2016高考化学压轴题：物质制备综合实验探究题
高考阅卷规则和专题练习
(15分) 某化学课外活动小组通过实验研究NO 2的性质。 (已知：2NO 2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO 2＋H 2O)
任务一：利用下图所示装置探究NO 2能否被NH 3还原。(K1、K 2为止水夹，夹持固定装置略去
)
(1)E装置中制取NO 2反应的离子方程式是___________________________________________ _______________________________________________________________________________ (2)若NO 2能够被NH 3还原，预期观察到C 装置中的现象是______________________。 (3)实验过程中，未能观察到C 装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是：①NH 3还原性较弱，不能将NO 2还原；②在此条件下，NO 2的转化率极低；③________________________________________________________________________ (4)此实验装置存在一个明显的缺陷是________________________。 任务二：探究NO 2能否与Na 2O 2发生氧化还原反应。 (5)实验前，该小组同学提出三种假设。 假设1：二者不反应； 假设2：NO 2能被Na 2O 2氧化；
假设3：_________________________________________
(6)为了验证假设2，该小组同学选用任务一中的B 、D 、E 装置，将B 中的药品更换为Na 2O 2，另选F 装置(如右图所示) ，重新组装，进行实验。
①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)________。
②实验过程中，B 装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B 装置中反应的化学方程式为_____________________________________ _______________________________________________________________________________
标准答案
(1)Cu＋4H ＋2NO 3 (浓)===Cu2＋2NO 2↑＋2H 2O(2分)
＋
－
＋
(2)C装置中混合气体颜色变浅(其他合理答案酌情给分)(2分) (3)在此条件下，该反应的化学反应速率极慢(2分) (4)缺少尾气吸收装置(2分)
(5)NO2能被Na 2O 2还原(其他合理答案酌情给分)(2分) (6) ① EDBDF(3分)
② 2NO2＋Na 2O 2===2NaNO3(2分) 评分细则
(1)不写“浓”字扣1分，漏写“↑”或元素符号不规范均要扣分。 (2)只答“变浅”扣1分。 (3)参照标准答案。
(4)只答“缺少装置”不给分。 (5)参照标准答案。
(6)①只答“EDBF ”得2分。②不配平扣1分。 阅卷现场
技能提升
气体混合物成分检验实验的流程设计中同一仪器在不同位置的作用如下： (1)酒精灯
首部：制气反应的热源。中部：需加热才能进行反应的热源。尾部：除去一些有污染且易燃的气体。 (2)干燥管
中部：干燥气体。尾部：防止空气中的水蒸气或其他气体进入反应器，除去尾气中的有害气体以防止污染环境。
(3)洗气瓶
干燥：可放置在气体进入加热的反应装置之前，也可放置在收集干燥气体的集气瓶前。除杂：用洗气的方法除杂。检验：验证某气体的存在，根据实验的具体需要来确定放置的位置。
类型一 定性实验探究
1．(15分) 硝酸是一种重要的化工原料，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某兴趣小组在实验室模拟氨氧化法制硝酸，实验装置如图所示，回答下列问题：
(注：氯化钙可以与NH 3反应生成八氨合氯化钙。)
(1)仪器a 的名称为________________，其中加的试剂为________________。
2) 实验时先点燃C 处的酒精灯，当催化剂Cr 2O 3由暗绿色变为微红时通入空气，3 min后Cr 2O 3出现暗红色，移去酒精灯，Cr 2O 3能保持红热状态的原因是__________________，装置C 中总反应的化学方程式为__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)装置D 的作用是___________________________________________________________； 装置G 的作用是________________。
(4)反应开始后，在装置E 中看到的现象是________________________。
(5)实验结束后，证明有HNO 3生成的操作是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)为测定所制硝酸的浓度，反应结束后取20 mL 装置F 中的液体，加水稀释至1 000 mL后，取出20 mL加入锥形瓶中，滴加指示剂，然后用0.100 mol·L
－1
的NaOH 溶液滴定，用去25
mL 的NaOH 溶液，则反应制得的硝酸的浓度为____________。
类型二 定量实验探究
2．(14分) 某学习小组利用如图实验装置制备Cu(NH3) x SO 4·H 2O ，并测量x 值。
Ⅰ.Cu(NH3) x SO 4·H 2O 制备：见图1
