8化学实验设计与探究-2017年高考化学母题题源系列含解析-8827

学必求其心得，业必贵于专精【母题本源】2017年高考北京卷【母题题文】某小组在考据反应“Fe+2Ag+＝Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和研究过程以下。-1pH≈2）中加向硝酸酸化的0。05mol·L硝酸银溶液（入过分铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。（1）检验产物①取出少许黑色固体，冲洗后，_______（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。②取上层清液，滴加K3溶液,产生蓝色积淀,说明溶液中含有_______________。(2)针对“溶液呈黄色"，甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过分时不行能有Fe3+，乙依照的原理是___________________用(离子方程式表示）。针对两种见解连续实验：①取上层清液，滴加KSCN溶液,溶液变红，证了然甲的猜想。同时发现有白色积淀产生，且溶液颜色深浅、积淀量多少与取样时间相关,比较实验记录以下:学必求其心得，业必贵于专精序号取样时间现象/minⅰ3产生大量白色积淀；溶液呈红色ⅱ30产生白色积淀；较3min时量少；溶液红色较3min时加深ⅲ120产生白色积淀；较30min时量少;溶液红色较30min时变浅（资料：Ag+与SCN—生成白色积淀AgSCN）②对Fe3+产生的原因作出以下假设：假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；假设b：空气中存在O2，由于________（用离子方程式表示），可产生Fe3+；假设c：酸性溶液中NO3—拥有氧化性，可产生Fe3+；假设d：依照_______现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。③以下实验Ⅰ可证明假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因.实验Ⅱ可证明假设d成立。实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过分铁粉，搅拌后静置，不同样时间取上层清液滴加学必求其心得，业必贵于专精KSCN溶液，3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。实验Ⅱ:装置如图。其中甲溶液是________，操作及现象是________________。3)依如实验现象，结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因：______。【答案】（1)①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色积淀②Fe2+(2）Fe+2Fe3+=3Fe2+②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O加入KSCN溶液后产生白色积淀-1溶液FeSO4溶液(或FeCl2③0。05mol·LNaNO3溶液）分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深3）溶液中存在反应：①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag、②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+、③Fe+2Fe3+=3Fe2+，反应开始时，c(Ag+)大,以反应①、②为主，c(Fe3+）增大。约30分钟学必求其心得，业必贵于专精后，c（Ag+)小，以反应③为主，c(Fe3+)减小。验的搅乱,相当于没有Ag+存在的空白实验，考虑其他条-1件不要变化，可以采纳0。05mol·LNaNO3溶液。原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+可以实现，因此甲池应该注入FeCl2（也许FeSO4溶液）。假设d成立，则上述原电池中可以产生电流,左侧溶液中生成的Fe3+遇到KSCN时红色会更深。（3）由于加入过分铁粉，溶液中存在反应有①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，反应生成的Fe2+可以被Ag+氧化发生反应②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，生成的Fe3+与过分铁粉发生反应③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反应开始时,c（Ag+）大,以反应①②为c3+c+主，（Fe）增大。约30分钟后，(Ag)小，以反应③为主，c(Fe3+）减小。【命题妄图】该题是一个研究性试题，主要观察部分基础化学反应原理、物质的检验、实验解析、有盐桥的原电池学必求其心得，业必贵于专精结构、实验设计等知识，观察考生实验理解能力、依照要求进行实验设计的能力和对问题的综合解析能力。【命题方向】化学是一门实验性的,物质的制备、混杂物的分别提纯、物质的含量的测定及实验时仪器的选择使用，实验方法的设计与议论的问题，都是化学实验必不可少的。因此掌握一些基本化学基础和仪器的使用方法、实验技巧是特别必要的。该类试题的一般观察为：观察化学实验基础知识、元素及化合物及相关理论知识,还涉及对研究方法的观察；将化学基本理论、研究性实验、定性与定量实验放在一起综合观察学生解析问题、解决问题的能力；结合题目给定的信息，对知识进行迁移应用，解决相关问题。【得分要点】灵便应用控制变量思想方法是解答此类问题的要点，研究实验异常现象成为近几年实验研究命题的热点，突出对实验能力的观察。该题为实验研究题，装置图、流程图很简单，但研究过程较复杂，正确全面获守信息、经过控制变量思想进行逻辑解析是解题的要点，凭感觉做题,不简单正确获取题中信息。该类试题的解题策略为：（1)确定变量：解答这类题目时第一要认真审题,理清影响实验研究结果的因素有哪些。（2)定多变:在研究时,应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素,学必求其心得，业必贵于专精1．【衡阳市2017届下学期第三次联考】甲乙两实验小组同学对铁及其化合物的性质进行以下研究:I.甲组同学利用如图装置研究过分铁粉与浓H2SO4反应产生的气体成分。（1）组装好实验仪器后，接下来的实验操作是____________________；2）B中观察到品红溶液褪色，D中收集到VmL水，说明A中反应产生气体的成分是______________________。学必求其心得，业必贵于专精。乙组同学对反应后圆底烧瓶溶液中所含金属离子进行研究。（3）铁与浓H2SO4的反应过程中必有Fe3+生成。取合适反应后的溶液，加入少许KSCN溶液，不变红色。原因是_______________（用离子方程式表示）。(4）取合适反应后的溶液,加人少许酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色。该反应原理的离子方程式为_______________________.5）取少许反应后的溶液,先滴加少许新制氯水，再滴加KSCN溶液,表现血红色，连续滴加过分新制氯水，红色褪去。①解析其可能的原因是：A.溶液中Fe3+被氧化成更髙价；B.；C.。②请采纳以下合适的化学试剂,考据结论A可否正确。0。lmol/LFeCl3溶液、lmol/LFeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、必然浓度的H2O2溶液.操作、现象及相关结论为_______________________。【答案】检查装罝的气密性SO2和H2（或二氧化硫和氢气）3+2+2+-+=5Fe3++2Fe+Fe=3Fe5Fe+MnO4+8HMn2++4H2O溶液中SCN—被试化溶液中Fe3+及学必求其心得，业必贵于专精SCN-均被氧化（注意：

