北京市届高三各城区二模化学试题分类汇编科学探究含答案.docx
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北京市届高三各城区二模化学试题分类汇编科学探究含答案
北京市2018届高三各城区二模化学试题分类汇编—科学探究
(海淀区)28.(15分)实验小组探究银氨溶液与甲酸(HCOOH,其中C为+2价)的反应及银镜产生的原因。
(1)配制银氨溶液。
在洁净的试管中加入适量AgNO3溶液,逐滴滴入氨水,边滴边振荡,至,制得银氨溶液,测得溶液pH大于7。
(2)进行甲酸的银镜反应实验。
向2mL银氨溶液中滴加溶液X后,置于90℃水浴中加热30min
编号
溶液X
现象
i
10滴蒸馏水
始终无明显现象
ii
10滴5%
HCOOH溶液
加HCOOH后立即产生白色浑浊,测得溶液pH略小于7;水浴开始时白色浊液变为土黄色,随后变黑,有气体产生;最终试管壁附着少量银镜,冷却测得溶液pH略小于5
iii
5滴10%NaOH溶液和5滴蒸馏水
加NaOH后立即产生棕黑色浑浊。
最终试管壁附着光亮银镜,冷却测得溶液pH>7
iv
5滴10%NaOH溶液和5滴5%HCOOH溶液
加NaOH后立即产生棕黑色浑浊,加HCOOH后沉淀部分溶解。
最终试管壁附着光亮银镜,冷却测得溶液pH>7
查阅资料:
i.银氨溶液中存在平衡:
Ag(NH3)2+
Ag++2NH3
ⅱ.白色AgOH沉淀不稳定,极易分解生成棕黑色Ag2O
ⅲ.Ag2O、AgCl等难溶物均可溶于浓氨水,生成Ag(NH3)2+
①与实验ii对照,实验i的目的是。
②经检验,实验ii中白色浑浊的主要成分为甲酸银(HCOOAg),推断是甲酸银分解产生银镜,则甲酸银分解的产生的气体中一定含。
③实验iii和实验iv是为了探究pH较高时的银镜反应。
实验iv的现象(填“能”或“不能”)证明pH较高时是甲酸发生反应产生了银镜。
④甲同学认为实验iii、实验iv中,水浴前的棕黑色浊液中含有银单质,乙同学通过实验排除了这种可能性,他的实验操作及实验现象是。
(3)探究实验iv中的含碳产物。
取实验iv试管中的产物静置后,取上层清夜继续实验:
①白色沉淀1溶解的离子方程式为。
②上述实验能证实iv的清液中含HCO3-的理由是。
(4)综合以上实验,小组同学得出以下结论:
a.溶液pH较低时,银氨溶液与甲酸反应产生银镜的主要原因是甲酸银的分解。
b.溶液pH较高时,银氨溶液与甲酸反应产生银镜的原因可能有(写出两点)。
(朝阳区)28.(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
1.0mol·L-1
KI溶液
1.0mol·L-1
AgNO3溶液
Ⅰ.产生黄色沉淀,溶液无色
1.0mol·L-1
CuSO4溶液
Ⅱ.产生白色沉淀A,溶液变黄
①经检验,Ⅰ中溶液不含I2,黄色沉淀是。
②经检验,Ⅱ中溶液含I2。
推测Cu2+做氧化剂,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3
实验
现象
无明显变化
a中溶液较快变棕黄色,b中电上析出银;电流计指针偏转
c中溶液较慢变浅黄色;电流计指针偏转
(电极均为石墨,溶液浓度均为1mol/L,b、d中溶液pH≈4)
①a中溶液呈棕黄色的原因是(用电极反应式表示)。
②“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。
③方案2中,Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-的原因:
。
(资料:
Ag++I-=AgI↓K1=1.2×1016;2Ag++2I-=2Ag↓+I2K2=8.7×108)
(东城区)28.(16分)某兴趣小组利用电解装置,探究“铁作阳极”时发生反应的多样性,实验过程如下。
I.KCl作电解质
(1)一定电压下,按图-1装置电解,现象如下:
石墨电极上迅速产生无色气体,铁电极上无气体生成,铁逐渐溶解。
5min后U型管下部出现灰绿色固体,之后铁电极附近也出现灰绿色固体,10min后断开K。
