高三化学二轮复习 综合实验专题训练

2020届高三化学二轮复习综合实验专题训练1、（2020届北京大兴高三期末）某学习小组探究FeCl3溶液与Na2S溶液在某种条件下的反应。实验Ⅰ已知：FeS、Fe2S3均为黑色固体，难溶于水。（1）用化学用语解释Na2S溶液呈碱性的原因。（2）小组同学们试管b中黑色沉淀的提出猜想猜想1：黑色沉淀是Fe2S3猜想2：黑色沉淀是FeS针对猜想1，甲同学根据Na2S溶液呈碱性，推测试管b中黑色沉淀除Fe2S3外，还可能存在Fe(OH)3，补充实验=2\*ROMANII如下：编号操作或过程现象和结论实验Ⅱ向_______NaOH溶液中滴加3滴pH=1的0.1mol•L-1的FeCl3溶液。有红褐色溶液生成。试管b中黑色的Fe2S3可能影响Fe(OH)3红褐色的观察。甲同学继续查找数据：Ksp[Fe2S3]=1.0×10－88Ksp[Fe(OH)3]=1.1×10－36设计实验=3\*ROMANIII：向Fe(OH)3中加入过量pH=12.5的0.1mol·L-1Na2S溶液，观察到的现象是沉淀颜色由,该现象对应的离子方程式为。针对猜想2，乙同学推测，若猜想2成立，应该还有S生成。写出该同学推测所依据的离子方程式。乙同学继续检验，确认黑色沉淀中无S单质，猜想2不成立。（3）丙同学利用电化学原理继续进行探究编号装置操作及现象实验=4\*ROMANIV电流计指针有微弱偏转2分钟后，取左侧烧杯溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，有少量蓝色沉淀；2小时后，右侧烧杯有黄色浑浊产生，再取左侧左侧烧杯溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，有大量蓝色沉淀。丙同学依据实验=4\*ROMANIV得出结论：pH=1的0.1mol·L-1FeCl3溶液与pH=12.5的0.1mol·L-1Na2S溶液____________（填“能”或“不能”）发生氧化还原反应。（4）综合以上研究，从反应原理角度分析试管b中黑色沉淀是Fe2S3而不是FeS的原因____________。答案（1）S2-+H2OHS-+OH- （2分）（2）①3mLpH=12.5 （2分）②红褐色完全转化为黑色 （1分）2Fe(OH)3+3S2-=Fe2S3+6OH- （2分）③2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓（2分）（3）能（2分）（4）在该条件下，FeCl3与Na2S反应生成Fe2S3速率（发生沉淀反应速率）大于生成FeS速率（氧化还原反应速率） （2分）2(2019·课标全国Ⅰ，27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：回答下列问题：(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是______________________________________________________________________________________________________________________。(2)步骤②需要加热的目的是_____________________________________，温度保持80～95℃，采用的合适加热方式是_______________________________________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为________(填标号)。(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是_____________________________________________________________________________________。分批加入H2O2，同时为了____________________________________，溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有_____________________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为________。解析(1)除去铁屑表面油污的方法是，用热纯碱溶液清洗铁屑，再用水洗。(2)铁与稀硫酸反应时加热，可提高反应速率。温度低于水的沸点，可以用热水浴加热，受热均匀且便于控制。含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有H2S生成。氢气不与碱溶液反应，而硫化氢能与碱溶液反应，而H2S在水中溶解度小，故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去，又因为硫化氢与碱反应较快，容易引起倒吸，C装置倒置漏斗能防倒吸。故宜选择C装置吸收硫化氢。