專題16-化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究

1、1【2016年高考北京卷】（16分）以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反應(yīng)的多樣性。實(shí)驗(yàn)試劑現(xiàn)象滴管試管2 mL0.2 mol·L1 Na2SO3溶液飽和Ag2SO4溶液.產(chǎn)生白色沉淀0.2 mol·L1 CuSO4.溶液變綠，繼續(xù)滴加產(chǎn)生棕黃色沉淀0.1 mol·L1 Al2（SO4）3溶液.開始無明顯變化，繼續(xù)滴加產(chǎn)生白色沉淀（1）經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象中的白色沉淀是Ag2SO3。用離子方程式解釋現(xiàn)象：_。（2）經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象的棕黃色沉淀中不含SO42，含有Cu+、Cu2+和SO32。已知：Cu+Cu +Cu2+，Cu2+CuI（

2、白色）+I2。用稀硫酸證實(shí)沉淀中含有Cu+的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。通過下列實(shí)驗(yàn)證實(shí)，沉淀中含有Cu2+和SO32。 a.白色沉淀A是BaSO4，試劑1是_。b.證實(shí)沉淀中含有Cu+和SO32的理由是_。（3）已知：Al2（SO3）3在水溶液中不存在。經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象的白色沉淀中無SO42，該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色。推測(cè)沉淀中含有亞硫酸根和_。對(duì)于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設(shè)：i.被Al（OH）3所吸附；ii.存在于鋁的堿式鹽中。對(duì)假設(shè)ii設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了假設(shè)ii成立。a.將對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。 步驟二：_（按上圖形式呈現(xiàn)）。（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)，亞硫酸鹽

3、的性質(zhì)有_。鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與_有關(guān)?！敬鸢浮浚?）2Ag+SO32Ag2SO4。（2）加入稀硫酸后，有紅色固體生成；a. HCl和BaCl2溶液。b.在I-的作用下，Cu2+轉(zhuǎn)化為白色沉淀CuI，SO32-轉(zhuǎn)化為SO42-。 （3）Al3+、OH-。a、，b、V1明顯大于V2。（4）還原性、水解溶液顯堿性；兩種鹽溶液中陰陽離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件。2【2016年高考海南卷】（11分）某廢催化劑含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS某同學(xué)用15.0 g該廢催化劑為原料，回收其中的鋅和銅。采用的實(shí)驗(yàn)方案如下：回答下列問題：（1）在下列裝置中，第一次浸出必

4、須用_，第二次浸出應(yīng)選用_。（填標(biāo)號(hào)）（2）第二次浸出時(shí)，向盛有濾液1的反應(yīng)器中加入稀硫酸，后滴入過氧化氫溶液。若順序相反，會(huì)造成_。濾渣2的主要成分是_。（3）濃縮硫酸鋅、硫酸銅溶液使用的器皿名稱是_。（4）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)完成之后，得到1.5gCuSO45H2O,則銅的回收率為_?！敬鸢浮浚?）D A （每空1分，共2分）（2）H2O2與固體顆粒接觸分解 （每空2分，共4分）（3）蒸發(fā)皿 （2分）（4）30% （3分）3【2016年高考江蘇卷】（15分）實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)廢渣（主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）為原料制備MgCO3·3H2O。實(shí)驗(yàn)過程如下：（

5、1）酸溶過程中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為MgCO3(s)+2H+(aq)=Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) H=50.4 kJ·mol-1Mg2SiO4(s)+4H+(aq)=2 Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) H=225.4 kJ·mol-1酸溶需加熱的目的是_；所加H2SO4不宜過量太多的原因是_。（2）加入H2O2氧化時(shí)發(fā)生發(fā)應(yīng)的離子方程式為_。（3）用右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器A的名稱為_。為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相，采取的操作：向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機(jī)萃取劑，_

6、、靜置、分液，并重復(fù)多次。（4）請(qǐng)補(bǔ)充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO3·3H2O的實(shí)驗(yàn)方案：邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，_，過濾、用水洗滌固體23次，在50下干燥，得到MgCO3·3H2O。已知該溶液中pH=8.5時(shí)Mg(OH)2開始沉淀；pH=5.0時(shí)Al(OH)3沉淀完全?！敬鸢浮浚?）加快酸溶速率；避免制備MgCO3時(shí)消耗更多的堿（2）H2O22Fe22H2Fe32H2O （3）分液漏斗；充分振蕩（4）至5.0pH8.5，過濾，邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成，4【2016年高考江蘇卷】（1

