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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 3 1.(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
2、象: ,品红褪色, ,出 现白色浑浊;可证明燃烧产物中含有 H2O、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:2S2+I2S4+2I- 2 3 2 6 (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 。
3、(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“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。
4、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、SO2、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+ 32 =c1 mol/LV110-3 L,x=32c1 mol/LV110-3 L-16c2 2/ 2 10 3 2 mol/L
5、V210-3 L,该蛋白质中的硫元素的质量分数为 100%=%。(6) 321/ 1 10 3 16 2/ 2 10 3 3.2(11 0.522) 过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)% (6
6、)偏小 3.2(11 0.522) 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
7、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
8、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 BaCl2溶液,NO2与 水反应生成的硝酸将 SO2氧化为 S,S与 Ba2+反应生成 BaSO4沉淀,离 2 4 2 4 子方程式为 2N+3SO2+3Ba2+2H2O3BaSO4+ 3 2NO+4H+(或 NO2+SO2+Ba2+H2OBaSO4+NO+2H+);为确认黑色沉淀是铜 的硫化物,还需
9、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 2N+3SO2+3Ba2+2H2O 3 3BaSO4+2NO+4H+(或 NO2+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+4H2O 3.
10、(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
11、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 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,
12、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,需将二氧化碳中混有的氯化氢除掉,根据氯化氢与碳酸 氢
13、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 NaHCO3 4.(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
14、到无色气体 a。 (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)7.8 时
15、,Al(OH)3开始溶解,pH10.8 时 Al(OH)3完全溶解。 设计如下方案并进行实验: 调节 pH 时,应控制 pH 的范围是 。 选用 NaOH 溶液调节 pH,得到溶液 B 的离子方程式是 。 Al(OH)3经过滤、洗涤、灼烧至恒重后称量,质量为 8.5 g,则该合金中 铝的质量分数是 。 解析:(1)铜与稀硝酸反应生成 NO 气体,反应的离子方程式为 3Cu+ 2N+8H+3Cu2+2NO+4H2O。已知常温下,NO2与 N2O4混合存在,在低 3 于 0 时几乎只有无色的 N2O4液体或晶体存在,而实验目的是检验生成的 气体中含有 NO,所以装置 C 的作用是将生成的 NO2冷凝为 N2O4,与 NO 分离, 排除干扰。若 A 中有红棕色的气体生成,C 中有无色的液体或晶体存在, 则证明反应中有二氧化
