题型集训35 探究型综合实验两年高考真题演练1.(2022·安徽理综，28)某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1mol·L－1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组提出了如下假设：假设一：溶液中的NO假设二：溶液中溶解的O2(1)验证假设一该小组设计实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象实验步骤实验现象结论实验1：在盛有不含O2的25mL0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体________假设一成立实验2：在盛有不含O2的25mL0.1mol/LBa(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体________(2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如下图。实验1中溶液pH变小的原因是________；V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)________________。(3)验证假设二请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。(4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计)，充分反应后两溶液的pH前者________(填“大于”或“小于”)后者，理由是________________________________________________________________________。2．[2022·广东理综，33(3)]设计实验，探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。限选试剂与仪器：固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)(1)实验目的：探究________对溶液中NH4Cl水解程度的影响。(2)设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中“V(溶液)”表示所配制溶液的体积)。\n 物理量实验序号 V(溶液)/mL……1100……2100……(3)按实验序号1所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，则NH4Cl水解反应的平衡转化率为________(只列出算式，忽略水自身电离的影响)。3．[2022·广东理综，33(1)]H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。某小组拟在同浓度Fe3＋的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30%H2O2、0.1mol·L－1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：_____________________________________________________。②设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定________(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。③设计实验装置，完成如图所示的装置示意图。④参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)。 物理量实验序号 V[0.1mol·L－1Fe2(SO4)3]/mL……1a……2a……\n题型集训35 探究型综合实验一年模拟试题精练1.(2022·北京40校能力测试)某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。利用如图装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。(1)写出负极的电极反应：_____________________________。(2)某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：假设1：铁参与反应，被氧化生成Fe2＋；假设2：铁参与反应，被氧化生成Fe3＋；假设3：_______________________________________。(3)为了探究假设1、2，他进行如下操作：①取0.01mol/LFeCl3溶液2mL于试管中，加入过量铁粉；②取操作①试管的上层清液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；③取少量正极附近溶液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，未见蓝色沉淀生成；④取少量正极附近溶液加入2滴KSCN溶液，未见溶液变红。据②、③、④现象得出的结论是_________________________。2．(2022·岳阳质检)已知：乙二酸(HOOC—COOH，可简写为H2C2O4)，俗称草酸，157℃时开始分解。(1)探究草酸的酸性25℃H2C2O4 K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5；H2CO3 K1＝4.5×10－7 K2＝4.7×10－11下列化学方程式可能正确的是________。A．H2C2O4＋CO===HCO＋HC2OB．HC2O＋CO===HCO＋C2OC．2C2O＋CO2＋H2O===2HC2O＋COD．H2C2O4＋CO===C2O＋H2O＋CO2↑(2)探究草酸分解产物实验中观察到B中CuSO4粉末变蓝，C中澄清石灰水变浑浊，D的作用是____________________，证明有CO气体生成的现象是________________________________________________________________________。(3)探究催化剂对化学反应速率的影响在甲、乙两支试管中各加入4mL0.01mol/LKMnO4酸性溶液和2mL0.1mol/LH2C2O4溶液，再向乙试管中加入一粒黄豆大的MnSO4固体，摇匀。填写下表：\n反应现象实验结论试管中发生反应的离子方程式3.(2022·合肥检测)(1)实验室用Na2SO3粉末和70%浓硫酸制取干燥纯净的SO2气体，请选择下列合适的装置，并按气流方向填写接口连接顺序：________→________→________→________→________→i。实验中不采用98%浓硫酸的原因是____________________。(2)为了探究SO2的性质，某研究性学习小组提出如下猜想并进行实验探究。猜想1：SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2的漂白性猜想2：SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2的还原性①下面是对上述猜想进行的实验探究。