7、4分）鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。（1）鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O72-的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3，其電極反應(yīng)式為_。（2）在相同條件下，測(cè)量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對(duì)水中Cu2+和Pb2+的去除率，結(jié)果如圖所示。當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí)，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是_。當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時(shí)，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是_。（3）納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。一定條件下，向FeSO

8、4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4-（B元素的化合價(jià)為+3）與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4，其離子方程式為 。納米鐵粉與水中NO3-反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3-+10H+4Fe2+NH4+3H2O研究發(fā)現(xiàn)，若pH偏低將會(huì)導(dǎo)致NO3-的去除率下降，其原因是 。相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異（見右圖），產(chǎn)生該差異的可能原因是 ?！敬鸢浮浚?）Cr2O72-+6e-+14H+2Cr3+7H2O；（2）活性炭對(duì)Cu2+和Pb2+有吸附作用鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，鐵炭混合物中微電池?cái)?shù)目減少；（3）2Fe2+BH4-+4OH2Fe+ B(OH)4+2H

9、2；納米鐵粉與H反應(yīng)生成H2；Cu或Cu2+催化納米鐵粉去除NO3的反應(yīng)（或形成的FeCu原電池增大納米鐵粉去除NO3的反應(yīng)速率）。5【2016年高考江蘇卷】實(shí)驗(yàn)化學(xué)焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）是常用的抗氧化劑，在空氣中、受熱時(shí)均易分解。實(shí) 驗(yàn)室制備少量Na2S2O5的方法：在不斷攪拌下，控制反應(yīng)溫度在40左右，向Na2CO3過飽和溶液中通入SO2，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。當(dāng)溶液pH約為4時(shí)，停止反應(yīng)，在20左右靜置結(jié)晶。生成Na2S2O5的化學(xué)方程式為2NaHSO3Na2S2O5+H2O（1）SO2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHSO3和CO2，其離子方程式為_。（2）裝置Y的作用是_。（3）析

10、出固體的反應(yīng)液經(jīng)減壓抽濾、洗滌、2530干燥，可獲得Na2S2O5固體。組成減壓抽濾裝置的主要儀器是布氏漏斗、_和抽氣泵。依次用飽和SO2水溶液、無水乙醇洗滌Na2S2O5固體。用飽和SO2水溶液洗滌的目的是_。（4）實(shí)驗(yàn)制得的Na2S2O5固體中含有一定量的Na2SO3和Na2SO4，其可能的原因是_。【答案】（1）2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2 （2）防止倒吸 （3）抽濾瓶；減少Na2S2O5的在水中的溶解；（4）在制備過程中Na2S2O5分解生成生Na2SO3，Na2SO3被氧化生成Na2SO4。6【2016年高考上海卷】（本題共12分）乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香

11、料等工業(yè)，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用a裝置來制備。完成下列填空：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常加入過量的乙醇，原因是_。加入數(shù)滴濃硫酸即能起催化作用，但實(shí)際用量多于此量，原因是_；濃硫酸用量又不能過多，原因是_。（2）飽和Na2CO3溶液的作用是_。（3）反應(yīng)結(jié)束后，將試管中收集到的產(chǎn)品倒入分液漏斗中，_、_，然后分液。（4）若用b裝置制備乙酸乙酯，其缺點(diǎn)有_、_。由b裝置制得的乙酸乙酯產(chǎn)品經(jīng)飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后，還可能含有的有機(jī)雜質(zhì)是_，分離乙酸乙酯與該雜質(zhì)的方法是_?！敬鸢浮浚?）增大反應(yīng)物濃度，使平衡向生成酯的方向移動(dòng)，提高酯7【2016年高考四川卷】（13分）CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。

12、某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解CuCl2·2H2O制備CuCl，并進(jìn)行相關(guān)探究?！举Y料查閱】【實(shí)驗(yàn)探究】該小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持儀器略）。請(qǐng)回答下列問題：（1）儀器X的名稱是_。（2）實(shí)驗(yàn)操作的先后順序是a_c（填操作的編號(hào)）a檢查裝置的氣密性后加入藥品 b熄滅酒精燈，冷卻c在“氣體入口”處干燥HCl d點(diǎn)燃酒精燈，加熱e停止通入HCl，然后通入N2（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{(lán)色，C中試紙的顏色變化是_。（4）裝置D中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是_。（5）反應(yīng)結(jié)束后，取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì)，根據(jù)資料信息分析：若雜質(zhì)