(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，加入足量双氧水的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，发生反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，从生成物看，又不引入杂质。铁离子对双氧水分解起催化作用，分批加入双氧水，避免反应过快、放出热量较多，减少双氧水分解，以免造成氧化剂损失；铁离子易水解，保持溶液呈强酸性，避免铁离子发生水解反应生成氢氧化铁。(4)步骤⑤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体，故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。(5)失重5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为NH4Fe(SO4)2·xH2O，由题意知eq\f(1.5×18,266＋18x)＝eq\f(5.6,100)，解得x＝12。答案(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴C(3)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质防止Fe3＋水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O3.(2019·山东德州一模)K2FeO4(高铁酸钾)是一种绿色净水剂，其溶液呈紫红色。它在碱性条件下稳定存在，在酸性条件下不稳定。某小组设计实验探究高铁酸钾的性质并测定其纯度。实验一：探究K2FeO4和KMnO4的氧化性相对强弱。甲、乙两位同学分别设计如下实验：①甲同学取少量MnSO4溶液于试管中，加入过量的K2FeO4溶液，观察到溶液呈紫红色。②乙同学设计如下图所示装置进行实验，关闭K，观察到电流表指针偏转，左侧烧杯中产生红褐色沉淀，右侧烧杯溶液变成紫红色。(1)甲同学的实验________(填“能”或“不能”)证明K2FeO4的氧化性比KMnO4强。(2)乙同学实验中的负极反应式为___________________________________________________________________________________________；实验结论是______________________________________________________________________________________________________________________。实验二：探究K2FeO4与盐酸反应的产物。丙同学用下图所示装置探究K2FeO4与盐酸反应的气体产物除Cl2外是否有O2。实验过程中观察到C中溶液红色变浅，D中无明显颜色变化，E中无色溶液变成蓝色溶液。(3)B装置的作用是___________________________________________。(4)在上述实验基础上，再设计一种方案以检验A中生成了O2___________________________________________________________。(5)实验完毕后，取C中溶液于试管中，加入足量盐酸，静置后再向上层清液中滴加氯化钡溶液产生白色沉淀，用离子方程式表示C中溶液红色变浅的原因：___________________________________________________________。实验三：测定K2FeO4样品纯度。丁同学设计实验测定K2FeO4样品纯度：称取wgK2FeO4(M＝198g·mol－1)样品溶于蒸馏水配制成250mL溶液，准确量取20.00mL所配制的溶液于锥形瓶中，加入适量的稀硫酸使溶液恰好由紫红色变成浅黄色，再用cmol·L－1标准EDTA(用Na4Y表示)溶液滴定至终点时消耗EDTA溶液VmL。(提示：4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O，Fe3＋＋Y4－=FeY－)(6)该高铁酸钾样品纯度(杂质不参与反应)为________(用含w、c和V的代数式表示)。若其他操作都正确，开始时仰视读数，滴定终点时俯视，测得结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。解析实验一：(1)由于K2FeO4溶液呈紫红色，加入K2FeO4溶液后溶液变紫红色不能说明生成了KMnO4，故不能证明K2FeO4的氧化性强于KMnO4。实验二：(3)由A中出来的气体除Cl2外，还有H2O、HCl，还可能含O2，由于盐酸可以与Na2S2O3溶液反应干扰实验，故须除去。(5)滴加氯化钡溶液产生白色沉淀，说明生成了SOeq\o\al(2－,4)。