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专题11.5 探究性化学实验练案(含解析)基础提升题1有一固体混合物X,可能含有氯化钠、碳酸钾、亚硝酸钠、硫酸铝、碱式碳酸镁、碳酸氢钠等物质。为探究X的成分,设计方案并进行了如下实验:.将X粉末充分加热,有气体产生。.取一定量X粉末,加入足量的蒸馏水,粉末全部溶解,得到无色溶液。.用铂丝蘸取少量中所得溶液,在火焰上灼烧,产生黄色火焰;透过蓝色钴玻璃观察,无紫色火焰。.取中无色溶液,滴入KMnO4酸性溶液,紫红色不褪去。.取中溶液,用惰性电极电解,开始时阳极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。电解过程中测得溶液pH变化如右图所示。(1)根据实验可判断,一定不存在的物质是_。(2)X的成分是_(填化学式)。(3)实验中,0t1时间内,两个电极上的电极反应式为阳极:_;阴极:_。(4)0t1时间内,溶液pH升高比较缓慢的原因是_(用离子方程式表示)。2SO2是一种大气污染物,某兴趣小组欲探究SO2的性质及绿色实验方法,设计如下方案:(1)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。其中C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液,则B中所盛试剂为_,C中反应的离子方程式为_。(2)为了实现绿色实验的目标,某同学重新设计了如上右图A2的制取装置来代替A1装置,与A1装置相比,A2装置的优点是_(任写一点即可)。(3)E中用氨水吸收尾气中的SO2,“吸收液”中可能含有OH、SO、SO、HSO等阴离子。已知亚硫酸氢盐一般易溶于水,SO2也易溶于水。现有仪器和试剂为小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸;2 molL1盐酸、2 molL1 HNO3、1 molL1 BaCl2溶液、1 molL1 Ba(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。请设计实验证明“吸收液”中存在SO和HSO,完成下表的实验操作、预期现象和结论:实验操作预期现象与结论步骤1:取适量“吸收液”于小烧杯中,用胶头滴管取1 molL1 BaCl2溶液向小烧杯滴加直至过量。若出现白色浑浊,则溶液中存在SO或SO。步骤2:将小烧杯中的浊液过滤、洗涤,再用适量水把附在滤纸上的固体冲入另一小烧杯中;向冲下的固体_。步骤3:3(1)已知Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为10 mL):实验编号实验温度/c(Na2S2O3)/molL1c(H2SO4)/molL1250.10.1250.20.1250.10.2500.20.1500.10.1其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择_(填实验编号);探究浓度对化学反应速率的影响,应选择_(填实验编号);若同时选择溶液变浑浊的同时,探究_对化学反应速率的影响。(2)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1 mol Na2S2O3转移8 mol电子。该反应的离子方程式是_,甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。()甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和_性。()加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是_。()乙同学认为应将上述流程中所加试剂顺序颠倒,你认为甲、乙两同学的设计更合理的是_(填“甲”或“乙”),理由是_。4聚合硫酸铁(SPFS)是一种新型的饮用水处理剂和城市污水净化剂,其化学组成可表示为Fe2(OH)n(SO4)3m。某研究小组将聚合硫酸铁在一定条件下加热完全分解,对所得气体产物和固体产物进行实验探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下试剂完成验证和探究过程(已知SO3的熔点为16.8 )。试剂:1.0 molL1的盐酸、1.0 molL1的KMnO4溶液、0.1 molL1的BaCl2溶液、20%的KSCN溶液、品红溶液、蒸馏水、冰水。(1)聚合硫酸铁中铁元素的化合价是_。(2)固体产物成分的探究实验设计实验步骤现象步骤1:取适量的固体产物于试管中,加入足量1.0 molL1的盐酸,充分振荡使固体完全溶解固体溶解,没有观察到气泡,溶液呈黄色步骤2:取少量步骤1所得溶液于试管中,加入适量20%的KSCN溶液,振荡溶液呈血红色步骤3:另取少量步骤1所得溶液于试管中,滴入少量1.0 molL1的KMnO4溶液,振荡KMnO4的紫红色不褪去思考与判断根据上面的信息,可以确定固体产物的成分是_;步骤1中发生反应的离子方程式为_。(3)气体产物成分的探究(不考虑水蒸气)提出假设假设1:所得气体的成分是SO3;假设2:所得气体的成分是SO2、O2;假设3:所得气体的成分是_。设计实验方案,验证假设按下表的实验步骤写出预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1:将少量气体产物通入盛有适量品红溶液的试管中,观察溶液的颜色变化,然后加热再观察溶液的颜色变化若_,则_成立若_,则_成立步骤2:将气体产物缓缓通过浸在冰水中的U形管(如图),然后在U形管中加入适量0.1 molL1的BaCl2溶液,充分振荡结合上述步骤1的有关结论_(填或) 若_,则_成立若_,则_成立5某同学欲在实验室中对Fe3与I的反应进行探究,实现Fe2与Fe3的相互转化。(1)该同学最初的实验操作和现象如下:编号操作现象先向2 mL 0.1 molL1 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,再滴加新制氯水先向2 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,再滴加0.1 molL1 KI溶液滴加KSCN溶液后,溶液变成血红色;滴加KI溶液后,血红色无明显变化实验的现象为_。FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为_。(2)该同学分析了导致实验现象的可能原因,并对实验方案进行了改进。改进后的实验操作和现象如下:编号操作现象向2 mL 0.1 molL1 KI溶液中滴加1 mL0.1 molL1 FeCl3溶液,再滴加KSCN溶液滴加FeCl3溶液后,溶液变成黄色;滴加KSCN溶液后,溶液变成血红色根据实验,该同学认为Fe3有可能与I发生氧化还原反应,请结合实验现象用简明的文字说明他得出上述结论的理由:_。(3)该同学认为需要进一步设计实验,证明根据实验中现象得出的结论。请补全下表中的实验方案:编号操作预期现象及结论向2 mL 0.1 molL1 KI溶液中滴加1 mL0.1 molL1 FeCl3溶液,_(4)上述实验结果表明,Fe3有可能与I发生氧化还原反应。进一步查阅资料知,参加反应的Fe3与I的物质的量相同。该同学结合上述实验结论,分析了实验中加入KSCN后溶液变红的原因,认为Fe3与I反应的离子方程式应写为_。三年高考题1【2014年高考广东卷第33题】(17分)H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛。(1)某小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器:30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目:_设计实验方案:在不同H2O2浓度下,测定 _(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。设计实验装置,完成图20的装置示意图。参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据;数据用字母表示)。 物理量实验序号V0.1molL-1Fe2(SO4)3/mL1a2a(2)利用图21(a)和21(b)中的信息,按图21(c)装置(连能的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_(填“深”或“浅”),其原因是_。2【2014年高考福建卷第25题】(15分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:实验一 焦亚硫酸钠的制取采用右图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置II中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3SO2Na2S2O5(1)装置I中产生气体的化学方程式为 。(2)要从装置II中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是 。(3)装置III用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为 (填序号)。实验二 焦亚硫酸钠的性质Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。(4)证明NaHSO3溶液中HSO3 的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是 (填序号)。a测定溶液的pH b加入Ba(OH)2溶液 c加入盐酸 d加入品红溶液
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