备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第10章化学实验基础和综合探究第59讲物质含量测定和性质探究综合实验（附解析）

这是一份备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第10章化学实验基础和综合探究第59讲物质含量测定和性质探究综合实验（附解析），共6页。试卷主要包含了次氯酸盐是常用的水处理剂，科学探究要实事求是、严谨细致，53等内容，欢迎下载使用。
1.(2023·广东广州二中三模)次氯酸盐是常用的水处理剂。
已知:①有效氯含量(COAC)指与含氯消毒剂氧化能力相当的氯气量,单位为ml·L-1。
②物质氧化性越强,氧化还原电位(ORP)越高。
③相同条件下,次氯酸的氧化性大于次氯酸盐。
(1)配制250 mL 0.2 ml·L-1的CH3COOH溶液。
ⅰ.量取冰醋酸时应选用仪器 (填字母)。
ⅱ.冬季低温环境冰醋酸凝固时如何取出? 。
(2)温度及pH对Ca(ClO)2溶液有效氯含量(COAC)及氧化还原电位的影响。
在不同温度下,用0.2 ml·L-1的乙酸溶液调节pH得到Ca(ClO)2溶液COAC、ORP的关系如图1、图2所示。
图1 室温(25℃)时次氯酸钙溶液
COAC与ORP和pH的关系
图2 70℃时次氯酸钙溶液COAC与
ORP和pH的关系
ⅰ.由图1可知,随着少量乙酸的滴入,Ca(ClO)2溶液的pH在 (填“增大”或“减小”)。
ⅱ.Ca(ClO)2溶液氧化性在1 400 ml·L-1最大的原因是 。
ⅲ.Ca(ClO)2溶液用于消毒时适宜的条件是:温度 、pH (填字母)。
A.25 ℃B.70 ℃
(3)某小组探究70 ℃时,pH及稳定剂对NaClO溶液有效氯含量的影响。甲同学设计实验方案如下。
ⅰ.设计实验1和2的目的是 。
ⅱ.实验5中的a (填“大于”“小于”或“等于”)0.935。
ⅲ.根据实验3~5,可得出的结论是 。
ⅳ.下列物质中最适宜做NaClO溶液稳定剂的是 (填字母)。
A.MgCl2B.NaCl
C.Na2SD.CH3COONa
2.(2023·广东汕头模拟)科学探究要实事求是、严谨细致。某化学兴趣小组设计实验进行有关氯化物的探究实验,回答下列问题:
Ⅰ.制备FeCl2。装置如图所示(夹持装置省略),已知FeCl3极易水解。
(1)仪器a的名称是 。
(2)装置Ⅱ中制备FeCl2的化学方程式为 。
(3)该装置存在的缺陷是:① ;②缺少氢气的尾气处理装置。
Ⅱ.利用惰性电极电解0.1 ml·L-1 FeCl2溶液,探究外界条件对电极反应(离子放电顺序)的影响。
(4)实验数据如表所示:
①由实验1、2现象可以得出结论:增大电压, 优先于 放电;
②由实验1、4现象可以得出结论: 。
Ⅱ.为了探究外界条件对氯化铵水解平衡的影响,兴趣小组设计了如下实验方案:
(5)该实验限选药品和仪器:恒温水浴、pH传感器、烧杯、0.1 ml·L-1硝酸银溶液、蒸馏水和各种浓度的NH4Cl溶液。
①实验中,“待测物理量”是 ;
②实验目的ⅱ是 ;
③上述表格中,b (填“>”“”或“
解析 在装置Ⅰ中Zn与稀硫酸发生置换反应产生H2,在加热条件下H2还原FeCl3得到FeCl2,装置Ⅲ中碱石灰的作用有两个:一是吸收反应产生的HCl,防止大气污染,二是吸收空气中的水分,防止FeCl3水解。在使用惰性电极电解时,阳极上失去电子发生氧化反应,阴极上发生得到电子的还原反应,根据电压大小及溶液pH发生改变时,电极产物的变化及现象的不同,分析判断离子放电能力大小及物质的氧化性、还原性强弱顺序。
(1)根据图示可知仪器a的名称是长颈漏斗。
