高考化学100道实验探究题汇编(含解析)

第I卷（选择题）

1．为探究溴乙烷与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应，甲、乙、丙三名同学分别设计如下三个实验方案：

甲：向反应混合液中滴入溴水，若溶液颜色很快褪去，则可证明发生了消去反应。

乙：向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH，然后再滴入AgNO₃溶液，若有浅黄色沉淀生成, 则可证明发生了消去反应。

丙：向反应混合液中滴入酸性KMnO₄溶液，若溶液颜色变浅，则证明发生了消去反应。

则有关上述实验方案叙述（    ）

A．甲正确         B．乙正确         C．丙正确        D．上述实验方案都不正确

【答案】D

【解析】

试题分析：A、反应混合液中存在氢氧化钠，溴与氢氧化钠反应而褪色，不能说明发生了消去反应，甲错误；B、溴乙烷发生水解反应也会有此现象，不能说明说明发生了消去反应，乙错误；C、反应混合液中的醇也可以使酸性KMnO₄溶液颜色变浅，不能说明说明发生了消去反应，丙错误，答案选D。

考点：考查对卤代烃发生消去反应实验的判断

2．我们学习化学很重要的一个方面就是解决生活中的实际问题，下列家庭小实验不合理的是(　　)

A．用灼烧并闻气味的方法检验真皮衣料

B．用淀粉和水检验食盐中的碘元素

C．用食用碱(Na₂CO₃)溶液洗涤餐具上的油污

D．用食醋除去热水壶中的水垢

【答案】B

【解析】食盐中的碘元素以KIO₃的形式存在，用淀粉和水不能直接检验。

3．某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：

①将镁粉投入冷水中，未见任何现象；

②将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐褪去；

③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；

④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。

则下列关于镁与溴水的反应机理论述中正确的是（   ）

A．镁粉只直接与溴水中的溴反应

B．镁粉只与溴水中的酸反应

C．产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到

D．镁粉在水的催化下与溴发生反应

【答案】D

【解析】

试题分析：根据实验现象可得出结论：①镁不易与冷水反应。②和当水中放入溴时镁粉缓慢发生反应，溴逐渐消耗。③镁与液溴不反应。④镁粉和滴加几滴水液溴，瞬速反应，溴很快消耗完全。综上所述镁与溴水的反应机理是：镁粉在水的催化下与溴发生反应。现象为：D。

考点：考查镁与溴水的反应机理论的知识。

4．下列各项实验操作正确的是（　　）

A．使C2H5Br和NaOH溶液混合后水解，取上层清液，滴加AgNO3溶液检验溴元素

B．为增强高锰酸钾溶液的氧化性，可用盐酸将高锰酸钾溶液酸化

C．将苯与溴水混合后，再加铁粉，即可制得溴苯

D．在测定盐酸和氢氧化钠溶液反应的中和热时，氢氧化钠溶液应过量

【答案】D

【解析】

试题分析：C₂H₅Br和NaOH溶液混合后水解，因为C₂H₅Br的密度比水小，所以上层清液不能用来检验溴元素，要取下层清液，故A错误；B盐酸可以被酸性高锰酸钾氧化，故为增强高锰酸钾溶液的氧化性，不可用盐酸将高锰酸钾溶液酸化，一般加入的是硫酸，故B错误；C中，应该是将苯与液溴混合后加入铁粉，在加热制备溴苯，故C错误；D中为了减小误差，在测定盐酸和氢氧化钠溶液反应的中和热时，氢氧化钠溶液应过量，故D正确。

考点：化学实验

点评：本题考查了化学的一些常见的实验，这是实验均是学生比较熟悉的，常常是高考命题的热点，本题难度中等。

5．下列实验装置是探究铜丝与过量浓硫酸的反应，下列叙述不正确的是

A．装置①能控制反应的发生和结束

B．若将反应后②的试管取下，在通风橱中加热，会产生刺激性气味的气体，溶液呈红色

C．③中石蕊溶液变红色

D．为确认CuSO₄生成，向①中加水，观察溶液颜色

【答案】D

【解析】铜和浓硫酸反应生成SO₂、硫酸铜和水。SO₂溶于水显酸性，能使石蕊试液显红色，所以选项ABC都是正确的。D不正确，应该是把试管中的溶液倒入水中，因为试管中还含有浓硫酸，答案选D。

