中等生高考化学专题43性质验证型实验探究评价题.docx

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中等生高考化学专题43性质验证型实验探究评价题

中等生�高考化学专题43：

性质验证型实验探究评价题

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

评卷人

得分

一、实验题

1．（题文）某小组同学进行实验研究FeCl3溶液和Na2S溶液的反应。

（实验一）

已知：

FeS、Fe2S3均为黑色固体，均能溶于盐酸。

H2S气体有臭鸡蛋气味。

同学们对黑色沉淀的成分提出两种假设：

ⅰ．Fe3+与S2−反应直接生成沉淀Fe2S3。

ⅱ．Fe3+被S2−还原，生成沉淀FeS和S。

甲同学进行如下实验：

操作

现象

取少量FeS固体，加入稀盐酸

固体溶解，有臭鸡蛋气味气体生成

取少量Fe2S3固体，加入稀盐酸

固体溶解，出现淡黄色浑浊，有臭鸡蛋气味气体生成

根据上述实验现象和资料，甲得出结论：

黑色沉淀是Fe2S3。

（1）0.1mol·L−1Na2S溶液的pH为12.5。

用离子方程式表示其显碱性的原因：

_______。

（2）乙认为甲的结论不严谨，理由是________。

（3）进一步研究证实，黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。

Na2S溶液呈碱性，FeCl3溶液与其反应不生成Fe（OH）3而生成Fe2S3的可能原因是________。

（实验二）

步骤

操作

现象

I

开始时，局部产生少量的黑色沉淀，振荡，黑色沉淀立即消失，同时溶液中产生淡黄色浑浊和臭鸡蛋气味的气体

II

继续滴加Na2S溶液

一段时间后，产生大量的黑色沉淀，振荡，沉淀不消失

（4）进一步实验证实，步骤I中局部产生少量的黑色沉淀是Fe2S3，黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应。

步骤I中黑色沉淀溶解的反应的离子方程式是________。

（5）根据以上研究，FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与________相关。

2．为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱，某化学兴趣小组设计了如下实验：

（1）①A是氯气发生装置，其反应的离子方程式是__________________________________。

②B装置的作用是_________________________，C装置的作用是_______________________，整套实验装置存在一处明显不足，请指出_______________________________________________________。

（2）用改正后的装置进行实验。

实验过程如下：

实验操作

实验现象

打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入少量浓盐酸，然后关闭活塞a，点燃酒精灯

D装置中：

溶液变红E装置中：

振荡后水层溶液变黄，CCl4无明显变化

继续滴入浓盐酸，D、E中均发生了新的变化：

D装置中：

红色慢慢褪去。

E装置中：

CC14层先由无色变为橙色，后颜色逐渐变成红色。

为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

I：

（SCN）2性质与卤素相似，氧化性Cl2大于（SCN）2，且SCN-的电子式为

II：

AgClO、AgBrO均可溶于水

Ⅲ：

Cl2和Br2反应生成BrCl、BrCl呈红色，沸点约为5℃，与水发生水解反应

①小组同学认为D装置中红色褪去的原因是由于SCN-被Cl2氧化，但一定不是碳元素被氧化，他的理由是__________________________________________。

②经过实验证实了小组同学推测的合理性，请用平衡移动原理解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因__________________________________________。

③欲探究E中继续滴加浓盐酸后颜色变化的原因，设计实验如下：

用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。

请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因_________________________________________________。

3．甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。

实验操作和现象：

操作

现象

关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热

A中有白雾生成，铜片表面产生气泡

B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀

C中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失

打开弹簧夹，通入N2，停止加热，一段时间后关闭

从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸

均未发现白色沉淀溶解

（1）A中反应的化学方程式是_________________；

（2）C中生成白色沉淀的离子方程式为__________________；

（3）分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。

为证实各自的观点，在原实验基础上，甲、乙两同学分别作了如下实验：

甲在原有操作之前通N2,一段时间，B中产生大量白色沉淀。

乙在A、B间增加盛放饱和NaHSO3溶液的洗气瓶，B中有少量白色沉淀。

产生少量沉淀的原因是_____________。

（4）结合（3）中两同学的实验现象。

你认为原实验B中产生大量白色沉淀的主要原因是_____________。

4．SO2气体为无色气体，有强烈刺激性气味，大气主要污染物之一，某学习小组为了探究二氧化硫的某些性质，进行了如下实验。

I.如下图所示，使用药品和装置一探究二氧化硫的还原性:

