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文档简介

2017年高考二轮复习之核心考点步步高系列

考点二十四、探究性实验

题型介绍:

探究性实验是现在高考的一个趋势,是新课程改革的突破口,贯穿于化学学习的全过程,将科

学探究专设为学习主题,就是为了让学生有更多的机会主动地体验探究过程,在知识的形成、

联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,在“做科学”的探究实践中逐步形成终

身学习的意识和能力。创新探究类试题一般有以下几种命题形式:探究化学反应机理、探究化

学实验中的反常现象、探究对经典问题的质疑、探究未知物的成分、探究物质的性质、探究化

学反应的条件以及探究化学反应的现象等。

高考选题:

【2016年高考北京卷】(16分)

以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象,探究盐的性质和盐溶液间反应的多样

性。

试剂

实验现象

滴管试管

1饱和Ag2s溶液【.产生白色沉淀

II.溶液变绿,继续滴加

0.2mol•L_1CuSO

Q0.2mol・L-1Na2SO34

产生棕黄色沉淀

溶液

III.开始无明显变化,继

_1

0.1mol•LAl2(SO4)3溶液

2mL续滴加产生白色沉淀

(1)经检验,现象I中的白色沉淀是Ag2s。3。用离子方程式解释现象I:

(2)经检验,现象H的棕黄色沉淀中不含SO/、含有Cu'、和SCV-。

彝球酸—>224

已知:CuICu+Cu\Cu―jCulI(白色)+l2»

①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu.的实验现象是。

2

②通过下列实验证实,沉淀中含有C》和SO3-»

口上些双上层溶港|

JFI无明短现象

Ua分成两份D

史刊1・

洗,净的除黄色沉这白色沆淀,1n

白色沆淀A

白色沉淀是试剂是。

a.ABaSO4,1

b.证实沉淀中含有Cu'和SC^-的理由是

已知:在水溶液中不存在。经检验,现象的白色沉淀中无。/-,该白色沉

(3)Al2(SO3)3HIS

淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KMnO,溶液褪色。

①推测沉淀中含有亚硫酸根和________。

②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设:

i.被Al(0H)3所吸附;

ii.存在于铝的碱式盐中。

对假设ii设计了对比实验,证实了假设ii成立。

a.将对比实验方案补充完整。

油加林NaOH沼液I

至沉淀恰好治薪”u

记录数据r;

2mL0.1mol•l."!AI:

步骤二:(按上图形式呈现)。

(4)根据实验,亚硫酸盐的性质有。盐溶液间反应的多样性与有关。

【答案】+2。①加入稀硫酸后,有红色固体生成;和

(1)2Ag+SO3=Ag2SO4I(2)②a.HCIBaCI2

溶液。

b.在I的作用下,Cd转化为白色沉淀Cui,S(V转化为SO4?。(3)①Al'OH。

(4)还原性、水解溶液显碱性;两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件。

【解析】

试题分析:3)实蛤I中0.2mol•L-iN&SO:溶液饱和Ag:SO,溶液发生反应生成白色沉淀Ag:SO-,高

子方程式为2Ag-+SO5-==Ag:SdI。

(2)①根据反应:Of的N>Cu/u>可知若沉淀中含有Cif,加入稀硫酸会发生歧化反应生成铜单质,

实蛤现象是有红色固体生成;

②分析实蛉流程知实蛤原理为2CuL+4「==2CuI+4L裕0广+氏0=$04厂+2厂+211-,SOj+Ba>==BaSCU|,

a.白色沉淀A是BaSOs,试剂1是盐酸酸化的BaCh溶液。

b.证实沉淀中含有Cif和SO9-的理由是棕黄色沉淀与K溶液反应生成白色沉淀(Cui),证明含有Cu-,白

色沉淀A为硫酸钢,证明含有SO?二。

(3)①根据题意可知实将in的白色沉淀中无SOJ-,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶干强碱,还可使酸

性KNInCh溶液褪色,则

①推测沉淀中含有亚硫酸根和氢氧化铝。

②a、铝的酸式盐与氢氧化钠反应消耗的氢氧化钠的含量大于氢氧化铝,所以反应应该设计一个定量对比试

蛉,根据白色固体消耗氢氧化钠的量不同来证实假设H成立,即实险方案设计步骤二为:

