1、2016届高三化学【全国百强校】好题速递分项解析汇编专题二十四 化学实验设计与探究1.【安徽合肥168中2016届第二次月考】(12分）铝热反应是铝的一个重要性质。某校化学兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧，火星四射等缺点，将实脸改成以下装置，取磁性氧化铁在如图A实验进行铝热反应，冷却后补到“铁块”混合物 （1）实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，共原因是（2）该铝热反应的化学方程式为 （3）取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入如图B装置，滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气休体积以测量样品中残留铝的百分含量试回答下列问题： 量气管的量具部分是一个中学实验常见量具改装而成，
2、该仪器的名称为 量气管在读数时必须进行的步骤是。 取1g样品进行上述实验，共收集到44.8mL气体（换算成标准状况下），则铝的百分含量为。 装置中分液漏斗上端和烧瓶用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外， 还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管，测出铝的百分含量将会 （填“偏大”或“偏小”）。2.【河北衡水中学2016届第二次月考】（10分）资料表明，硫粉与热的KOH溶液共热生成两种盐，其中一种是K2SO3。某化学兴趣小 组进行该实验时，却检测到生成的盐中含有SO42-。 （1）兴趣小组同学认为，上述反应的生成物可能与反应温度（T），KOH溶液的浓度(c)有关。他们做了
3、如下对比实验（每次实验中硫粉的质量、KOH溶液的体积均相同）。实验是探究温度对生成物的影响，是探究KOH溶液的浓度对生成物的影响。请在表中相应空格内填人相应数据。（2）兴趣小组设计实验对上述反应中生成的盐的成分进行探究。他们提出如下假设，请你根据氧化还原反应的规律，完成假设二和假设三：假设一：生成的盐是K2S和K2 S03；假设二：生成的盐是_；假设三：生成的盐是_；（3）请你设计实验验证上述假设一。完成下表中内容。除了硫粉与热的KOH溶液的反应液之外，可供选择的药品有稀硝酸，稀盐酸等；已知：6H+SO32-+2S2-=3S+3H2O（4）兴趣小组通过改变硫粉的质量，得出生成钾盐的质量与硫粉质
4、量的变化关系如右图所示。有人据此得出结论：生成的盐一定是K2S和K2SO3的混合物。请你根据计算结果指出该结论是否正确 。（5）请分析上述反应中有K2S04生成的可能原因是 3【湖南衡阳八中2016届第二次月考】（16分） 实验室测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数W(Na2CO3)，称取此混合物5.0g，溶于水中，配成250 mL溶液。方案一：沉淀法。利用化学反应把HCO3、CO32完全转化为沉淀，称量干燥沉淀的质量，由此计算混合物中(Na2CO3)。（1）量取100 mL配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCO3、CO32完全转化为沉淀，应选用的试剂是 (填编号)。AC
5、aCl2溶液 BMgSO4溶液 CNaCl溶液 DBa(OH)2溶液（2）过滤，洗涤沉淀，判断沉淀是否洗净的方法是 ；（3）将所得沉淀充分干燥，称量沉淀的质量为mg，由此可以计算(Na2CO3)。如果此步中，沉淀未干燥充分就称量，则测得(Na2CO3) (填“偏大”、“偏小或“无影响”)。方案二：量气法。量取10.00 mL配制好的溶液与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况(约20、1.01105 Pa)的体积，由此计算混合物中(Na2CO3)。（1）装置中导管a的作用是 。（2）若撤去导管a，使测得气体体积 （“偏大”，“偏小”或“无影响”）。方案三：滴定法。量取25.00 mL配制好
6、的溶液加入锥形瓶中，滴加2滴酚酞试剂，摇匀，用0.2000 mol/L的盐酸滴定到终点(已知终点时反应H+CO32=HCO3恰好完全)。重复此操作2次，消耗盐酸的体积平均值为20.00 mL。（1）量取25.00 mL配制好的溶液，应选择 仪器来完成。（2）判断滴定终点的依据是 。（3）此法测得(Na2CO3)= 。4【江苏扬州中学2016届10月月考】某课外活动小组设计了以下实验验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下：（1）测定硝酸的物质的量反应结束后，从如图装置B中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液，用0.1 molL1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴
7、定前后的滴定管中液面的位置如上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为_ mol，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为_mL。（2）测定NO的体积从如图所示的装置中，你认为应选用_装置进行Ag与浓硝酸反应实验，选用的理由是_。选用如图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是_(填各导管口编号)。在测定NO的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置_(填“下降”或“升高”)，以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。（3）气体成分分析若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况)，则Ag与浓硝酸反应的过程中_(填“有”或“
