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专题讲座（六）化学实验设计与探究
1．某小组同学探究 与 溶液的反应，实验如下。
资料：i． (黄色)
ii． 呈绿色(酸性条件下不稳定)、低浓度 呈无色、MnS为肉色沉淀。
iii．
实验Ⅰ：
(1)用离子方程式表示 溶液显碱性的原因： 。
(2)将固体a过滤、洗涤，放置在空气中，固体变为棕黑色。
①甲同学认为固体a中除了MnS外，还有 ，依据的现象是 。
②乙同学认为根据上述现象不能得出固体a中含有 ，应补充对比实验： (填实验方案)。实
验证实固体a中含有 。
(3)固体b的主要成分是S。分析产生S的可能原因： 。
经检验，固体c的主要成分是 。
①分析产生 的可能原因：酸性条件下， 将 氧化。
②继续滴加酸性 溶液，溶液变为紫红色，仍有棕黑色固体。
实验Ⅱ：改用未经酸化的 溶液重复实验Ⅰ，产生棕黑色固体时溶液呈绿色。
(4)分析实验Ⅰ未见绿色的原因：取少量实验Ⅱ的绿色溶液，滴加硫酸，溶液变为紫红色，产生棕黑色固体。该反应的离子方程式是 。
实验Ⅲ：向未经酸化的 溶液中滴加少量，产生棕黑色沉淀并检测到。
(5)综合上述实验， 与 溶液反应的产物与 等因素有关(答出两点即可)。
【答案】(1)
(2) 固体a放置在空气中变为棕黑色 将MnS放置在空气中，观察相同时间内是否变为棕黑色
(3) 、 、MnS被酸性 溶液氧化生成S； 在酸性条件下转化生成S
(4)
(5)反应物用量、添加顺序、溶液pH
【分析】硫化钠中加入酸性高锰酸钾溶液得到肉色固体为MnS，溶液为黄色，说明生成了 ，再加入酸
性高锰酸钾溶液，溶液为无色，可能含有 ，得到白色固体可能为 ，再加入酸性高锰酸钾溶
液，得到棕黑色固体为二氧化锰。据此解答。
【解析】（1） 溶液中硫离子水解，使溶液显碱性，离子方程式表示为： 。
（2）将固体a过滤、洗涤，放置在空气中，固体变为棕黑色。
①从实验可知是 变成二氧化锰，现象为固体变为棕黑色，故认为原固体中含有 。
②补充对比实验：看硫化锰能否直接变成二氧化锰，实验方案为：将MnS放置在空气中，观察相同时间内
是否变为棕黑色。
（3） 、 、MnS都有还原性，能被酸性 溶液氧化生成S； 在酸性条件下转化生成S，故固
体b中主要成分为硫。
（4）取少量实验Ⅱ的绿色溶液，滴加硫酸，溶液变为紫红色，产生棕黑色固体。说明反应生成二氧化锰
和高锰酸根离子，根据氧化还原反应配平，该反应的离子方程式是。
。
（5）实验中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液，也就是在控制反应物的用量，也可以用添加顺序控制用量，最后实验中采用为经酸化的高锰酸钾溶液做实验，产物不同，故可以总结出，反应物的用量多少，添加顺序
和酸碱性环境都可以影响产物。
2．氯化铁常用于污水处理、印染工业、电子工业等领域。氯化铁遇水极易发生水解。某化学兴趣小组设
计实验制备氯化铁并探究其性质。回答下列问题：
Ⅰ．氯化铁的制备：
(1)如图为湿法制备的装置，仪器A的名称为 ，烧杯中发生反应的化学方程式为 。
(2)如图为干法制备的装置。反应前后都要鼓入氮气，目的是 。
Ⅱ．氯化铁的性质探究：
(3)查阅资料：氯化铁在水溶液中分多步水解，生成净水性能更好的聚合氯化铁 。已知聚
合氯化铁极易溶于水，写出氯化铁水解反应的总离子方程式 。
(4)为了探究外界条件对氯化铁水解平衡的影响，该兴趣小组设计实验方案(忽略溶液体积的变化)，获得如
下数据：实 温度
验 ／℃
1 10 0 0 0 25 0.74
2 10 90 0 0 25 1.62
3 10 90 0 0 35 1.47
4 10 90 1.17 0 25 x
5 10 90 0 1.42 25 y
①实验1和实验2的探究目的是 。实验2和实验3说明 的水解是 (填“吸
热”或“放热”)反应
②查阅资料，加入强电解质后，由于溶液中离子总浓度增大，离子间的相互牵制作用增强，水解离子的活
性会改变。该兴趣小组同学求助老师利用计算机手持技术得到实验4和实验5的结果分别如图1和图2所
示。
ⅰ．根据实验现象，提出假设：a．氯离子对铁离子的水解活性有促进作用：b． 。
ⅱ．设计其他简单实验证明假设a： (写出实验操作、现象和结论)。
(5)已知常温下， ，计算反应 的水解常数为
。
【答案】(1)分液漏斗 2FeCl +Cl=2FeCl
2 2 3
(2)反应前排尽空气，反应后将氯气赶走
(3)
(4)探究Fe3+或 浓度对水解平衡的影响 吸热 硫酸根离子对铁离子的水解活性有抑制作用向硫酸铁溶液中加入一定量的氯化钠固体，若pH减小，说明假设a正确
(5)
【解析】（1）如图为湿法制备的装置，仪器A的名称为分液漏斗，铁与盐酸反应后生成氯化亚铁，放入
烧杯中与氯气反应生成氯化铁，烧杯中发生反应的化学方程式为2FeCl +Cl=2FeCl 。
2 2 3
（2）反应前后都要鼓入氮气，目的是反应前排尽空气，防止铁与氧气反应，反应后将氯气赶走，防止污
染环境。
（3）氯化铁在水溶液中分多步水解，生成净水性能更好的聚合氯化铁 ，由此确定水解
得到的离子为 和氢离子，氯化铁水解反应的总离子方程式
。
（4）①实验1和实验2中水的体积不同，探究目的是探究Fe3+或 浓度对水解平衡的影响。实验2和
实验3温度升高，溶液的pH减小，促进铁离子的水解，说明 的水解是吸热反应；
②加入强电解质后，由于溶液中离子总浓度增大，离子间的相互牵制作用增强，水解离子的活性会改变。
由实验4加入NaCl后溶液的pH变小，实验5加入硫酸钠后溶液的pH增大。
ⅰ．根据实验现象，提出假设：a．氯离子对铁离子的水解活性有促进作用：b．硫酸根离子对铁离子的水
解活性有抑制作用。ⅱ．设计其他简单实验证明假设a：向硫酸铁溶液中加入一定量的氯化钠固体，若pH
减小，说明假设a正确。
（5）反应 的水解常数为 。
3．某实验小组学生为探究氧化性： ，设计下列实验方案。
【查阅资料】电极电势如下表：(已知：电极电势越高，氧化性越强)
氧化还原电对(氧化型/还原型) 电极反应式(氧化型 还原型) 电极电势
/
//
回答下列问题：
(1)利用 和氯水，设计实验证明氧化性： ，实验如图所示，实验过程中，能证明氧化性：
的现象是 ，有关反应的离子方程式为 。
(2)利用 的 溶液和 的 溶液，不用任何试剂证明氧化性： ， 溶液
和碘水颜色相近，设计的实验装置如图，实验过程中，电流计指针偏转，说明反应发生。
①通过外电路中电流方向： (用 和 表示)，可证明氧化性： 。
②也可通过甲池中颜色变化证明，甲池中颜色变化为 。
(3)有同学认为还可以通过电解反应来证明氧化性： ，为此设计了如下实验：利用惰性电极电解
的 溶液，探究外界条件对电极反应产物的影响，实验数据如下表所示：
实验 电压 阳极现象 阴极现象
