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1、第30讲探究性综合实验题课时集训测控导航表知识点题号物质的性质探究4,5物质的成分探究1,2反应原理探究31.(2018福建福州高三下学期质量检测)蛋白质是生命的物质基础。某学习小组通过实验探究一种蛋白质的元素组成。.确定该蛋白质中的某些组成元素(1)为确定该蛋白质中含氮元素,将样品中有机氮转化成铵盐,能证明铵盐存在的实验方法是 。(2)为确定该蛋白质中含碳、氢、硫三种元素,采用如下图装置进行研究,通入氧气使样品在装置A中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过其余装置。装置B中的试剂是。装置D的作用是 。当装置B、C、E、F依次出现下列现象:,品红褪色, ,出现白色浑浊;可证明燃烧产物中含有H2O、
2、SO2、CO2。结论:该蛋白质中含碳、氢、硫、氮等元素。.为测定该蛋白质中硫元素的质量分数,小组取蛋白质样品充分燃烧,先用足量碘水吸收二氧化硫,再取吸收液,以淀粉为指示剂,用硫代硫酸钠溶液滴定过量的碘。已知:2S2O32-+I2S4O62-+2I-(3)写出二氧化硫与碘水反应的化学方程式: 。(4)滴定终点的现象为 。(5)取蛋白质样品m g进行测定,采用c1 mol/L的碘水 V1 mL进行吸收,滴定过量的碘时消耗c2 mol/L硫代硫酸钠溶液V2 mL。该蛋白质中的硫元素的质量分数为。(6)若燃烧时过量氧气进入吸收液中,可能会导致该蛋白质中的硫元素的质量分数测定值(填“偏大”或“偏小”或“
3、无影响”)。解析:.(1)注入氢氧化钠溶液,加热,生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,则证明存在铵盐。(2)蛋白质中含碳、氢、硫三种元素,通入氧气使样品在装置A中充分燃烧,生成二氧化碳、水、二氧化硫;B装置中盛放无水硫酸铜检验水、C装置中的品红检验二氧化硫、D装置中的酸性高锰酸钾溶液除二氧化硫,E装置中的品红检验二氧化硫是否除尽、F中的澄清石灰水检验二氧化碳;所以装置B中的试剂是无水硫酸铜。装置D的作用是除去SO2,避免对CO2的检验造成干扰。当装置B、C、E、F依次出现下列现象:粉末由白色变蓝色,C中品红褪色,E中品红不褪色(或仍显红色),F中出现白色浑浊;可证明燃烧产物中含有H2O、S
4、O2、CO2。.(3)二氧化硫与碘水反应生成硫酸、氢碘酸,反应方程式是I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI。(4)达到滴定终点时碘单质完全被还原为I-,现象是当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色。(5)设m g样品中硫元素的质量是x g,根据电子守恒x32+c2mol/LV210-3L2=c1 mol/LV110-3 L,x=32c1 mol/LV110-3 L-16c2 mol/LV210-3 L,该蛋白质中的硫元素的质量分数为32c1mol/LV110-3L-16c2mol/LV210-3Lm100%=3.2(c1V1-0.5c2V2)m%。(6)过
5、量氧气进入吸收液中,部分二氧化硫被氧气氧化,消耗硫代硫酸钠溶液的体积偏大,所以蛋白质中的硫元素的质量分数测定值偏小。答案:(1)注入氢氧化钠溶液,加热,生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体(2)无水硫酸铜除去SO2,避免对CO2的检验造成干扰粉末由白色变蓝色不褪色(或仍显红色)(3)I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI(4)当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色(5)3.2(c1V1-0.5c2V2)m% (6)偏小2.(2019浙江绍兴月考)某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究,实验步骤如下:.将光亮铜丝插入浓硫酸中,加热;.待产生黑色沉淀和气
6、体时,抽出铜丝,停止加热;.冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用。查阅文献:检验微量Cu2+的方法:向试液中滴加K4Fe(CN)6溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+。(1)该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下:将CuO放入稀硫酸中,一段时间后,再滴加K4Fe(CN)6溶液,产生红褐色沉淀。将黑色沉淀放入稀硫酸中,一段时间后,再滴加K4Fe(CN)6溶液,未见红褐色沉淀。由该检验过程所得结论是 。(2)再次假设,黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下:实验装置现象1.A试管中黑色沉淀逐渐溶解2.A试管内上方出现红棕色气体3.B试管中出现白色沉淀现象2说明黑色沉淀具有性。能确认
7、黑色沉淀中含有S元素的现象是,相应的离子方程式是。为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”,还需进行的实验操作是 。(3)以上实验说明,黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后,沉淀溶解,其中CuS溶解的化学方程式是 。解析:(1)由、两个对照实验可知黑色固体中不含CuO。(2)由黑色沉淀与稀硝酸混合现象:A试管中黑色沉淀逐渐溶解;A试管内上方出现红棕色气体,说明黑色沉淀具有还原性,能将稀硝酸还原生成NO,NO遇氧气生成红棕色的NO2;B试管中出现白色沉淀,则为稀硝酸将黑色沉淀中的S元素氧化生成SO2,SO2与NO2共同通入BaC
8、l2溶液,NO2与水反应生成的硝酸将SO2氧化为SO42-,SO42-与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,离子方程式为2NO3-+3SO2+3Ba2+2H2O3BaSO4+2NO+4H+(或NO2+SO2+Ba2+H2OBaSO4+NO+2H+);为确认黑色沉淀是铜的硫化物,还需确认铜离子,故需取冷却后A装置试管中的溶液,滴加K4Fe(CN)6溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物。(3)浓硫酸具有强氧化性,将CuS氧化为SO2。答案:(1)黑色沉淀中不含有CuO(2)还原B试管中出现白色沉淀2NO3-+3SO2+3Ba2+2H2O3BaSO4+2NO+4H+(或NO2
9、+SO2+Ba2+H2OBaSO4+NO+2H+)取冷却后A装置试管中的溶液,滴加K4Fe(CN)6溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物(3)CuS+4H2SO4(浓)CuSO4+4SO2+4H2O3.(2019浙江绍兴月考)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。.(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果:与盐酸反应最剧烈,与盐酸反应的速度最慢;与盐酸反应产生的气体最多。(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为。(3)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生
10、成NH3H2O,从而验证NaOH的碱性大于NH3H2O,继而可以验证Na的金属性大于N,你认为此设计是否合理?并说明理由:, ;.利用图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。(4)干燥管D的作用为 ;(5)若要证明非金属性:CSi,则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液,观察到C中溶液的现象,即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性,可进入C中干扰实验,应在两装置间添加装有溶液的洗气瓶。解析:.(1)金属性:KNaMgAl,金属越活泼,与酸反应越剧烈,则将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入足量同浓度的盐酸中,钾与盐酸反应最剧烈,铝与盐酸反应的速度最慢,钠、钾、镁、铝均为1
11、mol时Al失去电子最多,则铝与盐酸反应产生的气体最多。(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,说明生成单质S,证明Cl的非金属性比S强,该反应的离子方程式为S2-+Cl2S+2Cl-。(3)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3H2O,可以说明NaOH的碱性大于NH3H2O,但不能说明Na的金属性大于N,因为要验证金属性的强弱,必须通过比较最高价氧化物对应水化物的碱性来进行比较,而 NH3H2O 不是氮元素的最高价氧化物的水化物。.(4)球形干燥管D能够防止倒吸,避免C中液体进入锥形瓶中。(5)二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀,因氯化氢具有挥发性,会干扰实验结果,需将二氧化
12、碳中混有的氯化氢除掉,根据氯化氢与碳酸氢钠反应,而二氧化碳不反应,可以在B和C之间增加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。答案:(1)钾铝铝(2)S2-+Cl2S+2Cl-(3)不合理用碱性强弱比较金属性强弱时,一定要用元素的最高价氧化物的水化物的碱性强弱比较,而NH3H2O不是氮元素的最高价氧化物的水化物(4)防止倒吸(5)有白色沉淀生成饱和NaHCO34.(2018河北石家庄高三下学期一模)AgNO3是中学化学常用试剂,某兴趣小组设计如下实验探究其性质。.AgNO3的热稳定性AgNO3受热易分解,用如图装置加热AgNO3固体,试管内有红棕色气体生成,一段时间后,在末端导管口可收集到无色气体a
13、。(1)实验室检验气体a的方法为 。(2)已知B中只生成一种盐,据此判断AgNO3受热分解的化学方程式为 。(3)从安全角度考虑,上述实验装置存在一处明显缺陷,改进措施为。.AgNO3与盐溶液的反应(4)甲同学认为试管中产生银镜是Fe2+所致,其离子方程式为;乙同学认为要判断该观点正确,需增加如下实验,取2 mL 0.5 mol/L AgNO3溶液于试营中,向其中滴加几滴,若只产生白色沉淀,证明甲同学观点正确。(5)已知:AgSCN为白色沉淀。试管中红色褪去的原因为(请从平衡移动的角度解释)。(6)设计实验证明Ksp(AgI)Ksp(AgSCN)。限选试剂:0.1 mol/L AgNO3溶液、0.1 mol/L KI