实验步骤预期的现象和结论步骤1：将SO2气体通入酸性高锰酸钾溶液现象：____________步骤2：____________现象：____________；结论：____________②SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色的原理用离子方程式表示为________________________________________________________________________。\n参考答案题型集训35 探究型综合实验【两年高考真题演练】1.解析 (1)实验1中，在没有O2的条件下，SO2与BaCl2溶液不反应，所以无沉淀产生；实验2中SO2被NO氧化成SO，进一步与Ba2＋结合生成BaSO4沉淀；(2)实验1，SO2溶于水后生成H2SO3，H2SO3电离出H＋(H2SO3HSO＋H＋)，使溶液显酸性，随SO2的不断通入，pH值减小；SO2通入Ba(NO3)2溶液中，发生反应：3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋生成强酸，则通V1体积的SO2时，实验2中溶液pH小于实验1。(3)通过对比假设一的验证过程，可设计如下实验步骤：实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)：实验1：作为参照实验实验3：将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的25mL0.1mol·L－1BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假设二成立，否则不成立(4)2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO；3H2SO3＋2NO===2NO↑＋4H＋＋H2O＋3SO，由此可知氧化相同的亚硫酸，用O2氧化比用KNO3氧化产生的H＋浓度大。答案 (1)无明显现象 有白色沉淀(2)SO2溶于水后生成H2SO33SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋(或3H2SO3＋2NO===2NO↑＋3SO＋4H＋＋H2O)(3)实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)：实验1：作为参照实验实验3：将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的25mL0.1mol·L－1BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假设二成立，否则不成立(4)小于 反应的离子方程式表明，足量的O2和NO分别氧化相同量的H2SO3，生成H＋的物质的量前者多于后者(本题部分小题属于开放性试题，合理答案均给分)2.解析 (1)根据所给的仪器：100mL容量瓶是配制一定物质的量浓度的NH4Cl溶液，pH计用来测量溶液的pH，从而判断NH4Cl的水解程度，温度计用来测定恒温水浴槽(可控制温度)的温度，因此此实验的目的是探究温度对溶液中NH4Cl水解程度的影响。(2)实验时，只需改变温度这一变量，控制其他量相同，故所配制NH4Cl溶液的浓度应相同，用天平准确称取两份均为mgNH4Cl固体分别放置于烧杯中溶解，然后利用100mL容量瓶准确配制一定浓度的NH4Cl溶液，将所配制的两份NH4Cl溶液放置于不同温度的恒温水浴槽中一段时间后，用pH计测两份NH4Cl溶液的pH，并填写在相应的表格中，表格见答案所示。(3)按实验序号1所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，n(NH4Cl)＝mol，则水解的n(NH4Cl)＝n(H＋)＝c(H＋)·V＝10－Ymol·L－1×0.1L＝0.1×10－Ymol，NH水解反应的平衡转化率为：＝。答案 (1)温度\n(2) 物理量实验序号 V(溶液)/mLNH4Cl质量(g)pH温度(℃)……1100mYT1……2100mZT2……(3)3.解析 ①过氧化氢在Fe3＋催化下分解成水和O2，根据O元素的化合价变化，可得：；②在不同H2O2浓度下，需测定相同时间内，产生氧气的体积的多少，或生成相同体积氧气所需时间的多少。③可用如图所示装置测定。④根据“控制变量法”的要求，两个对比实验应使反应混合物中Fe2(SO4)3的浓度相同，H2O2的浓度不同。答案 ②生成相同体积的氧气所需的时间(或相同时间内，生成氧气的体积)③④V(H2O2)/mLV(H2O)/mLV(O2)mLt/s1B2bed22bbef或V(H2O2)/mLV(H2O)/mLt/sV(O2)mL1b2bed22bbef【一年模拟试题精练】1.解析 (1)Zn的金属性强于Fe，Zn为负极，发生氧化反应，不断溶解：Zn－2e－===Zn2＋。(2)注意铁可能参与反应，只要对产物作出假设。铁被氧化的常见价态为＋2、＋3价，假设3为铁参与反应，被氧化生成Fe2＋、Fe3＋。(3)由②可知Fe2＋与K3[Fe(CN)6\n]生成蓝色沉淀，由③可知正极附近无Fe2＋生成，由④可知正极附近无Fe3＋生成。答案 (1)Zn－2e－===Zn2＋(2)铁参与反应，被氧化生成Fe2＋和Fe3＋(3)正极附近溶液不含Fe2＋和Fe3＋2.解析 (1)由电离平衡常数可知酸性的关系为：H2C2O4>HC2O>H2CO3>HCO，A项中，HC2O与HCO不能大量共存，要反应生成C2O和H2CO3，A项错误，B、D项正确；C项，因为H2CO3酸性弱于HC2O，由溶液中的复分解反应，较强酸制较弱酸，可知不能发生。(2)C中澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成，氢氧化钠溶液可吸收CO2。若有CO，则CO还原CuO生成Cu和CO2，F中有红色固体生成，同时G中澄清石灰水变浑浊。(3)MnO被H2C2O4还原为Mn2＋，紫红色褪去，由于乙中加入MnSO4，Mn2＋起催化作用，褪色速率快，反应中转移电子数为5e－。H2C2O4被氧化为CO2，H2C2O4―→2CO2，转移电子数为2e－：5H2C2O4＋2MnO―→2Mn2＋＋10CO2↑，溶液呈酸性，利用H＋平衡电荷，原子守恒补H2O配平。答案 (1)BD(2)吸收CO2气体 F中黑色粉末变成光亮的红色，G中澄清石灰水变浑浊(3)两支试管中紫色KMnO4溶液均褪色，乙试管中溶液褪色较快MnSO4(Mn2＋)是此反应的催化剂，加入催化剂可以使化学反应速率加快2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O3.解析 (1)因为Na2SO3与70%浓硫酸反应不需要加热，故选A装置而不选B装置，通过浓硫酸进行干燥，然后用排空气法收集气体，故连接顺序为a→g→h→f→e→i；实验中不采用98%浓硫酸的原因是该反应是离子反应而不是氧化还原反应，硫酸浓度太高反而会导致反应速率变慢。(2)①若猜想1正确，褪色后的溶液加热后会恢复紫色；若猜想2正确，则加热后不会恢复紫色。②SO2被氧化为SO，而MnO被还原为Mn2＋，则离子方程式为5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋。答案 (1)a g h f e 硫酸浓度太高会导致反应速率变慢(2)①实验步骤预期的现象和结论酸性高锰酸钾溶液褪色将褪色后的溶液加热溶液颜色不恢复 说明SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色不是因为SO2的漂白性，而是还原性②5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋
