专题16-化学实验设计与探究

2018-11-17 18:37

1.【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 滴管 试管 饱和Ag2SO4溶液 0.2 mol·L?1 Na2SO3 2 mL 溶液 0.1 mol·L?1 Al2(SO4)3溶液 0.2 mol·L?1 CuSO4 Ⅰ.产生白色沉淀 Ⅱ.溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀 Ⅲ.开始无明显变化,继续滴加产生白色沉淀 现象 (1)经检验,现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ:____________。 (2)经检验,现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO42?,含有Cu、Cu2和SO32?。

+

+

稀硫酸已知:Cu????CuI↓(白色)+I2。 ?Cu +Cu2,Cu2??+

+

+

I?①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu的实验现象是_____________。 ②通过下列实验证实,沉淀中含有Cu2和SO32?。

+

+

a.白色沉淀A是BaSO4,试剂1是____________。 b.证实沉淀中含有Cu和SO32?的理由是___________。

+

(3)已知:Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验,现象Ⅲ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。 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(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。

1

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】(1)2Ag+SO32=Ag2SO4↓。(2)①加入稀硫酸后,有红色固体生成;②a. HCl和BaCl2溶液。

b.在I的作用下,Cu2转化为白色沉淀CuI,SO32转化为SO42。 (3)①Al3、OH。

-+

--+

-

②a、

,b、V1明显大于V2。

(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。

2.【2016年高考海南卷】(11分)某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS某同学用

15.0 g该废催化剂为原料,回收其中的锌和铜。采用的实验方案如下:

回答下列问题:

(1)在下列装置中,第一次浸出必须用____________,第二次浸出应选用____________。(填标号)

(2)第二次浸出时,向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸,后滴入过氧化氢溶液。若顺序相反,会造成

___________。滤渣2的主要成分是____________________。 (3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是________________。

(4)某同学在实验完成之后,得到1.5gCuSO4﹒5H2O,则铜的回收率为__________________。 【答案】

(1)D A (每空1分,共2分) (2)H2O2与固体颗粒接触分解 (每空2分,共4分)

2

(3)蒸发皿 (2分) (4)30% (3分)

3.【2016年高考江苏卷】(15分)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)

为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下:

(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为

MgCO3(s)+2H+(aq)===Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=-50.4 kJ·mol-1

Mg2SiO4(s)+4H+(aq)===2 Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=-225.4 kJ·mol-1 酸溶需加热的目的是______;所加H2SO4不宜过量太多的原因是_______。 (2)加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为___________。 (3)用右图所示的实验装置进行萃取分液,以除去溶液中的Fe3+。

①实验装置图中仪器A的名称为_______。

②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂,______、静置、分液,并重复多次。

(4)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案:边搅拌边向溶液中滴加氨水,______,

过滤、用水洗涤固体2~3次,在50℃下干燥,得到MgCO3·3H2O。 已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀;pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全]。 【答案】(1)加快酸溶速率;避免制备MgCO3时消耗更多的碱

(2)H2O2+2Fe2+2H=2Fe3+2H2O (3)①分液漏斗;②充分振荡

(4)至5.0<pH<8.5,过滤,边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,静置,向 上层清液中滴加Na2CO3溶液,若无沉淀生成,

4.【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Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上

3

Cr2O72-转化为Cr3,其电极反应式为_____________。

(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。

①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__________。 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,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。

①一定条件下,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 。

②纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++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 。

③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(见右图),产生该差异的可能原因是 。

【答案】(1)Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O;(2)①活性炭对Cu2+和Pb2+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;

(3)①2Fe2++BH4-+4OH=2Fe+ B(OH)4+2H2↑;②纳米铁粉与H反应生成H2;

③Cu或Cu2+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)。

5.【2016年高考江苏卷】实验化学]

焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的抗氧化剂,在空气中、受热时均易分解。实 验室制备少量Na2S2O5的方法:在不断搅拌下,控制反应温度在40℃左右,向Na2CO3过饱和溶液中通入SO2,实验装置如下图所示。

4

当溶液pH约为4时,停止反应,在20℃左右静置结晶。生成Na2S2O5的化学方程式为 2NaHSO3=Na2S2O5+H2O

(1)SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2,其离子方程式为____________________。 (2)装置Y的作用是______________________________。

(3)析出固体的反应液经减压抽滤、洗涤、25℃~30℃干燥,可获得Na2S2O5固体。

①组成减压抽滤装置的主要仪器是布氏漏斗、________________和抽气泵。

②依次用饱和SO2水溶液、无水乙醇洗涤Na2S2O5固体。用饱和SO2水溶液洗涤的目的是______。 (4)实验制得的Na2S2O5固体中含有一定量的Na2SO3和Na2SO4,其可能的原因是______。 【答案】(1)2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2 (2)防止倒吸 (3)①抽滤瓶;

②减少Na2S2O5的在水中的溶解;

(4)在制备过程中Na2S2O5分解生成生Na2SO3,Na2SO3被氧化生成Na2SO4。 6.【2016年高考上海卷】(本题共12分)

乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用a装置来制备。

完成下列填空:

(1)实验时,通常加入过量的乙醇,原因是______________。加入数滴浓硫酸即能起催化作用,但实际用量多于

此量,原因是_______________;浓硫酸用量又不能过多,原因是____________。 (2)饱和Na2CO3溶液的作用是_______________。

5


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