专题16 化学实验综合题-2020年高考真题和模拟题化学分项汇编（解析版）

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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

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，

2020 年高考真题

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。

(3)纯度测定：称取 0. 122 g 粗产品，配成乙醇溶液，于 100 mL 容量瓶中定容。每次移取 25. 00 mL 溶液，

用0.01000 mol·L−1 的KOH 标准溶液滴定，三次滴定平均消耗 21. 50 mL 的KOH 标准溶液。

回答下列问题：

(1)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。

A．100 mL B．250 mL C．500 mL D．1000 mL

(2)在反应装置中应选用______冷凝管(填“直形”或“球形”)，当回流液不再出现油珠即可判断反应已完

成，其判断理由是______。

(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是___________；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应

的离子方程式表达其原理__________。

(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是_______。

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