根存在于碱式盐中。

(4)根据实验白色沉淀能使酸性高镜酸钾溶洒褪色,说明亚硫酸盐具有还原性,另外亚硫酸根水解呈碱性。

根据实场现象考点盐溶液间反应的多样性与盐的性质和溶液的酸碱性有关。

【考点定位】本题主要是考查化学实验方案的分析、评价和设计等

【名师点晴】控制变量思想方法,探究实验异常现象成为近几年实验探究命题的热点,突出对

实验能力的考查。该题为实验探究题,装置图、流程图很简单,但探究过程较复杂,准确全面

获取信息、通过控制变量思想进行逻辑分析是解题的关键,凭感觉做题,不容易准确获取题中

信息。该类试题的解题策略为:(1)确定变量:解答这类题目时首先要认真审题,理清影响实

验探究结果的因素有哪些。(2)定多变:在探究时,应该先确定其他的因素不变,只变化一种

因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分

析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。(3)数据

有效;解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法做出正确判断。

解题技巧:

探究性实验题解题方法

探究性实验的基本过程可用下列流程图表示:

提出问题T提出假设一设计实验一进行实验、观察实验形象一得出结论

____________।

发现特殊现象,提出新假设

一、提出问题

要提出问题,首先得发现问题,在学习新知识、实践新方法中进行思考、对比、质疑,通过思

考提出值得探究的问题,探究清楚能更好地理解掌握物质的性质。此外,实验中出现异常现象

也是发现问题、提出问题的重要契机。

二、提出假设

所谓假设就是根据已有的知识对问题的解决提出的几种可能的情况。提出假设的主要方法

有:

1、排列组合法

如:三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,通常用作颜料,某红色粉末是FezS、Cu2O中

的一种或两种,请你通过实验对红色粉末的组成进行探究。

提出假设:

假设1:红色粉末为Cu2O;

假设2:红色粉末为Fe2O3;

假设3:红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物;

2、程度副词变化法

如:某粉末Na2SO3样品暴露在空气中一段时间,请你通过实验对其是否变质进行探究。

提出假设:

假设1:Na2s。3样品完全没有变质;

假设2:Na2sQ样品没有完全变质;

假设3:制2$。3样品完全变质了。

三、设计实验

提出假设后,就要结合实验的条件,明确反应原理,运用顺向思维、逆向思维,设计出科学、

合理、安全的实验方案,对可能的情况进行探究。实验设计中,关键的就是试剂的选择和实验

条件的调控。

方法技巧:流程图;流程图能够清晰、直观地展现个人思维,理清答题步骤与操作顺序;

四、进行实验、得出结论

1、解题技巧

(1)限制条件一一限选仪器、用品与试剂

①若题目给出限选的实验仪器、用品与试剂,实验过程中所使用的仪器、用品和试剂必须是给

定的,不能超出其范围;

②若题目没有限制实验仪器、用品与试剂,实验过程中所使用的仪器用品与试剂也应尽量安全、

用量恰当、易于操作、符合绿色化学的思想;

(2)限制条件一一基于某假设

①若题目要求基于某假设,即假定该假设是正确的,要且根据该假设给出预期现象和结论;

②若题目无要求基于某假设,则每个假设都应给出恰当的证明;

(3)注意离子间干扰,过量试剂对后续步骤影响;

(4)实际浓度选择、反应条件确定

通常,试剂浓度不同,反应速率亦不同,有时甚至反应产物也不同,题目通常会给出不同浓度

的同种试剂,要根据实际情况选择合适浓度的试剂;通常,反应条件不同也会导致反应产物不

同,因此也要根据反应原理确定反应条件;

(5)题目信息处理

有时,题目也会给出部分参考资料或信息,如物质性质、溶解度曲线、沉淀溶解时pH等,

这从另一角度考查学生获取信息和处理信息的能力,应充分利用题目信息。

2、实验步骤

实验过程通常有以下步骤:

(1)取样:取样品进行实验处理,应写明选用仪器;注意用量:少量、适量;

(2)样品处理:如粉碎、用研钵研细等;

(3)溶解配成溶液:写明选用仪器,是否需过滤或取上层清液等;

(4)加入试剂:注意关键词:滴加、加入等;注意用量:少量、适量、过量等;注意试剂浓度;

(5)实验其他处理:如振荡、静整、过滤、把气体通入XX溶液等。

3、表达严谨

(1)实验步骤

实验步骤的描述应用操作性语言,而非原理性语言,并注意以下注意事项:

①实验仪器:实验过程应写明实验所用仪器、用品等,并不能超出题目所给定的仪器(如果有);

②试剂及样品的用量:少量、适量、过量等;

③试剂加入方法:滴加、加入等;

④试剂浓度:amol/L的b%的…等;

⑤试管编号,以便于描述。

(2)实验现象:

①基于某假设:.・・・・・(现象),证明(含有)……;

②不基于某假设:若……(现象),则……(结论);并分点描述,以便于综合;

③实验现象的描述不能使用"否则""无明显现象”等模糊性词语表达;、

④实验现象还要清楚写明沉淀(固体)或气体的颜色、气体气味等;

