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1、第26题综合实验探究 类型一物质制备型实验题1.(15分)二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用作外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒,与水接触易水解,沸点为8.2 。在铜催化作用下,HCl与硅在250260 反应可以制得SiH2Cl2。(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料,选用A装置制取HCl,利用了浓硫酸的性。(2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为。(3)按照气体从左到右的方向,制取SiH2Cl2的装置(h 处用止水夹夹好)连接次序为a () () () () () () ()。(填仪器接口的字母,其中C装置用到2次)(4)按从左到右的顺序,前面C装置中装的药品为,后面C装置的作用为。(5)反应除生
2、成二氯二氢硅之外,还会生成H2和、等。(6)新的制取SiH2Cl2的方法是:往硅粉中先通入Cl2,在300350 反应生成SiCl4,然后再与HCl在250260 反应,可以大大提高产率。如果通入气体次序相反,结果会。(用化学方程式表示)类型二物质性质探究型实验题2.(15分)某小组设计不同实验方案比较Cu2+、Ag+的氧化性。(1)方案1:通过置换反应比较向酸化的AgNO3溶液中插入铜丝,析出黑色固体,溶液变蓝。反应的离子方程式是,说明氧化性:Ag+Cu2+。(2)方案2:通过Cu2+、Ag+分别与同一物质反应进行比较实验试剂编号及现象试管滴管1.0 mol/LKI溶液1.0 mol/LAg
3、NO3溶液.产生黄色沉淀,溶液无色1.0 mol/LCuSO4溶液.产生白色沉淀A,溶液变黄经检验,中溶液不含I2,黄色沉淀是。经检验,中溶液含I2。推测Cu2+作氧化剂,白色沉淀A是CuI。确认A的实验如下:a.检验滤液无I2。溶液呈蓝色说明溶液含有(填离子符号)。b.白色沉淀B是。c.白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是,说明氧化性:Ag+Cu2+。(3)分析方案2中Ag+未能氧化I-,但Cu2+氧化了I-的原因,设计实验如下:编号实验1实验2实验现象无明显变化a中溶液较快变棕黄色,b中电极上析出银;电流计指针偏转编号实验3实验现象c中溶液较慢变浅黄色;电流计指针偏转(电极均为石墨
4、,溶液浓度均为1 mol/L,b、d中溶液pH4)a中溶液呈棕黄色的原因是(用电极反应式表示)。“实验3”不能说明Cu2+氧化了I-。依据是空气中的氧气也有氧化作用,设计实验证实了该依据,实验方案及现象是。方案2中,Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-的原因:。(资料:Ag+I-AgIK1=1.21016;2Ag+2I-2Ag+I2K2=8.7108)类型三物质组成定量测定型实验题3.(15分)“银菲洛嗪法”是检测室内甲醛(化学式CH2O)含量的常用方法之一。化学学习小组利用其原理设计如下装置测定新装修居室内空气中甲醛的含量。(夹持装置略去)已知:甲醛能被银氨溶液、酸性KMnO4氧化生成C
5、O2;10-5 molL-1的紫色KMnO4溶液遇甲醛气体即褪色;毛细管内径不超过1 mm。请回答下列问题:(1)银氨溶液的制备。打开K3,打开分液漏斗活塞,将饱和食盐水慢慢滴入圆底烧瓶中。饱和食盐水的作用是,当观察到三颈烧瓶中时,关闭K3和分液漏斗活塞。(2)室内空气中甲醛含量的测定用热水浴加热三颈烧瓶,打开K1,将滑动隔板慢慢由最右端抽到最左端,吸入1 L室内空气,关闭K1。打开K2,缓慢推动滑动隔板,将气体全部推出,关闭K2。装置中毛细管的作用是。重复上述操作5次。向充分反应后的溶液中加入稀硫酸调节溶液pH=1,再加入足量Fe2(SO4)3溶液,写出加入Fe2(SO4)3溶液后发生反应的
6、离子方程式:。立即加入菲洛嗪,Fe2+与菲洛嗪形成有色物质,在562 nm处测定吸光度,测得生成Fe2+1.12 mg。空气中甲醛的含量为mgL-1。(3)关闭K3,将三颈烧瓶中的溶液换为40.00 mL 110-4 molL-1的KMnO4溶液,量取KMnO4溶液使用的仪器是。再加入2 mL 6 molL-1的硫酸溶液,酸化后重新测定空气中甲醛的含量。当三颈烧瓶中溶液恰好褪色时,向容器A中共抽气次。类型四方案的设计与评价类实验题4.(15分)以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象,探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。实验试剂现象滴管试管0.2 molL-1Na2SO3溶液饱和A
7、g2SO4溶液.产生白色沉淀0.2 molL-1 CuSO4溶液.溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀0.1 molL-1Al2(SO4)3溶液.开始无明显变化,继续滴加产生白色沉淀(1)经检验,现象中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象:。(2)经检验,现象的棕黄色沉淀中不含SO42-,含有Cu+、Cu2+和SO32-。已知:Cu+ Cu+Cu2+,Cu2+ CuI(白色)+I2。用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu+的实验现象是。通过下列实验证实,沉淀中含有Cu2+和SO32-。a.白色沉淀A是BaSO4,试剂1是。b.证实沉淀中含有Cu2+和SO32-的理由是。(3)已知:Al2(SO
8、3)3在水溶液中不存在。经检验,现象的白色沉淀中无SO42-,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KMnO4溶液褪色。推测沉淀中含有亚硫酸根和。对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设:.被Al(OH)3所吸附;.存在于铝的碱式盐中。对假设设计了对比实验,证实了假设成立。a.将对比实验方案补充完整。步骤一:步骤二:(按上图形式呈现)。b.假设成立的实验证据是。(4)根据实验,亚硫酸盐的性质有。盐溶液间反应的多样性与有关。答案全解全析1.答案(1)吸水(2)Si+2HCl SiH2Cl2(3)defgbcd(4)P2O5或CaCl2尾气处理和防止空气中的水进入B中(5)SiCl4Si
9、HCl3(6)SiH2Cl2+2Cl2 SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2 SiHCl3+HCl)解析(1)浓硫酸有吸水性,使浓盐酸更易挥发出HCl。(2)利用原子守恒法配平。(3)A装置用于制取HCl,C装置用于干燥HCl,D装置用于发生主体反应,B装置用于收集SiH2Cl2,为吸收尾气和防止空气中的水进入B中,应在B后接C。(4)前面的C装置用于干燥氯化氢气体,应选用P2O5或CaCl2。(6)如果通入气体次序相反,SiH2Cl2会与Cl2继续反应,生成SiCl4、SiHCl3。2.答案(1)Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+(2)AgIa.Cu2+b.AgClc.CuI+2Ag
10、+ Cu2+Ag+AgI(3)2I-2e-I2将d烧杯内的溶液换为pH4的1 mol/L Na2SO4溶液,c中溶液较慢变浅黄色,电流计指针偏转K1K2,故Ag+更易与I-发生复分解反应,生成AgI。2Cu2+4I- 2CuI+I2,生成了CuI沉淀,使得Cu2+的氧化性增强解析(1)向酸化的AgNO3溶液中插入铜丝,析出黑色固体,溶液变蓝,说明铜置换出了金属银,反应的离子方程式为Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+,说明氧化性:Ag+Cu2+。(2)经检验,中溶液不含I2,黄色沉淀是碘离子与银离子形成的碘化银沉淀;中溶液含I2,说明Cu2+作氧化剂,将碘离子氧化,本身被还原为Cu+,因此白色沉淀
11、A是CuI。a.检验滤液无I2,溶液呈蓝色说明溶液含有Cu2+;b.滤渣用浓硝酸溶解后,在上层清液中加入盐酸,生成的白色沉淀B为AgCl;c.白色沉淀A与AgNO3溶液反应生成了Cu2+和灰黑色沉淀,灰黑色沉淀用浓硝酸溶解后的溶液中含有银离子,黄色沉淀为AgI,说明灰黑色沉淀中含有金属银,反应的离子方程式为CuI+2Ag+ Cu2+Ag+AgI,说明氧化性:Ag+Cu2+。(3)碘化钾溶液与硝酸银溶液构成了原电池,a中溶液中的碘离子发生氧化反应生成碘单质,溶液呈棕黄色,电极反应式为2I-2e- I2。3.答案(1)饱和食盐水和氮化镁反应制备氨气,并减缓反应速率白色沉淀恰好溶解(2)减小气体的通
12、入速率,使空气中甲醛气体被完全吸收Ag+Fe3+ Ag+Fe2+0.03(3)酸式滴定管或移液管5解析(1)饱和食盐水的作用是与氮化镁反应制备氨气,并减缓反应速率;氨水和硝酸银溶液反应,先产生白色沉淀,后逐渐溶解,当观察到三颈烧瓶中白色沉淀恰好溶解时,关闭K3和分液漏斗活塞。(2)装置中毛细管的作用是减小气体的通入速率,使空气中甲醛气体被完全吸收;甲醛和银氨溶液加热反应生成银,银具有还原性,被Fe3+氧化,离子方程式为Ag+Fe3+ Ag+Fe2+;甲醛能被银氨溶液氧化为二氧化碳,氢氧化二氨合银被还原为单质银;甲醛中碳元素化合价由0+4,银元素的化合价由+10;生成的银又被铁离子氧化,铁离子本
13、身又被还原为亚铁离子,生成Fe2+1.12 mg,物质的量为210-5 mol,根据得失电子守恒:设消耗甲醛的量为x mol,则4x=210-51,x=510-6;因此实验进行了5次操作,所以测得1 L空气中甲醛的含量为110-6 mol,即110-630103 mgL-1=0.03 mgL-1。(3)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能够腐蚀橡胶,因此要用酸式滴定管或移液管进行量取;已知1 L空气中甲醛的含量为110-6 mol,它被KMnO4溶液氧化为二氧化碳,KMnO4被还原为锰离子;设向容器A中共抽气N次,n(KMnO4)=4010-310-4 mol=410-6 mol;根据得失电子守恒:N4110-6=410-6(7-2),N=5。4.答案(1)2Ag+SO32- Ag2SO3(2)析出红色固体a.HCl和BaCl2溶液b.在I-的作用下,Cu2+转化为白色沉淀CuI,SO32-转化为SO42-(3)Al3+、OH-a.b.V1明显大于V2(4)亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件解析(2)题中明确告知棕黄色沉淀中含有Cu+、Cu2+和SO32-,证实含有Cu+的实验现象不能答溶液出现蓝色,因沉淀中的Cu2+在稀H2SO4作用下,也进入了溶液。A是BaSO4沉淀,则试剂1的作用是检验上层清液中是否含有SO
