高考化学二轮专题复习优化训练实验探究

2014届高考化学二轮专题复习优化训练：实验探究
1．2014届河北省保定市高阳中学高三12月月考化学试卷
某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：
①将镁粉投入冷水中，未见任何现象；
②将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐褪去；
③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；
④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。

则下列关于镁与溴水的反应机理论述中正确的是（）
A．镁粉只直接与溴水中的溴反应
B．镁粉只与溴水中的酸反应
C．产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到
D．镁粉在水的催化下与溴发生反应
【答案】D
【解析】
试题分析：根据实验现象可得出结论：①镁不易与冷水反应。

②和当水中放入溴时镁粉缓慢发生反应，溴逐渐消耗。

③镁与液溴不反应。

④镁粉和滴加几滴水液溴，瞬速反应，溴很快消耗完全。

综上所述镁与溴水的反应机理是：镁粉在水的催化下与溴发生反应。

现象为：D。

考点：考查镁与溴水的反应机理论的知识。

2．下列各项实验操作正确的是（）
A．使C2H5Br和NaOH溶液混合后水解，取上层清液，滴加AgNO3溶液检验溴元素
B．为增强高锰酸钾溶液的氧化性，可用盐酸将高锰酸钾溶液酸化
C．将苯与溴水混合后，再加铁粉，即可制得溴苯
D．在测定盐酸和氢氧化钠溶液反应的中和热时，氢氧化钠溶液应过量
【答案】D
【解析】
试题分析：C2H5Br和NaOH溶液混合后水解，因为C2H5Br的密度比水小，所以上层清液不能用来检验溴元素，要取下层清液，故A错误；B盐酸可以被酸性高锰酸钾氧化，故为增强高锰酸钾溶液的氧化性，不可用盐酸将高锰酸钾溶液酸化，一般加入的是硫酸，故B错误；C 中，应该是将苯与液溴混合后加入铁粉，在加热制备溴苯，故C错误；D中为了减小误差，在测定盐酸和氢氧化钠溶液反应的中和热时，氢氧化钠溶液应过量，故D正确。

考点：化学实验
点评：本题考查了化学的一些常见的实验，这是实验均是学生比较熟悉的，常常是高考命题的热点，本题难度中等。

3．查阅资料发现，金属钠不仅能与氧气和水反应，还能与很多种其他物质发生反应，其中包括与酒精在常温下反应，要研究金属钠和酒精、金属钠和水反应的异同点，下列的研究方法中用不到
．．．的是（）
A．观察法 B. 分类法 C. 实验法 D. 比较法
【答案】B
【解析】
试题分析：研究金属钠和酒精、金属钠和水反应的异同点，可以采用的研究方法有观察法，即观察两者发生反应的剧烈情况；实验法和比较法，即通过实验比较两者反应的剧烈情况，分类法对研究金属钠和酒精、金属钠和水反应的异同点没有意义，故本题的答案选择B。

考点：化学探究实验
点评：本题考查了化学探究过程中所采用的研究方法，所以对学生科研基本功的考查，该题比较简单。

4．下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的比较中，正确的是（）
A.等浓度的溶液中滴入稀盐酸，放出气体的快慢Na2CO3<NaHCO3
B.热稳定性Na2CO3<NaHCO3
C.常温时水溶性Na2CO3<NaHCO3
D.相对分子质量Na2CO3<NaHCO3
【答案】A
【解析】
试题分析：B、NaHCO3加热分解，而Na2CO3加热不分解，即热稳定性Na2CO3>NaHCO3，故错；C、常温时水溶性Na2CO3>NaHCO3，故错；D、相对分子质量Na2CO3>NaHCO3，故错。

故选A。

考点：探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质
点评：本题考查Na2CO3和NaHCO3性质的异同，题目难度不大，注意把握Na2CO3和NaHCO3性质，注重基础知识的积累。

5．某探究小组用洗净的废铜屑制备硝酸铜，下列方案中既节约原料又环保的是
A．Cu+HNO3（浓）→Cu（NO3）2
B．Cu＋HNO3（稀）→Cu（NO3）2
C．Cu CuO Cu（NO3）2
D．Cu CuSO4Cu（NO3）2
【答案】C
【解析】
试题分析：A．浓硝酸与铜反应生成污染性气体NO2，故A错误；
B．稀硝酸与铜反应生成污染性气体NO，故B错误；
C．铜与氧气反应生成CuO，与硝酸反应消耗硝酸最少，且没有生成污染性气体，故C正确；D．铜与浓硫酸反应生成污染性气体二氧化硫，故D错误。