实验1 1.5 5.5 滴加淀粉溶液显蓝色，滴加 溶液不显红色 无气泡，银白色金属析出实验2 3.0 5.5 滴加淀粉溶液显蓝色，滴加 溶液显浅红色 无气泡，银白色金属析出
实验3 1.5 滴加淀粉溶液显蓝色，滴加 溶液不显红色 较多气泡，极少量金属析出
①实验1中，阳极反应式是 ，阴极反应式为 。
②实验1、3调节溶液的 宜选用 (填“硝酸”或“硫酸”)。
③由实验1、2的现象可得出的结论为 ；由实验1、3可得出的结论为 。
【答案】(1) 溶液显血红色 、
(2) 标黄色变浅绿色
(3) 硫酸 电压较低时，阳极上只有 放电，产物为 ，电压较高
时，阳极上 、 放电，产物为 和 较高时，阴极上只有 放电，产物为
【解析】（1）向溴化亚铁和硫氰化钾混合溶液中滴入几滴氯水，溶液变为血红色，说明亚铁离子优先与
氯水反应，则亚铁离子的还原性强于溴离子，由氧化剂的氧化性越强，对应还原产物的还原性越弱可知，
溴的氧化性强于铁离子，所以实验过程中，能证明溴的氧化性铁离子的实验现象为向溴化亚铁和硫氰化钾
混合溶液中滴入几滴氯水，溶液显血红色，反应的离子方程式为 、
；
（2）若铁离子的氧化性强于碘，题给原电池中C 电极为正极，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成
1
亚铁离子，溶液会由棕黄色变为浅绿色，C 电极为负极，碘离子在负极失去电子发生氧化反应生成碘；
2
①由分析可知，若铁离子的氧化性强于碘，原电池中C 电极为正极，C 电极为负极，则外电路中电流方向
1 2
为 ；
②由分析可知，若铁离子的氧化性强于碘，原电池中C 电极为正极，铁离子在正极得到电子发生还原反应
1
生成亚铁离子，溶液会由棕黄色变为浅绿色；
（3）①由实验1的实验现象可知，电压为1.5、pH为5.5时，溶液中碘离子在阳极失去电子发生氧化反应
生成碘，电极反应式为 ，亚铁离子在阴极得到电子发生还原反应生成铁，电极反应式为
；②硝酸具有强氧化性，能与碘离子、亚铁离子发生氧化还原反应，所以实验1、3调节溶液的pH宜选用硫
酸，不能选用硝酸；
③由实验1、2的现象可知，溶液pH相同的条件下，电压较低时，只有碘离子在阳极失去电子发生氧化反
应生成碘，电压较高时，碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成碘、亚铁离子在阳极失去电子发生氧化
反应生成铁离子，由实验1、3的现象可知，在电压相同的条件下，溶液pH较高时，只有亚铁离子在阴极
上得到电子发生还原反应生成铁。
4．硫酸亚铁铵[(NH )Fe(SO )•6H O]俗称莫尔盐，是一种常见的补血剂，石室中学2023届的同学们分小组
4 2 4 2 2
制取了莫尔盐晶体并对其热分解产物进行了探究。
I.莫尔盐晶体的制备
(1)用如图1的装置制备FeSO 。
4
①废铁屑需要先进行碱煮，目的是 。
②加入的废铁屑需过量，除废铁屑不纯外，主要原因是 。
③用离子方程式解释C中所盛试剂的作用： 。
(2)反应结束后趁热过滤，向滤液中加入HSO 调节pH在1~2，迅速加入一定质量的(NH )SO 固体，在
2 4 4 2 4
70~80℃条件下溶解后，趁热倒入50mL乙醇中，析出莫尔盐晶体。乙醇的作用为 。
II.莫尔盐晶体热分解产物探究
查阅文献得知：莫尔盐隔绝空气加热至500℃时可完全分解，产物复杂。
[提出猜想]
(3)莫尔盐晶体受热分解，同学们认为分解产物可能有以下几种情况：
A．FeO、NH 、SO 、HO
3 3 2
B．FeO、NH 、SO 、HO
3 2 2
C．Fe O、NH 、SO 、HO
2 3 3 3 2
D．FeO、N、SO 、HO
2 2 2
E.Fe O、NH 、SO 、SO 、HO
2 3 3 3 2 2
F.Fe O、NH 、SO 、SO 、N、HO
2 3 3 3 2 2 2
经认真分析，通过推理即可确定猜想 (填序号)不成立。[实验探究]
(4)甲组同学设计如图2的实验装置，观察到A中固体逐渐变为红棕色，B中白色固体变蓝，D中酚酞溶液
变红色，由此可知莫尔盐分解的产物中有HO、 (填化学式)。进一步实验证实A中充分反应后的固
2
体残留物中不含FeO，操作方法及实验现象：取少量A中固体残留物于试管中， 。
(5)乙组选用甲组实验中的装置A和图3所示的装置进行实验，验证了莫尔盐分解的产物中还有SO 、SO
2 3
和N。
2
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序(用装置的字母表示)为A、E、 。(各装置中试剂均
足量)
②实验中，准确称量莫尔盐7.8400g，加热充分反应后，测得装置A中固体残留物的质量为1.6000g，装置
F中生成白色沉淀的质量为5.8250g。写出该条件下莫尔盐受热分解的化学方程式： 。(已
M[(NH)Fe(SO )•6H O]=392g•mol-1，分解产物被充分吸收，不考虑其损失)
4 2 4 2 2
【答案】(1) 除去废铁屑表面的油污 防止亚铁离子被氧化 Cu2++H S=CuS↓+2H+
2
(2)(降低溶剂的极性)使硫酸亚铁铵在乙醇一水的混合溶剂中的溶解度更小，有利于晶体析出
(3)BC
(4) Fe O、NH 加入稀硫酸(或稀盐酸)溶解，再滴加K[Fe(CN) ]溶液，不产生蓝色沉淀[或加入稀硫酸
2 3 3 3 6
(此处不能填稀盐酸)溶解，再滴入KMnO 稀溶液，溶液不褪色]
4
(5) G、F、H 4[(NH )Fe(SO )•6H O] 2Fe O+3SO+5SO↑+N ↑+6NH↑+31H O
4 2 4 2 2 2 3 3 2 2 3 2
【分析】本实验的目的是制备摩尔盐并验证其分解产物，首先将铁屑进行碱煮除去表面的油污，然后依次
加入稀硫酸和硫酸铵固体，控制温度在70~80℃条件下反应一段时间，趁热倒入50mL乙醇中，即可制备出莫尔盐晶体。通过观察加热后剩余固体的颜色推测产物之一为氧化铁，通过酚酞变红推测生成了氨气，
SO 会干扰SO 的检验，应先检验SO ，装置G中足量的盐酸可以除掉气体中的NH ，足量BaCl 可以检验
3 2 3 3 2
SO 并吸收SO ；装置F中HO 将SO 氧化为 并用BaCl 检验、吸收，装置H收集并检验N ，据此作
3 3 2 2 2 2 2
答。
【解析】（1）①废铁屑表面有油污，油污可以在碱性溶液中发生水解，所以对废铁屑进行碱煮的目的是
除去废铁屑表面的油污。
②Fe2+易被空气中的氧气氧化为铁离子，Fe可以和铁离子发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，因此过量的废铁屑能
防止亚铁离子被氧化。
③废铁屑中含有少量FeS.和稀硫酸反应会生成有毒的硫化氢气体，装置C的作用为除去反应产生的HS气
2
