【四川】2020版化學(xué)《高考專題輔導(dǎo)》題型強(qiáng)化卷(四)-探究性實(shí)驗(yàn)題的答題技巧

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________________________mol·L-1·min-1(用代數(shù)式表示)。(4)該課題組對(duì)鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三:假設(shè)一:Fe2+起催化作用;假設(shè)二:______________________________;假設(shè)三:______________________________;……(5)請(qǐng)你設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容。(除了上述試驗(yàn)供應(yīng)的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2QUOTE的濃度可用儀器測(cè)定)試驗(yàn)方案(不要求寫具體操作過(guò)程)預(yù)期試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論2.(16分)(2021·湖南十三校聯(lián)考)資料顯示:鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn)方案并驗(yàn)證產(chǎn)物、探究反應(yīng)原理。(1)提出假設(shè):試驗(yàn)Ⅰ:用砂紙擦去鎂條表面氧化膜,將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中,快速反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,溶液由淺紅變紅。該同學(xué)對(duì)反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜想:猜想1:白色不溶物可能為_(kāi)__________。猜想2:白色不溶物可能為MgCO3。猜想3:白色不溶物可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2]。(2)設(shè)計(jì)定性試驗(yàn)確定產(chǎn)物并驗(yàn)證猜想:試驗(yàn)序號(hào)試驗(yàn)試驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論試驗(yàn)Ⅱ?qū)⒃囼?yàn)Ⅰ中收集到的氣體點(diǎn)燃能安靜燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰①氣體成分為

試驗(yàn)Ⅲ②取試驗(yàn)Ⅰ中的白色不溶物,洗滌,加入足量

_____③

_____________________

_______________________白色不溶物可能含有MgCO3試驗(yàn)Ⅳ取試驗(yàn)Ⅰ中的澄清溶液,向其中加入少量CaCl2稀溶液產(chǎn)生白色沉淀④溶液中存在

(3)為進(jìn)一步確定試驗(yàn)Ⅰ的產(chǎn)物,設(shè)計(jì)定量試驗(yàn)方案,如圖所示:稱取試驗(yàn)Ⅰ中所得干燥、純潔的白色不溶物22.6g,充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止,并使分解產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入裝置A和B中。試驗(yàn)前后裝置A增重1.8g,裝置B增重8.8g,試確定白色不溶物的化學(xué)式為。(4)請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)和化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物的緣由_____________________________________。(20分鐘30分)1.(12分)將綠礬(FeSO4·7H2O)隔絕空氣條件下加強(qiáng)熱分解,已知產(chǎn)物全部為氧化物,為探究綠礬分解的反應(yīng)產(chǎn)物,某同學(xué)進(jìn)行了以下試驗(yàn):【試驗(yàn)一】為探究固體產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài),該同學(xué)將固體產(chǎn)物溶于足量的稀硫酸得到相應(yīng)溶液,進(jìn)行以下猜想和試驗(yàn):猜想試驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象猜想一:鐵元素只顯價(jià)①向所得溶液中滴入KSCN溶液;②向稀酸性KMnO4溶液中滴入所得溶液KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象稀酸性KMnO4溶液顏色