第II卷（非选择题）

6．为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动：

[探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是                      。

(2)称取碳素钢6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。

①甲同学认为X中除Fe^3＋之外还可能含有Fe^2＋。若要确认其中的Fe^2＋，应选用        (选填序号)。

A．KSCN溶液和氯水                B．铁粉和KSCN溶液

C．浓氨水                        D．酸性KMnO₄溶液

②乙同学取560 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生SO₂＋Br₂＋2H₂O=2HBr＋H₂SO₄反应，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为        。

[探究二]根据上述实验中SO₂体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q₁和Q₂两种气体，其中Q₁气体，在标准状况下，密度为0.0893 g·L^－1。为此设计了下列探究实验装置(假设有关气体完全反应)。

(3)装置B中试剂的作用是                        。

(4)分析Y气体中的Q₂气体是如何生成的              (用化学方程式表示)。

(5)已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水，为确认Q₂的存在，需在装置中添加洗气瓶M于        (填序号)。

A．A之前                B．A—B间

C．B—C间               D．C—D间

(6)如果气体Y中含有Q₁，预计实验现象应是                    。

【答案】(1)铁被钝化

(2)①D　②0.80

(3)检验SO₂是否除尽

(4)C＋2H₂SO₄(浓)CO₂↑＋2SO₂↑＋2H₂O

(5)C

(6)D中的固体由黑变红、E中的固体由白变蓝

【解析】(1)由于在常温下，铁在浓硫酸中钝化，从而在铁表面形成一层致密的氧化膜，所以不再和CuSO₄溶液反应。

(2)①Fe^2＋具有还原性，可以被KMnO₄(H^＋)氧化，从而溶液褪色，据此可以鉴别，答案选D。

(3)M＝0.0893 g·L^－1×22.4 L·mol^－1＝2.0 g·mol^－1。所以Q₁为H₂。

由于C能被浓H₂SO₄氧化成CO₂，所以Q₂应为CO₂。检验H₂用CuO，而检验CO₂气体需用澄清石灰水，在验证CO₂之前，须除尽SO₂气体，所以A装置用来除去SO₂，B装置用来检验是否除尽，M装置应放在B、C之间。若有H₂，CuO应由黑变红，CuSO₄由白变蓝。

7．铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下列试剂：0.01 mol/L酸性KMnO₄溶液、0.1 mol/L KI溶液、3%H₂O₂溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。

【提出猜想】

Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有Fe^2＋和Fe^3＋中的一种或两种；

Ⅱ.所得气体中可能含有________中的一种或两种。

【问题讨论】

有同学提出，若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和H₂O₂两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，判断该方法是否正确并进行评价：_____________________________

【答案】【提出猜想】Ⅱ.SO₂、H₂

溶液紫红色褪去　含有Fe^2＋(或溶液紫红色不褪去，不含Fe^2＋)

另取少量所得溶液，滴加KI­淀粉溶液　溶液变为蓝色

甲中KMnO₄溶液褪色，乙中KMnO₄溶液颜色不变，试管中收集到气体

【问题讨论】　不正确，若溶液中含有Fe^3＋，则无法检验溶液中是否含有Fe^2＋

【解析】解答本题时应注意以下三点：

(1)明确实验的目的是验证溶液和气体的成分；

(2)根据溶液中可能存在的离子Fe^2＋(铁过量)、Fe^3＋或两者的混合物，选择合适的试剂进行检验；

(3)根据气体的可能成分SO₂和H₂选择合适的试剂进行检验。

铁与浓硫酸加热时，产生的金属离子可能有Fe^2＋(铁过量)、Fe^3＋，产生的气体可能有H₂(铁过量)、SO₂。Fe^2＋可以使酸性KMnO₄溶液褪色，Fe^3＋具有氧化性，可把I^－氧化成I₂可使KI­淀粉溶液变为蓝色；SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色，并被其吸收。

