高考化学知识点归纳《探究性实验的设计与评价》答题技巧(2017年最新版)(五)

时间:2017-02-02 06:04:02

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1、填空题  (12分)某学习小组为证明并观察铜与稀HNO3反应的产物是NO,设计了如下图所示的实验装置。请你根据他们的思路,回答有关的问题。

(一)实验仪器:大试管、玻璃导管、橡皮塞、烧杯、棉花、注射器。
(二)实验药品:铜丝、稀硝酸、碳酸钙颗粒、烧碱溶液。
(三)实验原理:
铜与稀硝酸反应的离子反应方程式?????????????????????????????????
(四)实验步骤:
1、按右图所示连接好装置,检验装置的??????????
2、向试管中加入一定量的固体药品(填化学式)??????,然后向试管中倒入过量的稀硝酸,并迅速塞紧带铜丝和导管的橡皮塞;
3、让试管中的反应进行一段时间后,用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口;
4、将铜丝向下移动插入试管液体中,使之与稀硝酸反应;
5、把注射器的针孔插入试管口的橡皮塞中,缓慢向试管内推入空气。
(五)实验讨论:
1、实验步骤②的目的是(写出反应的离子方程式,结合文字说明)
???????????????????????????????????????????????????????????????????????
2、实验步骤⑤的目的是(写出反应的化学方程式,结合文字说明)
???????????????????????????????????????????????????????????????????????
(六)实验评价:
该装置的优点是(任写一个即可)????????????????????????????????????
有同学提出:增加右图所示装置,在步骤②完成后,当有明显现象再撤去该装置,并继续步骤③的“用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口”。请评价他的做法???????


参考答案:① 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ +


本题解析:①硝酸是氧化性酸,能和铜发生氧化还原反应,方程式为3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O。
②制气装置连接好后,首先检验装置的气密性。
③由于装置中含有空气,会氧化生成的NO,从而干扰实验,所以需要先排尽装置中的空气。可以利用硝酸和碳酸钙反应生成的CO2来实现,即加入的固体药品是碳酸钙,反应的方程式为CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑+ H2O。
⑤由于NO极易被氧化生成红棕色NO2,所以目的是证明Cu与稀硝酸反应生成NO的,方程式为2NO + O2 = 2NO2。
⑥评价实验可以从操作的难易程度、尾气的处理、实验现象等考虑。根据装置及实验过程可知,优点是使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束,节约药品用量,减少污染气体的产生。(或使用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口,可防止NO和NO2气体逸出污染大气。)
⑦由于在排空气时,无法判断是否完全排尽,所以通过石灰水变浑浊的现象,来准确判断试管内无空气后,才进行步骤④,使得出的结论更科学。


本题难度:一般



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2、实验题  铁生锈是比较常见的现象,某实验小组,为研究铁生锈的条件,设计了以下快速、易行的方法:

图11-21
首先检查制氧装置的气密性,然后按图11-21连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3分钟左右,观察到的实验现象为:①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;②直形管中干燥的铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。
试回答以下问题:
(1)由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于_________。能表示其原理的反应方程式为___________________________。
(2)仪器A的名称为_________,其中装的药品可以是_________,其作用是_________。
(3)由实验可知,该类铁生锈的条件为_________。决定铁生锈快慢的一个重要因素是_________。


参考答案:(1)电化学腐蚀(1分)
负极:Fe-2e-====F


本题解析:钢铁在潮湿环境下形成原电池,发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明,潮湿是铁生锈的必要前提,而没有涉及潮湿程度对生锈快慢的影响,直形管实验与烧杯实验的对比,则说明O2浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。


本题难度:一般



3、实验题  (浙江舟山中学2009届度第一学期高三期中考试,化学,24)某课外小组利用H2还原黄色的WO3粉末测定W的相对原子质量,下图是测定装置的示意图,A中的试剂是盐酸。

请回答下列问题。
(1)仪器中装入的试剂:B_________ 、C________、D___________;
(2)连接好装置后应首先_________________________;
(3)“加热反应管E”和“从A瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是:???
____________________。在这两步之间还应进行的操作是_____________________;
(4)反应过程中G管逸出的气体是________________,其处理方法是:???????????
______________________________________________________________________。
(5)从实验中测得了下列数据
①空E管的质量a
②E管和WO3的总质量b
③反应后E管和W粉的总质量c(冷却到室温称量)
④反应前F管及内盛物的总质量d
⑤反应后F管及内盛物的总质量e
由以上数据可以列出计算W的相对原子质量的两个不同计算式(除W外,其他涉及的元素的相对原子质量均为已知):
计算式1:Ar(W)=____________;计算式2:Ar(W)=____________。