（1）装置C的名称为________。

（2）B中溶液的现象为________。

（3）学生甲预测装置D中没有白色沉淀产生，但随着反应的进行，发现D中产生了少量白色沉淀。

学生乙经过查阅资料发现少量白色沉淀可能是硫酸钡，因为装置或溶液中少量的氧气参与了氧化反应，请写出装置D中的反应方程式________。

II.经过思考，设计了如下装置二，且所配制的溶液均使用无氧蒸馏水，检验SO2在无氧干扰时，是否与氯化钡反应生成沉淀。

（4）碳酸钠粉末的目的是________。

（5）当______时，氯化钡溶液中没有沉淀出现，说明二氧化硫不与氯化钡溶液反应，此时滴加双氧水，出现了白色沉淀。

（6）裝置二选用澄清石灰水而不用氢氧化钠溶液的目的是________。

5．浓氨水可用于检验氨气的泄漏，文献表明一定条件下NH3与C12可发生置换反应，某同学在实验室中对NH3 与Cl2反应进行了探究。

回答下列题:

（1）氯气的制备

①氯气的发生装置可以选择上图中的_______（填装置编号），反应的化学方程式为________。

②欲收集一瓶干燥、纯净氯气，选择上图中的装置部分装置可以重复使用，E 装置中试剂可根据需要改变），其连接顺序为:

发生装置→___ 按气流方向，用小写字母表示）。

（2）NH3 与Cl2的反应

将上述收集到的Cl2连接在右图Y中，在注射器X中充入NH3（中间连接管用夹子K 夹好）。

按图示装置进行实验。

操作步骤

实验现象

解释原因

打开K，推动注射器活塞，使少量NH3非常缓慢充入Y管中

①y 管中.没有出现明显的白烟

②反应的化学方程式_____________

继续较快通入NH3

Y 管中产生较多白烟

③产生白烟的化学方程式_____________。

（3）实验设计:

①设计实验证明白烟所含物质中的阳离子__________。

②用

（2）中装置设计实验证明氯元素比硫元索非金属性强__________。

参考答案

1．S2−+H2O

HS−+OH−黑色沉淀还可能是FeS和S，或Fe2S3、FeS和S的混合物，与稀盐酸反应也有相同现象Fe2S3的溶解度比Fe（OH）3更小Fe2S3+4H+==2Fe2++S↓+2H2S↑试剂的相对用量、反应体系的酸碱性

【解析】

（1）0.1mol·L−1Na2S溶液的pH为12.5，其原因是，S2−水解使溶液呈碱性，离子方程式为S2−+H2O

HS−+OH−。

（2）乙认为甲的结论不严谨，理由是黑色沉淀还可能是FeS和S，或Fe2S3、FeS和S的混合物，FeS、Fe2S3与稀盐酸反应也能产生有臭鸡蛋气味的硫化氢，有相同现象。

（3）进一步研究证实，黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。

Na2S溶液呈碱性，FeCl3溶液与其反应不生成Fe（OH）3而生成Fe2S3的可能原因是Fe2S3的溶解度比Fe（OH）3更小。

（4）进一步实验证实，步骤I中局部产生少量的黑色沉淀是Fe2S3，黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应，而是Fe2S3被酸溶解生成Fe3+和H2S，然后Fe3+被H2S还原为S，所以步骤I中黑色沉淀溶解的离子方程式是Fe2S3+4H+==2Fe2++S↓+2H2S↑。

（5）根据以上研究，FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与试剂的相对用量、反应体系的酸碱性相关。

2．MnO2＋4H＋＋2Cl－（浓）

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O安全瓶（或防液体倒吸）除去氯化氢气体缺少尾气处理装置由电子式知：

