【四川】2020版化学《高考专题辅导》题型强化卷(四)-探究性实验题的答题技巧

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调整合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。题型强化卷(四)探究性试验题的答题技巧(20分钟30分)1.(14分)(2021·安徽高考)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2QUOTE转化为Cr3+。某课题组争辩发觉,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步争辩有关因素对该反应速率的影响,探究如下:(1)在25℃下,把握光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调整不同的初始pH和肯定浓度草酸溶液用量,做对比试验,完成以下试验设计表(表中不要留空格)试验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL①4601030②5601030③560测得试验①和②溶液中的Cr2QUOTE浓度随时间变化关系如图所示。(2)上述反应后草酸被氧化为(填化学式)。(3)试验①和②的结果表明;试验①中0～t1时间段反应速率v(Cr3+)=

________________________mol·L-1·min-1(用代数式表示)。(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:假设一:Fe2+起催化作用;假设二:______________________________;假设三:______________________________;……(5)请你设计试验验证上述假设一,完成下表中内容。(除了上述试验供应的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2QUOTE的浓度可用仪器测定)试验方案(不要求写具体操作过程)预期试验结果和结论2.(16分)(2021·湖南十三校联考)资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下试验方案并验证产物、探究反应原理。(1)提出假设:试验Ⅰ:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,快速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红变红。该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜想:猜想1:白色不溶物可能为___________。猜想2:白色不溶物可能为MgCO3。猜想3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。(2)设计定性试验确定产物并验证猜想:试验序号试验试验现象结论试验Ⅱ将试验Ⅰ中收集到的气体点燃能安静燃烧,产生淡蓝色火焰①气体成分为

试验Ⅲ②取试验Ⅰ中的白色不溶物,洗涤,加入足量

_____③

_____________________

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

(3)为进一步确定试验Ⅰ的产物,设计定量试验方案,如图所示:称取试验Ⅰ中所得干燥、纯洁的白色不溶物22.6g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。试验前后装置A增重1.8g,装置B增重8.8g,试确定白色不溶物的化学式为。(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气泡和白色不溶物的缘由_____________________________________。(20分钟30分)1.(12分)将绿矾(FeSO4·7H2O)隔绝空气条件下加强热分解,已知产物全部为氧化物,为探究绿矾分解的反应产物,某同学进行了以下试验:【试验一】为探究固体产物中铁元素的价态,该同学将固体产物溶于足量的稀硫酸得到相应溶液,进行以下猜想和试验:猜想试验操作预期现象猜想一:铁元素只显价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溶液无明显现象稀酸性KMnO4溶液颜色

猜想二:铁元素只显价KSCN溶液呈色;稀酸性KMnO4溶液颜色

猜想三:铁元素既有+2价又有+3价KSCN溶液呈色;稀酸性KMnO4溶液颜色

【试验二】为进一步探究该反应的产物,进行了如下图所示的试验:(1)试验开头时,点燃B处酒精喷灯之前应先打开A处活塞通CO2,其目的是_______________________;(2)装置图中C的作用是____________________________________;(3)该组同学称取了55.6g绿矾按如图装置进行试验,待绿矾分解完全后,测得D瓶中沉淀的质量为23.3g,依据这些数据,可以得知,绿矾分解的化学方程式为_______________________________________________________________;(4)该组同学设计的装置存在着一个明显的缺陷是_______________________________________________________________。2.(18分)有文献记载:在强碱性条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比试验。装置试验序号试管中的药品现象试验Ⅰ2mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液有气泡产生;一段时间后,溶液渐渐变黑;试管壁附着有银镜试验Ⅱ2mL银氨溶液和数滴浓氨水有气泡产生;一段时间后,溶液无明显变化该同学欲分析试验Ⅰ和试验Ⅱ的差异,查阅资料:a.Ag(NH3QUOTE+2H2OAg++2NH3·H2Ob.AgOH不稳定,极易分解为黑色的Ag2O(1)配制银氨溶液所需的药品是______________________。(2)经检验,试验Ⅰ的气体中有NH3,黑色物质中有Ag2O。①用潮湿的红色石蕊试纸检验NH3,产生的现象是

______________________________________________________________________________________。②产生Ag2O的缘由是

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)该同学对产生银镜的缘由提出假设:可能是NaOH还原Ag2O。试验及现象:向AgNO3溶液中加入,消灭黑色沉淀;水浴加热,未消灭银镜。(4)重新假设:在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O。用如图所示装置进行试验。现象:消灭银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。(5)该同学认为在(4)的试验中会有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假设:在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。进行如下试验:①有部分Ag2O溶解在氨水中,该反应的化学方程式是________________________________________________________________。②试验结果证明假设成立,依据的现象是

