全高考化學(xué)真題解析-探究物質(zhì)的性質(zhì)

高考化學(xué)真題解析-探究物質(zhì)的性質(zhì)1．(2016課標(biāo)Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實驗室中對NH3與NOx反應(yīng)進行了探究。回答下列問題：（1）氨氣的制備①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為：發(fā)生裝置→______(按氣流方向，用小寫字母表示)。（2）氨氣與二氧化氮的反應(yīng)將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗?！敬鸢浮浚?）①A；2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(或B；NH3·H2ONH3↑+H2O)；②dcfei；（2）①紅棕色氣體慢慢變淺；②8NH3+6NO27N2+12H2O；③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象；④反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強小于外壓?！究键c定位】考查化學(xué)實驗原理分析、氣體收集、裝置連接等基本操作及實驗方案的設(shè)計的知識?！久麕燑c睛】制取氣體的裝置與反應(yīng)物的狀態(tài)有關(guān)，由固體混合物加熱制取氣體可以用略向下傾斜試管進行；固體混合或固體與液體混合不加熱制取氣體可以在錐形瓶中進行，也可以在燒瓶中進行。液體可以通過分液漏斗或長頸漏斗加入；若是液體與固體混合物加熱制取氣體，要在燒瓶中進行，同時為了受熱均勻，應(yīng)該墊上石棉網(wǎng)；裝置的連接順序一般是：制取氣體、除雜、干燥、收集、尾氣處理。要根據(jù)除雜原則，選取適當(dāng)?shù)脑噭┏s、干燥，根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)進行氣體的收集和尾氣處理。對于極易溶于水或某溶液的氣體，尾氣處理要注意防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生。要會根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷反應(yīng)現(xiàn)象。2．（2015廣東）NH3及其鹽都是重要的化工原料。（1）用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3，反應(yīng)發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為。（2）按圖13裝置進行NH3性質(zhì)實驗。①先打開旋塞1，B瓶中的現(xiàn)象是，原因是，穩(wěn)定后，關(guān)閉旋塞1。②再打開旋塞2，B瓶中的現(xiàn)象是。（3）設(shè)計實驗，探究某一種因素對溶液中NH4Cl水解程度的影響。限制試劑與儀器：固體NH4Cl、蒸餾水、100mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、藥匙、天平、pH計、溫度計、恒溫水浴槽（可控制溫度）①實驗?zāi)康模禾骄繉θ芤褐蠳H4Cl水解程度的影響。②設(shè)計實驗方案，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案（列出能直接讀取數(shù)據(jù)的相關(guān)物理量及需擬定的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)用字母表示；表中V(溶液)表示所配制溶液的體積）。③按實驗序號I所擬數(shù)據(jù)進行實驗，若讀取的待測物理量的數(shù)值為Y，則NH4Cl水解反應(yīng)得平衡轉(zhuǎn)化率為（只列出算式，忽略水自身電離的影響）。【答案】（1）A、C、G。（2）①產(chǎn)生白煙；打開旋塞1，氯化氫與氨氣混合反應(yīng)生成了白色氯化銨固體小顆粒，形成白煙。②燒杯中的石蕊溶液會倒流進入到B瓶中，形成紅色溶液。（3）①溫度（或濃度）（3）主要采用控制變量的方法，根據(jù)給出的儀器，有可控制溫度水浴槽，那么可以完成溫度對NH4Cl水解程度的影響，天平可以稱出不同質(zhì)量NH4Cl，那么可以配制出不同濃度的溶液，就可以探究濃度對NH4Cl水解程度的影響，故答案為溫度或濃度。如果探究溫度的影響那么控制濃度相同，改變溫度，如果探究濃度相同，那么就要控制溫度相同，不管哪一種探究都需要配制一定濃度的NH4Cl溶液，那么需要稱量NH4Cl的質(zhì)量，但不管探究的是哪種因素的影響，都需要使用pH計通過測量水解后溶液的pH來判斷其水解程度，所以在表格中都應(yīng)有一項為pH值。