B、C

可互换）

在己褪色的溶液中取出溶液少许于另一试管中，再加入合适的lmol/LKSCN溶液，若是没有明显现象，则结论A正确。或:在己褪色的溶液中取出溶液少许于另一试管中，再加入合适的0.1moI/LFeCl3溶液，若是溶液红色还原，则结论A正确.【解析】I.（1）有气体参加或生成的实验，组装好实验仪器后，接下来的实验操作是检查装罝的气密性；（2)B中观察到品红溶液褪色,说明有SO2，D中收集到VmL水，说明生成的气体中可能有H2，浓H2SO4与Fe反应生成SO2，随反应的进行，硫酸浓度变稀，反应后产生H2,最后气体为SO2和H2(或二氧化硫和氢气）；II。（3)加入少许KSCN溶液，不变红色。原因是没有Fe3＋,Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；（4）取合适反应后的溶液，加人少许酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色。说明溶液中有还原性物质，5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；（5）取少许反应后的溶液，先滴加少许新制氯水，再滴加KSCN溶学必求其心得，业必贵于专精2．【合肥市2017届第三次授课模拟】某学习小组经过以下装置研究MnO2与FeCl3·6H2O可否反应产生Cl2.实验操作和现象以下表：实验编操作现象号①试管A中部分固体溶解，按上图所示加热上方出现白雾实验1MnO2与FeCl3·6H2O②稍后，产生黄色气体，管混杂物壁附着黄色液滴③试管B中溶液变蓝把A中的混杂物换为A中部分固体溶解，产生白FeC13·6H2O，B中实验2雾和黄色气体，B中KSCN溶液换为KSCN溶溶液变红液，加热。回答以下问题：l）上述实验中的白雾是_______;试管A管口向上倾斜的原因是_________学必求其心得，业必贵于专精（2）实验2说明黄色气体中含有FeCl3，写出FeCl3使KI-淀粉溶液变蓝的离子方程式：___3）为进一步确认黄色气体中含有Cl2，该学习小组对实验1提出两种改进方案：方案1：在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C，结果B中溶液仍变为蓝色。方案2：将B中KI一淀粉溶液代替为NaBr溶液，结果B中溶液呈橙红色，且未检出Fe2+。则方案1C中盛放的试剂是_________；方案2中检验Fe2+的试剂是______,选择NaBr溶液的依照是______。4)实验1充分加热后，若反应中被氧化与未被氧化的氯元素质量之比为1：2,则A中发生反应的化学方程式为_______；其尾气办理的方法是_________。5）该学习小组认为实验1中溶液变蓝,可能还有别的一种原因是:。请你设计实验方案考据此猜想：_____________________.【答案】盐酸小液滴试管A中部分固体溶解在FeCl3·6H2O分解生成的水中形应溶液2Fe3++2I—=2Fe2++I2饱和NaCl溶液硫氰化钾溶液Br-可以被Cl2氧化成Br2，但不会被Fe3+氧化为Br2△MnO2+2FeCl3·6H2O=====