碳处于正四价，已是最高价了，不可能被氧化红色溶液中存在平衡Fe3++3SCN－

Fe（SCN）3，过量氯气和SCN－反应使SCN－浓度减小，平衡向逆反应方向移动而褪色BrCl+H2O=HBrO+HCl，Cl－+Ag+=AgCl↓，AgBrO易溶于水，故只生成AgCl沉淀

【解析】

（1）①A装置中圆底烧瓶中二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，离子方程式为：

MnO2+4H++2Cl-

Mn2++Cl2↓+2H2O，故答案为：

MnO2+4H++2Cl-

Mn2++Cl2↓+2H2O；

②B装置是安全瓶，可以防止倒吸；C装置中的饱和氯化钠溶液可以除去氯气中的氯化氢气体；由于氯气有毒，直接排放到空气中会污染大气，要用碱液吸收尾气，实验装置中缺少尾气处理装置，故答案为：

安全瓶（或防液体倒吸）；除去氯化氢气体；缺少尾气处理装置；

（2）①根据电子式

知：

碳处于正四价，已是最高价了，不可能被氧化，因此D装置中红色褪去的原因是由于SCN-被Cl2氧化，但一定不是碳元素被氧化，故答案为：

由电子式知：

碳处于正四价，已是最高价了，不可能被氧化；

②红色溶液中存在平衡Fe3++3SCN－

Fe（SCN）3，过量氯气和SCN-反应2SCN-+Cl2=2Cl-+（SCN）2，使SCN-浓度减小，则使Fe3++3SCN-

Fe（SCN）3平衡向逆反应方向移动而褪色，故答案为：

过量氯气和SCN-反应2SCN-+Cl2=2Cl-+（SCN）2，使SCN-浓度减小，则使Fe3++3SCN-

Fe（SCN）3平衡向逆反应方向移动而褪色；

③过量的氯气和溴反应生成氯化溴，氯化溴不稳定，易和水反应生成盐酸和次溴酸，氯离子和银离子反应生成白色沉淀氯化银，次溴酸和银离子反应生成次溴酸银易溶于水，所以生成的白色沉淀为氯化银，故答案为：

BrCl+H2O=HBrO+HCl，Cl－+Ag+=AgCl↓，AgBrO易溶于水，加入AgNO3溶液，只能生成AgCl沉淀。

点睛：

本题考查了性质实验方案设计，明确反应原理是解本题关键。

本题的难点是

（2）③，需要注意氯化溴发生的水解反应中生成的酸的种类，根据AgBrO、AgCl的溶解性分析解答。

3．Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+H2O3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+2SO2+2Ba2++O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+或系统中的氧气将SO2氧化生成SO42-与Ba2+反应生成BaSO4酸雾与Ba2+反应生成沉淀或硫酸酸雾与Ba2+反应生成沉淀

【解析】

（1）铜和浓硫酸加热条件下生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为：

Cu+2H2SO4

CuSO4+SO2↑+2H2O，故答案为：

Cu+2H2SO4

CuSO4+SO2↑+2H2O；

（2）C中硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能将SO2氧化为SO42-，发生的反应的离子方程式是3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O═3BaSO4↓+2NO↑+4H+，故答案为：

3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O═3BaSO4↓+2NO↑+4H+；

（3）空气中含有氧气，将反应生成的二氧化硫生成硫酸根，硫酸根与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，故答案为：

空气中的氧气将铜与浓硫酸反应生成的二氧化硫氧化，生成硫酸根，硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀；

（4）结合（3）中两同学的实验现象，BC中均有沉淀生成，说明硫酸酸雾与Ba2+反应生成沉淀，故答案为：

硫酸酸雾与Ba2+反应生成沉淀。

4．分液漏斗溶液由棕黄色变为浅绿色2SO2+O2+2BaCl2+2H2O=2BaSO↓+4HCl产生二氧化碳,排除装置中的氧气含淀粉-碘溶液蓝色褪去（只答出品红褪色不给分）检验二氧化碳是否已排尽装置中的空气（或澄清石发水变浑浊,证明装置中空气被全部赶出等其他合理答案给分,只答出除去多余的SO2不给分）

