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doc 题型四 “性质、原理型” 定性、定量综合实验 1.(2018·石家庄市高三下学期4月一模)AgNO3是中学化学常用试剂,某兴趣小组设计如下实验探究其性质。 Ⅰ.AgNO3的热稳定性 AgNO3受热易分解,用下图装置加热AgNO3固体,试管内有红棕色气体生成,一段时间后,在末端导管口可收集到无色气体a。 (1)实验室检验气体a的方法为_________________________________________________。 (2)已知B中只生成一种盐,据此判断AgNO3受热分解的化学方程式为_________________ _______________________________________________________。 (3)从安全角度考虑,上述实验装置存在一处明显缺陷,改进措施为___________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.AgNO3与盐溶液的反应 (4)甲同学认为试管②中产生银镜是Fe2+所致,其离子方程式为__________________________ ______________________________________________; 乙同学认为要判断该观点正确,需增加如下实验,取2 mL 0.5 mol·L-1 AgNO3溶液于试管中,向其中滴加几滴________________________,若只产生白色沉淀,证明甲同学观点正确。 (5)已知:AgSCN为白色沉淀。试管③中红色褪去的原因为____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(请从平衡移动的角度解释)。 (6)设计实验证明Ksp(AgI)<Ksp(AgSCN)。 限选试剂:0.1 mol·L-1 AgNO3溶液、0.1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 KSCN 溶液:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1) 将带火星的木条放至导管口,木条复燃 (2) 2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑ (3)A、B装置之间连接一个防倒吸的安全瓶 (4)Ag++Fe2+===Ag+Fe3+ 0.5 mol·L-1 (NH4)2SO4溶液 (5)溶液中发生Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的反应,使局部变红;振荡试管时,过量的Ag+与SCN-反应生成AgSCN沉淀,降低了c(SCN-),平衡逆向移动,溶液褪色 (6)方案一:向盛有0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的试管中滴加0.1 mol·L-1 KSCN溶液至不再有白色沉淀生成,向其中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,则证明Ksp(AgI)<Ksp(AgSCN);方案二:将等体积的0.1 mol·L-1 KSCN溶液和0.1 mol·L-1 KI溶液混合,向混合液中滴加0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,若生成黄色沉淀,则证明Ksp(AgI)<Ksp(AgSCN) 解析 (1)根据实验加热硝酸银,有红棕色气体产生,说明产生NO2,通过装置B后,在末端导管口可收集到无色气体,无色气体可能为氧气,检验氧气的方法是将带火星的木条放至导管口,木条复燃。(2)NO2与NaOH反应:2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O,氧气能把NaNO2氧化成NaNO3,根据信息可知,B中只生成一种盐,说明氧气过量,根据得失电子数目守恒,Ag的化合价降低,推断出硝酸银受热分解的化学方程式为2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑。(3)NO2能与NaOH发生反应,容易造成导管内的气体压强减小,容易引起倒吸,因此 A、B装置之间应连接一个防倒吸的安全瓶。(4)Ag+的氧化性比Fe3+强,因此发生反应:Ag++Fe2+===Fe3++Ag;根据②的实验现象以及若只产生白色沉淀,证明甲同学观点正确,推出所加溶液为0.5 mol·L-1 (NH4)2SO4溶液。(5)溶液中发生Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的反应使局部变红;振荡试管时,过量的Ag+与SCN-反应生成AgSCN沉淀,降低了c(SCN-),平衡逆向移动,溶液褪色。 2.(2018·南阳市第一中学高三第十八次考试)硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,其反应原理为2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2(该反应ΔH>0),某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O的流程如下。 (1)吸硫装置如图所示。 ①装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,B中试剂是________________________ ________________________________________________,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液____________。 ②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是_____________________________________________(答一条)。 (2)假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验(室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2)。 序号 实验操作 预期现象 结论 ① 取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解,________________ __________________。 有白色沉淀生成 样品含NaCl ② 另取少量样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,充分搅拌溶解,______________ __________________。 有白色沉淀生成,上层清液pH>10.2 样品含NaOH (3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下: 第一步:准确称取a g KIO3(相对分子质量为214)固体配成溶液; 第二步:加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂; 第三步:用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。