Fe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl+11H2O将尾气通入到氢氧化钾溶液中实验未先赶出学必求其心得，业必贵于专精空气，其中的O2在此条件下可能氧化I-向一试管中加入KI-淀粉溶液．再滴入几滴稀盐酸，在空气中放置，观察一段时间后溶液可否变蓝【解析】（l）HCl拥有挥发性，上述实验中的白雾是盐酸小液滴;试管A管口向上倾斜的原因是试管A中部分固体溶解在FeCl3·6H2O分解生成的水中形应溶液；(2)FeCl3拥有氧化性，使KI—淀粉溶液变蓝的离子方程式：2Fe3++2I—=2Fe2++I2;(3)方案1C中盛放的试剂是饱和NaCl溶液，洗去HCl,Cl2在其中溶解度小；方案2中检验Fe2+的试剂是硫氰化钾溶液;氧化性次序：Cl2>Br2>Fe3＋〉I2，选择NaBr溶液的依照是Br—可以被Cl2氧化成Br2,但不会被Fe3+氧化为Br2(4）实验1充分加热后，若反应中3．【山东省实验中学2017届下学期第二次模拟考试】（14分〕某化学兴趣小组欲研究含硫物质的性质及制备。【研究一】用下面的装置和药品研究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱:学必求其心得，业必贵于专精装置连接次序为_________（用字母表示）,其中装置C的作用是___________。【研究二】(1)某小组同学为研究SO2的漂白性性质，用以下列图所示装置进行实验，观察到以下现象：i中红色褪去；ii中无变化．碱石灰的作用除了吸取尾气外还有_______的作用.从实验中可知使品红的水溶液褪色的微粒可能是____________。（2）该小组同学又对SO2与氯水的反应进行研究.①用注射器吸入必然量的饱和氯水和SO2，振荡，静置，再吸入少许品红溶液，发现品红溶液不褪色。②改变氯水用量,重复①操作，发现品红溶液红色褪去，你认为②中品红溶液褪色的原因可能是__________。设计一个实验（说明操作方法、现象及结论)来考据你的假设学必求其心得，业必贵于专精________。【研究三】连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，广泛用于纺织工业的还原性染色、冲刷、印花、脱色以及织物的漂白等.制取保险粉平时需要二氧化硫。(1）制取Na2S2O4常用甲酸钠法。控制温度70-80℃，在甲醇溶液(溶剂）中溶解甲酸钠（HCOONa），再滴加Na2CO3溶液同时通SO2保持溶液酸性，即可生成Na2S2O4，反应的离子方捏式________。2）测定保险粉纯度。Na2S2O4属于强还原剂，裸露于空气中易被氧气氧化.Na2S2O4遇KMnO4酸性溶液发生反应:5Na2S2O4+6KMnO4+4H2SO4=5Na2SO4+3K2SO4+6MnSO4+4H2O。称取5.0gNa2S2O4样品溶于冷水中,配成100mL-1溶液,取出10mL该溶液于锥形瓶中，用0。10mol·L的KMnO4溶液滴定。重复上述操作2次，平均耗资KMnO4溶液21。00mL。则该样品中Na2S2O4的质量分数为______（杂质不参加反应）。【答案】ACBEDF：除去HCl气体(若答除杂质气体不给分）防范空气中的水蒸气进入H中搅乱实验H2SO3、HSO3—、SO32—过分氯水将品红氧化漂白或过分SO2与品红结合成无色物质。将实验②注射器中的溶液注入试管少许，加热，若无红色出现，原因为前者，反之则为后者。2HCOO-+4SO2+CO32—＝2S2O42-+H2O+3CO2学必求其心得，业必贵于专精(HCOO—+2SO2+CO32-＝S2O42—+H2O+2CO2）60.9%【研究二】1）由于ii中是品红的乙醇溶液和i其比较作用，因此碱石灰的作用除了吸取尾气外还有防范空气中的水蒸气进入H中搅乱实验；由于实验中i中红色褪去；ii中无变化。由于SO2能与水反应，这说明使品红的水溶液褪色的微粒可能是-2—；（2)当氯气也许二H2SO3、HSO3、SO3氧化硫节余时，过分氯水将品红氧化漂白或过分SO2与品红结合成无色物质;由