【四川】2020版化學《高考專題輔導》題型強化卷(四)-探究性實驗題的答題技巧

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調整合適的觀看比例，答案解析附后。關閉Word文檔返回原板塊。題型強化卷(四)探究性試驗題的答題技巧(20分鐘30分)1.(14分)(2021·安徽高考)某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2QUOTE轉化為Cr3+。某課題組爭辯發(fā)覺,少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可對該反應起催化作用。為進一步爭辯有關因素對該反應速率的影響,探究如下:(1)在25℃下,把握光照強度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調整不同的初始pH和肯定濃度草酸溶液用量,做對比試驗,完成以下試驗設計表(表中不要留空格)試驗編號初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL①4601030②5601030③560測得試驗①和②溶液中的Cr2QUOTE濃度隨時間變化關系如圖所示。(2)上述反應后草酸被氧化為(填化學式)。(3)試驗①和②的結果表明;試驗①中0～t1時間段反應速率v(Cr3+)=

________________________mol·L-1·min-1(用代數式表示)。(4)該課題組對鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設,請你完成假設二和假設三:假設一:Fe2+起催化作用;假設二:______________________________;假設三:______________________________;……(5)請你設計試驗驗證上述假設一,完成下表中內容。(除了上述試驗供應的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2QUOTE的濃度可用儀器測定)試驗方案(不要求寫具體操作過程)預期試驗結果和結論2.(16分)(2021·湖南十三校聯考)資料顯示:鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生大量氣體和白色不溶物。某同學設計了如下試驗方案并驗證產物、探究反應原理。(1)提出假設:試驗Ⅰ:用砂紙擦去鎂條表面氧化膜,將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中,快速反應,產生大量氣泡和白色不溶物,溶液由淺紅變紅。該同學對反應中產生的白色不溶物做出如下猜想:猜想1:白色不溶物可能為___________。猜想2:白色不溶物可能為MgCO3。猜想3:白色不溶物可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2]。(2)設計定性試驗確定產物并驗證猜想:試驗序號試驗試驗現象結論試驗Ⅱ將試驗Ⅰ中收集到的氣體點燃能安靜燃燒,產生淡藍色火焰①氣體成分為

試驗Ⅲ②取試驗Ⅰ中的白色不溶物,洗滌,加入足量

_____③

_____________________

_______________________白色不溶物可能含有MgCO3試驗Ⅳ取試驗Ⅰ中的澄清溶液,向其中加入少量CaCl2稀溶液產生白色沉淀④溶液中存在

(3)為進一步確定試驗Ⅰ的產物,設計定量試驗方案,如圖所示:稱取試驗Ⅰ中所得干燥、純潔的白色不溶物22.6g,充分加熱至不再產生氣體為止,并使分解產生的氣體全部進入裝置A和B中。試驗前后裝置A增重1.8g,裝置B增重8.8g,試確定白色不溶物的化學式為。(4)請結合化學用語和化學平衡移動原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應產生大量氣泡和白色不溶物的緣由_____________________________________。(20分鐘30分)1.(12分)將綠礬(FeSO4·7H2O)隔絕空氣條件下加強熱分解,已知產物全部為氧化物,為探究綠礬分解的反應產物,某同學進行了以下試驗:【試驗一】為探究固體產物中鐵元素的價態(tài),該同學將固體產物溶于足量的稀硫酸得到相應溶液,進行以下猜想和試驗:猜想試驗操作預期現象猜想一:鐵元素只顯價①向所得溶液中滴入KSCN溶液;②向稀酸性KMnO4溶液中滴入所得溶液KSCN溶液無明顯現象稀酸性KMnO4溶液顏色

猜想二:鐵元素只顯價KSCN溶液呈色;稀酸性KMnO4溶液顏色

猜想三:鐵元素既有+2價又有+3價KSCN溶液呈色;稀酸性KMnO4溶液顏色

【試驗二】為進一步探究該反應的產物,進行了如下圖所示的試驗:(1)試驗開頭時,點燃B處酒精噴燈之前應先打開A處活塞通CO2,其目的是_______________________;(2)裝置圖中C的作用是____________________________________;(3)該組同學稱取了55.6g綠礬按如圖裝置進行試驗,待綠礬分解完全后,測得D瓶中沉淀的質量為23.3g,依據這些數據,可以得知,綠礬分解的化學方程式為_______________________________________________________________;(4)該組同學設計的裝置存在著一個明顯的缺陷是_______________________________________________________________。2.(18分)有文獻記載:在強堿性條件下,加熱銀氨溶液可能析出銀鏡。某同學進行如下驗證和對比試驗。裝置試驗序號試管中的藥品現象試驗Ⅰ2mL銀氨溶液和數滴較濃NaOH溶液有氣泡產生;一段時間后,溶液漸漸變黑;試管壁附著有銀鏡試驗Ⅱ2mL銀氨溶液和數滴濃氨水有氣泡產生;一段時間后,溶液無明顯變化該同學欲分析試驗Ⅰ和試驗Ⅱ的差異,查閱資料:a.Ag(NH3QUOTE+2H2OAg++2NH3·H2Ob.AgOH不穩(wěn)定,極易分解為黑色的Ag2O(1)配制銀氨溶液所需的藥品是______________________。(2)經檢驗,試驗Ⅰ的氣體中有NH3,黑色物質中有Ag2O。①用潮濕的紅色石蕊試紙檢驗NH3,產生的現象是

