届高三化学二轮复习非选择题专题练三 Word版含答案.docx
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届高三化学二轮复习非选择题专题练三Word版含答案
非选择题专项练(三)
物质成分、物质性质的验证与探究
时间:
45分钟
分值:
85分
1.(15分)某实验小组同学依据资料深入探究Fe3+在水溶液中的行为。
资料:
ⅰ.Fe3+在水溶液中以水合铁离子的形式存在,如[Fe(H2O)6]3+;[Fe(H2O)6]3+发生如下水解反应:
[Fe(H2O)6]3+(几乎无色)+nH2O
[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色)+nH3O+(n=0~6)。
ⅱ.[FeCl4(H2O)2]-为黄色。
进行实验:
【实验Ⅰ】
【实验Ⅱ】
分别用试管①、③中的试剂作为待测液,用色度计测定其透光率。
透光率越小,溶液颜色越深;透光率越大,溶液颜色越浅。
图1 Fe(NO3)3溶液透光率随温度变化曲线
图2 FeCl3溶液透光率随温度变化曲线
(1)实验Ⅰ中,试管②中溶液变为无色的原因是
。
(2)实验Ⅰ中,试管③中溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]-有关,支持此结论的实验现象是
。
(3)由实验Ⅱ图1、2可知:
加热时,溶液颜色(填“变浅”“变深”或“不变”)。
(4)由实验Ⅱ可以得出如下结论:
[结论一]FeCl3溶液中存在可逆反应:
[FeCl4(H2O)2]-+4H2O
[Fe(H2O)6]3++4Cl-
得出此结论的理由是
。
[结论二]结论一中反应的ΔH(填“>0”或“<0”)。
(5)实验小组同学重新设计了一个实验证明(4)中结论一。
实验方案:
取试管①中溶液,
(请描述必要的实验操作和现象)。
2.(14分)Ⅰ.某环保部门处理含CN-电镀废水的方法如图(CN-和CNO-中N的化合价均为-3价):
含CN-的废水
含CNO-的废水
N2、CO2、Cl2
某学习小组依据上述方法,用下图实验装置进行该电镀废水处理的研究。
操作步骤:
ⅰ.先关闭装置甲的活塞,再将含CN-废水与过量NaClO溶液混合,取200mL混合液[其中c(CN-)为0.200mol·L-1]加入装置甲中。
ⅱ.待装置甲中充分反应后,打开活塞,使溶液全部流入装置乙中,关闭活塞。
ⅲ.测定干燥管Ⅰ增加的质量。
(1)写出装置乙中反应的离子方程式:
。
(2)装置丙中的试剂是,装置丁的作用是。
(3)假定上述实验中的气体都被充分吸收。
若干燥管Ⅰ增重1.408g。
则CN-被处理的百分率为。
(4)你认为用此装置进行实验,CN-被处理的百分率与(3)中比较会(填“偏高”“偏低”“无法确定”或“无影响”),简述你的理由:
。
Ⅱ.防治空气污染,燃煤脱硫很重要。
目前,科学家对Fe3+溶液脱硫技术的研究已取得新成果。
(5)某学习小组为了探究“SO2与Fe3+反应的产物”,将过量的SO2通入FeCl3溶液中后,各取10mL反应液分别加入编号为A、B、C的试管中,并设计以下3种实验方案:
方案①:
A中加入少量KMnO4溶液,溶液紫红色褪去。
方案②:
B中加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。
方案③:
C中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀。
上述实验方案中不合理的是。
3.(15分)甲醛(HCHO)与葡萄糖相似,具有强还原性,40%甲醛溶液的沸点为96℃,易挥发。
为探究过量甲醛和新制Cu(OH)2反应的产物,进行如下研究。
(1)在右图装置中进行实验,向a中加入0.5mol·L-1CuSO4溶液50mL和5mol·L-1NaOH溶液100mL,振荡,再加入40%的甲醛溶液50mL,缓慢加热a,在65℃时回流20分钟后冷却至室温。
反应过程中观察到有棕色固体生成,最后变成红色,并有气体产生。
①仪器b的名称是,作用为。
②能说明甲醛具有还原性的实验现象是。
(2)查阅资料发现气体产物是副反应产生的。
为确认气体产物含H2不含CO,将装置A和下图所示的装置连接后进行实验。
依次连接的合理顺序为A→B→→→→→G,装置B的作用是。
(3)已知:
。
设计实验证明a中甲醛中的碳元素未被氧化成+4价:
。
(4)为研究红色固体产物的组成,进行如下实验(以下每步均充分反应):
已知:
Cu2O
[Cu(NH3)4]+(无色)
(蓝色)。
