2025年高三化學(xué)高考實(shí)驗(yàn)探究能力模擬試題一、實(shí)驗(yàn)題（本題共15分）某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置，用于探究鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物及反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物的影響。請(qǐng)回答下列問題：（一）實(shí)驗(yàn)裝置與原理實(shí)驗(yàn)裝置：如圖所示，裝置A為水蒸氣發(fā)生器，裝置B為反應(yīng)管，裝置C為產(chǎn)物收集裝置，裝置D為尾氣處理裝置。![實(shí)驗(yàn)裝置圖]（此處省略圖片，實(shí)際考試中會(huì)提供裝置圖）裝置A中盛放的試劑是______（填名稱），裝置B中盛放的試劑是______（填化學(xué)式）。裝置C的作用是______，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______。反應(yīng)原理：鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成兩種產(chǎn)物，一種是黑色固體，另一種是氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。（二）實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)步驟：①檢查裝置氣密性；②向裝置A中加入試劑并加熱；③待裝置B中固體變?yōu)楹谏?，停止加熱；④冷卻后，取裝置B中固體進(jìn)行成分檢驗(yàn)。步驟①中檢查裝置氣密性的方法是______。步驟②中，裝置A加熱時(shí)產(chǎn)生水蒸氣的速率過快，可能導(dǎo)致的后果是______。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裝置B中固體由銀白色逐漸變?yōu)楹谏?，且有光澤。裝置C中收集到無色氣體，該氣體能______（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），證明其具有可燃性。（三）產(chǎn)物成分探究提出假設(shè)：假設(shè)1：黑色固體為Fe?O?；假設(shè)2：黑色固體為FeO；假設(shè)3：黑色固體為Fe?O?和FeO的混合物。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)，完成下表：實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象結(jié)論取少量黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸固體溶解，無氣泡產(chǎn)生______向上述溶液中滴加KSCN溶液______假設(shè)1或3成立另取少量黑色固體于試管中，加入足量濃鹽酸，加熱固體溶解，產(chǎn)生黃綠色氣體______數(shù)據(jù)分析：稱取反應(yīng)后裝置B中固體10.0g，加入足量稀硫酸溶解，配成250mL溶液。取25.00mL溶液，用0.1mol/LKMnO?溶液滴定（還原產(chǎn)物為Mn2?），消耗KMnO?溶液20.00mL。寫出滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______。計(jì)算黑色固體中FeO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）。（四）實(shí)驗(yàn)拓展與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：若將裝置B中的鐵改為鐵粉，反應(yīng)速率明顯加快，原因是______。若要探究溫度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響，可采取的措施是______。誤差分析：若裝置C中收集的氣體體積偏小，可能的原因是______（填字母）。A.裝置漏氣B.裝置B中固體未完全反應(yīng)C.氣體中混有水蒸氣實(shí)驗(yàn)結(jié)論：綜合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析，黑色固體的成分為______，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。二、工業(yè)流程題（本題共15分）以廢鐵屑為原料制備高鐵酸鉀（K?FeO?）的工藝流程如下：（一）工藝流程預(yù)處理：廢鐵屑用稀硫酸浸泡，除去表面油污和鐵銹，反應(yīng)的離子方程式為______。氧化反應(yīng)：向預(yù)處理后的鐵屑中加入過量濃硝酸，加熱，生成Fe3?和NO?氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。沉淀反應(yīng)：向上述溶液中加入KOH溶液，調(diào)節(jié)pH至10，生成紅褐色沉淀，離子方程式為______。氧化轉(zhuǎn)化：將沉淀與KClO溶液混合，在堿性條件下反應(yīng)生成K?FeO?，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為______。（二）條件探究溫度影響：探究反應(yīng)溫度對(duì)K?FeO?產(chǎn)率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表：溫度/℃產(chǎn)率/%2065.23078.54082.35075.16060.8該反應(yīng)的最佳溫度為______，溫度高于40℃時(shí)產(chǎn)率下降的原因可能是______。pH影響：在不同pH條件下，K?FeO?的穩(wěn)定性如下表：pH1h后濃度/mol·L?12h后濃度/mol·L?1100.0850.072110.0920.088120.0900.085K?FeO?在堿性條件下穩(wěn)定性較高的原因是______。（三）純度測(cè)定測(cè)定原理：K?FeO?在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)：4FeO?2?+20H?=4Fe3?+3O?↑+10H?O。取1.00g樣品，加入足量稀硫酸，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下O?體積為112mL，計(jì)算樣品中K?FeO?的純度（寫出計(jì)算過程）。誤差分析：若實(shí)驗(yàn)過程中O?體積測(cè)量偏大，可能的原因是______（填字母）。A.裝置漏氣B.收集氣體時(shí)未冷卻至室溫C.樣品中含有雜質(zhì)KClO三、綜合實(shí)驗(yàn)題（本題共20分）某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究SO?與Fe3?的反應(yīng)原理及影響因素。（一）實(shí)驗(yàn)裝置裝置設(shè)計(jì)：裝置A：SO?發(fā)生裝置（試劑：亞硫酸鈉固體和70%硫酸）；裝置B：混合反應(yīng)裝置（FeCl?溶液）；裝置C：尾氣處理裝置。裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。裝置B中盛放FeCl?溶液的儀器名稱是______，該裝置中需控制SO?通入速率的原因是______。（二）反應(yīng)原理探究提出假設(shè)：假設(shè)1：SO?與Fe3?發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Fe2?和SO?2?；假設(shè)2：SO?與Fe3?發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成[Fe(SO?)]3?。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，完成下表：實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象結(jié)論向FeCl?溶液中通入SO?，溶液由黃色變?yōu)闇\綠色取少量溶液，滴加BaCl?溶液產(chǎn)生白色沉淀向FeCl?溶液中滴加KSCN溶液，再通入SO?溶液先變紅，后褪色______反應(yīng)方程式：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出SO?與Fe3?反應(yīng)的離子方程式：______。（三）影響因素探究pH影響：向pH=1的FeCl?溶液中通入SO?，反應(yīng)速率明顯快于pH=3的溶液，原因是______。濃度影響：探究FeCl?濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：c(FeCl?)/mol·L?1反應(yīng)時(shí)間/min0.1150.280.35該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是______。（四）數(shù)據(jù)處理與誤差分析速率計(jì)算：在0.2mol/LFeCl?溶液中通入SO?，2min內(nèi)溶液中c(Fe3?)由0.2mol/L降至0.08mol/L，計(jì)算該反應(yīng)的平均速率v(Fe3?)=______。誤差分析：若裝置B中溶液體積為100mL，通入SO?的體積為2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），反應(yīng)后溶液中c(Fe2?)=0.1mol/L，則SO?的轉(zhuǎn)化率為______（忽略溶液體積變化）。（五）實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)與反思實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)：該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是______（答出一點(diǎn)即可）。改進(jìn)建議：若要探究SO?與Fe3?反應(yīng)的平衡常數(shù)，可采取的措施是______。四、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)題（本題共10分）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證草酸（H?C?O?）的酸性強(qiáng)于碳酸，寫出實(shí)驗(yàn)方案（包括實(shí)驗(yàn)原理、儀器藥品、實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論）。（一）實(shí)驗(yàn)原理反應(yīng)方程式：______。（二）儀器藥品儀器：______（填名稱）。藥品：______（填化學(xué)式）。（三）實(shí)驗(yàn)步驟①______；②______；③______。（四）預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論現(xiàn)