(1)A中发生的化学反应方程式为_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)C中CCl 4的作用是________________________________________________________。 (3)B中先产生蓝色沉淀，随后沉淀溶解变成深蓝色溶液，此溶液中含有Cu(NH3) x SO 4。若往此溶液中加入过量稀硫酸，溶液颜色由深蓝色变为浅蓝色，结合化学平衡移动原理分析其原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ. x 值的测量：见图2
步骤一：检查装置气密性，称取0.469 0 g晶体[M ＝(178＋17x ) g·mol 1]于锥形瓶a 中； 步骤二：通过分液漏斗向锥形瓶a 中滴加10% NaOH溶液至无气体产生为止； 步骤三：用0.500 0 mol·L
－1
－
的NaOH 标准溶液滴定b 中剩余HCl ，消耗标准溶液16.00 mL。
(4)步骤二的反应可理解为Cu(NH3) x SO 4与NaOH 在溶液中反应，其离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅲ. x 值的计算与论证 (5)计算：x ＝__________。
该学习小组针对上述实验步骤，提出测量值(x ) 比理论值偏小的原因如下： 假设1：步骤一中用于称量的天平砝码腐蚀缺损；
假设2：步骤二中_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________(任写两点) ；
假设3 ：步骤三中测定结束读数时，体积读数偏小。该假设________(填“成立”或“不成立”) 。
(6)针对假设1，你对实验的处理改进意见是_________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________。 类型三 控制变量在实验探究中的应用
3．(10分) 某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
[实验原理]2KMnO 4＋5H 2C 2O 4＋3H 2SO 4===K2SO 4＋2MnSO 4＋10CO 2↑＋8H 2O [实验内容及记录]
请回答：
(1)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)利用实验1中数据计算，用KMnO 4的浓度变化表示的反应速率为v (KMnO4) ＝
________________________________________________________________________。 (3)该小组同学根据经验绘制了n
(Mn2) 随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查
＋
阅已有的实验资料发现，该实验过程中n (Mn2) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同
＋
学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是_____________________________________________________。 ②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是__________________________________ _______________________________________________________________________________
[类型一]
标准答案 (1)(球形) 干燥管(1分) 碱石灰(合理答案可给分)(1分) (2)该反应为放热反应(1分) 4NH 3＋5O 2=====4NO ＋6H 2O(2分) △(3)除去氨气和水蒸气(2分) 吸收尾气(1分) (4)气体变为红棕色(1分)
(5)取少量F 中的液体于试管中，滴加几滴紫色石蕊试液，溶液变红，证明有HNO 3生成(合理答案可给分)(3分) (6)6.25 mol·L 1(3分)
－
催化剂
评分细则 (1)只答“干燥管”也给分，碱石灰或硅胶等一些中性干燥剂也得分。 (2)只要能体现“放热反应”即得分，少“△”或“催化剂”均扣1分。 (3)只写“除杂”不得分，“吸收尾气或吸收未反应的气体”均得分。 (4)参照标准答案给分。 (5)操作、现象、结论各占1分。 (6)漏写单位或写错扣1分。 [类型二]
标准答案 (1)Ca(OH)2＋2NH 4Cl=====2NH 3↑＋CaCl 2＋2H 2O(2分) (2)防止倒吸(1分)
(3)[Cu(NH3) x ]2在溶液中存在平衡：[Cu(NH3) x ]2 Cu 2＋x NH 3，加入过量稀硫酸，H
＋
＋
＋
＋
＋
△
与NH 3反应生成NH 4，使c (NH3) 减小，平衡正向移动，溶液颜色由深蓝色变为浅蓝色(2分) (4)[Cu(NH3) x ]2＋2OH ===Cu(OH)2↓＋x NH 3↑(2分)
＋
－
(5)3.56(2分) 加入的NaOH 溶液不足，没有加热、生成的氨气未完全逸出，NaOH 溶液浓度过低等(任答2点，共2分，各1分) 不成立(1分)
(6)更换砝码完好的托盘天平后，重新进行步骤一到步骤三的全部实验(2分，只答“更换完好的砝码”得1分)
评分细则 (1)少“△”或“↑”均扣1分，元素符号不规范要扣分。 (2)参照标准答案评分。
(3)平衡方程式占1分，文字叙述占1分。
(4)“↓”或“↑”占1分，元素符号不规范要扣分。 (5)3.56或3.6均得分，其他参照标准答案。 (6)参照标准答案。 [类型三]
标准答案 (1)其他条件相同时，增大KMnO 4浓度(或反应物浓度) ，反应速率增大(2分) (2)1.5×102 mol·L 1·min 1(2分)
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2016高考化学压轴题：物质制备综合实验探究题
高考阅卷规则和专题练习
(15分) 某化学课外活动小组通过实验研究NO 2的性质。 (已知：2NO 2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO 2＋H 2O)
任务一：利用下图所示装置探究NO 2能否被NH 3还原。(K1、K 2为止水夹，夹持固定装置略去
)
(1)E装置中制取NO 2反应的离子方程式是___________________________________________ _______________________________________________________________________________ (2)若NO 2能够被NH 3还原，预期观察到C 装置中的现象是______________________。 (3)实验过程中，未能观察到C 装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是：①NH 3还原性较弱，不能将NO 2还原；②在此条件下，NO 2的转化率极低；③________________________________________________________________________ (4)此实验装置存在一个明显的缺陷是________________________。 任务二：探究NO 2能否与Na 2O 2发生氧化还原反应。 (5)实验前，该小组同学提出三种假设。 假设1：二者不反应； 假设2：NO 2能被Na 2O 2氧化；
假设3：_________________________________________
(6)为了验证假设2，该小组同学选用任务一中的B 、D 、E 装置，将B 中的药品更换为Na 2O 2，另选F 装置(如右图所示) ，重新组装，进行实验。
①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)________。
②实验过程中，B 装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B 装置中反应的化学方程式为_____________________________________ _______________________________________________________________________________
标准答案
(1)Cu＋4H ＋2NO 3 (浓)===Cu2＋2NO 2↑＋2H 2O(2分)
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(2)C装置中混合气体颜色变浅(其他合理答案酌情给分)(2分) (3)在此条件下，该反应的化学反应速率极慢(2分) (4)缺少尾气吸收装置(2分)
(5)NO2能被Na 2O 2还原(其他合理答案酌情给分)(2分) (6) ① EDBDF(3分)
② 2NO2＋Na 2O 2===2NaNO3(2分) 评分细则
(1)不写“浓”字扣1分，漏写“↑”或元素符号不规范均要扣分。 (2)只答“变浅”扣1分。 (3)参照标准答案。
(4)只答“缺少装置”不给分。 (5)参照标准答案。
(6)①只答“EDBF ”得2分。②不配平扣1分。 阅卷现场
技能提升
气体混合物成分检验实验的流程设计中同一仪器在不同位置的作用如下： (1)酒精灯
首部：制气反应的热源。中部：需加热才能进行反应的热源。尾部：除去一些有污染且易燃的气体。 (2)干燥管
中部：干燥气体。尾部：防止空气中的水蒸气或其他气体进入反应器，除去尾气中的有害气体以防止污染环境。
(3)洗气瓶
干燥：可放置在气体进入加热的反应装置之前，也可放置在收集干燥气体的集气瓶前。除杂：用洗气的方法除杂。检验：验证某气体的存在，根据实验的具体需要来确定放置的位置。
类型一 定性实验探究
1．(15分) 硝酸是一种重要的化工原料，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某兴趣小组在实验室模拟氨氧化法制硝酸，实验装置如图所示，回答下列问题：
(注：氯化钙可以与NH 3反应生成八氨合氯化钙。)
(1)仪器a 的名称为________________，其中加的试剂为________________。
2) 实验时先点燃C 处的酒精灯，当催化剂Cr 2O 3由暗绿色变为微红时通入空气，3 min后Cr 2O 3出现暗红色，移去酒精灯，Cr 2O 3能保持红热状态的原因是__________________，装置C 中总反应的化学方程式为__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)装置D 的作用是___________________________________________________________； 装置G 的作用是________________。
(4)反应开始后，在装置E 中看到的现象是________________________。
(5)实验结束后，证明有HNO 3生成的操作是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)为测定所制硝酸的浓度，反应结束后取20 mL 装置F 中的液体，加水稀释至1 000 mL后，取出20 mL加入锥形瓶中，滴加指示剂，然后用0.100 mol·L
－1
的NaOH 溶液滴定，用去25
mL 的NaOH 溶液，则反应制得的硝酸的浓度为____________。
类型二 定量实验探究
2．(14分) 某学习小组利用如图实验装置制备Cu(NH3) x SO 4·H 2O ，并测量x 值。
Ⅰ.Cu(NH3) x SO 4·H 2O 制备：见图1
(1)A中发生的化学反应方程式为_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)C中CCl 4的作用是________________________________________________________。 (3)B中先产生蓝色沉淀，随后沉淀溶解变成深蓝色溶液，此溶液中含有Cu(NH3) x SO 4。若往此溶液中加入过量稀硫酸，溶液颜色由深蓝色变为浅蓝色，结合化学平衡移动原理分析其原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ. x 值的测量：见图2