由此可判断出反应物为Cl2、S2Oeq\o\al(2－,3)，生成物为Cl－、SOeq\o\al(2－,4)，反应的离子方程式为4Cl2＋S2Oeq\o\al(2－,3)＋5H2O=8Cl－＋2SOeq\o\al(2－,4)＋10H＋。(6)由反应原理方程式知eq\a\vs4\ac\hs10\co5(FeOeq\o\al(2－,4),～,Fe3＋,～,Y4－,1,,,,1,cV×10－3mol,,,,cmol·L－1×VmL×10－3L·mL－1)故高铁酸钾样品的纯度为eq\f(cV×10－3mol×\f(250mL,20mL)×198g·mol－1,wg)×100%＝eq\f(247.5cV,w)%开始时仰视读数，终点时俯视，导致V偏小，实验结果偏低。答案(1)不能(2)Mn2＋－5e－＋4H2O=MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋K2FeO4氧化性比KMnO4强(3)除去HCl(4)将一根带火星的木条靠近F管口，木条复燃说明生成了O2(5)4Cl2＋S2Oeq\o\al(2－,3)＋5H2O=8Cl－＋2SOeq\o\al(2－,4)＋10H＋(6)eq\f(247.5cV,w)%偏低4.碱式碳酸镍[Nix(OH)y(CO3)z·nH2O]是一种绿色晶体，常用作催化剂和陶瓷着色剂，300℃以上时分解生成3种氧化物。为确定其组成，某同学在实验室中进行了有关的实验探究。回答下列问题：(1)甲、乙可分别选取下列装置________、________(填标号，装置可重复选取)。(2)称取一定量的碱式碳酸镍样品，加入硬质玻璃管内；安装好实验仪器，检查装置气密性；加热硬质玻璃管，当装置C中________(填实验现象)时，停止加热；打开活塞K，缓缓通入空气，其目的是___________________________________________________________。(3)装置A的作用是__________________________________________。若没有装置E，则会使eq\f(x,z)________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(4)实验前后测得下表所示数据：装置B中样品质量/g装置C质量/g装置D质量/g实验前3.77132.0041.00实验后2.25133.0841.44已知碱式碳酸镍中Ni的化合价为＋2，则碱式碳酸镍分解的化学方程式为___________________________________________________________。(5)采取上述实验装置进行该实验时，必须小心操作，且保证装置气密性良好，否则浓硫酸倒吸可导致加热的硬质玻璃管炸裂。为防止浓硫酸倒吸入硬质玻璃管中，提出你的改进措施：_______________________________________。答案(1)cc(2)不再有气泡产生将装置中残留的气体产物吹入吸收装置中(3)吸收空气中的CO2和水蒸气偏小(4)Ni3(OH)4CO3·4H2Oeq\o(=,\s\up7(△))3NiO＋6H2O↑＋CO2↑(5)在装置B、C之间连接一个安全瓶5、(2020届海淀期末)某化学兴趣小组同学在查阅资料的基础上对乙醛与新制氢氧化铜的反应进行了探究。（1）乙醛与新制氢氧化铜反应的化学方程式为________。【查阅资料】i．乙醛在碱性条件下可发生缩合等反应生成有色物质；ii．溶液的酸碱性可能会影响物质的氧化性、还原性。【初步探究】序号实验操作实验现象I向试管中加入4mL10%NaOH溶液，滴入0.5mL水，加入0.5mL40%乙醛溶液，振荡；在酒精灯上加热至沸腾后保持沸腾无色溶液逐渐变黄，并变浑浊；加热后得黄色浊液，之后无明显变化II向试管中加入4mL10%NaOH溶液，滴入0.5mL2%CuSO4溶液，振荡；加入0.5mL40%乙醛溶液，振荡；在酒精灯上加热至沸腾后保持沸腾蓝色浊液依次呈绿色、黄色、橙色，最终生成红色固体；之后无明显变化III向试管中加入4mL水，滴入0.5mL2%CuSO4溶液，振荡；加入0.5mL40%乙醛溶液，振荡；在酒精灯上加热至沸腾后保持沸腾蓝色溶液无明显变化（2）实验I的目的是________。（3）甲同学为了检验实验II中红色固体的成分进行了如下实验：取少量红色固体于试管中，加入适量稀HNO3，振荡，观察到红色固体完全溶解，得蓝色溶液。甲同学认为，该实验现象说明实验II中反应生成了Cu。乙同学认为甲的观点不正确，理由是____。【深入探究】乙同学对比实验II和实验III，对实验II能够发生反应的原因提出了猜想：乙醛的还原性随着溶液碱性的增强而增强，并利用实验IV进行验证。实验装置序号A池试剂B池试剂实验现象IV-10.2%CuSO4溶液Na2SO4溶液和40%乙醛溶液按体积比9：1混合指针不偏转，A、B池中均无明显变化IV-20.2%CuSO4溶液________________（4）实验IV-1中，Na2SO4溶液的作用是________。（5）实验IV-2中，B池中的试剂是________。（6）根据实验现象，乙同学认为其猜想成立。乙同学观察到的实验现象是________。