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第71 讲 以性质为主的探究类综合实验
[复习目标] 1.能根据不同情景、不同类型实验特点评价或设计解决问题的简单方案。2.建
立解答探究类综合实验的思维模型。
类型一 物质性质的探究
1．物质性质探究类实验的类型
(1)根据物质性质设计实验方案
(2)根据物质的结构(或官能团)设计实验方案
2．探究实验中常见操作及原因
操作
目的或原因
沉淀水洗
除去××(可溶于水)杂质
沉淀用乙醇洗涤
a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂
质；c.乙醇挥发带走水分，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
控制溶液pH
防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保
××离子沉淀完全；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
后再“冷却结晶”
稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品
的纯度
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)
温度不高于××℃
温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、
NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)
或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水
解(如AlCl3等)
1
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减压蒸馏(减压蒸发)
减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热
分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)
蒸发、反应时的气体氛围
抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需
在HCl 气流中进行，加热MgCl2·6H2O 制MgCl2
时需在HCl 气流中进行等)
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
1．某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A 中加热装置已略)，以验证Fe3＋、Cl2、
SO2氧化性的强弱。根据题目要求回答下列问题：
(1)检查装置气密性后，关闭K1、K3、K4，打开K2，旋开旋塞a，加热A，则B 中发生反应
的离子方程式为____________________________________________________。
(2)B 中溶液变黄时，停止加热A，关闭K2。打开旋塞b，使约2 mL 的溶液流入试管D 中，
关闭旋塞b，检验B 中生成离子的方法是___________________________________________。
(3) 若要继续证明Fe3
＋和SO2 氧化性的强弱，需要进行的操作是
________________________________________________________________________。
(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如表所示，他们的检测结果一定能够证
明氧化性强弱顺序：Cl2>Fe3＋>SO2的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。
过程(2)B 中溶液含有的离子
过程(3)B 中溶液含有的离子
甲
既有Fe3＋又有Fe2＋
有SO
乙
有Fe3＋无Fe2＋
有SO
丙
有Fe3＋无Fe2＋
有Fe2＋
(5)验证结束后，将D 换成盛有NaOH 溶液的烧杯，打开K1、K2、K3和K4，关闭旋塞a、c，
打开旋塞b，从两端鼓入N2，这样做的目的是_______________________________________。
答案 (1)Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－ (2)向试管D 中滴加KSCN 溶液，试管D 中溶液变红
色 (3)打开K3，打开旋塞c，向C 中加入70%硫酸，一段时间后关闭K3。更换试管D，打
开旋塞b，使少量溶液流入D 中，检验D 溶液中的SO 和Fe2＋ (4)甲、丙 (5)除去A 和C
2
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中分别产生的氯气和二氧化硫，防止污染大气
解析 A 中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，C 中亚硫酸钠与70%硫酸反应生
成二氧化硫，通过控制止水夹可以实现实验探究：将氯气通入B 中可以验证Fe3＋、Cl2的氧
化性；将氯气通入C 中可以验证Cl2、SO2的氧化性，将二氧化硫通入B 中可以验证Fe3＋、
SO2的氧化性。
2．某研究性学习小组通过下列实验验证AgI 沉淀的生成会使I2的氧化能力增强，可将Fe2＋
氧化。
回答下列问题：
(1)由AgNO3 固体配制0.1 mol·L －1 的AgNO3 溶液50 mL，下列仪器中不需要使用的有
_____________________(填名称)，配制好的溶液应转移到________(填试剂瓶的名称)中保存。
(2)步骤1 的实验现象是________________；步骤2 无明显现象；步骤3 最终的实验现象是溶
液中生成黄色沉淀，________ 。由此可知，步骤3 反应的离子方程式为
____________________。
(3)为了确证AgI 的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，学习小组在上述实验基础上进
行补充实验：分别取少量的________和步骤3 试管中的上层清液于试管a 和试管b 中，向两
支
试
管
中
加
入
过
量
的
________
，
观
察
到
的
现
象
为
________________________________________。
答案 (1)蒸馏烧瓶、分液漏斗 棕色细口瓶