【解析】

（1）装置C为分液漏斗。

（2）A中生成二氧化硫，气体进入B中，二氧化硫会将氯化铁还原为氯化亚铁，所以看到的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色。

（3）题目认为是：

装置或溶液中少量的氧气参与了氧化反应，则一定是氧气将+4价S氧化为+6价，反应物一定有SO2、O2和BaCl2，生成物一定有硫酸钡沉淀，那么Cl元素只能以HCl的形式存在，所以反应为还要添加H2O，所以反应为2SO2+O2+2BaCl2+2H2O=2BaSO4↓+4HCl。

（4）装置需要排除空气，所以用碳酸钠和硫酸反应，生成的二氧化碳来排空气。

（5）当淀粉-碘溶液蓝色褪去时，说明二氧化硫已经到达淀粉-碘溶液，但是氯化钡中无沉淀，说明二氧化硫不与氯化钡溶液反应。

注意：

答品红褪色是不合理的，因为可能二氧化硫仅仅使品红褪色，还未到达氯化钡溶液。

（6）最后的氢氧化钙溶液的主要作用是指示装置的空气已经被除尽了，即看到氢氧化钙溶液有浑浊，代表二氧化碳气体已经到达最后的烧杯中，装置中的空气被排净。

5．A或选B16HCl（浓）+2KMnO4==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O或NaClO+HCl（浓）=NaCl+Cl2↑+H2O；4HCl（浓）+MnO2

MnCl2+Cl2↑+2H2Og→h→g→h→e→f→i黄绿气体颜色慢慢变浅2NH3+3Cl2==N2+6HCl、NH3+HCl==NH4Cl取少量白烟固体样品于试管中，加入浓氢氧化钠溶液，加热，产生气体使湿润红色石蕊试纸变蓝证明有NH4+将X中的氨气改为H2S，进行同样的实验，观察到Y试管中产生淡黄色固体

【解析】试题分析：

（1）①浓盐酸与二氧化锰加热可生成氯气、高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气；②欲收集一瓶干燥、纯净氯气，需要用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体，并用浓硫酸干燥；

（2）少量NH3非常缓慢充入Y管中，少量氨气与氯气反应生成氮气和氯化氢气体；继续较快通入NH3，过量的氨气与氯化氢反应生成氯化铵；（3）①白烟所含物质是氯化铵，铵盐与碱反应放出氨气；②根据非金属性越强，单质氧化性越强设计实验；

解析：

（1）①若用浓盐酸与二氧化锰加热生成氯气，实验需要用装置B，反应方程式是4HCl（浓）+MnO2

MnCl2+Cl2↑+2H2O；若用高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气，实验需要用装置A，反应方程式是16HCl（浓）+2KMnO4==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；②欲收集一瓶干燥、纯净氯气，需要用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体，并用浓硫酸干燥，用向下排空气法收集，并进行尾气处理，所以连接顺序为:

发生装置g→h→g→h→e→f→i；

（2）少量NH3非常缓慢充入Y管中，少量氨气与氯气反应生成氮气和氯化氢气体，现象是黄绿气体颜色慢慢变浅，反应方程式是2NH3+3Cl2==N2+6HCl；继续较快通入NH3，过量的氨气与氯化氢反应生成氯化铵，反应方程式是NH3+HCl==NH4Cl；（3）①白烟所含物质是氯化铵，取少量白烟固体样品于试管中，加入浓氢氧化钠溶液，加热，产生气体使湿润红色石蕊试纸变蓝证明有NH4+；②非金属性越强，单质氧化性越强，将X中的氨气改为H2S，进行同样的实验，观察到Y试管中产生淡黄色固体，证明氯气氧化性大于S，所以氯元素比硫元索非金属性强。

点睛：

同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性越强，氢化物越稳定、最高价含氧酸酸性越强。

非金属单质的氧化性越强。