⑤答题模板:

有关化学实验的描述不仅要求准确,还要求全,有时还需要指明是何处产生了什么现象,其答

题规范可利用下面的模板来处理:

海(溶液):

颜色由......变成......;

液面上升或下降(形成液面差);

溶液变浑浊;

生成(产生)......沉淀;

溶液发生倒吸:

产生大量气泡;

有气体从溶液中逸出;

有液体溢出;

陆(固体):

固体表面产生大量气泡;

固体逐渐溶解;

固体体积逐渐变小(变细);

颜色由......变成......;

空(气体):

生成......色(味)气体;

气体由......色变成......色;

先变......后......(加深、变浅、褪色);

4、探究实验的解题要领

(1)细心审题是关键:目的、原理要画出。

(2)认真分析是核心:①原理分析;②材料分析;③变量分析;④结果分析。

(3)正确表达是保障:大多数学生有实验思路,就是拿不到分,因此我们在表达过程中一定要

做到条理清晰,表述规范,克服以下三个问题:

①会而不对:主要表现在解题思路上,或考虑不全,或书写不准,最后答案是错的。

②对而不全:主要表现在思路大致正确,但丢三拉四,或遗漏某一答案,或讨论不够完备,

或是以偏概全或出现错别字。

③全而不精:虽面面俱到,但语言不到位,答不到点子上。

高频考点一:对未知物(产物或剩余物)的探究

【典例】【广东仲元中学2016届11月月考】某研究性学习小组将一定浓度的NazCO3溶液滴入

CUSO4溶液中得到蓝色沉淀。

甲同学认为沉淀可能是CuCO3;乙同学认为沉淀可能是CU(OH)2;

丙同学认为沉淀可能是CuCS和Cu(OH)2的混合物。(查阅资料知:CuCC)3和Cu9Hb均不带结

晶水)

I、(1)按照甲同学的观点,发生反应的离子反应方程式为;

(2)在探究沉淀成分前,须将沉淀从溶液中过滤、洗涤、低温干燥,检验沉淀是否洗涤干净的

方法是—。

II、请用下图所示装置,选择必要的试剂,定性探究生成物的成分。

(1)各装置连接顺序为玲玲。

(2)能证明生成物中有CuCC)3的实验现象是

I1L若CUCO3和Cu(0H)2两者都有,可利用下列装置通过实验测定其组成。

(1)装置(:中碱石灰的作用是。

(2)若沉淀样品的质量为m克,装置B质量增加了n克,则沉淀中CuCO3的质量分数为

22+

【答案】I、(1)CO3+Cu=CuCO3sk

(2)取最后一次洗涤液,滴加BaCb溶液,无沉淀生成,说明已洗净。

II、(1)AfCfB(2)装置B中澄清石灰水变浑浊

III、(1)吸收空气中的水蒸气和CO2(2)1-(49n/9m)

【解析】

试题分析:I(DNa83溶液与CuSCM溶涌反应的离子方程是为832-42+9831。

(2)检蛉沉淀是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液,滴加BaCb溶液,无沉淀生成,说明已洗净.

II(1)仪器的连接顺序应该为:反应装置,检蛤水装置,检蛤6装置,所以顺序是ATC—B。

(2)证明生成物中有CuC6的实蛤现象是装置B中澧满石灰水变浑浊

HI(1)C装置与D装置的差别在于C装置有空气通过,说明C装置是吸收空气中的水蒸气和g。

(2)装贵B质量增加的是水的质量,可求"Cu(OH)J=ax98,m[CuC0>]=m-£x98,则沉淀中CuCO,的质

1818

量分数为1-《49n/9m)°

1名师揭秘】通过化学反应原理猾测可能生成哪些物质,对这些物廉逐一遂行检蛉来确定究竟含有

哪些物质。虽然探究性实卷主要考查学生的探究能力,但在问题中常常包含了对实蛤基础知识的考查。如:

①常见物质分离的提纯方法:结晶法、蒸饱法、过碗、升华法、萃取法、'渗析法等;②常见气体的制备、

净化、干燥、收集等方法;③熟悉重点的操作:气密性检查、测蚩气体体积'防倒吸、防污染等。

高频考点二:物质的性质探究

【典例】【黑龙江牡丹江一中2016届10月月考】

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以

下探究活动:

【探究一】

(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻

后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是

(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。

①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe?+。若要确认其中的Fe?+应选用(选填序号)。

a.KSCN溶液和氯水b.铁粉和KSCN溶液c.浓氨水d.KMn。4酸性溶液

②乙同学取(标准状况)气体通入足量滨水中,发生反应:

336mLYSO2+Br2+2H2O===2HBr+

然后加入足量溶液,经操作后得固体。由此推

H2SO4BaCb2.33g

知气体中的体积分数为。

YSO2

【探究二】

分析上述实验中SO?体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有出和Q气体。为此设计

了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。

(3)装置B中试剂的作用是

(4)认为气体Y中还含有Q的理由是(用化学方程式表示)。

(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于(选填序号)。

a.A之前b.A-B间

c.B-C间d.C-D间

(6)如果气体Y中含有力,预计实验现象应是

若要测定气体中的含量(标准状况下约有可否用托盘天平称量或

(7)336mLH228mLH2),DE

反应前后的质量差的方法?做出判断并说明理由

【答案】(13分)

(1)铁钉表面被氧化

(2)①d②过滤、洗涤、干燥66.7%

(3)检验二氧化硫是否除尽

(加热)

(4)C+2H2SO4=CO2t+2SO2t+2H2O

(5)C

(6)D中固体由黑色变红和E中固体由白变蓝

(7)否,用托盘天平无法称量D或E的差量

【解析】

试题分析:(D铁钉放入冷浓精酸中,浓彼酸有较强的氧化性能使铁钉表面被氧化成一层致密的氧化膜而

钝化阻止反应进一步进行。(2)①亚铁离子能是酸性高镜酸钾溶液褪色,溶液中以及有铁离子,选择a会

造成干扰,b能检睑铁离子的存在,c生成两种沉淀,受氢氧化铁的颜色的影响无法分辨,所以选d。②二

氧化硫具有还原性,通入足量的溃水中,发生反应,生成统酸和澳化氮,硫酸遇到氟化钢反应生成硫酸钢

白色沉淀,则计亶混合气体的物质的量-0.33&MA-O.015摩尔,二羸化减的物质的量等于硫酸钢的物质的量

・2.33/233-0.01摩尔,则二贰化磕的体积分数为0.01.Q015Y6.7%。(3)A除去二氧化硫,二氧化硫能使品

红溶液褪色,所以B可以检蛤A中是否完全除去二氧化破。<4)在加热时铁钉中不仅铁和浓硫酸反应,碳

也和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化喳和水,所以气体中含有二氧化破和二氧化碳。(5)Q为二氧化碳,

二氧化硫和二氧化硫都能是澄清的石灰水变浑浊,选择a或b受二氧化椅的影响无法判断二氧化碳的存在,

选d时二氧化硫被碱石灰吸收。所以选Co(6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气,能是白色的硫酸铜粉末变蓝

色,同时有红色的铜单质生成.(7)标况下28毫升氧气的物质的量为0.028^2.4=000125摩尔,生成水的

质量为18・0.0012X0.0225g,即DE的质量差小于0.1g,而中学阶段质量的称量选择托盘天平,分度值为Qlg,

无法精确称量出D或E的差量,所以不能用通过托盘天平称量医量的方法测量氮气含量.

【学科网名师揭秘】物质性质的探究实垃中要注意:①在探究过程中往往可以利用对比实箱,即设置几组

平行实骐来进行对照和比较,从而研究和揭示某种奴化,解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。

②无机物、有机物性质的探究,必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上,大胆猜想,细心论证.脱离元

素化合物如识,独立寻待女蜡问题是不科学的,只有灵活运用已有的元素化合物知识,才能变探究型女啦

为蛉证型实蛟,使复杂问题简单化。

高频考点三:化学反应原理探究

【典例】【百强校•2016届山东省实验中学第三次诊断性考试】(15分)某化学研究性小组采用

如下装置(夹持和加热仪器已略去)电解饱和食盐水一段时间,并通过实验测定产物的量来判断

饱和食盐水的电离率。

饱和食盐水的电解率=(电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量)X100%

甲乙丙

甲方案:利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率

(I)若饱和食盐水中滴有酚猷,则电解过程中甲装置中的U形管左端的实验现象为

;该电解池总反应的化学方程式为;

(2)若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液,通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来

计算饱和食盐水的电解率,则正确的连接顺序为连「(填A、B、C、D、E等导管口),

则洗气瓶a中发生反应的离子方程式为一

乙方案:利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率

(3)对于乙方案,有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率

I,通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率。

II.通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率

①一同学认为可以在乙方案方法H中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干

扰,则该干燥装置应与口连接(填A、B、C、I)、E等导管口)。

②另一同学认为乙方案的方法I、II测得的实验结论都不正确,你是否同意?(填“同

意“或”不同意“)请说明理由»

