高考化学二轮复习 大题专题（五）综合实验探究-人教版高三全册化学试题.doc

(五)综合实验探究1．(2016·全国卷Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为______________________。②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中①Y管中________________②反应的化学方程式__________将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2③________④________解析：本题考查综合实验设计，涉及氨气的制备、氨气与二氧化氮的反应实验，包括仪器选择、连接装置接口、描述现象、分析原因等，意在考查考生综合设计实验的能力。(1)①观察装置知，A装置适合加热固体制备气体，B装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨气，加热固体混合物制备气体，可以选择A装置作发生装置，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=====,\s\up7(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨气，故也可以选择B装置作发生装置，化学方程式为NH3·H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。②实验室用碱石灰干燥氨气，用向下排空气法收集氨气，用水吸收尾气中的氨气并注意防倒吸。故选择C、D、F装置，注意连接干燥管时应大口进气，小口出气。所以，连接顺序为a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。(2)NO2呈红棕色，氨气与二氧化氮发生反应：8NH3＋6NO2eq\o(=====,\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O，故观察到Y管中红棕色气体慢慢变浅。NH3与NO2反应后生成的气态水凝聚，反应后气体分子数减少，装置内压强减小，故打开K2，氢氧化钠溶液会产生倒吸现象。答案：(1)①A2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=====,\s\up7(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O[或BNH3·H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O]②dcfei(2)①红棕色气体慢慢变浅②8NH3＋6NO2eq\o(=====,\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O③Z中NaOH溶液产生倒吸现象④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压2．(2016·北京卷)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NOeq\o\al(－,3))已成为环境修复研究的热点之一。(1)Fe还原水体中NOeq\o\al(－,3)的反应原理如图所示。①作负极的物质是____________。②正极的电极反应式是____________。(2)将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NOeq\o\al(－,3)的去除率和pH，结果如下：初始pHpH＝2.5pH＝4.5NOeq\o\al(－,3)的去除率接近100%<50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态pH＝4.5时，NOeq\o\al(－,3)的去除率低。其原因是__________________。(3)实验发现：在初始pH＝4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2＋可以明显提高NOeq\o\al(－,3)的去除率。对Fe2＋的作用提出两种假设：Ⅰ.Fe2＋直接还原NOeq\o\al(－,3)；Ⅱ.Fe2＋破坏FeO(OH)氧化层。①做对比实验，结果如图所示。可得到的结论是________。②同位素示踪法证实Fe2＋能与FeO(OH)反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式，解释加入Fe2＋提高NOeq\o\al(－,3)去除率的原因：______________________。(4)其他条件与(2)相同，经1小时测定NOeq\o\al(－,3)的去除率和pH，结果如下：初始pHpH＝2.5pH＝4.5NOeq\o\al(－,3)的去除率约10%约3%1小时pH接近中性接近中性与(2)中数据对比，解释(2)中初始pH不同时，NOeq\o\al(－,3)去除率和铁的最终物质形态不同的原因：________________________。解析：本题考查原电池原理、环境保护和硝酸盐的脱除