参考答案:(1)锌粒;水;浓硫酸。(2)检查气密性。(3)先从A瓶逐滴


本题解析:(1)B、C、D装置是制取干燥、纯净的氢气,故B中应是锌粒,C中应是除HCl的H2O,D中应是除去H2O的浓硫酸;(2))连接好装置后应首先检验装置的气密性;(3)装置E需要加热,而氢气若与空气混合加热易爆炸,故应先从A瓶逐滴滴加液体制取氢气,用制取的氢气将装置中的空气排尽,检验H2的纯度后再加热;(4)在E中反应后产生水蒸气和未反应的氢气通入到F中,在F中碱石灰吸收水蒸气,则在G管逸出的气体是未反应的氢气;由于氢气具有可燃性,可在G管出口处点燃;(5)略。


本题难度:一般



4、填空题  (14分)某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案,实现废物综合利用,方案如下图所示。

已知:298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。

离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH

Fe2+
6.34
9.7

Fe3+
1.48
3.2

Zn2+
6.2
8.0


请回答下列问题:
(1)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,这是由于相同温度下:Ksp(CuS)????????Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。
(2)你认为在除铁过程中选用下列物质中的????(填序号)作为试剂甲是比较合适的。
A.KMnO4????????? B.HNO3????????? C.H2O2????????????? D.Cl2
(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在????????范围之间。
(4)请写出加甲物质后,加入氨水控制调节溶液的pH下生成Fe(OH)3反应的离子方程式??????????????????????????????????????????????????
(5)298K时,残留在乙溶液中的c(Fe3+)在 __??????????mol/L以下。
[Fe(OH)3的= 2.70×10-39]
(6)乙的溶液可直接用作氮肥,则乙的化学式是??????????
(7)请写出“沉淀Zn2+”步骤中发生反应的化学方程式????????????????????????


参考答案:(1)<???????(2)C???(3)3.2~6.2

本题解析:(1)ZnS和CuS均存在溶解平衡:ZnS(s)ZnS(aq)=Zn2++S2-? CuS(s)CuS(aq)=Cu2++S2-,当c(H+)增大的情况下,c(S2-)减小的情况下,前者平衡正向移动,即离子积c(Zn2+)×c(S2-)小于Ksp(ZnS),并且离子积c(Cu2+)×c(S2-)大于Ksp(CuS),则Ksp(ZnS)较大
(2)从表格数据可知,在较低pH下Fe3+已经全部沉淀完全,但Fe2+与Zn2+沉淀的pH范围重合,故需要先用氧化剂将Fe2+氧化,再沉淀除去,为不引入杂质同时不能与加入的氨水反应,H2O2最合适:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(3)由所给数据可知,为保证Fe3+沉淀完全,但Zn2+不能沉淀,可将pH控制在3.2~6.2之间
(4)Fe3++3NH3·H2O ="==" Fe(OH)3↓+3 NH4+
(5)乙溶液中pH最小为6.2,c(OH—)最小为10—6.2mol/L,c(Fe3+)最大为=2.7×10-20.4mol/L
(6)(NH4)2 SO4
(7)由流程中参加反应的物质及生成物可知发生的反应为:2ZnSO4 +NH4HCO3 +3 NH3·H2O="=" Zn2(OH)2CO3 ↓+2(NH4)2 SO4 + H2O


本题难度:一般



5、填空题  (10分)某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:

物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3

熔点/℃
????????? 660????????
2054
1535
1462

沸点/℃
2467
2980
2750
-


I.?⑴某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?答:_________________(填“合理”或“不合理)
⑵设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试是_______________。
⑶实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是____________(填序号)。
A.浓硫酸??????? B.稀硫酸????????? C.稀硝酸?????? D.氢氧化钠溶液
II.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题:

⑴图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的化学方程式为__________________________________。
⑵在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式是
_______________????????????????????????_______;
上述现象说明溶液中________????????_________结合OH-的能力比_______强(填离子符号)。
(3) B与A的差值为_________mol。B点对应的沉淀的物质的量为________mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为___________mL


参考答案:
本题解析:略


本题难度:简单




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