13、是CuCl2，則產(chǎn)生的原因是_。若雜質(zhì)是CuO，則產(chǎn)生的原因是_?！敬鸢浮浚?）干燥管（2）c d b（3）先變紅，后褪色（4）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O（5）加熱時(shí)間不足或溫度偏低通入HCl的量不足8【2016年高考天津卷】(18分)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo)，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位mg/L，我國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5mg/L。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下列裝置(夾持裝置略)，測(cè)定某河水的DO。1、測(cè)定原理：堿性體積下，O2將Mn2+氧化為MnO(OH)2:2Mn2+O2+4OH-=2 MnO(OH)2，酸性條件下

14、，MnO(OH)2將I-氧化為I2:MnO(OH)2+I-+H+Mn2+I2+H2O(未配平)，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2，2S2O32-+I2=S4O62-+2I-2、測(cè)定步驟a安裝裝置，檢驗(yàn)氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。b向燒瓶中加入200ml水樣c向燒瓶中依次迅速加入1mlMnSO4無氧溶液(過量)2ml堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應(yīng)完全。d攪拌并向燒瓶中加入2ml硫酸無氧溶液至反應(yīng)完全，溶液為中性或若酸性。e從燒瓶中取出4000ml溶液，以淀粉作指示劑，用0001000mol/L Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定，記錄數(shù)據(jù)。fg處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的溢

15、出量和加入試劑后水樣體積的變化)?；卮鹣铝袉栴}：（1）配置以上無氧溶液時(shí)，除去所用溶劑水中氧的簡(jiǎn)單操作為_。（2）在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器為_。滴定管注射器量筒（3）攪拌的作用是_。（4）配平反應(yīng)的方程式，其化學(xué)計(jì)量數(shù)依次為_。（5）步驟f為_。（6）步驟e中達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)志為_。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50ml，水樣的DO=_mg/L(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測(cè)得DO是否達(dá)標(biāo)：_(填是或否)（7）步驟d中加入硫酸溶液反應(yīng)后，若溶液pH過低，滴定時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的誤差，寫出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示，至少寫出2個(gè))_。【答案】（1）將溶劑水煮沸后冷卻

16、（2） （3）使溶液混合均勻，快速完成反應(yīng)（4）1，2，4，1，1，3（5）重復(fù)步驟e的操作2-3次（6）溶液藍(lán)色褪去(半分鐘內(nèi)部變色) 9.0 是（7）2H+S2O32-=S+SO2+H2O；SO2+I2+2H2O=4H+SO42-+2I-；4H+4I-+O2=2I2+2H2O(任寫其中2個(gè))9【2016年高考浙江卷】（15分）無水MgBr2可用作催化劑。實(shí)驗(yàn)室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2，裝置如圖1，主要步驟如下： 步驟1 三頸瓶中裝入10 g鎂屑和150 mL無水乙醚；裝置B中加入15 mL液溴。步驟2 緩慢通入干燥的氮?dú)猓敝龄逋耆珜?dǎo)入三頸瓶中。步驟3 反應(yīng)完畢后恢復(fù)至室溫，

17、過濾，濾液轉(zhuǎn)移至另一干燥的燒瓶中，冷卻至0，析出晶體，再過濾得三乙醚合溴化鎂粗品。步驟4 常溫下用苯溶解粗品，冷卻至0，析出晶體，過濾，洗滌得三乙醚合溴化鎂，加熱至160 分解得無水MgBr2產(chǎn)品。已知：Mg和Br2反應(yīng)劇烈放熱；MgBr2具有強(qiáng)吸水性。MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5請(qǐng)回答：（1）儀器A的名稱是_。實(shí)驗(yàn)中不能用干燥空氣代替干燥N2，原因是_。（2）如將裝置B改為裝置C（圖2），可能會(huì)導(dǎo)致的后果是_。（3）步驟3中，第一次過濾除去的物質(zhì)是_。（4）有關(guān)步驟4的說法，正確的是_。A可用95%的乙醇代替苯溶解粗品 B洗滌晶體可選用0的苯C加熱至160的主要目的是除去苯 D該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴（5）為測(cè)定產(chǎn)品的純度，可用EDTA（簡(jiǎn)寫為Y4-）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)的離子方程式：M