高考化学异构异模复习专题252探究组成性质的实验方案的设计与评价 Word版含答案.docx
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高考化学异构异模复习专题252探究组成性质的实验方案的设计与评价Word版含答案
1．某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。
为探究该反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是（ ）
选项
实验及现象
结论
A
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝
反应中有NH3产生
B
收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色
反应中有H2产生
C
收集气体的同时测得溶液的pH为8.6
弱碱性溶液中Mg也可被氧化
D
将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生
弱碱性溶液中OH－氧化了Mg
答案 D
解析 解答本题时，首先要通过实验及现象对此反应作出准确的分析：
氯化铵溶液与镁条反应生成氯化镁、氨气和氢气，A、B项合理；因NH3·H2O电离而使溶液显弱碱性，在弱碱性溶液中镁也可被氧化，C项合理；将镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生，根据C项实验知，应是镁与溶液中的H＋作用产生了氢气，D项不合理。
2．利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是（ ）
选项
①
②
③
实验结论
A
稀硫酸
Na2S
AgNO3与
AgCl的浊液
Ksp（AgCl）>
Ksp（Ag2S）
B
浓硫酸
蔗糖
溴水
浓硫酸具有脱水性、氧化性
C
稀盐酸
Na2SO3
Ba（NO3）2
溶液
SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀
D
浓硝酸
Na2CO3
Na2SiO3
溶液
酸性：
硝酸>
碳酸>硅酸
答案 B
解析 H2S可直接与AgNO3溶液作用生成黑色的Ag2S，故不能说明Ksp（AgCl）>Ksp（Ag2S），A错误。
浓硫酸滴入蔗糖中，②处试管中观察到白色固体变黑，证明浓硫酸有脱水性；③处试管中溴水褪色，说明有SO2生成（SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr），从而证明浓硫酸有氧化性，B正确。
SO2与Ba（NO3）2溶液反应可生成白色沉淀BaSO4[3Ba（NO3）2＋3SO2＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO↑＋4HNO3]，但BaCl2与SO2不反应，C错误。
浓硝酸挥发产生的HNO3蒸气也可直接与Na2SiO3溶液作用生成H2SiO3，故不能得出碳酸酸性大于硅酸的结论，D错误。
3．下列实验方案中，不能达到实验目的的是（ ）
选项
实验目的
实验方案
A
检验CH3CH2Br在NaOH溶液中是否发生水解
将CH3CH2Br与NaOH溶液共热。
冷却后，取出上层水溶液，用稀HNO3酸化，加入AgNO3溶液，观察是否产生淡黄色沉淀
B
检验Fe（NO3）2晶体是否已氧化变质
将Fe（NO3）2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红
C
验证Br2的氧化性强于I2
将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振荡，静置，可观察到下层液体呈紫色
D
验证Fe（OH）3的溶解度小于Mg（OH）2
将FeCl3溶液加入Mg（OH）2悬浊液中，振荡，可观察到沉淀由白色变为红褐色
答案 B
解析 CH3CH2Br在NaOH溶液中水解会产生Br－，先加稀硝酸中和NaOH，再加入AgNO3溶液检验Br－的存在，A正确；Fe（NO3）2样品溶于稀硫酸后，在酸性条件下NO
能氧化Fe2＋生成Fe3＋，滴加KSCN溶液，溶液一定会变红，B错误；单质氧化性强弱可利用置换反应验证，C正确；溶解度小的沉淀容易向溶解度更小的沉淀转化，Mg（OH）2悬浊液中加入FeCl3溶液，沉淀由白色转化为红褐色，证明Fe（OH）3的溶解度更小，D正确。
4．草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。
草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。
草酸晶体（H2C2O4·2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。
回答下列问题：
点击观看解答视频
（1）甲组同学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C中可观察到的现象是________，由此可知草酸晶体分解的产物中有________。
装置B的主要作用是__________________。
（2）乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、________。
装置H反应管中盛有的物质是________。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是____________。
（3）设计实验证明：
①草酸的酸性比碳酸的强______________________________。
②草酸为二元酸______________________________________。
答案
（1）有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊CO2冷凝（水蒸气、草酸等），防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验
（2）①F、D、G、H、D、ICuO②H中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊
（3）①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生
②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍
解析
（1）结合题给装置中装的药品知，草酸晶体的分解产物中有二氧化碳气体，所以装置C中观察到有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊。
