09高考真题汇编—实验设计与评价 综合性实验

两个学习小组用题图装置探究乙二酸（$HOOC-COOH$）受热分解的部分产物。

（1）甲组：
①按接口顺序：$a-b-c-d-e-f-g-h$连接装置进行实验。$B$中溶液变浑浊，证明分解产物有；装置$C$的作用是；$E$中溶液变浑浊，$D$中的现象是，证明分解产物有。
②乙二酸受热分解的化学方程式为。
（2）乙组：
①将接口$a$与$j$连接进行实验，观察到$F$中生成的气体可使带火星的木条复燃，则$F$中最主要反应的化学方程式为。
②从$A~F$中选用装置进行实验，证明甲组通入$D$的气体能否与$N{a}_2{O}_2$反应。最简单的装置接口连接顺序是；实验后用$F$中的固体进行验证的方法是（可另选试剂）。

过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ.测定过氧化的含量
请填写下列空白：
（1）移取10.00 $ml$密度为$\rho g/ml$的过氧化氢溶液至250$ml$(填仪器名称)中，加水稀释至刻度，摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00$ml$至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。
（2）用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
$Mn{O_4}^{-}$+$H_2{O}_2+$$H^{+}=$$M{n}^{2+}+$$H_{2}O+$

(3)滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入（填"酸式"或"碱式"）滴定管中。滴定到达终点的现象是。
（4）重复滴定三次，平均耗用标准$cmol/LKMn{O}_4$溶液$Vml$，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为。
（5）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果_（填"偏高"或"偏低"或"不变"）。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学小组根据所提供的实验条件设计了两个实验，分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。（实验条件：试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液，实验仪器及用品可自选。）
请将他们的实验方法和实验现象填入下表：

下列实验设计和结论相符的是（）

已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。

回答下列问题：
（1）$A$中加入的物质是①_.
发生反应的化学方程式是②;
（2）$B$中加入的物质是_③，其作用是_④:
（3）实验时在$C$中观察到得现象是⑤，
发生反应的化学方程式是⑥;
(4) 实验时在$D$中观察到得现象是⑦_，
$D$中收集到的物质是⑧,检验该物质的方法和现象是⑨.

某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的，按下图装置进行试验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将$NO$氧化成$N{O}_2$，而稀硝酸不能氧化$NO$。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：浓硝酸、3$mol/L$稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知：氢氧化钠溶液不与$NO$反应，能与$N{O}_2$反应
$2N{O}_2+2NaOH=NaN{O}_3+NaN{O}_2+H_{2}O$

（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中乘放的药品依次是

（2）滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后        
（3）装置①中发生反应的化学方程式是         
（4）装置②的作用是，发生反应的化学方程式是          
（5）该小组得出的结论一局的试验现象是           
（6）试验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别涉及了一下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）
a.加热该绿色溶液，观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反映产生的气体，观察颜色变化

下列叙述正确的是 

某研究性小组借助$A$-$D$的仪器装置完成有关实验

【实验一】收集$NO$气体。
（1）用装置$A$收集$NO$气体，正确的操作上（填序号）。
a.从①口进气，用排水法集气                  b.从①口进气，用排气法集气
c.从②口进气，用排水法集气                  d..从②口进气，用排气法集气
【实验二】为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数$w\left(Zn\right)$和镀层厚度，查询得知锌易溶于碱：$Zn+2NaOH=N{a}_{2}Zn{O}_3+H_2$↑据此，截取面积为$S$的双面镀锌薄铁板试样，剪碎、称得质量为$m_{1}g$。用固体烧碱和水作试剂，拟出下列实验方案并进行相关实验。
方案甲：通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究木目标。
（2）选用$B$和（填仪器标号）两个装置进行实验。
（3）测得充分反应后生成氢气的体积为$VL$（标准状况），$w\left(Zn\right)$=。
（4）计算镀层厚度，还需要检索的一个物理量是。
（5）若装置$B$中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗，测量结果将（填"偏大"、"偏小"或"无影响"）。
方案乙：通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器$C$做实验，试样经充分反应，滤出不溶物、洗涤、烘干，称得其质量为$m_{2}g$。
（6）$w\left(Zn\right)=$。
方案丙：通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量（其差值即为$H_2$的质量）实现探究目标。实验同样使用仪器$C$。
（7）从实验误差角度分析，方案丙方案乙（填"优于"、"劣于"或"等同于"）。

工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法正确的是(    )

某厂废水中含5.00×10^-3$mol·L$^-1的$C{r}_2{O_7}^{2-}$，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料$C{r}_{0.5}F{e}_{1.5}Fe{O}_4$（$Fe$的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程：

（1）第①步反应的离子方程式是（2）第②步中用$pH$试纸测定溶液$pH$的操作是：                                                                              
（3）第②步过滤得到的滤渣中主要成分除$Cr{\left(OH\right)}_3$外，还有 （4）欲使1$L$该废水中的$C{r}_2{O_7}^{2-}$完全转化为$C{r}_{0.5}F{e}_{1.5}Fe{O}_4$。理论上需要加入  $GFeS{O}_4·7H_{2}O$

铅是一种重金属，相对原子量为207。铅和铅的化合物有很多用途，如蓄电池等，但铅类化合物大多有毒，燃煤厂、金属冶炼厂等都有主要的铅污染源。铅一旦进入人体会累积，对人脑、肾脏和造血功能有损害。为了了解环境中的铅污染问题，小红他同学进行了如下的研究。
1.在走访调查中，小红观察到某乡镇颜料厂排出的废水带有颜色，经鉴定含有铅。为了测定废水中铅的浓度，他设计了如下实验步骤

$\mathrm{废水样品}\stackrel{}{\stackrel{\mathrm{化学处理}}{\to } 含P{b}^{2+}\mathrm{溶液}\stackrel{}{\stackrel{K_{2}Cr{O}_4}{\to }PbCr{O}_4\mathrm{沉淀}\stackrel{\mathrm{过滤}}{\to }\stackrel{\mathrm{洗涤}}{\to }\stackrel{a}{\to }\stackrel{\mathrm{称量}}{\to }}}$

（1）步骤中过滤需要的玻璃仪器是、和玻璃棒。
（2）步骤中$a$操作称为，缺少此操作，测得结果（填"偏高"、"偏低"、或"无影响"）。
2.通过研究，小红提出了一系列降低铅对环境污染的建议，下列建议中不恰当的是

$Fenton$法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好$PH$和$F{e}^{2+}$浓度的废水中加入$H_2{O}_2$，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物$p-CP$，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制$p-CP$的初始浓度相同，恒定实验温度在298$K$或313$K$（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验 编号	实验目的	$T/K$	$PH$	$c/{10}^{-3}mol/L$
$H_2{O}_2$	$F{e}^{2+}$
①	为以下实验作参考	298	3	6.0	0.30
②	探究温度对降解反应速率的影响
③		298	10	6.0	0.30

[数据处理]实验测得$p-CP$的浓度随时间变化的关系如右上图。

（2）请根据右上图实验①曲线，计算降解反应在50~150$s$内的反应速率：
$v$（$p-CP$）=$mol·L^{-1}·S^{-1}$

[解释与结论]
（3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从$Fenton$法所用试剂$H_2{O}_2$的角度分析原因：。
（4）实验③得出的结论是：$PH$等于10时，。
[思考与交流]
（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：