体。离子方程式为：Cu2++H S=CuS↓+2H+；
2
（2）乙醇的作用为使硫酸亚铁铵在乙醇一水的混合溶剂中的溶解度更小，有利于晶体析出。
（3）莫尔盐中Fe元素的化合价是+2，莫尔盐分解发生氧化还原反应或非氧化还原反应，根据氧化还原反
应的规律，反应产物中有化合价升高的元素的同时也有化合价降低的元素，而B、C猜想中只有化合价升
高或降低的元素，不符合氧化还原反应规律，所以不成立的是猜想B和C。
（4）A中固体逐渐变为红棕色可知为氧化铁，D中酚酞溶液变红色说明有氨气；证明固体残留物中不含
FeO，即证明该固体残留物溶于酸后，溶液中不含亚铁离子，则取少量A中固体残留物放入试管中，加入
足量稀硫酸完全溶解后，再加入高锰酸钾溶液，溶液不褪色；或滴加K[Fe(CN) ]溶液，不产生蓝色沉淀，
3 6
证明不含亚铁离子。
（5）①SO 会干扰SO 的检验，应先检验SO ，装置G中足量的盐酸可以除掉气体中的NH ，足量BaCl
3 2 3 3 2
可以检验SO 并吸收SO ；装置F中HO 将SO 氧化为 并用BaCl 检验、吸收，装置H收集并检验N
3 3 2 2 2 2 2
，所以连接的合理顺序为AEGFH。
②7.8400g莫尔盐的物质的量为 ；A中固体残留物的质量为1.6000g，则生成氧化铁0.01mol，
失电子0.02mol；F中生成白色沉淀的质量为5.8250g，说明生成0.025 molSO ，得电子0.05mol；根据得失
2
电子守恒，可计算生成N 的物质的量为 ；根据N元素守恒可得生成氨气的物质的
2
量是0.03 mol，根据硫元素守恒可得生成SO 的物质的量为0.015mol。因此莫尔盐受热分解的化学方程
3式：4[(NH )Fe(SO )•6H O] 2Fe O+3SO+5SO↑+N ↑+6NH↑+31H O 。
4 2 4 2 2 2 3 3 2 2 3 2
5．过硫酸钾( )可用作破胶剂、聚合促进剂、氧化剂、分析试剂等， 时分解。实验小组对过硫
酸钾进行相关探究。回答下列问题：
(1) 可用于检验酸性溶液中的 ，在催化剂的作用下可发生氧化还原反应，生成高锰酸钾、硫酸
钾和硫酸。
①完成化学方程式： 。
②当生成 高锰酸钾时，共有 电子发生转移。
(2)小组同学预测过硫酸钾的分解产物有 、 、 和 ，并用下图所示装置验证分解产物中含有
和 (部分夹持及加热仪器已省略)。
①装置D、E中盛放的试剂依次为 、 (填字母)。装置D、E中均有气泡冒出，还观
察到的现象分别为 、 。
a．品红溶液 b．NaOH溶液 c． 溶液 d． 溶液 e．浓
②实验时，通入He排尽装置中的空气后，应先加热装置 (填“A”或“B”)，其中装置A适合的
加热方式为 。
③装置B中石棉绒的作用为 。【答案】(1) 2，5， ，2，4，8 5
(2)c a 生成白色沉淀 品红溶液褪色 B 沸水浴 增大铁粉与 的接触面积，使
铁粉与 充分反应，同时防止固体粉末堵塞导管
【分析】根据氧化还原反应中得失电子守恒，化合价的升降总数相等，可以将氧化还原反应方程式平配；
过硫酸钾的分解产物有 、 、 和 ，验证分解产物中含有 和 ，A装置中过硫酸钾分
解，通入 ，可以排除装置内的空气，装置B中的铁粉，可以除去分解产生的 ，C装置为安全瓶，可
以防止溶液倒吸，D装置中盛有 溶液，通过产生白色沉淀的现象，可以验证产物中含有 ，E装置
中盛有品红溶液，溶液褪色，可以验证分解产物中含有 。
【解析】（1）①在反应 中， ，化合
价升高5， 中S为+6价，有2个O原子为-1价，化合价降低2价，根据得实电子守恒，化合价升降
总数相等， 和 系数为2， 系数为5，根据元素守恒， 的系数为4， 系数
为8，空处需要补充8个 ，配平后的方程式为：
；
②当生成1mol高锰酸钾时，转移5mol电子。
（2）①根据以上分析，装置D、E中盛放的试剂依次为 溶液，通过产生白色沉淀的现象，可以验证
产物中含有 ，E装置中盛有品红溶液，溶液褪色，可以验证分解产物中含有 ；
②装置B中的铁粉，可以除去分解产生的 ，通入He排尽装置中的空气后，应先加热装置B，过硫酸钾
分解，所以装置A适合的加热方式为沸水浴加热；③装置B中石棉绒的作用为：增大铁粉与 的接触面积，使铁粉与 充分反应，同时防止固体粉末堵塞
导管。
6．南宁二中“启天化学社”设计如下实验方案制备SO (装置图如下)，并利用高中所学化学知识探究含硫
2
化合物的相关性质。请回答下列问题：
(1)打开分液漏斗a的旋塞，浓硫酸不能顺利流下，原因可能是 ；加热前，圆底烧瓶中无需加入沸
石，其原因是 。
(2)实验室通常使用亚硫酸钠固体与70%硫酸溶液反应制备SO ，此方法与用浓硫酸与铜反应制备SO 相
2 2
比，优点是：① ，② 。
(3)装置B的作用是 ，装置D的作用(请用化学方程式表示) 。
(4)探究实验：向NaHSO 溶液中加入NaClO溶液时，反应有二种可能的情况：
3
I.NaHSO 与NaClO恰好完全反应，此时反应的离子方程式为 ；
4
II.NaHSO 过量；
3
III.NaClO过量。
甲同学分别取上述混合溶液于试管中，通过下列实验确定该反应属于哪种情况，请完成下表：
(已知： HSO ；K =1.54×10-2，K =1.02×10-7；HCO：K =4.3×10-7，K =5.61×10-11；HClO：K=3×10-8)
2 3 a1 a2 2 3 a1 a2 a
序号 实验操作 现象 结论
① 加入少量CaCO 粉末 I或II
3
② 滴加少量淀粉-KI溶液，振荡 溶液先变蓝后褪色
③ II
【答案】(1)分液漏斗上端玻璃塞末取下(或分液漏斗上端玻璃塞上凹槽未与漏斗上的小孔对齐)； 铜片
在反应中溶解为细小的颗粒(或溶出的杂质颗粒)，可起到防暴沸作用(2)反应条件温和，不需要加热 生成等量的SO 消耗硫酸量少
2
(3) 安全瓶(或有防倒吸作用) SO + 2NaOH = Na SO + H O
2 2 3 2
(4) +C1O-=H++ +Cl- 有气泡产生 III 滴加少量溴水，振荡 溴水褪色
【分析】装置A中铜片与浓硫酸在加热条件下反应生成SO ，发生反应的化学方程式为Cu+2H SO (浓)
2 2 4
CuSO +SO↑+2H O，SO 易溶于水且能与溴水反应，容易产生倒吸，所以装置B的作用是防止C中的液体
4 2 2 2
倒吸入A中，装置C中的溴水具有较强的氧化性，可以与SO 发生反应SO +Br +2H O＝4H++ +2Br﹣，
2 2 2 2
所以装置C的目的是验证SO 的还原性，装置D的作用是吸收尾气，防止污染空气，反应的化学方程式：
2
SO +2NaOH＝NaSO +H O。据此回答问题。
2 2 3 2
【解析】（1）打开分液漏斗a的旋塞，浓硫酸不能顺利流下，原因可能是：分液漏斗上端玻璃塞末取下
(或分液漏斗上端玻璃塞上凹槽未与漏斗上的小孔对齐)，加热前，圆底烧瓶中无需加入沸石，其原因是：