故选C。

考点：硝酸的化学性质制备实验方案的设计
点评：本题考查硝酸的性质，题目难度不大，本题注意常见元素化合物的性质，做题时注意从题目要求出发，把握原子经济问题。

6．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间(t)产生气体体积(V)的数据，根据数据绘制得到图1，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是（）
A．3－4－1－2 B． 1－2－4－3C．4－2－3－1 D．3－4－2－1
【答案】D
【解析】
试题分析：从图象可以看出，反应速率由快到慢依次是abcd ．根据题目给出的信息“已知，增大反应物浓度，升高反应温度，扩大反应物的接触面积都能提高反应速率”来看，组别3反应物温度最高，反应物的接触面积最大，因此反应速率最快，应对应曲线a ．组别4反应物浓度比12高，反应温度比1高，反应物的接触面积比12大，因此反应速率排第二，故组别4对应曲线b ．组别2温度比1高，其他和1相同，因此反应速率排第三，故组别2对应曲线c ．组别1反应速率最慢，对应曲线d ． 故选D 。

考点：影响化学反应速率的因素探究
点评：此题考查当铁等质量时，探究盐酸浓度、反应温度、铁的颗粒大小不同对化学反应速率的影响，在探究过程中，需仔细分析，反复比较，才能得出正确结果。

7．下列实验可达到实验目的的是:
①将
OH
CH 3CH CH 3
与NaOH 的醇溶液共热制备CH 3—CH ═CH 2
②
—COOH —OH
与适量NaHCO 3溶液反应制备
COOH
O Na
③向CH 3CH 2Br 中滴入AgNO 3溶液以检验溴元素 ④用溴水即可检验CH 2=CH-CHO 中的碳碳双键
A ．只有①
B ．只有①④
C ．只有①③④
D ．都不能 【答案】A 【解析】
试题分析：②NaHCO 3会和-COOH 反应，故错；③CH 3CH 2Br 与AgNO 3不反应，故错；④溴水还可以氧化-CHO ，故错。

故选A 。

考点：有机物（官能团）的检验 有机物的制备
点评：本题考查了官能团的检验方法和现象分析、有机物的制备，关键是官能团检验时试剂的作用，三个官能团应逐一检验且不能相互影响。

8．2013届山东省潍坊市高三3月第一次模拟考试化学试卷 下列与实验相关的叙述中，正确的是
A ．加热4NH Cl 晶体时，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，检验3NH 的生成
B ．向某溶液中加入足量盐酸酸化，无现象，再加人2BaCl 溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中存在24SO -
C ．酸碱中和滴定实验中用到的玻璃仪器仅有酸式滴定管、碱式滴定管和烧杯
D ．用量筒量取-1 2420 mL0.5 mol L H SO ⋅溶液于烧杯中，加水80mL,，配制成0.1-124mol L H SO ⋅溶液
【答案】B 【解析】
试题分析：A 、加热4NH Cl 晶体时，晶体在试管底部分解，产生氨气和氯化氢气体。