①摇动锥形瓶ⅰ的目的是。
②锥形瓶ⅱ中固体完全溶解得深蓝色溶液的离子方程式为
。
③将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后,溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近。
由此可知固体产物的组成及物质的量之比约为。
4.(13分)甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物。
某化学小组利用下图装置探究其反应产物。
[查阅资料]①CO能与银氨溶液反应:
CO+2[Ag(NH3)2]++2OH-
2Ag↓+2N
+C
+2NH3;
②Cu2O为红色,不与Ag+反应,能发生反应:
Cu2O+2H+
Cu2++Cu+H2O。
(1)装置A中反应的化学方程式为。
(2)按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→(填字母编号)。
(3)实验中滴加稀盐酸的操作为
。
(4)已知气体产物中含有CO,则装置C中可观察到的现象是;装置F的作用为。
(5)当反应结束后,D处试管中固体全部变为红色。
①设计实验证明红色固体中含有Cu2O:
。
②欲验证红色固体中是否含有Cu,甲同学设计如下实验:
向少量红色固体中加入0.1mol·L-1AgNO3溶液,发现溶液变蓝,据此判断红色固体中含有Cu。
乙同学认为该方案不合理,欲证明甲同学的结论,还需增加如下对比实验,完成下表中内容。
实验步骤(不要求写出具体操作步骤)
预期现象和结论
若观察到溶液不变蓝,则证明红色固体中含有Cu。
若观察到溶液变蓝,则不能证明红色固体中含有Cu
5.(14分)硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一种重要的化工原料,是分析化学中的重要试剂。
(1)Fe2+容易被氧化,FeSO4溶液在空气中会因氧化变质产生红褐色沉淀,其发生反应的离子方程式是。
(2)硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化,常用来代替硫酸亚铁。
硫酸亚铁铵不易被氧化的原因是
。
(3)硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解,为检验分解产物的成分,设计如图实验装置进行实验。
①A中固体充分加热较长时间后,通入氮气,目的是
。
②B中BaCl2溶液的作用是。
③若观察到C中有白色沉淀生成,则C中发生的反应为(用离子方程式表示)。
④A中固体残留物可能为Fe2O3和FeO的混合物,设计实验证明固体残留物的成分
。
⑤若A中分解产物有N2,固体残留物中只有Fe2O3,Fe2O3的物质的量为bmol,C中沉淀的物质的量为amol,则ba(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)向一定量的Fe、FeO、Fe3O4、Fe2O3的混合物中加入150mL4mol·L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出2.24LNO(标准状况),向所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现。
若向所得溶液中加入氢氧化钠至沉淀完全,则消耗氢氧化钠的质量为。
6.(14分)某研究性学习小组选用以下装置进行实验设计和探究(图中a、b、c均为止水夹):
(1)在进行气体制备实验时,应先检验装置的气密性。
将A装置中导管末端密封后,在分液漏斗甲内装一定量的蒸馏水,然后,则证明A装置的气密性良好。
(2)利用E装置能吸收的气体有(任写两种即可)。
(3)用锌粒和稀硫酸制备H2时应选用装置作为发生装置(填所选装置的字母序号),实验时先在稀硫酸中加入少量硫酸铜晶体可使反应速率加快,原因是
。
(4)某同学将A、C、E装置连接后设计实验比较Cl-和S2-的还原性强弱。
①A中仪器乙的名称为,A装置中发生反应的离子方程式为
。
②C中说明Cl-和S2-的还原性强弱的实验现象是。
(5)另一同学将B、D、E装置连接后,在B装置中加入铜片和浓硝酸,制取NO2,然后进行NO2气体与水反应的实验,并观察相关现象:
①B装置中发生反应的离子方程式为。
②反应一段时间后D装置中的具支试管丁中收集满NO2气体,若进行NO2气体与水反应的实验,应(填对a、b、c三个止水夹进行的操作),然后再适当加热丁。
实验现象为。
答案精解精析
1.
