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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
►
►
►
►
性质探究型实验综合题
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
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
1
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【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SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中,通过观察酸性KMnO4溶液是否褪色
来说明;如探究Fe3+的氧化性强于I2时,可利用FeCl3与淀粉KI 溶液反应,通过溶液变蓝色来说明Fe3+的
氧化性强于I2。
(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H2的快慢来说明Mg、Al 的活泼性顺序。
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H2化合的难易
程度、相互之间的置换、对应阴离子的还原性等方法来比较。
探究Cl2、Fe3+、I2
的氧化性强弱
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FeCl2溶液
中,氯气将Fe2+氧化成Fe3+,将FeCl3溶液滴入淀粉-KI 溶液中,Fe3+将I-氧化成
I2
(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CO2,气体净化后通入
2
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硅酸的酸性强弱
硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀;
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、NaHCO3
溶液、Na2SiO3溶液的pH,pH 越大,则对应酸的酸性越弱;
探究HCOOH、
CH3COOH 电离能力
的强弱
用pH 试纸(或pH 计)分别测定同浓度的HCOOH 溶液、CH3COOH 溶液的pH;
用pH 试纸(或pH 计)分别测定同浓度的HCOONa 溶液、CH3COONa 溶液的pH,
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)Ksp的大小比较
探究AgCl、AgI 的溶
度积大小
向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl 溶液至不再有白色沉淀生成,再向其中滴加
KI 溶液,产生黄色沉淀;
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 AgNO3溶液,
先产生黄色沉淀;
探究CuS、ZnS 的溶
度积大小
向浓度相同的CuSO4、ZnSO4 的混合液中滴入Na2S 溶液,若先生成黑色沉淀
CuS、后生成白色沉淀ZnS,则说明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS);
(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NaHCO3反应测定放出CO2的量来确定
(10)热分解产物的性质探究、判断。
①难溶性碳酸盐
氧化物+CO2;
②碳酸的酸式盐
碳酸的正盐+CO2+H2O;
③铵盐(NH4NO3除外)
NH3+相应的酸(或酸性氧化物+H2O);
④硝酸盐
金属(或金属氧化物、亚硝酸盐)+氮氧化物(NO 或NO2)+O2;
⑤草酸晶体
CO2+CO+H2O。
3
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【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
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)
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
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。
4
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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
实验Ⅰ
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
色沉淀,溶液仍为淡红色
实验Ⅱ
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
沉淀,溶液仍为红棕色
实验Ⅲ
完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶
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
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(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: 。
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
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,
6
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液
黑色沉淀
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: 。
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。
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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。
8
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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 。
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
试样
测试温度/℃
电导率/
9
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号
1
Ⅰ:25℃的
饱和溶
液
25
2
Ⅱ:35℃的
饱和溶
液
35
3
Ⅲ:45℃的
饱和溶
液
45
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。
实验序
号
试样
测试温度/℃
电导率/
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 。
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MnO2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MnO2。
①反应的离子方程式是 。
10
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②电极反应式:
i.还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii.氧化反应: 。
③根据电极反应式,分析A 中仍存在盐酸和MnO2的原因。
i.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高,MnO2氧化性减弱。
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H2SO4
有氯气
II
a
有氯气
III
a+b
无氯气
a 是 ,b 是 。
(2)利用c(H+)浓度对MnO2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
与MnO2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 。
(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MnO2。经实验
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 。
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 Ag2SO4溶液与0.0400 mol/L 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0.0100 mol/L Fe2(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 。
11
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II
②
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 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 。
(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:K2FeO4(Mr=198)为紫色固体,微溶于
KOH 溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。现将他们制备高铁
酸钾(K2FeO4),测定其纯度并探究其性质的过程展示如下。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
12
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A
①
为氯气发生装置,盛KMnO4固体的仪器名称是 。