步骤一：检查装置气密性，称取0.469 0 g晶体[M ＝(178＋17x ) g·mol 1]于锥形瓶a 中； 步骤二：通过分液漏斗向锥形瓶a 中滴加10% NaOH溶液至无气体产生为止； 步骤三：用0.500 0 mol·L
－1
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的NaOH 标准溶液滴定b 中剩余HCl ，消耗标准溶液16.00 mL。
(4)步骤二的反应可理解为Cu(NH3) x SO 4与NaOH 在溶液中反应，其离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅲ. x 值的计算与论证 (5)计算：x ＝__________。
该学习小组针对上述实验步骤，提出测量值(x ) 比理论值偏小的原因如下： 假设1：步骤一中用于称量的天平砝码腐蚀缺损；
假设2：步骤二中_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________(任写两点) ；
假设3 ：步骤三中测定结束读数时，体积读数偏小。该假设________(填“成立”或“不成立”) 。
(6)针对假设1，你对实验的处理改进意见是_________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________。 类型三 控制变量在实验探究中的应用
3．(10分) 某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
[实验原理]2KMnO 4＋5H 2C 2O 4＋3H 2SO 4===K2SO 4＋2MnSO 4＋10CO 2↑＋8H 2O [实验内容及记录]
请回答：
(1)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)利用实验1中数据计算，用KMnO 4的浓度变化表示的反应速率为v (KMnO4) ＝
________________________________________________________________________。 (3)该小组同学根据经验绘制了n
(Mn2) 随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查
＋
阅已有的实验资料发现，该实验过程中n (Mn2) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同
＋
学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是_____________________________________________________。 ②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是__________________________________ _______________________________________________________________________________
[类型一]
标准答案 (1)(球形) 干燥管(1分) 碱石灰(合理答案可给分)(1分) (2)该反应为放热反应(1分) 4NH 3＋5O 2=====4NO ＋6H 2O(2分) △(3)除去氨气和水蒸气(2分) 吸收尾气(1分) (4)气体变为红棕色(1分)
(5)取少量F 中的液体于试管中，滴加几滴紫色石蕊试液，溶液变红，证明有HNO 3生成(合理答案可给分)(3分) (6)6.25 mol·L 1(3分)
－
催化剂
评分细则 (1)只答“干燥管”也给分，碱石灰或硅胶等一些中性干燥剂也得分。 (2)只要能体现“放热反应”即得分，少“△”或“催化剂”均扣1分。 (3)只写“除杂”不得分，“吸收尾气或吸收未反应的气体”均得分。 (4)参照标准答案给分。 (5)操作、现象、结论各占1分。 (6)漏写单位或写错扣1分。 [类型二]
标准答案 (1)Ca(OH)2＋2NH 4Cl=====2NH 3↑＋CaCl 2＋2H 2O(2分) (2)防止倒吸(1分)
(3)[Cu(NH3) x ]2在溶液中存在平衡：[Cu(NH3) x ]2 Cu 2＋x NH 3，加入过量稀硫酸，H
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△
与NH 3反应生成NH 4，使c (NH3) 减小，平衡正向移动，溶液颜色由深蓝色变为浅蓝色(2分) (4)[Cu(NH3) x ]2＋2OH ===Cu(OH)2↓＋x NH 3↑(2分)
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(5)3.56(2分) 加入的NaOH 溶液不足，没有加热、生成的氨气未完全逸出，NaOH 溶液浓度过低等(任答2点，共2分，各1分) 不成立(1分)
(6)更换砝码完好的托盘天平后，重新进行步骤一到步骤三的全部实验(2分，只答“更换完好的砝码”得1分)
评分细则 (1)少“△”或“↑”均扣1分，元素符号不规范要扣分。 (2)参照标准答案评分。
(3)平衡方程式占1分，文字叙述占1分。
(4)“↓”或“↑”占1分，元素符号不规范要扣分。 (5)3.56或3.6均得分，其他参照标准答案。 (6)参照标准答案。 [类型三]
标准答案 (1)其他条件相同时，增大KMnO 4浓度(或反应物浓度) ，反应速率增大(2分) (2)1.5×102 mol·L 1·min 1(2分)
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