【师说】2017届高考化学二轮复习大题专题（五）综合实验探究

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1、（五）综合实验探究1.（2016•全国卷I）氮的氧化物（N0J是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用皿将NO,还原生成阪某同学在实验室中对Nib与N0：仮应进行了探究。回答下列问题：①氨气的发生装置可以选择上图屮的，反应的化学方程式为②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图屮的装置，其连接顺序为：发生装置一（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皿充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入N02（两端用夹子仏、b夹好）。在一定温度下按图示装置进行实验。rfK,©mt_0一1111；Z操作步骤实验现象解释原因打开推

2、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，待装置恢攵到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2③④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、描述现彖、分析原因等，意在考查考生综合设计实验的能力。（D①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。实验室通过氯化鞍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2NHiCl+Ca（0H）2—2NH3t+CaCl2+2H

3、20o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NH：.-H2O=NH3t+H20o②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）N02呈红棕色，氨气与二氧化氮发生反应：8M3+6NO2僅鲍"72+12出0,故观察到Y管川红棕色气体慢慢变浅。与N0?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，故打开氢氧化钠溶液会产生倒吸现象。答案：（1）

4、①A2NHiC14-Ca（0n）2^^2NH3t+CaCl2+2H20［或BNH3-IbO^^NIhf+H2O］②dcfei(2)①红棕色气体慢慢变浅_催化剂②8YH3+6N02里尊72+12出0③Z屮NaOH溶液产生倒吸现象④反应后气体分子数减少，Y管屮压强小于外压1.(2016・北京卷)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(N0C已成为坏境修复研究的热点之一。NO;Nil；(1)Fe还原水体中"0「的反应原理如图所示。①作负极的物质是o②正极的电极反应式是o(2)将足量铁粉投入水体中，经24小吋测定NO：「的去除率和pH,结果如下:初始pHpH=2.5p

5、H=4.5NO「的去除率接近100%<50%24小时pH接近屮性接近屮性铁的最终物质形态ZL2V—FeO(OH)(不导电)亠F叽FeO(OH)V©)(不导电)2^冲pll=4.5时，N0•「的去除率低。其原因是o(3)实验发现：在初始pH=4.5的水体屮投入足量铁粉的同时，补充一定量的FJ+可以明显提高NO「的去除率。对FJ+的作用提出两种假设：I.FJ+直接还原N07；II.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。PH=4.5(其他条件相同)①做对比实验，结果如图所示。可得到的结论是O②同位素示踪法证实Fe"能与FeO(OH)反应生成FeQ。结合该反应的离子方

6、程式，解释加入Fe?+提高NO：「去除率的原因：o(4)其他条件与⑵相同，经1小时测定NO「的去除率和pH,结果如下：初始pHpH=2.5pH=4.5M0：「的去除率约10%约3%1小时pH接近中性接近屮性与(2)中数据对比，解释(2)中初始pH不同时，N0：「去除率和铁的最终物质形态不同的原因:O解析：本题考查原电池原理、环境保护和硝酸盐的脱除，意在考查考生的实际运用能力。(1)由图可知，Fe失电子作负极，正极是NO•「得电子变成NH：。(2)由图知，pH=2.5时，不导电的FeO(OH)零散分布在FeQ上，不影响体系导电；而pH=4.5时，FeO(01

7、1)均匀覆盖在Fe：Q上，阻碍电子的转移，从而阻碍反应进行。(3)①由题图可知，pH=4.5时，单独存在的F/+无法去除也，而只有铁单质时N(h的去除率约为50%,两者同时存在时也的去除率显著提高，可达100%,说明假设II正确。②根据题意写出反应的离子方程式Fe2++2FeO(OH)=FeQ+2I广，Fe*与不导电的FeO(OH)反应生成可导电的FeQ,有利于电子转移,促进反应进行。⑷pH=2.5时，NOJ的去除率高，结合(3)中的结论，可推知在酸性较强时,由于发生反应Fe+2H+=Fe2++H2t,c(F『+)较大，可减少FeO(0H)的量。答案：⑴①

8、Fe(2)N07+8e~+1OH+=NH-t+3H.0(2)Fe0