精修版高考化学二轮主观题专练四实验方案的设计与探究类综合实验题含答案解析

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1、精品文档高考化学专练四实验方案的设计与探究类综合实验题题型狂练1某同学欲在实验室中对Fe3与I的反应进行探究，实现Fe2与Fe3的相互转化。(1)该同学最初的实验操作和现象如下：来源:编号操作现象来源:先向2 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水先向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1 mol/L KI溶液滴加KSCN溶液后，溶液变成红色；滴加KI溶液后，红色无明显变化实验的现象为_。FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为_。(2)该同学分析了导致实验现象的可能原因，并对实验方案进行了改进。改进后的实验操作和现象

2、如下：编号操作现象向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，再滴加KSCN溶液滴加FeCl3溶液后，溶液变成黄色；滴加KSCN溶液后，溶液变成红色根据实验，该同学认为Fe3有可能与I发生氧化还原反应，请结合实验现象用简明的文字说明他得出上述结论的理由_。(3)该同学认为需要进一步设计实验证明根据实验中现象得出的结论。请补全下表中的实验方案。编号操作预期现象及结论来源:向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，_(4)上述实验结果表明，Fe3有可能与I发生氧化还原反应。进一步查阅资料知，参加反应的

3、Fe3与I的物质的量相同。该同学结合上述实验结论，分析了实验中加入KSCN后溶液变红的原因，认为Fe3与I反应的离子方程式应写为_。解析(1)Fe2遇KSCN溶液后无明显变化，加入新制氯水后，Fe2被氧化为Fe3，Fe3与KSCN反应生成红色的Fe(SCN)3。滴入氯水后的反应是2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(2)滴加FeCl3溶液后，溶液变成黄色，可能生成了I2。(3)要进一步证明(2)中的结论，则可加入淀粉溶液或CCl4检验I2的生成。(4)少量的Fe3与I发生氧化还原反应后滴加KSCN溶液仍出现红色，则Fe3与I的反应可能是可逆反应：2Fe32I2Fe2I2。答案(1)滴加KSCN溶液

4、后，溶液无明显变化；再滴加新制氯水后，溶液变成红色2Fe2Cl2=2Fe32Cl(2)溶液变成黄色，推测生成了I2(其他合理答案亦可)(3)编号操作预期现象及结论再滴加淀粉溶液(或CCl4，或铁氰化钾溶液)预期现象：溶液变蓝(或溶液分层，下层溶液为紫色；或生成蓝色沉淀) 结论：Fe3能与I发生氧化还原反应，生成I2(或Fe2)(4)2Fe32I2Fe2I22(2013重庆理综，9)某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。(1)MgCO3的分解产物为_。(2)装置C的作用是_，处理尾气的方法为_。(3)将研究小组分为两组，按上图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组

5、用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末(纯净物)，两组分别用产物进行以下实验。步骤操作甲组现象乙组现象1取黑色粉末加入稀盐酸溶解，无气泡溶解，有气泡2取步骤1中溶液，滴加K3Fe(CN)6溶液蓝色沉淀蓝色沉淀3取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液变红无现象4向步骤3溶液中滴加新制氯水红色褪去先变红，后褪色乙组得到的黑色粉末是_。甲组步骤1中反应的离子方程式为_。乙组步骤4中，溶液变红的原因为_；来源:溶液褪色可能的原因及其验证方法为_。从实验安全考虑，上图装置还可采取的改进措施是_。解析(1)MgCO3MgOCO2(2)CO2ZnZnOCO装置C的作用是吸收剩余的CO2气体，以防止对后面CO

6、还原Fe2O3产生的CO2的检验造成干扰；由于最后出来的气体中含有CO，所以用点燃法除去CO。(3)由于该黑色粉末是纯净物，乙组中，步骤1溶解有气泡，说明得到的是铁粉；甲组中根据“蓝色沉淀”，证明溶解后含Fe2；根据“变红”，证明溶解后还含有Fe3，所以得到的是Fe3O4。甲组中根据加入氯水红色褪去，说明氯水能氧化SCN，而乙组中，由于Fe2的还原性大于SCN，所以Fe2首先被氧化成Fe3，溶液变红，当氯水过量时，又把SCN氧化，红色褪去。因为Fe3并没有发生变化，可用再加入KSCN溶液的方法观察是否恢复红色来验证。由于CO2气体易和NaOH发生反应，所以为了防止倒吸，应在B、C之间添加防倒吸

7、装置。答案(1)MgO、CO2(2)除CO2点燃来源:(3)FeFe3O48H=2Fe3Fe24H2OFe2被氧化为Fe3，Fe3遇SCN显红色假设SCN被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立(其他合理答案均可)在装置B、C之间添加防倒吸装置(其他合理答案均可)3(2013杭州一模)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类似金刚石的新型无机非金属材料。超细氮化铝粉末被广泛应用于生产领域。其制取原理为：Al2O33CN22AlN3CO。某化学研究性学习小组成员根据氮化铝的制取原理，进行了如下探究。【问题1】在制取氮化铝时由于反应不完全，氮化铝产品中所含杂质除了碳以外还可能存在_(填化

8、学式)。【问题2】为测定该产品中有关成分的含量，甲同学设计了以下实验：甲同学：称取10.00 g样品，将其加入过量的氢氧化钠溶液中共热蒸干，AlN跟氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2，并放出氨气3.36 L(标准状况)。则该样品中AlN的质量分数为_。【问题3】乙同学受到甲同学的启发，提出利用图的装置，通过测量AlN与过量浓NaOH溶液反应所生成氨气的体积来测定样品中氮化铝的质量分数(实验中导管体积忽略不计)。实验结束后，可由锥形瓶中残余固体测定杂质碳的质量分数。(1)广口瓶中的试剂X可以选用_。A苯 B酒精C植物油 DCCl4(2)广口瓶的液体没有装满(上方留有少量空间)，实验测得NH3的体积

9、将_(填“偏高”“偏低”或“不变”)。【问题4】丙同学认为：乙同学的实验方法可能因气体体积测量不准导致误差，建议改用图装置进行同样实验，通过测定烧杯中硫酸的增重来确定样品中AlN的质量分数。你认为测定的结果会_(填“偏高”或“偏低”)，理由是_。解析【问题1】根据题目中反应方程式可以发现N2、CO为气体，不能留在AlN固体中，只能是碳和Al2O3。【问题2】由反应关系式AlNNH3得n(AlN)n(NH3)0.15 mol，m(AlN)6.15 g，样品中AlN的质量分数为6.15 g10.00 g100%61.5%。【问题3】(1)广口瓶中的试剂X的作用是防止NH3与水接触反应，只要不与氨气、水作用，同时密度比水小的液体都行，苯、植物油能满足题意。(2)广口瓶的液体不管是否装满，实验产生的气体体积都等于排出的液体体积。【问题4】丙同学的方案理论可行，但实际上锥形瓶中产生的NH3首先会将锥形瓶中空气赶出，最后锥形瓶中会留有NH3而无法被硫酸吸收，硫酸增重的量小于NH3的质量，计算的结果会偏低。答案【问题1】Al2O3【问题2】61.5%【问题3】(1)AC(2)不变【问题4】偏低反应产生的氨气有少部分残留在锥形瓶中未被稀硫酸吸收，因此测得AlN的质量分数将偏低