铜片在反应中溶解为细小的颗粒(或溶出的杂质颗粒)，可起到防暴沸作用；
（2）实验室通常使用亚硫酸钠固体与70%硫酸溶液反应制备SO ，此方法与用浓硫酸与铜反应制备SO 相
2 2
比，优点是①反应条件温和，不需要加热，②生成等量的SO 消耗硫酸量少；
2
（3）铜片与浓硫酸在加热条件下反应生成SO ，而SO 易溶于水且能与溴水反应，容易产生倒吸，装置B
2 2
的作用是：安全瓶或有防倒吸作用，装置D的作用是吸收尾气，防止污染空气，反应的化学方程式：
SO +2NaOH＝NaSO +H O；
2 2 3 2
（4）向NaHSO 溶液中加入NaClO溶液时，Ⅰ．NaHSO 与NaClO恰好完全反应，此时反应的离子方程式
3 4
为： +C1O-=H++ +Cl-；
①若结论I或II符合，根据电离常数可知，溶液中的酸性大于HCO，加入少量CaCO 粉末，有气泡产
2 3 3
生；
②滴加少量淀粉﹣KI溶液，振荡，溶液先变蓝后褪色，则说明溶液中含有强氧化性物质，所以结论III符
合；
③滴加少量溴水，振荡，若结论II符合，则溶液中含有HSO 使溴水褪色。
2 3
7．实验小组制备高铁酸钾( K FeO )并进行相关探究。
2 4
资料：高铁酸钾为紫色固体，极易溶于水，微溶于KOH溶液，难溶于乙醇；在0~5° C、强碱性溶液中比
较稳定，在酸性、中性溶液中易分解放出O；198 °C以上易分解。
2请回答下列问题：
(1)制备KFeO(夹持装置略)
2 4
①实验过程中B装置的作用是 。
②A装置中发生反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
③C装置中得到紫色固体和溶液。C装置中Cl 发生的反应有3Cl +2Fe(OH) +10KOH= 2KFeO +
2 2 3 2 4
6KCl+8H O、 。
2
④将装置C中粗产品溶于冷的KOH溶液，过滤，用无水乙醇洗涤，干燥即得粗产品。选择无水乙醇进行
洗涤的优点是 (写一条)。
(2)为探究KFeO 的性质，即证明KFeO 是否能氧化Cl-而产生Cl，该实验小组进行了如下实验：
2 4 2 4 2
实验方案与现象
i 取适量C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl
2
ii 取少量a，滴加淀粉KI溶液，无明显现象
iii
iv 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将KFeO 溶出，得到紫色溶液
2 4
b，取少量b，滴加盐酸，有Cl 产生
2
①实验i中产生的“黄绿色气体”中，除含有Cl，还可能含有 ( 填化学式)。
2
②实验iii证明a中含有Fe3+，写出相应的操作以及现象： 。
③能证明KFeO 氧化了Cl-的实验是 (填“ i”“ii” “iii”或“iv”)。
2 4
④资料表明，酸性溶液中的氧化性 > ，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO 和足量HSO 的
4 2 4
混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性 > ?若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案： 。
【答案】(1)吸收Cl 中混有的HCl 1：5 Cl +2KOH= KCl + KClO+ H O K Fe 极易溶于水但难
2 2 2 2 4
溶于无水乙醇，使用无水乙醇洗涤可提高产量(无水乙醇的挥发会带走水分，有利于产品干燥)
(2)O 取少量a，滴加KSCN溶液，溶液呈红色 iv 能 在过量稀硫酸的作用下完全转
2
化为Fe3+和O 溶液浅紫色一定是 的颜色
2
【分析】A装置是实验室制取氯气，B除去氯气中的氯化氢气体，C是氯气与氢氧化铁和氢氧化钾反应制
取高铁酸钾的装置，D是吸收多余的氯气，防止污染空气。
【解析】（1）①B装置的作用是除去Cl 中的HCl气体，②中高锰酸钾是氧化剂，HCl是还原剂，根据得
2
失电子守恒氧化剂和还原剂的物质的量之比是1:5:，③C装置中的反应还有氯气和KOH的反应，方程式为
Cl+2KOH= KCl + KClO+ H O，④产品不溶于乙醇，可以减少损失，乙醇易挥发还可以快速干燥；
2 2
（2）经分析：①高铁酸钾在酸性、中性溶液中易分解放出O，因此气体中还可能有氧气；②检验铁离子
2
方法是用加入硫氰化钾溶液变红色；③i中产生的氯气可能由KCl和KClO在酸性条件下反应生成的氯
气，ii中无现象不能证明，iii中检验出铁离子，可能是高铁酸根离子在酸性条件下与水反应生成氧气和铁
离子产生的，因此只有iv可以证明；④由于 在过量稀硫酸的作用下完全转化为Fe3+和O，因此溶液
2
显浅紫色一定是 的颜色，可以证明生成了高锰酸根离子。
8．过硫酸钾( )可用作破胶剂、聚合促进剂、氧化剂、分析试剂等，100℃时分解。实验小组对过硫
酸钾进行相关探究。回答下列问题：
(1) 可用于检验酸性溶液中的 ，在催化剂的作用下可发生氧化还原反应，生成高锰酸钾、硫酸
钾和硫酸。
①完成化学方程式： 。
②当生成1mol高锰酸钾时，共有 mol电子发生转移。
(2)小组同学预测过硫酸钾的分解产物有 、 、 和 ，并用下图所示装置验证分解产物中含有和 (部分夹持及加热仪器已省略)。
①装置D、E中盛放的试剂依次为 、 (填字母)。装置D、E中均有气泡冒出，还观察到的现
象分别为 、 。
a．品红溶液 b．NaOH溶液 c． 溶液 d． 溶液 e．
浓
②实验时，通入He排尽装置中的空气后，应先加热装置 (填“A”或“B”)，其中装置A适合的加热
方式为 。
③装置B中石棉绒的作用为 。
(3)工业上利用 能将低价氮氧化为 ，来测定废水中氮元素的含量。取100mL含 的废水，
用 的 标准溶液滴定(杂质不参加反应)，达到滴定终点时消耗标准溶液的体积为VmL，则废
水中氮元素的含量为 (用含c、V的代数式表示)。
【答案】(1) 5
(2) c a 生成白色沉淀 品红溶液褪色 B 沸水浴 增大铁粉与 的接触面积，使
铁粉与 充分反应，同时防止固体粉末堵塞导管
(3)70cV
【分析】由实验装置图可知，实验时，通入氦气排尽装置中的空气后，先加热装置B处酒精灯，再用沸水浴加热装置A，有利于分解生成的氧气被铁粉充分吸收，避免干扰硫的氧化物的检验，装置C为空载仪
器，做安全瓶，能起到防倒吸的作用，装置D中盛有的氯化钡溶液用于检验三氧化硫，装置E中盛有的品
红溶液用于检验二氧化硫。
【解析】（1）由题意可知，酸性条件下，溶液中过硫酸根离子与锰离子发生氧化还原反应生成硫酸根离
子、高锰酸根离子和氢离子，反应的离子方程式为5SO +2 Mn2++8H O=10SO +2MnO +16H+；根据化
2 2
合价变化，MnSO4中Mn元素+2价，KMnO4中+7价，失去5个电子；
（2）①由分析可知，装置D中盛有的氯化钡溶液用于检验三氧化硫，二氧化硫与氯化钡溶液不反应，三
氧化硫与水反应生成硫酸，硫酸与氯化钡溶液反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠；装置E中盛有的品红溶
液用于检验二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色；
②由分析可知，实验时，通入氦气排尽装置中的空气后，先加热装置B处酒精灯，再用沸水浴加热装置
A，有利于分解生成的氧气被铁粉充分吸收，避免干扰硫的氧化物的检验；由题意可知，过硫酸钾在100℃
时分解，则装置A的加热方式为沸水浴；
③装置B中铁粉分散到石棉绒中可增大铁粉与氧气的接触面积，使氧气被充分吸收，避免干扰硫的氧化物
的检验，同时可防止气流速率过快，导致固体粉末堵塞导管；装置C为空载仪器，做安全瓶，能起到防倒
吸的作用；
（3）由元素守恒和得失电子守恒可得关系式：4KSO—NH NO —2N，则废水中氮元素的含量为
2 2 8 4 3
=70cVmg/L。
9．Cu与浓 反应是中学阶段一个重要反应，某兴趣小组对实验中的一些现象及产物进行实验探究。
回答下列问题：(1)Cu与浓 反应的离子方程式为 。
(2)关于该实验下列说法错误的是 。
A．该反应需要加热才能进行 B．可通过抽动铜丝控制反应的开始和停止
C．反应后迅速生成大量红棕色气体 D．烧杯中仅发生中和反应
(3)小组同学发现Cu与浓 反应所得混合溶液为绿色，Cu与稀 反应所得混合溶液为蓝色，针对
绿色产生的原因展开探究。
【提出猜想】
猜想a： 浓度大
猜想b： 溶解在 溶液中
猜想c：由于 与水反应能够生成 ， 与 能够发生可逆反应
(绿色)
【实验探究】
实验i：配制饱和 溶液，溶液呈蓝色。
实验ii：取适量Cu与浓 反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入空气后，溶液上方可观察到
，5min后，溶液完全变为蓝色。
实验iii：取适量Cu与浓 反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入氮气后，溶液上方现象与实验ii
相同，但5min后，溶液仍为绿色。
【实验结论】对比实验ii与实验iii，可推测 溶液为绿色的原因主要是 。
(4)小组同学还针对产物 的热稳定性进行探究。在如图3所示的实验装置A中，用酒精喷灯对
固体加强热，产生红棕色气体，在装置C中收集到无色气体，经验证为 。当反应结束以后，
试管中残留固体为红色。
①从实验安全角度考虑，需要在A、B间加入 装置。
②图4为 样品高温过程的热重曲线(样品质量分数w%随温度变化的曲线)。 加热到
200℃的化学方程式为 ，继续高温至1000℃生成 (填化学式)固体。
【答案】(1)
(2)AD
(3) 有红棕色气体放出 溶于 溶液中
(4)防倒吸
【分析】铜丝与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，抽动铜丝可以控制反应的发生和停止，干燥管可以防止倒吸，尾气用NaOH溶液吸收。
【解析】（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和HO，离子方程式为：
2
；
（2）铜与浓硝酸反应不需加热，A错误；可以通过抽动铜丝控制反应的发生和停止，B正确；铜与浓硝酸
反应生成二氧化氮红棕色气体，C正确；烧杯中有硝酸和氢氧化钠的中和反应，还有二氧化氮气体与氢氧
化钠发生的氧化还原反应，D错误；错误的有AD；
（3）实验（i）证明硝酸铜溶液为蓝色，实验（ii）取Cu与浓 反应所得绿色溶液通入空气，可以看
到溶液上方有红棕色气体，由于空气把溶解在硝酸中的NO 带出气体呈红棕色，对比实验（iii）通入氮气
2
也有红棕色，但是溶液仍为绿色，原因是空气中的氧气与二氧化氮和H₂O反应生成硝酸，二氧化氮反应完
绿色消失，溶液显蓝色，而通入氮气的没有发生反应，溶液仍然为绿色，证明溶液为绿色的原因主要是
溶于 溶液中；
（4）固体加热产生气体通入溶液中，从实验安全角度考虑，应该在两种装置之间加防倒吸装置，从热重
曲线上得出，加热到200度时，固体质量剩余42.6%， =42.6%，因此加热到200度分解
为CuO、NO 、O，反应的化学方程式为： ，加热到1000度时CuO又
2 2
分解，固体只剩余Cu O了。
2
10． 是饮用水、工业用水、城市污水及游泳池循环水处理的高效廉价絮凝剂，也是中学实验室中常
见的试剂。某实验小组用以下装置制备 固体，并探究 溶液与Cu的反应。
已知： 晶体易升华， 溶液易水解。
Ⅰ. 的制备(1)装置C中碱石灰的作用是 。
(2)从D、E、F中选择合适的装置制备纯净的 ，正确的接口顺序为 (可选试剂：饱和食盐
水、NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰，仪器可重复使用)。
(3)写出装置D中制备 的化学方程式： 。
Ⅱ.探究 溶液与Cu的反应
向4mL 溶液中滴加几滴 KSCN溶液，溶液变红；再加入过量Cu粉，溶液红色褪
去，不久有白色沉淀产生。
查阅资料可知：CuCl和CuSCN均为难溶于水的白色固体。针对白色沉淀同学们有以下猜想：
猜想1： 与过量的Cu粉反应生成 ，再结合 生成白色沉淀CuCl。
猜想2： 与 发生氧化还原反应生成 ，再结合 生成白色沉淀CuSCN。
针对上述猜想，实验小组同学设计了以下实验：
实验
操作 现象
编号实验
加入铜粉后无现象
1
实验 溶液很快由蓝色变为绿色，未观察到白色沉淀；2h后溶液为绿色，未观
2 察到白色沉淀；24h后，溶液绿色变浅，试管底部有白色沉淀
(4)实验结果说明猜想 (填“1”或“2”)不合理。
(5)根据实验现象进一步查阅资料发现：
i. 与 可发生如下两种反应：
反应A： (淡荧色)
反应B： (黄色)。
ii. 与 共存时溶液显绿色。
①由实验2中的现象推测，反应速率：A (填“>”或“<”)B，说明反应B (填“是”或“不
是”)产生CuSCN的主要原因。
②进一步查阅资料可知，当反应体系中同时存在 、 、 时， 氧化性增强，可将 氧化
为 。据此将实验2改进，向 溶液中同时加入KSCN、 ，立即生成白色沉淀CuSCN，写出
该反应离子方程式： 。
(6)若向100mL 溶液中滴加足量的KSCN和 的混合溶液，经过一系列操作得到白色沉
淀CuSCN的质表bg，则CuSCN的产率为 。
【答案】(1)吸收多余的 ，用于尾气处理，同时可以防止空气中的水蒸气进入收集器中，防止 水解