按图-2进行实验。
①石墨电极上的电极反应式是。
②确认灰绿色固体中含有Fe2+的实验现象是。
③灼烧晶体X,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。
结合平衡移动原理,解释“试管i中析出白色晶体”的原因是。
(2)其他条件不变时,用图-3装置重复实验,10min后铁电极附近溶液依然澄清,断开K。
按图-4进行实验
①盐桥的作用是。
②与实验I中vi、vii与ii~v中的现象比较,可以得出的结论是(答两点):
。
II.KOH作电解质
(3)用图-1装置电解浓KOH溶液,观察到铁电极上立即有气体生成,附近溶液逐渐变为淡紫色(
),没有沉淀产生。
①铁电极上OH-能够放电的原因是。
②阳极生成
的总电极反应式是。
③某同学推测生成
的必要条件是浓碱环境,将图-5中的实验方案补充完整,证实推测成立。
(西城区)28.(16分) 某小组研究NaClO溶液与KI溶液的反应,实验记录如下:
实验编号
实验操作
实验现象
I
i.溶液变为浅黄色
ii.溶液变蓝
II
i.溶液保持无色
ii.溶液不变蓝,溶液的pH=10
【 资料】:
碘的化合物主要以I-和IO3 -的形式存在。
酸性条件下IO3 -不能氧化Cl-,可以氧化I-。
ClO-在pH<4并加热的条件下极不稳定。
(1) 0.5mol/LNaClO溶液的pH=l1,用离子方程式表示其原因:
________。
(2) 实验I中溶液变为浅黄色的离子方程式是_______________。
(3) 对比实验I和II,研究实验II反应后“溶液不变蓝”的原因。
①提出假设a:
I2在碱性溶液中不能存在。
设计实验III证实了假设a成立,实验III的操作及现象是____________。
②进一步提出假设b:
NaClO 可将I2氧化为IO3-。
进行实验证实了假设b成立,装置如下图,其中甲溶液是______,实验现象是__________。
(4) 检验实验II所得溶液中的IO3-:
取实验II所得溶液,滴加稀硫酸至过量,整个过程均未出现蓝色,一段时间后有黄绿色刺激性气味的气体产生,测得溶液的pH=2。
再加入KI溶液,溶液变蓝,说明实验II所得溶液中存在IO3-。
①产生的黄绿色气体是___________。
②有同学认为此实验不能说明实验II所得溶液中存在IO3-,理由是_________。
欲证明实验II所得溶液中存在IO3-,改进的实验方案是___________。
③实验II中反应的离子方程式是_____________。
(丰台区)28.(15分)
为研究铁盐与亚硫酸盐之间的反应,某研究小组利用孔穴板进行了实验探究:
小组记录的实验现象如下表所示:
开始时
5min后
3天后
实验I
溶液立即变为红褐色,
比II、III中略浅
与开始混合时一致
溶液呈黄色,
底部出现红褐色沉淀
实验II
溶液立即变为红褐色
红褐色明显变浅
溶液呈黄绿色
实验III
溶液立即变为红褐色
红褐色变浅,
比II中深
溶液呈黄色
(1)测得实验所用0.4mol/LFeCl3溶液及Fe(NO3)3溶液pH均约为1.0。
两溶液均呈酸性的原因是(用离子方程式表示)。
(2)开始混合时,实验I中红褐色比II、III中略浅的原因是。
(3)为了探究5min后实验II、III中溶液红褐色变浅的原因,小组同学设计了实验IV:
分别取少量5min后实验I、II、III中溶液,加入2滴铁氰化钾溶液,发现实验II、III中出现蓝色沉淀,实验I中无明显变化。
根据实验IV的现象,结合化学用语解释红褐色变浅的原因是。
(4)针对5min后实验III中溶液颜色比实验II中深,小组同学认为可能存在三种因素:
①Cl-可以加快Fe3+与SO32-的氧化还原反应;
②;
③NO3-在酸性环境下代替Fe3+氧化了SO32-,同时消耗H+,使Fe3+水解出的Fe(OH)3较多。
通过实验V和实验VI进行因素探究:
实验操作(已知Na+对实验无影响)
5min后的现象
实验V
在2mLpH=1.0的0.4mol/LFe(NO3)3溶液中溶解约