8、没有”)NO产生，作此判断的依据是_。5【江西上高二中2016届第二次月考】（18分）工业上常利用含硫废水生产Na2S2O35H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。烧瓶C中发生反应如下：Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq）（I）2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l）（II）S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq） （III）（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若，则整个装置气密性良好。装置D的作用是。装置E中为溶液。（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中
9、Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为。（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择 。a蒸馏水b饱和Na2SO3溶液 c饱和NaHSO3溶液d饱和NaHCO3溶液实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是。已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器有。a .烧杯 b .蒸发皿 c.试管 d .锥形瓶（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O35H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用常见试剂设计实
10、验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：。已知Na2S2O35H2O遇酸易分解：S2O32+2H+=S+SO2+H2O6【辽宁师大附中2016届10月月考】某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入12滴溴水，振荡后溶液呈黄色。 （1）提出问题：Fe3+、Br2谁的氧化性更强？ （2）猜想： 甲同学认为氧化性：Fe3+Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含 （填化学式，下同）所致。 乙同学认为氧化性：Br2Fe3+，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含 所致。（3）设计实验并验证：
11、丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点确实是正确的。 供选用的试剂：a. 酚酞试液 b. 四氯化碳 c. 无水酒精 d. 硫氰化钾溶液请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。（试剂填序号）选用试剂实验现象方案1方案2（4）应用与拓展： 在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入12滴溴水，溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为 。 在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2（标准状况），溶液中有1/3的Br被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为 。7【湖北孝感高中2016届10月月考】(14分
12、)CH3Cl为无色，略带臭味的气体，密度为2.25g/L，熔点为-24.2，20时在水中的溶解度为400mL，易溶于乙醇和丙醇等有机溶剂。实验室制取CH3Cl的原理是CH3OH +HCl(浓) CH3Cl+H2O。具体步骤如下：干燥ZnCl2晶体；称取24g研细的无水ZnCl2和量取20mL浓盐酸放入圆底烧瓶，同时量取一定量的甲醇放入分液漏斗中；将分液漏斗里的甲醇逐滴滴入烧瓶中并加热，待ZnCl2完全溶解后有CH3Cl气体逸出，可用排水法收集。请回答：（1）实验室干燥ZnCl2晶体制得无水ZnCl2的方法是 。（2）反应过程中滴入烧瓶中甲醇的体积比盐酸少（甲醇与浓盐酸的物质的量浓度接近） 其理
13、由是 。（3）实验室为何用排水法收集CH3Cl？ 。据某资料记载，CH4分子中的一个H原子被Cl原子取代后，其稳定性受到影响，可被强氧化剂酸性高锰酸钾氧化。现有四只洗气瓶；分别盛有以下试剂：A1.5%KMnO4(H+)溶液；B蒸馏水；C5%Na2SO3溶液；D98%H2SO4。（1）为证实这一理论的可靠性，请从上面选择最恰当的洗气瓶，将a装置生成的气体依次通过洗气瓶 （填洗气瓶编号），如果观察到 则证实上述资料的正确性。（2）写出洗气瓶中发生反应的离子方程式(C元素的氧化产物为CO2)： （3）如果CH3Cl是大气的污染物，上述洗气瓶之后还应接一只盛 的洗气瓶。8【江西临川一中2016届10月
14、月考】(14分) 茶叶中含有多种有益于人体健康的有机成分及钙、铁等微量金属元素，某化学研究性学习小组设计方案用以测定某品牌茶叶中钙元素的质量分数并检验铁元素的存在(已知CaC2O4为白色沉淀物质)。首先取200g茶叶样品焙烧得灰粉后进行如下操作：请回答下列有关问题：（1）文献资料显示，某些金属离子的氢氧化物完全沉淀的pH为：离子完全沉淀时的pH133.7 实验前要先将茶叶样品高温灼烧成灰粉，需用到的仪器有_。酒精灯 蒸发皿 坩埚 泥三角 三脚架 铁架台 （2）写出从滤液A沉淀D的离子反应方程式的是_。 （3）为保证实验精确度，沉淀D及E需要分别洗涤，并将洗涤液转移回母液中，试判断沉淀D已经洗涤