(2)溶液变蓝 溶液蓝色褪去 I2＋2Fe2＋＋2Ag＋===2AgI↓＋2Fe3＋ (3)步骤2 中的溶液
NaOH 溶液 试管a 中蓝色褪去、先出现白色沉淀、迅速变成灰绿色最后变成红褐色，试管
b 中有白色沉淀(转变为褐色沉淀)和红褐色沉淀
解析 (3)由于步骤2 的溶液中有亚铁离子而没有铁离子，要确证AgI 的生成使I2的氧化能力
增强而将Fe2＋氧化，只要证明步骤3 的溶液中存在氧化产物铁离子即可，由实验知，步骤2
溶液中有碘与淀粉混合液和亚铁离子，步骤3 中加入了过量的硝酸银溶液，则上层清液中银
离子与铁离子共存。
3
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类型二 反应产物、反应机理的探究
1．解答产物确定题的思路分析
由性质确定反应产物是解此类题目的根本思路，而题目中所涉及的物质，一般分为两类。
第一类
常见的熟
悉物质
要注意物质的特殊性质，比如颜色、状态、气味、溶解性等物理
性质，或能与哪些物质反应生成特殊的沉淀、气体等化学性质
第二类
能类比迁
移的陌生
物质
虽然平时接触不多，但其某种组成成分、结构成分(如离子、原
子团、官能团等)必然学过，则可以考虑与其结构相似的物质的
性质，进而推断其具体组成
2.寻求反应机理类探究性实验解题流程
3．文字表述题的各种答题规范
(1)沉淀洗涤是否完全的检验答题模板
取少许最后一次洗涤液，滴入少量……溶液(试剂)，若……(现象)，表示已经洗涤完全。
解答此类题目要注意四个得分点：取样＋试剂＋现象＋结论。
取样
要取“少许最后一次”洗涤液
试剂
选择合理的试剂
现象
须有明显的现象描述
结论
根据现象得出结论
(2)实验操作的原因、目的、作用的答题要点
答题要素
明确实验目的：做什么
明确操作目的：为什么这样做
明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么
得分点及关键词
操作：怎么“做”，为什么这样“做”
4
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作用：须有明确的结论、判断、理由
(3)实验现象的准确、全面描述
答题要素
现象描述要全面：看到的、听到的、触摸到的、闻到的
现象描述要准确：如A 试管中……B 处有……
按“现象＋结论”格式描述，忌现象结论不分、由理论推现象、
指出具体生成物的名称
得分点及关键词
溶液中：颜色由……变成……，液面上升或下降(形成液面差)，
溶液变浑浊，生成(产生)……沉淀，溶液发生倒吸，产生大量气
泡(或有气体从溶液中逸出)，有液体溢出等
固体：表面产生大量气泡，逐渐溶解，体积逐渐变小，颜色
由……变成……等
气体：生成……色(味)气体，气体由……色变成……色，先
变……后……(加深、变浅、褪色)等
(4)试剂的作用的答题模板
答题要素
试剂的作用是什么？要达到的目的是什么
得分点及关键词
作用类：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要准确
作用—目的类：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回
答要准确全面
1．某实验小组利用如图装置(部分固定装置略)进行氮气与钙的反应，并探究其产物的性质
及化学式。请回答下列问题。
(1)仪器B 的名称是______________，B 中固体物质为________。
(2)反应过程中导管末端必须插入试管C 的水中，目的是________(填字母)。
A．吸收反应剩余的氮气
B．控制通入气体的流速
C．防止空气中的氧气倒流进入反应装置，干扰反应
(3)将下列操作步骤补充完整：
①打开活塞K 并通入N2；
②点燃酒精灯，进行反应；
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③反应结束后，_____________________________________________________。
(4)该小组同学认为根据相应的质量关系可以求出生成物的化学式，数据记录如下：
A 的质量m0/g
A 与钙的质量
m1/g
A 与产物的质量m2/g
14.80
15.08
15.15
①通过计算得到化学式CaxN2，其中x＝________。
②小组同学查阅资料得知产物为Ca3N2，能与水强烈反应，请写出Ca3N2与水反应的化学方
程式：_______________________________________________________________________，
设计实验检验Ca3N2与水反应的产物(写出必要的操作及现象)：_______________________
_____________________________________________________________________________。
答案 (1)干燥管 碱石灰(或无水氯化钙，其他合理答案均可) (2)BC (3)先熄灭酒精灯，
待A 冷却至室温后，再停止通入氮气 (4)①2.8
②Ca3N2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2NH3↑ 取少量氮化钙于一洁净试管中，加入适量水，将湿
润的红色石蕊试纸放在试管口，若变蓝，则证明有氨气生成，反应一段时间后，再向试管中
滴加碳酸钠溶液，若有白色沉淀出现则证明有氢氧化钙生成(或其他合理答案均可)
解析 (4)①参加反应的钙的质量为15.08 g－14.80 g＝0.28 g，参加反应的N2的质量为15.15
g－15.08 g＝0.07 g，则
xCa ＋ N2=====CaxN2
40x g 28 g
0．28 g 0.07 g
解得x＝2.8。
②Ca3N2与水反应属于非氧化还原反应，生成Ca(OH)2和NH3；用湿润的红色石蕊试纸检验
NH3，用Na2CO3溶液检验Ca(OH)2。
2．(2022·海口高三模拟)实验室以浓硫酸、铜与NaOH 溶液为原料制取少量NaHSO3并探究
其性质，已知CuCl 为白色难溶于水的化合物。
Ⅰ.制备NaHSO3(装置如图所示)。
(1)仪器a 的名称是________。
(2)装置丙的作用是____________。
Ⅱ.探究：NaHSO3与Cu2＋的反应，设计实验：向2 mL 1 mol·L－1 NaHSO3溶液中加入2 mL
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1 mol·L－1 CuSO4溶液，得到绿色溶液，3 min 内无明显变化。将所得混合液分为两等份。
①第一份加入适量Na2SO4固体，瞬间无明显变化，30 s 时也无明显变化。
