【考前三个月】2015届高考化学(人教通用)考前专题复习学案：专题5 综合实验探究(34页,含答案解

学案15综合实验探究最新考纲展示1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。2.能根据实验试题要求，做到设计、评价或改进实验方案，了解控制实验条件的方法，分析或处理实验数据，得出合理结论，绘制和识别典型的实验仪器装置图。基础回扣1．据下图所示的实验装置回答问题：(1)实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气应选用的发生装置是________，收集装置为________。(2)实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是________，收集装置为__________。(3)实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气，氨气的密度比空气的小，极易溶于水。推断：实验室制取氨气应选用的发生装置为________，收集装置为________。用C装置可以快速制取氨气，所用试剂是__________。(4)实验室用浓盐酸与MnO2制氯气时，应选用的发生装置是________，收集装置可用__________。(5)用C装置也可以制取Cl2，锥形瓶中的固体物质是__________(填化学式)。答案(1)AE(2)CD(3)AF浓氨水和NaOH固体(或生石灰，碱石灰)(4)BD或E(5)KMnO42．写出下列在生产、生活应用中气体的产生原理(用化学方程式表示)：(1)潜水艇和消毒呼吸面具中产生O2：__________________________________________。(2)泡沫灭火器用于灭火时产生CO2：____________________________________________。(3)制备消毒气Cl2，用KMnO4代替MnO2：_______________________________________________________________________________________________________________。答案(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(2)Al2(SO4)3＋6NaHCO3===3Na2SO4＋2Al(OH)3↓＋6CO2↑(3)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O3．设计实验证明酸性：CH3COOHH2CO3H2SiO3。________________________________________________________________________。答案利用反应：2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋H2O＋CO2↑，Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，即向Na2CO3溶液中加入醋酸，有大量气泡(CO2)产生，证明醋酸酸性强于碳酸；将CO2气体通入Na2SiO3溶液，有白色沉淀生成，证明碳酸的酸性强于硅酸题型1实验室制备物质与性质探究[2014·福建理综，25(1)(2)(3)(4)(5)]焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：实验一焦亚硫酸钠的制取采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3＋SO2===Na2S2O5。(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为________________________________________。(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是__________________________。(3)装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为__________(填序号)。实验二焦亚硫酸钠的性质Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。(4)证明NaHSO3溶液中HSO－3的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是________(填序号)。a．测定溶液的pHb．加入Ba(OH)2溶液c．加入盐酸d．加入品红溶液e．用蓝色石蕊试纸检测(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是__________。答案(1)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O(或Na2SO3＋2H2SO4(浓)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O)(2)过滤(3)d(4)ae(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成解析(1)装置Ⅰ中发生的是实验室制备SO2的反应，采用的原理是强酸制备弱酸，故化学方程式为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)将焦亚硫酸钠晶体从溶液中分离出来应该采取过滤的方法。(3)实验产生的尾气主要是SO2气体，a装置是密闭的环境，SO2通不进去，b装置中食盐水吸收SO2的效果不如d好，且易引起倒吸，c装置浓H2SO4不吸收SO2，SO2是一种酸性氧化物，因此用NaOH溶液吸收最好，且d装置还不易引起倒吸。(4)HSO－3发生电离：HSO－3H＋＋SO2－3，同时会发生水解：HSO－3＋H2OH2SO3＋OH－，若HSO－3的电离大于HSO－3的水解，则溶液显酸性，故答案a、e正确。(5)Na2S2O5中S元素的化合价为＋4价，因此在空气中易被氧化为＋6价的SO2－4，因此本题就转化为SO2－4的检验，故取固体先加盐酸酸化，排除其他离子的干扰，再加BaCl2溶液，看是否有白色沉淀产生即可。有关气体制备及连续装置的综合考查问题的解决方案：(1)明确实验目的。(2)选择气体发生装置和净化装置(一般：先除杂，后除水，加热装置放末尾。)(3)性质实验，主要通过明显的现象论证某气体的酸碱性、氧化性、还原性等其它特殊性质。