15、干净的方法是_。 （4）用KMnO4标准溶液滴定C溶液时所发生的反应为：5C2O42-+2MnO4-+16+=10CO2+2Mn2+8H2O。现将滤液C稀释至500 mL，再取其中的25.00 mL溶液，用硫酸酸化后，用01000molL-1的KMnO4标准溶液滴定，终点时消耗KMnO4溶液10.00 mL。 此步操作过程中一定需要用到下列哪些仪器(填写序号)_； 达到滴定终点时，溶液的颜色变化是_；滴定到终点，静置后，如图读取KMnO4标准溶液的刻度数据，则测定的钙元素含量将_ (填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。 （5） 可以通过检验滤液A来验证该品牌茶叶中是否含有铁元素，所加试剂及实验
16、现象是_。（6）原茶叶中钙元素的质量分数为_。9【贵州遵义航天高中2016届第三次月考】(14分)工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行以下探究活动：【探究一】（1）将已除去表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。（2）另取铁钉放入一定量浓硫酸中加热，充分反应后得到溶液X并收集到干燥气体Y。甲同学认为X中可能含有Fe3+和Fe2+。若要确认其中的Fe2+，应选用_ _（填序号）。aKSCN溶液 b铁氰化钾溶液 c盐酸乙同学取448mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应的
17、离子方程式为 ，充分反应后，加入足量BaCI2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g。可推知气体Y中SO2的体积分数为 。【探究二】据探究一所测SO2的体积分数，丙同学认为气体Y中可能还含有CO2和Q气体，因此设计了下列实验装置（图中夹持仪器省略，实验前已将装置中空气排尽）进一步探究。（3）装置A中的现象是 ，其作用是 。（4）为判断CO2是否存在，需将装置M添加在 。（填序号）；aA之前 bAB之间 cB-C之间 dCD之间若存在CO2，则产生CO2气体的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。（5）若C中固体变红，D中固体变蓝，则Q是 （填化学式），产生该气体的原因是 。（6）若某气体可能
18、由CO2、SO2、H2中的一种或多种组成，经测定其中氧的质量分数为50%，则该气体的组成可能为 （填序号）。aSO2 bH2、SO2 cH2、CO2 dCO2、SO2 eSO2、CO2、H210【云南师大附中2016届第二次月考】（14分）用二氧化氯（ClO2）、高铁酸钠（Na2FeO4摩尔质量为166 /mol）等新型净水剂替代传统的净水剂Cl2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl和Fe3。（1）高铁酸钠主要通过如下反应制取：，则X的化学式为NNa2FeO4之所以能净水，除它本身具有强氧化性外，另一个原因可能是（2）已知二氧化氯是一种黄
19、绿色有刺激性气味的气体，其熔点为59，沸点为11.0，易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸（H2C2O4）在60时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2，其中A为ClO2的发生装置，B为ClO2的凝集装置，C为尾气吸收装置。请回答：A中反应产物有和CO2等，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为A部分还应添加温度控制装置，如水浴加热或酒精灯、温度计，B部分还应补充的装置为_，理由是该装置按补充完整后，装置A、B、C中还有一处设计明显不合理的是（填 “A“B”或“C，），请在图18方框中画出该装置改正后的正确的装置图 ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶
20、液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验： 步骤1：准确量取ClO2溶液10mL，稀释成100mL试样；量取V1mL试样加入到锥形瓶中； 步骤2：调节试徉的pH2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻； 步骤3：加入淀粉指示剂，用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2mL。（已知 当 时，可以判断此滴定操作到达终点；由以上数据可以计算原ClO2溶液的浓度为 g/I（用含字母的代数式表示）。 （3）如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么三种消毒杀菌剂的消毒效率最小的是 （填化学式）。11【浙江宁波效实中学2016届上期中】（10分）某化学
21、兴趣小组欲验证：“铜和一定量的浓硝酸反应有一氧化氮产生”。设计如下装置进行实验。(假设气体体积均为标准状况下测定，导气管中气体体积忽略不计，且忽略反应中的溶液体积变化)试回答下列问题：（1）在铜和浓硝酸反应前，挤压打气球(球内充满空气)，经A、B、C反应后，进入D中的气体主要成分是 (填化学式)；进行此步操作时应关闭 ，打开 (填K1、K2或K3)。（2）关闭K1、K2，打开K3，由分液漏斗向D中滴加浓硝酸，此时D中一定发生反应的离子方程式为 。待Cu和浓硝酸反应结束后，再通过分液漏斗向D中加入CCl4至满。（3）若E装置中出现倒吸，可采取的应急操作是 。 (4) 经测定，E装置中所得硝酸的物