②另一份加入适量NaCl 固体，瞬间无明显变化，30 s 时有无色气体和白色沉淀生成，上层
溶液颜色变浅。
(3)推测实验②产生的无色气体为SO2，用新制的氯水检验该无色气体，可观察到淡黄绿色消
失，滴加BaCl2 溶液有白色沉淀生成。写出SO2 与氯气反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(4)对实验Ⅱ产生SO2的原因进行分析，提出两种假设：
假设1：Cu2＋水解使溶液中c(H＋)增大。
假设2：Cl－存在时，Cu2＋与HSO 反应生成CuCl 白色沉淀，溶液中c(H＋)增大。
①假设1 不合理，实验证据是_________________________________________________。
②实验证实假设2 合理，实验Ⅱ中发生反应的离子方程式有____________________________
和H＋＋HSO===SO2↑＋H2O。
答案 (1)分液漏斗
(2)防倒吸、尾气处理
(3)SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
(4)实验①无气体放出 2Cu2＋＋HSO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋3H＋
解析 甲中浓硫酸和铜在加热条件下反应生成二氧化硫，乙中过量二氧化硫和氢氧化钠反应
生成亚硫酸氢钠，二氧化硫有毒，用丙中的高锰酸钾氧化二氧化硫，防止污染。(4)②Cl－存
在时，Cu2＋与HSO 反应生成CuCl 白色沉淀，氢离子浓度增大，亚硫酸氢根离子在酸性条件
下放出二氧化硫气体，反应的离子方程式为2Cu2＋＋HSO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋
3H＋、H＋＋HSO===SO2↑＋H2O。
3．某小组为探究Mg 与NH4Cl 溶液的反应机理，常温下进行以下实验。实验中所取镁粉质
量均为0.5 g，分别加入选取的实验试剂中，资料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－对该
反应几乎无影响。
实验
实验试剂
实验现象
1
5 mL 蒸馏水
反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2)
2
5 mL 1.0 mol·L－1
NH4Cl 溶液(pH＝4.6)
剧烈反应，产生刺激性气味气体和灰白色难
溶固体
(1)经检验实验2 中刺激性气味气体为NH3，检验方法是_______________________________。
用排水法收集一小试管产生的气体，经检验小试管中气体为H2。
(2)已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－。为研究固体成分，进行实验：将生成的灰白色固体
洗涤数次，至洗涤液中滴加AgNO3溶液后无明显浑浊。将洗涤后的固体溶于稀HNO3，再滴
加AgNO3溶液，出现白色沉淀。推测沉淀中含有________，灰白色固体可能是________(填
化学式)。
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(3)甲同学认为实验2 比实验1 反应剧烈的原因是NH4Cl 溶液中c(H＋)大，与Mg 反应快。用
化学用语解释NH4Cl 溶液显酸性的原因是_______________________________________。
(4)乙同学通过实验3 证明甲同学的说法不合理。
实验
实验装置
3
①X 是________________________________________________________________________。
②由实验3 获取的证据为_________________________________________________。
(5)为进一步探究实验2 反应剧烈的原因，进行实验4。
实验
实验试剂
实验现象
4
5 mL NH4Cl 乙醇溶液
有无色无味气体产生(经检验为H2)
依据上述实验，可以得出Mg 能与NH 反应生成H2。乙同学认为该方案不严谨，需要补充的
实验方案是__________________________________________________。
(6)由以上实验可以得出的结论是____________________________________________。
答案 (1)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝 (2)Cl－ Mg(OH)Cl (3)NH＋
H2ONH3·H2O＋H＋ (4)①5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液 ②两试管反应剧烈程度相
当 (5)取5 mL 无水乙醇，加入0.5 g 镁粉无明显变化
(6)NH4Cl 水解产生的H＋对反应影响小，NH 对反应影响大
解析 (2)将洗涤后的固体溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀，说明灰白色
沉淀含有Cl－，结合已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－和化合物中各元素化合价代数和为
0，可推测灰白色固体可能是Mg(OH)Cl。(4)①由上述(3)分析可知，NH4Cl 溶液因水解呈酸
性，故为了进行对照实验，必须找到一种含有相同阳离子即NH 且溶液显中性的试剂，由题
干信息可知，X 是5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液。②乙同学通过实验3 来证明甲同学
的说法是不合理的，故由实验3 获取的证据为两试管反应剧烈程度相当。 (5)依据上述实验，
可以得出Mg 能与NH 反应生成H2，乙同学认为该方案不严谨，故需要补充对照实验，在无
NH 的情况下是否也能与Mg 反应放出H2，故实验方案为取5 mL 无水乙醇，加入0.5 g 镁粉
无明显变化。
1．(2020·全国卷Ⅰ，27)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。
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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
HCO
4.61
Na＋
5.19
NO
7.40
Ca2＋
6.59
Cl－
7.91
K＋
7.62
SO
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)0.09 mol·L－1