变质
(2)(3)
(4)1
(5)> 是
(6)
【分析】在制取氯化铁的实验中，先用浓盐酸与二氧化锰加热制氯气，氯气需要经过净化干燥除去含有的
HCl和HO，再通入A中与热的铁粉反应，由于氯化铁易升华转化为气体，在收集器中冷却后被收集，最
2
后C处的碱石灰作用有吸收多余的氯气和防止空气中的水蒸气进入使氯化铁水解。
【解析】（1）碱石灰作用有两个，吸收多余的 ，用于尾气处理，同时可以防止空气中的水蒸气进入收
集器中使 水解变质；
（2）需要把生成的氯气净化干燥，除去混有的HCl用盛有饱和食盐水的洗气瓶，除去水蒸气用盛有浓硫
酸的洗气瓶，接口顺序是a→ ，
（3）MnO 与浓HCl加热制氯气的方程式为： ；
2
（4）通过实验1和实验2对比可知，实验1中CuCl 加入铜后没有现象，说明Cu2+与Cu不反应，因此猜
2
想1不正确；
（5）根据实验2现象可知溶液很快变绿色，绿色是 与 共存时溶液显绿色，说明反应A
速率比B快，反应速率A>B，B反应生成了CuSCN，说明B反应是产生CuSCN的主要原因，题目中给出
反应物离子是Fe2+、Cu2+、SCN-，生成物为Fe3+和CuSCN白色沉淀，因此方程式为
；
（6）产率= ，理论上1molCuSO 能生成1mol的CuSCN，CuSO 为0.1amol，能生成0.1a
4 4
12.2ag，产率= 。
11．“鱼浮灵”是一种常用的化学增氧剂，其主要成分过氧碳酸钠( )具有 和
的双重性质，50℃开始分解，在异丙醇中溶解度较低。
Ⅰ．实验室制备过氧碳酸钠某学习小组用 与稳定剂的混合溶液和 化合制备过氧碳酸钠，装置如图所示。
已知 。
(1)仪器X的名称为 。
(2)反应过程中冷水浴的目的是 。
(3)反应结束后，为了获得过氧碳酸钠固体，可在反应液中加入适量的 ，再进行静置、过滤、洗
涤、低温烘干。
Ⅱ．探究“鱼浮灵”的增氧原理
(4)为进一步探究 对 的催化机理，学习小组利用数字化压强传感器进行验证(假定锥形瓶内起
始压强为0kPa)，完成如下实验设计。
实验编 时间 相对压强
猜想 实验操作
号 (s) (kPa)
1 向锥形瓶中加入40 mL 30 1.10
i． 催化
分解
2 向锥形瓶中加入40mL ，再加入 30 2.61
向锥形瓶中加入40 mL ，再加入5mLpH=8
ⅱ． 3 30 2.59
的NaOH溶液
(5)实验2与实验3的相对压强在仪器误差范围内可认为相同，结合化学用语分析“鱼浮灵”增氧的原理：
。
(6)在上述实验结论的基础上，小组成员查阅文献发现，碱性条件下， 的分解机理可分为两步，第一
步： ，推测第二步反应为 。【答案】(1)球形冷凝管
(2)防止反应放热温度过高使HO 分解，不利于产品的生成
2 2
(3)异丙醇
(4) 水解产生的 催化 分解 5mLpH=8的 溶液
(5) ，产生的 促进了 分解产生
(6)
【分析】冷水浴中30%过氧化氢和 与稳定剂的混合溶液中的碳酸钠反应生成过氧碳酸钠；通过对
比实验研究某一因素对实验的影响，应该要注意控制研究的变量以外，其它量要相同，以此进行对比；
【解析】（1）仪器X的名称为球形冷凝管；
（2）过氧化氢不稳定，受热易分解，反应过程中冷水浴的目的是防止反应放热温度过高使HO 分解，不
2 2
利于产品的生成；
（3）已知，过氧碳酸钠在异丙醇中溶解度较低，则反应结束后，为了获得过氧碳酸钠固体，可在反应液
中加入适量的异丙醇，促使过氧碳酸钠析出，再进行静置、过滤、洗涤、低温烘干得到过氧碳酸钠。
（4）实验1、2为对照实验，是研究碳酸根离子对过氧化氢分解的影响，则变量为是否含有碳酸根离子，
结合实验3可知，实验2加入的试剂应该为5mLpH=8的 溶液；
碳酸根离子水解生成氢氧根离子，而实验3加入的为5mLpH=8的NaOH溶液，则实验研究的是： 水
解产生的 催化 分解；
（5）比较实验123可知，在碱性条件下过氧化氢分解生成速率加快，则“鱼浮灵”增氧的原理为碳酸根离
子水解生成氢氧根离子 ，氢氧根离子促进过氧化氢分解生成氧气；
（6）过氧化氢分解总反应为过氧化氢分解生成水和氧气，结合第一步反应可知，第二步反应为过氧化氢
和 生成氢氧根离子和水、氧气： 。
12．KI是中学化学常用的还原剂，某小组设计实验探究I-的性质。回答下列问题：
实验(一)探究影响氧化剂与KI反应的因素。FeCl 、CuCl 、AgNO 溶液分别与KI反应，实验及现象如表所示：
3 2 3
实验操作 实验及现象
①X为AgNO 溶液，产生黄色沉淀，溶液不变蓝
3
②X为CuCl 溶液，过滤，得到蓝色溶液和白色沉淀
2
③X为FeCl 溶液，溶液变蓝，没有沉淀产生；再滴加K[Fe(CN) ]溶液，
3 3 6
产生沉淀，过滤，沉淀为蓝色
已知：CuI为难容于水的白色固体。常温下，K (AgI)=8. 5×10-17 ，K (CuI)=1.2×10-12。
sp sp
(1)实验②中的氧化产物为 (填化学式)。
(2)实验③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)已知：Ag+的氧化性比Fe3+的强，但氧化剂的氧化性强弱除受本身性质影响外，还与温度、浓度、溶液
的酸碱度等外界条件有关。分析实验①③，试解释实验①中溶液没有变蓝的主要原因可能是 。
实验(二)探究氯气与KI反应的产物。
资料显示：I 和I-在溶液中会发生反应I+I ，部分离子颜色如表所示。
2 2
离
子
颜
棕黄色，遇淀粉变蓝 红色 黄色 无色
色
(4)A中发生反应的化学方程式为 。
(5)反应一段时间后，B中溶液颜色变为浅棕色，为了探究B溶液中的含碘物质，设计如下实验：实验操作 实验现象
I．取反应后B中的溶液10mL，分成两等份，第一份滴入1滴碘水；第 第一份溶液变蓝色；第二份溶液
二份滴入1滴淀粉溶液 颜色没有变化
II．将I 溶于KI溶液中配制得碘总浓度为0.1mol·L-1的溶液，取该溶液 加淀粉后溶液变蓝，通氯气后蓝
2
2mL，向其中滴加1滴淀粉溶液，再通入少量氯气 色褪去，溶液显浅棕色
III．向II反应后的溶液中继续通入氯气 溶液几乎变为无色
①操作I的目的是排除 (填离子符号)的干扰。
②写出 在水溶液中与Cl 反应生成 的离子方程式： 。
2
③由以上实验可推断B中溶液颜色变成浅棕色的原因可能是生成了 (填离子符号)，这两种离子混合
后溶液呈浅棕色。
【答案】(1)I
2
(2)1：1
(3)Ag+和I-优先反应生成AgI，降低了Ag+浓度，导致Ag+的氧化性减弱
(4)2KMnO+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl +5Cl↑+8H O
4 2 2 2
(5) +2Cl+3H O= +6Cl-+6H+ 、
2 2
【解析】（1）根据实验现象X为CuCl 溶液，与KI淀粉溶液反应得到蓝色溶液和白色沉淀，根据已知信
