2020年真题+高考模拟题 专项版解析 化学——16 化学实验综合题（教师版）

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专题 16 化学实验综合题
1．（2020 年新课标Ⅰ）为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实
验。
回答下列问题：
(1)由FeSO4·7H2O固体配制 0.10 mol·L−1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、_______
__(从下列图中选择，写出名称)。
(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化
学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择____________
作为电解质。
阳离子 u∞×108/(m2·s−1·V−1)阴离子 u∞×108/(m2·s−1·V−1)
Li+4.07 4.61
Na+5.19 7.40
Ca2+ 6.59 Cl−7.91
2020 年高考真题
K+7.62 8.27
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液
中。
(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中 c(Fe2+)增加了 0.02 mol·L−1。石墨电极上未见
Fe 析出。可知，石墨电极溶液中 c(Fe2+)=________。
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_______，铁电极的电极反应式为_
______。因此，验证了 Fe2+氧化性小于________，还原性小于________。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在 FeSO4溶液中加入几滴 Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡
一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_______。
【答案】（1）烧杯、量筒、托盘天平 （2）KCl （3）石墨 （4）0.09mol/L
（5）Fe3++e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe2+ Fe3+ Fe
（6）取活化后溶液少许于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反
应完成
【解析】(1)由FeSO4·7H2O固体配制 0.10mol·L-1FeSO4溶液的步骤为计算、称量、溶解并冷
却至室温、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签，由 FeSO4·7H2O固体配制 0.10mol·L-
1FeSO4溶液需要的仪器有药匙、托盘天平、合适的量筒、烧杯、玻璃棒、合适的容量瓶、
胶头滴管，故答案为：烧杯、量筒、托盘天平。
(2)Fe2+、Fe3+能与 反应，Ca2+能与 反应，FeSO4、Fe2(SO4)3都属于强酸弱碱盐，
水溶液呈酸性，酸性条件下 能与 Fe2+反应，根据题意“盐桥中阴、阳离子不与溶液中
的物质发生化学反应”，盐桥中阴离子不可以选择 、 ，阳离子不可以选择
Ca2+，另盐桥中阴、阳离子的迁移率（u∞）应尽可能地相近，根据表中数据，盐桥中应选
择KCl 作为电解质，故答案为：KCl。
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正极，盐桥中阳
离子向正极移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中，故答案为：石墨。
(4)根据(3)的分析，铁电极的电极反应式为 Fe-2e-=Fe2+，石墨电极上未见 Fe 析出，石墨电
极的电极反应式为 Fe3++e-=Fe2+，电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中 c（Fe2+）增加了
0.02mol/L，根据得失电子守恒，石墨电极溶液中 c（Fe2+）增加 0.04mol/L，石墨电极溶液
中c（Fe2+）=0.05mol/L+0.04mol/L=0.09mol/L，故答案为：0.09mol/L。
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为 Fe3++e-=Fe2+，铁电极的电极反应
式为 Fe-2e-=Fe2+；电池总反应为 Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据同一反应中，氧化剂的氧化性强于氧
化产物、还原剂的还原性强于还原产物，则验证了 Fe2+氧化性小于 Fe3+，还原性小于 Fe，
故答案为：Fe3++e-=Fe2+ ，Fe-2e-=Fe2+ ，Fe3+，Fe。
(6)在FeSO4溶液中加入几滴 Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活
化，发生的反应为 Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4，要检验活化反应完成，只要检验溶液中不含 Fe3+
即可，检验活化反应完成的方法是：取活化后溶液少许于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶
液不出现血红色，说明活化反应完成，故答案为：取活化后溶液少许于试管中，加入
KSCN 溶液，若溶液不变红，说明活化反应完成。
2．（2020 年新课标Ⅱ）苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其
反应原理简示如下：
+KMnO4→ + MnO2+HCl→ +KCl
名称
相对分
子质量
熔点/℃ 沸点/℃
密度/
(g·mL−1)
溶解性
甲苯 92 −95 110.6 0.867
不溶于水，易溶
于乙醇
苯甲
酸
122
122.4(100℃左右
开始升华)
248 ——
微溶于冷水，易
溶于乙醇、热水
实验步骤：
(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入 1.5 mL 甲苯、100 mL 水和4.8 g(约
0.03 mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。
(2)停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，
并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，
然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水
浴上干燥。称量，粗产品为 1.0 g。
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