丙方案:只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率

(4)若电解150mL饱和食盐水一段时间,测得溶液的为pH为14,求饱和食盐水的电解率

(保留一位小数,假设电解前后溶液体积不变,饱和食盐水密度约为1.33g/mL,溶

解度为36.0g)«

【答案】(1)碳棒上有气泡产生,溶液变红(2分)2NaCI+2H2。理置NaOH+ht+CI2t(2分)

⑵B连CCI2+2OH^=H2O+CF+CIO(2分)

(3)D(2分)同意(1分)在乙方案中氢气还原氧化铜,氢气不能全部反应,误差太大。(2

分)

(4)16.6%(2分)

【解析】

试题分析:(1)甲装置图分析电解饱和食盐水,溶液中氯离子在阳极上失电子生成氯气,氢离子在阴极得

到电子生成氯气,阴极附近氢氧根离子浓度增大,遇到酚酣溶液变红色,电解过程中甲装置中的实蛉现象

为:左右碳棒上都有气泡产生,左边碳棒附近溶液变红,总电解反应方程式为2NaCl+2H20遽里

2NaOH+H21心t;(2)洗气瓶a中盛放的为足蚩的氢氧化钠溶液,通过测定洗气瓶a在电解前后的质蚩

变化来计算饱和食盐水的电解率,氢氧化钠溶液可以吸收氯气发生反应的离子方程式为

02+20^=^0+0+010-,电解池中B端为阳极生成氯气,装置B连C;(3)①利用甲、丙装置测定饱和

食盐水的电解率,方法n通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解

率,是利用u形管测定氢气还原氧化铜过程中生成的水蒸气,在乙方案方法II中的装置中添加一干燥装置

防止外界空气中的水蒸气的干扰,应连接装置D处:②乙方案的方法I、n测得的实蛉结论都不正确,主

要是氢气还原氧化铜过程中不能全部发生反应,造成误差;(4)若电解150mL饱和食盐水一段时间,测得

溶液的为pH为14,c(Hh)=l(T1<,mci/L,c(OHT)=lmol/L,氢氧根离子物质的蚩=0.15LXlmol/L=0.

2NaCl+2HjO=ZNaOH+ft[心],电解的氯化钠物质的量为0.15mol,质量

=0.15moiX58.5g/mol=8.775g,饱和食盐水密度约为1.33g/mL,150mL饱和食盐水质量

=1.33g/mLX150ml=199.5g,依据溶解度计算溶液中含有溶质氯化钠质量

=199.5gX(36g/(100g4-36g)=52.81g,电解率=8.775g/52.81gX100%=16.6%。

考点:考查了电解原理的分析应用,电解率实验测定方案的设计方法和计算,电解

质溶液中离子浓度大小比较。

【名师揭秘】化学反应原理探究包括化学反应速率与化学平衡、电化学、元素周期

律、氧化还原反应、电解溶液等基本理论。在解题过程中必须以课本上的基本理论

为依托,进行发散思维,开展相关的探究。

1.[2016年高考江苏卷】(14分)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于

处理水中污染物。

(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有CrzO??一的酸性废水通过铁炭混合物,在

微电池正极上Cr2(V-转化为Cr1*3\其电极反应式为o

(2)在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中+和Pb2+的去

除率,结果如图所示0。

100

80

60

40

20

0

00.200.400.600.801.00

铁炭混合物中铁的质量分数

7

T

8

W

/

g

6

N

I含50mgi।NO,的水样

II含50mgL-iNO;+50mg-L-'Cu2+的水样

①当铁炭混合物中铁的质量分数为。时,也能去除水中少量的+和Pb2*,其原因是。

②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加,+和Pb2+的去除率

不升反降,其主要原因是。

(3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。

①一定条件下,向FeS。,溶液中滴加碱性NaBM溶液,溶液中BHj(B元素的化合价为+3)与

Fe?+反应生成纳米铁粉、力和B(OH)J,其离子方程式为—。

+2++

②纳米铁粉与水中NS-反应的离子方程式为4Fe+NO3+10H=4Fe+NH4+3H2O

研究发现,若pH偏低将会导致NO?.的去除率下降,其原因是。

③相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NCV的速率有较大差异(见右图),产生该差异的可

能原因是«

2+3+

【答案】(1)Cr2O7+6e+14H=2Cr+7H2O;(2)①活性炭对Cu?+和Pb?+有吸附作用

②铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少;

2+-

(3)©2Fe+BH4+4OH-=2Fe+B(OH)4+2H2t;②纳米铁粉与H卡反应生成电;

③Cu或Ci?+催化纳米铁粉去除NO3一的反应(或形成的Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3