2
息，说明生成了I 和CuI沉淀，所以氧化产物为I；
2 2
（2）根据实验现象X为FeCl 溶液，溶液变蓝，没有沉淀产生，则生成了I，反应的离子方程式为2Fe3+
3 2
+2I-=2Fe2++I ，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：1；
2
（3）Ag+和I-优先反应生成AgI，降低了Ag+浓度，导致Ag+的氧化性减弱，无法与I-反应生成I，溶液不
2
变蓝；
（4）浓盐酸与高锰酸钾反应制备氯气的化学方程式：2KMnO +16HCl(浓)=2KCl+2MnCl +5Cl↑+8H O；
4 2 2 2
（5）①第一份滴入1滴碘水，碘单质与淀粉作用显示蓝色，证明反应后的B溶液中有淀粉， 显棕黄色
且遇淀粉变蓝，第二份滴入淀粉溶液，溶液颜色没有变化，说明溶液的浅棕色不是 造成的，无 ；
②ICl -中的碘为+1价，反应后生成 ，碘的价态升高4价价，氯气具有氧化性生成Cl-，氯的价态降低2
2
价，由电子守恒1ICl -+2Cl→1 +6Cl-，由电荷守恒1ICl -+2Cl―→1 +6Cl-+6H+，最后由质量守恒得离
2 2 2 2子反应式为：ICl -+2Cl+3H O＝ +6Cl-+6H+；
2 2 2
③向Ⅱ所得溶液继续通入氯气，溶液几乎变为无色，被氧化成 (无色)，B中溶液颜色变成浅棕色的原
因是I-先被氯气氧化成I，Cl+2I-＝I+2Cl-，I 又被氯气氧化成 (红色)和 (黄色)，两者混合呈浅棕
2 2 2 2
色溶液。
13．某化学兴趣小组想探究 溶液与 的反应历程。
Ⅰ.利用如图装置制备
(1)仪器a的名称
(2)b中反应的化学方程式为 ，该反应体现了浓硫酸的 性。
Ⅱ.利用探究 溶液与 的反应
(3)兴趣小组预测， 能使 溶液由黄色变为浅绿色，反应的离子方程式为 。
向 溶液中通入 至饱和后，用橡皮塞封闭试管，观察到溶液由黄色迅速变为血红色，静置
后变回黄色，静置 后，变为浅绿色。
(4)探究血红色物质生成的原因
查阅资料：血红色物质可能与 饱和溶液中的主要微粒： 、 、 、 、 有关。
①取少量上述血红色溶液，立即滴加几滴 溶液A，溶液又褪为黄色。据此推测：红色物质的产生与 无关。物质A的化学式为 。
②向 溶液中滴加 溶液，溶液变为血红色，滴加几滴 溶液A，
褪成黄色。据此推测：红色物质的产生与 和 无关，主要与 或 有关。推测理由是
。
③利用分光光度仪测定红色物质的浓度(吸光度越高，浓度越大)，实验数据如下：
吸光度
0.5 4.0 0.0 0.412
0.5 3.6 0.4 0.359
0.5 3.2 0.8 0.331
0.5 2.8 1.2 0.297
结论：溶液变血红色的主要原因是 和 发生配合反应。
(5)由以上探究结果说明该条件下， 与 溶液反应的活化能：氧化还原反应 (填“大于”
“小于”“等于”)配合反应。
(6)兴趣小组在某次实验中，通入 后未封闭试管，发现血红色更快变回黄色。其可能原因是
。
【答案】(1)分液漏斗
(2) 酸性
(3)
(4)HCl或HSO 加入盐酸后， 和 变小， 和 变大，溶液褪为黄色
2 4
(说明：写 、 与 离子方程式等其他合理答案均可)
(5)大于(6)空气的 将 氧化为 ，使得 变小
【分析】实验室制取SO 的方法是用亚硫酸钠与浓硫酸反应，符合强酸制弱酸的原理体现了硫酸的酸性。
2
Fe3+具有氧化性，SO 具有还原性，会发生氧化还原反应，Fe3+被还原成Fe2+，SO 被氧化为硫酸，Fe3+会和
2 2
一些离子发生配合反应生成配离子显示颜色，为了证明Fe3+与哪些离子会发生配合反应，用排除方法来证
明，先加入盐酸或硫酸不会变红色，排除H+，向 溶液中滴加 溶液，溶
液变红色，再加入盐酸或硫酸，生成了SO 和HSO ，但是红色褪去，说明变红色与SO 和HSO 无关，最
2 2 3 2 2 3
后用分光光度仪检验亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子哪个有关系。
【解析】（1）仪器A的名称是分液漏斗，用来加入液体试剂的；
（2）亚硫酸钠与硫酸反应的方程式为： ，符合强酸制取弱
酸，体现了硫酸的酸性；
（3）Fe3+与SO 发生氧化还原反应，Fe3+具有氧化性被还原成Fe2+，SO 具有还原性，被氧化成硫酸根离
2 2
子，根据得失电子守恒，原子守恒，电荷守恒得出离子方程式为：
；
（4）先排除红色物质与H+无关，应该向反应后的溶液加入适量的酸，结果红色反而退去，说明红色物质
与H+无关，A物质应该HSO 或者HCl，向 溶液中滴加 溶液，溶液变
2 4
为血红色，滴加几滴 硫酸或盐酸，亚硫酸氢钠生成亚硫酸和SO ，结果溶液褪成黄色。据此推
2
测：红色物质的产生与 和 无关，主要与 或 有关，最后用分光光度计检测发现，亚硫酸
根离子浓度越大，颜色越深，说明红色物质与亚硫酸根离子有关；
（5）活化能越大，反应速率越慢，由于先变红色，说明配合反应速率快，配合反应的活化能小；
（6）未封管口，溶液与大气接触，亚硫酸根离子易被氧气氧化成硫酸根离子，亚硫酸根离子浓度减小，
红色消失，变成了三价铁离子的颜色黄色。
14．某小组探究不同阴离子与Ag+的结合倾向并分析相关转化。
资料：
i． 和 均为白色，难溶于水。ii． 与 、 能生成 、
iii．与 结合倾向 。
(1)探究 、 与 的结合倾向
实验 滴管 试管 现象
I 等浓度的NaI和 溶液 黄色沉淀
10滴0.1mol/L 溶液
Ⅱ 等浓度的NaI和 溶液 黄色沉淀
①写出生成黄色沉淀的离子方程式： ，由实验I推测：与 结合倾向：
(填“>”或“<”)。
②取两等份AgBr浊液，分别滴加等浓度、等体积的 和 溶液，前者无明显现象，后者浊液
变澄清，澄清溶液中＋1价银的存在形式为 (填化学式)。推测：与 结合倾向：
。
查阅资料证实了上述推测。
(2) 的转化
实
滴管 试管 现象
验
0.1mol/L 溶
Ⅲ 0.1mol/L 溶液 白色沉淀，振荡后消失
液
0.1mol/L 溶 白色沉淀，逐渐变为灰色，最终为黑色沉
Ⅳ 0.1mol/L 溶液
淀
液
①写出实验Ⅲ中白色沉淀消失的离子方程式 。
②查阅资料：实验Ⅳ中黑色沉淀是 ， 中S元素的化合价分别为-2和＋6.写出实验Ⅳ中白色沉淀变为黑色的化学方程式并分析原因 。
③ 溶液可用作定影液。向 溶液溶解AgBr之后的废定影液中，加入 (填试剂和
操作)，可使定影液再生。
(3) 的转化
分析试管1出现银镜的原因 。
(4)资料显示：S原子与 结合比O原子更稳定。 与 结构相似，但与 结合倾向：
，试从微粒空间结构角度解释原因 。
【答案】(1) Ag++I-=AgI↓ ＞ [Ag(S O)]3-
2 3 2
