2013年全国高考化学 试题分类汇编 专题二十四 实验方案的设计与评价

c.稀硝酸 d.KMnO4溶液

③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式: 。 答案 (12分)(1)MgCO3+2H(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4(3)Fe(OH)3

(4)①CO ②d ③3S+6OH

-+

Mg+CO2↑+H2O

2+

Fe2(SO4)3+2H2O

2S+S+3H2O

2-

6.(2013课标Ⅱ,27,14分)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下:

工业ZnO浸出液 滤液 滤液 滤饼ZnO

提示:在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。 回答下列问题:

(1)反应②中除掉的杂质离子是 ,发生反应的离子方程式

为 ;在加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是 。

(2)反应③的反应类型为 ,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有 。

(3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是

。

(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g,煅烧后可得到产品8.1 g,则x等于 。

答案 (1)Fe和Mn(2分) Mn+3Fe+7H2O2Mn+3Mn+2H2O

2+

2+

2+

2+

3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H(2分)、

+

5MnO2↓+4H(2分)

+

铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质(2分) (2)置换反应 镍(每空1分,共2分)

(3)取少量水洗液于试管中,滴入1~2滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净(2分)

(4)1(2分)

7.(2013福建理综,25,15分)固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:

甲:Mg(NO2)2、NO2、O2 乙:MgO、NO2、O2 丙:Mg3N2、O2 丁:MgO、NO2、N2

(1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是 。 查阅资料得知:2NO2+2NaOH

NaNO3+NaNO2+H2O

针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):

(2)实验过程

①仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E中有气泡连续放出,表明 。

②称取Mg(NO3)2固体3.7 g置于A中,加热前通入N2以驱尽装置内的空气,其目的

是 ;关闭k,用酒精灯加热时,正确操作是先 ,然后固定在管中固体部位下加热。

③观察到A中有红棕色气体出现,C、D中未见明显变化。

④待样品完全分解,A装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0 g。 ⑤取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未见明显现象。 (3)实验结果分析讨论

①根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想 是正确的。

②根据D中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2,D中将发生氧化还原反应: (填写化学方程式),溶液颜色会退去;小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检测到的原因是 。

③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装置进一步研究。 答案 (15分)(1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案)

(2)①装置气密性良好 ②避免对产物O2的检验产生干扰(或其他合理答案) 移动酒精灯预热硬质玻璃管 (3)①乙 ②2Na2SO3+O2

2Na2SO4 O2在通过装置B时已参与反应(或其他合理答案)

8.(2013安徽理综,28,14分)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2转化为Cr。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:

(1)在25 ℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验 初始pH 编号 ① ② ③

4 5 5 体积/mL 60 60 60 体积/mL 10 10 体积/mL 30 30 废水样品 草酸溶液 蒸馏水 3+

测得实验①和②溶液中的Cr2浓度随时间变化关系如图所示。 (2)上述反应后草酸被氧化为 (填化学式)。

(3)实验①和②的结果表明 ;实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr)= mol·L·min(用代数式表示)。

(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三: 假设一:Fe起催化作用; 假设二: ; 假设三: ; ……

(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。

(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2的浓度可用仪器测定)

2+

3+

-1

-1

实验方案(不要求写预期实验结果和结论 具体操作过程)

答案 (14分) (1)

实验 编号 ③ 初始 pH 废水样品 体积/mL

(2)CO2

(3)溶液pH对该反应的速率有影响 (4)Al起催化作用 S起催化作用 (5)

实验方案(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论 3+

草酸溶液 体积/mL 20 蒸馏水 体积/mL 20 用等物质的量K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实反应进行相同时间后,若溶液中c(Cr2)大于验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①实验①中的c(Cr2),则假设一成立;若两溶液相同,进行对比实验。

(本题属于开放性试题,合理答案均可)

9.(2013四川理综,9,15分)为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。 Ⅰ.AgNO3的氧化性

将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag除尽后,进行了如下实验。可选用的试剂:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。

(1)请完成下表:

操作 取少量除尽Ag后的溶液于试① 管中,加入KSCN溶液,振荡 存在Fe 3+++

中的c(Cr2)相同,则假设一不成立。 现象 结论