通入澄清石灰水前，气体进行了冷却，由题中信息知，草酸钙难溶于水，若气体不冷却，则挥发出的草酸蒸气也会进入装置C，与澄清石灰水反应生成沉淀，会干扰CO2的检验。
（2）由题给实验仪器和药品知，CO应与装置H中固体反应，可推测装置H中固体为CuO，CO还原氧化铜生成Cu和CO2气体，然后把CO2通入到D中，结合装置H和装置D中的现象可判断草酸晶体的分解产物中是否含有CO。
检验CO之前应先除去CO中混有的CO2，连接顺序为A、B、F、D、G、H、D、I。
（3）①向盛有碳酸氢钠的试管中加入草酸溶液，若有气泡产生，则证明草酸的酸性强于碳酸。
②证明草酸为二元酸可以用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍。
5．为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”反应中Fe3＋和Fe2＋的相互转化。
实验如下：
（1）待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时，再进行实验Ⅱ，目的是使实验Ⅰ的反应达到__________________。
（2）ⅲ是ⅱ的对比实验，目的是排除ⅱ中________造成的影响。
（3）ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2＋向Fe3＋转化。
用化学平衡移动原理解释原因：
__________________________________
__________________________________________________________。
（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测ⅰ中Fe2＋向Fe3＋转化的原因：
外加Ag＋使c（I－）降低，导致I－的还原性弱于Fe2＋，用如图装置（a，b均为石墨电极）进行实验验证。
①K闭合时，指针向右偏转，b作________极。
②当指针归零（反应达到平衡）后，向U形管左管中滴加0.01mol·L－1AgNO3溶液，产生的现象证实了其推测。
该现象是___________
_________________________________________________________。
（5）按照（4）的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ⅱ中Fe2＋向Fe3＋转化的原因。
①转化原因是________________________________________。
②与（4）实验对比，不同的操作是________________________。
（6）实验Ⅰ中，还原性：
I－>Fe2＋；实验Ⅱ中，还原性：
Fe2＋>I－。
将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是_________________________
__________________________________________________________。
答案
（1）化学平衡状态
（2）溶液稀释对颜色变化的影响
（3）加入Ag＋发生反应：
Ag＋＋I－===AgI↓，c（I－）降低；或增大c（Fe2＋），平衡均逆向移动
（4）①正②左管产生黄色沉淀，指针向左偏转
（5）①Fe2＋随浓度增大，还原性增强，使Fe2＋还原性强于I－②向右管中加入1mol·L－1FeSO4溶液
（6）该反应为可逆的氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向
解析
（1）溶液颜色不再改变，说明反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2已经达到化学平衡状态。
（2）本小题考查空白对照实验的设计。
（3）根据平衡移动原理解释。
（4）①根据原电池原理，实验Ⅰ中2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2正向进行，Fe3＋作氧化剂发生还原反应，故b作正极。
②滴加AgNO3溶液后，U形管左管中生成AgI黄色沉淀，使I－的浓度降低，2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2逆向进行，则a极发生还原反应，a极作正极，故电流表指针向左偏转。
（5）①c（Fe2＋）升高，导致Fe2＋的还原性强于I－。
②当指针归零后，向右管中加入1mol·L－1FeSO4溶液，也能使平衡逆向移动。
6．碳、硫的含量影响钢铁性能，碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。
点击观看解答视频
（1）采用装置A，在高温下x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是________。
②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：
3FeS＋5O2
1________＋3________。
（2）将气体a通入测硫酸装置中（如图），采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式：
______________________________________________________________________________________________________________________。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液。
若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：
________。
（3）将气体a通入测碳装置中（如下图），采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是___________________________
_________________________________________________________。
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是______________
__________________________________________________________。
答案
（1）①O2、SO2、CO2
②Fe3O4 SO2
（2）①H2O2＋SO2===H2SO4
②
（3）①排除SO2对CO2测定的干扰
