2015年湖北高考化學(xué)專題訓(xùn)練：化學(xué)實驗綜合應(yīng)用

湖北2015年高考化學(xué)專題訓(xùn)練：化學(xué)實驗綜合應(yīng)用

　　2015年湖北高考生正在努力備考中，湖北高考網(wǎng)整理了2015年湖北高考化學(xué)專題訓(xùn)練，希望對大家有幫助！

　　一、低檔題

　　1. (15分)某小組的同學(xué)對放置已久的過氧化鈉的成分進行探究，請回答下列問題：

　　(1)反應(yīng)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑的還原劑是________(寫化學(xué)式);反應(yīng)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2中，每生成1 mol O2轉(zhuǎn)移________mol電子。

　　(2)進行探究：

　　
①提出假設(shè)。

　　假設(shè)1：全部是Na2O2

　　假設(shè)2：全部是Na2CO3

　　假設(shè)3：________________

　　
②設(shè)計方案，進行實驗。請寫出實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(可不填滿)。

　　限選實驗試劑和儀器：蒸餾水、1 mol·L-1 H2SO4溶液、澄清石灰水、淀粉-KI溶液、酚酞溶液、火柴、試管、小燒杯、膠頭滴管。

　　實驗步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 步驟1：取少量固體樣品于試管中，滴加足量1 mol·L-1 H2SO4溶液，然后將內(nèi)壁附有澄清石灰水的燒杯罩于試管口 若澄清石灰水未見渾濁，則假設(shè)1成立;若澄清石灰水變渾濁，則______________________步驟2： 步驟3：

　　解析　(1)Na2O2與H2O反應(yīng)時，Na2O2既是氧化劑又是還原劑;Na2O2與CO2反應(yīng)時，每生成1 mol O2轉(zhuǎn)移2 mol電子。(2)Na2O2在空氣中與CO2和H2O反應(yīng)分別生成Na2CO3、NaOH，NaOH在空氣中與CO2反應(yīng)最終也生成Na2CO3，所以不可能有NaOH，故有三種假設(shè)情況。

　　答案　(1)Na2O2　2

　　(2)
①Na2O2與Na2CO3的混合物

　　
②假設(shè)2或假設(shè)3成立　步驟2：另取少量固體樣品于試管中，滴加適量蒸餾水，將帶火星的火柴放在試管口　若帶火星的火柴復(fù)燃，則假設(shè)3成立;若帶火星的火柴不復(fù)燃，則假設(shè)2成立

　　2. (15分)硫酸銅受熱分解生成氧化銅和氣體，加熱溫度不同，氣體成分也不同。氣體成分可能含SO2、SO3和O2中的一種、兩種或三種。某化學(xué)課外活動小組通過設(shè)計探究性實驗，測定反應(yīng)產(chǎn)生的SO2、SO3和O2的物質(zhì)的量，并計算確定各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，從而確定CuSO4分解的化學(xué)方程式。實驗用到的儀器如下圖所示：

　　[提出猜想]

　?、?所得氣體的成分可能只含SO3一種;

　　Ⅱ.所得氣體的成分可能含有________兩種;

　?、?所得氣體的成分可能含有________三種。

　　[實驗探究]

　　實驗操作過程略。已知實驗結(jié)束時，硫酸銅完全分解。

　　(1)請你組裝探究實驗的裝置，按從左至右的方向，各儀器接口的連接順序為
①→⑨→⑩→⑥→
⑤→________→________→________→________→
②(填接口序號)。

　　(2)若實驗結(jié)束時B中量筒沒有收集到水，則證明猜想________正確。

　　(3)有兩個實驗小組進行該實驗，由于加熱時的溫度不同，實驗結(jié)束后測得相關(guān)數(shù)據(jù)也不同，數(shù)據(jù)如下：

　　實驗小組 稱取CuSO4的質(zhì)量/g 裝置C增加的質(zhì)量/g 量筒中水的體積折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積/mL 一 6.4 2.56 448 二 6.4 2.56 224

　　請通過計算，推斷出第一小組和第二小組的實驗條件下CuSO4分解的化學(xué)方程式。

　　第一小組：______________________________________________;

