高考化学一轮复习 课时38 化学实验探究检测与评估.docx
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高考化学一轮复习课时38化学实验探究检测与评估
课时38 化学实验探究
1.某探究小组用测量HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。
限选试剂:
1.00mol·L-1HNO3、2.00mol·L-1HNO3，细颗粒大理石、粗颗粒大理石，35℃水浴。
（1）他们能完成哪些因素对速率影响的探究?
。
（2）请根据能进行的探究内容，填写以下实验设计表，完成探究实验:
实验编号
T/℃
大理石规格
HNO3浓度/mol·L-1
①
常温
2.00
②
1.00
③
2.00
④
2.00
（3）整个实验中应控制的不变量是硝酸体积和 。
（4）该实验小组用下图实验装置进行实验。
①除电子天平、干燥管、锥形瓶、药匙、胶塞等仪器外，必需的实验仪器还有 。
②干燥管中应放置的试剂是 （填字母）。
A.碱石灰 B.无水CaCl2 C.P2O5固体 D.浓硫酸
③若撤除干燥管装置，所测速率 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
2.黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，现有一种天然黄铜矿（含少量脉石SiO2），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验:
称取研细的黄铜矿样品1.150g，在空气存在的条件下进行煅烧。
实验后取d中溶液的
置于锥形瓶中，用0.05mol·L-1标准碘溶液进行滴定，初读数为0.10mL，终读数如右上图所示。
（1）黄铜矿煅烧的反应为8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2，该反应中被还原的元素是 （填元素符号）。
（2）标准碘溶液盛放在 （填“碱式”或“酸式”）滴定管中;装液之前，滴定管要用标准碘溶液润洗2~3次，润洗的操作是 。
请用化学方程式表示滴定的原理:
。
（3）滴定终点的读数为 mL;通过计算可知，该黄铜矿的纯度为 。
（4）若去掉c装置，会使测定结果 （填“偏低”、“偏高”或“无影响”）。
（5）假设实验操作均正确，测得黄铜矿的纯度偏低，可能的原因主要有 。
3.某工厂废液中含有苯酚、乙酸苯酚酯，实验小组对该废液进行探究，设计如下方案:
已知熔点:
乙酸16.6℃、苯酚43℃。
沸点:
乙酸118℃、苯酚182℃。
（1）写出反应②的化学方程式:
。
（2）②中分离B的操作名称是 。
（3）现对物质C的性质进行实验探究，请你帮助实验小组按要求完成实验过程记录，在下表中填写出实验操作、预期现象和现象解释。
限选试剂:
蒸馏水、稀硝酸、2mol·L-1NaOH、0.1mol·L-1KSCN、酸性KMnO4溶液、FeCl3溶液、饱和溴水、紫色石蕊试液。
实验操作
预期现象
现象解释
步骤1:
取少量C放入a试管，加入少量蒸馏水，振荡
步骤2:
取少量C的稀溶液分装b、c两支试管，往b试管
产生白色沉淀
步骤3:
往c试管
C与加入的试剂发生显色反应
（4）称取一定量的C试样，用水溶解后全部转移至1000mL容量瓶中定容。
取此溶液25.00mL，加入浓度为0.01667mol·L-1的KBrO3标准溶液30.00mL，再加入过量的KBr溶液，酸化并放置。
待反应完全后，加入过量的KI，再用0.1100mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，耗去Na2S2O3标准溶液11.80mL。
则试样中C的物质的量的计算表达式为 。
（部分反应离子方程式:
Br
+5Br-+6H+
3Br2+3H2O;I2+2S2
2I-+S4
）
4.（2013·安徽高考）某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。
光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2
转化为Cr3+。
某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe（SO4）4·24H2O]即可对该反应起催化作用。
为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下:
（1）在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验编号
初始pH
废水样品体积/mL
草酸溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
测得实验①和②溶液中的Cr2
浓度随时间变化关系如右图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化为 （填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明 ;实验①中0~t1时间段反应速率v（Cr3+）= （用代数式表示）mol·L-1·min-1。
（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe（SO4）4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三。
假设一:
Fe2+起催化作用。
假设二:
。
假设三:
。
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
[除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O、Al2（SO4）3等。
溶液中Cr2
的浓度可用仪器测定]
实验方案（不要求写具体操作规程过程）
预期实验现象与结论
5.某小组同学探究H2O2、H2SO3、Br2氧化性强弱，设计如下实验（夹持仪器已略去，装置的气密性已检验）。
请回答下列问题:
（1）写出仪器A的名称:
。
（2）实验记录如下:
步骤
实验操作
实验现象
实验结论
Ⅰ
打开活塞a，逐滴加入H2SO3溶液至过量
烧瓶内溶液
Br2的氧化性大于H2SO3
Ⅱ
向步骤Ⅰ所得溶液中逐滴加入H2O2溶液
刚开始溶液颜色无明显变化，继续滴加，溶液变为橙黄色
（3）步骤Ⅱ中，开始时颜色无明显变化的原因是（写出一条即可）:
;
写出步骤Ⅱ中反应的离子方程式:
。
（4）实验室常用Cl2通入NaBr溶液中制得单质溴，工业上常用电解饱和食盐水制备Cl2，装置如右图所示，利用该装置，工业上除得到氯气外，还可以得到 （填化学式）;装置中的离子交换膜Na+可以通过而OH-不能通过的目的是 。
6.某学生利用以下装置探究喷泉实验。
其中A、F分别为硫化氢和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与硫化氢反应的装置。
请回答下列问题:
（1）装置F中发生反应的化学方程式为 。
（2）装置A中的分液漏斗内液体a可选用 （填字母）。
A.盐酸 B.浓硫酸 C.稀硫酸 D.稀硝酸
（3）虚线框内应添加必要的除杂装置，请从上图的“备选装置”中选择合适装置的编号，填入下列空格。
B:
、D:
、E:
。
（4）打开K1、K2，将常温常压下的H2S、Cl2以体积比1∶1充满烧瓶后，烧瓶中发生的反应用化学方程式表示为 ;关闭K1、K2，始终看不到烧瓶内产生“喷泉”现象，理由是 。
（5）在操作（4）的基础上，引发喷泉操作方法是 。
专题九 综合化学实验
课时38 化学实验探究
1.