的反应速率)。

【解析】

试题分析:(D混合物在水溶海中可形成许多微电池。将含有CnO?一的酸性废水通过铁炭混合物,在微电

2++

池正极上CnO?-获得电子,被还原产生Cr3+,则正极上发生的电极反应式为Cr2O7-+6e-+14H=2CP+7H2O5

(2)①当铁炭混合物中铁的质量分数为。时,也能去除水中少量的CiP坏口PU+,原因是活性炭是酥松多孔

的物质,表面积大,吸附力强,可以吸附水中少量的Ci?耳口P9+,从而可以降低水中CiP坏口PM+的浓度;

②铁炭混合物中铁的质蚩分数大于50%时,随着铁的质蚩分数的增加,铁炭混合物中微电池数目减少,因

此CiP坏口Pb2+的去除率不升反降;

(3)①一定条件下,向FeSOr溶液中滴加碱性NaBH+溶液,溶液中BH「(B元素的化合价为+3)与FW+

反应生成纳米铁粉、a和B(OHk,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式为

2FeJ++BH4+4OH-=2Fe<-B(OH)4_+2H2T;

+2++

②纳米铁粉与水中NCh-反应的离子方程式为4Fe-NOr-10H=4Fe-NH4+3H2O,若pH偏低,则溶液的

酸性熠强,会发生反应:F>2H+=Fe2+-H2T;导致NOK的去除率下降3

③根据图像可知,相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NOg的速率有较大差异,可能是由于Cu或GP+

催化纳米铁粉去除NO3-的反应(或形成的Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3-的反应速率)。

【考点定位】本题主要是考查铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉处理污水的实验

设计与探究

【名师点睛】化学是一门以实验为基础的学科,所以有化学实验即科学探究之说法。纵观近几

年高考,主要以考察探究性实验和物质制备实验为主。这些探究性和制备性实验的试题,综合

性强,理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的信息,这就要求学生必须认真、细致的审

题,联系所学过的知识和技能,进行知识的类比、迁移、重组,全面细致的思考才能得出正确

的结论。在解答此类题时还应注意:(1)认真审题,明确实验目的,找出实验原理。(2)根据

实验原理选择仪器和药品,并设计出合理的实验装置和操作步骤。(3)准确地记录实验过程中

的实验现象和数据,并运用分析、计算、图表、推理等方法处理有关实验现象和数据,得出正

确的结论。

2.12015四川理综化学】(13分乂NH/Sd是常见的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组

拟探究其分解产物。

查阅资料](NHJSCU在260℃和400℃时分解产物不同。

实验探究]该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)

实验1:连接装置A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL)»

通入电排尽空气后,于260C加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入电。品红溶液

不褪色,取下装置B,加入指示剂,用0.2000mol/LNaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH

溶液25.00mL»经检验滴定后的溶液中无SO/。

(1)仪器X的名称是。

(2)滴定前,下列操作的正确顺序是(填字母编号)。

a.盛装0.2000mol/LNaOH溶液b.用0.2000mol/LNaOH溶液润洗

c.读数、记录d.查漏、清洗e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面

(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是mol

实验2:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入此排尽空气后,于400C加

热装置A至(NHJS”完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入冲。观察到装置A、D之

间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO3”,无SO,,进

一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。

(4)检验装置D内溶液中有SO3,无S(V.的实验操作和现象是.

(5)装置B内溶液吸收的气体是.

(6)(NHJSCU在400℃分解的化学方程式是.

【答案】

(1)圆底烧瓶

(2)dbaec

(3)0.03mol

(4)取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCh溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀

完全溶解,放出无色刺激性气体

(5)NH3

:

(6)3(NH4)2SO44NH3个+N2个+3SCh个+6H2。个

【解析】(I)仪器X为图底烧瓶。

(2)滴定操作步骤为:苜先查漏、水洗,再用待装的溶液涧洗,再装满,再排尽滴定管尖嘴的气泡并调整

液面,最后记录读数。

(3)由题意知:品红溶港不褪色,说明无S6,滴定后的溶渣中无Sd%说B既SO3则装国B卬吸收的

气体为NHj。n(HQ)=n(NHj)+n(NaOH),则得答案为0.03mol

(4)取装置D内溶液少许于试管中,加入BaOb溶液,再加入稀盐酸,若产生白色沉淀且加入盐酸后白色

沉淀能完全溶液,则说明原溶液中有SOP,无Sd"

