高考化学 大题精练冲刺(第02期)专题10 综合探究性实验(含解析)(2021年最新整理)

2017年高考化学大题精练冲刺（第02期）专题10 综合探究性实验（含解析）
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专题10 综合探究性实验
1．硫代硫酸钠（Na2S2O3)是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定，在酸性条件下易分解，在空气中易被氧化。

某化学兴趣小组通过如图装置（省略夹持装置)制备Na2S2O3。

（1）实验开始的步骤，组装好仪器，____________,按图示加入试剂，关闭K1打开K2，先向C 中烧瓶加入Na2S和 Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。

（2）C中的烧瓶发生如下反应：2Na2S+ Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2，反应开始后,C中先有浑浊产生,后又变澄清，此浑浊物是________；为了保证Na2S2O3的产量,实验中通入C的SO2不能过量，用离子方程式表示其原因_________。

（3）该实验制得的产品中含有NaSO4杂质，为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验开始的步骤进行了改进，改进后的操作是__________.
（4）B装置可以起到安全瓶，防止倒吸的作用,另外在实验结束后拆除装置时还可以防止污染空气，具体操作方法是____________。

（5)制取Na2S2O3的另一种方法是直接将硫粉和亚硫酸钠,数混合共热制取。

为探究制取硫代硫酸钠最佳条件，设计如下对比实验（每次实验时亚硫酸钠质量均为63g，反应时间为30min）：实验序
号
溶液
pH
亚硫酸钠与水的质
量比
反应温
度
硫粉质
量
亚硫酸钠转化
率
110 1.5：1100℃1880.7％
2101。

1：1100℃1894。

6％
①实验1、2的目的是探究_________对亚硫酸钠转化率的影响;
②若要完成上表中列出的各项条件对亚硫酸钠转化率的影响探究,除实验1、2外，至少还需进行____次对比实验；
③实验表明：亚硫酸钠转化率不受硫粉质量多少的影响.原因为___________。

【答案】检查装置气密性硫 S2O32—+2H+=S↓+SO2↑+H2O 先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3溶液在a处连接盛NaOH溶液的注射器，再关闭K2打开K1亚硫酸钠浓度 3 硫为固体，不影响偏高的移动
2．硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4)2]是分析化学中的重要试剂，在不同温度下加热分解产物不同。

设计如图实验装置（夹持装置略去)，在500℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全，确定分解产物的成分。

(1）B装置的作用是_________________________________________。

（2）实验中,观察到C中无明显现象，D中有白色沉淀生成，可确定产物中一定有____________气体产生，写出D中发生反应的离子方程式______________________.若去掉C，能否得出同样
结论____________(填“是”或“否”），原因是____________________________。

(3）A中固体完全分解后变为红棕色粉末,某同学设计实验验证固体残留物仅为Fe2O3，而不含FeO，请帮他完成表中内容。

（试剂，仪器和用品自选）
实验步骤预期现象结论
___________________________________________________固体残留物仅为Fe2O3（4)若E中收集到的气体只有N2，其物质的量为xmol，固体残留物Fe2O3的物质的量为ymol，D中沉淀物质的量为zmol，则x、y和z应满足的关系为________________________.
（5）结合上述实验现象，完成硫酸亚铁铵在500℃时隔绝空气加热完全分解的化学方程式________。

【答案】检验产物中是否有水生成 SO2 SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+否若有SO3也有白色沉淀生成步骤：取少量A中残留物于试管中，加入适量稀硫酸，充分振荡使其完全溶解；将溶液分成两份，分别滴加高锰酸钾溶液、KSCN溶液（或：依次滴加K3Fe（CN)6溶液、KSCN溶液或其他合理答案）现象：若高锰酸钾溶液不褪色，加入KSCN溶液后变红（或：加入K3Fe(CN)6溶液无现象，加入KSCN溶液后变红,或其他合理答案） 3x+y=z 2(NH4）2Fe(SO4）2Fe2O3+2 NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O
3．I：某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。