（1）硝酸浓度、温度、大理石表面积
（2）
实验编号
T/℃
大理石规格
①
常温
粗颗粒
②
常温
粗颗粒
③
35℃水浴
粗颗粒
④
常温
细颗粒
（3）CaCO3质量
（4）①秒表、量筒 ②BC ③偏大
【解析】
（1）根据所给的试剂可知有两种不同浓度的硝酸,因此可比较浓度对反应速率的影响;有两种不同状态的大理石,因此可比较固体表面积对反应速率的影响;还有35℃水浴,因此可比较温度对反应速率的影响。
（2）因为①与②的不同是HNO3浓度不同,所以其他的因素应该相同;若①中大理石为粗颗粒,则②中大理石为粗颗粒,温度为常温;①与②研究的是HNO3浓度对反应速率的影响;①③中HNO3的浓度相同,可以控制温度变化,碳酸钙都为粗颗粒,分析温度对反应速率的影响;①④中HNO3浓度相同,可改变CaCO3的状态,比较常温下粗颗粒与粉末状CaCO3的反应速率快慢。
其他合理答案也可。
（3）反应过程中除了控制硝酸的体积相同外,还要控制CaCO3的质量相同。
（4）①根据图中装置可知要测定单位时间内烧杯内减少的质量,把减少的质量看作是CO2的质量。
所以还需要用量筒量取所需HNO3体积及秒表计算所需时间。
②干燥CO2且不能让水蒸气逸出,需要酸性干燥剂或中性干燥剂,B、C都可以。
③若不用干燥装置,则相同时间内减少的质量增大,认为生成的CO2增大,反应速率偏大。
2.
（1）Cu、O
（2）酸式 往滴定管上口加入3~5mL标准碘溶液,倾斜转动滴定管,使液体润湿全部滴定管内壁,然后,一手控制活塞,将液体从滴定管下部放出 SO2+I2+2H2O
H2SO4+2HI（或H2SO3+I2+H2O
H2SO4+2HI）
（3）20.10 80%
（4）偏低
（5）二氧化硫未能被水充分吸收,亚硫酸部分被氧化
【解析】
（1）Cu元素和O元素的化合价在反应前为+2价、0价,在反应后分别变为0价、-2价,化合价降低,发生了还原反应。
（2）标准碘溶液应盛放在酸式滴定管中,碘会腐蚀碱式滴定管中的橡胶。
滴定的原理是SO2与I2在水溶液中发生氧化还原反应,方程式为SO2+I2+2H2O
H2SO4+2HI。
（3）由关系式法可以计算。
设在锥形瓶中含有xmol的SO2:
CuFeS2 ~ 2SO2 ~ 2I2
1mol 2mol 2mol
mol xmol 0.05mol·L-1×（20.10-0.10）×10-3L
=
x=0.001mol
黄铜矿的纯度=
×100%
=
×100%
=80%
（4）去掉c装置,气体中二氧化硫在水溶液中会和氧气反应,反应的化学方程式为2SO2+O2+H2O
2H2SO4,测定结果偏小。
（5）假设实验操作均正确,测得的黄铜矿纯度仍然偏低,可能的原因主要有用水吸收二氧化硫不充分,亚硫酸部分被氧化。
3.
