【新教材】高考化学二轮复习 高考非选择题专项练:实验综合题A(18页,含解析).doc
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1、新教材适用高考化学高考非选择题专项练(七)实验综合题A【题型特点】实验综合题(实验探究题)是安徽省高考化学试题的压轴题,一般以工业废弃物如废水、废渣等材料为背景或以化学反应为情境,综合考查学生的思维能力、分析问题、解决问题的能力、提出假设并进行实验验证的实验能力。涉及的考点有采取控制变量的方法研究化学反应速率和化学平衡的影响因素、对物质的成分或性质、出现的现象、本质等提出假设、设计实验进行探究(多以表格的形式考查学生设计实验、写出实验步骤得出结论的能力)并对实验进行评价与分析,综合性强。实验目的解题策略以探究化学反应速率或化学平衡的影响因素为目的这种题型考查的是采取控制变量的方法研究化学反应速
2、率和化学平衡的影响因素,解题时需分析有哪些影响因素,从而提出假设,假设的验证则需控制变量(即只能有一个变量),根据设计的实验得出实验现象并根据现象得出结论以探究物质的组成或性质等为目的这种题型其实是以物质的性质和反应为情境,对某种反应的反应实质或物质的成分等提出假设,然后设计实验进行验证,实验的设计主要是根据物质的性质去做,但要防止物质在检验时的相互干扰1.(2014合肥一模)某校化学实验活动小组通过实验来探究一包黑色粉末是氧化铜、氧化亚铁或二者的混合物,探究过程如下:(1)提出假设假设1,黑色粉末是FeO。假设2,黑色粉末是(写化学式)。假设3,黑色粉末是FeO和CuO的混合物。(2)设计探
3、究实验。实验小组选用稀硫酸、氯水、硫氰化钾溶液作试剂进行实验,请将实验操作步骤及现象填入下表。实验操作步骤现象结论取少量粉末加入足量稀硫酸假设1成立假设2成立假设3成立(3)查阅资料得知,通过调节溶液的酸碱性可使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如下表:物质Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀pH6.07.51.4沉淀完全pH13143.7若经过实验分析确定,该黑色物质为氧化铜和氧化亚铁的混合物,实验小组欲利用该黑色粉末制取较纯净的硫酸铜,设计如下实验方案:回答:试剂1是(填化学式)溶液;加入试剂2的目的是调节溶液的pH,该物质是(填名称),将溶液pH调节到(填范围)
4、;操作1的名称是。【解析】(1)根据假设1、3可推知假设2为黑色固体是CuO。(2)假设1的验证可利用其与酸反应后溶液的颜色为浅绿色判断;假设2、3用酸溶解后,溶液都为蓝色,若要具体验证假设2、3还需检验用酸溶解后的溶液中有没有Fe2+,即酸溶后,再加KSCN、氯水,若溶液只呈蓝色,则假设2正确,若溶液呈蓝色,再加KSCN、氯水后溶液呈红色,则假设3正确。(3)本小题的目的是用CuO、FeO制备硫酸铜,因此需除去FeO,而Cu2+、Fe2+开始沉淀和沉淀完全的pH相近,因此欲得到纯净的硫酸铜,则需把Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH除去Fe3+,即试剂1是氧化剂,可以是H2O2,试剂2作用是调
5、节pH,但不能引入杂质,可用CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3中的一种,调节pH到3.76.0(保证Fe3+完全沉淀,而Cu2+没有沉淀),操作1后是过滤,因此操作1是蒸发浓缩、冷却结晶以析出硫酸铜晶体。答案:(1)CuO(2)实验操作步骤现象黑色粉末溶解,溶液呈浅绿色取少量粉末加入足量稀硫酸,加几滴KSCN溶液,再加几滴氯水黑色粉末溶解,溶液只呈蓝色黑色粉末溶解,溶液先呈蓝色,后呈红色(3)H2O2氧化铜(或氢氧化铜或碱式碳酸铜)3.76.0加热浓缩、冷却结晶2.某校化学小组的同学以碳棒为电极电解氯化铜溶液时发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外,还有少量白色物质析出。为
6、探究阴极碳棒上的产物,设计了如下过程:.有关资料铜的化合物颜色、性质如下:.探究实验(1)提出假设:红色物质一定有铜,还可能有Cu2O;白色物质为铜的化合物,其化学式可能为CuCl。(2)实验验证:取电解CuCl2溶液后的阴极碳棒,洗涤、干燥,连接下列装置进行实验,验证阴极产物实验结束后,碳棒上的白色物质变为红色,无水硫酸铜不变色。碳棒上的红色物质是否有Cu2O(填“是”或“否”),理由是 ;在c装置后将气体通入中,若出现白色沉淀,可说明提出假设中的白色物质一定存在;写出装置b中发生反应的化学方程式: 。(3)问题讨论:电解CuCl2溶液后的阴极上发生的反应为Cu2+2e-Cu和 ;用石墨电极
7、电解饱和硫酸铜溶液,观察阴极碳棒表面出现的现象,发现有红色物质附着,无白色物质,加入后继续电解,出现白色物质。【解析】(2)实验验证:由碳棒上的白色物质变为红色,无水硫酸铜不变色推出碳棒上的红色物质不含有Cu2O;从资料看,白色物质只能为CuCl,检验氯离子只能通入硝酸银溶液中;写出化学方程式为2CuCl+H22Cu+2HCl。(3)问题讨论:由上面分析可知阴极产物有氯化亚铜,则电极反应为Cu-e-+Cl-CuCl;要想出现白色物质,只要加入含有可溶性氯离子的物质即可。答案:(2)否无水硫酸铜不变色说明没有氧元素硝酸银溶液2CuCl+H22Cu+2HCl(3)Cu-e-+Cl-CuClNaCl
8、溶液(或其他含氯离子的合理答案)3.(2014马鞍山三模)已知:KI溶液在酸性条件下能被空气中O2氧化。某小组欲探究不同条件对该反应速率的影响。(1)该小组设计了如下实验用表(硫酸、KI溶液体积均为5 mL,淀粉溶液用量相同),请你完成下表:实验编号T/Kc(KI)/molL-1c(H2SO4)/molL-1实验目的29810.1实验和探究温度对该反应速率的影响;实验和探究反应物浓度对该反应速率的影响3081_10.2(2)该反应的离子方程式为 。(3)探究外界条件对反应速率的影响时,应该观察记录_ ;为此,该实验中三种溶液混合的顺序不合理的是。a.先将KI溶液与淀粉溶液混合,然后再加入硫酸溶
9、液b.先将KI溶液与硫酸溶液混合,然后再加入淀粉溶液c.先将硫酸溶液与淀粉溶液混合,然后再加入KI溶液(4)该小组实验过程中发现,敞口放置在空气中的KI溶液渐呈黄色,加入淀粉溶液后呈蓝色,他们查阅资料知,其反应方程式为O2+4KI+2H2O2I2+4KOH。他们对此反应方程式有疑问:单质碘为何与KOH共存?经过仔细思考后,他们根据温度、溶液酸碱性和敞口放置等因素提出了如下假设,请你完成假设三:假设一:常温下,碘与KOH溶液不反应;假设二:溶液碱性较弱,碘不与KOH溶液反应;假设三: 。(5)请你设计实验验证上述假设二,完成下表中内容。限选试剂:1 molL-1盐酸、1 molL-1KOH溶液、
10、碘水、淀粉溶液实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验现象和结论【解析】(1)是探究温度对反应速率的影响,因此其他条件相同,即的硫酸浓度与相同,是0.1 molL-1,是探究反应物浓度对反应速率的影响,因此其他条件相同,即的温度与相同,是298 K。(2)该反应是在酸性条件下氧气将I-氧化:4H+4I-+O22I2+2H2O。(3)由于生成了能使淀粉溶液变蓝色的I2,因此反应速率快慢是依据溶液出现蓝色所需的时间长短来判断,淀粉的加入应该在反应之前,若反应后加入淀粉,则溶液出现蓝色所需的时间滞后,因此选b。(4)根据题意,敞口放置,则空气中的二氧化碳会与氢氧化钾反应而消耗了氢氧化钾,即假设三是K
11、OH可能与空气中的CO2发生了反应。(5)假设二的验证可做对比实验,即取碘水、淀粉溶液与氢氧化钾作用,根据现象得出结论,具体是取少量碘水滴入几滴淀粉溶液,再逐滴加入1 molL-1KOH溶液,若开始蓝色不变,随着碱液增多,蓝色消失,说明假设二正确。答案:(1)0.1298(2)4H+4I-+O22I2+2H2O(3)溶液出现蓝色所需的时间b(4)KOH可能与空气中的CO2发生了反应(5)实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验现象和结论取少量碘水滴入几滴淀粉溶液,再逐滴加入1 molL-1KOH溶液,观察现象若开始蓝色不变,随着碱液增多,蓝色消失,说明假设二正确(其他合理答案均可)【加固训练】
12、某研究性学习小组在网上搜集到如下信息:硫化钠,俗称臭碱,是一种强还原剂,在工业上用途广泛。他们对硫化钠与次氯酸钠的反应进行探究。【实验】在次氯酸钠溶液中加入硫化钠溶液,发现溶液始终澄清。(1)下列有关硫化钠的说法正确的是。a.硫化钠溶液不宜久置,应现用现配b.硫化钠溶液中通入SO2有淡黄色浑浊,可证明SO2有氧化性c.硫化钠在空气中潮解并不断放出H2S气体,说明酸性:H2CO3H2Sd.配制硫化钠溶液时加入少量氢氧化钾e.向硫化钠溶液中滴加稀硝酸有臭鸡蛋气味的气体生成【提出假设】(2)反应后的溶液中肯定存在Cl-、S和OH-,为探究溶液中可能还存在的其他阴离子(不考虑离子水解及空气中CO2的影
13、响),该学习小组提出如下假设:假设1:还存在S2-假设2:还存在ClO-假设3: 【设计实验方案,验证假设】(3)请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:1 molL-1的CuSO4溶液、1 molL-1NaOH溶液、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液。实验步骤预期现象和结论步骤1:取少许反应后溶液于试管中,滴加若,则假设成立步骤2:另取少许反应后溶液于试管中,滴加若 ,则假设成立。若 ,则假设3成立【思考与交流】(4)实验时某同学发现所用硫化钠溶液呈黄色,联想到工业盐酸呈黄色的原因,该同学认为所用硫化钠溶液中混有少量FeCl3。你是否同意该同学的观点?(填“同意”或“不同意”),请
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