答案
(1)[Fe(H2O)6]3++nH2O
[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+nH3O+,加入HNO3后,c(H+)增大,导致此平衡逆向移动,溶液由黄色变为无色(2分)
(2)试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液为黄色(3分)
(3)变深(2分)
(4)升高或降低相同温度时,FeCl3溶液透光率随温度变化幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,说明在FeCl3溶液中除存在水合铁离子的水解平衡之外,还存在[FeCl4(H2O)2]-+4H2O
[Fe(H2O)6]3++4Cl-(3分) <0(2分)
(5)先滴加HNO3,再滴加几滴NaCl溶液,最后测此溶液透光率随温度改变的变化情况。
若通过以上操作,经由先褪色再变黄后的溶液,透光率随温度升高而减小,随温度下降而增大,则证明了(4)中结论一(其他合理答案均可)(3分)
解析
(1)加入HNO3后,c(H+)增大,导致[Fe(H2O)6]3++nH2O
[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+nH3O+平衡逆向移动,溶液由黄色变为无色。
(2)试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液为黄色,说明试管③中溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]-有关。
(3)由图1、2可知,加热时,溶液的透光率均减小,即溶液颜色变深。
(4)由图1、2可得,升高或降低相同温度时,FeCl3溶液的透光率随温度变化幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,说明在FeCl3溶液中除存在水合铁离子的水解平衡之外,还存在[FeCl4(H2O)2]-+4H2O
[Fe(H2O)6]3++4Cl-。
2.
答案
(1)2CNO-+6ClO-+8H+
N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O(2分)
(2)浓硫酸(2分) 吸收混合气中的Cl2(2分)
(3)80.0%(2分)
(4)偏高(2分) 部分Cl2在装置丁中没有被吸收而在干燥管Ⅰ中被吸收(2分)(或偏低 部分CO2残留在装置内没有在干燥管Ⅰ中被完全吸收或无法确定 部分Cl2在干燥管Ⅰ中被吸收,部分CO2没有在干燥管Ⅰ中被吸收)
(5)方案①(2分)
解析
(1)乙中CNO-和ClO-在酸性条件下发生氧化还原反应,最终CNO-被氧化为N2,ClO-被还原为Cl2,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式即可。
(2)装置丙的作用是吸收混合气中的H2O,应选择浓硫酸;装置丁的作用是吸收混合气中的Cl2。
(3)干燥管Ⅰ增加的质量为反应产生的CO2的质量,由CN-~CO2可得,被处理的n(CN-)=
=0.032mol,CN-被处理的百分率为
×100%=80.0%。
(5)方案①不合理,因为SO2、Fe2+均具有还原性,均能与KMnO4发生氧化还原反应而使溶液褪色。
3.
答案
(1)①球形冷凝管(1分) 冷凝回流(1分)
②a中出现红色固体(或a中出现棕色固体)(2分)
(2)E F D C(共2分) 吸收甲醛蒸气,防止其干扰后续检验(1分)
(3)取少量a中反应后的清液,滴入过量的浓盐酸,未见气泡产生,说明甲醛中的碳元素未被氧化成+4价(2分,其他答案参照评分)
(4)①有利于溶液与空气中的氧气接触(2分)
②2Cu+8NH3·H2O+O2
2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O(2分)
③n(Cu2O)∶n(Cu)≈1∶200(2分)
解析
(1)①由仪器b的示意图知其名称为球形冷凝管,作用为冷凝回流。
②甲醛和新制Cu(OH)2混合加热,甲醛被氧化成甲酸(HCOOH),Cu(OH)2被还原为Cu2O,则A中会出现红色固体。
(2)检验混合气体中含H2不含CO,需先将气体干燥,通过灼热的CuO,再将生成的气体依次通过无水CuSO4和澄清石灰水检验,最后用G收集尾气。
注意:
甲醛有挥发性和还原性,影响产物的检验,需先用装置B吸收甲醛蒸气。
(3)若证明没有+4价C元素生成,只要证明没有Na2CO3生成即可。
(4)①由题意可知,无色[Cu(NH3)4]+在空气中会被氧化为蓝色[Cu(NH3)4]2+,摇动锥形瓶ⅰ有利于[Cu(NH3)4]+与O2充分接触;②剩余固体为Cu,据得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒可得Cu、O2、NH3·H2O反应的离子方程式;③容量瓶ⅱ中溶液稀释100倍后,溶液颜色与容量瓶ⅰ相近,说明稀释前容量瓶ⅱ中溶液浓度约为ⅰ中的100倍,计算可得n(Cu2O)∶n(Cu)≈1∶200。
4.
