12.2 第58讲 物质组成测定与物质性质探究的综合实验（word练习）-【金版新学案】2026年高考化学高三总复习大一轮复习（广东专版）

课时测评58　物质组成测定与物质性质探究的综合实验 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1.(12分)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题： Ⅰ.测定绿矾中结晶水含量 为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按如图连接好装置进行实验。 (1)将下列实验操作步骤正确排序　　　　→　　　　→　　　　→　　　　→c→e(填字母)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。 a.点燃酒精灯，加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2 d.打开K1和K2，缓缓通入N2 e.称量A f.冷却至室温 (2)根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x＝　　　　(列式表示)。 Ⅱ.探究绿矾的热分解产物 该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。 (3)在实验过程中，观察到A中固体变红棕色，B中的现象：　　　　　　　　　　 　　　；C中试纸的颜色变化是　　　　　　　。 (4)D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为　　　　　　　　　　　　　。 有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定FeSO4·xH2O的分解产物，你认为是否必要？　　　　(填“是”或“否”)，请说明你的理由：　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅲ.测定绿矾热分解时的温度与剩余固体质量关系 (5)将8.34 g FeSO4·7H2O样品隔绝空气加热脱水，其热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。已知M(FeSO4·7H2O)＝278 g·mol－1，在100 ℃时，M的化学式为　　　　　　　。 答案：(1)d　a　b　f　(2)　(3)固体由白色变为蓝色　由蓝色变为红色　(4)BaSO4、BaSO3　否　铁元素的化合价升高，则必有硫元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒可知，只有一部分硫元素的化合价降低，则进入D中的气体为SO3和SO2　(5)FeSO4·4H2O 解析：(1)测定晶体中结晶水含量时，需先排尽装置内的空气，再加热，依据固体颜色改变确定结晶水全部失去后，停止加热、冷却称量，则实验操作步骤正确排序为d→a→b→f→c→e。(2)根据实验记录，绿矾晶体的质量为(m2－m1) g，结晶水的质量为(m2－m3) g，硫酸亚铁的质量为(m3－m1) g，则绿矾化学式中结晶水数目x＝。(3)在实验过程中，无水硫酸铜吸收水，生成硫酸铜晶体，观察到B中的现象：固体由白色变为蓝色；SO3、SO2都是酸性气体，则C中试纸的颜色变化是由蓝色变为红色。(4)SO3、SO2都能与Ba(OH)2溶液反应，则D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为BaSO4、BaSO3。(5)n(FeSO4·7H2O)＝＝0.03 mol，m(FeSO4)＝0.03 mol×152 g·mol－1＝4.56 g，则在100 ℃时，FeSO4·7H2O 只失去部分结晶水，此时M的摩尔质量为＝224 g·mol－1，设化学式为FeSO4·xH2O，则152＋18x＝224，x＝4，M的化学式为FeSO4·4H2O。 2.(12分)某研究性学习小组通过下列实验验证AgI沉淀的生成会使I2的氧化能力增强，可将Fe2＋氧化。 回答下列问题： (1) 由AgNO3固体配制0.1 mol·L－1的AgNO3溶液50 mL，下列仪器中不需要使用的有 　　　　　　(填名称)，配制好的溶液应转移到　　　　(填试剂瓶的名称)中保存。 (2)步骤1的实验现象是　　　　　　　；步骤2无明显现象；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，　　　　　　　　　。由此可知，步骤3反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 (3)为了确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，学习小组在上述实验基础上进行补充实验：分别取少量的　　　　　　　　和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，向两支试管中加入适量的　　　　　　，观察到的现象为　　　　　　　 　　　　　　　。 答案：(1)蒸馏烧瓶、分液漏斗　棕色细口瓶 (2)溶液变蓝　溶液蓝色褪去　I2＋2Fe2＋＋2Ag＋2AgI↓＋2Fe3＋　(3)步骤2中的溶液　KSCN溶液　试管a溶液不变红，试管b溶液变红 解析：(3)由于步骤2的溶液中有亚铁离子而没有铁离子，要确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，只要证明步骤3的溶液中存在氧化产物铁离子即可。 3.(12分)某小组为了探究硫酸的性质，设计如下实验： 序号 操作 现象 ① 常温下，在铁片中加入过量的浓硫酸 没有明显现象 ② 常温下，在铜片上加入过量的浓硫酸 没有明显现象 ③ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入Na2SO4溶液 没有明显现象 ④ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入稀硫酸 溶液变蓝色，并产生气泡 回答下列问题： (1)实验①没有明显现象的原因是　　　　　　　　　　　　　；改变一个条件，为使实验①中的反应持续发生，改变条件是　　　　　　　。 (2)为了引发实验②中的反应，宜采取的措施是　　　　；实验后，观察产物水溶液的颜色，其操作方法是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)实验④产生的气体是　　　　(填化学式)，比较实验③和④可知，从氧化还原角度分析，H＋的作用是　　　　　　　；写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　　 　　　　。 (4)向实验④所得溶液中加入过量NaOH溶液得到沉淀M，用元素分析，M为铜的氧化物，提纯干燥后的M在惰性气体氛围下加热，12 g M完全分解为10 g CuO。M的化学式为　　　　　　　；M能与稀硫酸酸化的KI溶液反应生成白色沉淀CuI(碘化亚铜)，在滤液中加入淀粉溶液，溶液变蓝色。写出M和稀硫酸酸化的KI溶液反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)铁片表面生成一层致密保护膜　加热、将铁片粉碎　(2)加热　将混合物倒入盛有水的烧杯中　(3)O2　增强了H2O2的氧化性　Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　(4)CuO2　2CuO2＋8I－＋8H＋===2CuI＋3I2＋4H2O 4.(12分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。某学习小组用如图装置模拟古法制硫酸，同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。 已知：①绿矾化学式为FeSO4·7H2O，2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O； ②SO3的沸点为44.8 ℃； ③Na2S2O3中S元素的化合价分别为－2价和＋6价。 回答下列问题： Ⅰ.硫代硫酸钠的制备 (1)检查装置气密性，加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，煮沸的目的是　　　　　　　　　　　　　；B装置的作用是　　　　　　　。 (2)从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止，使用水浴加热的原因是　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.硫代硫酸钠性质的探究 ①取Na2S2O3晶体，溶解，配成0.2 mol·L－1的溶液。 ②取4 mL所配溶液，向其中加入1 mL饱和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出现浑浊，经检验浑浊物为S。 实验小组研究S产生的原因，提出了以下假设： 假设1：Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2价硫元素。 假设2：酸性条件下，Na2S2O3分解产生S(不考虑空气中氧气氧化)。 依据假设设计实验方案： 所加试剂 现象 第①组 1 mL饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出现浑浊 第②组 1 mL某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液 一段时间后出现浑浊，且浑浊度比第①组小 (3)第②组实验中的某试剂是　　　　　　　。 (4)依据现象，S产生的主要原因是　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 答案：(1)除去溶解的氧气　冷凝收集SO3并除去SO2中的SO3 (2)防止温度过高造成硫代硫酸钠分解 (3)pH＝2.4的盐酸 (4)S2＋Cl2＋H2OS↓＋S＋2H＋＋2Cl－ 解析：(3)根据控制变量法，与第①组相比，第②组只能缺少氧化性微粒，所以第②组实验中的某试剂是pH＝2.4的盐酸。(4)第①组反应快且生成沉淀多，说明S产生的主要原因是Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2价硫元素。 5.(12分)碱式碳酸镁可用于生产牙膏、医药和化妆品等，化学式为4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，某碱式碳酸镁样品中含有SiO2杂质，为测定其纯度，某兴趣小组设计了如下几个方案： 方案Ⅰ　取一定质量的样品，与稀硫酸充分反应，通过测定生成CO2的质量计算纯度。 (1)乙中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a→　　　　　　　　　　　　　　，丁的作用是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)下列仪器中，该方案不会用到的是　　　　(填标号)。 (4)判断样品完全分解的方法是　　　　　　　　　　　　　。 (5)有同学认为方案Ⅱ高温煅烧的过程中会发生MgCO3＋SiO2MgSiO3＋CO2↑，会导致测定结果有误，你认为这位同学的观点正确吗？　　　　(填“正确”或“错误”)。请说明理由：　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O＋5H2SO4===5MgSO4＋11H2O＋4CO2↑　(2)d→e→b→c→b　除去生成的CO2中的水蒸气　(3)E (4)将样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差0.1 g以内　(5)错误　该反应的发生不影响生成CO2和水蒸气的质量 解析：(1)乙中发生反应的化学方程式为4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O＋5H2SO4===5MgSO4＋11H2O＋4CO2↑。(2)a出来的CO2气体先通过浓硫酸除去水蒸气，通过干燥管吸收二氧化碳；气体通过干燥管的方向是“宽进细出”；为了防止空气中水蒸气、二氧化碳进入吸收测定二氧化碳质量的干燥管，需要再连接一个干燥管。故仪器接口的连接顺序为adebcb，丁的作用是除去CO2中的水蒸气。(3)该方案不会用到的是E。(4)判断样品完全分解的方法是样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差0.1 g以内。(5)错误。理由：该反应的发生不影响生成CO2和水蒸气的质量。 学科网（北京）股份有限公司 $