第十五讲化学实验综合应用中的常考问题.docx
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第十五讲化学实验综合应用中的常考问题
第十五讲
化学实验综合应用中的常考问题
（时间：
45分钟 分值：
100分）
一、选择题（本题包括7个小题，每小题6分，共42分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．（2012·龙岩质检）要求设计一个实验，证明某种盐的水解是吸热的，有四位学生分别作出如下回答，其中正确的是（ ）。
A．甲学生：
将硝酸铵晶体溶于水若水温下降，说明盐类水解是吸热的
B．乙学生：
在盐酸中加入相同温度的氨水，若实验过程中混合液温度下降，说明盐类水解是吸热的
C．丙学生：
在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体，若溶液温度下降，说明盐类水解是吸热的
D．丁学生：
在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若红色加深，说明盐类水解是吸热的
2．（2012·北京西城期末）如图所示的实验，能达到实验目的的是（ ）。
A
B
C
D
验证化学能转化为电能
证明温度对平衡移动的影响
验证铁发生析氢腐蚀
验证AgCl的溶解度大于Ag2S
3.（2012·济南模拟）进行淀粉水解实验，同时检验水解产物和水解是否完全，除加淀粉和水之外，还需加入相应的试剂及加入顺序最好的是（ ）。
A．碘水→NaOH溶液→新制Cu（OH）2悬浊液
B．稀H2SO4溶液→碘水→NaOH溶液→新制Cu（OH）2悬浊液
C．稀H2SO4溶液→NaOH溶液→碘水→新制Cu（OH）2悬浊液
D．稀H2SO4溶液→碘水→新制Cu（OH）2悬浊液
4．下列实验报告记录的实验现象正确的是（ ）。
实验
记录
A
无色
无色
无现象
无色沉淀
B
红色
无色
白色沉淀
白色沉淀
C
红色
无色
无色溶液
白色沉淀
D
无色
无色
无色溶液
无色沉淀
5.（2012·渝中模拟）下列实验方案设计正确的是（ ）。
A．分解高锰酸钾制取氧气后，残留在试管内壁上的黑色物质可用稀盐酸洗涤
B．失去标签的AgNO3溶液、稀盐酸、NaOH溶液、AlCl3溶液可选用（NH4）2CO3溶液作鉴别试剂
C．用铜丝代替铂丝做焰色反应
D．在裂化汽油中加入酸性高锰酸钾，振荡后若紫色褪去即可证明其中含甲苯等苯的同系物
6．（2012·江苏单科，13）下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是（ ）。
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液
均有固体析出
蛋白质均发生变性
B
向溶液X中先滴加稀硝酸，再滴加Ba（NO3）2溶液
出现白色沉淀
溶液X中一定含有SO
C
向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体
出现白色沉淀
H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强
D
向浓度均为0.1mol·L－1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液
出现黄色沉淀
Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI）
7.（2012·大连双基测试）用下图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差，实验测得m（H）∶m（O）>1∶8。
下列对导致这一结果原因的分析中，一定错误的是（ ）。
A．Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置
B．Ⅲ装置之后缺少干燥装置
C．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝
D．CuO没有全部被还原
二、非选择题（本题包括4小题，共58分）
8．（14分）（2012·聊城质检）某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的FeCl3（所通气体过量并充分反应）。
请回答下列问题：
（1）A中发生反应的化学方程式为________________________________。
（2）各装置的正确连接顺序为（填写装置代
号）A→________→________→________→D。
（3）装置C的作用是___________________________________________，
写出装置D中反应的离子方程式：
__________________________________。
（4）反应开始后，B中硬质玻璃管内的现象为________________；可以检验生成物中含有Fe3＋的试剂是________（填写试剂名称）。
（5）该小组欲用右图所示装置收集尾气，并测量多余气体的体积。
①若右图所示量气装置由干燥管、乳胶管和50mL滴定管改造后组装而成，此处所用滴定管是________（填“酸式”或“碱式”）滴定管。
②为提高测量的准确性，右图装置中的液体可用________，收集完气体后，读数前应进行的操作是________________________。
③如果开始读数时操作正确，最后读数时俯视右边滴定管液面，会导致所测气体的体积________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
9．（14分）（2011·湖北八校联考）某研究性学习小组查阅资料：
“氯气与硫在加热条件下生成二氯化二硫（S2Cl2），该物质遇水迅速反应”。
他们利用如下仪器和药品制取纯净的氯气与硫反应来制备S2Cl2。
实验过程所提供的药品有：
浓盐酸、浓H2SO4、MnO2、KMnO4（H＋）、饱和NaHCO3溶液、碱石灰、硫黄、NaOH溶液、冰水、饱和食盐水。
回答下列问题：
（1）利用所提供的仪器和药品，写出制备Cl2的离子方程式：
