1、专题十三化学实验综合应用(时间：45分钟类型：卷15分填空题专项训练)一、低档题1(2013广东深圳月考)(15分)某小组的同学对放置已久的过氧化钠的成分进行探究，请回答下列问题：(1)反应2Na2O22H2O=4NaOHO2的还原剂是_(写化学式)；反应2Na2O22CO2=2Na2CO3O2中，每生成1 mol O2转移_mol电子。(2)进行探究：提出假设。假设1：全部是Na2O2假设2：全部是Na2CO3假设3：_设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：蒸馏水、1 molL1 H2SO4溶液、澄清石灰水、淀粉-KI溶液、酚酞溶液、火柴、试管
2、、小烧杯、胶头滴管。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量固体样品于试管中，滴加足量1 molL1 H2SO4溶液，然后将内壁附有澄清石灰水的烧杯罩于试管口若澄清石灰水未见浑浊，则假设1成立；若澄清石灰水变浑浊，则_步骤2：步骤3：解析(1)Na2O2与H2O反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂；Na2O2与CO2反应时，每生成1 mol O2转移2 mol电子。(2)Na2O2在空气中与CO2和H2O反应分别生成Na2CO3、NaOH，NaOH在空气中与CO2反应最终也生成Na2CO3，所以不可能有NaOH，故有三种假设情况。答案(1)Na2O22(2)Na2O2与Na2CO3的混合物假设2
3、或假设3成立步骤2：另取少量固体样品于试管中，滴加适量蒸馏水，将带火星的火柴放在试管口若带火星的火柴复燃，则假设3成立；若带火星的火柴不复燃，则假设2成立2(2013韶关联考)(15分)硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体，加热温度不同，气体成分也不同。气体成分可能含SO2、SO3和O2中的一种、两种或三种。某化学课外活动小组通过设计探究性实验，测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量，并计算确定各物质的化学计量数，从而确定CuSO4分解的化学方程式。实验用到的仪器如下图所示：提出猜想.所得气体的成分可能只含SO3一种；.所得气体的成分可能含有_两种；.所得气体的成分可能含有_三种。实验探究实验
4、操作过程略。已知实验结束时，硫酸铜完全分解。(1)请你组装探究实验的装置，按从左至右的方向，各仪器接口的连接顺序为_(填接口序号)。(2)若实验结束时B中量筒没有收集到水，则证明猜想_正确。(3)有两个实验小组进行该实验，由于加热时的温度不同，实验结束后测得相关数据也不同，数据如下：实验小组称取CuSO4的质量/g装置C增加的质量/g量筒中水的体积折算成标准状况下气体的体积/mL一6.42.56448二6.42.56224请通过计算，推断出第一小组和第二小组的实验条件下CuSO4分解的化学方程式。第一小组：_；第二小组：_。解析本题考查硫酸铜分解产物的实验探究。氧化还原反应中化合价有升必有降，
5、如果产物中只有两种气体，必为SO2、O2的混合物；如果有三种气体，则必为SO2、SO3、O2的混合物。(1)SO3溶于水生成硫酸，硫酸会与F中NaHSO3溶液反应生成SO2，通过浓硫酸干燥后，再通过碱石灰的增重情况可测定二氧化硫的质量，通过E、B装置所测气体的体积就是氧气的体积。(2)若B中量筒中没有收集到水，则说明实验中没有生成O2即猜想正确。(3)根据氧化还原反应中得失电子守恒，硫酸铜分解产生的SO2与O2的物质的量之比必为21。实验中，如果产生的SO2与O2的物质的量之比不是21，则说明分解产物中还含有SO3。第一小组：n(CuSO4)0.04 mol，n(O2)0.02 mol，n(S
6、O2)2.56 g64 gmol10.04 mol，SO2与O2的物质的量之比为21，所以该小组硫酸铜分解的产物是CuO、SO2、O2。第二小组：n(CuSO4)0.04 mol，n(O2)0.01 mol，n(SO2)0.04 mol，说明硫酸铜分解时还生成了0.02 mol SO3，据此即可写出反应的化学方程式。答案.SO2、O2.SO2、SO3、O2(1)(2)(3)2CuSO42CuO2SO2O24CuSO44CuO2SO32SO2O2二、中档题3(15分)某课外活动兴趣小组欲用下列化学试剂在实验室里制取Cl2并验证Cl2的某些化学性质。实验试剂：3 molL1 H2SO4、1 mol
