高考化学备考中等生百日捷进提升专题26性质验证型实验探究评价题.docx
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高考化学备考中等生百日捷进提升专题26性质验证型实验探究评价题
2018高考化学备考中等生百日捷进提升专题26性质验证型实验探究评价题
性质验证型实验探究题基于对元素及化合物的性质进行研究，考查元素及化合物的性质（氧化性、还原性居多）和实验基本操作（如气密性的检验、实验基本过程等）。
在复习备考中要对元素及化合物的性质进行梳理，从理论的角度进行升入分析，迁移和应用。
【例题1】【例1】食用二氧化硫漂白过的食品，对人体的肝、肾脏等有严重损害。
某科研小组设计实验检验二氧化硫的漂白性。
回答下列问题：
（一）二氧化硫的制备
实验室一般采用亚硫酸钠与硫酸（浓硫酸与水1:
1混合）反应制取二氧化硫：
（1）欲收集一瓶干燥的二氧化硫，选择上图中的装置，其最佳连接顺序为：
________（按气流方向，用小写字母表示）。
（二）二氧化硫性质的检验
将上述收集到的SO2通入下列装置中，在一定温度下按图示装置进行实验。
（2）根据上述实验，回答下列问题：
序号
实验现象
解释原因
①
_________________________
_________________________
②
品红试液褪色
SO2具有漂白性
③
________________________
反应的离子方程式____________________
④
溶液变浑浊，有黄色沉淀生成
SO2+2H2S=3S↓+2H2O
（3）实验中发现Na2SO3可能部分变质，现需测定Na2SO3的纯度，称15.0gNa2SO3样品，配成250mL溶液，取25.00mL溶液，用0.20mol·L―1酸性KMnO4溶液进行滴定，达到滴定终点时消耗KMnO4溶液20.00mL。
达到滴定终点时锥形瓶中溶液颜色变化是________________________，样品中Na2SO3质量分数是_______。
【答案】b→c→d→e→f→g石蕊试液变红石蕊试液变红说明SO2是酸性气体KMnO4溶液颜色褪色（“褪色”写成“变浅”也可酌情给分）5SO2+2H2O+2MnO4-=2Mn2++5SO42-+4H+由无色变为紫红色84%
（2）二氧化硫为酸性气体，所以能使①中石蕊试液变红，具有漂白性，能使②中品红溶液褪色，具有还原性，发生反应5SO2+2H2O+2MnO4-=2Mn2++5SO42-+4H+，能使③中酸性高锰酸钾褪色，具有氧化性，能与④中硫化钠发生价态归中反应生成硫单质，SO2+2H2S=3S↓+2H2O，④中溶液浑浊，生成淡黄色沉淀；故答案为：
石蕊试液变红；石蕊试液变红说明SO2是酸性气体；KMnO4溶液颜色褪色；
5SO2+2H2O+2MnO4-=2Mn2++5SO42-+4H+
【例2】某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行试验（夹持仪器已略去）。
实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。
由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：
浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知：
氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应
（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是_________
（2）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_________
（3）装置①中发生反应的化学方程式是__________
（4）装置②的作用是_________，发生反应的化学方程式是___________
（5）该小组得出的结论所依据的试验现象是____________
（6）试验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。
甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。
同学们分别设计了以下3个实验来判断两种看法是否正确。
这些方案中可行的是___（选填序号字母）
A．加热该绿色溶液，观察颜色变化
B．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化
C．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
【答案】3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O将NO2转化为NO3NO2+H2O=2HNO3+NO装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色ac
（3）Cu与浓HNO3反应生成Cu（NO3）2、NO2、H2O，故答案为：
Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；
（4）装置②中盛放H2O，使NO2与H2O反应生成NO：
3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案为：
将NO2转化为NO；3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（5）NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明，装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体，故答案为：
装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色；
（6）要证明是Cu（NO3）2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO2赶走（a方案）再观察颜色变化，二是增大溶液中NO2浓度（c方案），通过观察颜色变化可以判断，故选ac，故答案为：
ac。
点睛：
本题主要考查HNO3的性质，可以利用对比的方法判断硝酸的性质。
本题中要注意有毒气体要设计尾气处理装置，防止污染环境。
解答本题的关键是理清思路：
验证浓硝酸的氧化性，应首先检查装置的气密性，浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，通入水后生成一氧化氮，然后通过浓硝酸，如无色气体生成红棕色气体，即可证明浓硝酸可以氧化一氧化氮。
实验方案设计要求学生联系所学过的实验知识，实验技能以及实际条件，进行知识类比、迁移、重组。
合理、周密地思考才能设计出正确的实验方案。
（1）思考问题的顺序：
①思考完成实验的最佳途径：
由原料到产品，制取方法不止一种，选择适当的实验途径、实验用品是实验成败的关键。
②思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等问题．例如，制取在空气中易水解的物质（如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等）及易受潮的物质时，往往在装置的末端接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气进入。
③思考合理组装仪器．例如：
涉及到气体的制备和处理时，实验的操作程序及装置的连接顺序应为：
发生→除杂质→干燥→尾气处理。
（2）操作顺序：
①组装仪器
a．自下而上，从左到右
b．气体净化时，先洗气装置，后干燥装置
②检查气密性（制备气体时的操作）
③装药品进行实验操作
④记录实验现象
⑤拆卸、洗涤仪器．拆卸时应该“自右而左、从上到下”
（3）物质制备应遵循的原则：
①条件合适，操作方便；②设计合理，步骤简单；③原料易得，价格低廉
④产物纯净，产量较高；⑤易于分离，污染物少
这类试题一般解题方法为：
。
1．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。
【答案】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
（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。
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_________________________________________________。
【答案】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
（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．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_____________。
【答案】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
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________。
【答案】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）
（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．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__________。
【答案】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：
（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，
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。
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