甲同学设计了图l装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。

(1）碳与浓硝酸反应的化学方程式________________。

（2)乙同学认为甲同学的结论是错误的,他的理由是（用化学方程式表不）_______，所以他认为应该检验_________（填化学式）的产生来证明碳与浓硝酸反应。

为此乙同学查阅相关资料得知“O℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图所示。

（3）为了减少干扰，对于A装置有下而4种操作方案，其中最合理的是_______（填数字序号）①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热；
②先加热浓硝酸，然后将炭投入其中；
③先加热炭，再加入冷浓硝酸；
④先加热炭,再将炭投入冷浓硝酸。

（4)请用平衡移动原理解释B装置的作用_____________。

（5)C装置中出现的现象是__________，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO3-形式存在，写出生成该离子的化学方程式__________。

II：以金红石（主要成分TiO2）为原料生产金属Ti的步骤主要有：
（6）在高温下，向金红石与焦炭的棍合物中通入Cl2,得到TiCl4和一种可燃性气体；该反应的化学方程式为_____________。

（7)在氩气的气氛中和加热条件下，用Mg与TiCl4反应可得到金属钛。

写出此反应的化学方程式：______________。

氩气氛围的作用______________。

【答案】 C+4HNO3（浓）4NO2↑+CO2↑+2H2O 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O CO2④常温下存在平衡关系：2NO 2N2O4,降低温度N2O4液化,平衡右移，除去混合气体中的NO2． C中溶液变浑浊（或产生白色沉淀) 4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba（NO3）2+2H2O TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2【答题空10】防止钛被氧化
4．已知高铁酸钠(Na2FeO4）是一种绿色消毒净水剂，只在碱性环境中稳定存在。

下列是通过次氧酸钠氧化法制备高铁酸钠并探究其性质的实验，步骤如下：
I。

制备高铁酸钠（Na2FeO4）
(1)制备NaClO溶液
已知：3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O
①如何检查装置B的气密性？____________________________________________。

②实验室制取Cl2的化学方程式是_______________________,利用如图所给的装置组装成制备NaClO的正确连接顺序是________（填字母），其中装置E的作用是________(填序号）.
A．混合气体 B．除去氯气中的氯化氢 C．干燥气体 D．观察气体的通入速率
③为了防止产生NaClO3，除搅拌和混入N2稀释外，还应采取的操作是__________________。

（2）制备Na2FeO4：将Fe(NO3)2溶液加入到NaOH与NaClO的混合溶液中，其反应的离子方程式是___________________________________。

II。

高铁酸钠（Na2FeO4）具有强氧化性，某实验小组的同学对于高铁酸钠消毒后铁元素的存在形式展开如下探究：
【提出猜想】：猜想1：全部为Fe2+ 猜想2：全部为Fe3+ 猜想3： Fe2+和Fe3+都有
【设计实验】：
(1）证明溶液中只含有Fe2+的实验操作是_________________________________.
（2）某实验小组将消毒后的溶液分在两支试管中,进行如下实验：
步骤一：向试管1中加入K3[Fe(CN）6]溶液,现象是__________，所以溶液中不存在Fe2+；
步骤二:向试管2中滴入KSCN溶液，溶液变成血红色，所以溶液中存在Fe3+。

【实验结论】:高铁酸钠消毒后溶液中只存在Fe3+。

（3）小明同学认为上述实验结论不够严谨，原因是___________________________________。

【答案】关闭K,，向分液漏斗中加入水,一段时间后水不能顺利流下(或关闭分液漏斗，将导管放在水槽中,稍微加热，导管口产生气泡，停止加热,导管中形成稳定的水柱） MnO2+4HC1（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O E→A→D abd 将A放在冷水中 2Fe3++ 3C1O—+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl—+5H2O 向溶液中先加入KSCN溶液，无明显现象,再通入C12/H2O2，出现血红色不出现蓝色沉淀溶液中或空气中含有氧气，将Fe2+氧化为Fe3+
其反应的离子方程式是2Fe3++ 3C1O—+ 10OH—＝2FeO42—+ 3Cl-+5H2O;II.（1)亚铁离子具有还原性,证明溶液中只含有Fe2+的实验操作是向溶液中先加入KSCN溶液，无明显现象,再通入C12/H2O2,出现血红色。