　　第二小組：_______________________________________________。

　　解析　本題考查硫酸銅分解產(chǎn)物的實驗探究。氧化還原反應(yīng)中化合價有升必有降，如果產(chǎn)物中只有兩種氣體，必為SO2、O2的混合物;如果有三種氣體，則必為SO2、SO3、O2的混合物。(1)SO3溶于水生成硫酸，硫酸會與F中NaHSO3溶液反應(yīng)生成SO2，通過濃硫酸干燥后，再通過堿石灰的增重情況可測定二氧化硫的質(zhì)量，通過E、B裝置所測氣體的體積就是氧氣的體積。(2)若B中量筒中沒有收集到水，則說明實驗中沒有生成O2即猜想Ⅰ正確。(3)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒，硫酸銅分解產(chǎn)生的SO2與O2的物質(zhì)的量之比必為2∶1。實驗中，如果產(chǎn)生的SO2與O2的物質(zhì)的量之比不是2∶1，則說明分解產(chǎn)物中還含有SO3。第一小組：n (CuSO4)=0.04 mol，n(O2)=0.02 mol，n(SO2)=2.56 g&pide;64 g·mol-1=0.04 mol，SO2與O2的物質(zhì)的量之比為2∶1，所以該小組硫酸銅分解的產(chǎn)物是CuO、SO2、O2。第二小組：n(CuSO4)=0.04 mol，n(O2)=0.01 mol，n(SO2)=0.04 mol，說明硫酸銅分解時還生成了0.02 mol SO3，據(jù)此即可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

　　答案?、?SO2、O2　Ⅲ.SO2、SO3、O2

　　(1)
③　
④?、唷、摺?2)Ⅰ

　　(3)2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑

　　4CuSO44CuO+2SO3↑+2SO2↑+O2↑

　　二、中檔題

　　3.(15分)某課外活動興趣小組欲用下列化學(xué)試劑在實驗室里制取Cl2并驗證Cl2的某些化學(xué)性質(zhì)。實驗試劑：3 mol·L-1 H2SO4、1 mol·L-1 NaOH溶液、MnO2、KMnO4、吸收少量SO2的NaOH溶液、濃鹽酸、紫色石蕊試液、飽和NaCl溶液、BaCl2溶液、品紅溶液。甲小組設(shè)計的實驗裝置圖如下，在B中加入吸收少量SO2的NaOH溶液，D中加入1 mol·L-1 NaOH溶液。請回答下列問題：

　?、? (1)寫出儀器X的名稱：________。

　　(2)寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________，不能用E裝置代替

　　A裝置的原因是__________________________________________。

　　(3)C裝置的作用是_______________________________________。

　　(4)甲小組通過該實驗要驗證Cl2的________(填“漂白性”、“還原性”或“氧化性”)。

　　(5)乙小組認(rèn)為甲小組設(shè)計的實驗裝置有缺陷，請你幫助甲小組完善該裝置。即還要在________和________(填“A”、“B”、“C”或“D”)裝置間連接一個裝有________的洗氣裝置。

　　Ⅱ.丙小組認(rèn)為反應(yīng)一段時間后，B裝置溶液(強堿性)中肯定存在Cl-、OH-和SO，可能還含有其他的陰離子。

　　請你設(shè)計實驗幫助丙小組探究該吸收液中可能存在的其他陰離子。

　　(1)提出合理假設(shè)

　　假設(shè)1：只存在________，或只存在________。

　　假設(shè)2：可能兩者都________(填“存在”或“不存在”)。

　　(2)請設(shè)計實驗驗證假設(shè)的正確性：_____________________________。

　　解析　本題考查物質(zhì)的制備及性質(zhì)探究

　　Ⅰ.(1)儀器X是分液漏斗。(2)A是制備氯氣的裝置，用高錳酸鉀與濃鹽酸制備氯氣不必加熱，而用二氧化錳與濃鹽酸制備氯氣需要加熱，所以A中發(fā)生的是高錳酸鉀與濃鹽酸的反應(yīng)。高錳酸鉀是粉末狀固體，所以不能用E代替A。(3)C是緩沖瓶，起防倒吸的作用。(4)由于B中是吸收了少量SO2的NaOH溶液，即含有兩種溶質(zhì)：NaOH和Na2SO3。當(dāng)氯氣通入B溶液中時，氯氣將其中的Na2SO3氧化，表現(xiàn)出氧化性。(5)濃鹽酸有揮發(fā)性，揮發(fā)出的HCl氣體會與B中溶質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，對氯氣與Na2SO3的反應(yīng)產(chǎn)生干擾。

