当前位置:首页>文档>重难点14性质探究型实验综合题-2024年高考化学热点·重点·难点专练(新高考专用)(解析版)_05高考化学_2024年新高考资料_3.2024专项复习

重难点14性质探究型实验综合题-2024年高考化学热点·重点·难点专练(新高考专用)(解析版)_05高考化学_2024年新高考资料_3.2024专项复习

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重难点14性质探究型实验综合题-2024年高考化学热点·重点·难点专练(新高考专用)(解析版)_05高考化学_2024年新高考资料_3.2024专项复习
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文档信息

文档格式
docx
文档大小
5.321 MB
文档页数
43 页
上传时间
2026-03-30 04:27:22

文档内容

重难点 14 性质探究型实验综合题 ►命题趋势►解题策略►真题回眸►限时检测 考向一 探究化学反应的结果 考向二 探究化学反应的条件 考向三 探究化学反应的影响因素 性质探究型实验综合题 考向四 探究化学物质的性质(氧化性、还原性、酸碱性 等) 考向五 探究化学反应机理及历程 性质探究型实验是现在高考的一个趋势,主要考查学生的化学实验探究能力和科学表达能力。试题往 往以一个具体的化学问题或化学现象为背景,在实验结果不知晓的情况下,由实验者自行设计实验方案进 行探究,因此就会涉及结果假设、实验方案设计、现象预测、得出结果等不同的过程。性质探究型实验一 般有以下几种命题形式: (1)探究化学实验中的反常现象或反常结果; (2)探究对经典问题或教材实验的质疑; (3)探究未知物的成分; (4)探究物质的性质及形成原因; (5)探究化学反应的条件及现象; (6)探究化学反应机理及历程; 预计2024年高考中,性质探究型实验综合题仍是出题的重点,在试题中穿插考查元素及化合物知识、 实验基本操作、化学基本理论、化学计算等相关知识。 【策略1】熟悉探究物质性质的基本方法和程序【策略2】回归教材——明确物质性质探究、验证的实验角度 (1)物质氧化性、还原性及其强弱的判断。 如探究SO 具有还原性的方法是将气体通入酸性 KMnO 溶液中,通过观察酸性KMnO 溶液是否褪色 2 4 4 来说明;如探究Fe3+的氧化性强于I 时,可利用FeCl 与淀粉KI溶液反应,通过溶液变蓝色来说明Fe3+的 2 3 氧化性强于I。 2 (2)验证同周期、同主族元素性质的递变规律. 一般通过设计比较元素金属性、非金属性强弱的实验来完成。如通过比较Mg、Al与同浓度盐酸反应 产生H 的快慢来说明Mg、Al的活泼性顺序。 2 金属性强弱比较:可通过与水或酸反应置换氢的能力、最高价氧化物对应水化物的碱性、置换反应、 原电池的正负极、电解池中阴极阳离子的放电顺序等方法来比较。 非金属性强弱比较:可通过最高价氧化物对应水化物的酸性、气态氢化物的稳定性、与H 化合的难易 2 程度、相互之间的置换、对应阴离子的还原性等方法来比较。 利用“氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性”原理探究:将氯气通入FeCl 溶液 2 探究Cl、Fe3+、I 2 2 中,氯气将Fe2+氧化成Fe3+,将FeCl 溶液滴入淀粉-KI溶液中,Fe3+将I-氧化成 3 的氧化性强弱 I 2 (3)电解质强弱的判断。 如探究化合物HA是弱电解质的方法是常温下配制NaA溶液,测pH,若pH>7,则说明HA为弱电解 质。 (4)物质酸性强弱的判断。 可通过强酸制弱酸、对应盐溶液的碱性、同浓度溶液导电能力或pH等方法来比较。 探究盐酸、碳酸、 利用“强酸制弱酸”的原理探究:盐酸与碳酸盐反应制取 CO ,气体净化后通入 2硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀; 硅酸的酸性强弱 利用盐的水解原理探究:用pH试纸(或pH计)测定同浓度的NaCl溶液、NaHCO 3 溶液、NaSiO 溶液的pH,pH越大,则对应酸的酸性越弱; 2 3 用pH试纸(或pH计)分别测定同浓度的HCOOH溶液、CHCOOH溶液的pH; 探究HCOOH、 3 CHCOOH电离能力 3 用pH试纸(或pH计)分别测定同浓度的HCOONa溶液、CHCOONa溶液的pH, 3 的强弱 盐溶液的pH越大,则对应酸的酸性越弱; (5)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。 可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压 变化等设计实验,找出规律。 (6)K 的大小比较 sp 向少量的AgNO 溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成,再向其中滴加 3 KI溶液,产生黄色沉淀; 探究AgCl、AgI的溶 度积大小 向浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1 mol·L-1 AgNO 溶液, 3 先产生黄色沉淀; 探究CuS、ZnS的溶 向浓度相同的CuSO 、ZnSO 的混合液中滴入NaS溶液,若先生成黑色沉淀 4 4 2 度积大小 CuS、后生成白色沉淀ZnS,则说明K (ZnS)>K (CuS); sp sp (7)一元酸、二元酸判断:可用NaOH溶液进行中和滴定测定消耗V(NaOH)来确定 (8)羟基的数目判断:可通过取一定量试剂与足量Na反应测定放出氢气的量来确定 (9)羧基的数目判断:可通过取一定量试剂与足量NaHCO 反应测定放出CO 的量来确定 3 2 (10)热分解产物的性质探究、判断。 ①难溶性碳酸盐 氧化物+CO; 2 ②碳酸的酸式盐 碳酸的正盐+CO+HO; 2 2 ③铵盐(NH NO 除外) NH +相应的酸(或酸性氧化物+HO); 4 3 3 2 ④硝酸盐 金属(或金属氧化物、亚硝酸盐)+氮氧化物(NO或NO )+O; 2 2 ⑤草酸晶体 CO+CO+HO。 2 2【策略3】掌握探究实验中常见操作及原因分析 操作 目的或原因 沉淀水洗 除去××(可溶于水)杂质 a.减小固体的溶解度;b.除去固体表面吸附的杂质;c.乙醇 沉淀用乙醇洗涤 挥发带走水分,使固体快速干燥 冷凝回流 防止××蒸气逸出脱离反应体系;提高××物质的转化率 防止××离子水解;防止××离子沉淀;确保××离子沉淀完 控制溶液pH 全;防止××溶解等 “趁热过滤”后,有时先向滤液 中加入少量水,加热至沸腾,然 稀释溶液,防止降温过程中杂质析出,提高产品的纯度 后再“冷却结晶” 加过量A试剂 使B物质反应完全(或提高B物质的转化率等) 温度过高××物质分解(如HO、浓硝酸、NH HCO 等)或×× 2 2 4 3 温度不高于××℃ 物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如NaSO 等) 2 3 或促进××物质水解(如AlCl 等) 3 减小压强,使液体沸点降低,防止××物质受热分解(如 减压蒸馏(减压蒸发) HO、浓硝酸、NH HCO 等) 2 2 4 3 抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl 溶液时需在HCl气流 3 蒸发、反应时的气体氛围 中进行,加热MgCl ·6H O制MgCl 时需在HCl气流中进行 2 2 2 等) 配制某溶液前先煮沸水 除去溶解在水中的氧气,防止××物质被氧化 反应容器中用玻璃管和大气相通 指示容器中压强大小,避免反应容器中压强过大 考向一 探究化学反应的结果 1.(2023·北京·统考高考真题)资料显示, 可以将 氧化为 。某小组同学设计实验探究 被 氧化的产物及铜元素的价态。 已知: 易溶于 溶液,发生反应 (红棕色); 和 氧化性几乎相同。I.将等体积的 溶液加入到 铜粉和 的固体混合物中,振荡。 实验记录如下: 实验现象 极少量 溶解,溶液为淡红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白 实验Ⅰ 色沉淀,溶液仍为淡红色 部分 溶解,溶液为红棕色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色 实验Ⅱ 沉淀,溶液仍为红棕色 完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶 实验Ⅲ 解,溶液为深红棕色 (1)初始阶段, 被氧化的反应速率:实验Ⅰ (填“>”“<”或“=”)实验Ⅱ。 (2)实验Ⅲ所得溶液中,被氧化的铜元素的可能存在形式有 (蓝色)或 (无色),进行以下 实验探究: 步骤a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液,加入 ,多次萃取、分液。 步骤b.取分液后的无色水溶液,滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色,并逐渐变深。 ⅰ.步骤a的目的是 。 ⅱ.查阅资料, , (无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤 的溶液中发生的变化: 。 (3)结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是 ,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是 。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体,洗涤后得到白色沉淀,加入浓 溶液, (填实验现 象),观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是 。 (4)上述实验结果, 仅将 氧化为 价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了 能将 氧化为 。装置如图所示, 分别是 。(5)运用氧化还原反应规律,分析在上述实验中 被 氧化的产物中价态不同的原因: 。 【答案】 (1)< (2)除去 ,防止干扰后续实验 、 (3) 或 白色沉淀逐渐溶解,溶液变为无色 铜与碘的反应为可逆 反应(或 浓度小未能氧化全部的 ) (4)铜、含 的 的 溶液 (5)在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中 可以进一步与 结合生成 沉淀或 , 浓度减小使得 氧化性增强,发生反应 和 。 【详解】因I 溶解度较小,Cu与I 接触不充分,将转化为 可以提高Cu与 的接触面积,提高反应速 2 2 率。加入 , 平衡逆向移动,I 浓度减小, 浓度增加, 浓度增加,加入氨水后转 2 化为 ,被氧化为 ,故而产生无色溶液变为蓝色溶液的现象。 (1)提高KI浓度,便于提高 的浓度,与Cu接触更加充分,Cu与 的反应速率加快,故实验Ⅰ<实验 Ⅱ; (2)加入 ,I 浓度减小, 平衡逆向移动, 浓度增加,其目的为:除去 ,防止干扰 2 后续实验。加入浓氨水后 转化为 ,无色的 被氧化为蓝色的 ,方程式为 、 ; (3)结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是 ,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是或 ; 反应为可逆反应,加入浓 溶液,I 浓度减小,CuI 2 转化为Cu和I,故产生白色沉淀溶解,溶液变为无色,出现红色固体的过程;铜未完全反应的原因是铜与 2 碘的反应为可逆反应(或 浓度小未能氧化全部的 ); (4)要验证 能将 氧化为 ,需设计原电池负极材料为Cu,b为含 的 的 溶液; (5)含 的 的 溶液铜与碘反应的体系在原电池装置中, 将 氧化为 ;而在实验 Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中 以 形式存在,这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中 可以进一步与 结 合生成 沉淀或 , 浓度减小使得 氧化性增强,发生反应 和 。 考向二 探究化学反应的条件 2.(2022·北京·高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。 资料:ⅰ、Mn2+在一定条件下被Cl 或ClO-氧化成MnO (棕黑色)、MnO (绿色)、MnO (紫色)。 2 2 ⅱ、浓碱条件下,MnO 可被OH-还原为MnO 。 ⅲ、Cl 的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。 2 实验装置如图(夹持装置略): C中实验现象 实 物质a 验 通入Cl 前 通入Cl 后 2 2 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色, Ⅱ 5%NaOH溶液 黑色沉淀 仍有沉淀 40%NaOH溶 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色, Ⅲ 液 黑色沉淀 仍有沉淀 (1)B中试剂是 。 (2)通入Cl 前,实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为 。 2 (3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl 后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是 。 2 (4)根据资料ⅱ,实验Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因: 原因一:可能是通入Cl 导致溶液的碱性减弱。 2 原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将MnO 氧化为MnO 。 ①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因: ,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。 ②取实验Ⅲ中放置后的1mL悬浊液,加入4mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加 深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为 ,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO 被 (填化学式)氧化, 2 可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。 ③取实验Ⅱ中放置后的1mL悬浊液,加入4mL水,溶液紫色缓慢加深,发生反应的离子方程式是 。 ④从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因: 。 【答案】 (1)饱和NaCl溶液 (2)2Mn(OH) +O=2MnO+2HO 2 2 2 2 (3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强 (4)Cl +2OH-=Cl-+ClO-+HO 4MnO +4OH-=4MnO +O↑+2HO Cl 3ClO-+2MnO + 2 2 2 2 2 2 2OH-=2MnO +3Cl-+HO 过量Cl 与NaOH反应产生NaClO,使溶液的碱性减弱,c(OH-)降低,溶液 2 2 中的MnO 被还原为MnO 的速率减小,因而实验Ⅲ未得到绿色溶液 【详解】在装置A中HCl与KMnO 发生反应制取Cl,由于盐酸具有挥发性,在装置B中盛有饱和NaCl 4 2 溶液,除去Cl 中的杂质HCl,在装置C中通过改变溶液的pH,验证不同条件下Cl 与MnSO 反应,装置 2 2 4 D是尾气处理装置,据此解答。 (1)根据以上分析可知B中试剂是饱和NaCl溶液;(2)通入Cl 前,Ⅱ、Ⅲ中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的OH-反应产生Mn(OH) 白色沉淀,该沉 2 2 淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色的MnO ,则沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为 2 2Mn(OH) +O=2MnO+2HO。 2 2 2 2 (3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl 后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是Mn2+的还原性随溶液碱 2 性的增强而增强。 (4)①Cl 与NaOH反应产生NaCl、NaClO、HO,使溶液碱性减弱,反应的离子方程式为Cl+2OH-=Cl- 2 2 2 +ClO-+HO。 2 ②溶液紫色变为绿色是由于在浓碱条件下,MnO 可被OH-还原为MnO ,方程式为4MnO +4OH- =4MnO +O↑+2HO;溶液绿色缓慢加深,原因是MnO 被Cl 氧化,可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过 2 2 2 2 量。 ③溶液紫色缓慢加深,说明ClO-将MnO 氧化为MnO ,方程式为3ClO-+2MnO +2OH-=2MnO +3Cl-+ 2 2 HO。 2 ④由于过量Cl 与NaOH反应产生NaClO,使溶液的碱性减弱,c(OH-)降低,溶液中的MnO 被还原为 2 MnO 的速率减小,因而实验Ⅲ未得到绿色溶液。 考向三 探究化学反应的影响因素 3.(2022·广东·高考真题)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用 表示)。 的应用与 其电离平衡密切相关。25℃时, 的 。 (1)配制 的 溶液,需 溶液的体积为 mL。 (2)下列关于 容量瓶的操作,正确的是 。 (3)某小组研究25℃下 电离平衡的影响因素。 提出假设。稀释 溶液或改变 浓度, 电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为 的 和 溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定 ,记录数据。序号 Ⅰ 40.00 / / 0 2.86 Ⅱ 4.00 / 36.00 0 3.36 … Ⅶ 4.00 a b 3:4 4.53 Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1:1 4.65 ①根据表中信息,补充数据: , 。 ②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释 溶液,电离平衡 (填”正”或”逆”) 向移动;结合表中数据,给出判断理由: 。 ③由实验Ⅱ~VIII可知,增大 浓度, 电离平衡逆向移动。 实验结论假设成立。 (4)小组分析上表数据发现:随着 的增加, 的值逐渐接近 的 。 查阅资料获悉:一定条件下,按 配制的溶液中, 的值等于 的 。 对比数据发现,实验VIII中 与资料数据 存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度 不够引起,故先准确测定 溶液的浓度再验证。 ①移取 溶液,加入2滴酚酞溶液,用 溶液滴定至终点,消耗体积为 ,则该 溶液的浓度为 。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图 并标注滴定终点 。 ②用上述 溶液和 溶液,配制等物质的量的 与 混合溶液,测定pH,结果 与资料数据相符。 (5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为 的 和 溶液,如何准确测定 的 ?小 组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。Ⅰ 移取 溶液,用 溶液滴定至终点,消耗 溶液 Ⅱ ,测得溶液的pH为4.76 实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。 (6)根据 可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途 。 【答案】 (1)5.0 (2)C (3)3.00 33.00 正 实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的pH增大值小于1 (4)0.1104 (5)另取20.00mlHAc,加入 mL氢氧化钠 (6)HClO:漂白剂和消毒液(或HSO :还原剂、防腐剂或HPO :食品添加剂、制药、生产肥料) 2 3 3 4 【详解】 (1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250mL×0.1mol/L=V×5mol/L,解得V=5.0mL,故答案 为:5.0。 (2)A.容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故A错误; B.定容时,视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,故B错误; C.向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶 口,故C正确; D.定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶 塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,故D错误; 综上所述,正确的是C项。(3)①实验VII的溶液中n(NaAc):n(HAc)=3:4,V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,, 由实验I可知,溶液最终的体积为40.00mL,因此V(H O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即 2 b=33.00,故答案为:3.00;33.00。 ②实验I所得溶液的pH=2.86,实验II的溶液中c(HAc)为实验I的 ,稀释过程中,若不考虑电离平衡移 动,则实验II所得溶液的pH=2.86+1=3.86,但实际溶液的pH=3.36<3.86,说明稀释过程中,溶液中n(H+) 增大,即电离平衡正向移动,故答案为:正;实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的 pH增大值小于1。 (4)(i)滴定过程中发生反应:HAc+NaOH=NaAc+H O,由反应方程式可知,滴定至终点时, 2 n(HAc)=n(NaOH),因此22.08mL×0.1mol/L=20.00mL×c(HAc),解得c(HAc)=0.1104mol/L,故答案为: 0.1104。 (ii)滴定过程中,当V(NaOH)=0时,c(H+)= ≈ mol/L=10-2.88mol/L,溶液的 pH=2.88,当V(NaOH)=11.04 mL时,n(NaAc)=n(HAc),考虑HAc的电离和Ac-的水解,HAc的电离程度 大于Ac-的水解程度,故溶液中NaAc>HAc,溶液的pH>PKa,即pH>4.76,当V(NaOH)=22.08mL时, 达到滴定终点,溶液中溶质为NaAc溶液,Ac-发生水解,溶液呈弱碱性,当NaOH溶液过量较多时, c(NaOH)无限接近0.1mol/L,溶液pH接近13,因此滴定曲线如图: 。 (5)向20.00mL的HAc溶液中加入VmL NaOH溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当 1 时,溶液中c(H+)的值等于HAc的K,因此另取20.00mlHAc,加入 mL氢氧化钠,使溶液 a 中n(NaAc)=n(HAc),故答案为:另取20.00mlHAc,加入 mL氢氧化钠。 (6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛,如HClO具有强氧化性,在生活中可用于漂白和消毒,HSO 具 2 3 有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适量HSO 可用作防腐剂,HPO 具有中强酸性,可用作食品 2 3 3 4 添加剂,同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途,故答案为:HClO:漂白剂和消毒液(或HSO :还原 2 3 剂、防腐剂或HPO :食品添加剂、制药、生产肥料)。 3 4 4.(2021·广东·高考真题)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组 成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。 (1)实验室沿用舍勒的方法制取 的化学方程式为 。 (2)实验室制取干燥 时,净化与收集 所需装置的接口连接顺序为 。 (3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中 已分解。检验此久置氯水中 存在的操作及 现象是 。 (4)某合作学习小组进行以下实验探究。 ①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对 溶解度的影响。 ②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液 中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时, 。 ③提出猜想。 猜想a:较高温度的 饱和溶液的电导率较大。 猜想b: 在水中的溶解度 。 ④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的 饱和溶液),在设定的测试温度下,进 行表中实验1~3,记录数据。 实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/ Ⅰ:25℃的 饱和溶 1 25 液 Ⅱ:35℃的 饱和溶 2 35 液 3 Ⅲ:45℃的 饱和溶 45液 ⑤数据分析、交流讨论。25℃的 饱和溶液中, 。 实验结果为 。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想 成立,但不足以证明猜想 成立。 结合②中信息,猜想 不足以成立的理由有 。 ⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想 ,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡 上完成表中内容。 试 实验序号 测试温度/℃ 电导率/ 样 4 Ⅰ 5 ⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想 也成立。猜想 成立的判断依 据是 。 【答案】MnO +4HCl(浓) MnCl +Cl↑+2H O c-d-b-a-e HClO 取少量溶液于试管中,加入过 2 2 2 2 量稀硝酸,防止溶液中含有C 、HC 等,再加入少量AgNO 溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶 3 液中含有Cl- 1.34 10-5 测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度 45℃ II 45℃ A >B >B 3 2 1 【详解】 (1)实验室通常采用浓盐酸和MnO 制取 ,化学方程式为:MnO +4HCl(浓) MnCl +Cl↑+2H O,故答案 2 2 2 2 2 为:MnO +4HCl(浓) MnCl +Cl↑+2H O; 2 2 2 2 (2)根据化学方程式可知,制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气,氯气有毒,必须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体,浓硫酸除去水蒸气,最后用NaOH溶液吸收尾气,因此接口连接顺序为c-d-b- a-e,故答案为:c-d-b-a-e; (3)久置后不能使品红溶液褪色,说明HClO已分解;检验 的方法:取少量溶液于试管中,加入过量稀 硝酸,防止溶液中含有C 、HC 等,再加入少量AgNO 溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中 3 含有Cl-,故答案为:HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C 、HC 等,再加入少量 AgNO 溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-; 3 (4)⑤25℃时, ,根据沉淀溶解平衡可知,饱和的 溶液中 , 所以有 = =1.34 10-5 ; 实验1~3中,不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同,根据资料显示离子浓度一定时,稀溶液电导率随 温度的升高而增大,所以根据实验1~3无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大,进而不能得出溶解度关 系,故答案为:1.34 10-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度; ⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度下 测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可以得出温度升高饱和溶液 中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较;设计试样II在45℃下测试与实验3比 较。