注意：①装置中的空气是否对性质实验有影响；②上一个性质实验是否对下一个实验有影响。(4)若探究影响性质的因素，首先应确定变量，其次是“定多变一”，即其它因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系。(5)注意装置最后尾气的处理方法，常见的尾气处理方法：吸收法、收集法、点燃法。1．某化学小组在实验室中利用CaSO4、NH3、CO2制备(NH4)2SO4，工艺流程如下。回答下列问题：(1)操作Ⅰ的名称________，操作Ⅱ需要用到的仪器有铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒和________。(2)所得母液显酸性的原因用离子方程式表示为______________。检验该溶液含有铵根离子的方法是____________________________。(3)下列装置能用于实验室制氨气的是________(填序号)。选择氨气的制取装置后，再选用下列装置收集干燥的氨气，并制取硫酸铵溶液，连接的顺序(用接口序号字母表示)是：a接__________________________。(4)该小组还通过实验研究氨气的性质。利用下图所示装置探究NH3能否被NO2氧化(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。E装置中制取NO2反应的离子方程式是____________。A中发生反应的化学方程式为__________________。若NH3能被NO2氧化全部生成无毒物质，预期观察到C装置中的现象是____________。若此反应转移电子0.4mol，则消耗标准状况下的NO2________L。实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是：①NO2氧化性较弱，不能将NH3氧化；②在此条件下，NH3的转化率极低；③________________________________________________________________________。此实验装置存在一个明显的缺陷是____________。答案(1)过滤蒸发皿、漏斗、烧杯(2)NH＋4＋H2ONH3·H2O＋H＋取少量溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，若变蓝，则证明含有NH＋4(3)甲丁degfcbh(4)Cu＋4H＋＋2NO－3===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O红棕色消失2.24反应速率慢无尾气处理装置解析(1)从流程上，明显看出操作Ⅰ是固液分离，因而是过滤；操作Ⅱ是先蒸发浓缩、冷却结晶，再过滤。(2)母液是(NH4)2SO4的饱和溶液，溶液呈酸性的原因是NH＋4水解。(3)甲中NH4HCO3分解产生的NH3、CO2、H2O中的CO2和水被碱石灰吸收，可制NH3；乙中试管口应稍向下倾斜；丙中NH4Cl分解产生的NH3和HCl在试管口附近又重新化合成NH4Cl，不能产生NH3；丁由于NaOH固体吸水，放热使浓氨水分解产生氨气。注意题目要求收集干燥的氨气，必须用碱石灰干燥，收集氨气应“短进长出”，最后尾气处理时还要防倒吸。(4)NO2是红棕色气体被NH3还原为无毒物质，只能是N2，可写出反应的化学方程式：6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O，NO2中的氮从＋4价变为0价，转移0.4mole－，需NO20.1mol。解释C中现象的原因时，要留意问题要求是从“反应原理”的角度分析。一般应从以下三个方面，①有没有反应的可能性，②从平衡的角度，即转化率，③从速率的角度。2．硫化氢(H2S)是一种无色剧毒有臭鸡蛋气味的气体，蛋白质腐败和某些生命活动中均可以产生硫化氢，在工农业生产及科研活动中有重要的用途。资料：①H2S可溶于水，其水溶液叫氢硫酸，是一种二元弱酸。②FeS是一种不溶于水的黑褐色块状固体，能溶于盐酸或稀硫酸生成H2S。(1)某化学实验小组设计了制取少量H2S并验证其性质的实验，如下图所示。B中盛放CuSO4溶液，C中放有湿润的蓝色石蕊试纸，D中盛放FeCl3溶液。请回答下列问题：①装置A中仪器a的名称是__________。写出装置A中发生反应的离子方程式____________；②B中有黑色沉淀产生，B中发生反应的化学方程式为____________。工业上利用该反应检验Cu2＋的存在，并使用H2S作为除去废水中某些重金属离子的沉淀剂；③D中只有浅黄色沉淀产生，且溶液变浅绿色。写出发生反应的离子方程式______________。检验溶液中的Fe3＋已经反应完全的操作过程______________。(2)下图是实验室制取气体的常用反应装置。现在该小组在实验室中要用硫化亚铁和稀硫酸制备较大量的H2S气体，可选择装置________。有同学选择了乙，请指出采用乙装置制取硫化氢气体的主要缺点________________。(3)为进一步探究－2价硫的化合物与＋4价硫的化合物发生反应的条件，该小组同学又设计了下列实验。实验操作实验现象实验1将等浓度的Na2S和Na2SO3溶液按体积比2∶1混合无明显现象实验2将H2S通入Na2SO3溶液中未见明显沉淀，再加入少量稀硫酸，立即产生大量浅黄色沉淀实验3将SO2通入Na2S溶液中有浅黄色沉淀产生①根据上述实验，可以得出结论：在________条件下，＋4价硫的化合物可以氧化－2价硫的化合物。②已知：电离平衡常数：H2SKa1＝1.3×10－7；Ka2＝7.1×10－15H2SO3Ka1＝1.7×10－2；Ka2＝5.6×10－8将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量，下列表示溶液pH随SO2气体体积变化关系示意图正确的是________(填序号)。答案(1)①长颈漏斗FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑②CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4③2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋取少量溶液置于试管中，滴加2～3滴KSCN溶液，若不变血红色，说明Fe3＋已反应完全(2)丁无法做到随开随用、随关随停，浪费药品，污染环境(3)①酸性②C解析(1)②由于CuS的溶解度很小，不溶于水和强酸，因而H2S能与CuSO4溶液反应；③浅黄色沉淀只能是S，溶液变浅绿色，说明Fe3＋被还原为Fe2＋。(3)②依据电离平衡常数可知H2SO3的酸性强。由于2H2S＋SO2===3S↓＋