(2)装置Ⅱ中在加热条件下H2与FeCl3发生反应产生FeCl2、HCl,反应的化学方程式为H2+2FeCl32FeCl2+2HCl。
(3)装置Ⅰ中Zn与稀硫酸发生置换反应产生的H2未经干燥就通入装置Ⅱ中,会导致FeCl3发生水解反应,故该装置存在的缺陷是装置Ⅰ与装置Ⅱ间缺少干燥装置。
(4)实验1中在电压为1.5V时阳极上无气泡,滴加KSCN显红色,说明是Fe2+失去电子变为Fe3+,电极反应式是Fe2+-e-Fe3+;实验2中在电压为3.0V时阳极上现象是产生少量气泡,滴加KSCN显红色,说明附近溶液中产生Fe3+,同时有Cl2生成;在实验3中电压增大至4.5V,阳极上现象是大量气泡,滴加KSCN显红色,说明电压增大,阳极上Cl-失电子能力增强,发生反应:2Cl--2e-Cl2↑;电解FeCl2溶液,根据实验1、2可知:在溶液pH相同时,电压越大,阳极产生的气泡就越多,即增大电压,产生氯气的速率更快或增大电压,Cl-优先于Fe2+放电;电解FeCl2溶液,根据实验1、4可知:在电压相同时,溶液pH越小,阴极产生的气泡就越多,产生的金属单质就越少,说明离子放电能力大小与溶液中离子浓度大小有关,增大H+的浓度,H+氧化性强于Fe2+,H+优先于Fe2+放电。
(5)①由提供的药品和仪器可知,pH传感器是准确测定溶液的pH的,所以待测物理量是溶液的pH。②探究浓度对氯化铵水解平衡的影响,则温度必须相同,所以实验6的温度与实验5相同,为30℃。实验5和实验7浓度相同,温度不同,所以是探究温度对氯化铵水解平衡的影响。③水解反应属于吸热反应,温度越高水解程度越大,氢离子浓度增大,浓度越高,水解生成的氢离子浓度越大,则溶液的酸性越强,已知实验8的浓度大,温度高,所以溶液的pH小,即b>d。
3.答案 (1)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)球形干燥管
(3)不正确 溶液中的SO2、H2SO3、S、HS、Cl-都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
(4)HCl 变黄 (5)①使Fe3+的浓度保持不变 ②Fe3+主要和S形成配合物使溶液变成红色
解析 二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸在溶液中部分电离,亚硫酸溶液中存在的分子有亚硫酸、二氧化硫,存在的离子有氢离子、亚硫酸氢根、亚硫酸根,实验一用亚硫酸钠固体和70%的硫酸溶液反应制备二氧化硫气体,将二氧化硫通入氯化铁溶液中探究溶液颜色的变化,实验二探究溶液中的微粒对溶液产生红色的影响。
(1)由实验装置图可知,制备二氧化硫的反应为亚硫酸钠固体和70%的硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫气体和水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)由实验装置图可知,仪器a为球形干燥管。
(3)红色溶液中含有的氯离子和可能存在的二氧化硫、亚硫酸、亚硫酸氢根、亚硫酸根也能与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色,则将溶液滴入适量的酸性高锰酸钾溶液中,溶液的紫色褪去不能说明溶液中含有亚铁离子。
(4)由假设可知,实验①探究溶液中氢离子浓度对红色溶液产生的影响,由变量唯一化原则可知,向红色溶液中滴入的酸Y为盐酸;实验②探究二氧化硫和亚硫酸浓度对红色溶液产生的影响,由实验结论可知,加入的盐酸与亚硫酸钠溶液反应生成的二氧化硫和亚硫酸对实验无影响,则反应的实验现象应与实验①相同,溶液又变为黄色。