7、L1 NaOH溶液、MnO2、KMnO4、吸收少量SO2的NaOH溶液、浓盐酸、紫色石蕊试液、饱和NaCl溶液、BaCl2溶液、品红溶液。甲小组设计的实验装置图如下，在B中加入吸收少量SO2的NaOH溶液，D中加入1 molL1 NaOH溶液。请回答下列问题：. (1)写出仪器X的名称：_。(2)写出A中发生反应的化学方程式：_，不能用E装置代替A装置的原因是_。(3)C装置的作用是_。(4)甲小组通过该实验要验证Cl2的_(填“漂白性”、“还原性”或“氧化性”)。(5)乙小组认为甲小组设计的实验装置有缺陷，请你帮助甲小组完善该装置。即还要在_和_(填“A”、“B”、“C”或“D”)装置间连接
8、一个装有_的洗气装置。.丙小组认为反应一段时间后，B装置溶液(强碱性)中肯定存在Cl、OH和SO，可能还含有其他的阴离子。请你设计实验帮助丙小组探究该吸收液中可能存在的其他阴离子。(1)提出合理假设假设1：只存在_，或只存在_。假设2：可能两者都_(填“存在”或“不存在”)。(2)请设计实验验证假设的正确性：_。解析本题考查物质的制备及性质探究.(1)仪器X是分液漏斗。(2)A是制备氯气的装置，用高锰酸钾与浓盐酸制备氯气不必加热，而用二氧化锰与浓盐酸制备氯气需要加热，所以A中发生的是高锰酸钾与浓盐酸的反应。高锰酸钾是粉末状固体，所以不能用E代替A。(3)C是缓冲瓶，起防倒吸的作用。(4)由于B
9、中是吸收了少量SO2的NaOH溶液，即含有两种溶质：NaOH和Na2SO3。当氯气通入B溶液中时，氯气将其中的Na2SO3氧化，表现出氧化性。(5)浓盐酸有挥发性，挥发出的HCl气体会与B中溶质发生反应，对氯气与Na2SO3的反应产生干扰。.(1)氯气与NaOH反应生成NaCl、NaClO，所以吸收液中可能含有ClO。由于吸收液呈强碱性，所以氯气不足，SO可能有剩余。又由于ClO与SO可发生氧化还原反应生成Cl与SO，所以二者可能都没有剩余。(2)如果存在SO，加入足量稀盐酸会生成二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色；如果存在ClO，加入足量稀盐酸会生成氯气，紫色石蕊试液遇氯气先变红后褪色。答案
10、.(1)分液漏斗(2)2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2OKMnO4为易溶于水的粉末(3)完全缓冲，防倒吸(4)氧化性(5)AB饱和食盐水.(1)ClOSO不存在(2)取适量吸收液于两支试管中，向一支试管中加入足量盐酸，若产生能使品红溶液褪色的气体，则有SO；向另一支试管中加入盐酸，再加几滴紫色石蕊试液，若溶液先变红后褪色，则有ClO(其他合理答案也可)4(2013广东广州二模，33)(15分)某研究小组在实验室中用铜粉(含铁粉5%以上)制取胆矾(CuSO45H2O)并检验其纯度，限选试剂：3 molL1H2SO4溶液、浓硝酸、3%H2O2溶液、0.2 molL1
11、NaOH溶液、20% KSCN溶液、BaCl2溶液。有关物质溶解度如下表(单位g/100 g H2O)：温度/020406080100CuSO414.320.728.540.055.075.4Cu(NO3)281.8124.8163.1181.8207.8247.3(1)完成制取胆矾的实验方案。实验步骤预期现象步骤1：除铁。将铜粉置于烧杯中，_步骤2：溶解。将步骤1得到的铜粉置于烧杯中，_步骤3：结晶。将步骤2所得溶液蒸发浓缩至液面有晶膜出现，冷却至室温，过滤得粗产品(2)完成步骤1后，检验铜粉中的铁是否除尽的实验操作是_。(3)若胆矾中含有少量Cu(NO3)23H2O，测定其中CuSO45H
12、2O的含量，实验步骤如下：称量胆矾样品的质量为m1，加水溶解，滴加足量BaCl2溶液，充分反应后过滤，将滤渣烘干、冷却，称得其质量为m2。样品中CuSO45H2O的质量分数为_(列出算式)。解析(1)制备胆矾的实验设计：根据所给试剂，由于铜不能直接与稀硫酸反应，因此需要氧化剂(H2O2或HNO3)将铜氧化为Cu2，Cu2对H2O2的分解有催化作用，因此只能用浓硝酸氧化，但如果直接用浓硝酸氧化生成Cu(NO3)2，再和硫酸通过复分解反应制备CuSO4，会增大HNO3的用量且会引入Cu(NO3)2杂质。因此实验中借助反应：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O，即先加硫酸，再加浓硝酸。(2)检验
13、铜中的铁粉是否除尽，还可以通过检验最后一次硫酸洗涤液中是否含有Fe2来确定。(3)CuSO45H2OBaSO4250 233 m2则样品中CuSO45H2O的质量分数为100%。答案(1)实验步骤预期现象步骤1：加入足量3 molL1H2SO4溶液，充分反应后过滤，充分洗涤滤渣有无色气泡产生，溶液由无色变成浅绿色步骤2：加入适量3 molL1H2SO4溶液，再缓慢、分批加入浓硝酸，边加边搅拌直至铜粉完全溶解有红棕色气体产生，溶液由无色变成蓝色(2)取少量铜粉于试管中，加入少量3 molL1H2SO4溶液，充分振荡后取上层溶液于另一试管中，滴加少量3%H2O2溶液，再滴加几滴20%KSCN溶液(