(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，若溶液不出现红色，说明活化反应完成
解析 (2)盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生反应，两烧杯溶液中含有Fe2＋、Fe3＋和
SO，Ca2＋与SO 生成微溶于水的CaSO4，Fe2＋、Fe3＋均与HCO 反应，酸性条件下NO 与Fe2＋
发生反应，故盐桥中不能含有Ca2＋、HCO 和NO。K＋和Cl－的电迁移率(u∞)相差较小，故盐
桥中应选择KCl 作为电解质。(4)假设两个烧杯中溶液体积均为V L，铁电极反应式为Fe－
2e－===Fe2＋，一段时间后，铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1，则电路中通过的电子
为0.02 mol·L－1×V L×2＝0.04V mol。石墨电极上未见Fe 析出，则石墨电极反应式为Fe3＋
＋e－===Fe2＋，据得失电子守恒可知，石墨电极生成的Fe2＋为0.04V mol，故石墨电极溶液
中c(Fe2＋)＝＝0.09 mol·L－1。(6)铁电极表面发生活化反应：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，活化
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反应完成后，溶液中不含Fe3＋。
2．(2022·广东，17)食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc 表示)。HAc 的
应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时，HAc 的Ka＝1.75×10－5≈10－4.76。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L－1的HAc 溶液，需5 mol·L－1 HAc 溶液的体积为__________ mL。
(2)下列关于250 mL 容量瓶的操作，正确的是_____________________________________。
(3)某小组研究25 ℃下HAc 电离平衡的影响因素。
提出假设 稀释HAc 溶液或改变Ac－浓度，HAc 电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1 mol·L－1的HAc 和NaAc 溶液，按下表配制总体积相
同的系列溶液，测定pH，记录数据。
序号
V(HAc)/mL
V(NaAc)/mL
V(H2O)/mL
n(NaAc) ∶n(HAc)
pH
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：a＝_______________，b＝____________。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知，稀释HAc 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Ac－浓度，HAc 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，c(H＋)的值逐渐接近HAc 的Ka。
查阅资料获悉：一定条件下，按＝1 配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc 的Ka。
对比数据发现，实验Ⅷ中pH＝4.65 与资料数据Ka＝10－4.76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HAc 溶液的浓度再验证。
①移取20.00 mL HAc 溶液，加入2 滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1NaOH 溶液滴定至终点，
消耗体积为22.08 mL，则该HAc 溶液的浓度为________ mol·L－1。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HAc 溶液和0.100 0 mol·L－1NaOH 溶液，配制等物质的量的HAc 与NaAc 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0.1 mol·L－1的HAc 和NaOH 溶液，如何准确测定
HAc 的Ka？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
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Ⅰ
移取20.00 mL HAc 溶液，用NaOH 溶液滴定至终点，消耗NaOH 溶液V1 mL
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Ka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)①3.00 33.00
②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)①0.110 4
(5)向滴定后的混合液中加入20 mL HAc 溶液
(6)HClO：漂白剂和消毒液(或H2SO3：还原剂、防腐剂或H3PO4：食品添加剂、制药、生产
肥料)
解析 (1)溶液稀释过程中，溶质的物质的量不变，因此250×10－3 L×0.1 mol·L－1＝V×
5 mol·L－1，解得V＝5×10－3 L＝5.0 mL。(2)振荡时应用瓶塞塞住容量瓶口，不可用手指压
住容量瓶口，故A 错误；定容时，视线、溶液凹液面和刻度线应“三线相切”，不能仰视
或俯视，且胶头滴管不能插入到容量瓶中，故B 错误；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瓶口，故C 正确；定容完
成后，盖上瓶塞，左手食指抵住瓶塞，右手扶住容量瓶底部，将容量瓶反复上下颠倒，摇匀，
故D 错误。(3)①实验Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)＝3∶4，V(HAc)＝4.00 mL，因此
V(NaAc)＝ 3.00 mL，即a＝3.00，由实验Ⅰ可知，溶液总体积为40.00 mL，因此V(H2O)