（2）亚铁离子能与K3[Fe（CN）6]溶液反应产生蓝色沉淀，因此向试管1中加入K3[Fe（CN)6]溶液，如果溶液中不存在Fe2+,则现象是不出现蓝色沉淀;（3）由于溶液中或空气中含有氧气，可将Fe2+氧化为Fe3+,因此上述实验结论不够严谨.
5．某校化学兴趣小组探究SO2的一些性质.
［探究一]:SO2能否被BaCl2溶液吸收.
甲.乙两同学分别设计如下装置甲和装置乙进行探究
甲、乙两同学实验时观察到各仪器中的现象如下：
A B C D
装置甲中的现象Na2SO3固体表面有气泡.
瓶中白雾
白色沉
淀
—--——---—-—
装置乙中的现象Na2SO3固体表面有气泡.
瓶中白雾
有气泡有气泡品红褪色
回答下列问题：
（1）甲同学经过后续实验确证了B中白色沉淀是BaSO4.甲同学的后续实验操作是____
（2）乙同学分析装置甲中产生BaSO4的可能原因有：
① A中产生的白雾是硫酸的酸雾，进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO４沉淀.
②________________________（用离子方程式表示)。

（3）装置乙中B中所盛试剂是___;乙同学在滴加浓硫酸之前的操作是___________
（4）通过上述实验，得出的结论是________________________
[探究二]：SO2与FeCl3溶液的反应
查阅资料: ①Fe(HSO3)2+离子为红棕色，它可以将Fe3+还原为Fe2+;②生成Fe（HSO3）2+离子的反应为可逆反应。

实验步骤为：
步骤I
往5mL1mol·L-1 FeCl3溶液中通入SO2气体，溶液立即变
为红棕色。

微热3 min，溶液颜色变为浅绿色.
步骤II 往5mL重新配制的1mol·L—1 FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。

几分钟后，发现溶液颜色变成浅绿色。

回答下列问题:
(5）当SO2通入到FeCl3（未用盐酸酸化）溶液至饱和时,同学们观察到的现象是溶液由棕黄色
变成红棕色，没有观察到丁达尔现象.将混合液放置12小时，溶液才变成浅绿色。

则溶液由棕黄色变成红棕色的原因是________；写出溶液由红棕色变为浅绿色时发生反应的离子方程式___________
（6）通过实验可知_____和________可缩短浅绿色出现的时间。

【答案】打开B试管的胶塞，向其中滴加稀盐酸,若白色沉淀不消失,证明白色沉淀是BaSO4 2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4+4H+饱和NaHSO3溶液打开弹簧夹向A中通往一段时间的N2,然后关闭弹簧夹 SO 2不能被BaCl2溶液吸收二氧化硫溶于水SO2+ H2O HSO3—+H+ Fe3++HSO3—Fe(HSO 3)2+ Fe3++ Fe（HSO3)2++H2O =2Fe2++SO42—+3H+加热增加FeCl3溶液的酸度
6．Na2O2是一种常见的氧化剂，某同学设计了一系列实验来探究氮氧化物能否被Na2O2完全吸收。

装置如下(加热装置省略）：
已知:
①2NO+Na2O2=2NaNO2；
②酸性条件下，NO或NO2都能与KMnO4溶液反应生成NO3-。

I。

探究NO能否被Na2O2=完全吸收
(1）所选择的装置按从左至右顺序排列依次是______________(填字母)。

（2）检査完该装置的气密性,装入药品后，实验开始前通入一段时间N2，其目的是________________。

（3）烧瓶A中反应的化学方程式为______________；D装置的作用是____________；若NO能被Na2O2完全吸收，D装置中的现象为__________________.
（4）亚硝酸钠（NaNO2）被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛.若利利用该装置将4。

68g Na2O2完全转化为NaNO2,理论上至少需要木炭的质量为_________g,为提高NaNO2的产量，在不改变实验装置的条件下，可在B中加入_________物质.
Ⅱ。