　　Ⅱ.(1)氯氣與NaOH反應(yīng)生成NaCl、NaClO，所以吸收液中可能含有ClO-。由于吸收液呈強堿性，所以氯氣不足，SO可能有剩余。又由于ClO-與SO可發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl-與SO，所以二者可能都沒有剩余。(2)如果存在SO，加入足量稀鹽酸會生成二氧化硫，二氧化硫能使品紅溶液褪色;如果存在ClO-，加入足量稀鹽酸會生成氯氣，紫色石蕊試液遇氯氣先變紅后褪色。

　　答案?、?(1)分液漏斗　(2)2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O　KMnO4為易溶于水的粉末　(3)完全緩沖，防倒吸　(4)氧化性　(5)A　B　飽和食鹽水

　　Ⅱ.(1)ClO-　SO　不存在　(2)取適量吸收液于兩支試管中，向一支試管中加入足量鹽酸，若產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體，則有SO;向另一支試管中加入鹽酸，再加幾滴紫色石蕊試液，若溶液先變紅后褪色，則有ClO-(其他合理答案也可)

　　4. (15分)某研究小組在實驗室中用銅粉(含鐵粉5%以上)制取膽礬(CuSO4·5H2O)并檢驗其純度，限選試劑：3 mol·L-1H2SO4溶液、濃硝酸、3%H2O2溶液、0.2 mol·L-1NaOH溶液、20% KSCN溶液、BaCl2溶液。有關(guān)物質(zhì)溶解度如下表(單位g/100 g H2O)：

　　溫度/℃ 0 20 40 60 80 100 CuSO4 14.3 20.7 28.5 40.0 55.0 75.4 Cu(NO3)2 81.8 124.8 163.1 181.8 207.8 247.3 (1)完成制取膽礬的實驗方案。

　　實驗步驟 預(yù)期現(xiàn)象 步驟1：除鐵。將銅粉置于燒杯中，_________________________________________ 步驟2：溶解。將步驟1得到的銅粉置于燒杯中，

　　__________________________ _______________________步驟3：結(jié)晶。將步驟2所得溶液蒸發(fā)濃縮至液面有晶膜出現(xiàn)，冷卻至室溫，過濾得粗產(chǎn)品

　　(2)完成步驟1后，檢驗銅粉中的鐵是否除盡的實驗操作是___________。

　　(3)若膽礬中含有少量Cu(NO3)2·3H2O，測定其中CuSO4·5H2O的含量，實驗步驟如下：稱量膽礬樣品的質(zhì)量為m1，加水溶解，滴加足量BaCl2溶液，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣烘干、冷卻，稱得其質(zhì)量為m2。樣品中CuSO4·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(列出算式)。

　　解析　(1)制備膽礬的實驗設(shè)計：根據(jù)所給試劑，由于銅不能直接與稀硫酸反應(yīng)，因此需要氧化劑(H2O2或HNO3)將銅氧化為Cu2+，Cu2+對H2O2的分解有催化作用，因此只能用濃硝酸氧化，但如果直接用濃硝酸氧化生成Cu(NO3)2，再和硫酸通過復(fù)分解反應(yīng)制備CuSO4，會增大HNO3的用量且會引入Cu(NO3)2雜質(zhì)。因此實驗中借助反應(yīng)：3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O，即先加硫酸，再加濃硝酸。(2)檢驗銅中的鐵粉是否除盡，還可以通過檢驗最后一次硫酸洗滌液中是否含有Fe2+來確定。

　　(3)CuSO4·5H2O　～　　　BaSO4

　　250　　　　　　　 233

　　m2

　　則樣品中CuSO4·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%。

　　答案　(1)

　　實驗步驟 預(yù)期現(xiàn)象 步驟1：加入足量3 mol·L-1H2SO4溶液，充分反應(yīng)后過濾，充分洗滌濾渣 有無色氣泡產(chǎn)生，溶液由無色變成淺綠色 步驟2：加入適量3 mol·L-1H2SO4溶液，再緩慢、分批加入濃硝酸，邊加邊攪拌直至銅粉完全溶解 有紅棕色氣體產(chǎn)生，溶液由無色變成藍(lán)色