当二者到试管口时，由于此处的温度较低，因此二者会重新结合，生成氯化铵晶体。

故错误。

B 、正确。

C 、酸碱中和滴定实验中用到的玻璃仪器有酸式滴定管、碱式滴定管、烧杯、锥形瓶、玻璃棒。

故错误。

D 、由于分子间存在间隙，因此两个体积相加后，其总体积不会刚好等于100mL ，因此无法配成0.1-124mol L H SO 溶液。

而且配制硫酸溶液时，一般为硫酸缓缓倒入水里，而不是水倒入硫酸中，故D 项错误。

综上，答案选B 。

考点：化学实验 点评：对化学实验的考查是历年高考的重点，考生在备考过程中应注意对化学实验的相关知识的积累，尤其是课本中涉及到的制备实验，应多加关注。

9．某化学学习小组设计下图实验装置(夹持装置略去)制备Cl 2，并探究氯气的相关性质。

(1)若A 装置中固体药品为KClO 3，则反应中每生成1 mol Cl 2时转移电子的物质的量为________mol 。

(2)装置B 既能除去氯气中的氯化氢，还能检测实验过程中装置C 是否发生堵塞。

若C 中发生堵塞，则B 中将观察到的现象是_______________________________________。

(3)装置C 的作用是验证氯气是否具有漂白性，Ⅰ处是湿润的有色布条，则Ⅱ、Ⅲ处应加入的物质分别是________、________。

(4)设计装置D 、E 的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。

请简述能说明氯、溴、碘非金属性强弱的实验操作及现象：_____________________________________________。

(5)请用化学方程式说明装置F 的作用：_______________________________________。

(6)甲同学提出，装置F 中的试剂可改用足量的Na 2SO 3溶液，乙同学认真思考后认为此法不可行。

请用离子方程式解释乙认为不可行的原因：_______________________。

【答案】(1)5/3 (2)B 中长颈漏斗中液面上升，形成液柱 (3)无水氯化钙(或硅胶、P 2O 5) 干燥的有色布条
(4)打开A 中分液漏斗的活塞，一段时间后，D 中的无色溶液变为橙色(橙红色或黄色)，说明氯的非金属性强于溴；打开D 中活塞，将D 中少量溶液放入装置E 中，振荡，下层为紫红色，说明溴的非金属性强于碘
(5)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O
(6)SO32—＋Cl2＋H2O=SO42—＋2Cl－＋2H＋、SO32—＋2H＋=SO2↑＋H2O
【解析】(1)A装置中发生反应的化学方程式为KClO3＋6HCl(浓)=KCl＋3Cl2↑＋3H2O，由化学方程式可知，反应中每生成1 mol Cl2时转移5/3mol电子。

(2)当装置C中发生堵塞时，将导致B装置的锥形瓶中气体压强增大，从而使B中长颈漏斗中液面上升，形成液柱。

(3)氯气能使湿润的有色布条褪色，故Ⅲ处应加入干燥的有色布条，和Ⅰ处湿润的有色布条作对比，Ⅱ处应加固体干燥剂。

(4)利用卤素单质之间的置换反应比较元素非金属性的强弱。

(5)F为尾气吸收装置，发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。

(6)若将F中的试剂换为Na2SO3溶液，则会产生污染环境的SO2气体。

10．某小组同学将一定浓度NaHCO3溶液加入到CuSO4溶液中发现生成了沉淀。

甲同学认为沉淀是CuCO3;乙同学认为沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物,他们设计实验测定沉淀中CuCO3的质量分数。

(1)按照甲同学的观点,发生反应的离子方程式为。

(2)两同学利用下图所示装置进行测定:
①在研究沉淀物组成前,须将沉淀从溶液中分离并净化。

具体操作依次为过滤、洗涤、干燥。

②装置E中碱石灰的作用是。

③实验过程中有以下操作步骤:
a.关闭K1、K3,打开K2、K4,充分反应
b.打开K1、K4,关闭K2、K3,通入过量空气
c.打开K1、K3,关闭K2、K4,通入过量空气
正确的顺序是(填选项序号,下同)。

若未进行步骤,将使测量结果偏低。

④若沉淀样品质量为m g,装置D质量增加了n g,则沉淀中CuCO3的质量分数为。

(3)丙同学认为还可以通过测量CO2的体积并测量来测定沉淀中CuCO3的质量分数。

【答案】(1)Cu2+ + 2HC=uCO 3↓+ CO2↑+ H2O
(2)②防止空气中CO2和水蒸气进入装置D③ cabb
④×100%
(3)样品质量(或样品充分灼烧后的质量)(其他合理答案也可)
【解析】(1)如果甲的观点正确,则生成碳酸铜的同时,必然还生成CO2和水,离子方程式为Cu2+ + 2HC CuCO3↓+CO2↑+ H2O。

(2)②由于空气中也含有水蒸气和CO2,所以E中碱石灰的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D,干扰实验结果。

③由于装置中也含有空气,所以首先要排尽装置中的空气,然后再反应。

由于反应中生成的气
体会残留在装置中,因此反应结束后,再通入空气将反应生成的气体全部排出,因此正确的答案选cab。

如果不进行b步骤,必使CO2的量偏小,将使测量结果偏低。

④D是吸收CO2的,所以碳酸铜的质量是×124 g,所以碳酸铜的质量分数是×100%。

(3)由CO2的体积可计算CuCO3的物质的量,还必须直接或间接测得样品的质量。

11．某化学小组用下列装置对铁及其化合物的性质进行探究，回答有关问题：
（1）该小组同学想制得氢氧化亚铁并保存较长时间，按如图（a）所示装置对其进行操作。

①某同学的操作是：先夹紧止水夹K，再使A管开始反应，实验中在B管中观察到的现象是。

②为达到实验目的，正确的操作是。

B管中发生反应的离子方程式是。

（2）当上述装置的实验结束后，取A管内反应所得的溶液，隔绝空气小心蒸干后得到FeSO4，再高温煅烧（有关装置和操作均已略去），最后留下红棕色固体，将分解时产生的气体按图（b）所示装置依次通过洗气装置，结果试管甲内出现白色沉淀，试管乙内品红溶液红色褪去，回答：
①用方程式表示试管甲产生白色沉淀的原因。