(5)①由变量唯一化原则可知,探究亚硫酸氢根或亚硫酸根浓度对红色溶液产生的影响时,应保持溶液总体积不变,达到溶液中铁离子浓度不变的目的。
②由图可知,混合溶液中亚硫酸氢根离子的体积分数越大,吸光度越小说明产生红色溶液的原因是铁离子和亚硫酸根离子形成配合物使溶液变成红色。
4.答案 (1)Cu+H2O2+2HClCuCl2+2H2O 过氧化氢受热会分解,导致损耗
(2)降温到26~42 ℃结晶 抑制铜离子水解,增大氯离子浓度,有利于产品结晶
(3)1
(4)①> 不是 ②Cu2++Fe2++SCN-CuSCN↓+Fe3+
解析 (1)铜和双氧水、浓盐酸在加热条件下反应生成氯化铜和水,反应方程式为Cu+H2O2+2HClCuCl2+2H2O。过氧化氢的实际用量大于理论用量,是因为过氧化氢受热会分解而导致损耗。
(2)为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,反应完全后要进行的操作是:除去其他可能的金属离子后,过滤,向滤液中持续通入HCl气体,加热蒸发浓缩,降温到26~42℃结晶,过滤,洗涤,低温干燥。其中持续通入HCl气体的目的是抑制铜离子水解,增大氯离子浓度,有利于产品结晶。
(3)氯化铜溶液中加入过量的铜粉没有现象说明猜想1不合理。
(4)①由实验2中的现象推测开始没有出现沉淀,说明反应速率:A>B,24小时后才出现白色沉淀,说明反应B不是产生CuSCN的主要原因。
②当反应体系中同时存在Fe2+、Cu2+、SCN-时,Cu2+氧化性增强,可将Fe2+氧化为Fe3+。向CuSO4溶液中同时加入KSCN、FeCl2,立即生成白色沉淀CuSCN,该反应的离子方程式为Cu2++Fe2++SCN-CuSCN↓+Fe3+。
序号
硅酸钠的
质量分数
碳酸钠的
质量分数
初始
COAC
pH
12h后
COAC
12h后
COAC/
初始COAC
1
0
0
1 794
8.53
1 218
0.679
2
0
0
1 794
8.63
1 288
0.718
3
0.9%
0.6%
1 794
13.44
1 676
0.935
4
1.5%
0
1 834
13.76
1 597
0.871
5
0
1.5%
1 834
13.66
-
a
实验
编号
pH
阳极现象
阴极现象
1
1.5
5.52
无气泡,滴加KSCN显红色
无气泡,银白色金属析出
2
3.0
5.52
少量气泡,滴加KSCN显红色
无气泡,银白色金属析出
3
4.5
5.52
大量气泡,滴加KSCN显红色
较多气泡,极少量金属析出
4
1.5
1.00
无气泡,滴加KSCN显红色
较多气泡,极少量金属析出
实验
编号
待测
物理量
实验目的
5
0.5
30
a
—
6
1.5
ⅰ
b
探究浓度对氯化铵水解平衡的影响
7
0.5
35
c
ⅱ
8
2.0
40
d
探究温度、浓度同时对氯化铵水解平衡的影响
实验序号
假设
实验内容
结论
①
c(H+)
取上述红色溶液,滴入Y溶液,溶液又变为黄色
假设不成立
②
c(H2SO3)和
c(SO2)增大
在FeCl3溶液中,滴入1 ml·L-1 Na2SO3溶液,溶液呈红色,再逐渐滴入HCl溶液,出现 现象
假设不成立
③
c(HS)或
c(S)增大
在FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,立即变为红色
假设成立
温度
15 ℃以下
15~25.7 ℃
26~2 ℃
42 ℃以上
结晶水合物
CuCl2·4H2O
CuCl2·3H2O
CuCl2·2H2O
CuCl2·H2O
编号
操作
现象
实验1
加入铜粉后无现象
实验2
溶液很快由蓝色变为绿色,未观察到白色沉淀;2 h后溶液为绿色,未观察到白色沉淀;24 h后,溶液绿色变浅,试管底部有白色沉淀