固体,再加入2滴0.4mol/LNa2SO3溶液
溶液的红褐色介于II、III之间
实验VI
在2mLpH=1.0的稀硝酸中溶解约0.19gNaNO3固体,再加入2滴0.4mol/LNa2SO3溶液。
向其中滴入少量BaCl2溶液
实验结论:
因素①和因素②均成立,因素③不明显。
请将上述方案填写完整。
(5)通过上述实验,以下结果或推论合理的是(填字母)。
a.Fe3+与SO32-同时发生水解反应和氧化还原反应,且水解反应的速率快,等待足够长时间后,将以氧化还原反应为主
b.浓度为1.2mol/L的稀硝酸在5min内不能将Fe2+氧化
c.向pH大于1的稀硝酸中加入少量Ba(NO3)2,使其完全溶解,可用来检验实验I的上层清液中是否存在SO42-
(昌平区)28.某小组同学进行如下实验探究不同用量的氯水与KI溶液的反应。
查阅相关资料,得知含碘的各种物质在水溶液中的颜色及性质如下。
物质
I-
I2
I3-
IO-
IO3-
颜色
无色
黄色
棕黄色
—
无色
性质
溶于水
微溶于水
溶于水
不稳定
溶于水
I.甲同学进行如下实验:
序号
实验操作
实验现象
i
上层溶液
pH=6
溶液分层,上层呈棕黄色,下层呈紫红色。
(1)①下层呈紫红色证明生成(填化学式)。
该反应的离子方程式是。
②甲同学认为空气中O2也参加了反应,依据是(用离子方程式表示)
。
③为验证其假设是否正确,甲同学进行如下对比实验:
向试管中加入3mL0.5mol/LKI溶液,振荡,加入淀粉溶液。
乙同学不同意,认为还需要加入
至pH=6,乙同学这样做的原因是。
按照乙同学的方案进行实验,发现淀粉未变蓝。
(2)针对上层溶液呈棕黄色的原因,小组同学提出2种假设:
假设a:
;
假设b:
溶液中产生了其他物质。
④针对假设a,甲同学进行实验:
取实验i反应后溶液中加入CCl4,振荡,上层仍显棕黄色,因此假设a不成立。
进一步查阅资料发现,生成的I2在水层中发生了反应:
I-+I2⇌I3-,假设b成立。
II.丙同学进行如下实验:
序号
实验操作
实验现象
ii
上层溶液
pH=3
溶液分层,上层与下层均为无色。
(3)根据实验现象,推测实验ii中发生反应的化学方程式是。
III.丁同学重复实验i,将“注入少量饱和氯水”改为“逐滴滴加氯水”。
序号
操作
现象
iii
加入5滴饱和氯水,振荡
溶液分层,CCl4层为浅紫色,水层为淡黄色
继续滴加,振荡
溶液分层,CCl4层为紫红色,水层颜色变为棕黄色
继续滴加至过量,振荡
溶液分层,CCl4层为紫红色,水层颜色变为无色
(4)请结合化学反应及平衡移动原理,解释水层颜色变化(淡黄色→棕黄色→无色)的原因:
。
(门头沟区)28.(15分)
文献记载,铁粉在稀硝酸中会放出氢气。
某同学进行如下验证和对比实验。
实验I.室温下(20℃),在恒压密闭容器内放入过量铁粉和2.0mL0.5mol·L–1HNO3,立即有气体生成。
充分反应后,所得溶液几乎无色,收集到无色气体6.0mL。
将该气体通入有空气的试管,无明显变化。
点燃气体,有尖锐爆鸣声,试管壁出现液滴。
取反应后溶液,加入足量NaOH溶液得到灰绿色沉淀。
煮沸时,蒸气略有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝。
(1)气体产物为氢气的证据是。
(2)根据实验现象,写出铁粉与0.5mol·L–1硝酸反应时还原反应的半反应方程式。
①2H++2e–=H2↑;②。
(3)该同学对产生氢气的原因提出假设:
假设1:
该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3-;
假设2:
H+的还原速率大于NO3-的还原速率;
I.验证假设1:
用(Cu或Mg)粉与硝酸反应,说明假设1不成立。
实验证据是。
II.验证假设2:
改变条件重复实验I,结果如下(气体成分和溶液成分检验的现象
与实验I相似)。
序号
金属状态
反应温度
实验现象
a
铁粉
40℃
溶液略带黄色,气体3.4mL。
b
铁粉
60℃
黄色溶液,气体2.6mL。
①根据实验现象,你认为假设2是否成立?
