大题04 无机定量定性型探究实验15题备战高考化学大题必杀100题 解析版.docx

1、大题04 无机定量定性型探究实验15题备战高考化学大题必杀100题 解析版大题04 无机定量、定性型探究实验15题备战2020年高考化学大题必杀100题1某学习小组探究SO2与Cu(OH)2悬浊液的反应。实验：向NaOH溶液中加入浓CuCl2溶液，制得含Cu(OH)2的悬浊液，测溶液pH13。向悬浊液中通入SO2，产生大量白色沉淀，测溶液pH3。推测白色沉淀中可能含有Cu+、Cu2+、Cl- 、SO42-、SO32-、HSO3-。已知： i. Cu(NH3)42+(蓝色)；Cu+Cu(NH3)2+(无色)；Cu+Cu+Cu2+ii. Ag2SO4微溶于水，可溶于一定浓度的硝酸。实验：（1）通过

2、“白色沉淀A”确定一定存在的离子是_。判断白色沉淀中金属离子仅含有Cu+、不含Cu2+的实验证据是_。用以证实白色沉淀中无SO42-、SO32-、HSO3-的试剂a是_。生成CuCl的离子方程式是_。（2）小组同学基于上述实验认为： SO2与Cu(OH)2悬浊液能发生氧化还原反应不仅基于本身的性质，还受到“生成了沉淀促进了氧化还原反应的发生”的影响。设计实验验证了此观点。用实验方法制得含Cu(OH)2的悬浊液，过滤、洗涤获取纯净的Cu(OH)2固体。检验Cu(OH)2固体是否洗涤干净的方法是_。编号实验现象III向Cu(OH)2固体中加入一定量的水，制得悬浊液(pH8)，向悬浊液中通入SO2a

3、. 底部产生少量浅黄色沉淀，慢慢消失b. 静置，底部产生少量红色固体IV向CuSO4溶液中通入SO2无沉淀产生经确认浅黄色沉淀是CuOH，红色固体是Cu，证明SO2与Cu(OH)2悬浊液发生了氧化还原反应。最终生成Cu的原因是_。由实验III、IV可以得出的结论除“生成了沉淀促进了氧化还原反应的发生” 外还有_。【答案】（1）Cl- 白色沉淀溶于氨水后无色说明无Cu2+，后变成蓝色说明含 Cu+ 硝酸酸化的BaCl2或Ba(NO3)2溶液 SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O （2）用小试管接取最后的几滴洗涤液，加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液

4、，无沉淀产生 SO2 与Cu(OH)2 反应生成CuOH，过量SO2溶于水使溶液显酸性，CuOH在酸性溶液里反应最终生成Cu 和Cu2+ SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应 【解析】（1）根据实验可知，蓝色溶液中加入硝酸和硝酸银得到“白色沉淀A”，A为AgCl，说明溶液中一定存在Cl-，故答案为：Cl-；白色沉淀中加入氨水得到无色溶液，说明无Cu2+，后变成蓝色说明含 Cu+，因此白色沉淀中金属离子仅含有Cu+、不含Cu2+，故答案为：白色沉淀溶于氨水后无色说明无Cu2+，后变成蓝色说明含 Cu+；SO32-、HSO3-都能被硝酸氧化生成SO42-，因此证实白色沉淀中无SO42-

5、、SO32-、HSO3-的试剂a是硝酸酸化的BaCl2或Ba(NO3)2溶液，故答案为：硝酸酸化的BaCl2或Ba(NO3)2溶液；根据实验可知，白色沉淀为CuCl，即实验I中生成的白色沉淀为CuCl，反应的离子方程式为SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O，故答案为：SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O；（2）用实验方法制得含Cu(OH)2的悬浊液，过滤得到的Cu(OH)2固体上吸附了Cl-，洗涤获取纯净的Cu(OH)2固体，因此检验Cu(OH)2固体是否洗涤干净只需要检验洗涤后的滤液中是否含有

6、Cl-，方法为：用小试管接取最后的几滴洗涤液，加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液，无沉淀产生，说明沉淀已洗净，故答案为：用小试管接取最后的几滴洗涤液，加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液，无沉淀产生；经确认浅黄色沉淀是CuOH，说明SO2与Cu(OH)2悬浊液发生了氧化还原反应。过量SO2溶于水使溶液显酸性，CuOH在酸性溶液里反应最终生成Cu 和Cu2+，因此红色固体是Cu，故答案为：SO2 与Cu(OH)2 反应生成CuOH，过量SO2溶于水使溶液显酸性，CuOH在酸性溶液里反应最终生成Cu 和Cu2+；根据实验III、IV可知SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应，故答案为：SO2与

7、二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应。【点睛】本题的易错点为（1）中试剂a的选择，要注意除了证实白色沉淀中无SO42-，还需要证实没有SO32-、HSO3-，因此不能选用盐酸酸化的氯化钡溶液。2有学生将铜与稀硝酸反应实验及NO、NO2性质实验进行改进、整合，装置如图(洗耳球：一种橡胶为材质的工具仪器)。实验步骤如下：(一)组装仪器：按照如图装置连接好仪器，关闭所有止水夹；(二)加入药品：在装置A中的烧杯中加入30%的氢氧化钠溶液，连接好铜丝，在装置C的U型管中加入4.0 mol/L的硝酸，排除U型管左端管内空气；(三)发生反应：将铜丝向下移动，在硝酸与铜丝接触时可以看到螺旋状铜丝与稀硝酸反

8、应产生气泡，此时打开止水夹，U型管左端有无色气体产生，硝酸左边液面下降与铜丝脱离接触，反应停止；进行适当的操作，使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中，气体变为红棕色；(四)尾气处理：气体进入烧杯中与氢氧化钠溶液反应；(五)实验再重复进行。回答下列问题：（1）实验中要保证装置气密性良好，检验其气密性操作应该在_。a.步骤(一)(二)之间 b.步骤(二)(三)之间（2）装置A的烧杯中玻璃仪器的名称是 。（3）加入稀硝酸，排除U型管左端管内空气的操作是 。（4）步骤(三)中“进行适当的操作”是打开止水夹_(填写序号)，并用洗耳球在U型管右端导管口挤压空气进入。（5）在尾气处理阶段，使B中广口瓶内

9、气体进入烧杯中的操作是 。尾气中主要含有NO2和空气，与NaOH溶液反应只生成一种盐，则离子方程式为 。（6）某同学发现，本实验结束后硝酸还有很多剩余，请你改进实验，使能达到预期实验目的，反应结束后硝酸的剩余量尽可能较少，你的改进是 。【答案】（1）a （2）球形干燥管 （3）加入硝酸时，不断向左端倾斜U型管 （4） （5）打开止水夹，关闭止水夹，并将洗耳球尖嘴插在止水夹处的导管上，打开止水夹挤压洗耳球 4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O （6）取少量的稀硝酸和四氯化碳注入U型管中 【解析】（1）气密性检验在连接好装置之后，加药品之前，故答案选a；（2）根据装置中仪器的形状，可以判

10、定该装置为球形干燥管或干燥管；（3）根据实验目的是铜和稀硝酸反应的性质实验，加入硝酸时，不断向左端倾斜U型管；（4）使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中，必须保持气流畅通，气体若进入三孔洗气瓶，在需要打开，只打开，气体也很难进入，因为整个体系是密封状态，需用洗耳球尖嘴插在止水夹处的导管上，打开止水夹挤压洗耳球；（5）尾气处理阶段需要让氮氧化物进入氢氧化钠溶液中，必须打开止水夹，并关闭，并通过通入空气，排出氮氧化物；根据反应物主要是NO2和O2，产物只有一种盐，说明只有NaNO3，方程式为：4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O；（6）硝酸浓度越低，反应越慢，该反应又没有加热装置，最

11、好是放入四氯化碳，密度比硝酸溶液大，且难溶于水，反应后通过分液便于分离,则改进的方法为取少量的稀硝酸和四氯化碳注入U型管中，二者不互溶，可填充U型管的空间不改变硝酸的浓度。3亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂，其沸点为5.5，易水解。已知：AgNO2微溶于水，能溶于硝酸，AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2，某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度，相关实验装置如图所示。（1）制备Cl2的发生装置可以选用_(填字母代号)装置，发生反应的离子方程式为_。 （2）欲收集一瓶干燥的氯气，选择合适的装置，其连接顺序为 a_(按气流方向，用小写字母表示)。（3）实验室可

12、用图示装置制备亚硝酰氯：实验室也可用 B 装置制备 NO ， X装置的优点为_。检验装置气密性并装入药品，打开K2，然后再打开K3，通入一段时间气体，其目的是_，然后进行其他操作，当Z中有一定量液体生成时，停止实验。 （4）已知：ClNO 与H2O反应生成HNO2和 HCl。设计实验证明 HNO2是弱酸：_。(仅提供的试剂：1 molL-1盐酸、 1 molL-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)。通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取Z中所得液体m g 溶于水，配制成250 mL 溶液；取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中，以K2CrO4溶液为指示剂，用c molL

13、-1 AgNO3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为20.00mL。滴定终点的现象是_，亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为_。(已知： Ag2CrO4为砖红色固体； Ksp(AgCl)1.5610-10，Ksp(Ag2CrO4)110-12)【答案】（1）A（或B） MnO2+4H+2Cl-Mn2+ Cl2+2H2O（或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2+5Cl2+8H2O） （2）fgcbdejh （3）随开随用，随关随停 排干净三颈烧瓶中的空气 （4）用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，点在红色石蕊试纸中央，若试纸变蓝，说明HNO2是弱酸 滴入最后一滴标准液，生成砖红色沉淀，且半分钟内

14、无变化 【解析】（1）二氧化锰和浓盐酸加热下制氯气，发生装置属于固液加热型（或KMnO4与浓盐酸常温下制备Cl2）。（2）制得的氯气中会混有水蒸气和氯化氢，用饱和食盐水除氯化氢，浓硫酸吸收水分，用向上排空气法收集氯气，最后进行尾气处理。（3）实验室也可用 B 装置制备 NO，X装置的优点为随开随用，随关随停。通入一段时间气体，其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽，防止NO被空气中的氧气氧化。（4）要证明HNO2是弱酸可证明HNO2中存在电离平衡或证明NaNO2能发生水解，结合题给试剂分析。以K2CrO4溶液为指示剂，用c molL-1 AgNO3标准溶液滴定至终点，滴定终点的现象是：滴入最后一滴标准

15、液，生成砖红色沉淀，且半分钟内无变化；根据(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+)，然后结合m=nM来计算。【详解】（1）可以用二氧化锰和浓盐酸加热下制备氯气，发生装置属于固液加热型的，反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O，离子方程式为：MnO2+4H+2Cl-Mn2+ Cl2+2H2O，（或用KMnO4与浓盐酸常温下制备Cl2，发生装置属于固液不加热型，反应的离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2+5Cl2+8H2O）故答案为A（或B）；MnO2+4H+2Cl-Mn2+ Cl2+2H2O（或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2+5

16、Cl2+8H2O）。（2）制得的氯气中会混有水蒸气和氯化氢，用饱和食盐水除氯化氢，浓硫酸吸收水分，用向上排空气法收集氯气，最后进行尾气处理，故其连接顺序为 fgcbdejh；故答案为fgcbdejh。（3）实验室也可用 B 装置制备 NO ，X装置的优点为随开随用，随关随停，故答案为随开随用，随关随停。检验装置气密性并装入药品，打开K2，然后再打开K3，通入一段时间气体，其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽，防止NO被空气中的氧气氧化，故答案为排干净三颈烧瓶中的空气；（4）要证明HNO2是弱酸可证明HNO2中存在电离平衡或证明NaNO2能发生水解，根据题目提供的试剂，应证明NaNO2溶液呈碱性；故设

17、计的实验方案为：用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，点在红色石蕊试纸中央，若试纸变蓝，说明HNO2是弱酸，故答案为用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，点在红色石蕊试纸中央，若试纸变蓝，说明HNO2是弱酸。以K2CrO4溶液为指示剂，用c molL-1 AgNO3标准溶液滴定至终点，滴定终点的现象是：滴入最后一滴标准液，生成砖红色沉淀，且半分钟内无变化；取Z中所得液体m g 溶于水，配制成250 mL 溶液；取出25.00 mL中满足：n(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+)=c0.02L=0.02cmol，则250mL溶液中n(ClNO)=0.2cmol，m（ClNO）=nM=0.2cmol65.5g/mo

18、l=13.1cg，亚硝酞氯(ClNO)的质量分数为(13.1cgm g)100=，故答案为滴入最后一滴标准液，生成砖红色沉淀，且半分钟内无变化；【点睛】本题考查了物质制备方案设计，为高频考点和常见题型，主要考查了方程式的书写，实验装置的连接，实验方案的设计，氧化还原反应，环境保护等，侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力。4向硝酸酸化的2 mL 0.1 molL1 AgNO3溶液（pH2）中加入过量铁粉，振荡后静置，溶液先呈浅绿色，后逐渐呈棕黄色，试管底部仍存在黑色固体，过程中无气体生成。实验小组同学针对该实验现象进行了如下探究。.探究Fe2产生的原因。（1）提出猜想：Fe2可能是Fe与_或

19、_反应的产物。（均填化学式）（2）实验探究：在两支试管中分别加入与上述实验等量的铁粉，再加入不同的液体试剂，5 min后取上层清液，分别加入相同体积和浓度的铁氰化钾溶液。液体试剂加入铁氰化钾溶液1号试管2 mL 0.1 molL1AgNO3溶液无蓝色沉淀2号试管硝酸酸化的2 mL 0.1 molL1_溶液(pH2)蓝色沉淀2号试管中所用的试剂为_。资料显示：该温度下，0.1 molL1 AgNO3溶液可以将Fe氧化为Fe2。但1号试管中未观察到蓝色沉淀的原因可能为 。小组同学继续进行实验，证明了由2号试管得出的结论正确。实验如下：取100 mL 0.1 molL1硝酸酸化的AgNO3溶液（pH

20、2），加入铁粉并搅拌，分别插入pH传感器和NO传感器（传感器可检测离子浓度），得到图甲、图乙，其中pH传感器测得的图示为_（填“图甲”或“图乙”）。实验测得2号试管中有NH4+生成，则2号试管中发生反应的离子方程式为_。.探究Fe3产生的原因。查阅资料可知，反应中溶液逐渐变棕黄色是因为Fe2被Ag氧化了。小组同学设计了不同的实验方案对此进行验证。（3）方案一：取出少量黑色固体，洗涤后， （填操作和现象），证明黑色固体中有Ag。（4）方案二：按下图连接装置，一段时间后取出左侧烧杯中的溶液，加入KSCN溶液，溶液变红。该实验现象_（填“能”或“不能”）证明Fe2可被Ag氧化，理由为 。【答案】（1

21、）HNO3 AgNO3 （2）NaNO3 该反应速率很小（或该反应的活化能较大） 图乙 4Fe10HNO3-=4Fe2NH4+3H2O （3）加入足量稀硝酸并加热将固体全部溶解，再向所得溶液中加入稀盐酸，产生白色沉淀（或加入足量稀盐酸，有黑色固体剩余）（答案合理均可） （4）不能 Fe2可能被HNO3氧化或被氧气氧化（答案合理均可） 【解析】.（1）向硝酸酸化的AgNO3溶液（pH2）中加入过量的铁粉，过量的铁粉可与硝酸反应生成亚铁离子，也可与AgNO3溶液反应生成Fe2，Fe2AgNO3=Fe(NO3)22Ag，因此溶液中的Fe2可能是Fe与HNO3或AgNO3反应的产物，故答案为：HNO3

22、；AgNO3；（2）探究Fe2的产生原因时，2号试管作为1号试管的对比实验，要排除Ag的影响，可选用等浓度、等体积且pH相同的不含Ag的NaNO3溶液进行对比实验，故答案为：NaNO3；AgNO3可将Fe氧化为Fe2，但1号试管中未观察到蓝色沉淀，说明AgNO3溶液和Fe反应的速率较慢，生成的Fe2浓度较小，故答案为：该反应速率很小（或该反应的活化能较大）；由2号试管得出的结论正确，说明Fe2是Fe与HNO3反应的产物，随着反应的进行，HNO3溶液的浓度逐渐减小，溶液的pH逐渐增大，则图乙为pH传感器测得的图示，故答案为：图乙；实验测得2号试管中有NH生成，说明Fe与HNO3反应时，Fe将HN

23、O3还原为NH，根据氧化还原反应的原理可写出反应的离子方程式为4Fe10HNO3-=4Fe2NH4+3H2O，故答案为：4Fe10HNO3-=4Fe2NH4+3H2O；.（3）Ag氧化Fe2时发生反应AgFe2=AgFe3，而黑色固体中一定含有过量的铁，所以可加入足量HCl或H2SO4溶液溶解Fe，若有黑色固体剩余，则证明黑色固体中有Ag；或向黑色固体中加入足量稀硝酸加热溶解后再加入稀盐酸，若产生白色沉淀，则证明黑色固体中有Ag，故答案为：加入足量稀硝酸并加热将固体全部溶解，再向所得溶液中加入稀盐酸，产生白色沉淀（或加入足量稀盐酸，有黑色固体剩余）（答案合理均可）（4）取左侧烧杯中的溶液，加入

24、KSCN溶液后，溶液变红，只能证明有Fe3生成，不能证明Fe2可被Ag氧化，因为Fe（NO3）2溶液呈酸性，酸性条件下NO可将Fe2氧化为Fe3，且Fe（NO3）2溶液直接与空气接触，Fe2也可被空气中的氧气氧化为Fe3；故答案为：不能；Fe2可能被HNO3氧化或被氧气氧化（答案合理均可）。5某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl36H2O能否反应产生Cl2，FeCl3的升华温度为315。实验操作和现象：操作现象点燃酒精灯，加热.A中部分固体溶解，上方出现白雾.稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴.B中溶液变蓝（1）现象中的白雾是 。（2）分析现象，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：a

25、.加热FeCl36H2O，产生白雾和黄色气体。b.用KSCN溶液检验现象和a中的黄色气体，溶液均变红。通过该实验说明现象中黄色气体含有 。（3）除了氯气可使B中溶液变蓝外，推测还可能的原因是：实验b检出的气体使之变蓝，反应的离子方程式是 。经实验证实推测成立。溶液变蓝的另外一种原因是：在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是 。（4）为进一步确认黄色气体是否含有Cl2，小组提出两种方案，均证实了Cl2的存在。方案1：在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C。方案2：将B中KI淀粉溶液替换为NaBr溶液；检验Fe2+。现象如下：方案1B中溶液变为蓝色方案2B中

26、溶液呈浅橙红色，未检出Fe2+方案1的C中盛放的试剂是_(填字母)。ANaCl饱和溶液 BNaOH溶液 CNaClO溶液方案2中检验Fe2+的原因是 。综合方案1、2的现象，说明选择NaBr溶液的依据是 。（5）将A中的产物分离得到Fe2O3和MnCl2，A中产生Cl2的化学方程式是： 。【答案】（1）盐酸小液滴 （2） FeCl3 （3）2Fe3+2I-=2Fe2+I2 另取一支试管，向其中加入KI淀粉溶液，再滴入几滴HCl溶液，在空气中放置，观察溶液是否变蓝 （4）A 排除Fe3+将Br-氧化成Br2的可能性 该实验条件下，Br-可以被Cl2氧化成Br2，但不会被Fe3+氧化为Br2 （5

27、）3MnO2+4FeCl36H2O2Fe2O3+3MnCl2+3Cl2+24H2O 【解析】（1）FeCl36H2O受热失去结晶水，同时水解，生成HCI气体，HCl和H2O结合形成盐酸小液滴；（2）FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，发生络合反应，用KSCN溶液检验现象ii和A中的黄色气体，溶液均变红，说明含有FeCl3；（3）氯化铁具有强氧化性，可以将碘离子氧化为碘单质；作对照实验，需要除去Cl2和Fe3+的干扰才能检验酸性情况下的O2影响，所以最好另取溶液对酸性情况下氧气的影响进行检验。因为原题中存在HC1气体，所以酸化最好选用盐酸；（4）方案1：除去Cl2中的FeCl3和O2(H+),若仍

28、能观察到B中溶液仍变为蓝色则证明原气体中确实存在Cl2，Cl2中的氯化氢的去除使用饱和NaCl溶液，饱和NaCl溶液也可以让FeCl3溶解，并且除去O2影响过程中提供酸性的HCI气体，从而排除两个其他影响因素；方案2：若B中观察到浅橙红色，则证明有物质能够将Br-氧化成Br2，若未检查到Fe2+，则证明是Cl2氧化的Br-，而不是Fe3+另外，因为还原剂用的不是I-，可不用考虑O2(H+)的影响问题；方案2：将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液，结果B中溶液呈橙红色，且未检出Fe2+，Br-可以被Cl2氧化成Br2，但不会被Fe3+氧化为Br 2；（5）二氧化锰与FeCl36H2O反应生成F

29、e2O3、MnCl2、Cl2及水，据此结合原子守恒书写反应方程式。【详解】（1） FeCl36H2O受热失去结晶水FeCl36H2OFeCl3+6H2O，同时水解FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl，生成HCl气体，HCl和H2O结合形成盐酸小液滴，而形成白雾，故答案为：HCl小液滴； （2） FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，发生络合反应，Fe3+3SCN-= Fe(SCN)3，生成血红色的硫氰化铁，用KSCN溶液检验现象ii和A中的黄色气体，溶液均变红，说明含有FeCl3，故答案为：FeCl3；（1） 碘离子具有还原性，氯化铁具有强氧化性，两者反应，碘离子被氧化为碘单质，反应离子方程式为：2Fe3+2I-=2Fe2+I2，故答案为：2Fe3+2I-=2Fe2+I2；FeCl36H2O受热水解，生成HCl气体，作对照实验，需用盐酸酸化，另取一支试管，向其中加入KI-淀粉溶液，再滴入几滴HCl溶液，在空气中放置，观察一段时间后溶液是否变蓝，若一段时间后溶液变蓝则推测成立，故答案为：另取一支试管，向其中加入KI淀粉溶液，再滴入几滴HCl溶液，在空气中放置，观察溶液是否变蓝,进行推测；（4） 方案1：氯化铁能氧化碘离子，氧气在酸性条件下，能氧化碘离子，所以需除去Cl2中的FeCl3和O2(H+)，若仍能