＝40.00 mL－ 4.00 mL－3.00 mL＝33.00 mL，即b＝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。(4)①滴定过程中发生反应：HAc＋NaOH===NaAc＋
H2O，由反应方程式可知，滴定至终点时，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.100 0
mol·L－1＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 mol·L－1。滴定过程中，当V(NaOH)＝0
时，c(H＋)＝≈ mol·L－1＝10－2.88 mol·L－1，溶液的pH＝2.88，当V(NaOH)＝11.04 mL 时，
n(NaAc)＝n(HAc)，溶液的pH＝4.76，当V(NaOH)＝22.08 mL 时，达到滴定终点，溶液中溶
质为NaAc，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
0.1 mol·L－1，溶液pH 接近13，因此滴定曲线如图：
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。
(5)向20.00 mL HAc 溶液中加入V1 mL 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Ka，因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc
溶液，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)。
3．(2021·北京，16)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0.010 0 mol·L－1 Ag2SO4溶液与0.040 0 mol·L－1 FeSO4溶液(pH＝1)等体积混合，
产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。
实验Ⅱ.向少量Ag 粉中加入0.010 0 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液(pH＝1)，固体完全溶解。
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Fe2(SO4)3，不选用Fe(NO3)3的原因是________________________________。
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c1 mol·L－1
KSCN 标准溶液滴定Ag＋，至出现稳定的浅红色时消耗KSCN 标准溶液V1 mL。
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________________________。
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答案 (1)①固体溶解，产生红棕色气体 ②酸性条件下，NO 有氧化性 ③a：石墨电极(或
Pt 电极) b：酸性FeSO4 溶液[或酸性Fe2(SO4)3 溶液或酸性FeSO4 与Fe2(SO4)3 的混合溶液]
c：AgNO3溶液 组装好装置后，闭合开关K，当灵敏电流表指针不动时，向左池加入较浓
Fe2(SO4)3溶液，指针偏转，向右池加入较浓AgNO3溶液，指针反向偏转
(2)①指示剂 ②
(3)①偏低 ②Ag 完全反应，无法确定反应是否达到平衡状态
课时精练
1．Ⅰ.金属镁性质活泼，能与许多物质反应，某校课外活动小组根据镁能在二氧化碳中燃烧，
推测Mg 也能在NO2中燃烧，可能产物为MgO、N2和Mg3N2。通过如图所示实验装置来验
证反应产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)。已知：NO2气体能被NaOH 溶液吸收，
Mg3N2极易与水反应。
(1)实验中，装置依次连接的顺序为A________(填字母)；装置B 的作用是________________。
(2)用来检验N2的实验装置为________(填字母)。
(3)设计实验证明产物中存在Mg3N2：_____________________________________________。
Ⅱ.工业上以菱镁矿为原料(主要成分为MgCO3，还有SiO2、FeCO3等杂质)制备纳米氧化镁。
(4)根据反应流程要求，先除去FeCO3，采用先酸浸再氧化的方法，其中加入H2O2时，发生
反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(5)已知：在一定条件下CO(NH2)2可与H2O 反应生成CO2和一种弱碱，流程后期，当除杂完
成后，再加入CO(NH2)2开始沉淀Mg2＋，该过程中发生的两个主要反应为(用化学方程式或
离子方程式表示)_____________________________________________。
答案 (1)BCBED 在C 的两侧防止水蒸气进入C 中 (2)D (3)取C 中少量反应产物，加入
水中，产生刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
(4)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(5)CO(NH2)2＋3H2O=======CO2↑＋2NH3·H2O、Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH
解析 (3)氮化镁能与水反应生成氢氧化镁和氨气。(4)双氧水具有强氧化性，能氧化溶液中
的亚铁离子。(5)由题意可知在一定条件下CO(NH2)2可与H2O 反应生成CO2和一种弱碱，根
据原子守恒可知弱碱是NH3·H2O，化学方程式为CO(NH2)2＋3H2O=======CO2↑＋
2NH3·H2O；产生的氨水能与镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，化学方程式为Mg2 ＋＋
2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH。
2．(2022·安徽芜湖模拟)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。
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某学习小组用如图装置模拟古法制硫酸，同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。