②为验证红棕色固体成分，可进行如下操作。

③图（b）中丙装置的作用是。

④根据实验现象写出A管内溶液蒸干后，在高温煅烧分解时所发生反应的化学方程式。

【答案】（1）①A中溶液进入B中，开始产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最后变成红褐色②打开止水夹a，使A管反应一段时间至B中导管有均匀气泡产生后再夹紧止水夹a
Fe2＋＋2OH－=Fe（OH）2↓（酸与碱的中和反应写或不写均可）
（2）①SO3＋H2O=H2SO4
H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl
或SO3＋H2O＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl
②取固体溶于盐酸后，再滴加KSCN溶液，观察到溶液变红色
③吸收SO2
④2FeSO4Fe2O3＋SO3↑＋SO2↑
【解析】（1）由装置a看出，实验的原理为先使铁与稀硫酸反应生成H2和FeSO4，打开止水夹K，使生成的H2将装置内空气全部排出后关闭止水夹，H2产生的压力将A管中的FeSO4溶液“压”入B管中，产生Fe（OH）2白色沉淀，处于H2的保护中，能保持较长时间不变色。

（2）试管甲能产生白色沉淀，说明一定产生了SO3，SO2不与BaCl2溶液反应，故乙装置的作用是检验SO2，而丙装置的作用是吸收SO2，防止污染。

根据题意，加热FeSO4固体时产生SO2、SO3和Fe2O3，再结合电子守恒可写出反应的化学方程式。

12．为了探究SO2与Na2O2的反应是否类似于CO2与Na2O2的反应，甲同学设计了如图所示的实验装置，回答下列问题：
（1）移开棉花，将带火星的木条放在C试管口，未见木条复燃，甲同学因此认为SO2与Na2O2的反应不同于CO2。

请按甲同学的观点写出反应的化学方程式。

（2）乙同学认为无论反应原理如何，最终都有O2产生，乙同学的理由是。

按照乙同学的观点，该装置需做的改进是。

（3）假设Na2O2完全反应，反应后B装置中固体生成物可能是：①Na2SO3；②Na2SO4；③Na2SO3和Na2SO4。

请设计实验方案检验，写出实验步骤以及预期现象和结论，完成下表：
限选试剂：2 mol·L－1 HCl溶液，1 mol·L－1 HNO3溶液，1 mol·L－1 BaCl溶液，1 mol·L
－1
32－1
4
实验步骤预期现象和结论
步骤1：取B中的少量固体样品于试管中，滴
加足量蒸馏水，溶解，然后取少量待测液分
别置于Ⅰ、Ⅱ试管中
固体完全溶解
步骤2：往Ⅰ试管中加入，再滴加，
则证明生成物中含Na2SO4
步骤3：往Ⅱ试管中
若，
则证明生成物中有Na2SO3；若
则说明生成物中没有Na2SO3。

（4）生成物中亚硫酸钠含量的测定：
①取a g生成物配制成100 mL溶液，取10.00 mL该溶液于锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液作指示剂，用0.010 0 mol·L－1碘水进行滴定，滴定终点现象为。

记录数据，重复滴定2次，平均消耗碘水20.00 mL。

②计算：生成物中亚硫酸钠的质量分数为。

【答案】（1）SO2＋Na2O2=Na2SO4
（2）A中生成的SO2气体中含有水蒸气
在A和B之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶（或其他合适的干燥装置）
（3）
步骤2：往Ⅰ试管中加入足量的1_mol·L－1
盐酸，再滴加1_mol·L－1_BaCl2溶液
有白色沉淀生成，则证明生成物中含Na2SO4
步骤3：往Ⅱ试管中加入2～3滴0.01_mol·L －1_KMnO
4酸性溶液，振荡若KMnO4溶液紫红色褪去，则证明生成物中有Na2SO3；
若KMnO4溶液紫红色不褪去，则说明生成物中
②0.252
a
×100%
【解析】（1）～（2）实验的原理可解读为：将反应后所得气体通过足量NaOH溶液除去过量SO2后，该气体不能使带火星木条复燃说明反应中没有O2生成；而乙同学的观点是考虑到水蒸气的影响，故需要设计实验将气体干燥后再用带火星木条检验是否为O2。

（3）根据假设中的三种情况，设计实验的目的就是检验所得固体中是否含有SO42-和SO32-，SO42-的检验可利用BaCl2和稀盐酸；SO32-的检验可根据其还原性，利用溶液是否能使酸性高锰酸钾溶液褪色来进行。

（4）①滴定过程中发生的反应为H2O＋SO32-＋I2=2I－＋SO42-＋2H＋，故滴定终点时的现象为溶液出现蓝色，且半分钟内不褪色。

②由①中离子方程式可得关系式Na2SO3～I2，故生
成物中亚硫酸钠的质量分数为
100
0.020.0100/126/
10
mL
L mol L g mol
mL
ag
⨯⨯⨯
×100%＝
0.252
a
×100%。