探究NO2能否被NaNO2完全吸收
（5）将A中碳换为铜片,探究NO2能否被Na2O2完全吸收。

若NO2与Na2O2反应只生成一种盐，则C装罝内发生反应的化学方程式为____________________。

(6）若NO2未被完全吸收，则D装置中反应的离子方程式为________________。

【答案】 A B E C D 排尽装置内空气，防止生成的 NO被O2 氧化 C＋4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O 检验 NO 是否被完全吸收，同时可防止污染环境酸性高锰酸钾溶液不褪色 1。

08 Cu 等合理即可得分 2 NO2+Na2O2 = 2NaNO3 5NO2+MnO4-+H2O == 5NO3-＋Mn2++2H+
7．某研究小组探究在加热条件下FeSO4分解的气体产物及相关性质。

已知：SO2的沸点为-10℃、SO3的沸点为44.8℃。

Ⅰ．用如图所示装置设计实验,验证分解FeSO4生成的气态产物.
（1)实验前必须进行的操作是_____________________________________。

(2）按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:a→_________________。

（3）若观察到装置丙中有无色液体产生,装置丁中溶液变成无色，则 FeSO4分解的化学方程式为__________________________________________.
Ⅱ．为探究SO2使品红溶液褪色的原理，进行如下实验：
实验1：将稀盐酸和NaOH溶液分别滴入品红水溶液中.观察到前者溶液颜色变浅，但未能完全褪色，后者溶液颜色几乎不变。

实验2:在滴有稀盐酸和NaOH溶液的两份品红水溶液中分别通入SO2。

观察到前者溶液逐渐褪色，后者溶液很快褪色。

实验3：在两份品红水溶液中分别加入一小粒Na2SO3固体和NaHSO3固体，前者溶液很快褪色，后者溶液褪色很慢。

（1）由实验1可推测品红水溶液呈________性.
（2）由实验2、3可推知，使品红水溶液褪色的主要微粒是_________（填化学式）。

(3）若将SO2通入品红的无水乙醇溶液，试预测可能出现的现象_____________________。

(4）加热溶有Na2SO3的品红水溶液，发现不能恢复红色，试解释原因
_________________________________________________________________________。

【答案】检查装置气密性d→e→f→g→b→c 2FeSO4Fe2O3+ SO2↑+ SO3↑ 碱 SO32－品红的无水乙醇溶液不褪色 Na2SO3溶液中的c（SO32-)大，加热后水解程度增大，但仍无法除尽
8．某化学实验小组的同学将打磨过的镁条投入到滴有酚酞的饱和NaHCO3溶液中，发现反应迅速，产生大量气泡和白色不溶物，溶液的浅红色加深.该小组同学对白色不溶物的成分进行了探究和确定。

I .提出假设：
（1）甲同学：可能只是MgCO3；
乙同学：可能只是______________；
丙同学：可能是:xMgCO3·yMg(OH）2。

(2）在探究沉淀成分前，需将沉淀从溶液中过滤、洗涤、低温干燥。

洗涤沉淀的操作方法是____________________________________________________________。

（3)请设计一个简单的实验证明乙同学的假设是错误的_________________________。

Ⅱ。

定量实验探究:取一定量已干燥过的沉淀样品，利用下列装置测定其组成（部分固定夹持装置未画出)，经实验前后对比各装置的质量变化来分析沉淀样品的组成,得出丙同学的假设是
正确的。

请回答下列问题：
（4)写出xMgCO3·yMg(OH）2受热分解的化学方程式______________________。

(用x、y表示）（5）①合理的实验装置连接顺序为：_____→_____→_____→_____→.（各装置只使用一次）②实验一段时间后，当装置B中___________（填实验现象）时,停止加热，说明沉淀样品完全分解；然后打开E处的活塞，缓缓通入空气数分钟的目的是________________.
③指导老师认为在上述实验装置末端还需再连接一个装置D,若无此装置，.则会使测出的x∶y 的值________________（填“偏大”、“偏小"或“无影响"）
【答案】 Mg(OH）2向过滤器（或漏斗)中沿玻璃棒注入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后重复操作2〜3次取沉淀物少许于试管中,加入足量稀盐酸（或稀硫酸、稀硝酸)时全部溶解,并产生气泡（或其他合理答案） xMgCO3·yMg(OH）2(x+y)MgO+xCO2+yH2O CABD 无气泡冒出将装置中生成的CO2和水蒸气排入后续装置偏大
9．某实验小组设计如下流程，模拟将汽车尾气中的氮氧化物（主要为NO和NO2的混合物)转化为工业用盐亚硝酸钠（NaNO2)，并对亚硝酸钠进行多角度探究:
已知：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
2NaNO32NaNO2+O2↑
Ⅰ。

