届苏教版 探究型综合实验 单元测试.docx

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届苏教版探究型综合实验单元测试

探究型综合实验

1．某研究性小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入MgSO4溶液中得到白色沉淀，对于白色沉淀的成分进行研究：

Ⅰ.提出假设[查阅资料知：

MgCO3和Mg（OH）2均不带结晶水]

假设一：

两者反应只生成MgCO3一种沉淀；

假设二：

两者相互促进水解，只生成Mg（OH）2一种沉淀；

假设三：

_____________________________________________。

Ⅱ.理论探究

按照假设二，Na2CO3溶液和MgSO4溶液反应的离子反应方程式为________________________________________________。

Ⅲ.实验探究

步骤一：

将一定浓度的Na2CO3溶液滴入MgSO4溶液中并充分搅拌，有白色沉淀生成。

步骤二：

将上述产生的白色沉淀从溶液中分离并净化，然后放入试管中加热，定性探究生成物的成分（如图Ⅰ）

（1）图Ⅰ中装置B的名称为____________。

C装置中试剂是____________。

（2）若假设二成立，则实验现象是_________________________

_________________________________________________________。

步骤三：

某同学通过图Ⅱ装置进行定量分析测定假设三的成分

（3）广口瓶中水面上覆盖了一层植物油，这层植物油的作用是________________________________________________________________________。

（4）若按上述操作，实验中测得样品的质量为wg，气体的体积为aL（标准状况下），则样品中MgCO3的质量分数为____________。

解析：

Ⅰ.依据假设一：

两者发生复分解反应只生成MgCO3一种沉淀，假设二：

两者相互促进水解，只生成Mg（OH）2一种沉淀，所以假设三为：

生成MgCO3和Mg（OH）2两种沉淀。

Ⅱ.硫酸镁和碳酸钠相互促进水解生成氢氧化镁沉淀、硫酸钠和二氧化碳，反应的离子方程式为CO

＋Mg2＋＋H2O===Mg（OH）2↓＋CO2↑。

Ⅲ.

（1）图Ⅰ中装置B为干燥管，装置C中是用来验证二氧化碳气体的试剂澄清石灰水，依据是否变浑浊判断是否含有碳酸镁沉淀。

（2）若假设二成立，沉淀只有氢氧化镁，氢氧化镁加热分解生成氧化镁和水，图Ⅰ中装置B中盛有无水硫酸铜，无水硫酸铜变蓝色证明有水生成，装置C中澄清石灰水不变浑浊证明无二氧化碳生成，说明沉淀中无碳酸镁，所以B中无水硫酸铜变蓝色，C中澄清石灰水不变浑浊证明假设二成立。

（3）图Ⅱ装置进行定量分析，利用排水法测定生成气体的体积，二氧化碳能溶于水，为减少测定误差，广口瓶中水面上覆盖了一层植物油，这层植物油的作用是防止生成的二氧化碳溶于水，减小误差。

（4）假设Ⅲ沉淀为氢氧化镁和碳酸镁的混合物，加入酸反应生成气体为二氧化碳，排水法测定二氧化碳体积为aL，物质的量n（CO2）＝

，结合原子守恒，碳酸镁质量分数＝

×100%＝

×100%。

答案：

Ⅰ.生成MgCO3和Mg（OH）2两种沉淀

Ⅱ.CO

＋Mg2＋＋H2O===Mg（OH）2↓＋CO2↑

Ⅲ.

（1）干燥管　澄清石灰水

（2）B中无水硫酸铜变蓝色，C中澄清石灰水不变浑浊

（3）防止生成的二氧化碳溶于水，减小误差

（4）

×100%

2．（2018·湖北襄阳月考）3名同学在用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气的过程中，发现生成的气体有刺激性气味，针对这一“异常现象”进行了实验探究及分析。

（1）甲用湿润的KI淀粉试纸检验上述生成的气体，观察到试纸变蓝，据此判断氧气中混有Cl2。

用离子方程式解释甲判断试纸变蓝的原因：

____________________________________________________

_________________________________________________________。

（2）乙认为上述现象只能说明混合气体具有__________性，实验中使试纸变蓝的气体单质还可能是__________。

为了进一步验证甲的推测，乙补充了一个实验：

将上述生成的气体冷却后通入盛有____________溶液的洗气瓶中，若现象为_______________________

________________________________________________________________________，则甲的推测合理。

（3）丙查阅文献获知，这种方法制取氧气的过程中的确有Cl2产生，并且查到了以下反应历程：

①2KClO3＋2MnO2===2KMnO4＋Cl2↑＋O2↑；

②___________________________________________________；

③K2MnO4＋Cl2===2KCl＋MnO2＋O2↑；

总反应　2KClO3===2KCl＋3O2↑。

丙设计实验，通过观察MnO

的特征颜色来验证反应历程中①的发生，具体实验操作为：

将一定量的KClO3和MnO2混合于试管中，加热，___________________________________________________。

写出历程中反应②的化学方程式：

_______________________。

（4）另据文献记载：

此法制取的氧气中除了含有Cl2，还混有化合物ClO2。

ClO2具有强氧化性，可以将污水中的S2－氧化成SO

，反应的离子方程式为________________________________________。

解析：

（1）湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，说明有碘生成，氯气具有强氧化性，能氧化碘离子生成碘，离子方程式为Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。

