（新课标）广西2020高考化学二轮复习 专题四 化学实验 第12讲 综合实验探究学案 6页

第12讲　综合实验探究 非选择题(本题包括4个小题,共100分)‎ ‎1.(2018全国Ⅲ,27)KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:‎ ‎(1)KIO3的化学名称是　　　　　　。 ‎ ‎(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示:‎ ‎“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl‎2”‎采用的方法是　　　　　。“滤液”中的溶质主要是　　　　　。“调pH”中发生反应的化学方程式为　 　。 ‎ ‎(3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。‎ ‎①写出电解时阴极的电极反应式 　。 ‎ ‎②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为　　　　　,其迁移方向是　　　　　。 ‎ ‎③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有　　　　　　　　　　　　　　　　(写出一点)。 ‎ 答案(1)碘酸钾 ‎(2)加热　KCl　KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)‎ ‎(3)①2H2O+2e-2OH-+H2↑　②K+　由a到b　③产生Cl2易污染环境等 解析(2)温度升高气体溶解度减小;Cl2被逐出,KH(IO3)2结晶析出,“滤液”中溶质主要是KCl;“调pH”目的是生成KIO3,所以选用KOH溶液,发生反应的化学方程式为KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)。‎ ‎(3)①阴极区电解质是KOH,被电解的是H2O:2H2O+2e-2OH-+H2↑;‎ ‎②电解时,阳离子向阴极区移动,故K+由a向b迁移;‎ ‎③“KClO3氧化法”中产生有毒气体Cl2,易污染环境。‎ ‎2.某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。‎ 实验一　制取氯酸钾和氯水 利用下图所示的实验装置进行实验。‎ 6‎ ‎(1)制取实验结束后,取出B中试管冷却结晶,过滤,洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有 ‎ ‎　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)若对调B和C装置的位置,　　　　(填“能”或“不能”)提高B中氯酸钾的产率。 ‎ 实验二　氯酸钾与碘化钾反应的研究 ‎(3)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响,其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行):‎ 试管编号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎0.20 mol·L-1 KI/mL ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ KClO3(s)/g ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎6.0 mol·L-1 H2SO4/mL ‎0‎ ‎3.0‎ ‎6.0‎ ‎9.0‎ 蒸馏水/mL ‎9.0‎ ‎6.0‎ ‎3.0‎ ‎0‎ 实验现象 ‎①系列a实验的实验目的是 　。 ‎ ‎②设计1号试管实验的作用是 　。 ‎ ‎③若2号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色;假设氧化产物唯一,还原产物为KCl,则此反应的离子方程式为 　。 ‎ 实验三　测定饱和氯水中氯元素的总量 ‎(4)该小组设计的实验方案为:使用下图装置,加热15.0 mL饱和氯水试样,测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是  　。 ‎ ‎(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)‎ ‎(5)根据下列资料,为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节):  　。 ‎ 资料:ⅰ.次氯酸会破坏酸碱指示剂;‎ ⅱ.次氯酸或氯气可被SO2、H2O2和FeCl2等物质还原成Cl-。‎ 答案(1)烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)‎ ‎(2)能 6‎ ‎(3)①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响 ‎②硫酸浓度为0的对照实验 ‎③Cl+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O ‎(4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案)‎ ‎(5)量取一定量的试样,加入足量的H2O2溶液,加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的硝酸银溶液,称量沉淀质量(或其他合理答案)‎ 解析本题主要考查了实验方案的设计与评价。‎ ‎(1)过滤需要漏斗、玻璃棒、烧杯等仪器,而洗涤沉淀也需要漏斗、玻璃棒、烧杯等仪器;‎ ‎(2)若对调B和C装置,可以通过水先把Cl2中的HCl除去,可提高KClO3的产率;‎ ‎(3)①根据图表可看出其他的条件都相同,只有H2SO4的浓度不同,因此该实验研究的是硫酸的浓度对反应产物的影响;②1号实验中H2SO4的浓度为0,故该实验起到与其他实验对照的作用;‎ ‎③淀粉遇到碘单质会显蓝色,故氧化产物为碘单质,Cl被还原为Cl-,反应的离子方程式为Cl+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O;‎ ‎(4)产生的Cl2会重新溶于水,同时HClO也会发生分解生成HCl,HCl极易溶于水,无法计算氯元素的总量;‎ ‎(5)根据信息可知SO2、H2O2、FeCl2都能将次氯酸或氯气还原成Cl-,但是如果选择SO2会引入S,对Cl-的测定造成干扰,而如果选择FeCl2则会引入Cl-,因此选择H2O2将次氯酸或者氯气还原为Cl-,再与AgNO3溶液反应生成氯化银沉淀,依据氯化银沉淀的质量测定氯元素的总量。‎ ‎3.