(5)NH3

(6)3(NH4)2so4^=4NHiT+N2T+3S6T-6HiO

【考点定位】实蛤设计与评价

1名师点用U考纲明确要求考生能根据实蜡试题要求:(1)设计、评价或改进实蜡方案3(2)了解控制实蛉

条件的方法;(3)分析或处理实蛤数据,得出合理结论(4)绘制和识别曲型的实筠仪器装贵图。实蛉方案设

计与评价取材于教材、高于敬材,注重创箱是近年高考化学试题的一大特点。近年高考综合实筠试题往往

是在教材实将、演示实凿或考生已有实蛉知识的基础上进行改进,创设新情境,提出新问题,考查考生的

创新意识。主要体现在以下几个方面:(1)根据题干给予的新信息,预测实蛤现象等。(2)药品使用创新、

仪器功能拓展、实蛉操作改进创新和实睑操作新途径开辟等。(3)面对新情境,能够正确提取并处理信息(准

确提炼规律、严密推理分析、做出合理解释等).(4)面对新问题,能够全面深入思考,合理优化结构,准

确深刻评价等。

3.12015安徽理综化学】(14分)某研究小组将纯净的SO2气体通入O.lmol•I?的Ba(N03)

2溶液中,得到了BaSO,沉淀,为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO?,该小组突出了如

下假设:

假设一:溶液中的NO;

假设二:溶液中溶解的。2

(1)验证假设一

该小组涉及实验验证了假设一,请在下表空白处填写相关实验现象

实验步骤实验现象结论

实验1:在盛有不含02的25mlO.lmol/LBaC1溶液的烧

杯中,缓慢通入纯净的SOZ气体

假设一成立

实验2:在盛有不含。2的25ml0.1mol/LBa(N03)2溶

液的烧杯中,缓慢通入纯净的SC>2气体

(2)为深入研究该反应,该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO?体积的变化曲线

入下图

实验2

0

V(HSO,)

实验1中溶液pH变小的原因是:Vi时,实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方

程式表示)。

(3)验证假设二

请设计实验验证假设二,写出实验步骤,预期现象和结论。

实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)

(4)若假设二成立,请预测:在相同条件下,分别通入足量的。2和KNO3,氧化相同的H2s。3

溶液(溶液体积变化忽略不计),充分反映后两溶液的pH前者(填大于或小于)后者,理

由是________

【答案】(1)无明显现象、有白色沉淀生成(2)S02溶于水后生成H2s。3;

2+

3SO2+2NO3+2H2O=3SO4+4H+2NO;

(3)

实验步骤实验现象结论

实验1:作为参考实验

假设二成立

实验3:将纯净的S02气体通入未经脱02处理的有白色沉淀生成

25mL0.1mol/L的BaC%溶液中

(4)小于,反应的离子方程式表明,足量的。2和NO,一分别氧化相同的H2s生成的4的物

质的量前者多余后者

【解析】(1)根据强酸制弱酸的原理,亚硫酸是弱酸不能制备盐酸,故实蛤1无现象,SQr溶于水后生成

H2so3,亚硫酸显酸性,电离出H+,和N6结合生成硝酸,具有强氧化性,将SO/氧化成SO4%故生

成白色的BaSCM海雄;(2)S02溶于水后生成H2s。3,亚硫酸显酸性,故pH值减小;

3S02+2NOr+2H20=3S042+4H++2NO;

(3)

实险步骤实验现象结论

实蜡1:在盛有不含6的25mlO.lmd/LBaCl2溶液的烧无现象

杯中,缓慢通入纯净的双气体

假设二成立

实将2:在盛有富含5的25ml0.1mol/LBaCh溶液的烧有白色沉淀生成

杯中,缓慢通入纯净的风气体

(4)小于,反应的离子方程式表明,足量的6和吩别氧化相同的WSO3,生成的H+的物质的量前者

多余后者(其它合理答案也正确)

【考点定位】本题属干实睑设计和评价题,考查学生对实验的设计探究能力,多属于开放性试题,可能出

现多种正确答案,属于综合性较强的较难题型,

【名师点睛】解决本题苜先应具备的知识基础是掌握基本的化学实蛉原理及方法,比如物质的分离与提纯

的原理和方法,物质的检蛉的原理和方法,数据的处理的方法和误差分析等方法。解决本题型的关键在于

亩题仔细,找出要探究的具体问题,像题目中的“研究、睑证、探究”等字眼后面的一般就是我们需要把

握的探究问题。在设计实险时还有遵循以下原则,比如科学性原则、单一变量原则和对照原则等原则,比

如此题在设计实险时用实蛤1作为对照实脸,有利于更好的得出结论。实蛤探究一般步骤为,提出假设,

设计实蛉,根据实蛉现象得出结论。

4.12015广东理综化学】(17分)NH3及其盐都是重要的化工原料

(1)用NH4cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为

(2)按图13装置进行NH3性质实验。

①先打开旋塞LB瓶中的现象是,原因是稳定后,关闭旋塞1。

②再打开旋塞2,B瓶中的现象是

(3)设计实验,探究某一种因素对溶液中NH4cl水解程度的影响。

限制试剂与仪器:固体NH4CI、蒸储水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天

平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)

①实验目的:探究对溶液中NH4cl水解程度的影响。

②设计实验方案,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需

拟定的数据,数据用字母表示;表中V(溶液)表示所配制溶液的体积)。

V(溶液)/mL....