(2) Ag SO+3 =2[Ag(S O)]3- Ag SO+H O=Ag S+HSO ，Ag+与-2价S结合倾向更强 NaS溶
2 2 3 2 3 2 2 2 3 2 2 2 4 2
液至不再产生黑色沉淀后过滤
(3)加浓NaOH溶液， 还原性增强
(4)4个O原子与Ag+结合， 是1个S原子、3个O原子与Ag+结合，因为S原子与Ag+结合比O原子更
稳定，所以与Ag+结合倾向： ＜
【解析】（1）①往等浓度的NaI和NaSO 溶液中加入10滴0.1mol/LAgNO 溶液，产生黄色沉淀为AgI，
2 2 3 3
则生成黄色沉淀的离子方程式：Ag++I-=AgI↓，证明与Ag+结合倾向I-＞ ；
②取两等份AgBr浊液，分别滴加等浓度、等体积的NaSO 和NaSO 溶液，前者无明显现象，后者浊液
2 3 2 2 3
变澄清，根据已知ii.Ag+与 、 能生成[Ag(SO)]3-、[Ag(S O)]3-，则澄清溶液中+1价银的存在形式
3 2 2 3 2
为[Ag(S O)]3-；
2 3 2（2）①实验Ⅲ中往0.1mol/LNa SO 溶液中滴加0.1mol/LAgNO 溶液，产生白色沉淀，后消失，则生成的
2 2 3 3
Ag SO，继续反应生成[Ag(S O)]3-，白色沉淀消失的离子方程式为Ag SO+3 =2[Ag(S O)]3-；
2 2 3 2 3 2 2 2 3 2 3 2
②Ag SO+H O=Ag S+HSO ，Ag+与-2价S结合倾向更强，故实验Ⅳ中白色沉淀变为黑色；
2 2 3 2 2 2 4
③Na SO 溶液可用作定影液；向NaSO 溶液溶解AgBr之后的废定影液中，加入NaS溶液至不再产生黑
2 2 3 2 2 3 2
色沉淀后过滤，可使定影液再生；
（3）试管1中加浓NaOH溶液， 还原性增强，析出银镜；
（4） 和 都是四面体形，体心的S很难与Ag+配位， 主要是4个O原子与Ag+结合， 是1
个S原子、3个O原子与Ag+结合，因为S原子与Ag+结合比O原子更稳定，所以与Ag+结合倾向： ＜
。
15．某研究小组探究镁、铝与 溶液的反应。
实验Ⅰ：将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入60℃的温水中，观察到开始时镁条表面有气泡，5
分钟后气泡迅速减少直至反应停止；铝条表面无明显现象。
实验Ⅱ：将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入饱和 溶液( )中，观察到镁条表面有气
泡，且持续时间较长，溶液中产生白色浑浊，铝条表面持续产生气泡。
(1)实验Ⅰ中镁条表面产生气泡的反应为 。
(2)实验Ⅱ中饱和 溶液 的原因 (写离子方程式)。
(3)探究实验Ⅰ和Ⅱ现象不同的原因，设计实验Ⅲ。
实验
a b
Ⅲ
电流计指针向右偏转，镁条上无明显现象；随后电 电流计指针持续向右偏转，示数逐渐减小，
现象 流计指针迅速归零继而向左偏转，镁条上少量气泡 溶液中有白色浑浊物，铝条上持续有气泡产
产生，铝条上持续有气泡产生 生①实验a是b的对照组，所用NaOH溶液的浓度为 。
②实验a中开始时Mg是原电池的 极。
③用化学用语表示实验a中铝条上持续产生气泡的原因 。
④查阅资料，实验b中沉淀成分为 ，实验证实了沉淀中含有 ，将白色浑
浊物过滤、洗涤，加入0.1mol/L盐酸y mL恰好完全反应，产生标况下的 气体x mL，x、y之间的关系
为 (用含x、y的表达式表示)。
⑤实验a中电流计指针出现反向偏转，而实验b中电流计指针未发生反向偏转的原因 。
(4)结合铝元素的分布系数解释实验Ⅱ中铝与饱和 溶液持续产生细小气泡的原因 ，已
知： 分布分数与溶液pH的关系如图：所示
【答案】(1)
(2)
(3) 负 、
x<1.12y 还原性强于 ，实验a中首先 失去电子生成 ，结合 生成致密的 覆
盖在镁条表面，镁条还原性降低作正极，使电流计指针反向偏转；实验b中由于 浓度较高， 结
合 和 生成 ，从镁条表面脱落，镁条因未被充分覆盖一直作负极，电流计指针不反向偏转
(4)饱和 溶液 ，铝元素主要以 形式存在，使铝与 溶液的反应可以持续进行
【分析】由题意可知，该实验的实验目的是探究镁、铝与碳酸钠溶液的反应，由实验可知，镁能与碳酸钠
溶液中的水反应生成氢氧化镁和氢气，氢氧化镁覆盖在镁条表面阻碍反应的继续进行，而铝与碳酸钠溶液
反应生成四羟基合铝离子。
【解析】（1）由分析可知，实验Ⅰ中镁条表面产生气泡的反应为镁与碳酸钠溶液中的水反应生成氢氧化
镁和氢气，反应的化学方程式为 ，故答案为：
；
（2）实验Ⅱ中饱和碳酸钠溶液pH为12的原因是碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根离子在溶液中水解使溶液
呈碱性，反应的离子方程式为 ，故答案为： ；
（3）①实验a是b的对照组，由探究实验变量唯一化原则可知，实验a中氢氧化钠溶液的pH为12，浓度
为0.01mol/L，故答案为：0.01mol/L；
②由实验现象可知，实验a中开始时，镁和铝在碳酸钠溶液中构成原电池，金属性强于铝的镁做原电池的
负极，失去电子发生氧化反应生成氢氧化镁，故答案为：负极；
③由实验现象可知，实验a中开始时，镁和铝在碳酸钠溶液中构成原电池，金属性强于铝的镁做原电池的
负极，铝在正极，水在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子和氢气，电极反应式为
，放电生成的氢氧化镁覆盖在镁条表面使镁的还原性降低，导致铝做原电池的负
极，碱性条件下铝失去电子发生氧化反应生成四羟基合铝离子，电极反应式为 ，
同时铝饱和碳酸钠溶液中的氢氧根离子反应生成四羟基合铝离子和氢气，反应的离子方程式为
，所以实验a中铝条上持续产生气泡；
④若沉淀中只含MgCO ，碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水，反应的方程式为
3
+2HCl=MgCl +CO ↑+H O，由方程式可得： ×2=0.1mol/L×10—3yL，解得x=1.12y，但沉淀中含有
2 2 2OH-，实际消耗盐酸的量要多于和碳酸镁反应用去的盐酸量；
⑤由实验现象可知，实验a中电流计指针出现反向偏转，而实验b中电流计指针未发生反向偏转的原因是
还原性强于 ，实验a中首先 失去电子生成 ，结合 生成致密的 覆盖在镁条表
面，镁条还原性降低作正极，使电流计指针反向偏转；实验b中由于 浓度较高， 结合 和
生成 ，从镁条表面脱落，镁条因未被充分覆盖一直作负极，电流计指针不反向
偏转；
（4）由图可知，实验Ⅱ中铝与饱和碳酸钠溶液持续产生细小气泡的原因是铝与pH为12的饱和碳酸钠溶
液反应生成四羟基合铝离子，没有生成氢氧化铝沉淀覆盖在铝条表面阻碍反应的继续进行，使得反应可以
持续进行。