（1）
（2）分液
（3）
实验操作
预期现象
现象解释
出现白色浑浊
苯酚常温下溶解度不大
滴入适量饱和溴水,振荡
苯酚与溴发生取代反应,生成三溴苯酚白色沉淀
滴入几滴FeCl3溶液,振荡
溶液变为紫色
（4）（0.01667mol·L-1×30.00×10-3L-
×0.1100mol·L-1×11.80×10-3L）×
【解析】
（2）分离难溶的液体混合物,可用分液的方法。
（3）苯酚常温下溶解度不大,往苯酚中加入少量水后,振荡,有白色浑浊的现象出现。
苯酚与溴水反应,生成难溶于水的三溴苯酚,在水溶液中,会有白色沉淀的现象,若是苯酚过量,三溴苯酚易溶于有机溶剂,则看不到白色沉淀。
FeCl3溶液与苯酚有显色反应,出现紫色。
（4）由Br
~3Br2,可算出生成的Br2的物质的量n1=0.01667mol·L-1×30.00×10-3L×3。
与苯酚反应后剩余的Br2与KI发生反应生成I2,I2的量用Na2S2O2滴定确定,由Br2~I2和I2~2Na2S2O2,可得剩余的溴与Na2S2O2的关系:
Br2~2Na2S2O2,从而算出剩余的Br2的物质的量为n2=
L。
与苯酚反应消耗的溴的物质的量n3=n1-n2=0.01667mol·L-1×30.00×10-3L×3-
苯酚与溴反应的关系式:
~3Br2,可以算出25.00mL溶液中苯酚的物质的量n=
=
×（0.01667mol·L-1×30.00×10-3L×3-
×0.1100mol·L-1×11.80×10-3L）样品有1000mL,试样中C物质的量的计算表达式为
×（0.01667mol·L-1×30.00×10-3L×3-
×0.1100mol·L-1×11.80×10-3L）×
=（0.01667mol·L-1×30.00×10-3L-
×0.1100mol·L-1×11.80×10-3L）×
。
4.
（1）15 25（只要草酸溶液体积与蒸馏水体积之和为40mL即可）
（2）CO2 （3）pH越大,反应的速率越慢
（4）Al3+起催化作用 Fe2+和Al3+起催化作用（5）取pH=5的废水60mL,加入10mL草酸和30mL蒸馏水,滴加几滴FeSO4,测定反应所需时间 预期现象与结论:
与②对比,如果速率明显加快,故起催化作用的为Fe2+
【解析】
（2）该反应为探究重铬酸根与草酸反应过程中的催化作用,该反应为一比较熟悉的反应,草酸被氧化后的产物为二氧化碳。
（3）考查了从图像中获取数据并分析的能力。
图像越陡,反应速率越快。
（4）对于假设可以从加入的物质铁明矾中获取。
然后根据上面的过程,进行对比实验,即可以得到答案。
5.
（1）球形冷凝管
（2）Ⅰ:
由橙黄色变为无色（或橙黄色褪去）
Ⅱ:
H2O2的氧化性大于Br2
（3）步骤Ⅰ的H2SO3有过量,H2O2先和H2SO3反应（或H2O2浓度小或Br-与H2O2反应慢）
H2SO3+H2O2
2H++S
+H2O、2H++2Br-+H2O2
Br2+2H2O
（4）NaOH、H2 可以获得高纯度的NaOH溶液（或避免Cl2与NaOH反应生成NaClO,影响NaOH的产量）
【解析】 亚硫酸与溴水中的溴发生氧化还原反应,H2O+H2SO3+Br2
H2SO4+2HBr,溶液由橙黄色变为无色。
Br2的氧化性大于H2SO3,步骤Ⅱ溶液中过量的H2SO3先与H2O2发生氧化还原反应,H2SO3+H2O2
2H++S
+H2O,刚开始溶液颜色无明显变化,继续滴加,溶液中的HBr与逐滴加入的H2O2溶液发生氧化还原反应生成溴单质,2H++2Br-+H2O2
Br2+2H2O,溶液变为橙黄色溶液。
（4）2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,装置中的离子交换膜Na+可以通过而OH-不能通过,是为了得到高纯度的NaOH溶液或避免Cl2与NaOH反应生成NaClO,影响NaOH的产量。
6.
（1）MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
（2）AC
（3）Ⅲ Ⅰ Ⅱ
（4）H2S+Cl2
S+2HCl 烧瓶内的气压与外界气压相同,不能产生压强差,故无喷泉现象
（5）方法①:
用手（或热毛巾）将烧瓶捂热或将烧瓶微热,烧瓶内气体受热膨胀（即增大压强）,使HCl与烧杯中溶液接触,即可引发喷泉;方法②:
用冰水或其他制冷剂浇在烧瓶上（给烧瓶降温）,以减小烧瓶内气体的压强,烧杯中溶液通过导管进入烧瓶内与HCl气体接触,即可引发喷泉
【解析】
（2）浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性,与FeS发生氧化还原反应,不能生成H2S。
（3）B吸收水蒸气,E吸收氯气中的HCl气体,D吸收氯气中的水蒸气。
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