__________________________________________________________________________________________。(6)用HNO3清洗试管壁上的Ag,该反应的化学方程式是_______________。答案解析1.【解析】(1)由“调整不同的初始pH和肯定浓度草酸溶液用量,做对比试验”可知试验①②是为了对比pH的不同对速率的影响,试验②③是为了对比草酸浓度的不同对速率的影响,所以在试验③中草酸溶液和蒸馏水的总体积为40mL即可(但不能与试验②的用量相同)。(2)H2C2O4中C的化合价为+3,被含Cr2QUOTE的酸性溶液氧化后只能上升为+4价,故产物为CO2。(3)图像中曲线的斜率越大,说明反应速率越快,所以由试验①②条件对比可知,pH越小该反应速率越快。Cr2QUOTE氧化H2C2O4后,本身被还原为Cr3+,由质量守恒定律得关系式:Cr2QUOTE～2Cr3+,故v(Cr3+)=2v(Cr2QUOTE)=QUOTE。(4)加入铁明矾后的混合液中含Fe2+、Al3+、SQUOTE,所以假设二、假设三分别为Al3+起催化作用、SQUOTE起催化作用。(5)用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替试验①中的铁明矾,把握其他反应条件与试验①相同,进行对比试验。在此条件下,溶液中只相差Fe2+,若反应进行相同时间后,溶液中c(Cr2QUOTE)大于试验①中的c(Cr2QUOTE),则假设一成立;若两溶液中的c(Cr2QUOTE)相同,则假设一不成立。答案:(1)试验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL③2020(合理即可)(2)CO2(3)溶液的pH对该反应的速率有影响QUOTE(4)Al3+起催化作用SQUOTE起催化作用(5)试验方案(不要求写具体操作过程)预期试验结果和结论用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替试验①中的铁明矾,把握其他反应条件与试验①相同,进行对比试验反应进行相同时间后,若溶液中c(Cr2QUOTE)大于试验①中的c(Cr2QUOTE),则假设一成立;若两溶液中的c(Cr2QUOTE)相同,则假设一不成立(本题为开放性题目,其他答案合理均可)2.【解析】(1)由题意可知,还可能是Mg(OH)2;(2)淡蓝色火焰,可知为氢气;加入盐酸,产生气泡,沉淀完全溶解,则可能为MgCO3;加入Ca2+,是为了检验溶液中的CQUOTE;(3)n(H2O)=0.1mol,n(CO2)=0.2mol,H2O是由Mg(OH)2分解产生,CO2是由MgCO3分解产生,说明有0.2mol的MgCO3和0.1mol的Mg(OH)2;(4)理解HCQUOTE的电离平衡和水解平衡。答案:(1)Mg(OH)2(2)①氢气②稀盐酸③产生气泡,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+反应生成Mg2+,Mg2+跟OH-、CQUOTE生成难溶物Mg(OH)2·2MgCO3,则H+、OH-和CQUOTE的浓度均减小,促使两平衡均向右移动;故Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量H21.【解析】【试验一】由题意知绿矾分解的产物全为氧化物,则铁元素可能为+2价,也可能为+3价,或者既有+2价又有+3价。+2价铁具有还原性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,+3价铁与KSCN溶液生成红色物质,利用这些性质可以检验铁元素的价态。【试验二】(1)FeSO4具有还原性,能够被空气中的氧气氧化,试验开头时通CO2的目的是赶走装置内的空气防止FeSO4·7H2O被氧化。(2)本试验有加热装置,反应产生气体,气体与氯化钡溶液反应产生白色沉淀,导气管内压强减小,简洁发生倒吸,C为防倒吸装置。(3)55.6g绿矾的物质的量为QUOTE=0.2mol,那么分解前硫元素的物质的量为0.2mol,白色沉淀为硫酸钡,其物质的量为QUOTE=0.1mol,所以除了SO3以外还应有SO2,其物质的量也为0.1mol,因此答案是2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。(4)二氧化硫对环境有污染,应添加尾气处理装置。答案:【试验一】猜想一:+2褪为无色猜想二:+3红无变化猜想三:红褪为无色【试验二】(1)赶走装置内的空气(2)防止产生倒吸(3)2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O(4)未进行尾气处理2.【解析】(2)当银氨溶液中加入强碱并加热时,Ag(NH3QUOTE+2H2OAg++2NH3·H2O,氨水逸出NH3,平衡右移,Ag+与OH-反应并马上转化成Ag2O。(5)由于假设可能是Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原A