（1）配制20%NaOH溶液，除烧杯、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有___________（填仪器名称）。

（2）操作中，实验小组同学将气体通入盛有NaOH溶液的烧杯，部分同学认为存在缺陷，改用下图装置，玻璃管a的作用是__________________。

（3)操作③中会用到下列____________仪器(填序号)，
Ⅱ.NaNO2的性质
（4）设计一个实验验证酸性条件下NaNO2具有氧化性。

____________________________。

供选用的试剂：NaNO2溶液、FeSO4溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液。

（5）酸性条件下NaNO2也具有还原性。

取1。

50g样品,配成100mL溶液。

分别取出25.00mL，用0。

1000mol·L—1KmnO4酸性标准溶液滴定三次,测得平均消耗20。

00mL KmnO4溶液。

写出该反应的离子方程式___________________。

滴定终点时的现象是______________________。

NaNO2的纯度为_____________。

【答案】（1）．量筒、胶头滴管 (2）．保持容器内压强稳定（3）．BDE (4）．取FeSO4溶液并滴加稀硫酸酸化，滴加几滴KSCN溶液，无明显变化;滴加少许NaNO2溶液,溶液颜色变为血红色,证明NaNO2有氧化性（或取KI溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加淀粉溶液，无明显现象,滴加少许NaNO2溶液，溶液变蓝，证明NaNO2有氧化性）
（5）．5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O （6)．当加入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色 (7)．92。

0％
KMnO 4溶液时，溶液由无色变为紫色,且半分钟内不褪色;消耗高锰酸钾的物质的量是0。

002mol ，根据方程式可知亚硝酸钠是0。

005mol ，所以纯度是0.00569/100/25100%92.0%1.5mol g mol g
⨯⨯⨯= 。

10．某化学兴趣小组的同学们对SO 2的有关反应进行实验探究：
【实验I 】探究SO 2催化氧化的反应：
(1）装置 A 模拟工业生产中SO 2催化氧化的反应，其化学方程式是_________________________。

〇
（2)为检验反应后的气体成分，将上图装置依次连接的合理顺序为A 、（按气流方向，用字母表示）_______.
（3）能证明气体中有SO 2的实验现象是_____________，有SO 3的实验现象是_____________。

【实验II 】探究SO 2与Fe （NO 3）3，溶液的反应：
（4）X中滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹，通入一段时间N2，再关闭弹簧夹，目的是 ___________________________。

（5）装置Y中产生了白色沉淀，其成分是_________；该研究小组对产生白色沉淀的原因进行了假设：
假设1:在酸性条件下SO2与NO3—反应；
假设2：SO2与Fe3+反应；
假设3:___________________________.
（6)某同学设计实验验证假设1，请帮他完成下表中内容.
实验步骤现象和结论
①测定Y中混合溶液的pH;
②配制与步骤①有相同pH的________，并通入适量N2；
③将SO2通入步骤②中溶液.若出现白色沉淀则假设1成立，若不出现白色沉淀则假设1不成立.
经验证假设1成立，则验证过程中发生反应的离子方程式是_______________（提示：此条件下未见气体产生）。

【答案】 DFBCE B中品红溶液褪色 F中有白色沉淀排尽装置内的空气,排除O2的干扰 BaSO4 （写名称也可得分) Fe3+、NO3—同时氧化SO2或SO2与Fe3+、NO3—都反应稀硝酸与BaCl2的混合液 4SO2 + NO3—+ 5H2O + 4Ba2+== 4B aSO4↓+ NH4+ + 6H+
2017年高考化学大题精练冲刺（第02期）专题10 综合探究性实验（含解析）
21。