简述理由。
②试分析温度对铁粉与硝酸反应生成氢气体积的影响。
(4)改用3mol·L–1HNO3与过量铁粉反应,有无色气体生成,溶液变为深棕色。
气体接触空气显红棕色,不可燃。
根据以上结论解释生成还原产物的原因
(5)综上所述,金属与硝酸生成氢气,需要控制哪些条件?
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参考答案
(海淀区)28.(共15分,除特殊标注外,每空2分)
(1)最初产生的棕黑色沉淀恰好溶解为止(此空1分)
(2)①排除银氨溶液受热反应生成银镜的可能性
②CO2
③不能
④取棕黑色浊液,加入浓氨水,黑色沉淀完全溶解,形成无色溶液
(3)①AgCl+2NH3·H2O
Ag(NH3)2++Cl-+2H2O
②滴加BaCl2生成能溶于浓氨水的沉淀,说明清液中不含CO32-,加Ba(OH)2生成的沉淀溶于盐酸并放出酸性气体,说明其中含HCO3-。
(4)黑色浊液中的氧化银分解产生银,甲酸直接与银氨溶液反应产生银
(朝阳区)28.(15分)
(1)
(2)①AgI
②a.
b.AgCl
c.
(3)①
②将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1mol/L
溶液,c中溶液较慢变浅黄,电流计指针偏转
(4)K1>K2,故
更易与
发生复分解反应,生成AgI。
2Cu2++4I-=2CuI+I2,生成了CuI沉淀,使得
的氧化性增强。
(东城区)28.(16分)
(1)①2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑)
②试管iii中生成蓝色沉淀,试管v中没有蓝色沉淀
③试管i中存在溶解平衡:
KCl(s)
K+(aq)+Cl-(aq),滴加12mol/L的盐酸,增大c(Cl-),平衡逆向移动,析出KCl晶体
(2)①阻碍OH-向阳极迁移,避免灰绿色固体生成
②本实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+,Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+
(3)①c(OH-)增大,反应速率加快(更容易放电)
②Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
③水生成红褐色沉淀和无色气体
(西城区)28. (16分,
(1)和(4)①1分,其他每空2分)
(1) ClO-+H2O
OH-+ HClO
(2) ClO- +2I-+H2O=I2+Cl-+2OH-
(3)①向pH=10的NaOH溶液中加入少量滴有淀粉溶液的碘水,振荡,蓝色褪去
②碘水右侧碘水棕黄色变浅, 电流表的指针偏转
(4)①Cl2;②溶液中的Cl2或HClO也可将I-氧化为I2,使溶液变蓝
加热pH=2的洛液至无色,使黄绿色气体(或Cl2)充分逸出,使HClO完全分解,冷却后再加入KI溶液
③3ClO-+I-=3Cl-+IO3-
(丰台区)
(昌平区)28.(18分)
(1)①I2
Cl2+2I-=2Cl-+I2
4I-+4H++O2=2I2+2H2O
②盐酸,加入氯水后改变了溶液pH,因此需控制溶液中H+浓度为pH=6。
(2)水中的I2未被CCl4萃取完全
(3)3Cl2+I-+3H2O=6Cl-+IO3-+6H+
(4)溶液中发生反应:
①Cl2+2I-=I2+2Cl-,②I-+I2⇌I3-
当氯水少量时,随着Cl2增多,反应①生成的I2增多,平衡②右移,生成I3-增多,因此水层颜色从淡黄色变为棕黄色;当氯气过量时,Cl2与I-发生反应生成无色的IO3-,因此水层颜色变为无色。
(反应②中I-被Cl2转化为I2,平衡②左移,同时Cl2与I2发生反应生成无色的IO3-)
(门头沟区)28.(15分)
(1)无色气体遇空气无明显变化。
点燃气体,有尖锐爆鸣声,试管壁出现液滴。
(2分)
(2)NO3-+10H++8e—=NH4++3H2O(2分)
(3)I.Cu;0.5mol·L-1;溶液变蓝,同时没有氢气放出(各1分共3分)
II.①不成立。
(1分)
实验现象没有说明两个反应哪个更快,即使H+的还原速率不大于NO3-的还原速率
也能得到氢气;(2分)
②很显然随着温度升高两个还原速率都在增大,但是,得到的氢气体积却在减少,所以说,NO3-的还原速率增大的更多。
(2分)
(4)硝酸浓度增大,产物变为NO,还原速度剧增,远远大于H+的还原速率,以至于得不到氢气。
(1分)
(5)降低硝酸浓度,低温(2分)
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