若探究溫度對NH4Cl水解程度的影響時數(shù)據(jù)為：若探究濃度對NH4Cl水解程度的影響時數(shù)據(jù)為：如果pH為Y，那么c(H+)=10-Ymol/L，物質(zhì)的量為10-Ymol/L×0.1L=10-Y-1mol，那么水解的NH4Cl的物質(zhì)的量也為10-Y-1mol，質(zhì)量為10-Y-1mol×53.5g/mol=10-Y×5.35g，則NH4Cl水解反應(yīng)得平衡轉(zhuǎn)化率為:(10-Y×5.35)/m。【考點定位】本題主要考查了氣體的制取、收集、尾氣處理，將氨氣和氯化氫反應(yīng)的現(xiàn)象和噴泉實驗的原理、鹽類水解等結(jié)合到一起進行考查；還考察了通過控制變量進行探究的實驗?！久麕燑c睛】氣體制取裝置有多種，主要包括：固—固、固—液、液—液幾種組合，還要看反應(yīng)要不要加熱，再選則對應(yīng)的裝置；氣體收集主要有排液法和排空氣法，用排液法時氣體在液體中的溶解度要小，用排空氣法時就看怎樣能把空氣排走。進行實驗探究時先要明確探究的目的，確定探究的方向，探究時要清楚哪些條件要控制不變的，要改變哪些條件，再根據(jù)實驗用品設(shè)計實驗方案，比如這道題，探究的是溫度或濃度對NH4Cl水解程度的影響，那么改變的條件就是溫度或濃度，其它條件要控制一樣，最后根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)得出結(jié)論，有的時候還要對一些意外現(xiàn)象進行討論。夯實基礎(chǔ)氣體制備性質(zhì)實驗的設(shè)計順序：1.發(fā)生裝置氣體的制備：⑴固＋固(加熱)：適用于制O2、NH3⑵固＋液體(不加熱)：適用于制CO2、H2⑶固＋液或液＋液(加熱)：適用于制Cl22.凈化裝置：氣體的除雜除雜原則：①不損失主體氣體②不引入新的雜質(zhì)③在密閉裝置內(nèi)進行④先除易除的氣體。例CO2(HCl)用飽和NaHCO3溶液；Cl2(HCl)用飽和食鹽水。3.氣體的干燥：①酸性干燥劑不能干燥堿性氣體②堿性干燥劑不能干燥酸性氣體③具有強氧化性的干燥劑不能干燥具有強還原性的氣體。（注H2、CO、SO2雖具有還原性，但可用濃硫酸干燥。）常見干燥劑及氣體的干燥4.氣體的收集(從以下氣體中選擇：H2、O2、CO2、NH3、SO2、Cl2、NO2、NO、CH4、C2H4)⑴收集裝置選擇的原則是根據(jù)氣體的溶解性和氣體的密度以及氣體的毒性等。只能用排水法收集的是NO，只能用排空氣法收集的是NH3、NO2。⑵可用排溶液法收集的是：Cl2(飽和食鹽水)、CO2(飽和碳酸氫鈉溶液)、SO2(飽和亞硫酸氫鈉溶液)⑶向上排空氣法：式量大于29的氣體。如O2、CO2、SO2、Cl2、NO2。典型裝置是B。⑷向下排空氣法：式量小于29的氣體。如H2、NH3。典型裝置是D。ABCDE(5)按氣體收集方法列舉常見氣體填入表格內(nèi)5.尾氣的處理方法（1）對于極易溶于水的尾氣，如NH3、HCl、HBr等，可用水并要采用防倒吸裝置吸收。（2）對于溶解度不大的尾氣。如Cl2、H2S、SO2等可直接將出氣管插入吸收劑液面中吸收，吸收劑可用NaOH溶液。（3）對于有毒且易燃的氣體，如CO等，可采用在尾氣出口處放置一酒精燈使CO燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒CO2氣體，或者用一氣球收集。6.防堵塞安全裝置7.液封裝置8.氣體的檢驗方法：典例1．（2015課標(biāo)Ⅰ）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。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解。回答下列問題：（1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有_______。裝置B的主要作用是________。（2）乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進行實驗。①乙組同學(xué)的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、______。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是_______。②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_______。（3）設(shè)計實驗證明：①草酸的酸性比碳酸的強______。②草酸為二元酸______?！敬鸢浮浚?）有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁；CO2；冷凝（水蒸氣、草酸等），避免草酸進入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗。（2）①F、D、G、H、D、I；CuO（氧化銅）；②H中的粉末有黑色變?yōu)榧t色，其后的D中的石灰水變渾濁；（3）①向盛有少量NaHCO3溶液的試管中滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生。