2的原理是Na2SO3+2H2SO4（浓）

2NaHSO4+SO2↑+H2O。

选择下图所示部分装置与上图装置相连制备MnSO4溶液，应选择的装置有________（填标号）

③若用空气代替N2进行实验，会对实验中的SO2利用率_______（选填“增大、无影响、减小”）。

（2）制备MnCO3固体：

实验步骤：

①向MnSO4溶液中边搅拌边加入饱和NH4HCO3溶液生成MnCO3沉淀，反应结束后过滤；②……；③在70-80℃下烘干得到纯净干燥的MnCO3固体。

步骤②需要用到的试剂有________。

Ⅱ．设计实验方案

（3）利用沉淀转化的方法证明KSP（MnCO3）

________。

（已知NiCO3为难溶于水的浅绿色固体）

8．化学实验装置的正确连接是实验成功的关键，下图是中学化学中常见的实验装置。

（1）用上述装置制备气体：

①用A、F、D组合能制取并收集的干燥气体是_________________（填字母代号）。

a.H2b.H2Sc.CO2d.C2H2

②要快速制取并得到干燥的NH3，正确的仪器组合是___________[按气体制备（不包括尾气处理）装置顺序填仪器的字母代号，注意集气装置不可倒置]，制气所选用的固体药品是_________________（填名称）。

（2）甲同学用A、B组合来验证氯化氢、碳酸、次氯酸的酸性强弱时，盐酸应装入____________（填仪器名称）中，B装置中发生的有明显现象的反应的离子方程式为_____________________________。

（3）为检查如图所示简易气体发生装置的气密性，乙同学进行了相关操作和方案设计。

乙同学认为，只要向漏斗中加水，便可检查其气密性是否良好。

经检验他的方案可行，则乙同学的操作方案、现象和结论是_____________________________________________。

9．草酸晶体的组成可表示为H2C2O4·xH2O,某研究性学习小组用下图装置进行“草酸晶体受热分解的部分产物的验证”的实验,回答下列问题。

【资料查阔】

①草酸晶体在101℃时开始熔化,150℃时开始升华,175℃时开始分解;

②草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。

（1）按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物,装置B中可观察到有气泡冒出且澄清石灰水变浑浊,由此甲同学判断草酸晶体分解的产物中有CO2。

但立即遭到乙同学反对,其反对的理由可能是______________________。

（2）丙同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,X应选用________浓溶液（填化学式）,D装置的作用是____________________.

（3）实验过程中涉及如下操作:

①点燃A处的酒精灯;②熄灭A处的酒精灯;③点燃E处的酒精灯;④熄灭E处的酒精灯。

这4步操作由先到后的顺序为____________（填序号）。

点燃E处酒精灯前必须要进行的操作是______________.

（4）实验过程中发现E中黑色粉末变红色,F中有黑色固体生成,经检测F中的固体为金属单质,则F中反应的化学方程式为______________

（5）丁同学用滴定法测定草酸晶体中结晶水的含量,进行下列操作

步骤一:

用分析天平称取3.15g纯净的该草酸晶体,配制成250mL溶液。

步骤二:

用移液管移取25.00mL待测草酸溶液于锥形瓶中,并加入适量硫酸酸化。

步骤三:

取0.100mol·L-1标准酸性KMnO4溶液,进行滴定,三次结果如下:

已知滴定反应的离子方程式为:

MnO4—+H2C2O4+H+—Mn2++CO2↑+H2O（未配平）

请回答下列问题:

①配制草酸溶液的操作步骤依次是:

将晶体置于烧杯中,加水溶解,将溶液转移入________，洗涤,定容,摇匀。

②通过计算确定x=_________。

10．某学习小组通过如右图所示装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2。

实验操作和现象：

操作

现象

点燃酒精灯，加热

i．A中部分固体溶解，上方出现白雾

ii．稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴

iii．B中溶液变蓝

（1）实验前要首先进行的操作是____________.

（2）现象Ⅰ中白雾的成分是_________（填名称），形成白雾的原因是________.

（3）将现象Ⅰ中得到的黄色气体通入KSCN溶液，溶液变红。

则现象Ⅱ中黄色气体除了Cl2还含有________（填化学式）;该物质能使B中KI-淀粉溶液变蓝，发生反应的离子方程式是______.

（4）为了确认现象Ⅱ中黄色气体中含有Cl2，小组提出如下方案:

方案:

将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液。

现象:

B中溶液呈浅橙红色;未检出Fe2+。

a.写出用铁氰化钾溶液检验Fe2+原理的离子方程式:

_________

b.方案中检验Fe2+的原因是____________。

11．氮化镁（Mg3N2）在工业上具有非常广泛的应用。

某化学兴趣小组用镁与氮气反应制备Mg3N2并进行有关实验。

实验装置如下所示：

已知：

①氮化镁常温下为浅黄色粉末，极易与水反应。

②亚硝酸钠和氯化铵制取氮气的反应剧烈放热，产生氮气的速度较快。

③温度较高时，亚硝酸钠会分解产生O2等。

回答下列问题：

（1）仪器a、b的名称分别是____________，____________；写出装置A 中发生反应的化学方程式____________。

（2）装置C中为饱和硫酸亚铁溶液，作用是_________，该装置中发生反应的离子方程式为____________；装置D 中的试剂是____________，F 装置的作用是____________。

（3）加热至反应开始发生，需移走A 处酒精灯，原因是____________。

（4）实验结束后，取装置E的硬质玻璃管中的少量固体于试管中，加少量蒸馏水，把润湿的红色石蕊试纸放在管口，观察实验现象，该操作的目的是______________。

反应的化学方程式为操作的目的是__________；再弃去上层清液，加入盐酸，观察是否有气泡产生，该操作的目的是__________。

12．通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅，粗硅（合铁、铝、硼、磷等杂质）与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450-500℃），四氧化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。

以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

（D的硬质玻璃管中盛装粗硅）