（7）综合上述实验，小组同学经过深入讨论，认为除了乙同学的猜想外，与实验III相比，实验II能够发生反应的原因还可能有________和________。答案（1）CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O（2）排除乙醛在碱性条件下发生缩合等反应生成有色物质对实验II的干扰（1分）（3）Cu2O也可能被硝酸氧化为Cu2+，产生“红色固体完全溶解，得蓝色溶液”的现象（或其他合理答案）（1分）（4）使B池溶液具有导电性；同时保证中性环境，与实验IV-2对比（5）10%NaOH溶液、40%乙醛溶液、蒸馏水按体积比8：1：1混合（或其他合理答案）（6）指针偏转，A池中（或A池电极上）生成红色固体（7）Cu（II）在碱性条件下氧化性增强【或Cu(OH)2的氧化性强于CuSO4】，乙醛缩合反应产物的还原性强于乙醛（或其他合理答案）6、.碱式碳酸镍[Nix(OH)y(CO3)z·nH2O]是一种绿色晶体，常用作催化剂和陶瓷着色剂，300℃以上时分解生成3种氧化物。为确定其组成，某同学在实验室中进行了有关的实验探究。回答下列问题：(1)甲、乙可分别选取下列装置________、________(填标号，装置可重复选取)。(2)称取一定量的碱式碳酸镍样品，加入硬质玻璃管内；安装好实验仪器，检查装置气密性；加热硬质玻璃管，当装置C中________(填实验现象)时，停止加热；打开活塞K，缓缓通入空气，其目的是___________________________________________________________。(3)装置A的作用是__________________________________________。若没有装置E，则会使eq\f(x,z)________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(4)实验前后测得下表所示数据：装置B中样品质量/g装置C质量/g装置D质量/g实验前3.77132.0041.00实验后2.25133.0841.44已知碱式碳酸镍中Ni的化合价为＋2，则碱式碳酸镍分解的化学方程式为___________________________________________________________。(5)采取上述实验装置进行该实验时，必须小心操作，且保证装置气密性良好，否则浓硫酸倒吸可导致加热的硬质玻璃管炸裂。为防止浓硫酸倒吸入硬质玻璃管中，提出你的改进措施：_______________________________________。答案(1)cc(2)不再有气泡产生将装置中残留的气体产物吹入吸收装置中(3)吸收空气中的CO2和水蒸气偏小(4)Ni3(OH)4CO3·4H2Oeq\o(=,\s\up7(△))3NiO＋6H2O↑＋CO2↑(5)在装置B、C之间连接一个安全瓶7、（2020届顺义期末）室温下，某实验小组探究等量且表面积相同的镁条与硫酸铜溶液的反应。（注：反应前镁条用砂纸打磨除去表面氧化膜且镁条过量）（1）实验Ⅰ中生成的无色无味气体的主要成分是，产生原因是(用简单文字和离子方程式表示）。设计实验Ⅲ的目的是。（2）为了探究实验Ⅰ中黑褐色不溶物的成分，做实验Ⅳ。查阅资料：Cu2O可溶于浓盐酸，得到黄色溶液。经检测，黑褐色不溶物中含有Cu2O，请解释Cu2O产生的可能原因。由实验Ⅳ可以推测，黑褐色不溶物中还含有。残余固体加入浓硝酸时，反应的化学方程式是。（3）经X射线检测，蓝绿色沉淀中含Cu2+、SO42-、OH—。小组同学查阅资料：碱式硫酸铜【Cu2(OH)2SO4】是一种绿色晶体，在水中溶解度极小，能溶于稀酸和氨水。据此对沉淀成分提出两种假设：i．是【Cu2(OH)2SO4】；ii．是Cu(OH)2和【Cu2(OH)2SO4】的混合。经检验，最终确定蓝绿色沉淀的成分是碱式硫酸铜。请设计实验证明假设i成立。根据上述实验推断，镁与硫酸铜溶液产物的生成与有关。答案（1）H2Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+，水解溶液显酸性，镁可以和H+反应生成H22分排除溶液中水对反应的干扰（2）在该条件下，镁与硫酸铜溶液反应时，部分Cu2+没有被还原为Cu，而是被还原为Cu2OCuCu+4HNO3(浓）===Cu(NO3)2+2NO2+2H2O（3）取ag蓝绿色沉淀于试管中，加足量盐酸溶解后加入过量的BaCl2完全沉淀，过滤、洗涤、干燥后称重。若沉淀质量为233a/258g，则沉淀为碱式硫酸铜（其他合理答案均给分）（4）温度、溶液浓度、溶液pH等8、（2020届北京昌平期末）某实验小组探究AgNO3溶液与Na2SO3溶液的反应。实验I操作现象4mL0.1mol/L4mL0.1mol/LAgNO3溶液滴加5滴0.1mol/LNa2SO3溶液，振荡产生白色沉淀，测得混合溶液pH=5继续滴加0.1mol/LNa2SO3溶液，振荡白色沉淀增多，继续滴加，白色沉淀消失，测得混合溶液pH=9资料：Ag2SO3，白色固体，难溶于水；Ag2SO4，白色固体，微溶于水；AgOH，白色固体，常