2019版高考化学一轮复习专题突破训练5综合实验题解题策略新人教版

2019版高考化学一轮复习专题突破训练5综合实验题解题策略新人

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1．为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某小组进行了以下探究实验：

【导学号：95812278】【探究一】(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10 min后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是

__________________________________________________。

(2)称取铁钉(碳素钢)5.6 g放入30.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。

①写出加热时铁与浓硫酸反应的化学方程式为_____________________。

若为5.6 g铁，理论上可收集到SO2的体积为________L(标准状况下测量)。

②甲同学认为溶液X中除含Fe3＋外还可能含有Fe2＋。若要确认其中是否含有Fe2＋，应选择加入的试剂为________(填字母)。

a．KSCN溶液和氯水B．铁粉和KSCN溶液

c．浓氨水D．酸性KMnO4溶液

③乙同学将672 mL(标准状况下)气体Y通入足量溴水中，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得到干燥固体4.66 g。据此推知气体Y中SO2的体积分数为________(精确到小数点后1位数字)。

【探究二】分析上述实验中SO2的体积分数，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和CO2。为此设计下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。

(3)气体Y中可能有H2的原因是________________________________。

(4)装置A中试剂的作用是_________，反应的离子方程式为_________。

(5)简述确认气体Y中含有CO2的实验现象是________________________。

(6)如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是________________________。

(7)装置G的作用为________________________________。

[解析](1)铁在冷浓硫酸中发生钝化，表面形成一层致密的氧化膜，不和硫酸铜溶液

△反应。(2)①加热时铁与浓硫酸反应生成SO2，反应的化学方程式为2Fe＋6H2SO4(浓)=====

Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O,5.6 g铁理论上生成0.15 mol SO2，体积为3.36 L(标准状况下)。

②Fe 2＋具有还原性，酸性高锰酸钾溶液呈紫色，具有氧化性，可与Fe 2＋

反应而褪色，故d 项正确。③SO 2＋Br 2＋2H 2O===2HBr ＋H 2SO 4，H 2SO 4＋BaCl 2===BaSO 4↓＋2HCl ，关系式为SO 2～BaSO 4，设标准状况下气体Y 中SO 2的体积为V 。

SO 2 ～ BaSO 4

22.4 L 233 g

V 4.66 g V ＝0.448 L ＝448 mL ，所以SO 2的体积分数为448 mL 672 mL

×100%≈66.7%。(3)随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，铁与稀硫酸反应产生H 2。(4)SO 2和CO 2都能使澄清石灰水变浑浊，所以要检验CO 2必须先排除SO 2的干扰，SO 2具有还原性，可与酸性高锰酸钾溶液反应，反应的离子方程式为5SO 2＋2MnO －4＋2H 2O===5SO 2－4＋2Mn 2＋＋4H ＋

。(5)确认气体Y 中含有CO 2，应完全排除SO 2的干扰，现象为B 中品红溶液不褪色，C 中澄清石灰水变浑浊。(6)H 2具有还原性，能将黑色的氧化铜还原为红色的铜单质，同时生成水，水能使无水硫酸铜变蓝色。(7)装置G 可吸收空气中的水蒸气，避免其进入装置F ，以减小实验误差。

[答案] (1)铁在冷浓硫酸中发生钝化

(2)①2Fe＋6H 2SO 4(浓)=====△

Fe 2(SO 4)3＋3SO 2↑＋6H 2O 3.36

②d ③66.7% (3)浓硫酸变稀后与Fe 反应生成H 2 (4)除去混合气体中的SO 2 5SO 2＋2MnO －4＋2H 2O===5SO 2－4＋2Mn 2＋＋4H ＋ (5)装置B 中品红溶液不褪色，装置C 中澄清石灰水变浑浊 (6)装置E 中固体由黑色变为红色，装置F 中固体变蓝色 (7)防止空气中的水蒸气进入装置F

2．(2016·山西四校联考)某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究，实验步骤如下：

【导学号：95812279】

Ⅰ.将光亮铜丝插入浓硫酸，加热；

Ⅱ.待产生黑色沉淀和气体时，抽出铜丝，停止加热；

Ⅲ.冷却后，从反应后的混合物中分离出黑色沉淀，洗净、干燥备用。

查阅文献：检验微量Cu 2＋的方法是：向试液中滴加K 4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu 2＋。

(1)该同学假设黑色沉淀是CuO 。检验过程如下：

①将CuO 放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K 4[Fe(CN)6]溶液，产生红褐色沉淀。 ②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K 4[Fe(CN)6]溶液，未见红褐色沉淀。 由该检验过程所得结论是__________________。

(2)再次假设，黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下：

②能确认黑色沉淀中含有S 元素的现象是_________________________，

相应的离子方程式是______________________________________。

③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需进行的实验操作是

__________________________________________________________。

(3)以上实验说明，黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS 与Cu 2S 的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后，沉淀溶解，其中CuS 溶解的化学方程式是_______________________________。

[解析] (1)向试液中滴加K 4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu 2＋

，根据②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，滴加K 4[Fe(CN)6]溶液，未见红褐色沉淀可知，黑色固体中一定不含CuO 。(2)①A 试管内上方出现红棕色气体，说明反应中有二氧化氮生成，证明了黑色固体具有还原性，在反应中被氧化；②根据B 试管中出现白色沉淀可知，白色沉淀为硫酸钡，说明黑色固体中含有硫元素，发生反应的离子方程式为NO 2＋SO 2＋Ba 2＋＋H 2O===BaSO 4↓＋NO ＋2H ＋；③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需检验黑色固体中含有铜离子，方法为：取冷却后A 装置试管中的溶液，滴加K 4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu 2＋，说明黑色沉淀是铜的硫化物。(3)浓硫酸具有强氧化性，硫化铜被浓硫酸氧化为二氧化硫。

[答案] (1)黑色沉淀中不含有CuO (2)①还原 ②B 试管中出现白色沉淀 2NO －3＋3SO 2＋3Ba 2＋＋2H 2O===3BaSO 4↓＋2NO ＋4H ＋(或NO 2＋SO 2＋Ba 2＋＋H 2O===BaSO 4↓＋NO ＋2H ＋) ③取冷却后A 装置试管中的溶液，滴加K 4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu 2＋，

说明黑色沉淀是铜的硫化物 (3)CuS ＋4H 2SO 4(浓)=====△

CuSO 4＋4SO 2↑＋4H 2O

3．(2017·湖北七市联考)Na 2S 2O 3可用作照相的定影剂等。已知Na 2S 2O 3的某些性质如下：

【导学号：95812280】

(Ⅰ)S 2O 2－3能被I 2氧化为S 4O 2－6；

(Ⅱ)酸性条件下S 2O 2－3迅速分解为S 和SO 2；

(Ⅲ)向Na 2CO 3和Na 2S 混合溶液中通入SO 2可制得Na 2S 2O 3；

所得产品中常含有少量Na 2SO 3和Na 2SO 4。