______________________________________________________________。
（2）在该实验过程中两次用到仪器B，第一次装置B中的药品是______________，第二次装置B的作用是__________________________。
（3）能否省略装置C________（填“能”或“否”），原因是_____________。
（4）实验开始后，当____________________（填现象）点燃D处的酒精灯。
（5）某同学利用装置A制备一定量的Cl2，他收集到的Cl2的体积总比预期的要多，他经过认真分析后，认为应对装置A略作改进，你认为应怎样改进：
_____________________________________________________。
10．（15分）（2012·温州八校联考）某同学翻阅相关资料时发现这样一句话：
铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜溶液等）反应转化为＋2价铁的化合物，如果与氧化性较强的氧化剂（如氯气、双氧水等）反应则转化为＋3价的化合物。
某化学研究性学习小组拟通过以下实验探究“新制的还原性铁粉和盐酸的反应（铁过量）”。
请你参与探究并回答有关问题。
（1）检验反应后混合物中的二价铁的实验方法和现象是：
向反应后的溶液中滴加________，无明显现象，再滴加少量________，溶液呈红色。
但在实验中往往又看到红色迅速褪去，同时溶液呈黄色，其可能的原因是__________________________；学生在做实验时往往因滴加双氧水的浓度过大或者过量，会观察到溶液中产生大量气泡，写出产生该现象的化学方程式________________________________。
（2）有资料介绍“取少量反应液（含二价铁），先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈红色；若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去”。
同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。
某同学的假设是：
溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。
如果＋3价铁被氧化为FeO
，试写出该反应的离子方程式__________________________。
（3）探究高铁酸钾的某种性质。
【实验1】 将适量K2FeO4固体分别溶解于pH为4.74、7.00、11.50的水溶液中，配得FeO
浓度为1.0mmol·L－1（1mmol·L－1＝10－3mol·L－1）的试样，静置，探究不同初始pH的溶液对K2FeO4的某种性质的影响，结果见图1（注：
800min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变）。
【实验2】 将适量K2FeO4溶解于pH＝4.74的水溶液中，配制成FeO
浓度为1.0mmol·L－1的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，探究不同温度对K2FeO4的某种性质的影响，结果见图2。
①【实验1】的目的是____________________________________________。
②【实验2】可得出的结论是______________________________________。
③高铁酸钾在水中的反应为4FeO
＋10H2O4Fe（OH）3＋8OH－＋3O2↑。
由图1可知，800min时，pH＝11.50的溶液高铁酸钾最终浓度比pH＝4.74的溶液高，主要原因是______________________________。
11．（15分）（最新预测）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高，其主要流程如下：
（1）反应Ⅰ前需在FeSO4溶液中加入________（填字母），目的是_________。
A．锌粉B．铁屑C．KI溶液D．H2
（2）用化学反应方程式表示反应Ⅰ的原理：
_____________________。
（3）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是_________________。
（4）反应Ⅱ中加稀H2SO4的目的是_______________________________。
（5）工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是
_________________________________________________________。
（6）反应Ⅳ常被用于电解生产（NH4）2S2O8（过二硫酸铵）。
电解时均用惰性电极，阳极电极反应式可表示为________。
（7）FeCO3在空气中煅烧的反应方程式为_______________________。
答案
1．D [CH3COONa＋H2OCH3COOH＋NaOH，加热酚酞试液红色加深，说明碱性增强，平衡向右移动，促进了水解，说明盐类水解是吸热的。
]
2．B [A选项中没有构成闭合回路；C选项中发生的是吸氧腐蚀；D选项不能证明AgCl的溶解度大于Ag2S，因为AgNO3溶液过量，过量的Ag＋能与S2－直接反应生成Ag2S沉淀。
]
3．B [淀粉在酸性环境中水解，故先加稀H2SO4，新制Cu（OH）2悬浊液在碱性条件下反应，故加碘水反应后应加入NaOH溶液调整至碱性。
]
4．B [二氧化硫能使紫色的石蕊试液变红，但是不能使其褪色；二氧化硫能使品红溶液褪色；二氧化硫通入到Ba（NO3）2溶液中，可以被氧化成SO
，与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀；通入到NaOH和BaCl2的混合溶液中，先生成SO
，而后生成BaSO3白色沉淀。
]
5．B [A项，应用浓盐酸，且加热，才能除去锰酸钾和二氧化锰；C项，铜丝灼烧时有绿色，干扰其他样品的检验。
D项，裂化汽油中含有烯烃也能使酸性高锰酸钾褪色。
]
