高考化学真题分类汇编 专题 16 化学实验设计与探究 好用版

专题十六化学实验设计与探究1．【2016年高考北京卷】（16分）以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。

2mL（1）经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。

用离子方程式解释现象Ⅰ：____________。

（2）经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO42−，含有Cu+、Cu2+和SO32−。

已知：Cu+−−−→稀硫酸Cu +Cu2+，Cu2+I-−−→CuI↓（白色）+I2。

①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是_____________。

②通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2+和SO32−。

a.白色沉淀A是BaSO4，试剂1是____________。

b.证实沉淀中含有Cu+和SO32−的理由是___________。

（3）已知：Al2（SO3）3在水溶液中不存在。

经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO42−，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。

①推测沉淀中含有亚硫酸根和________。

②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：i.被Al（OH）3所吸附；ii.存在于铝的碱式盐中。

对假设ii设计了对比实验，证实了假设ii成立。

a.将对比实验方案补充完整。

步骤二：_____________（按上图形式呈现）。

（4）根据实验，亚硫酸盐的性质有___________。

盐溶液间反应的多样性与______有关。

2．【2016年高考海南卷】（11分）某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS 和12.8%的CuS某同学用15.0 g该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。

采用的实验方案如下：回答下列问题：（1）在下列装置中，第一次浸出必须用____________，第二次浸出应选用____________。

（填标号）（2）第二次浸出时，向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。

若顺序相反，会造成___________。

滤渣2的主要成分是____________________。

（3）浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是________________。

（4）某同学在实验完成之后，得到1.5gCuSO4﹒5H2O,则铜的回收率为_______________。

3．【2016年高考江苏卷】（15分）实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）为原料制备MgCO3·3H2O。

实验过程如下：（1）酸溶过程中主要反应的热化学方程式为MgCO3(s)+2H+(aq)===Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=－50.4 kJ·mol-1Mg2SiO4(s)+4H+(aq)===2 Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=－225.4 kJ·mol-1酸溶需加热的目的是______；所加H2SO4不宜过量太多的原因是_______。

（2）加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为___________。

（3）用右图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。

①实验装置图中仪器A的名称为_______。

②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，______、静置、分液，并重复多次。

（4）请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水，______，过滤、用水洗涤固体2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。

已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀；pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全]。

4．【2016年高考江苏卷】（14分）铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。

（1）铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。

将含有Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O72-转化为Cr3＋，其电极反应式为_____________。

（2）在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率，结果如图所示0。

①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是__________。

②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量分数的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是_____________。

（3）纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。

①一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH4-（B元素的化合价为+3）与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4－，其离子方程式为。

②纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+＝4Fe2++NH4++3H2O研究发现，若pH偏低将会导致NO3-的去除率下降，其原因是。

③相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO3-的速率有较大差异（见右图），产生该差异的可能原因是。

5．【2016年高考江苏卷】实验化学]焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的抗氧化剂，在空气中、受热时均易分解。

实验室制备少量Na2S2O5的方法：在不断搅拌下，控制反应温度在40℃左右，向Na2CO3过饱和溶液中通入SO2，实验装置如下图所示。

当溶液pH约为4时，停止反应，在20℃左右静置结晶。

生成Na2S2O5的化学方程式为2NaHSO3＝Na2S2O5+H2O（1）SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2，其离子方程式为____________________。

（2）装置Y的作用是______________________________。

（3）析出固体的反应液经减压抽滤、洗涤、25℃～30℃干燥，可获得Na2S2O5固体。

①组成减压抽滤装置的主要仪器是布氏漏斗、________________和抽气泵。

②依次用饱和SO2水溶液、无水乙醇洗涤Na2S2O5固体。

用饱和SO2水溶液洗涤的目的是______。

（4）实验制得的Na2S2O5固体中含有一定量的Na2SO3和Na2SO4，其可能的原因是______。

6．【2016年高考上海卷】（本题共12分）乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。

完成下列填空：（1）实验时，通常加入过量的乙醇，原因是______________。

加入数滴浓硫酸即能起催化作用，但实际用量多于此量，原因是_______________；浓硫酸用量又不能过多，原因是____________。

（2）饱和Na2CO3溶液的作用是_______________。

（3）反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，_________、________，然后分液。

（4）若用b装置制备乙酸乙酯，其缺点有__________、__________。

由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是________，分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_______________。

7．【2016年高考四川卷】（13分）CuCl广泛应用于化工和印染等行业。

某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。

【资料查阅】【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器略）。

请回答下列问题：（1）仪器X的名称是__________。

（2）实验操作的先后顺序是a→______→c（填操作的编号）a．检查装置的气密性后加入药品b．熄灭酒精灯，冷却c．在“气体入口”处干燥HCl d．点燃酒精灯，加热e．停止通入HCl，然后通入N2（3）在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是_______。

（4）装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是________________。

（5）反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析：①若杂质是CuCl2，则产生的原因是________________。

②若杂质是CuO，则产生的原因是________________。

8．【2016年高考天津卷】(18分)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mg/L，我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO不能低于5mg/L。

某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。

1、测定原理：碱性体积下，O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:①2Mn2++O2+4OH-=2 MnO(OH)2↓，酸性条件下，MnO(OH)2将I-氧化为I2:②MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O(未配平)，用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，③2S2O32-+I2=S4O62-+2I-2、测定步骤a．安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。

b．向烧瓶中加入200ml水样c．向烧瓶中依次迅速加入1mlMnSO4无氧溶液(过量)2ml碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应①完全。

d搅拌并向烧瓶中加入2ml硫酸无氧溶液至反应②完全，溶液为中性或若酸性。

e．从烧瓶中取出40．00ml溶液，以淀粉作指示剂，用0．001000mol/L Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。

f．……g．处理数据(忽略氧气从水样中的溢出量和加入试剂后水样体积的变化)。

回答下列问题：（1）配置以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为__________。

（2）在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器为__________。

①滴定管②注射器③量筒（3）搅拌的作用是__________。

（4）配平反应②的方程式，其化学计量数依次为__________。

（5）步骤f为__________。

（6）步骤e中达到滴定终点的标志为__________。

若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50ml，水样的DO=__________mg/L(保留一位小数)。

作为饮用水源，此次测得DO是否达标：__________(填是或否)（7）步骤d中加入硫酸溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差，写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)__________。

9．【2016年高考浙江卷】（15分）无水MgBr2可用作催化剂。

实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2，装置如图1，主要步骤如下：步骤1 三颈瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚；装置B中加入15 mL液溴。

步骤2 缓慢通入干燥的氮气，直至溴完全导入三颈瓶中。

步骤3 反应完毕后恢复至室温，过滤，滤液转移至另一干燥的烧瓶中，冷却至0℃，析出晶体，再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。