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专题21 化学实验设计与探究-五年高考(15-19)化学试题分类汇编(原卷版)

1、2019年高考题 2019北京 化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。(1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是_。试剂a是_。(2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水)实验二:验证B的成分写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式:_。加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中

2、含有Ag2SO3。所用试剂及现象是_。(3)根据沉淀F的存在,推测的产生有两个途径:途径1:实验一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入D。途径2:实验二中,被氧化为进入D。实验三:探究的产生途径向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有_:取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由:_。实验三的结论:_。(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是_。(5)根据物质性质分析,SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间,有Ag和生成。(6)根据上述实验所得结论:_

3、。1【2018北京卷】实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。(1)制备K2FeO4(夹持装置略)A为氯气发生装置。A中反应方程式是_(锰被还原为Mn2+)。将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。_C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有_。(2)探究K2FeO4的性质取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl而产生Cl

4、2,设计以下方案:方案取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。方案用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。i由方案中溶液变红可知a中含有_离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl氧化,还可能由_产生(用方程式表示)。ii方案可证明K2FeO4氧化了Cl。用KOH溶液洗涤的目的是_。根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2_(填“”或“”),而方案实验表明,Cl2和的氧化性强弱关系相反,原因是_。资料表明,酸性溶液中的氧化性,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后

5、溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。理由或方案:_。1【2017新课标3卷】(14分)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:_、_。(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。仪器B的名称是_。将下列实验操作步

6、骤正确排序_(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。a点燃酒精灯,加热b熄灭酒精灯c关闭K1和K2d打开K1和K2,缓缓通入N2e称量Af冷却到室温根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=_(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。C、D中的溶液依次为_(填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为_。a品红bNaOHcBaCl2dBa(NO3)2e浓H2SO4写出硫酸亚铁高温分

7、解反应的化学方程式_。2【2017北京卷】(16分)某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2+2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。来源:Z#xx#k.Com(1)检验产物取出少量黑色固体,洗涤后,_(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。取上层清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有_。(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是_(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:取上层清液,滴

8、加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:序号取样时间/min现象3产生大量白色沉淀;溶液呈红色30产生白色沉淀;较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深120产生白色沉淀;较30 min时量少;溶液红色较30 min时变浅(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN) 对Fe3+产生的原因作出如下假设: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-具有氧化性,可产生Fe3+;假设d:根据_现象,判断溶液中存

9、在Ag+,可产生Fe3+。 下列实验可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验可证实假设d成立。实验:向硝酸酸化的_溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。实验:装置如图。其中甲溶液是_,操作及现象是_。(3)根据实验现象,结合方程式推测实验中Fe3+浓度变化的原因:_。3【2016新课标2卷】某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol/L的溶液在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是_。(2)甲组同学取2mL

10、FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 mL0.1mol/LKI溶液,加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3 支试管中进行如下实验:第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层呈紫色;第二只试管中加入1滴K3Fe(CN)6 溶液,生成蓝色沉淀:第三支试管中加入1滴KSCN溶液,

11、溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号);实验和说明:在I- 过量的情况下,溶液中仍含有_(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl3溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为_;一段时间后溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_;生成沉淀的原因是_(用平衡移动原理解释)。4【2016北京卷】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。实验来源:Zxxk.Com试剂来源:Zxxk.Com现象来源:Zxxk.Com滴管试管2 mL0.2 molL1 Na

12、2SO3溶液饱和Ag2SO4溶液.产生白色沉淀0.2 molL1 CuSO4溶液.溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀0.1 molL1 Al2(SO4)3溶液.开始无明显变化,继续滴加产生白色沉淀(1)经检验,现象中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象:_。(2)经检验,现象的棕黄色沉淀中不含SO42,含有Cu+、Cu2+和SO32。已知:Cu+Cu +Cu2+,Cu2+CuI(白色)+I2。用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是_。通过下列实验证实,沉淀中含有Cu2+和SO32。 KI溶液 洗净的棕黄色沉淀 取上层清液 分成两份 淀粉溶液 试剂1 无明显现象 白色沉淀A a.白色沉

13、淀A是BaSO4,试剂1是_。b.证实沉淀中含有Cu2+和SO32的理由是_。(3)已知:Al2(SO4)3在水溶液中不存在。经检验,现象的白色沉淀中无SO42,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KMnO4溶液褪色。推测沉淀中含有亚硫酸根和_。对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设:i.被Al(OH)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。 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。5【2016江苏卷】铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处

14、理水中污染物。(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Cu2+和Pb2+的去除率,结果如图所示。当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是_。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,Cu2+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。一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4,其离子方程式为 。纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+NO3+10H+=4Fe2+

15、NH4+3H2O研究发现,若pH偏低将会导致NO3-的去除率下降,其原因是 。相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO3-的速率有较大差异(见图),产生该差异的可能原因是 。6【2015安徽卷】(14分)某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1molL-1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀,为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组突出了如下假设:假设一:溶液中的NO3-假设二:溶液中溶解的O2(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O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2

16、气体假设一成立实验2:在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa(NO3)2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2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SO2体积的变化曲线入下图实验1中溶液pH变小的原因是_;V1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O2和KNO3,氧化相同的H2SO3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

17、_7【2015北京卷】(15分)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe3+2I-2Fe2+I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下:(1)待实验I溶液颜色不再改变时,再进行实验II,目的是使实验I的反应达到 。(2)iii是ii的对比试验,目的是排除有ii中 造成的影响。(3)i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释原因: 。(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测i中Fe2+向Fe3+转化的原因:外加Ag+使c(I-)降低,导致I-的还原性弱于Fe2+,用下图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。K

18、闭合时,指针向右偏转,b作 极。当指针归零(反应达到平衡)后,向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO3溶液,产生的现象证实了其推测,该现象是 。(5)按照(4)的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了ii中Fe2+向Fe3+转化的原因,转化原因是 。与(4)实验对比,不同的操作是 。(6)实验I中,还原性:I-Fe2+;而实验II中,还原性:Fe2+I-,将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是 。8【2015新课标1卷】(14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4102,K2=5.4105。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O

19、)无色,熔点为101,易溶于水,受热脱水、升华,170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_。装置B的主要作用是_。(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、_。装置H反应管中盛有的物质是_。能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_。(3)设计实验证明:草酸的酸性比碳酸的强_。草酸为二元酸_。9【2015四川卷】(13分)(NH4)2SO4是常见

20、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(NH4)2SO4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N2排尽空气后,于260加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色,取下装置B,加入指示剂,用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO42-。(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

21、编号)。a盛装0.2000mol/L NaOH溶液 b用0.2000mol/L NaOH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N2排尽空气后,于400加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。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SO32-,无SO42-。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SO32-,无SO42-的实验操作和现象是_.(5)装置B内溶液吸收的气体是_.(6)(NH4)2SO4在400分解的化学方程式是_.