实验后、

1100

2100

③按实验序号I所拟数据进行实验,若读取的待测物理量的数值为Y,则NH4cl水解反应得平衡

转化率为(只列出算式,忽略水自身电离的影响)。

【答案】(1)A、C、Go

(2)①产生白烟;打开旋塞1,氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化镂固体小颗粒,形成白

烟。②烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到B瓶中,形成红色溶液。

(3)①温度(或浓度)

V(溶液)/mLNH4CI质量(g)温度(℃)pH....

实验序

1100mTiY

2100mZ

T2

V(溶液)/mLNH4CI质量(g)温度(℃)pH....

实验序"

1100mTY

2100TZ

m2

③(10*x5.35)/m

【解析】(1)NMC1和Ca9H)2制备NHs是固体混合物加热制取气体的反应,有水生成,试管口应向下倾

斜,发生装置选A,距密度比空气小,用向下排空气法收集,收集装置选C,氨气极易溶于水,要用防倒

吸装置,但不能距离水太远,也不能插入液面以下,选G,故选A、C、Go(2)①先打开旋塞1,B瓶中

的现象是产生白色的烟;原因是先打开旋塞1,氯化氢与氨气挥发出来,氧化氢与氨气反应生成了氧化接小

颗粒,氯化镶小颗粒形成白烟。②再打开旋塞2,B瓶中的现象是烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到B瓶中,

是因为气体参与反应后使得烧瓶内的压强变小,打开旋塞2后,大气压就会把烧杯中的溶'液压到烧瓶中来,

同时由于A中的HC1不可能全部进入B中,A中HC1过量,就算不能完全进入B瓶,B中的氨气也应能完

全反应,形成氯化镀,石蕊溶液进入B中,B中的NH4a溶于石蕊溶液,溶液显酸性,所以石蕊试液显红

色。(3)主要采用控制变量的方法,根据给出的仪器,有可控制温度水浴槽,那么可以完成温

度对NH4cl水解程度的影响,天平可以称出不同质量NH4CI,那么可以配制出不同浓度的溶液,

就可以探究浓度对NH4CI水解程度的影响,故答案为温度或浓度。如果探究温度的影响那么控

制浓度相同,改变温度,如果探究浓度相同,那么就要控制温度相同,不管哪一种探究都需要

配制•定浓度的NH4cl溶液,那么需要称量NH4a的质量,但不管探究的是哪种因素的影响,

都需要使用pH计通过测量水解后溶液的pH来判断其水解程度,所以在表格中都应有一项为

pH值。若探究温度对NH4CI水解程度的影响时数据为:

V(溶液)/mLNH4CI质量(g)温度(C)pH....

实验序齐、

1100mTiY

2100mZ

T2

若探究浓度对NH4cl水解程度的影响时数据为:

V(溶液)/mLNH4CI质量(g)温度(℃)PH....

实验序事

1100miTY

2100TZ

m2

如果pH为Y,那么c(H+)=10Ymol/L,物质的量为10Ymol/Lx0.1L=10Y1mol,那么水解的NH4a

的物质的量也为10‘imol,质量为10Y1molx53.5g/mol=10Yx5.35g,则NH4cl水解反应得平衡转

化率为:(10Yx5.35)/mo

【考点定位】本题主要考查了气体的制取、收集、尾气处理,将氨气和氯化氢反应的现象和喷

泉实验的原理、盐类水解等结合到一起进行考查;还考察了通过控制变量进行探究的实验。

【名师点睛】气体制取装置有多种,主要包括:固一固、固一液、液一液几种组合,还要看反

应要不要加热,再选则对应的装置;气体收集主要有排液法和排空气法,用排液法时气体在液

体中的溶解度要小,用排空气法时就看怎样能把空气排走。进行实验探究时先要明确探究的目

的,确定探究的方向,探究时要清楚哪些条件要控制不变的,要改变哪些条件,再根据实验用

品设计实验方案,比如这道题,探究的是温度或浓度对NH4a水解程度的影响,那么改变的条

件就是温度或浓度,其它条件要控制一样,最后根据实验的数据得出结论,有的时候还要对一

酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其Ki=5.4xl02,K2=5.4xl05。草酸的钠盐和钾盐易溶于

水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2c2。4・2%。)无色,熔点为易溶于水,受热脱水、

升华,1700c以上分解。回答下列问题:

(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的

现象是,由此可知草酸晶体分解的产物中有

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