猜想二:鐵元素只顯價(jià)KSCN溶液呈色;稀酸性KMnO4溶液顏色

猜想三:鐵元素既有+2價(jià)又有+3價(jià)KSCN溶液呈色;稀酸性KMnO4溶液顏色

【試驗(yàn)二】為進(jìn)一步探究該反應(yīng)的產(chǎn)物,進(jìn)行了如下圖所示的試驗(yàn):(1)試驗(yàn)開(kāi)頭時(shí),點(diǎn)燃B處酒精噴燈之前應(yīng)先打開(kāi)A處活塞通CO2,其目的是_______________________;(2)裝置圖中C的作用是____________________________________;(3)該組同學(xué)稱取了55.6g綠礬按如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn),待綠礬分解完全后,測(cè)得D瓶中沉淀的質(zhì)量為23.3g,依據(jù)這些數(shù)據(jù),可以得知,綠礬分解的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________________________;(4)該組同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置存在著一個(gè)明顯的缺陷是_______________________________________________________________。2.(18分)有文獻(xiàn)記載:在強(qiáng)堿性條件下,加熱銀氨溶液可能析出銀鏡。某同學(xué)進(jìn)行如下驗(yàn)證和對(duì)比試驗(yàn)。裝置試驗(yàn)序號(hào)試管中的藥品現(xiàn)象試驗(yàn)Ⅰ2mL銀氨溶液和數(shù)滴較濃NaOH溶液有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,溶液漸漸變黑;試管壁附著有銀鏡試驗(yàn)Ⅱ2mL銀氨溶液和數(shù)滴濃氨水有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,溶液無(wú)明顯變化該同學(xué)欲分析試驗(yàn)Ⅰ和試驗(yàn)Ⅱ的差異,查閱資料:a.Ag(NH3QUOTE+2H2OAg++2NH3·H2Ob.AgOH不穩(wěn)定,極易分解為黑色的Ag2O(1)配制銀氨溶液所需的藥品是______________________。(2)經(jīng)檢驗(yàn),試驗(yàn)Ⅰ的氣體中有NH3,黑色物質(zhì)中有Ag2O。①用潮濕的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)NH3,產(chǎn)生的現(xiàn)象是

______________________________________________________________________________________。②產(chǎn)生Ag2O的緣由是

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)該同學(xué)對(duì)產(chǎn)生銀鏡的緣由提出假設(shè):可能是NaOH還原Ag2O。試驗(yàn)及現(xiàn)象:向AgNO3溶液中加入,消滅黑色沉淀;水浴加熱,未消滅銀鏡。(4)重新假設(shè):在NaOH存在下,可能是NH3還原Ag2O。用如圖所示裝置進(jìn)行試驗(yàn)。現(xiàn)象:消滅銀鏡。在虛線框內(nèi)畫出用生石灰和濃氨水制取NH3的裝置簡(jiǎn)圖(夾持儀器略)。(5)該同學(xué)認(rèn)為在(4)的試驗(yàn)中會(huì)有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假設(shè):在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也參與了NH3還原Ag2O的反應(yīng)。進(jìn)行如下試驗(yàn):①有部分Ag2O溶解在氨水中,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________。②試驗(yàn)結(jié)果證明假設(shè)成立,依據(jù)的現(xiàn)象是