6．D [A项，向蛋白质溶液中滴加饱和NaCl溶液，蛋白质析出，该变化属于蛋白质的盐析，蛋白质并没有发生变性；B项，若溶液X中含有SO
，滴加稀硝酸后，SO
被氧化为SO
，再滴加Ba（NO3）2溶液，也会出现白色沉淀；C项，Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，说明酸性：
H2CO3＞H2SiO3；D项，对于相同类型的分子（如AB型），通常Ksp越小，离子间在相同条件下越易形成沉淀。
]
7．D [A、B、C均导致测得反应后生成水的质量增加，氢元素的质量偏大；A、B项测得氧元素的质量为真实值，则氢元素质量偏大，故有m（H）∶m（O）>1∶8；C中测得的氧元素的质量偏小（因Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝），这时测得的氢元素的质量为“真实值”，故有m（H）∶m（O）>1∶8。
]
8．解析 根据实验目的，则A为制Cl2装置，MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，制备的气体中存在HCl、H2O杂质，应先通入E中除去HCl，再通入C中除去H2O，干燥的Cl2进入B中与Fe反应，多余Cl2用D吸收，则仪器连接顺序为A→E→C→B→D；Fe在Cl2中燃烧出现红棕色烟，Fe3＋的检验试剂为KSCN溶液，出现红色溶液；由于Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小，因此须用排饱和NaCl溶液来收集Cl2，且读数前必须使左右两仪器中液面相平；由于滴定管刻度由上而下变化，则俯视时引起读数偏小，即液面上升量偏大，相当于所收集气体体积偏大。
答案
（1）4HCl（浓）＋MnO2
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
（2）E C B
（3）干燥Cl2，防止FeCl3的水解 Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
（4）有红棕色的烟产生 硫氰化钾
（5）①碱式 ②饱和NaCl溶液 上下移动滴定管，使左右两边液面相平 ③偏大
9．解析 本实验的目的是利用所给仪器和药品制取纯净的氯气与硫黄反应来制备S2Cl2。
因S2Cl2遇水迅速反应，故需避免水蒸气与S2Cl2接触。
本题的关键是利用所给条件制备纯净的氯气与硫黄在干燥条件下反应，仪器的连接顺序为A→B→B→D→E→C。
（1）无加热装置，且要在实验室快速制取氯气，结合所给药品可知原理应为：
2MnO
＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。
（2）第一次用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体，第二次用浓硫酸除去Cl2中的水蒸气。
（3）C装置中的碱石灰既能除去多余的Cl2，防止污染空气，又能防止空气中的水蒸气进入E中与S2Cl2反应。
（4）实验开始后，要先用Cl2排净装置内的空气，当看到D中充满黄绿色气体时，点燃D处的酒精灯。
（5）浓盐酸滴入锥形瓶中占据一部分体积，导致排出气体量增大。
为此，可用一只橡胶管把分液漏斗的上端与锥形瓶连通。
答案
（1）2MnO
＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
（2）饱和食盐水 除去Cl2中的水蒸气
（3）否 C装置中的碱石灰既能除去多余的Cl2，防止污染空气，又能防止空气中的水蒸气进入E中与S2Cl2反应。
（4）看到D中充满黄绿色气体时
（5）用一只橡胶管把分液漏斗的上端与锥形瓶连通
10．解析 本题考查“新制的还原性铁粉和盐酸的反应（铁过量）”的实验探究。
（1）检验二价铁可以先加硫氰化钾溶液，再加少许双氧水，溶液呈红色。
红色褪去，溶液呈黄色可能的原因是SCN－被氧化。
产生大量气泡是由于生成的Fe3＋催化H2O2分解为H2O和O2。
（2）该反应属于氧化还原反应，离子方程式为2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO
＋6Cl－＋16H＋。
答案
（1）硫氰化钾溶液 双氧水 SCN－被氧化 2H2O2
2H2O＋O2↑
（2）2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO
＋6Cl－＋16H＋
（3）①探究FeO
在不同pH的溶液中的稳定性（或与水反应的速率） ②温度越高，FeO
越不稳定（或与水反应的速率越快） ③pH＝11.50的溶液中OH－浓度大，使平衡向左移动
11．解析
（1）由于FeSO4溶液在空气中易被氧化，从而含有Fe3＋杂质，除去Fe3＋最好选用铁屑或铁粉。
（2）根据箭头方向，不难判断出反应物和生成物，反应Ⅰ为FeSO4＋2NH4HCO3===CO2↑＋FeCO3↓＋（NH4）2SO4＋H2O。
（3）如果温度过高会导致NH4HCO3分解，也会加快Fe2＋的水解，这样会使原料利用率降低。
（4）由反应Ⅱ生成CO2可知，NH4HCO3过量，所以加稀H2SO4的目的是除去过量的NH4HCO3。
（5）由题目看出在反应Ⅲ中生成的K2SO4为固体，而K2SO4在无机溶剂中的溶解度是比较大的，要想使K2SO4析出，只能降低其溶解度，所以加入醇类溶剂的目的是降低K2SO4的溶解度。
（6）根据阴、阳极反应原理知阳极失电子发生氧化反应，此题实质是电解硫酸铵溶液，根据反应后的产物易得出正确的阳极电极反应式为2SO
－2e－===S2O
。
（7）FeCO3在空气中煅烧的反应方程式为4FeCO3＋O2
2Fe2O3＋4CO2。
答案
（1）B 防止Fe2＋被氧化
（2）FeSO4＋2NH4HCO3===CO2↑＋FeCO3↓＋（NH4）2SO4＋H2O
（3）若温度过高会导致NH4HCO3分解，也会加快Fe2＋的水解，使原料利用率低
（4）除去过量的NH4HCO3
（5）降低K2SO4的溶解度
（6）2SO
－2e－===S2O
（7）4FeCO3＋O2
2Fe2O3＋4CO2
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