14、3)100%5(2013广东深圳一模，33)(15分)某研究小组欲探究SO2的化学性质，设计了如下实验方案。(1)在B中检验SO2的氧化性，则B中所盛试剂可为_。(2)在C中装FeCl3溶液，检验SO2的还原性，则C中反应的离子方程式为_。(3)在D中装新制漂白粉浓溶液。通入SO2一段时间后，D中出现了大量白色沉淀。同学们对白色沉淀成分进行了探究。请回答下列问题：限选的仪器和试剂：过滤装置、试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、0.5 molL1盐酸、0.5 molL1H2SO4溶液、0.5 molL1BaCl2溶液、品红溶液、新制澄清石灰水。()假设一：该白色沉淀为CaSO3；假设二：该白色沉
15、淀为_；假设三：该白色沉淀为上述两种物质的混合物。()基于假设一，填写下表：实验操作预期现象和结论将D中沉淀过滤，洗涤干净备用用另一干净试管取少量沉淀样品，加入_()若假设二成立，试写出生成该白色沉淀的化学方程式：_。解析(1)(2)涉及SO2的性质实验。SO2既有氧化性也有还原性，但多表现还原性(能够被氧化性稍强的Fe3、H2O2或强氧化剂HClO等氧化)，一般在和H2S等2价硫化物反应时表现其氧化性，因此B中为H2S(或Na2S、NaHS等)溶液。(3)探究白色沉淀的成分，其实是检验SO和SO。常通过与非氧化性酸反应产生SO2使品红溶液褪色来检验SO或HSO。答案(1)硫化氢水溶液(或硫化
16、钠、硫氢化钠或相应溶质的化学式都可以)(2)2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H(3)()CaSO4()实验操作预期现象和结论过(适)量0.5 molL1盐酸，塞上带导管的单孔塞，将导管另一端插入盛有少量澄清石灰水(或品红溶液)的试管中若固体完全溶解，有气泡放出、且澄清石灰水变浑浊(或品红溶液褪色)，则假设一成立。若固体不溶解，或溶解但无气泡或澄清石灰水未变浑浊(或品红溶液不褪色)，则假设一不成立()2SO22H2OCa(ClO)2=CaSO42HClH2SO46(15分)某化学小组在学习元素周期律知识后，对教材中Cl2将Fe2氧化成Fe3的实验进一步思考，并提出问题：Cl2能将Fe2氧化
17、成Fe3，那么Br2和I2能否将Fe2氧化成Fe3？环节一：理论推测。部分同学认为Br2和I2都能将Fe2氧化成Fe3，依据是_。部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2氧化成Fe3。还有同学认为Br2能将Fe2氧化成Fe3，而I2不能，依据是同一主族从上到下卤素单质的氧化性逐渐减弱。环节二：设计实验进行验证。向大试管中加入适量铁粉，加入10 mL稀盐酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，取上层清液进行下列实验。实验1：试管操作现象先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液，再向试管中滴加少量红棕色的溴水，振荡试管溶液为黄色先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液，再向试管中滴加少量棕黄色的碘
18、水，振荡试管溶液为黄色环节三：实验现象的分析与解释。(1)甲同学认为试管中的现象说明溴水能将Fe2氧化，反应的离子方程式为_。乙同学认为应该补做实验，才能得出甲同学的结论。请你帮助乙同学完成实验：实验2：操作现象(2)该小组同学对试管中所得的溶液呈黄色的原因展开讨论，并提出了两种假设：假设1：碘水与FeCl2溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。假设2._。实验3：进行实验以判断假设是否成立。操作现象向试管所得的溶液中继续加入0.5 mL CCl4，充分振荡，静置一段时间。取出上层溶液，滴加KSCN溶液静置后，上层溶液几乎无色，下层溶液为紫色；取上层溶液滴加KSCN溶液后，溶液呈浅红色丙同学认为