故答案为:45℃;II;45℃; ⑦猜想 成立的判断依据是A>B >B ,故答案为:A>B >B 。 3 2 1 3 2 1 考向四 探究化学物质的性质(氧化性、还原性、酸碱性等) 5.(2021·北京·高考真题)某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原 性的变化规律。 (1)浓盐酸与MnO 混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中仍存在盐酸和MnO 2 2。 ①反应的离子方程式是 。 ②电极反应式: i.还原反应:MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O 2 2 ii.氧化反应: 。 ③根据电极反应式,分析A中仍存在盐酸和MnO 的原因。 2 i.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高,MnO 氧化性减弱。 2 ii.随c(Cl-)降低, 。 ④补充实验证实了③中的分析。实验操作 试剂 产物 I 较浓HSO 有氯气 2 4 II a 有氯气 III a+b 无氯气 a是 ,b是 。 (2)利用c(H+)浓度对MnO 氧化性的影响,探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液,能 2 与MnO 反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是 ,从原子结构角度说明理由 。 2 (3)根据(1)中结论推测:酸性条件下,加入某种化合物可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO 。经实验 2 证实了推测,该化合物是 。 (4)Ag分别与1mol·L-1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合,Ag只与氢碘酸发生置换反应,试解释原因: 。 (5)总结:物质氧化性和还原性变化的一般规律是 。 【答案】 (1)MnO +4H+ +2Cl- Mn2++Cl↑ + 2H O 2Cl--2e- =Cl↑ Cl-还原性减弱或Cl 的氧化性增强 2 2 2 2 2 KCl固体(或浓/饱和溶液) MnSO 固体(或浓/饱和溶液) 4 (2)KCl>KBr>KI Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子 能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强 (3)AgNO 或Ag SO 3 2 4 (4)比较AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++ H↑反应得以发生 2 (5)氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂) 的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强 【详解】 (1)①二氧化锰和浓盐酸制氯气的离子方程式为:MnO +4H+ +2Cl- Mn2++Cl↑ + 2H O;②氧化反应是 2 2 2 元素化合价升高,故氧化反应为:2Cl--2e- =Cl↑③反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱,或者产生了 2 氧化性更强的氧化剂,故答案为:Cl-还原性减弱或Cl 的氧化性增强④可以从增大氯离子浓度的角度再结 2合实验II的现象分析,试剂a可以是KCl固体(或浓/饱和溶液);结合实验III的显现是没有氯气,且实验 III也加入了试剂a,那一定是试剂b影响了实验III的现象,再结合原因i可知试剂b是MnSO 固体(或 4 浓/饱和溶液); (2)非金属性越弱其阴离子的还原性越强,反应时所需的氢离子浓度越小,故顺序是KCl>KBr>KI;其原 因是Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱, 阴离子的还原性逐渐增强; (3)根据(1)中的结论推测随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱,那么如果进一步降低Cl-浓度降低则 可以导致可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO ,故答案为:AgNO 或Ag SO ; 2 3 2 4 (4)若要使反应2Ag+2H+=2Ag++ H ↑发生,根据本题的提示可以降低Ag+浓度,对比AgX的溶解度,AgI 2 溶解度最小,故Ag只与氢碘酸发生置换反应的原因是:比较AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++ H ↑反应得以发生; 2 (5)通过本题可以发现,物质氧化性和还原性还与物质的浓度有关,浓度越大氧化性或者还原性越强, 故答案为:氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂 (还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强。 考向五 探究化学反应机理及历程 6.(2021·北京·高考真题)某小组实验验证“Ag++Fe2+ Fe3++Ag↓”为可逆反应并测定其平衡常数。 (1)实验验证 实验I:将0.0100 mol/L Ag SO 溶液与0.0400 mol/L FeSO 溶液(pH=1)等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液 2 4 4 呈黄色。 实验II:向少量Ag粉中加入0.0100 mol/L Fe (SO ) 溶液(pH=1),固体完全溶解。 2 4 3 ①取I中沉淀,加入浓硝酸,证实沉淀为Ag。现象是 。 ②II中溶液选用Fe (SO ),不选用Fe(NO ) 的原因是 。 2 4 3 3 3 综合上述实验,证实“Ag++Fe2+ Fe3++Ag↓”为可逆反应。 ③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图,写出操作及现象 。(2)测定平衡常数 实验Ⅲ:一定温度下,待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时,取v mL上层清液,用c mol/L KSCN标准溶液滴 1 定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v mL。 1 资料:Ag++SCN- AgSCN↓(白色) K=1012 Fe3++SCN- FeSCN2+(红色) K=102.3 ①滴定过程中Fe3+的作用是 。 ②测得平衡常数K= 。 (3)思考问题 ①取实验I的浊液测定c(Ag+),会使所测K值 (填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。 ②不用实验II中清液测定K的原因是 。 【答案】 (1)灰黑色固体溶解,产生红棕色气体 防止酸性条件下, 氧化性氧化Fe2+干扰实验结果 a: 铂/石墨电极,b:FeSO 或Fe (SO ) 或二者混合溶液,c:AgNO 溶液;操作和现象:闭合开关 K,Ag 4 2 4 3 3 电极上固体逐渐溶解,指针向左偏转,一段时间后指针归零,再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe (SO ) 溶 2 4 3 液,与之前的现象相同;或者闭合开关 K,Ag电极上有灰黑色固体析出,指针向右偏转,一段时间后指 针归零,再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe (SO ) 溶液,Ag电极上固体逐渐减少,指针向左偏转 2 4 3 (2)指示剂 (3)偏低 Ag完全反应,无法判断体系是否达到化学平衡状态 【详解】 (1)①由于Ag能与浓硝酸发生反应:Ag+2HNO (浓)=AgNO +NO↑+H O,故当观察到的现象为灰黑色固 3 3 2 2 体溶解,产生红棕色气体,即可证实灰黑色固体是Ag,故答案为:灰黑色固体溶解,产生红棕色气体。 ②由于Fe(NO ) 溶液电离出 将与溶液中的H+结合成由强氧化性的HNO,能氧化Fe2+,而干扰实验, 3 3 3 故实验II使用的是Fe (SO ) 溶液,而不是Fe(NO ) 溶液,故答案为:防止酸性条件下, 氧化性氧化 2 4 3 3 3 Fe2+干扰实验结果。 ③由装置图可知,利用原电池原理来证明反应Fe2++Ag+ Ag+Fe3+为可逆反应,两电极反应为:Fe2+-e- Fe3+,Ag++e- Ag,故另一个电极必须是与Fe3+不反应的材料,可用石墨或者铂电极,左侧烧杯中电解质溶液必须含有Fe3+或者Fe2+,采用FeSO 或Fe (SO ) 或二者混合溶液,右侧烧杯中电解质溶液必须含有 4 2 4 3 Ag+,故用AgNO 溶液,组装好仪器后,加入电解质溶液,闭合开关 K,装置产生电流,电流从哪边流 3 入,指针则向哪个方向偏转,根据b中所加试剂的不同,电流方向可能不同,因此可能观察到的现象为: Ag电极逐渐溶解,指针向左偏转,一段时间后指针归零,说明此时反应达到平衡,再向左侧烧杯中加入 滴加较浓的Fe (SO ) 溶液,与之前的现象相同,表明平衡发生了移动;另一种现象为:Ag电极上有灰黑 2 4 3 色固体析出,指针向右偏转,一段时间后指针归零,说明此时反应达到平衡,再向左侧烧杯中加入滴加较 浓的Fe (SO ) 溶液,Ag电极上固体逐渐减少,指针向左偏转,表明平衡发生了移动,故答案为:a:铂/石 2 4 3 墨电极,b:FeSO 或Fe (SO ) 或二者混合溶液,c:AgNO 溶液;操作和现象:闭合开关 K,Ag电极上 4 2 4 3 3 固体逐渐溶解,指针向左偏转,一段时间后指针归零,再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe (SO ) 溶液,与 2 4 3 之前的现象相同;或者闭合开关 K,Ag电极上有灰黑色固体析出,指针向右偏转,一段时间后指针归 零,再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe (SO ) 溶液,Ag电极上固体逐渐减少,指针向左偏转。 2 4 3 (2)①Fe3+与SCN-反应生成红色FeSCN2+,因Ag+与SCN-反应相较于Fe3+与SCN-反应更加容易及彻底, 当溶液变为稳定浅红色,说明溶液中的Ag+恰好完全滴定,且溶液中Fe3+浓度不变,说明上述反应答案平 衡,故溶液中Fe3+的作用是滴定反应的指示剂,故答案为:指示剂。 ②取I中所得上清液vmL。用cmol/L的KSCN溶液滴定,至溶液变为稳定浅红色时,消耗vmL,已知: 1 1 Ag++SCN- AgSCN,K=1012,说明反应几乎进行完全,故有I中上层清液中Ag+的浓度为:c(Ag+)= mol/L,根据平衡三段式进行计算如下: ,故反 应的平衡常数K= = ,故答案为:指示剂; 。 (3)①若取实验I所得浊液测定Ag+浓度,则浊液中还有Ag,因存在平衡Fe2++Ag+ Ag+Fe3+,且随着反 应Ag++SCN- AgSCN,使得上述平衡逆向移动,则测得平衡体系中的c(Ag+)偏大,即 偏大,故所得 到的K= 偏小,故答案为:偏小。 ②由于实验II中Ag完全溶解,故无法判断体系是否达到化学平衡状态,因而不用实验II所得溶液进行测 定并计算K,故答案为:Ag完全反应,无法判断体系是否达到化学平衡状态。(建议用时:90分钟) 1.(2022·四川南充·校考一模)南高实验学习小组经查阅资料发现:KFeO(Mr=198)为紫色固体,微溶于 2 4 KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O,在碱性溶液中较稳定。现将他们制备高铁 2 酸钾(K FeO),测定其纯度并探究其性质的过程展示如下。 2 4 (1)制备KFeO(夹持装置略) 2 4 ①A为氯气发生装置,盛KMnO 固体的仪器名称是 。 4 ②装置B中所用的试剂X为 。 ③装置C中首先制备KClO,然后在快速搅拌下将90%的Fe(NO ) 溶液分批加入装置C中,充分反应得 3 3 KFeO 固体,写出该反应的化学方程式 。 2 4 (2)K FeO 的纯度测定 2 4 向3mLCrCl 溶液中加入20mL饱和KOH溶液(Cr3++4OH-=CrO +2HO),再加入5mL蒸馏水,冷却至室 3 2 温,准确称取1.98g样品,加入上述溶液中使其溶解,充分反应(FeO +CrO +2HO=CrO +Fe(OH) ↓ 2 3 +OH-),过滤后加入稀硫酸酸化(2CrO +2H+=Cr O +HO),并加入1mL苯二胺磺酸钠作指示剂,用 2 2 1.00mol/L的标准硫酸亚铁铵[(NH )Fe(SO )]溶液滴定(CrO +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7HO),至终点 4 2 4 2 2 2 时,消耗(NH )Fe(SO ) 溶液的体积为27.00mL。则KFeO 的质量分数为 (过程中杂质不参与反 4 2 4 2 2 4 应)。 (3)探究KFeO 的性质 2 4 ①取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 为证明是否KFeO 2. 2 4 氧化了Cl-而产生Cl,设计以下方案: 2 方案Ⅰ 取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。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b.取少 2 4 方案Ⅱ 量b,滴加盐酸,有Cl 产生。 2 Ⅰ.方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有 离子,但该离子的产生不能判断一定是KFeO 被Cl-还原 2 4 得到,还可能由 产生(用离子反应方程式表示)。 Ⅱ.方案Ⅱ可证明KFeO 氧化了Cl-,用KOH溶液洗涤的目的是 。 2 4 ②根据KFeO 的制备实验得出:氧化性Cl FeO (填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl 和 2 4 2 2 FeO 的氧化性强弱关系相反,原因是 。 【答案】 (1)圆底烧瓶 饱和食盐水 2Fe(NO) +3KClO+10KOH=2K FeO↓+3KCl+KNO+5HO 3 2 4 3 2 (2)90% (3) Fe3+ 4 +20H+=4Fe3++3O ↑+10H O 排除ClO-的干扰(或洗去ClO-,防止ClO-与Cl- 2 2 在酸性条件下生成氯气) > 溶液的酸碱性不同 【详解】浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气、氯化钾、氯化锰和水,盐酸易挥发,氯气中主要含氯化氢杂 质,为了减少KOH的损失,因此用饱和食盐水除掉氯气中的氯化氢杂质,再通入KOH溶液反应生成 KClO,KClO和硝酸铁、氢氧化钾反应生成高铁酸钾,尾气用NaOH溶液吸收。 (1)①A为氯气发生装置,盛KMnO 固体的仪器名称是圆底烧瓶;故答案为:圆底烧瓶。 4 ②由于盐酸易挥发,氯气中含有氯化氢杂质,为了防止氯化氢与氢氧化钠反应,因此装置B中所用的试剂 X为饱和食盐水,除掉氯气中氯化氢杂质;故答案为:饱和食盐水。 ③装置C中首先制备KClO,然后在快速搅拌下将90%的Fe(NO ) 溶液分批加入装置C中,充分反应得 3 3 KFeO 固体,则KClO与Fe(NO )、KOH反应生成KFeO、KCl、KNO 和HO,该反应的化学方程式 2 4 3 3 2 4 3 2 2Fe(NO) +3KClO+10KOH=2K FeO↓+3KCl+KNO+5HO;故答案为:2Fe(NO) +3KClO+ 3 2 4 3 2 3 10KOH=2K FeO↓+3KCl+KNO+5HO。 2 4 3 2 (2)根据题中信息得到关系式2KFeO~2 ~2 ~ ~6(NH )Fe(SO ),则KFeO 的质量分 2 4 4 2 4 2 2 4 数为 ;故答案为:90%。 (3)I.铁离子遇KSCN溶液变为红色,因此方案I中溶液变红可知a中含有Fe3+离子,但该离子的产生不 能判断一定是KFeO 被Cl-还原得到,根据题中信息KFeO 具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生 2 4 2 4O,因此在碱性溶液中较稳定还可能由加酸后反应得到铁离子即4 +20H+=4Fe3++3O ↑+10H O产生; 2 2 2 故答案为:4 +20H+=4Fe3++3O ↑+10H O。 2 2 Ⅱ.方案Ⅱ可证明KFeO 氧化了Cl-,用KOH溶液洗涤的目的是排除ClO-的干扰或洗去ClO-,防止ClO 2 4 -与Cl-在酸性条件下生成氯气;故答案为:排除ClO-的干扰(或洗去ClO-,防止ClO-与Cl-在酸性条件 下生成氯气)。 ②根据KFeO 的制备实验得出:根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性得到氧化性Cl>FeO ,该 2 4 2 结论是在碱性条件下得到,而方案Ⅱ实验表明,Cl 和FeO 的氧化性强弱关系相反,该结论得到是在酸性 2 条件下,因此原因是溶液的酸碱性不同;故答案为:>;溶液的酸碱性不同。 2.(2023·辽宁沈阳·校联考一模)铜盐是五颜六色的。某学习小组发现固体 (白色)、固体 (棕 黄色)、固体 (深褐色)。 和 溶液呈蓝色, 溶液时而呈绿色,时而呈蓝色,于是对颜 色不同的原因展开了探究。 【查阅资料】 1.固体铜盐的颜色与阴离子极化能力有关,随化学键共价性增强,吸收光的能量下降,因此颜色加深。 2.在 溶液中存在如下平衡: 【提出假设】 1.铜盐的颜色不同与离子种类有关。 2. 溶液呈绿色的原因是溶液中既有黄色的 ,又有蓝色的 ,根据光学原理蓝色 和黄色的混合色为绿色。 