（2）碘离子被氧化生成碘，说明气体具有氧化性；O3等也能氧化碘离子，所以试纸变蓝的气体中可能含有臭氧等氧化性气体；如果是氯气，氯气和水反应能生成HCl，导致溶液中含有氯离子，氯离子用硝酸酸化的硝酸银检验，如果产生白色沉淀，就说明气体中含有氯气，所以可以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验。

（3）高锰酸钾溶液呈紫色，要想检验固体中含有高锰酸钾，只要将固体加入水中根据溶液颜色判断即可，操作是：

在KClO3未完全分解前，冷却混合物并取适量溶于水中。

高锰酸钾分解生成锰酸钾，反应②方程式为2KMnO4,△K2MnO4＋MnO2＋O2↑。

（4）ClO2具有强氧化性，可以将污水中的S2－氧化成SO

，离子方程式为8ClO2＋5S2－＋4H2O===5SO

＋8Cl－＋8H＋或8ClO2＋5S2－＋8OH－===5SO

＋8Cl－＋4H2O。

答案：

（1）Cl2＋2I－===2Cl－＋I2

（2）氧化　O3　硝酸酸化的硝酸银　产生白色沉淀

（3）在KClO3未完全分解前，冷却混合物并取适量溶于水中　2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑

（4）8ClO2＋5S2－＋4H2O===5SO

＋8Cl－＋8H＋或8ClO2＋5S2－＋8OH－===5SO

＋8Cl－＋4H2O

3．H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。

（1）某小组拟在同浓度Fe3＋的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。

限选试剂与仪器：

30%H2O2、0.1mol·L－1Fe2（SO4）3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。

①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：

______________________________________________________

___________________________________________________________。

②设计实验方案：

在不同H2O2浓度下，测定__________________

________________________________________________________________________（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。

③设计实验装置，完成如图的装置示意图。

④参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。

　　　　　物理量

实验序号

V[0.1mol·L－1

Fe2（SO4）3]/mL

……

1

a

……

2

a

……

（2）利用如图（a）和图（b）中的信息，按图（c）装置（连接的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验，可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的____________（填“深”或“浅”），其原因是___________________

________________________________________________________。

解析：

（1）①H2O2分解反应方程式为：

2H2O2

2H2O＋O2↑。

②探究Fe3＋浓度对H2O2分解反应速率的影响，可以通过测量相同时间内产生O2的体积或产生相同体积O2耗用时间来判断。

④因只有30%H2O2，所以通过加水来调节其浓度，并尽量使锥形瓶内液体体积相等。

答案：

（1）

②相同时间内所得O2的体积（或收集到相同体积的O2所需的时间）

③

④

　　物理量

实验序号　　　

V[0.1mol·L－1

Fe2（SO3）4]/mL

V[30%

H2O2]/mL

V（H2O）

/mL

t/min

V（O2）

/mL

1

a

b

c

d

2

a

c

b

d

（2）深

据图（a）可知，H2O2分解放热，导致B瓶温度升高；又据图（b）可知，2NO2（g）

N2O4（g）为放热反应，温度升高使反应平衡向左移动，从而使B瓶中NO2浓度升高，颜色变深

4．（2018·河南开封模拟）乙二酸（H2C2O4）俗称草酸，是一种重要的化工原料。

查阅资料了解到以下有关信息：

①乙二酸易溶于水，加热至100℃开始升华，125℃时迅速升华，157℃时大量升华并开始分解。

乙二酸受热分解生成水、二氧化碳和一种常见的还原性气体。

②乙二酸的钙盐——乙二酸钙为不溶于水的白色晶体。

某校化学研究性学习小组为探究草酸的部分性质、进行了如下实验：

（1）为比较相同浓度的草酸和硫酸的导电性，实验室需配制100mL0.1mol·L－1的草酸溶液，配制过程中用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、________、________。

（2）该研究性学习小组的同学用实验证明乙二酸晶体受热分解生成的气体成分。

他们利用下图提供的装置，自选试剂，提出了下列实验方案：

按A→B→C→C→C→D→E顺序从左至右连接装置，检验乙二酸晶体受热分解生成的气体成分。

请你按整套装置从左到右的顺序填写下表中的空格：

装置编号

装置中所加物质

装置作用

B

－

C

C

氢氧化钠浓溶液

C

D

CuO或Fe2O3

E

－

处理CO尾气，防止污染空气

①请写出乙二酸受热分解的化学方程式：

_________________。

②上述实验中能说明乙二酸热分解生成了还原性气体的实验现象是_____________________________________________________。

