2014年版高考化学题目型十八探究型综合实验题目三轮考前专练 7页

题型十八 探究型综合实验题 通关演练 ‎(建议完成时间：30分钟)‎ ‎1．(2013·安庆模拟)草酸(H2C2O4)是一种弱酸，在工业中有重要作用。某同学查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”，他将菠菜研磨成汁，热水浸泡，经过滤得到溶液，加入足量的CaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤、洗涤沉淀备用，然后对生成的沉淀进行探究。‎ ‎(1)草酸盐溶液呈弱碱性的原因是_____________________________________。‎ ‎(2)该同学对生成的沉淀进行定性探究。‎ ‎①提出合理假设。‎ 假设1：只存在CaCO3；‎ 假设2：既存在CaCO3，也存在CaC2O4；‎ 假设3：___________________________________________________________。‎ ‎②基于假设2，设计实验方案，进行实验。请在下表中写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：‎ ‎1 mol·L－1 H2SO4、0.1 mol·L－1盐酸、0.01 mol·L－1 KMnO4溶液、澄清石灰水。‎ 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：取少量沉淀于试管中，加入________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________，‎ 说明沉淀中有CaCO3‎ 步骤2：__________________________‎ ‎________________________________‎ ‎________________________________‎ ‎(3)基于假设3，另一位同学对生成的沉淀进行定量探究。用稀盐酸溶解生成的沉淀，并加水配制成100 mL溶液。每次准确移取25.00 mL该溶液，用0.010 mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定，平均消耗标准溶液V mL。若菠菜样品的质量为m g，则菠菜中草酸及草酸盐(以C2O计)的质量分数为________。‎ 解析　(2)结合假设1和2，可确定假设3。在填写表格时要注意表中已经给出部分结论，要按照题给信息进行分析。(3)n(MnO)＝V×10－5 mol，25.00 mL溶液中C2O的物质的量为2.5V×10－5 mol，则100 mL溶液中C2O的物质的量为V×10－4 mol，即该菠菜样品中C ‎2O的总物质的量为V×10－4mol。菠菜中C2O的质量为88×V×10－4g，则其质量分数为×100%。‎ 答案　(1)C2O能发生水解，结合水电离出的H＋‎ ‎(2)①只存在CaC2O4‎ ‎②‎ 实验步骤 预期现象和结论 足量0.1 mol·L－1盐酸 沉淀全部溶解，有气泡产生 取步骤1的上层清液少许于另一洁净试管中，再滴加几滴 ‎0.01 mol·L－1 KMnO4溶液 溶液紫红色褪去，说明沉淀中有CaC2O4，结合步骤1，知假设2成立 ‎(3)×100%‎ ‎2．一位学生对铁与氧化铁反应后的产物进行探究。‎ ‎(1)提出假设 假设1：产物为FeO；‎ 假设2：__________________。‎ ‎(2)查阅资料 该学生通过查阅资料得知：在铁的三种氧化物中，四氧化三铁最稳定，氧化亚铁最不稳定，常温下极易被氧气氧化成氧化铁(颜色由黑色变成红色)。‎ 通过查阅资料可以得出的初步结论为_________________________________。‎ ‎(3)进行实验 该学生设计了如下装置进行铁与氧化铁反应的实验。请你帮助他将实验步骤补充完整。‎ 按如图装置连接好仪器(暂不装入药品)，___________________ ____。‎ ‎②称取1 g还原性铁粉和5 g氧化铁粉末，混合均匀后平摊在玻璃管中部。‎ ‎③松开两个弹簧夹，_______________________________________________，‎ 即可夹上弹簧夹a，并开始加热药品。‎ ‎④大约4分钟左右，棕色粉末全部变黑；再夹上弹簧夹b，然后停止加热，等到玻璃管冷却至室温，倒出黑色粉末。‎ ‎(4)现提供如下药品，验证实验得到的黑色粉末的成分。磁铁、稀盐酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、试管、胶头滴管。‎ 实验步骤 预期现象和结论 ‎(5)实验结论：铁与氧化铁反应的化学方程式为___________________________ ‎ ‎_________________________________________________________________。‎ 解析　实验要在无氧环境中进行。检验Fe3O4时，一是要利用它的磁性排除Fe2O3、FeO的干扰，二是要检验＋3价铁离子的存在，排除铁的干扰。‎ 答案　(1)产物为Fe3O4‎ ‎(2)Fe与Fe2O3反应的产物为Fe3O4(表述合理即可)‎ ‎(3)①夹上弹簧夹a，松开弹簧夹b，微热玻璃管，若导管口有气泡冒出，停止加热一段时间后，导管中形成一段水柱，则装置不漏气　③通入纯净干燥的二氧化碳气体，待玻璃管里的空气被排完了 ‎(4)‎ 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：用磁铁靠近黑色粉末 黑色粉末在空气中不变色，且能被磁铁全部吸引，说明黑色粉末中没有FeO 步骤2：取少量黑色粉末，放入试管中，加入稀盐酸，振荡使粉末溶解，然后滴入几滴KSCN溶液 有气泡冒出，溶液变红色，说明铁粉过量，生成物为Fe3O4‎ ‎(5)Fe＋4Fe2O33Fe3O4‎ ‎3．(2013·成都联考)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。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。‎ ‎(1)提出假设 实验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，迅速反应，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测：‎ 猜测1：白色不溶物可能为________________。‎ 猜测2：白色不溶物可能为MgCO3。‎ 猜测3：白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。‎ ‎(2)设计定性实验确定产物并验证猜测：‎ 实验序号 实验 实验现象 结论 实验Ⅱ 将实验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________‎ 实验Ⅲ ‎②取实验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 实验Ⅳ 取实验Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液 产生白色沉淀 ‎④溶液中存在________‎ ‎(3)为进一步确定实验Ⅰ的产物，设计定量实验方案，如图所示：‎ 称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6 g，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。实验后装置A增重1.8 g，装置B增重8.8 g，试确定白色不溶物的化学式：__________________________ ______________________________________________。‎ ‎(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原因：____________________________________。‎ 解析　(1)镁与饱和碳酸氢钠溶液的反应，生成H2和白色不溶物，白色不溶物可能是Mg(OH)2或MgCO3或[xMgCO3·yMg(OH)2]。(2)能安静燃烧、产生淡蓝色火焰的是氢气；MgCO3中加入稀盐酸，沉淀全部溶解，产生气泡；加入氯化钙溶液，有白色沉淀生成，证明含有CO。(3)浓硫酸增重说明生成物中有H2O，碱石灰增重说明生成物中有CO2，且Mg(OH)2与MgCO3的物质的量之比为1∶2。(4)溶液中存在HCOH＋＋CO和H2OH＋＋OH－，Mg与H＋反应生成H2和Mg2＋，Mg2＋与CO、OH－反应生成沉淀Mg(OH)2·2MgCO3，两平衡均正向移动。‎ 答案　(1)Mg(OH)2‎ ‎(2)①氢气　②稀盐酸(合理均可)　③产生气泡，沉淀全部溶解　④CO ‎(3)2MgCO3·Mg(OH)2或Mg(OH)2·2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2‎ ‎(4)NaHCO3溶液中存在平衡：HCOH＋＋CO、H2OH＋＋OH－；Mg和H＋反应生成H2和Mg2＋，Mg2＋跟OH－、CO反应生成难溶物Mg(OH)2·2MgCO3，则H＋、OH－、CO的浓度均减小，促使上述两平衡均向右移动 ‎4．用纯碱和双氧水混合可制作新型液体洗涤剂(2Na2CO3·3H2O2)，它具有杀菌消毒去油污的能力且不会污染水源。‎ ‎(1)检验这种新型洗涤剂中金属阳离子的操作和现象是 ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)这种洗涤剂中的双氧水可以将废水中的氰化物转化为无毒物同时生成NH3，写出反应的离子方程式：__________________________________ ____‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(3)如果配制洗涤剂的水中含有铁离子，不仅会削弱洗涤剂的去污能力，甚至完全失去杀菌作用。试分析其中的原因(用离子方程式和简要文字表述)：__________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(4)某化学学习小组为定性探究铁离子对这种新型洗涤剂的不良影响，取该洗涤剂100 mL，加入25 gFeCl3固体，产生大量无色无味气体，用贮气瓶收集气体。请选用下列试剂和实验用品完成气体成分的探究过程：0.10 mol·L－1 NaOH溶液、8.0 mol·L－1 NaOH溶液、澄清石灰水、0.01 mol·L－1 KMnO4溶液、BaCl2稀溶液、品红溶液、蒸馏水、小木条、酒精灯、火柴、洗气瓶。‎ ‎①提出假设：对该气体成分提出合理假设。‎ 假设1：气体是O2；‎ 假设2：气体是________________；‎ 假设3：气体是CO2。‎ ‎②设计方案：设计实验方案证明你的假设，在下表中完成实验步骤、预期现象与结论。‎ 实验步骤 预期现象与结论 将气体依次通入盛有________、________的洗气瓶中，________‎ ‎__________________‎ 解析　(1)这种新型液体洗涤剂的阳离子为Na＋，可用焰色反应进行检验。(3)铁离子可以作为过氧化氢分解的催化剂，从而导致过氧化氢分解而失效；铁离子与碳酸根离子发生水解相互促进反应，使洗涤剂失去去污能力。(4)①该无色无味气体或是氧气、或是二氧化碳、或是两种气体的混合气体。②用澄清石灰水检验二氧化碳，用NaOH溶液吸收未反应完的二氧化碳，最后通过带火星的小木条检验氧气。‎ 答案　(1)用洁净的铂丝蘸取洗涤剂在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色(合理即可)‎ ‎(2)H2O2＋CN－＋H2O===HCO＋NH3‎ ‎(3)2H2O22H2O＋O2↑，铁离子会加速H2O2分解，使洗涤剂失去杀菌作用；2Fe3＋＋3CO＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑，Fe3＋与CO水解相互促进，使洗涤剂失去去污能力 ‎(4)①CO2和O2‎ ‎②‎ 实验步骤 预期现象与结论 澄清石灰水 ‎8.0 mol·L－1 NaOH溶液　并将带火星的小木条放在最后一个洗气瓶的出口处 若澄清石灰水不变浑浊，木条复燃，则假设1成立；若澄清石灰水变浑浊，木条复燃，则假设2成立；若澄清石灰水变浑浊，木条不复燃，则假设3成立 化学驿站：像考试那样完成练习 请老师给你设定一个时间，在这个规定的时间内完成所有的问题。回答问题时，不能查阅书本。你能完成所有问题吗？通过这样的训练，你是否对时间的运用更有效率了？哪些专题还需要重新复习？将你的测试结果让老师检查一下，请老师对你的回答做一个客观的评价。‎