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2019届高考化学实验全突破训练:实验方案的设计与评价1.2深度探究(含解析)

【典例】
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(2019 全·国卷Ⅰ )草酸(乙二酸 )存在于自然界的植物中,其 K 1=5.4×10-2
,K 2=5.4×10-
5。

草酸的钠盐和钾盐易溶于水, 而其钙盐难溶于水。

草酸晶体 (H 2C 2O 4·2H 2O)无色,熔点为
101℃, 易溶于水,受热脱水、升华, 170 ℃以上分解。

回答下列问题:
(1) 甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。

装置 现象是 _____________ ,由此可知草酸晶体分解的产物中有 _______ 。

装置 B 的主要作用是
(2)
乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有
CO ,为进
行验证,选用甲组实验中的装置
A 、
B 和
图所示的部分装置 (可以重复选用 )进行实验。

C 中可观察到的
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A 、B 、
装置H 反应管中盛有的物质是_______ 。

②能证明草酸晶体分解产物中有CO 的现象是
(3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强________ 。

②草酸为二元酸 ________ 。

【名师在线】
(1)如何证明CO2 气体中混有CO ?请证明思路。

【提示】首先检验CO2存在→除去CO2→用CuO 和澄清石灰水检验CO。

(2)如何证明盐酸的酸性比碳酸强?
【提示】向NaHCO 3溶液中加入盐酸,有无色气体生成。

【答案】(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊CO2 冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置
C 反应生成沉淀,干扰CO2 的检验
(2)①F、D、G、H、D、I CuO ②H中黑色粉末变为红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊
(3)①向盛有少量NaHCO 3的试管里滴加草酸溶液,有气泡产生②用NaOH 标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH 的物质的量为草酸的2 倍
【解析】(1)结合草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的组成可知,澄清石灰水应是用来检验其分解产物CO2 的存在。

因草酸晶体易升华,且草酸钙难溶于水,若草酸进入C 装置,会干扰CO2 的检验,故装置B 中冰水的主要作用是冷凝挥发出来的草酸。

(2)①要验证草酸晶体分解产物中还有CO,只能通过检验CO 与CuO 反应的产物CO2 的存在
来达到这一目的。

因为草酸晶体的分解产物本身含有CO2,会对CO 的检验造成干扰,所以在
检验CO 前应将分解产物中的CO2除尽,可选用F 装置来除去CO2,D 装置用来检验CO2 是否除尽。

将除去CO2的气体通过盛有无水氯化钙的装置G干燥,然后通过盛有CuO 的装置H,CuO 将CO 氧化为CO2,再将气体通过盛有澄清石灰水的 D 装置,用来检验CO2 的存在。


CO 有毒,最后可将尾气通过排水法收集。

②若前一个装置D 中澄清石灰水不变浑浊,说明草酸晶体分解的产物CO2 已除尽;H 中黑色CuO 变红,同时其后的装置D 中澄清石灰水变浑浊,说明草酸晶体分解产物中含有CO。

(3)①根据强酸制弱酸的反应原理,可选择NaHCO 3 加入草酸溶液的实验方法来证明草酸的酸性比碳酸的强。

②根据酸碱中和反应原理,可采用中和滴定的方法用NaOH 标准溶液来滴定一定物质的量浓度的草酸溶液,根据反应的草酸与NaOH 的物质的量的比值为1∶2,证明草酸是二元酸。

题组1—制备实验方案的设计
1.下列制取物质的方案中,最合理的是( )
A .用过量的铁与稀硫酸反应制绿矾(FeSO4·7H2O)
B .铜与浓硫酸反应制CuSO4
C.过量的Fe与Cl2反应制FeCl2
D.MnO2 与稀盐酸反应制Cl2
【答案】A
2.(2019 福·建高考节选)在不同条件下KClO 3可将KI 氧化为I2或KIO 3。

该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响,其中系列a 实验的记录表如下(实验在室温下进行):
①系列a实验的实验目的是______________________________ 。