　　(2)取少量銅粉于試管中，加入少量3 mol·L-1H2SO4溶液，充分振蕩后取上層溶液于另一試管中，滴加少量3%H2O2溶液，再滴加幾滴20%KSCN溶液

　　(3)×100%

　　5. (15分)某研究小組欲探究SO2的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計了如下實驗方案。

　　(1)在B中檢驗SO2的氧化性，則B中所盛試劑可為________。

　　(2)在C中裝FeCl3溶液，檢驗SO2的還原性，則C中反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________。

　　(3)在D中裝新制漂白粉濃溶液。通入SO2一段時間后，D中出現(xiàn)了大量白色沉淀。同學(xué)們對白色沉淀成分進行了探究。請回答下列問題：

　　限選的儀器和試劑：過濾裝置、試管、滴管、帶導(dǎo)管的單孔塞、蒸餾水、0.5 mol·L-1鹽酸、0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1BaCl2溶液、品紅溶液、新制澄清石灰水。

　　(ⅰ)假設(shè)一：該白色沉淀為CaSO3;

　　假設(shè)二：該白色沉淀為________;

　　假設(shè)三：該白色沉淀為上述兩種物質(zhì)的混合物。

　　(ⅱ)基于假設(shè)一，填寫下表：

　　實驗操作 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 將D中沉淀過濾，洗滌干凈備用 用另一干凈試管取少量沉淀樣品，加入______________ _________________________

　　(ⅲ)若假設(shè)二成立，試寫出生成該白色沉淀的化學(xué)方程式：__________________________________________________。

　　解析　(1)～(2)涉及SO2的性質(zhì)實驗。SO2既有氧化性也有還原性，但多表現(xiàn)還原性(能夠被氧化性稍強的Fe3+、H2O2或強氧化劑HClO等氧化)，一般在和H2S等-2價硫化物反應(yīng)時表現(xiàn)其氧化性，因此B中為H2S(或Na2S、NaHS等)溶液。

　　(3)探究白色沉淀的成分，其實是檢驗SO和SO。常通過與非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生SO2使品紅溶液褪色來檢驗SO或HSO。

　　答案　(1)硫化氫水溶液(或硫化鈉、硫氫化鈉或相應(yīng)溶質(zhì)的化學(xué)式都可以)

　　(2)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+

　　(3)(ⅰ)CaSO4

　　(ⅱ)

　　實驗操作 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 過(適)量0.5 mol·L-1鹽酸，塞上帶導(dǎo)管的單孔塞，將導(dǎo)管另一端插入盛有少量澄清石灰水(或品紅溶液)的試管中 若固體完全溶解，有氣泡放出、且澄清石灰水變渾濁(或品紅溶液褪色)，則假設(shè)一成立。

　　若固體不溶解，或溶解但無氣泡或澄清石灰水未變渾濁(或品紅溶液不褪色)，則假設(shè)一不成立

　　(ⅲ)2SO2+2H2O+Ca(ClO)2===CaSO4↓+2HCl+H2SO4

　　6.(15分)某化學(xué)小組在學(xué)習(xí)元素周期律知識后，對教材中Cl2將Fe2+氧化成Fe3+的實驗進一步思考，并提出問題：Cl2能將Fe2+氧化成Fe3+，那么Br2和I2能否將Fe2+氧化成Fe3+?

　　環(huán)節(jié)一：理論推測。

　　部分同學(xué)認(rèn)為Br2和I2都能將Fe2+氧化成Fe3+，依據(jù)是

　　____________________________________________。

　　部分同學(xué)認(rèn)為Br2和I2都不能將Fe2+氧化成Fe3+。還有同學(xué)認(rèn)為Br2能將

　　Fe2+氧化成Fe3+，而I2不能，依據(jù)是同一主族從上到下鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱。

　　環(huán)節(jié)二：設(shè)計實驗進行驗證。

　　向大試管中加入適量鐵粉，加入10 mL稀鹽酸，振蕩試管，充分反應(yīng)后，鐵粉有剩余，取上層清液進行下列實驗。

　　實驗1：

　　試管 操作 現(xiàn)象
① 先向試管中加入2 mL新制的FeCl2溶液，再向試管中滴加少量紅棕色的溴水，振蕩試管 溶液為黃色
② 先向試管中加入2 mL新制的FeCl2溶液，再向試管中滴加少量棕黃色的碘水，振蕩試管 溶液為黃色

