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几道热点同类化学实验题的练习和整理
靳旭东 2014/4/21
（2013年安徽卷•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Cr2O72- 转化为Cr3+。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
编号
初始
pH
废水样品
体积/mL
草酸溶液
体积/mL
c(Cr2O72-)/mo·L-1
c0
蒸馏水
体积/mL
①
4
60
10
②
①
c1
30
②
5
60
10
30
③
5
60

0
t/min
t1
测得实验①和②溶液中的Cr2O72-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(Cr3+)= mol·L-1·min-1(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：Fe2+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Cr2O72-的浓度可用仪器测定）
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论

（2012年安徽卷•28）（13分）工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与铅膏（主要成分为PbSO4）发生反应：PbSO4(s)+CO32—(aq)PbCO3(s)+SO42—(aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。

（1）上述反应的平衡常数表达式：K＝ 。
（2）室温时，向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均

可实现上述转化，在 溶液中PbSO4转化率较大，理由是 。
（3）查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]，它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物（不考虑PbSO4）的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：全部为PbCO3；

假设二： ；假设三： 。
（4）为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。
①定性研究：请你完成下表中内容。
实验步骤（不要求写出具体操作过程）
预期的实验现象和结论
取一定量样品充分干燥，……

②定量研究：取26.7mg的干燥样品，加热，测的固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：

。
21.0
固体质量/mg
26.7
22.4
0 200 400 温度/℃

（2011年安徽卷•28）地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环保问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。

（1）实验前：①先用0.1mol•L-1H2SO4洗涤Fe粉，其目的是　　　 　　　 ，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO3溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O2对脱氮的
影响，应向KNO3溶液中通入　　 　　　　　　 （写化学式）。
（2）右图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离

子方程式　　　　　 　　 。
t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH4＋的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的

原因是　　　　　　 　　　 。
（3）该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：
　　假设一：溶液的pH；

假设二：　　　　　 　　 ；假设二：　　 　 　　　　 ；
　　　……
（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。（已知：溶液中的NO3－浓度可用离子色谱仪测定）

实验步骤及结论：　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　

（2010年安徽卷•28）（13分）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：
[实验]制备银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。
（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是 。
a.边振荡盛有2％的AgNO3溶液的试管，边滴入2％的氨水。至最初的沉淀恰好溶解为止
b.将几滴银氨溶液滴入2 ml乙醛中
c.制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热
d.银氨溶液具有较弱的氧化性
e.在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大
[提出假设]
假设1：Fe3＋具有氧化性，能氧化Ag。
假设2：Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3－能氧化Ag。
[设计实验方案，验证假设]
（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2＋，验证了假设1成立。请写出Fe3＋氧化Ag的离子方程式： 。
（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示：NO在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。
实验步骤（不要求写具体操作过程）
预期现象和结论
①

②
若银镜消失，假设2成立。
若银镜不消失，假设2不成立。
[思考与交流]
（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论：Fe（NO3）3溶液中的Fe3＋和NO都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论，并简述理由：

。

（2010年广东卷•33） （16分）某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。
（1）请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：SO2+2NaOH = ________________

（2）反应Cl2+Na2SO3+2NaOH===2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为________________
（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl—、OH—和SO42—。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的CO2的影响）。
①提出合理假设。
假设1：只存在SO32-；假设2：既不存在SO32—也不存在ClO—；假设3：_____________
②设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3moLL-1H2SO4、1moLL-1NaOH、0.01molL-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 moLL-1 H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中．

步骤2：

步骤3：

（2009年广东卷•21）(12分)三草酸合铁酸钾晶体K3 [Fe(C2O4 )3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂：浓硫酸、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH、3% H2O2 、0.1mol·L-1KI、0.1 mol·L-1CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（A）、浓硫酸、灼热氧化铜（B）、澄清石灰水（C），观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是
（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只

有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是 ，

现象是 。
（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设
假设1： ；假设2： ；假设3： 。
②设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）
③实验过程
根据②中方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
实验步骤
预期现象与结论
步骤1：

步骤2：

步骤3：

（2008年广东卷•21）（12分）某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。
（1）请指出该结论是否合理并说明理由     　 　

（2）请完成对铁元素价态的探究：
限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹：3 mol·L-1H2SO4/
3％ H2O2、6 mol·L-1HNO3/0.01 mol·L-1KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 mol·L-1KI、20％ KSCN、蒸馏水。
① 提出合理假设
假设1：　　　　 　　　；
假设2：　　 　　　　　；
假设3：　　　 　　　　。
② 设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）
③ 实验过程
根据②的实验方案，进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。
实验操作
预期现象与结论
步骤1：

步骤2：

步骤3：

…

（2007年广东卷•23）（11分）已知某混合金属粉末，除铝处还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。
仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液。
完成以下实验探究过程：
（1）提出假设：
假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有 元素；
假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有 元素；
假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素；
（2）设计实验方案
基于假设3，设计出实验方案（不要在答题卡上作答）。
（3）实验过程
根据（2）的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。
【提示】Ⅰ．在答题卡上按以下方式作答，注意前后内容对应；
Ⅱ．注意文字简洁，确保不超过答题卡空间。
编号
实验操作
预期现象和结论
①

②

③

④

（2012年广东卷•33） 苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，反应原理：
CH3 + 2KMnO4 Δ COOK + KOH + 2MnO2 + H2O
COOK + HCl COOH + KCl
操作Ⅱ
①无水Na2SO4干燥
②过滤

实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
反应混合物
滤液
有机相
水相
无色液体A
白色固体B
操作Ⅰ
过滤

①蒸发浓缩
②冷却，过滤

浓盐酸酸化

已知：苯甲酸分子量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 g；纯净固体有机物都有固定熔点。
（1）操作Ⅰ为 ，操作Ⅱ为 。
（2）无色液体A是 ，定性检验A的试剂是 ，现象是
。
（3）测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确。请在答题卡上完成表中内容。
序
实验方案
实验现象
结论
①
将白色固体B加入水中，加热溶解，

得到白色晶体和无色溶液

②
取少量滤液于试管中，

生成白色沉淀
滤液含Cl—
③
干燥白色晶体，

白色晶体是苯甲酸
（4）纯度测定：称取1.220g产品，配成100ml甲醇溶液，移取25.00ml溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10—3mol，产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为 ，计算结果为 （保留二位有效数字）。
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