已知：①绿矾化学式为FeSO4·7H2O,2FeSO4·7H2O=====Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O；
②SO3的沸点为44.8 ℃；
③Na2S2O3中S 元素的化合价分别为－2 价和＋6 价。
回答下列问题：
Ⅰ.硫代硫酸钠的制备
(1)检查装置气密性，加入药品。Na2S 和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，煮沸的目
的是____________；B 装置的作用是_______________________________________________。
(2)从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止，使用水浴加热的
原因是________________________________。
Ⅱ.硫代硫酸钠性质的探究
①取Na2S2O3晶体，溶解，配成0.2 mol·L－1的溶液。
②取4 mL 所配溶液，向其中加入1 mL 饱和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出现浑浊，经检验浑
浊物为S。
实验小组研究S 产生的原因，提出了以下假设：
假设1：Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2 价硫元素。
假设2：酸性条件下，Na2S2O3分解产生S(不考虑空气中氧气氧化)。
依据假设设计实验方案：
所加试剂
现象
第①组
1 mL 饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液
立即出现浑浊
第②组
1 mL 某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液
一段时间后出现浑浊，且
浑浊度比①组小
(3)第②组实验中的某试剂是__________________________________________。
(4)依据现象，S 产生的主要原因是________________________________(用离子方程式表示)。
答案 (1)除去溶解的氧气 除去SO2中的SO3
(2)防止温度过高造成硫代硫酸钠分解
(3)pH＝2.4 的盐酸
(4)S2O＋Cl2＋H2O===S↓＋SO＋2H＋＋2Cl－
解析 (3)根据控制变量法，与第①组相比，第②组只能缺少氧化性微粒，所以第②组实验
中的某试剂是pH＝2.4 的盐酸。(4)第①组反应快且生成沉淀多，说明S 产生的主要原因是
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Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2 价硫元素。
3．(2022·北京，19)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Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、MnO(绿色)、MnO(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下，MnO 可被OH－还原为MnO。
ⅲ.Cl2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。
实验装置如图(夹持装置略)：
实验
物质a
C 中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
Ⅰ
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀，且放置
后不发生变化
Ⅱ
5%NaOH 溶液
产生白色沉淀，在空气中
缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后
溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ
40%NaOH 溶液
产生白色沉淀，在空气中
缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后
溶液变为紫色，仍有沉淀
(1)B 中试剂是________________。
(2)通入Cl2前，实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为____________________。
(3) 对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2 后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是
________________________________________________________________________。
(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Cl2导致溶液的碱性减弱。
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1 mL 悬浊液，加入4 mL 40% 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MnO2被__________(填化学式)氧化，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1 mL 悬浊液，加入4 mL 水，溶液紫色缓慢加深，发生反应的离子
方程式是_________________________________________。
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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)2＋O2===2MnO2＋2H2O
(3)Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)①Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
②4MnO＋4OH－===4MnO＋O2↑＋2H2O Cl2 ③3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnO＋3Cl－
