1、第三章 实验设计与评价 综合性实验第一局部 六年高考题荟萃2023年高考题(2023天津卷)5以下实验设计及其对应的离子方程式均正确的选项是A用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu + 2Fe3+ Cu2+ + 2Fe2+ BNa2O2与H2O反响制备O2 :Na2O2 + H2O 2Na+ + 2OH + O2C将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2 + H2O 2H+ + Cl + ClOD用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反响,证明H2O2具有复原性:2MnO + 6H+ + 5H2O2 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O 解析:B中元素不守恒,正确的离子方程式为:2Na2O2+2H2O=4N
2、a+4OH-+O2;C中的HClO是弱酸,不能拆成离子形式;D的离子方程式本身没有问题,但KMnO4的强氧化性能将浓盐酸氧化,不能实现证明H2O2具有复原性的目的(复原性:HClH2O2,HCl先反响),D错。答案:A命题立意:考查离子方程式的正误判断。(2023全国卷1)29(15分)请设计CO2在高温下与木炭反响生成CO的实验。(1)在下面方框中,A表示有长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器,请在答题卡上的A后完成该反响的实验装置示意图(夹持装置,连接胶管及尾气处理不分不必画出,需要加热的仪器下方用标出),按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C;其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下:(2)
3、根据方框中的装置图,在答题卡上填写该表仪器符号仪器中所加物质作用A石灰石、稀盐酸石灰石与盐酸生成CO2(3)有人对气体发生器作如下改进:在锥形瓶中放入一小试管,将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是 ;(4)验证CO的方法是 。【解析】(1)这里与一般的物质制备思路是一致的,思路是先制备CO2,再净化除杂,枯燥,接着再与C在高温下反响制CO,再除去未反响完的CO2,我们这里只需要画装置简图即可,这是自1998年高考科研测试首次出现,至今高考终于再现了!(见答案)(2)与2023年27题相似这在今年的训练题中比较流行,如湖北省局部重点中学联考,黄冈中学模拟题等均再现了,不难学生能够作答和得分
4、(见答案)(3)这在以前题目中出现了屡次,一般学生能答对(4)此问答案很多可以点燃,看火焰看产物;也可以E后面再接个灼热CuO的玻璃管后面再接个放澄清石灰水的洗气瓶,看玻璃管和石灰水的现象;也可应直接用PdCl2溶液等【答案】 (1) 可以通过控制加酸的量,来控制气体产生的快慢;同时小试管中充满盐酸,可以起到液封的作用,防止反响剧烈时气体经漏斗冲出(2) 点燃气体,火焰呈蓝色,再用一个内壁附着有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上,烧杯内壁的石灰水变浑浊【命题意图】实验综合能力考查,主要考查实验方案的设计,仪器的组装,装置图的绘制,试剂的合理选择,装置的改进及评价,物质的的检验等【点评】前面已经说过此题
5、与2023年的27题思路一致,不过能力要求更高,学生最不会就是这种设计型的实验,去年的是个雏形,改革不彻底,实验原理早在前些年高考里面考过两次,并且学生都能动笔!今年提供的题目原理并不复杂,思路显然不唯一,因而提供的参考答案并不完美,例如(1)E后面再连接其他算不算错?(2)E中吸收CO2用澄清石灰石似乎不合理(考过多遍,浓度低,效果差,应用NaOH之类强碱),考生用用其他得不得分?(4)检验CO超纲,且答案不唯一,学生用其他合理答案能否得分?这些都是大家所关注的,希望能够引起命题人的注意,不要人为的制造不公平,一些优秀考生反而不能得分!(2023天津卷)9(18分)纳米TiO2在涂料、光催化
6、、化装品等领域有着极其广泛的应用。制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2x H2O,经过滤、水洗除去其中的Cl,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2 。用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化复原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并复原为Ti3+ ,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。请答复以下问题: TiCl4水解生成TiO2x H2O的化学方程式为_。 检验TiO2x H2O中Cl是否被除净的方法是_。 以下可用于测定TiO2粒子大小的方法是_(填字母代号)。a核磁共振法 b红外光谱法 c质谱法
7、 d透射电子显微镜法 配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,参加一定量H2SO4的原因是_;使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外,还需要以下列图中的_(填字母代号)。a b c d e 滴定终点的现象是_。 滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M gmol1)试样w g,消耗c molL1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,那么TiO2质量分数表达式为_。 判断以下操作对TiO2质量分数测定结果的影响(填“偏高、“偏低或“无影响) 假设在配制标准溶液过程中,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出,使测定结果_。 假设在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使测定结果_。