__________________________________________________________________________________________。(6)用HNO3清洗試管壁上的Ag,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________。答案解析1.【解析】(1)由“調(diào)整不同的初始pH和肯定濃度草酸溶液用量,做對(duì)比試驗(yàn)”可知試驗(yàn)①②是為了對(duì)比pH的不同對(duì)速率的影響,試驗(yàn)②③是為了對(duì)比草酸濃度的不同對(duì)速率的影響,所以在試驗(yàn)③中草酸溶液和蒸餾水的總體積為40mL即可(但不能與試驗(yàn)②的用量相同)。(2)H2C2O4中C的化合價(jià)為+3,被含Cr2QUOTE的酸性溶液氧化后只能上升為+4價(jià),故產(chǎn)物為CO2。(3)圖像中曲線的斜率越大,說(shuō)明反應(yīng)速率越快,所以由試驗(yàn)①②條件對(duì)比可知,pH越小該反應(yīng)速率越快。Cr2QUOTE氧化H2C2O4后,本身被還原為Cr3+,由質(zhì)量守恒定律得關(guān)系式:Cr2QUOTE～2Cr3+,故v(Cr3+)=2v(Cr2QUOTE)=QUOTE。(4)加入鐵明礬后的混合液中含F(xiàn)e2+、Al3+、SQUOTE,所以假設(shè)二、假設(shè)三分別為Al3+起催化作用、SQUOTE起催化作用。(5)用等物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替試驗(yàn)①中的鐵明礬,把握其他反應(yīng)條件與試驗(yàn)①相同,進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。在此條件下,溶液中只相差Fe2+,若反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,溶液中c(Cr2QUOTE)大于試驗(yàn)①中的c(Cr2QUOTE),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的c(Cr2QUOTE)相同,則假設(shè)一不成立。答案:(1)試驗(yàn)編號(hào)初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL③2020(合理即可)(2)CO2(3)溶液的pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響QUOTE(4)Al3+起催化作用SQUOTE起催化作用(5)試驗(yàn)方案(不要求寫具體操作過(guò)程)預(yù)期試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論用等物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替試驗(yàn)①中的鐵明礬,把握其他反應(yīng)條件與試驗(yàn)①相同,進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,若溶液中c(Cr2QUOTE)大于試驗(yàn)①中的c(Cr2QUOTE),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的c(Cr2QUOTE)相同,則假設(shè)一不成立(本題為開(kāi)放性題目,其他答案合理均可)2.【解析】(1)由題意可知,還可能是Mg(OH)2;(2)淡藍(lán)色火焰,可知為氫氣;加入鹽酸,產(chǎn)生氣泡,沉淀完全溶解,則可能為MgCO3;加入Ca2+,是為了檢驗(yàn)溶液中的CQUOTE;(3)n(H2O)=0.1mol,n(CO2)=0.2mol,H2O是由Mg(OH)2分解產(chǎn)生,CO2是由MgCO3分解產(chǎn)生,說(shuō)明有0.2mol的MgCO3和0.1mol的Mg(OH)2;(4)理解HCQUOTE的電離平衡和水解平衡。答案:(1)Mg(OH)2(2)①氫氣②稀鹽酸③產(chǎn)生氣泡,沉淀完全溶解④CQUOTE(3)2MgCO3·Mg(OH)2或Mg(OH)2·2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2(4)NaHCO3溶液中存在如下平衡:HCQUOTEH++CQUOTE、H2OH++OH-;Mg和H+反應(yīng)生成Mg2+,Mg2+跟OH-、CQUOTE生成難溶物Mg(OH)2·2MgCO3,則H+、OH-和CQUOTE的濃度均減小,促使兩平衡均向右移動(dòng);故Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量H21.【解析】【試驗(yàn)一】由題意知綠礬分解的產(chǎn)物全為氧化物,則鐵元素可能為+2價(jià),也可能為+3價(jià),或者既有+2價(jià)又有+3價(jià)。+2價(jià)鐵具有還原性,可使酸性高錳酸鉀溶液褪色,+3價(jià)鐵與KSCN溶液生成紅色物質(zhì),利用這些性質(zhì)可以檢驗(yàn)鐵元素的價(jià)態(tài)?！驹囼?yàn)二】(1)FeSO4具有還原性,能夠被空氣中的氧氣氧化,試驗(yàn)開(kāi)頭時(shí)通CO2的目的是趕走裝置內(nèi)的空氣防止FeSO4·7H2O被氧化。(2)本試驗(yàn)有加熱裝置,反應(yīng)產(chǎn)生氣體,氣體與氯化鋇溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,導(dǎo)氣管內(nèi)壓強(qiáng)減小,簡(jiǎn)潔發(fā)生倒吸,C為防倒吸裝置。(3)55.6g綠礬的物質(zhì)的量為QUOTE=0.2mol,那么分解前硫元素的物質(zhì)的量為0.2mol,白色沉淀為硫酸鋇,其物質(zhì)的量為QUOTE=0.1mol,所以除了SO3以外還應(yīng)有SO2,其物質(zhì)的量也為0.1mol,因此答案是2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。(4)二氧化硫?qū)Νh(huán)境有污染,應(yīng)添加尾氣處理裝置。答案:【試驗(yàn)一】猜想一:+2褪為無(wú)色猜想二:+3紅無(wú)變化猜想三:紅褪為無(wú)色【試驗(yàn)二】(1)趕走裝置內(nèi)的空氣(2)防止產(chǎn)生倒吸(3)2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O(4)未進(jìn)行尾氣處理2.【解析】(2)當(dāng)銀氨溶液中加入強(qiáng)堿并加熱時(shí),Ag(NH3QUOTE+2H2OAg++2NH3·H2O,氨水逸出NH3,平衡右移,Ag+與OH-反應(yīng)并馬上轉(zhuǎn)化成Ag2O。(5)由于假設(shè)可能是Ag(NH3)2OH也參與了NH3還原A