　　環(huán)節(jié)三：實驗現(xiàn)象的分析與解釋。

　　(1)甲同學(xué)認(rèn)為試管
①中的現(xiàn)象說明溴水能將Fe2+氧化，反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________。

　　乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該補做實驗，才能得出甲同學(xué)的結(jié)論。請你幫助乙同學(xué)完成實驗：

　　實驗2：

　　操作 現(xiàn)象

　　(2)該小組同學(xué)對試管
②中所得的溶液呈黃色的原因展開討論，并提出了兩種假設(shè)：

　　假設(shè)1：碘水與FeCl2溶液不反應(yīng)，黃色是碘水稀釋后的顏色。

　　假設(shè)2.________________。

　　實驗3：進行實驗以判斷假設(shè)是否成立。

　　操作 現(xiàn)象 向試管
②所得的溶液中繼續(xù)加入0.5 mL CCl4，充分振蕩，靜置一段時間。取出上層溶液，滴加KSCN溶液 靜置后，上層溶液幾乎無色，下層溶液為紫色;取上層溶液滴加KSCN溶液后，溶液呈淺紅色

　　丙同學(xué)認(rèn)為實驗3的現(xiàn)象可以說明假設(shè)2成立，丁同學(xué)認(rèn)為不嚴(yán)謹(jǐn)，于是設(shè)計了實驗4繼續(xù)探究。

　　實驗4：

　　操作 現(xiàn)象 向另一支試管中加入2 mL新制的FeCl2溶液，滴加0.5 mL碘水后，再加入0.5 mL乙酸乙酯，充分振蕩，靜置一段時間。取出下層溶液，滴加KSCN溶液 靜置后，上層溶液為紫色，下層溶液幾乎無色;取下層溶液，向其中滴加KSCN溶液后，溶液沒有呈淺紅色

　　你認(rèn)為實驗4中加入乙酸乙酯的主要目的是_____________________。

　　丁同學(xué)根據(jù)實驗4的現(xiàn)象得出結(jié)論：在本次實驗條件下，碘水與FeCl2溶液反應(yīng)的程度很小。

　　(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐漸減弱，從原子結(jié)構(gòu)角度解釋原因：_____________________________________________。

　　解析　由題給信息和實驗?zāi)康目芍糠滞瑢W(xué)認(rèn)為Br2和I2都能將Fe2+氧化成Fe3+的依據(jù)是這些單質(zhì)均為ⅦA族元素的單質(zhì)，氧化性均較強。

　　(1)實驗1的試管
①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。由于甲同學(xué)的結(jié)論僅僅是根據(jù)溶液顏色的變化得出的，所以結(jié)論不一定可靠，必須通過實驗進行驗證，可探究該過程中是否有三價鐵離子生成，所以實驗的設(shè)計應(yīng)是三價鐵離子的檢驗，故對應(yīng)的方案為取少量試管
①中的黃色溶液于試管
③中，滴加少量KSCN溶液，振蕩，若溶液變?yōu)榧t色則表明有三價鐵離子生成。

　　(2)可根據(jù)物質(zhì)的顏色分析試管
②中所得溶液呈黃色的可能原因，一是碘水的顏色，二是三價鐵離子的顏色。實驗方案的設(shè)計需從這兩個方面進行考慮，同時需要考慮亞鐵離子在空氣中容易被氧化成三價鐵離子，所以實驗的設(shè)計必須排除空氣的影響，即實驗4中加入乙酸乙酯的主要目的一是乙酸乙酯可作萃取劑，二是防止空氣中的氧氣將亞鐵離子氧化成三價鐵離子。

　　答案　環(huán)節(jié)一：均為ⅦA族元素，其單質(zhì)的氧化性均較強

　　環(huán)節(jié)三：(1)2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-

　　操作 現(xiàn)象 取少量試管
①中的黃色溶液于試管
③中，滴加少量KSCN溶液，振蕩 溶液變?yōu)榧t色

　　(2)碘水與FeCl2溶液發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)eCl3溶液呈黃色　亞鐵離子與空氣接觸會被氧化，加入的乙酸乙酯既可作萃取劑又能起到液封的作用，防止空氣對實驗產(chǎn)生干擾

　　(3)同一主族元素從上到下，原子核外的電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，氧化性逐漸減弱