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(NO3)3溶液分批加入装置C 中,充分反应得
K2FeO4固体,写出该反应的化学方程式 。
(2)K2FeO4的纯度测定
向3mLCrCl3溶液中加入20mL 饱和KOH 溶液(Cr3++4OH-=CrO +2H2O),再加入5mL 蒸馏水,冷却至室
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 +2H2O=CrO
+Fe(OH)3↓
+OH-),过滤后加入稀硫酸酸化(2CrO
+2H+=Cr2O
+H2O),并加入1mL 苯二胺磺酸钠作指示剂,用
1.00mol/L 的标准硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定(Cr2O
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O),至终点
时,消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为27.00mL。则K2FeO4的质量分数为 (过程中杂质不参与反
应)。
(3)探究K2FeO4的性质
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Cl2.为证明是否K2FeO4
氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN 溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH 溶液充分洗涤C 中所得固体,再用KOH 溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b.取少
量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
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K2FeO4被Cl-还原
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K2FeO4氧化了Cl-,用KOH 溶液洗涤的目的是 。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2 FeO
(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和
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FeO
的氧化性强弱关系相反,原因是 。
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】
序
号
温
度/℃
V(
氯化
铜)/mL
V(饱和硫酸
铜)/mL
V(饱和
_____)/mL
V(饱和氯化
钠)/mL
V(水)
/mL
溶液颜
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
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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。
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;
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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
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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。
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。
A
①
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
C
②
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。
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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 。
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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: 。
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。
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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 。
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:NO2溶解在硝酸铜溶液中,溶液呈绿色。
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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N2和空气,观察现象。
通入气体
氮气
空气
现象
液面上方出现明显的红棕色气体,25min
后溶液变为蓝色
液面上方出现明显的红棕色气体,5min 后溶
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N2时,N2被缓慢氧化为NO2
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CO2溶于水显酸性,促进了溶液变蓝色
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(HNO2)”可能是实验①中溶液显绿色的主要原因
ii.NO2在溶液中存在:
反应1:2NO2+H2O
HNO3+HNO2(慢)
反应2:2HNO2
NO2+NO+H2O(快)
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(HNO2)参与了形成绿色溶液的过程,继续进行实验。
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
质
______固体
3 滴30%H2O2溶液
3 滴水
现象
溶液绿色变深
溶液迅速变为蓝色
溶液颜色几乎不变
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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H2O2后溶液迅速变蓝,原因是的H2O2可能参与了下列反应(用化学方程式表示):
H2O2+2NO2=2HNO3, , 。
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
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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 。
9.(2023·广东湛江·统考模拟预测)I.配制100mL0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液。
(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Fe2(SO4)3水解,在配置过程中可以加入少量 。
Ⅱ.探究Fe2(SO4)3与Cu 的反应。
原理预测:
(3)请写出Fe2(SO4)3与Cu 的反应的离子方程式: 。
开展实验并观察现象:
某实验小组在进行Fe2(SO4)3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。
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。
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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
序号
对比实验及试剂
实验步骤
实验现象
Ⅱ
A 试管
2 mL 0.1 mol/LFeSO4
溶液
加入1mL0.4mol·L-1KSCN
溶液
开始时溶液的上方变为红色,一段时间后红
色向下蔓延,最后充满整支试管
B 试管
2mL0.1mol/LCuSO4溶
液
加入1mL0.4mol·L-1KSCN
溶液
溶液变成绿色
Ⅲ
C 试管
2mL0.1mol/LFeSO4溶
液
加入2mL0.1mol·L-1CuSO4
溶液
溶液变为淡蓝色
再加1mL0.4mol·L-1KSCN
溶液
溶液的上层变为红色,有白色沉淀产生,一
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:
。
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。
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序
号
物质a
C 中实验现象
通入
前
通入
后
Ⅰ
溶液
产生蓝色絮
状沉淀
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,
试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色
Ⅱ
溶液
产生蓝色絮
状沉淀
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
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:
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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。
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