则c(Na2S2O3)=________________mol·L-1。 已知:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O, 2S2O+I2===S4O+2I- (4)某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的Na2S2O3 浓度可能____________(填“不受影响” “偏低”或“偏高”),原因是___________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。(用离子方程式表示)。 答案 (1)①品红、溴水或KMnO4溶液 颜色很快褪去 ②控制SO2的流速、适当升高温度(或其他合理答案) (2)①滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液,振荡 ②加入过量CaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测定上层清液的pH (3)(或) (4) 偏低 4I-+4H++O2===2I2+2H2O 解析 (1)①二氧化硫具有还原性、漂白性,所以可以用品红、溴水或KMnO4溶液,来检验二氧化硫是否被完全吸收,若SO2吸收效率低,则二氧化硫有剩余,B中的溶液会褪色。 ②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,可以减缓二氧化硫的流速,使二氧化硫与溶液充分接触反应,适当升高温度,也能使二氧化硫充分反应。 (2)实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,若检验NaCl存在,需先加稀硝酸排除干扰,再加硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,说明含有NaCl;已知室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2,若要检验氢氧化钠存在,需加入过量CaCl2溶液,把Na2CO3转化为CaCO3,再测量溶液的pH,若pH大于10.2,说明含有NaOH。 (3)n(KIO3)= mol,设参加反应的Na2S2O3为x mol;根据KIO3+5KI+3H2SO4===3K2SO4+3I2+3H2O,I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI,有:     KIO3 ~ 3I2 ~ 6Na2S2O3 1 6 mol x mol 所以x=,则c(Na2S2O3)=== mol·L-1。(4)第三步滴速太慢,I-被氧气氧化,发生4I-+4H++O2===2I2+2H2O,2S2O+I2===S4O+2I-,消耗的Na2S2O3溶液的体积偏大,由c(Na2S2O3)= mol·L-1,V偏大,c偏低。 3.(2018·哈尔滨师范大学附属中学四模)某化学学习小组在学习了Al、Fe的性质后,设计如下实验,探究Cu的常见化合物的性质。 [实验1]探究Cu(OH)2是否具有两性 药品:CuSO4溶液、浓NaOH溶液、稀H2SO4。 实验步骤: ①取少量CuSO4溶液于试管中,逐滴加入浓NaOH溶液至产生较多蓝色沉淀,静置后过滤。 ②结论:Cu(OH)2具有两性。 (1)实验步骤②的内容为______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)能证明Cu(OH)2具有两性的实验现象为______________________________________ ________________________________________________________________________。 [实验2]探究Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的稳定性 实验步骤: ①取98 g Cu(OH)2固体,加热至80~100 ℃时,得到80 g黑色固体粉末,继续加热到1 000 ℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末A。 ②冷却后称量,A的质量为72 g。 ③向A中加入适量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在。 (3)通过计算判断A的化学式为________(不需要书写计算过程)。 (4)步骤③中发生反应的离子方程式为__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)根据上述实验现象得出Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的稳定性大小的结论:固态时________________________________________________________________________, 酸性溶液中______________________________________________________________。 [实验3]探究CuO被NH3还原的产物 该学习小组同学设计了如图所示的实验装置(夹持及尾气处理装置未画出)。实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知,同时生成一种无污染的气体。 (6)反应产生的无污染气体的化学式为________。 (7)有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu,也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计个简单的实验方案验证红色物质中是否含有A:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)将沉淀分成两份,分别加入稀H2SO4和浓NaOH溶液 (2)Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4,又能溶于浓NaOH溶液 (3)Cu2O (4)Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O (5)Cu(Ⅰ)比Cu(Ⅱ)稳定 Cu(Ⅱ)比Cu(Ⅰ)稳定 (6) N2 (7)取反应后生成的红色物质少许,加入稀H2SO4,若溶液变为蓝色,说明红色物质中含有A,反之则无 解析 (1)要证明Cu(OH)2具有两性,应先在CuSO4溶液中加入碱生成Cu(OH)2,然后在氢氧化铜中加入硫酸以及氢氧化钠,观察其是否能反应,所以需要的试剂是H2SO4溶液、NaOH溶液,实验步骤②的内容为将沉淀分成两份,分别加入稀H2SO4和浓NaOH溶液。 (2)能证明Cu(OH)2具有两性的实验现象为Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4,又能溶于浓NaOH溶液。 (3)98 g Cu(OH)2固体的物质的量为1 mol,热分解生成的72 g固体中含有Cu的物质的量为1 mol,即64 g,则氧原子的质量为72 g-64 g=8 g,n(O)==0.5 mol,则A中n(Cu)∶n(O)=2∶1,所以A的化学

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