19、实验3的现象可以说明假设2成立，丁同学认为不严谨，于是设计了实验4继续探究。实验4：操作现象向另一支试管中加入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，充分振荡，静置一段时间。取出下层溶液，滴加KSCN溶液静置后，上层溶液为紫色，下层溶液几乎无色；取下层溶液，向其中滴加KSCN溶液后，溶液没有呈浅红色你认为实验4中加入乙酸乙酯的主要目的是_。丁同学根据实验4的现象得出结论：在本次实验条件下，碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2的能力逐渐减弱，从原子结构角度解释原因：_。解析由题给信息和实验目的可知部分同学认为Br2和I
20、2都能将Fe2氧化成Fe3的依据是这些单质均为A族元素的单质，氧化性均较强。(1)实验1的试管中发生反应的离子方程式为2Fe2Br2=2Fe32Br。由于甲同学的结论仅仅是根据溶液颜色的变化得出的，所以结论不一定可靠，必须通过实验进行验证，可探究该过程中是否有三价铁离子生成，所以实验的设计应是三价铁离子的检验，故对应的方案为取少量试管中的黄色溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，振荡，若溶液变为红色则表明有三价铁离子生成。(2)可根据物质的颜色分析试管中所得溶液呈黄色的可能原因，一是碘水的颜色，二是三价铁离子的颜色。实验方案的设计需从这两个方面进行考虑，同时需要考虑亚铁离子在空气中容易被氧化成三
21、价铁离子，所以实验的设计必须排除空气的影响，即实验4中加入乙酸乙酯的主要目的一是乙酸乙酯可作萃取剂，二是防止空气中的氧气将亚铁离子氧化成三价铁离子。答案环节一：均为A族元素，其单质的氧化性均较强环节三：(1)2Fe2Br2=2Fe32Br操作现象取少量试管中的黄色溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，振荡溶液变为红色(2)碘水与FeCl2溶液发生反应，FeCl3溶液呈黄色亚铁离子与空气接触会被氧化，加入的乙酸乙酯既可作萃取剂又能起到液封的作用，防止空气对实验产生干扰(3)同一主族元素从上到下，原子核外的电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，氧化性逐渐减弱三、高档题7(2013广
22、州毕业综合测试)(15分)某铜矿石中铜元素含量较低，且含有铁、镁、钙等杂质。某小组在实验室中用浸出萃取法制备硫酸铜：(1)操作为_。操作用到的玻璃仪器有烧杯、_。(2)操作、操作的主要目的是_、富集铜元素。(3)小组成员利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应，制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液。多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异，查阅资料表明，可能由于条件控制不同使其中混有较多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3，Cu4(OH)6SO4均难溶于水，可溶于酸；分解温度依次为80 、200 、300 。设计实验检验悬浊液成分，完
23、成表中内容。限选试剂：2 molL1 盐酸、1 molL1 H2SO4、0.1 molL1 NaOH溶液、0.1 molL1 BaCl2溶液、蒸馏水。仪器和用品自选。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量悬浊液，过滤，充分洗涤后，取滤渣于试管中，_，说明悬浊液中混有Cu4(OH)6SO4步骤2：另取少量悬浊液于试管中，_，说明悬浊液中混有Cu(OH)2(4)上述实验需要100 mL 0.5 molL1的CuSO4溶液，配制时需称取_g CuSO45H2O(相对分子质量：250)。解析(1)由流程图可知操作是固、液分离，是过滤；操作是液液分离，且互不相溶，是分液，用到分液漏斗。(2)操作、的目的主
24、要是除杂。(3) 步骤1，由信息中三种物质均难溶于水，可溶于酸，故加入过量盐酸使之溶解，再用BaCl2溶液检验有无SO即可。步骤2，检验有无Cu(OH)2，可利用信息中三种物质分解温度不同，可在80 时看有无分解产生CuO，若有，则有Cu(OH)2。(4)配制溶液需CuSO4的物质的量为0.1 L0.5 molL10.05 mol，即需要0.05 mol CuSO45H2O，其质量m0.05 mol250 g mol112.5 g。答案(1)过滤分液漏斗(2)除去杂质(3)实验步骤预期现象和结论加入过量2 molL1盐酸，充分振荡，再滴加几滴0.1 molL1 BaCl2溶液有白色沉淀生成将试管放入装有沸水的小烧杯中水浴加热一段时间，取出试管观察试管中有黑色固体生成(4)12.5