②设计1 号试管实验的作用是______________________________ 。

③若2 号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色;假设氧化产物唯一,
还原产物为KCl 则此反应的离子方程式为
+6I +6H ===Cl +3I2+3H2O
【解析】①根据图表可看出其他条件都相同,只有H2SO4 的浓度不同,因此该实验研究的是
硫酸的浓度对反应产物的影响。

② 1 号实验中H2SO4 的浓度为0,故该实验起到与其他实验对照的作用;③淀粉遇到碘单质会显蓝色,故氧化产物为碘单质,ClO 3-被还原为Cl-。

题组2—性质探究实验方案的设计
3.(2019 ·全国卷Ⅱ )用下图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际
【答案】D 选项①中物质②中物质预测②中的现象A. 稀盐酸
碳酸钠与氢氧化钠的混合
溶液
立即产生气泡B.
浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C.
氯化铝溶

浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D.
草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色
相符的是( )
答案】①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响②硫酸浓度为0 的对照实验③ClO 3
4.某研究性学习小组的同学欲探究某亚硫酸钠溶液样品是否变质,请回答下列问题。

(1)_________________________________________________ 小组同学通过对亚硫酸钠的组成元素
价态进行分析后认为,亚硫酸钠溶液在存放过程中有可能变质,若已变质,则相应反应的化学方程式为。

(2)甲同学设计了如下两种方案来检验Na2SO3 溶液是否变质。

方案Ⅰ:取样,加入稀盐酸有气泡生成,认为亚硫酸钠溶液没有变质。

方案Ⅱ:取样,加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,认为亚硫酸钠溶液完全变质。

乙同学认为上述两种方案均不合理,乙同学作出此判断的依据分别是:
方案Ⅰ _____________________________________________________
(3)乙同学设计如图所示装置(夹持装置已略)探究Na2SO3溶液是否变质,实验时他取60 mL 标
签上注明为1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液放入A 中,通过测量生成SO2质量的方法来判断其是
否变质。

①该实验装置存在的一个明显缺陷是
②改进缺陷后再进行实验,若实验后测得C 装置增重3.2 g ,则Na2SO3 变质的百分率是
(4)丙同学认为若只是确定Na2SO3 是否变质,乙同学的方案太复杂
了,他认为只需要试管、胶头滴管、盐酸及氯化钡溶液就可以达到目的(不考虑对环境的影响),请你回答自己的看法(若
不同意,说明理由;若同意,请写出主要操作、现象及结论) :
【答案】(1)2Na 2SO3+O2===2Na2SO4
(2) 亚硫酸钠部分变质时滴加盐酸也会产生气泡,因BaSO3 也难溶于水,故加入氯化钡溶液,
亚硫酸钠未变质或部分变质也会产生白色沉淀
(3)①缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置(写出要点即可) ② 16.7%
(4)同意丙的看法。

取适量待测溶液,放入试管中,加入足量BaCl2 溶液后再加入足量稀盐酸,
若生成的白色沉淀全部溶解,则Na2SO3 没有变质;若部分溶解,则Na 2SO3部分变质;若完
全不溶解,则Na2SO3 全部变质(答案合理即可)
有关化学实验现象的描述不仅要求准确,还要完全,有时还需要指明是何处产生了什么现象,先后发生了什么现象。

其答题规范可利用下面的模式再结合特殊要求进行分析处理:
(1)“海”溶(液)
①颜色由⋯⋯变成⋯⋯②液面上升或下降(形成液面差);③溶液产生倒吸;④生成(产生)⋯⋯
色沉淀;⑤溶液变浑浊;⑥产生大量气泡(有气体从溶液中逸出);⑦有液体溢出。

(2)陆“”固(体)
①固体表面产生大量气泡;②固体逐渐溶解;③固体体积逐渐变小(变细);④颜色由⋯⋯变
成⋯⋯⑤固体熔成小球。

(3)“空”气(体)
①生成⋯⋯色⋯⋯味的气体;②气体由⋯⋯色变成⋯⋯色;③先变⋯⋯后⋯⋯(“加深”“变浅” 或“褪
色”。

)。

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