8．某同学对Cl₂与KI溶液的反应进行了实验探究。反应装置如下：

通入氯气一段时间，KI溶液变为黄色。继续通入氯气一段时间后，溶液黄色褪去，变为无色。继续通入氯气，最后溶液变为浅黄绿色。

（1）已知I₂＋I^－

I₃^－ ， I₂、I₃^－在水中均呈黄色。为确定黄色溶液的成分，进行了以下实验。

① 实验b的目的是            。

② 根据实验a中，水层中含有的粒子有        。

③ 实验a中水溶液颜色变浅的原因是         。

④ 为保证实验的严谨性，在实验a、b的基础上，需补充一个实验，该实验为       。

（2）通入氯气，溶液由黄色变为无色，是因为氯气将I₂氧化。已知1 mol Cl₂可氧化0.2 mol I₂，该反应的化学方程式是        。

（3） 根据上述实验，请预测向淀粉-KI溶液中持续通入氯气，可能观察到的现象为    。

【答案】（1）① 对比实验，证明实验a中水层显浅黄色是因为存在I₂＋I^－

I₃^－平衡，不是单一的I₂浓度降低所导致的。（2分）

② I₂、I^－、I₃^－、Cl^－、K⁺（可不写H₂O、H⁺、OH^－）（2分）

③ 由于萃取使水溶液中I₂浓度降低，同时I₂＋I^－

I₃^－平衡逆向向移动，I₃^－浓度也降低，导致水溶液颜色变浅。（2分）

④ 取2~3 mL KI溶液，滴加少量的氯水（或通入少量氯气，或加入少量碘单质），再加入足量CCl₄， 振荡静置，观察到水层是否为黄色。（2分）

【或取少量实验a的水层溶液滴加AgNO₃溶液，观察是否有黄色沉淀生成。或取少量实验a的水层溶液淀粉溶液，观察是否变蓝。】

（2）I₂＋5Cl₂＋6H₂O  ===10HCl +2HIO₃（2分）

（3）溶液先变蓝后褪色（1分）

【解析】

试题分析：（1）①  实验b的目的是对比实验，证明实验a中水层显浅黄色是因为存在I₂＋I^－

I₃^－平衡，不是单一的I₂浓度降低所导致的。

② 根据实验a中，取2~3 mL黄色溶液，加入足量CCl₄， 振荡静置。因为KI＋Cl₂===2KCl＋I₂，水层中，含有含有Cl^－、K⁺，水层显浅黄色，说明存在I₂＋I^－

I₃^－，对可逆反应I₂、I^－、I₃^－均存在；

③ 实验a中水溶液颜色变浅的原因是由于萃取使水溶液中I₂浓度降低，同时I₂＋I^－

I₃^－平衡逆向向移动，I₃^－浓度也降低，导致水溶液颜色变浅。

④ 为保证实验的严谨性，在实验a、b的基础上，需补充检验I^－或I₂的实验，所以答案是取2~3 mL KI溶液，滴加少量的氯水（或通入少量氯气，或加入少量碘单质），再加入足量CCl₄，振荡静置，观察到水层是否为黄色。（或取少量实验a的水层溶液滴加AgNO₃溶液，观察是否有黄色沉淀生成。或取少量实验a的水层溶液淀粉溶液，观察是否变蓝。）

（2）已知1 mol Cl₂可氧化．2 mol I₂，知Cl₂和I₂的系数比是5:1，根据氧化还原反应特点，化合价升降总数相等，判断出I₂变为+5价，配平得I₂＋5Cl₂＋6H₂O  ===10HCl +2HIO₃；

（3）向淀粉-KI溶液中持续通入氯气，可能观察到的现象为溶液先变蓝，I₂＋5Cl₂＋6H₂O  ===10HCl +2HIO₃所以后褪色；

考点：考查探究实验和实验方案的设计。