答案
(1)Al4C3+12HCl
3CH4↑+4AlCl3(2分)
(2)F→D→B→E→C→G(2分)
(3)先打开分液漏斗上口的玻璃塞(或先使分液漏斗上口玻璃塞的凹槽对准漏斗上的小孔),再将分液漏斗下面的活塞打开,使稀盐酸缓慢滴下(2分)
(4)试管内生成黑色固体(或试管内有银镜生成)(1分)
除去甲烷中的HCl和水蒸气(2分,两种成分各1分)
(5)①取少量红色固体,加入适量稀硫酸,若溶液变蓝,则证明红色固体中含有Cu2O(2分)
②取少量Cu2O固体,加入适量0.1mol·L-1AgNO3溶液(2分,注:
AgNO3溶液不标浓度扣1分)
解析
(1)根据题意可知Al4C3与盐酸反应生成CH4和AlCl3。
(2)A中制备的CH4中混有水蒸气和HCl,应先用装置F进行净化,然后通入装置D中还原CuO,通入装置B中检验水蒸气,通入装置E中检验CO2,通入装置C中检验CO,最后通入装置G中吸收NH3,防止污染空气。
(4)气体产物中若有CO,则银氨溶液会被还原生成银镜。
(5)①利用Cu2O+2H+
Cu+Cu2++H2O检验Cu2O的存在;②还需检验Cu2O与AgNO3溶液是否反应。
5.
答案
(1)Fe2++2H2O
Fe(OH)2+2H+、4Fe(OH)2+O2+2H2O
4Fe(OH)3或12Fe2++3O2+6H2O
4Fe(OH)3↓+8Fe3+(其他合理答案也给分)(2分)
(2)N
水解显酸性,c(H+)增大,抑制了Fe2+氧化反应的进行(2分)
(3)①使分解产生的气体完全排入B、C中被充分吸收(1分)
②检验分解产物中是否有SO3气体(1分)
③SO2+H2O2+Ba2+
BaSO4↓+2H+(2分)
④取适量固体残留物,加入稀硫酸,取上层清液向其中滴加KSCN溶液,若溶液呈红色,说明固体残留物中含Fe2O3;另取上层清液向其中滴加酸性高锰酸钾溶液,若酸性高锰酸钾溶液紫色褪去,说明固体残留物中含FeO;若上述两种现象都有,说明固体残留物中含FeO和Fe2O3(其他合理答案也给分)(2分)
⑤小于(2分)
(4)20g(2分)
解析
(2)c(H+)越大,反应Fe2++2H2O
Fe(OH)2+2H+正向进行的程度越小,Fe2+越不易被氧化。
(3)①通入氮气的目的是使分解产生的气体完全排入B、C中被充分吸收。
②B中BaCl2溶液的作用是检验分解产物中是否有三氧化硫,若含有三氧化硫,则溶液中有硫酸钡沉淀生成,溶液变浑浊。
③C中的白色沉淀是硫酸钡,离子方程式为SO2+H2O2+Ba2+
BaSO4↓+2H+。
④Fe3+的检验可用KSCN溶液,检验Fe2+用酸性高锰酸钾溶液。
⑤若产物中有氮气,则失去电子的元素是Fe和N,得到电子的元素是S,生成bmolFe2O3失去电子的物质的量是2bmol;C中沉淀的物质的量为amol,即生成的二氧化硫的物质的量是amol,则得到电子的物质的量是2amol,根据得失电子守恒可得2b<2a,b(4)反应前溶液中的N
:
0.150L×4mol·L-1=0.6mol,根据物料守恒知反应后溶液中N
:
0.6mol-0.1mol=0.5mol,沉淀完全后溶液中的N
以硝酸钠的形式存在,根据物料守恒知消耗氢氧化钠的物质的量为0.5mol。
6.
答案
(1)打开分液漏斗活塞,水不能持续滴下或分液漏斗中液面长时间保持不变(2分)
(2)CO2、H2S、Cl2、SO2等气体中任选两种(1分)
(3)B(1分) Zn和置换出的铜与电解质溶液形成原电池(2分)
(4)①圆底烧瓶(1分) MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O(2分) ②产生淡黄色沉淀(1分)
(5)①Cu+4H++2N
Cu2++2NO2↑+2H2O(2分)
②关闭止水夹a、b,打开止水夹c(1分) 烧杯中的水进入具支试管中,具支试管中气体颜色变浅(1分)
解析
(1)打开A装置中分液漏斗活塞,水不能持续滴下或分液漏斗中液面长时间保持不变,则气密性良好。
(2)E装置可以吸收溶解或反应速率不是很快的酸性气体。
(3)用锌粒和稀硫酸制备H2,选固液常温型装置B。
实验时加入少量CuSO4,Zn和置换出的铜与电解质溶液形成原电池,加快Zn与稀硫酸的反应。
(4)通过Cl2氧化S2-可以证明还原性S2->Cl-。
(5)①B装置中发生Cu和浓硝酸的反应。
②适当加热丁,部分NO2逸出,冷却后,具支试管中气压减小,烧杯中的水进入具支试管中,NO2与水反应生成HNO3和NO,具支试管中气体颜色变浅。