②吸收CO2前、后吸收瓶的质量
解析 本题考查化学方程式的书写以及化学实验中的定量计算。
（1）①在高温下钢样中的碳、硫转化为氧化物，故气体a中含有CO2、SO2，另外气体a中还含有过量的O2。
②因为反应中生成SO2，根据S元素守恒可知，系数是3的物质为SO2，根据Fe元素守恒可知，系数是1的物质中含有3个Fe原子和4个O原子，为Fe3O4。
（2）①H2O2能将SO2氧化成H2SO4，反应方程式为H2O2＋SO2===H2SO4。
②由题意可知，钢样中硫全部生成硫酸，因消耗1mLNaOH为相当于硫yg，故xg钢样共含有yzg硫，故硫的质量分数为
×100%。
（3）①因为气体a的成分为CO2、SO2、O2，在C装置中的K2Cr2O7具有强氧化性能吸收SO2，则B装置只能用于吸收O2。
②要测量钢样中碳的质量分数，需要知道生成的气体中CO2的质量，故应测量的数据是CO2吸收瓶在吸收CO2前后的质量，即生成CO2的质量。
7．某研究小组为了探究Fe3＋与I－的反应是否为可逆反应，设计了如下实验：
（1）取少量溶液1于试管中，加入少量淀粉溶液，振荡，溶液变蓝，说明Fe3＋与I－的反应有____________生成（填化学式）。
（2）上述操作1的名称：
____________，所用的主要仪器是____________，上层溶液的颜色为____________。
（3）该小组对下层溶液滴加KSCN溶液未见红色的原因，提出了下列两种猜想。
猜想一：
______________________________________________；
猜想二：
残留的Fe3＋与SCN－结合生成的Fe（SCN）3浓度极小，其溶液颜色肉眼无法观察。
为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：
Fe3＋可与[Fe（CN）6]4－反应生成蓝色沉淀，用K4[Fe（CN）6]溶液检验Fe3＋的灵敏度比用KSCN更高。
（4）若猜想1成立，请写出该反应的离子方程式：
____________。
（5）若猜想2成立，请自行设计实验验证。
实验步骤
预期现象与结论
答案
（1）I2
（2）分液 分液漏斗 紫色（或紫红色）
（3）Fe3＋已全部转化为Fe2＋
（4）2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
（5）
实验步骤
预期现象与结论
另取少量下层溶液于试管中，向其中滴加几滴K4[Fe（CN）6]溶液，振荡
产生蓝色沉淀，则猜想2成立
解析
（1）根据加入少量淀粉溶液，振荡，溶液变蓝，可知Fe3＋与I－的反应有I2生成。
（2）根据操作1得到上层溶液与下层溶液知该操作是分液，用到分液漏斗，上层溶液是碘的苯溶液，呈紫色或紫红色。
（3）下层溶液滴加KSCN溶液未见红色，说明该溶液没有Fe3＋，即Fe3＋全部被I－还原，Fe3＋已全部转化为Fe2＋，反应为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
验证猜想2，即用灵敏度更高的K4[Fe（CN）6]溶液检验Fe3＋。
某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。
实验
（一） 碘含量的测定
取0.0100mol·L－1的AgNO3标准溶液装入滴定管，取100.00mL海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。
测得的电动势（E）反映溶液中c（I－）的变化，部分数据如下表：
V（AgNO3）/mL
15.00
19.00
19.80
19.98
20.00
20.02
21.00
23.00
25.00
E/mV
－225
－200
－150
－100
50.0
175
275
300
325
实验
（二） 碘的制取
另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：
已知：
3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。
请回答：
（1）实验
（一）中的仪器名称：
仪器A________，仪器B________。
（2）①根据表中数据绘制滴定曲线；
②该次滴定终点时用去AgNO3溶液的体积为________mL，计算得海带中碘的百分含量为________%。
（3）①分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为__________________
__________________________________________________________。
②步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是____________
__________________________________________________________。
③下列有关步骤Y的说法，正确的是________。
A．应控制NaOH溶液的浓度和体积
B．将碘转化成离子进入水层
C．主要是除去海带浸取原液中的有机杂质
D．NaOH溶液可以由乙醇代替
④实验
（二）中操作Z的名称是________。
（4）方案甲中采用蒸馏不合理，理由是______________________
__________________________________________________________。
[错因分析] 实验数据分析和处理是考查考生思维严密性的重要方式，也是考生极易出错的地方，主要表现在不能根据实验目的来分析题目中数据的用途及数据之间存在的联系，特别是对实验误差来源分析也是部分考生不能考虑到的。
[解析] 仪器A是坩埚；定容时需用到500mL容量瓶；实验到滴定终点时，消耗的AgNO3标准溶液为20.00mL，若设所得海带浸取原液中I－浓度为xmol·L－1，则0.0100×20＝100x，x＝0.0020，原样品中碘的物质的量为0.0020mol·L－1×500×10－3L＝1×10－3mol；质量为127g·mol－1×1×10－3mol＝0.127g；百分含量为
×100%＝0.635%。
步骤Y的目的是将碘转化为离子形式，反应所用碱液的浓度要合适，同时应该控制碱液的量。
操作Z应为过滤。
[答案]
（1）坩埚 500mL容量瓶
（2）①如图
②20.000.635
（3）①向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水
②液体分上下两层，下层呈紫红色
③AB
④过滤
（4）碘易升华，会导致碘的损失
[心得体会]
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