______________________________________________________________________________________。②產生Ag2O的緣由是

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)該同學對產生銀鏡的緣由提出假設:可能是NaOH還原Ag2O。試驗及現象:向AgNO3溶液中加入,消滅黑色沉淀;水浴加熱,未消滅銀鏡。(4)重新假設:在NaOH存在下,可能是NH3還原Ag2O。用如圖所示裝置進行試驗?，F象:消滅銀鏡。在虛線框內畫出用生石灰和濃氨水制取NH3的裝置簡圖(夾持儀器略)。(5)該同學認為在(4)的試驗中會有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假設:在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也參與了NH3還原Ag2O的反應。進行如下試驗:①有部分Ag2O溶解在氨水中,該反應的化學方程式是________________________________________________________________。②試驗結果證明假設成立,依據的現象是

__________________________________________________________________________________________。(6)用HNO3清洗試管壁上的Ag,該反應的化學方程式是_______________。答案解析1.【解析】(1)由“調整不同的初始pH和肯定濃度草酸溶液用量,做對比試驗”可知試驗①②是為了對比pH的不同對速率的影響,試驗②③是為了對比草酸濃度的不同對速率的影響,所以在試驗③中草酸溶液和蒸餾水的總體積為40mL即可(但不能與試驗②的用量相同)。(2)H2C2O4中C的化合價為+3,被含Cr2QUOTE的酸性溶液氧化后只能上升為+4價,故產物為CO2。(3)圖像中曲線的斜率越大,說明反應速率越快,所以由試驗①②條件對比可知,pH越小該反應速率越快。Cr2QUOTE氧化H2C2O4后,本身被還原為Cr3+,由質量守恒定律得關系式:Cr2QUOTE～2Cr3+,故v(Cr3+)=2v(Cr2QUOTE)=QUOTE。(4)加入鐵明礬后的混合液中含Fe2+、Al3+、SQUOTE,所以假設二、假設三分別為Al3+起催化作用、SQUOTE起催化作用。(5)用等物質的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替試驗①中的鐵明礬,把握其他反應條件與試驗①相同,進行對比試驗。在此條件下,溶液中只相差Fe2+,若反應進行相同時間后,溶液中c(Cr2QUOTE)大于試驗①中的c(Cr2QUOTE),則假設一成立;若兩溶液中的c(Cr2QUOTE)相同,則假設一不成立。答案:(1)試驗編號初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL③2020(合理即可)(2)CO2(3)溶液的pH對該反應的速率有影響QUOTE(4)Al3+起催化作用SQUOTE起催化作用(5)試驗方案(不要求寫具體操作過程)預期試驗結果和結論用等物質的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替試驗①中的鐵明礬,把握其他反應條件與試驗①相同,進行對比試驗反應進行相同時間后,若溶液中c(Cr2QUOTE)大于試驗①中的c(Cr2QUOTE),則假設一成立;若兩溶液中的c(Cr2QUOTE)相同,則假設一不成立(本題為開放性題目,其他答案合理均可)2.【解析】(1)由題意可知,還可能是Mg(OH)2;(2)淡藍色火焰,可知為氫氣;加入鹽酸,產生氣泡,沉淀完全溶解,則可能為MgCO3;加入Ca2+,是為了檢驗溶液中的CQUOTE;(3)n(H2O)=0.1mol,n(CO2)=0.2mol,H2O是由Mg(OH)2分解產生,CO2是由MgCO3分解產生,說明有0.2mol的MgCO3和0.1mol的Mg(OH)2;(4)理解HCQUOTE的電離平衡和水解平衡。答案:(1)Mg(OH)2(2)①氫氣②稀鹽酸③產生氣泡,沉淀完全溶解④CQUOTE(3)2MgCO3·Mg(OH)2或Mg(OH)2·2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2(4)NaHCO3溶液中存在如下平衡:HCQUOTEH++CQUOTE、H2OH++OH-;Mg和H+反應生成Mg2+,Mg2+跟OH-、CQUOTE生成難溶物Mg(OH)2·2MgCO3,則H+、OH-和CQUOTE的濃度均減小,促使兩平衡均向右移動;故Mg和飽和NaHCO3溶液反應產生大量H21.【解析】【試驗一】由題意知綠礬分解的產物全為氧化物,則鐵元素可能為+2價,也可能為+3價,或者既有+2價又有+3價。+2價鐵具有還原性,可使酸性高錳酸鉀溶液褪色,+3價鐵與KSCN溶液生成紅色物質,利用這些性質可以檢驗鐵元素的價態(tài)。【試驗二】(1)FeSO4具有還原性,能夠被空氣中的氧氣氧化,試驗開頭時通CO2的目的是趕走裝置內的空氣防止FeSO4·7H2O被氧化。(2)本試驗有加熱裝置,反應產生氣體,氣體與氯化鋇溶液反應產生白色沉淀,導氣管內壓強減小,簡潔發(fā)生倒吸,C為防倒吸裝置。(3)55.6g綠礬的物質的量為QUOTE=0.2mol,那么分解前硫元素的物質的量為0.2mol,白色沉淀為硫酸鋇,其物質的量為QUOTE=0.1mol,所以除了SO3以外還應有SO2,其物質的量也為0.1mol,因此答案是2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。(4)二氧化硫對環(huán)境有污染,應添加尾氣處理裝置。答案:【試驗一】猜想一:+2褪為無色猜想二:+3紅無變化猜想三:紅褪為無色【試驗二】(1)趕走裝置內的空氣(2)防止產生倒吸(3)2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O(4)未進行尾氣處理2.【解析】(2)當銀氨溶液中加入強堿并加熱時,Ag(NH3QUOTE+2H2OAg++2NH3·H2O,氨水逸出NH3,平衡右移,Ag+與OH-反應并馬上轉化成Ag2O。(5)由于假設可能是Ag(NH3)2OH也參與了NH3還原A