8、解析:(1)设TiCl4的系数为1,根据元素守恒,TiO2xH2O的系数为1,HCl的系数为4;再根据O元素守恒,可知H2O的系数为(2+x)。(2)检验沉淀是否洗净的方法是,取少量洗涤液,检验溶液中溶解的离子是否还存在。(3)核磁共振谱用于测有机物中含有多少种氢原子;红外光谱分析有机物含有何种化学键和官能团;质谱法常用于测有机物相对分子质量;透射电子显微镜可以观察到微粒的大小。(4)NH4Fe(SO4)2易水解,故需参加一定量的稀硫酸抑制水解;配制一定物质的量浓度的溶液,还需要容量瓶和胶头滴管。(5)因为是用KSCN作指示剂,终点时NH4Fe(SO4)2不再反响,生成血红色的Fe(SCN)3
9、。(6)根据得失电子守恒,有:1Ti3+1Fe3+,故n(Fe3+)= n(Ti3+)= n(TiO2)=cV10-3mol,其质量分数为。(7) NH4Fe(SO4)2溶液溅出,其物质的量浓度减小,消耗的体积增大,百分含量偏大;假设终点俯视滴定管,读取的体积比实际消耗的体积偏小,质量分数偏小。答案:(1) TiCl4+(2+x) H2O TiO2xH2O+4HCl(2)取少量水洗液,滴加AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净。(3)d(4)抑制 NH4Fe(SO4)2水解 a c(5)溶液变成红色(6)(7)偏高 偏低命题立意:此题是围绕化学实验设计的综合性试题,主要考点有:化学方
10、程式配平、沉淀的洗涤、颗粒大小的测量方法,和溶液的配制、滴定操作及误差分析,质量分数的计算等。(2023山东卷)30(16)聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为,广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO47H2O )过程如下:(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2 的方法是_。(2)实验室制备、收集枯燥的SO2 ,所需仪器如下。装置A产生SO2 ,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a f装置D的作用是_,装置E中NaOH溶液的作用是_。(3)制备绿矾时,向溶液X中参加过量_,充分反响后,经_操作得到溶液Y,再经浓缩,结晶等步骤得到
11、绿矾。(4)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,用pH试纸测定溶液pH的操作方法为_。假设溶液Z的pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数偏_。解析:(1)检验SO2的方法一般是:将气体通入品红溶液中,如品红褪色,加热后又变红。(2) 收集枯燥的SO2,应先枯燥,再收集(SO2密度比空气的大,要从b口进气),最后进行尾气处理;因为SO2易与NaOH反响,故的作用是平安瓶,防止倒吸。(3)因为在烧渣中参加了硫酸和足量氧气,故溶液Y中含有Fe3+,故应先参加过量的铁粉,然后过滤除去剩余的铁粉。(4)用pH试纸测定溶液pH的操作为:将试纸放到外表皿上,用玻璃棒蘸取溶液,点到试纸的中央,然后跟标准比色卡比照
12、。Fe(OH)3的含铁量比Fe2(SO4)3高,假设溶液Z的pH偏小,那么生成的聚铁中OH-的含量减少,SO42-的含量增多,使铁的含量减少。答案:(1)将气体通入品红溶液中,如品红褪色,加热后又变红,证明有SO2。(2)d e b c;平安瓶,防止倒吸;尾气处理,防止污染(3)铁粉 过滤(4)将试纸放到外表皿上,用玻璃棒蘸取溶液,点到试纸的中央,然后跟标准比色卡比照。 低(2023安徽卷)27.(14分)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题:某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:(1)第步反响得到的沉淀X
13、的化学式为 。(2)第步反响的离子方程式是 。(3)第步反响后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。假设过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因: 、 。(4)假设废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第步反响中参加20.0mL3.0molL-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反响和完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反响。答案:(1)Al(OH)3(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O (3) 漏斗 玻璃棒 烧杯 ; 滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等(4)5.3 解析:第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中 第二步
14、就是偏铝酸钠与二氧化碳生成氢氧化铝,第三步是氧化复原反响,注意根据第一步反响LiMn2O4不溶于水。第(4)小题计算时要通过计算判断出硫酸过量。(2023福建卷)25 工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反响,某学习小组进行了以下探究活动:探究一(1)将已去除外表氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移人硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉外表无明显变化,其原因是 。(2)另称取铁钉60g放入150ml浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。甲同学认为X中除外还可能含有。假设要确认其中的,应先用 选填序号)。aKSCN溶液和氯水 b铁粉和KSCN溶液 c浓氨水 d