＋H2O ④过量Cl2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MnO 的速率减小，因而实验Ⅲ未得到绿色溶液
解析 在装置A 中HCl 与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B 中盛
有饱和NaCl 溶液，除去Cl2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Cl2与MnSO4反应，装置D 是尾气处理装置。(2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中Mn2＋与碱性溶液
中NaOH 电离产生的OH－反应产生Mn(OH)2白色沉淀，该沉淀不稳定，会被溶解在溶液中
的氧气氧化为棕黑色的MnO2，则沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为2Mn(OH)2＋
O2===2MnO2＋2H2O。(4)①Cl2与NaOH 反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，
反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。②溶液紫色变为绿色就是由于在浓
碱条件下，MnO 可被OH－还原为MnO；溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被Cl2氧化，可
证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。③溶液紫色缓慢加深，说明ClO－将MnO2 氧化为
MnO。
4．(2022·北京和平街第一中学模拟)某小组探究Cu 和H2O2的反应为氧化还原反应，从电极
反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
[实验探究]
实验ⅰ：向装有0.5 g Cu 的烧杯中加入20 mL 30%H2O2溶液，一段时间内无明显现象，10
小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，Cu 片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式：____________________________________________________。
[继续探究]
针对该反应速率较慢，该小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
装置
实验
试剂a
现象
ⅱ
20 mL 30%H2O2与
4 mL5 mol·L－1
H2SO4混合液
Cu 表面很快产生少量气泡，
溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
ⅲ
20 mL 30%H2O2与
4 mL5 mol·L－1氨水
混合液
溶液立即变为深蓝色，产生大
量气泡，Cu 表面有少量蓝色
不溶物
(2)实验ⅱ中：溶液变蓝的原因是____________________________________(用离子方程式表
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示
) ；经
检验产生的气体为氧气，产生氧气的原因是
____________________________________。
(3)对比实验ⅰ和ⅲ，为探究氨水对Cu 的还原性或H2O2氧化性的影响，该同学利用如图装
置继续实验。
已知：电压大小反映了物质氧化性与还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，
电压越大。
a．K 闭合时，电压为x。
b．向U 形管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变。
c．继续向U 形管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。
①利用电极反应解释该实验的结论：____________________________________________。
②利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2 的氧化性，与上述实验操作不同的是
________________________________________________________________________。
(4)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是_____________________________。
(5)应用：Ag 分别与1 mol·L－1的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，Ag 只与氢碘酸发生置换反应，
试解释原因：__________________________________________________。
答案 (1)Cu＋H2O2===Cu(OH)2
(2)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O 产生的铜离子催化了过氧化氢分解
(3)①Cu－2e－===Cu2＋，向U 形管左侧加入氨水，氨水与Cu2＋形成2＋，使c 减小，提高了
Cu 的还原性 ②向U 形管右侧溶液中滴加硫酸
(4)在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性
(还原性)增强
(5)溶解度：AgI<AgBr<AgCl，I－、Br－、Cl－均可使氧化反应Ag－e－===Ag＋中的c 降低，提
高Ag 的还原性，其中只有I－能使Ag 的还原性提高到能将H＋还原
解析 (1)由实验1 的现象说明有氢氧化铜生成，故可推测Cu 和H2O2 反应生成氢氧化铜，
反应的化学方程式为Cu＋H2O2===Cu(OH)2。(2)实验ⅱ中溶液变蓝，说明Cu 与H2O2 在酸性
条件下可以发生反应生成Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O；经
检验，产生的气体为氧气，说明溶液反应生成的Cu2＋有催化作用，可以催化双氧水分解，
产生大量气泡。
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