【设计方案】 V(水) 序 温 V( 氯化 V(饱和硫酸 V(饱和 V(饱和氯化 溶液颜 号 度/℃ 铜)/mL 铜)/mL _____)/mL 钠)/mL /mL 色 1 25 4.0 无色 2 25 4.0 无色 3 25 4.0 蓝色4 25 4.0 绿色 5 25 2.0 a 蓝绿色 6 25 2.0 2.0 蓝绿色 7 25 2.0 2.0 黄绿色 8 50 4.0 黄绿色 回答下列问题: (1)解释 的颜色深于 的原因 。 (2)配制 溶液的方法是 。 (3)根据表中信息,补充试剂和数据:饱和 、a= 。 (4)实验4和5中溶液颜色差异的原因 (用平衡移动原理解释)。 (5)以上实验说明影响 溶液颜色的因素主要有 。(答两点即可) 【实验结论】假设1,2成立。 (6) 溶液呈现不同颜色的根本原因与 、 和 微粒(写结构式)的浓度有关。 【答案】 (1)电负性氯大于溴,溴化铜中化学键共价性更强,吸收光的能量低,颜色更深; (2)将氯化铜固体溶解在浓盐酸中,加水稀释至所需浓度 (3)硫酸钠 2.0 (4)稀释后 ,Cl-和 浓度下降,平衡 逆移,颜色以蓝绿色为主 (5)离子浓度,温度 (6)【详解】本题为实验探究题,分组讨论了硫酸根离子、氯离子和溶液的浓度对铜离子在溶液中的颜色的影 响,同时还分析了温度对溶液颜色的影响,以此解题。 (1)根据题给信息可知,固体铜盐的颜色与阴离子极化能力有关,随化学键共价性增强,吸收光的能量 下降,因此颜色加深,故答案为:电负性氯大于溴,溴化铜中化学键共价性更强,吸收光的能量低,颜色 更深; (2)铜离子可以水解,在配制氯化铜溶液时可以加入盐酸防止铜离子水解,故答案为:将氯化铜固体溶 解在浓盐酸中,加水稀释至所需浓度; (3)本题分别探究了硫酸根离子和氯离子对铜离子在溶液中颜色的影响,根据表格中的信息可知,为了 作对比实验,需要补充的试剂为饱和硫酸钠溶液;根据表格中数据可以发现,表格中每组数据溶液的体积 都为4mL,则a=2.0mL; (4)对比实验4和5可知,其中5相当于在4的基础上的稀释,则实验4和5中溶液颜色差异的原因是: 稀释后 ,Cl-和 浓度下降,平衡 逆移,颜色以蓝绿色为主; (5)根据以上实验可知,上述实验探究了溶液的温度,溶液看中硫酸根离子和氯离子的浓度对溶液颜色 的影响,故答案为:离子浓度,温度; (6)根据第4问分析可知, 溶液呈现不同颜色的根本原因与 、 和 的浓 度有关。 3.(2024·河南南阳·校联考模拟预测)NaClO在生产、生活中有广泛应用。某小组设计实验制备NaClO 并探究其性质。回答下列问题: 实验(一)制备NaClO。实验装置如图所示(夹持仪器已省略)。 (1)装置B中试剂是 (填名称) (2)写出装置A中发生反应的离子方程式: 。(3)研究发现,NaClO在热水中发生歧化反应生成NaCl和 ,已知:在水溶液中 、 、 的相对能量依次为 、 、 。写出该反应的热化学方程式: 。 实验(二)探究外界因素对NaClO水解程度的影响(在本题设定温度范围内NaClO只发生水解反应,不考虑 其他副反应)。 【提出猜想】 猜想1:其他条件相同,pH越大,NaClO水解程度越小; 猜想2:其他条件相同,浓度越小,NaClO水解程度越大; 猜想3:其他条件相同,适当升温,NaClO水解程度增大。 【设计实验】 实验方案如下(各溶液浓度均为 ,每支试管各滴加3滴相同浓度的紫色石蕊溶液): 序号 温度/℃ V(NaClO溶液)/mL V(NaOH溶液)/mL V(HCl溶液)/mL V( )/mL 褪色时间/s 1 20 10.0 0 0 5.0 2 20 5.0 0 0 10.0 3 20 10.0 2.0 0 3.0 4 20 10.0 0 2.0 3.0 5 30 10.0 0 0 5.0 (4)实验1、3、4测得结果: ,用平衡移动原理解释实验结果: ;实验1、2不能验证猜想 2,其原因是 浓度越小,NaClO水解程度越大,而 越小。请你提出改进方案: [已知NaClO水解度 ]。 (5)实验结果; ,但是,不能证明猜想3成立,其原因是 。 (6)经过小组讨论,大家认为可以通过测定不同温度下NaClO水解常数 ,确定温度对NaClO水解程度的 影响。查阅资料: , 为溶液起始浓度。 试剂与仪器:一定浓度的NaClO溶液、 的盐酸、pH计等。 实验:测定30℃下NaClO水解常数 ,完成表中实验。 序 实验内容 记录数据 号 6 取20.00mLNaClO溶液,用 盐酸滴定至终点 消耗盐酸体积为VmL 7 测得30℃纯水的pH a 8 _______ b 分别在35℃、40℃下重复上述实验。 ①实验8的实验内容是 。 ②数据处理:30℃, (用含a、b、V的代数式表示), ③实验结论: ,升温能促进NaClO水解。 【答案】 (1)饱和食盐水 (2) (3) (4) ,实验4中pH减小,促进平衡向右移动, 增大,实验3中pH增 大,平衡左移, 减小 测定不同浓度NaClO溶液中 ,计算NaClO水解度[ ] (5)浓度不变时,升温,褪色反应速率本身也增大(6)测定30℃该浓度NaClO溶液的pH 【详解】 (1)高锰酸钾与浓盐酸反应,由于浓盐酸易挥发,故生成的氯气中混有氯化氢气体,B装置用饱和食盐水 除去氯气中混有的氯化氢气体; (2)高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、二氯化锰、氯气和水的离子方程式为 ; (3)根据“相对能量”,反应热等于产物总能量与反应物总能量之差: ,故热化学方程式 ; (4)石蕊先变红后褪色,褪色与 有关,根据次氯酸钠水解方程式,分析盐酸、NaOH对平衡的影 响。浓度对水解程度影响是两个方面:一是平衡移动;二是改变体积;测得产物浓度,测定不同浓度 NaClO溶液中 ,计算NaClO水解度[ ]通过定量计算可以判断浓度对水解程度 的影响; (5)升温,对褪色有两个方面影响:一是升温,水解程度增大, 增大,褪色速率增大;二是升 温,褪色反应速率本身也要增大; (6)水解常数表达式起提示作用,计算水解常数需要3个物理量:对应温度下水的离子积常数;起始 NaClO溶液浓度、30℃时,该浓度NaClO溶液的pHNaClO溶液pH、NaClO溶液中 等于起始NaClO溶液浓度,分别求出3个量,代入水解常数表达式中计算, , , , 。 4.(2023·广东·校联考一模)某化学兴趣小组在实验室中用下列装置设计实验探究 与HClO的酸性 强弱,请回答相关问题。(1)甲同学认为,仅选用A、C、F装置就能探究 与HClO的酸性强弱。 ①A装置中盛装浓盐酸的仪器的名称为 ,A装置中发生反应的离子方程式为 。 ②乙同学认为该方案不合理,请简述乙同学的理由: 。 (2)丙同学结合甲、乙两位同学的方案,设计如下实验探究 与HClO的酸性强弱: ①正确的装置连接顺序为 。(各装置均只用一次) ___________→___________→___________→___________→D→F ②C装置的作用是 ;F装置中发生反应的化学方程式为 。 ③将F装置中试管内的溶液通过一系列操作后得到晶体,再将该晶体加入盐酸中,将产生的气体通入澄清 石灰水中,观察到的现象是 ,得出酸性: (填“>”或“<”)HClO。 【答案】 (1)分液漏斗 HClO具有强氧化性,SO 具有还原性,SO 与ClO-会发生 2 2 氧化还原反应,不能利用亚硫酸与次氯酸盐的反应探究 与HClO的酸性强弱,故该方案不合理 (2)ACBE 除去SO 中的HCl 澄清石灰水变浑浊 2 > 【详解】实验目的是探究 与 的酸性强弱,实验原理不能用HSO 与次氯酸盐反应,因为HSO 2 3 2 3 有还原性而次氯酸盐有氧化性,二者发生的是氧化还原反应,不发生强酸制备弱酸的复分解反应,为探究 二者酸性强弱,应利用酸性强弱关系 > > 来设计实验方案。 (1)①盛装浓盐酸的仪器的名称为分液漏斗;A装置中,盐酸与 反应生成 ,该反应的离子方 程式为 ; ②漂白液中的 具有氧化性, 具有还原性,将 通入漂白液中会发生氧化还原反应,不发生强酸 制备弱酸的复分解反应,不能证明 与 的酸性强弱; (2)①要想证明的 酸性强于 ,主要思路为利用酸性强弱关系: > > 来设计 实验方案,因此,将A中产生的 气体通过C装置(除去 中含有的HCl),再通过B装置,发生反 应得到 气体,证明酸性: > ,然后将气体通过E 装置(除去 中的 ),再通过D 装置验证 被除尽,最后将净化后的 气体通入F装置中,证明酸性: > ,即证明 酸性强于 ,故装置连接顺序为ACBEDF;②因为 ,影响 与 反应,C装置作用为除去 中含有的 HCl;F装置中发生反应的化学方程式为 ; ③F装置中试管内的溶液含有 ,通过一系列操作后得到晶体为 ,与盐酸反应生成的 气体可以使澄清石灰水变浑浊;澄清石灰水变浑浊证明F中发生了反应 ,证明酸性: > ,结合酸性: > ,故酸 性: > 。 5.(2023·四川成都·校考一模)硫氰化钾( )是一种用途广泛的化工原料。某化学实验小组设计如图 实验装置模拟工业制备 并进行相关探究实验。 已知:① 是一种不溶于水且密度大于水的非极性试剂。 ② 。 回答下列问题: (1)装置 中,三颈烧瓶内盛有 、水和固体催化剂,通入氨气的导管口需要插入 液体中,其目的是 (写出两点即可)。 (2)待三颈烧瓶内液体不分层后,熄灭装置 处的酒精灯,关闭 ,移开水浴。将装置 继续加热至 ,待 完全分解后( ),打开 ,缓缓滴入适量的 溶液充分反应,待产 生的 完全分解后即制得 溶液。装置 中仪器 的名称是 ,用离子方程式表 示装置 处的烧杯中产生淡黄色浑浊的原因: 。 (3)用制得的 溶液进行以下探究实验: 实验Ⅰ: 装置与操作 现象溶液立即变红,继续滴加 溶液,红色变浅并逐渐褪去 ①溶液立即变红是因为 与 发生了反应,其离子方程式是 。 ②探究实验Ⅰ中红色褪去的原因:取反应后的溶液, (填实验操作和现象),判断溶液中有 ,而几乎无 。 ③研究发现,酸性溶液中 能氧化 ,但反应很慢且无明显现象,而实验Ⅰ中褪色相对较快,由此 推测 能加快 与 的反应。通过实验Ⅱ和Ⅲ得到了证实。 参照实验Ⅱ的图例,在虚线框内补全实验Ⅲ。 实验Ⅱ: 实验Ⅲ: 。