22、质的量浓度为0.05mol/L，实验测得F装置所收集到的气体体积为120mL，则铜和一定量的浓硝酸反应 （填“有”或“无”）NO生成 ，其依据是（请用数据和文字说明） 。12【山东济南外国语2016届上期中】实验室中需要22.4L（标准状况）SO2气体。化学小组依据化学方程Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2+2H2O计算后，取65g锌粒与质量分数为98%的浓硫酸（密度）110mL充分反应，锌全部溶解，对于制得的气体，有同学认为可能混有杂质。（1）化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是 （填分子式）。产生这种结果的主要原因是 （用化学方程式和必要的文字加以说明）（2）为证实相关分
23、析，化学小组的同学设计了实验，组装了如下装置，对所制取的气体进行探究。装置B中加入的试剂 ，作用是 。装置D加入的试剂 ，装置F加入的试剂 。可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是 。U型管G的作用为 .13【江西省上高二中2016届第三次月考】（14分）过氧化钠(Na2O2)是中学常见物质，常见的过氧化物还包括过氧化钙(CaO2)。已知:过氧化钠与CO2反应有气体生成，而将SO2通入过氧化钠粉末中也有气体生成。有人提出CO2、SO2与过氧化钠的反应原理相同，但也有人提出SO2具有较强的还原性，CO2无强还原性，反应原理不相同。据此设计如下实验操作进行判
24、断。实验一:向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO2，取反应后的固体进行实验探究，以证明过氧化物与SO2反应的特点。（1）提出假设:假设1:反应后固体中只有Na2SO3，证明SO2未被氧化；假设2:反应后固体中只有 Na2SO4，证明SO2完全被氧化；假设3: ，证明。实验探究:实验二:通过测量气体的体积判断发生的化学反应，实验装置如下:（2）试剂A可以选用_，试剂B的作用是_。（3）实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m1g，装置D质量增加了m2g，装置E中收集到的气体为VL(已换算成标准状况下)，用上述有关测量数据判断，SO2未被氧化、完全被氧化的V-m1关系式。未被氧化:_，完全被氧化:_
25、。（4）若SO2完全被氧化，写出反应的化学方程式: _。14【宁夏银川一中2016届第三次月考】（14分）二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。探究二氧化硫的制取和性质都有着非常重要的意义。（1）工业上用黄铁矿（FeS2，其中S元素为1价）在高温下和氧气反应制备SO2：4FeS211O22Fe2O38SO2该反应中被氧化的元素是_（填元素符号）。当该反应转移5.50mol电子时，生成的二氧化硫在标准状况下的体积为_L。（2）实验室可用70的浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，如果能控制反应速度，下图中可选用的发生装置是_（填写字母）。若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L（标准状况）
26、二氧化硫，如果已有25.2亚硫酸钠（质量分数）被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠_g（保留一位小数）。（3）某化学兴趣小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为_。为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验：方案：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去方案：向第二份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀方案：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成上述方案中合理的是_（填“”、“”或“”）；试管b中发生反应的离子方程式为_。15【黑龙江牡丹江一中2016届10月月考】（13分）工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁
27、质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：【探究一】（1）将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是_（2）另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。甲同学认为X中除Fe3外还可能含有Fe2。若要确认其中的Fe2应选用_(选填序号)。aKSCN溶液和氯水 b铁粉和KSCN溶液 c浓氨水 dKMnO4酸性溶液乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO2Br22H2O=2HBrH2SO4 然后加入足量BaCl2溶液，经_操作后得固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为_。【探究二】分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。（3）装置B中试剂的作用是_（4）认为气体Y中还含有Q的理由是_(用化学方程式表示)。（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于_(选填序号)。aA之前 bA-B间 cB-C间 dC-D间（6）如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是_（7）若要测定336mL气体中H2的含量(标准状况下约有28 mL H2)，可否用托盘天平称量D或E反应前后的质量差的方法？做出判断并说明理由_