某化学小组在研究Na2SO3溶液、FeCl3溶液性质及反应时,进行了下列实验:‎ ‎(1)取1 mol·L-1的Na2SO3溶液置于空气中,测得其pH随时间的变化曲线如图所示:‎ ‎①最初,Na2SO3溶液pH=7.8,用离子方程式解释其原因:　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②t时间段内,造成其pH发生上述变化,用离子方程式解释其原因:　。 ‎ ‎(2)探究Na2SO3溶液与FeCl3溶液实际反应的情况:‎ 实验ⅰ 装置 操作 现象 向2 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液中,逐滴滴加1 mol·L-1 Na2SO3溶液2 mL 溶液黄色逐渐加深,最终得红褐色溶液(W)‎ 6‎ 实验ⅱ 装置 操作 现象 取1 mL溶液W于试管中,向其滴加过量盐酸,再滴加5滴BaCl2溶液 产生白色沉淀 ‎①实验ⅱ证明,溶液中含有　　　　　离子。 ‎ ‎②对Na2SO3溶液与FeCl3溶液实际反应存在两种认识:‎ 认识Ⅰ.反应中Fe3+完全转化为Fe2+,W溶液中c(Fe2+)一定很大,反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 认识Ⅱ.W溶液中c(Fe2+)应该极小,否则W溶液不会呈红褐色。‎ ‎(3)资料显示:Fe2+呈淡绿色、FeSO3是墨绿色沉淀、碱式硫酸铁溶液为红褐色。‎ ‎①实验中始终未出现墨绿色沉淀,说明c(Fe2+)极小,其原因用离子方程式解释是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②实验过程和结果显示,O2、Fe3+、S的氧化性强弱顺序是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③若Fe4(OH)2(SO4)5是造成溶液W呈红褐色的原因之一,其形成的化学方程式是 　。 ‎ ‎④用激光笔照射W溶液,发现有丁达尔现象,用离子方程式解释其原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)①S+H2OHS+OH-　②2S+O22S ‎(2)①S　②S+2Fe3++H2OS+2Fe2++2H+‎ ‎(3)①4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O　②O2>Fe3+>S ‎③8FeCl3+10Na2SO3+5O2+4H2O2Fe4(OH)2(SO4)5+20NaCl+4HCl ‎④Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+‎ 解析(1)①亚硫酸根水解导致溶液呈碱性,故离子方程式为S+H2OHS+OH-。②t时间段内,造成其pH发生上述变化的原因是亚硫酸根离子不稳定,极易被空气中氧气氧化,故离子方程式为2S+O22S。(2)①由实验ⅱ滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,故实验ⅱ证明,溶液中含有S。②认识Ⅰ.S与Fe3+和H2O反应生成S、Fe2+和H+,故离子方程式为S+2Fe3++H2OS+2Fe2++2H+。(3)①c(Fe2+)极小,其原因是易被空气中氧气氧化,故对应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。②实验ⅰ中发生S+2Fe3++H2OS+2Fe2++2H+,c(Fe2+)极小,其原因是易被空气中氧气氧化,故对应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2‎ 6‎ O,由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知氧化性为O2>Fe3+>S。③FeCl3与Na2SO3、O2、H2O反应生成Fe4(OH)2(SO4)5、NaCl和HCl,故化学方程式为8FeCl3+10Na2SO3+5O2+4H2O2Fe4(OH)2(SO4)5+20NaCl+4HCl。④Fe3+水解生成Fe(OH)3(胶体),故离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。‎ ‎4.氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂。氢化钙要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取。图甲是模拟制取装置。‎ 甲 乙 回答下列问题:‎ ‎(1)利用图甲实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后装入药品;打开分液漏斗活塞,　　　　　　(请按正确的顺序填入下列步骤的序号)。 ‎ ‎①加热反应一段时间 ‎②收集气体并检验其纯度 ‎③关闭分液漏斗活塞 ‎④停止加热,充分冷却 ‎(2)为了确认进入装置C的氢气已经干燥,应在B、C之间再接一装置,该装置中加入的试剂是　; ‎ 装置D的作用是　。 ‎ ‎(3)某同学利用图乙装置测定上述实验中得到的氢化钙的含量。他称取m g所制得的氢化钙样品,实验前后量气管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。(上述气体体积均换算为标准状况下)‎ ‎①装置中导管a的作用是   　。 ‎ ‎②如何判断样品与水完全反应:　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③产生的氢气体积为　　　　 mL;若未冷却至室温即读数,则氢化钙含量　　　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 ‎ ‎(4)请你再设计一种氢化钙纯度的测定方法:   　。 ‎ 答案(1)②①④③‎ ‎(2)无水硫酸铜　防止空气中的水蒸气进入C装置(其他合理答案均可)‎ 6‎ ‎(3)①平衡分液漏斗与锥形瓶内气体压强,使分液漏斗中的水能顺利滴下;同时使滴入锥形瓶内水的体积等于进入分液漏斗内的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ‎②量气管中液面不再变化(其他合理答案均可)　③V1-V2　偏高 ‎(4)称取一定量的样品(m‎1 g),加入盐酸至不再冒气泡(反应完全),然后蒸发溶液得到氯化钙固体(m‎2 g),根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度(其他合理答案均可)‎ 解析(1)由于加热不纯的H2可能发生爆炸,所以实验前必须检验其纯度,然后加热让其反应,为防止钙被氧化,必须一直通H2至反应结束。(2)水蒸气需用无水CuSO4检验,装置D中的导管可用于平衡压强、防止倒吸,且浓硫酸可吸收空气中的水蒸气,以防其进入反应体系。(3)①导管a可以起平衡压强的作用,从而便于液体流下、也不会产生由于滴加液体引起的压强差。②当量气管中的液面不再变化时反应已完全。③读数差即为生成氢气的体积(V1-V2) mL,未冷却使得测得的体积比实际体积大,最终结果偏高。(4)根据钙元素质量守恒设计实验。‎ 6‎