精品解析：北京市海淀区2022届高三一模(实验探究题)

1. 某兴趣小组同学探究KMnO4溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应速率的影响因素。配制1.0×10-3mol/LKMnO4溶液、0.40mol/L草酸溶液。将KMnO4溶液与草酸溶液按如下比例混合。 【设计实验】 序号 反应温度/℃ ① 2.0 2.0 0 20 ② 2.0 1.0 1.0 20 （1）实验①和②的目的是___________。 （2）甲认为上述实验应控制pH相同，可加入的试剂是___________(填序号)。 a．盐酸 b．硫酸 c．草酸 【实施实验】 小组同学将溶液pH调至1并进行实验①和②，发现紫色并未直接褪去，而是分成两个阶段： i．紫色溶液转变为青色溶液，ii．青色溶液逐渐褪至无色溶液。 资料：(a)无色，在草酸中不能形成配合物； (b)无色，有强氧化性，发生反应(青绿色)后氧化性减弱； (c) 呈绿色，在酸性条件下不稳定，迅速分解产生和。 （3）乙同学从氧化还原角度推测阶段i中可能产生，你认为该观点是否合理，并说明理由：___________。 【继续探究】 进一步实验证明溶液中含有，反应过程中和浓度随时间的变化如下图。 （4）第i阶段中检测到有气体产生，反应的离子方程式为___________。 （5）实验②在第ii阶段的反应速率较大，可能的原因是___________。 （6）据此推测，若在第ii阶段将调节至，溶液褪至无色的时间会___________(填“增加”“减少”或“不变”)。 【结论与反思】 （7）上述实验涉及的反应中，草酸的作用是___________。 结论：反应可能是分阶段进行的。草酸浓度的改变对不同阶段反应速率的影响可能不同。 2. 在处理NO废气的过程中，催化剂[Co(NH3)6]2+会逐渐失活变为[Co(NH3)6]3+。某小组为解决这一问题，实验研究和之间的相互转化。 资料：i.Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15，Ksp[Co(OH)3]=1.6×10-44 ii.Co2++6NH3[Co(NH3)6]2+K1=1.3×105 Co3++6NH3[Co(NH3)6]3+K2=2×1035 iii.[Co(NH3)6]2+和[Co(NH3)6]3+在酸性条件下均能生成NH （1）探究的还原性 实验I．粉红色的CoCl2溶液或CoSO4溶液在空气中久置，无明显变化。 实验II．向0.1mol/LCoCl2溶液中滴入2滴酸性KMnO4溶液，无明显变化。 实验III．按如图装置进行实验，观察到电压表指针偏转。 ①甲同学根据实验III得出结论：Co2+可以被酸性KMnO4溶液氧化。 乙同学补充实验IV，____(补全实验操作及现象)，否定了该观点。 ②探究碱性条件下的还原性，进行实验。 ii中反应的化学方程式是____。 ③根据氧化还原反应规律解释：还原性Co(OH)2>Co2+：Co2+-e-=Co3+在碱性条件下，OH-与Co2+、Co3+反应，使c(Co2+)和c(Co3+)均降低，但____降低的程度更大，还原剂的还原性增强。 （2）探究的氧化性 ①根据实验III和IV推测氧化性：Co3+>Cl2，设计实验证明：向V中得到的棕褐色沉淀中，____(补全实验操作及现象)，反应的离子方程式是____。 ②向V中得到的棕褐色沉淀中滴加H2SO4溶液，加入催化剂，产生无色气泡，该气体是____。 （3）催化剂[Co(NH3)6]2+的失活与再生 ①结合数据解释[Co(NH3)6]2+能被氧化为[Co(NH3)6]3+而失活的原因：____。 ②根据以上实验，设计物质转化流程图实现[Co(NH3)6]2+的再生：____。 示例：CoCoCl2Co(OH)2 3. 实验表明，当乙醛加入到溴水中，溴水会褪色。针对此现象，某小组同学依据乙醛结构进行探究。 【实验假设】 （1）假设Ⅰ：醛基含有不饱和键，可与发生_________反应(填反应类型)。 假设Ⅱ：乙醛具有α－H，可与溴水发生取代反应。一元取代反应如下： 无论是几元取代，参加反应的与生成的HBr物质的量之比为_________。 假设Ⅲ：乙醛具有较强的还原性，可被溴水氧化为乙酸，补全下面反应方程式。 _________ 【实验过程】针对以上假设，该小组同学设计了两组方案。 方案Ⅰ：通过对比反应现象判断反应类型。 序号 操作 现象 试管1 1mL溴水＋1mL乙醛，充分振荡后静置 褪色 试管2 1mL溴溶液＋1mL乙醛，充分振荡后静置 ____ 结论：假设Ⅰ不成立。 （2）试管2中的实验现象为__________。 方案Ⅱ：通过测定反应后混合液的pH判断反应类型。 序号 操作 pH 试管1 加入20mL溴水，再加入10mL苯酚溶液，