③检验乙二酸具有较强的还原性，通常选用的试剂是_______________________________________________________。

解析：

（1）配制100mL0.1mol·L－1的溶液，还需要的玻璃仪器有100mL容量瓶和胶头滴管。

（2）由题目信息可知，乙二酸受热易升华变为乙二酸蒸气，另外乙二酸受热分解生成水、CO2和一种常见的还原性气体，根据H2C2O4的元素组成分析，该还原性气体可能为CO；又因乙二酸钙为不溶于水的白色晶体，故B装置的作用为检验水蒸气和冷却乙二酸蒸气，以防止乙二酸蒸气进入澄清石灰水影响CO2的检验；第一个C装置中为澄清石灰水，主要是检验CO2气体；第二个C装置中用NaOH浓溶液吸收多余的CO2，第三个C装置中用浓硫酸干燥剩余的气体，再通过灼热的CuO氧化CO，多余的尾气CO用燃烧法除去，以防止污染空气。

①由于乙二酸受热分解生成CO、CO2和H2O，故其分解的化学方程式为H2C2O4

H2O＋CO↑＋CO2↑。

②CO具有还原性，可将D装置中的固体由黑色变为红色（或由红色变黑色），同时D装置右侧导管口气体可燃烧。

③乙二酸具有较强的还原性，可选用具有颜色的强氧化剂酸性高锰酸钾溶液进行检验。

答案：

（1）100mL容量瓶　胶头滴管

（2）

装置编号

装置中所加物质

装置作用

B

－

冷凝H2O（g）；冷凝乙二酸蒸气，防止其进入澄清石灰水影响CO2的检验

C

澄清石灰水

检验CO2

C

吸收多余的CO2

C

浓硫酸

吸收水蒸气（干燥）

D

检验CO

E

－

①H2C2O4

H2O＋CO↑＋CO2↑

②D装置中的固体由黑色变红色（或由红色变黑色），D装置右侧导管口气体可燃烧

③酸性高锰酸钾溶液

5．MnO2在酸性溶液中具有强氧化性，可被还原为Mn2＋，它对H2O2的分解具有良好的催化效果。

某兴趣小组通过实验研究MnO2的性质。

（1）该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性，可行的是____________（填字母）。

A．把MnO2固体加入FeSO4溶液中，再加入KSCN溶液，观察溶液是否变红

B．把MnO2固体加入FeCl3溶液中，再加入KSCN溶液，观察溶液是否变红

C．把MnO2固体加入Na2SO3溶液中，再加入BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成

D．把MnO2固体加入稀盐酸中，观察是否有黄绿色气体生成

（2）该小组为研究在不同酸碱性的溶液中MnO2的氧化能力，他们取等浓度的KI溶液并加入等质量的MnO2固体，恒定实验温度在298K，设计下表对比实验。

实验

酸或碱

现象

A

1滴0.2mol/LNaOH溶液

不变色

B

1滴水

缓慢变浅棕褐色

C

1滴0.1mol/L硫酸

迅速变棕褐色

①该小组从上述对比实验中，可以得出的结论是_____________

_____________________________________________________。

②写出在酸性条件下，MnO2氧化I－的离子方程式：

___________

______________________。

（3）为了探究MnO2的催化效果，需要用30%的H2O2溶液（密度近似为1g/cm3）配制浓度约为3%的H2O2溶液（密度近似为1g/cm3）100mL。

其配制方法是用量筒量取____________mL30%的H2O2溶液放入____________（填仪器名称）中，再加入一定量的水，搅拌均匀。

（4）在实验时，某同学把1滴KI溶液误滴入5mL3%的H2O2溶液中，发现产生了大量气泡。

该小组查阅到KI与H2O2可以发生反应：

2KI＋H2O2===2KOH＋I2，认为有可能是反应产物I2起了催化H2O2分解的作用。

请设计一个简单实验判断该假设是否正确？

_______________________________________________________

________________________________________________________。

解析：

（1）根据题给信息，要验证MnO2的氧化性，应选择在酸性条件下与具有还原性的物质反应。

（2）①根据题给表格中信息知，溶液的酸性越强，MnO2的氧化性越强；②酸性条件下，MnO2氧化I－的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2I－===Mn2＋＋I2＋2H2O。

（3）需要量取30%的H2O2的体积为

＝10.0mL，稀释时可以直接在烧杯中进行。

（4）可以向H2O2溶液中滴入1滴碘水，观察是否有大量气泡产生，若有，则假设正确，反之假设错误。

答案：

（1）A

（2）①酸性越强，MnO2的氧化性越强（或其他合理答案）

②MnO2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O

（3）10.0　烧杯

（4）取适量3%的H2O2溶液于试管中，滴入1滴碘水，观察是否有大量气泡产生，若有，说明假设正确，反之假设不正确