②用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量是草酸的兩倍【解析】首先通讀這道題，合理猜測H2C2O4·2H2O的分解產(chǎn)物為CO2、CO、H2O三種，然后用氧化還原反應(yīng)的有關(guān)知識（化合價升降）來驗證猜想。知道了反應(yīng)產(chǎn)物，后續(xù)試驗就可以順利展開了。（1）問考常規(guī)，澄清石灰水變渾濁，說明有CO2產(chǎn)生，考慮到還有CO，因此有必要強調(diào)一下"氣泡"；中間的裝置（一般叫冷阱）主要是冷凝分解產(chǎn)物中的水，水是產(chǎn)物之一，必須有裝置證明其存在。同時草酸也可能升華，所以該裝置還有一個作用就是除去草酸蒸氣，避免其進入裝置C中，由題意知草酸和石灰水會產(chǎn)生草酸鈣沉淀，會干擾CO2的檢驗。（2）問考查實驗原理和物質(zhì)性質(zhì)綜合應(yīng)用能力。由裝置A、B出來的氣體含有CO2、CO，容易想到用灼熱氧化銅來氧化CO，進而檢驗其產(chǎn)物CO2。但要注意到原產(chǎn)物中有CO2，故要設(shè)計除去CO2和驗證CO2除盡的環(huán)節(jié)。最終確認(rèn)連接順序F（除CO2）、D（驗證CO2被除盡）、G（干燥，這是氣體進入加熱裝置的常規(guī)要求）、H（氧化CO）、D（驗證H中生成的CO2來證明CO的存在）、I（尾氣處理）；H中要裝CuO（氧化銅）；（3）問考查實驗設(shè)計能力，證明"草酸的酸性比碳酸強"這個命題很常規(guī)。設(shè)計一個常量濃度的溶液混合，產(chǎn)生氣泡即可。題中不給試劑濃度的話，濃度大小可不強調(diào)。碳酸鹽也可以是Na2CO3，但最好不用CaCO3（題目開始部分又暗示CaC2O4難溶）。證明"草酸是二元酸"這個難一點，要用到中和滴定。用一元強堿NaOH中和，根據(jù)酸堿完全反應(yīng)時的物質(zhì)的量之比來作判斷，這是草酸是二元酸的最可靠的證據(jù)。【考點定位】CO、CO2的性質(zhì)；化學(xué)實驗基本知識；化學(xué)實驗知識的簡單應(yīng)用。難度為較難等級【名師點晴】相信每個考生看到這道高考題的第一感都是：題目情景絕對的新穎！這個實驗是我沒有做過的！其實破題的關(guān)鍵是要分析出草酸分解的產(chǎn)物，那個反應(yīng)（H2C2O4·2H2O===CO2↑＋CO↑＋3H2O）高中化學(xué)里并不常見，我們要學(xué)會從題文中捕捉信息來猜想關(guān)鍵產(chǎn)物（CO2來自澄清石灰水的聯(lián)想，CO來自第二小問），進而用氧化還原反應(yīng)原理（化合價升降）來驗證。知道發(fā)生裝置中產(chǎn)生的氣體是CO2、CO、H2O(g)、少量草酸蒸氣（由"受熱脫水、升華"這句聯(lián)想），后續(xù)的實驗分析和設(shè)計大家基本就會了，一道剛剛謀面的新題就變成你的常規(guī)題了。可以看出：對你所研究體系的成分進行仔細(xì)分析，是好多難題的突破良方。典例2．(2014福建)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進行如下實驗：實驗一焦亞硫酸鈉的制取采用右圖裝置(實驗前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置II中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為：Na2SO3＋SO2＝Na2S2O5（1）裝置I中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為。（2）要從裝置II中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是。（3）裝置III用于處理尾氣，可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為(填序號)。實驗二焦亞硫酸鈉的性質(zhì)Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。（4）證明NaHSO3溶液中HSO3－的電離程度大于水解程度，可采用的實驗方法是(填序號)。a．測定溶液的pHb．加入Ba(OH)2溶液c．加入鹽酸d．加入品紅溶液e．用藍色石蕊試紙檢測（5）檢驗Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是。實驗三葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測定（6）葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)的方案如下：(已知：滴定時反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋I2＋2H2O＝H2SO4＋2HI)①按上述方案實驗，消耗標(biāo)準(zhǔn)I2溶液25．00mL，該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)為