【答案】 (1)防倒吸;使NH 与CS 充分混合,加快反应速率 3 2 (2) (球形)干燥管 2Fe3++HS=2Fe2++S↓+2H+ 2 (3)Fe3++3SCN- Fe(SCN) 滴加KSCN溶液,溶液变红 3 【详解】实验目的是制备硫氰化钾,探究硫氰化钾的性质,原理为氨气与二硫化碳反应先生成硫氰化铵, 然后与碳酸钾溶液反应生成硫氰化钾。装置A中制备氨气,在B中氨气与二硫化碳反应先生成硫氰化铵, 然后与碳酸钾溶液反应生成硫氰化钾,装置C为尾气吸收装置。 (1)CS 是非极性试剂,极性分子NH 在其中的溶解度小,可以防倒吸;NH (气体)通入CS(液体)中,可 2 3 3 2 以增大接触面积,加快反应速率; (2)尾气处理装置中防倒吸的装置名称为(球形)干燥管,酸性溶液吸收NH 后,Fe (SO ) 会氧化HS气 3 2 4 3 2 体,发生反应:2Fe3++HS===2Fe2++S↓+2H+; 2 (3)①Fe3+与SCN-发生反应生成Fe(SCN) ,使溶液显红色,其反应的离子方程式为Fe3++3SCN- 3 Fe(SCN) , 3 ②检验Fe3+,常用KSCN溶液,若溶液变红,说明含有Fe3+,反之,则不含Fe3+,要证明反应后溶液中含 有Fe3+,而几乎无SCN-,具体操作是取反应后的溶液少量于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红,则说明该溶液中有Fe3+,几乎无SCN-。 ③根据题意,酸性溶液中HO 能氧化SCN-,但反应很慢且无明显现象,滴加Fe (SO ) 溶液后,溶液褪色 2 2 2 4 3 相对较快;实验Ⅱ和实验Ⅲ应为对照实验,根据实验Ⅱ,推出实验Ⅲ:先加入0.5 mL pH=1的硫酸溶液, 无明显现象,静置后,滴加数滴Fe (SO ) 溶液,溶液立即变红。 2 4 3 6.(2023·河南·校联考一模)某小组在验证反应“ ”,实验探究过程如下。结合探 究过程回答下列问题。 向硝酸酸化的 硝酸银溶液中(忽略 的水解)加入过量铁粉,搅拌后静置,一段时间后,将烧 杯底部黑色固体过滤,滤液呈黄色。 (1)检测到滤液中含有 ,可以选用的试剂为 (填化学式)溶液。 产生的原因可能有以下几 种。 假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生 。 假设b:空气中存在 , 被氧化为 ,写出反应的离子方程式: 。 假设c:酸性溶液中的 具有氧化性,可产生 。 (2)某同学证明上面假设c不成立,向硝酸酸化的 硝酸钠溶液中加入过量铁粉,搅拌后静置, 一段时间后,上层清液未变黄色,经检验无 。 (3)取过滤后的黑色固体,洗涤后, (填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。 (4)某同学利用原电池证明 可以将 氧化为 ,设计了如图所示的原电池装置。连接装置后,电流 表中有电流通过,一段时间后电流表不再偏转(所用溶液均已去除 )。甲溶液中的溶质为 。 写出石墨电极上发生的电极反应式: 。电流表指针不再偏转后,向左侧烧杯中加入 固 体,发现电流表指针反向偏转,此时石墨电极为 (填“正极”或“负极”),银电极的电极反应 式为 。 【答案】 (1)KSCN(2) (3)加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀 (4)FeCl (或者FeSO 溶液) 正极 2 4 【详解】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; (1)铁离子和KSCN溶液反应变为红色,故检测到滤液中含有 ,可以选用的试剂为KSCN溶液。 空气中存在 ,氧气具有氧化性,使得 被氧化为 ,反应为 ; (2)证明假设c错误,就是排除Ag+时实验比较,相当于没有Ag+存在的空白实验,考虑其他条件不要变 化,可以选用 NaNO 溶液;故答案为: ; 3 (3)黑色固体中含有过量铁,如果同时含有银,则可以加入HCl或HSO 溶解Fe,而银不能溶解。或者 2 4 先用硝酸溶解固体将银单质转化为硝酸银溶液,再用HCl检验Ag+。故操作为:取过滤后的黑色固体,洗 涤后,加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀,证明黑色固体中含有Ag。(或者加入足量 稀盐酸(或稀硫酸),固体未完全溶解)。 (4)利用原电池证明 可以将 氧化为 ,银离子发生还原反应为正极反应,银极为正极,亚铁 离子发生氧化反应为负极反应,石墨极为负极;则甲池应当注入FeCl (或者FeSO 溶液),负极反应为 2 4 ;电流表指针不再偏转后,向左侧烧杯中加入 固体,发现电流表指针反向偏转,则此时 石墨电极为正极,银电极为负极,负极银单质失去电子发生氧化反应生成银离子,电极反应式为 。 7.(2023·北京海淀·校考三模)某小组同学探究铜和浓硝酸的反应,进行如下实验: 实验1:分别取3mL浓硝酸与不同质量的铜粉充分反应,铜粉完全溶解,溶液颜色如表: 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 铜粉质量/g 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 溶液颜色 绿色 草绿色 蓝绿色偏绿 蓝绿色偏蓝 蓝色 (1)写出铜和浓硝酸反应的离子反应方程式: 。 (2)小组同学认为溶液呈绿色的可能原因是: 猜想1:硝酸铜浓度较高,溶液呈绿色;猜想2:NO 溶解在硝酸铜溶液中,溶液呈绿色。 2 依据实验1中的现象,判断猜想1不合理,理由是: 。 (3)取⑤中溶液, (填操作和现象),证实猜想2成立。 (4)小组同学进行如下实验也证实了猜想2成立。 实验2:向①中溶液以相同流速分别通入N 和空气,观察现象。 2 通入气体 氮气 空气 液面上方出现明显的红棕色气体,25min 液面上方出现明显的红棕色气体,5min后溶 现象 后溶液变为蓝色 液变为蓝色 结合上述实验现象,下列推测合理的是 (填字母序号)。 a.①中溶液通入N 时,N 被缓慢氧化为NO 2 2 2 b.①中溶液里某还原性微粒与绿色有关,通入空气时较快被氧化 c.空气中的CO 溶于水显酸性,促进了溶液变蓝色 2 d.加热溶液①后,可能观察到溶液变蓝的现象 (5)小组同学继续探究实验2中现象的差异,并查阅文献知: i.“可溶性铜盐中溶解亚硝酸(HNO)”可能是实验①中溶液显绿色的主要原因 2 ii.NO 在溶液中存在: 2 反应1:2NO +H O HNO+HNO (慢) 2 2 3 2 反应2:2HNO NO +NO+HO(快) 2 2 2 解释实验2中“通入氮气变蓝慢,通入空气变蓝快”的原因 。 (6)小组同学为确认亚硝酸(HNO)参与了形成绿色溶液的过程,继续进行实验。 2 实验3:取3份等体积的①中绿色溶液,分别加入不同物质,观察现象。 加入物 ______固体 3滴30%H O 溶液 3滴水 2 2 质 现象 溶液绿色变深 溶液迅速变为蓝色 溶液颜色几乎不变①实验中加入的固体物质可能是 (写出一种,填化学式)。 ②加入HO 后溶液迅速变蓝,原因是的HO 可能参与了下列反应(用化学方程式表示): 2 2 2 2 HO+2NO=2HNO , , 。 2 2 2 3 【答案】 (1) (2)实验编号①~⑤中铜粉均溶解,随着硝酸铜浓度的增大,溶液颜色反而由绿色变为蓝色,与假设不符 (3)通入NO 气体,溶液颜色变绿 2 (4)bd (5)通入氮气时,二氧化氮和一氧化氮气体被吹出,由于反应1较慢,亚硝酸浓度下降较慢;通入空气时, 一氧化氮与空气中的氧气发生反应 ,溶液中一氧化氮浓度降低,对溶液颜色变化影响程 度较大的反应2快速向正反应方向移动,亚硝酸浓度降低快,溶液颜色变化快 (6)NaNO (或其他亚硝酸盐) 2 【详解】 (1)铜和浓硝酸反应生成NO 气体和水, ; 2 (2)根据题意,实验编号①~⑤中铜粉均溶解,则随着铜粉质量的增加,溶液中硝酸铜的浓度浓度不断增 大,但溶液颜色由绿色逐渐变为蓝色,与假设不符,故假设1不合理; (3)猜想2认为,溶解在混合溶液中使溶液呈绿色,故向⑤中溶液通入NO ,若溶液变为绿色,则猜想2 2 成立; (4)a.向①中溶液通入氮气溶液较慢变为蓝色,通入空气溶液较快变为蓝色; 氮气化学性质稳定,在 上述溶液中不能被氧化为NO ,a错误; 2 b.①中溶液里某还原性微粒与绿色有关,通入空气时较快被氧化,空气中的氧气具有氧化性,能够氧化 溶液中的还原性微粒,b正确; c.酸性物质不能促进溶液变为蓝色,c错误; d.加热溶液①,加快反应速率,可能观察到溶液变蓝的现象,d正确; 故答案为:bd; (5)向溶液中通入N 时,NO 和NO气体被吹出,由于反应1进行较慢,亚硝酸的浓度下降较慢;通入空 2 2气时,NO与空气中的氧气发生反应 ,溶液中NO的浓度降低,对溶液颜色变化影响程度 较大的反应2快速向正反应方向移动,亚硝酸浓度降低快,溶液颜色变化快; (6)①根据实验2可知,亚硝酸参与了绿色的形成过程,故向①的溶液中加入NaNO 或其他亚硝酸盐能 2 够使溶液绿色变深; ②加入过氧化氢后,溶液迅速不变蓝,说明过氧化氢能够与亚硝酸发生反应,使溶液中亚硝酸浓度降低, 亚硝酸具有还原性,过氧化氢具有氧化性,故过氧化氢将亚硝酸氧化为硝酸: ,同时溶液中的一氧化氮也被过氧化氢氧化为硝酸: 。 8.(2024·广西·校联考模拟预测)草酸亚铁晶体( )是一种黄色难溶于水可溶于稀硫酸的固 体,具有较强还原性,受热易分解,是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。某化学活动小组分别设计 了相应装置进行草酸亚铁的制备及其性质实验。回答下列问题: I.制备草酸亚铁晶体(装置如图所示): (1)从b中获得产品的操作为 、 、过滤、洗涤、干燥。 (2)装置c的作用为 。 (3)实验过程:待a中反应一段时间后,需要对开关进行的操作为 。 II.草酸亚铁晶体热分解产物的探究: (4)盛放无水硫酸铜的装置a的装置名称为 。 (5)装置C的作用为 。(6)从绿色化学考虑,该套装置存在的明显缺陷是 。 (7)实验结束后,E中黑色固体变为红色,B、F中澄清石灰水变浑浊,a中无水硫酸铜变为蓝色,A中残留 FeO,则A处反应管中发生反应的化学方程式为 。 Ⅲ.运用热重分析法推测产物 称取 草酸亚铁晶体( )加热分解,得到剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示: (8)已知B点时,固体只含有一种铁的氧化物,根据上图可知B点固体物质的化学式为 。 【答案】 (1)蒸发浓缩 冷却结晶 (2)隔离空气,防止生成的草酸亚铁晶体被空气中的氧气氧化 (3)打开K、关闭K 2 3 (4)球形干燥管 (5)吸收二氧化碳 (6)缺少处理CO尾气装置 (7) FeO+2HO+CO +CO 2 2 (8)Fe O 3 4 【详解】I.制备草酸亚铁晶体的具体操作为:组装好装置后,检验装置的气密性,添加试剂后,先打开 K,将一定量稀硫酸加入a瓶后再关闭K,让a瓶中反应先进行一段时间以排除空气,进行上述操作的同 1 1 时关闭K 打开K,一段时间后,打开K 关闭K,将A装置中的硫酸亚铁溶液导入装置B中; 2 3 2 3 II.装置A为草酸亚铁晶体分解,利用无水硫酸铜检验水蒸气,B装置检验二氧化碳,C装置吸收二氧化 碳,D装置干燥气体,E装置检验CO,F装置检验二氧化碳。(1)a装置中硫酸亚铁和草酸铵反应生成草酸亚铁,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到 晶体。 (2)草酸亚铁具有较强还原性,装置c的作用为:隔离空气,防止生成的草酸亚铁晶体被空气中的氧气氧 化。 (3)由分析可知,待a中反应一段时间后,需要对开关进行的操作为:打开K、关闭K。 2 3 (4)盛放无水硫酸铜的装置a的装置名称为球形干燥管。 (5)由分析可知,C中盛放NaOH溶液的作用是:吸收二氧化碳。 (6)反应会产生CO,缺少处理CO尾气装置。 (7)E中 加热分解,E中黑色固体变为红色,说明有Cu单质生成,B、F中澄清石灰水变浑 浊,说明有CO 和CO生成,a中无水硫酸铜变为蓝色,说明有HO生成,A中残留FeO,则A处反应管 2 2 中发生反应的化学方程式为: FeO+2HO+CO +CO 。 2 2 (8)n(FeC O•2H O)= =0.3 mol,n(Fe)=n(FeC O•2H O)=0.3 mol,B点时,已知固体产物只含一 2 4 2 2 4 2 种铁的氧化物,m(Fe)=0.3 mol×56 g/mol=16.8 g,m(O)=23.2 g−16.8 g=6.4 g,n(O)=0.4 mol,n(Fe): n(O)=0.3 mol:0.4 mol=3:4,所以铁的氧化物的化学式为Fe O。 3 4 9.(2023·广东湛江·统考模拟预测)I.配制100mL0.05mol·L-1Fe (SO ) 溶液。 2 4 3 (1)该实验需要用到的玻璃仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒、 、 。 (2)为了防止Fe (SO ) 水解,在配置过程中可以加入少量 。 2 4 3 Ⅱ.探究Fe (SO ) 与Cu的反应。 2 4 3 原理预测: (3)请写出Fe (SO ) 与Cu的反应的离子方程式: 。 2 4 3 开展实验并观察现象: 某实验小组在进行Fe (SO ) 与Cu的反应时观察到了异常现象,决定对其进行进一步的探究。 2 4 3 实验I:提出问题: (4)实验前,小组同学预测步骤2后溶液不会变为红色,原因是 。 查阅文献:i.CuSCN为难溶于水的白色固体; ii.SCN-被称为拟卤素离子,性质与卤素离子相似。 提出猜想:经过实验测定白色固体为CuSCN,查阅资料后小组同学猜测CuSCN的生成有如下两种可能。 猜测1:Cu2+与KSCN发生了氧化还原反应。 猜测2:亚铁离子将其还原 , 。 (5)猜测1的离子方程式为 。 设计实验: 实验 对比实验及试剂 实验步骤 实验现象 序号 A试管 加入1mL0.4mol·L-1KSCN 开始时溶液的上方变为红色,一段时间后红 2 mL 0.1 mol/LFeSO 4 溶液 色向下蔓延,最后充满整支试管 溶液 Ⅱ B试管 加入1mL0.4mol·L-1KSCN 溶液变成绿色 2mL0.1mol/LCuSO 溶 4 溶液 液 加入2mL0.1mol·L-1CuSO 4 溶液变为淡蓝色 C试管 溶液 Ⅲ 2mL0.1mol/LFeSO 溶 4 再加1mL0.4mol·L-1KSCN 溶液的上层变为红色,有白色沉淀产生,一 液 溶液 段时间后整支试管溶液呈深红色 得出结论:(6)实验Ⅱ中试管 (填字母)中的现象可以证实猜测1不成立。 (7)Fe3+的氧化性本应强于Cu2+,结合实验Ⅲ中的现象解释 能正向发生的原因: 。 【答案】 (1)胶头滴管 100mL容量瓶 (2)稀硫酸 (3) (4)Cu粉过量,不应有Fe3+存在,也就不会有红色的Fe(SCN) 生成 3 (5) (6)B (7)由于SCN-与Cu+形成沉淀以及SCN-与Fe3+形成配合物,大大降低了产物中Cu+和Fe3+的浓度,使得该反 应的平衡得以正向移动 【详解】 (1)配制100mL0.05mol·L-1Fe (SO ) 溶液步骤为计算、称量、溶解、洗涤、转移、定容、贴签等,需要的 2 4 3 仪器为烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶。 (2)为了防止Fe3+水解,在配置过程中可以加入少量稀硫酸。 (3)Fe (SO ) 与Cu反应的离子方程式: 。 2 4 3 (4)根据 ,0.0001 mol Fe3+与0.15g(0.0023mol)Cu反应,Cu粉过量,不应有Fe3+存在, 应该没有剩余的Fe3+与KSCN结合生成红色的Fe(SCN) ,则原因是Cu粉过量,不应有Fe3+存在,也就不会 3 有红色的Fe(SCN) 生成。 3 (5)猜测1:Cu2+与KSCN发生了氧化还原反应,离子方程式: 。 (6)因为试管B与猜测1的离子相同,但是现象不同,实验Ⅱ中试管 B中的现象可以证实猜测1不成 立。 (7)Fe3+的氧化性本应强于Cu+,结合实验Ⅲ中的现象解释 能正向发生的原因:由于 SCN-与Cu+形成沉淀以及SCN-与Fe3+形成配合物,大大降低了产物中Cu+和Fe3+的浓度,使得该反应的平 衡得以正向移动。 10.(2023·陕西渭南·统考模拟预测)某小组同学探究 与新制 悬浊液的反应。资料: 为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸;能与氨水反应生成 ,该物质在空气中会 立即被氧化成 而使溶液显蓝色。 C中实验现象 序 物质a 号 通入 前 通入 后 产生蓝色絮 开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置, Ⅰ 溶液 状沉淀 试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色 产生蓝色絮 开始时有黄色沉淀出现,一段时间后,黄色沉淀消失,静置,生成 Ⅱ 溶液 状沉淀 大量白色沉淀,溶液呈绿色 (1)装置B的作用是控制 气体的流速,则B中试剂是 。 (2)通入 前,实验Ⅰ、Ⅱ中产生蓝色絮状沉淀的离子方程式为 。 (3)实验Ⅰ通入 后产生砖红色沉淀 ,该反应的化学方程式为 。分析实验Ⅰ一段时间后砖红色 沉淀消失的可能原因 。 (4)同学们对实验Ⅱ中白色沉淀的成分继续探究。 ①甲同学取少量白色沉淀,洗净后加入氨水,得到蓝色溶液,此过程中反应的离子方程式为: 、 。 ②乙同学用另一种方法证明了该白色沉淀为 ,实验方案如下:填写下表空格: 试剂1 试剂2 蒸馏水 现象1 现象2 (5)实验Ⅰ和实验Ⅱ中 与新制 悬浊液均发生了 反应,反应现象的不同与 有关。 【答案】 (1)饱和NaHSO 溶液 3 (2)Cu2++2OH-=Cu(OH) 2 (3)2Cu(OH) +SO+2NaOH=Na SO +Cu O+3HO 溶液中溶解的SO 增多,溶液的酸性增强,使Cu O溶 2 2 2 4 2 2 2 2 解,砖红色沉淀消失 (4) 浓盐酸 白色沉淀溶解 出 现白色沉淀 (5)氧化还原 配制Cu(OH) 所用铜盐的阴离子种类 2 【详解】A制备二氧化硫,通过观察B中气泡的速度控制A中产生二氧化硫的速度,C中二氧化硫和新制 悬浊液的反应,D中氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,防止污染空气。 (1)B的作用是控制二氧化硫气体的流速,B中试剂不能吸收二氧化硫,所以B中试剂是饱和NaHSO 溶 3 液。 (2)通入SO 前,实验Ⅰ、Ⅱ中铜离子和氢氧根离子反应生成氢氧化铜蓝色絮状沉淀,反应的离子方程式 2 为:Cu2++2OH-=Cu(OH) 。 2 (3)实验Ⅰ通入SO 后产生砖红色氧化亚铜沉淀,铜元素化合价由+2价降低为+1价,S元素化合价由+4 2 价升高为+6价,该反应的化学方程式2Cu(OH) +SO+2NaOH=Na SO +Cu O+3HO;Cu O在酸性溶液中溶 2 2 2 4 2 2 2 解转化为Cu和Cu2+,实验Ⅰ一段时间后, 溶液中溶解的SO 增多,溶液的酸性增强,使Cu O溶解,砖红 2 2 色沉淀消失。(4)①甲同学取少量白色沉淀,洗净后加入氨水,得到蓝色溶液, 在空气中会立即被氧化成 而使溶液显蓝色,此过程中反应的离子方程式为: 、 ; ②CuCl为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸;取白色固体加浓盐酸,白色固体溶解,在加蒸馏水,又出 现白色沉淀,则说明白色固体是CuCl。 (5)实验Ⅰ和实验Ⅱ中SO 与新制Cu(OH) 悬浊液均发生了氧化还原反应,反应现象的不同与配制 2 2 Cu(OH) 所用铜盐的阴离子种类有关。 2