第10章 热点题型(十五) 化学实验综合题(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 双选版）

热点题型(十五)　化学实验综合题 化学实验综合题是高考必考题型，具有知识容量大、出题素材新、考查角度广、综合程度高、能力要求强等特点，充分体现了“源于教材，又不拘泥于教材”的命题指导思想。 　　　　　　　　　　　　　　　　 类型1　物质制备型综合实验 1．物质制备型实验题常以制备某无机物或某有机物为背景进行设计。考查常见仪器的正确使用、物质间的反应、物质分离和提纯的基本操作、实验方案的评价与设计、实验安全及事故处理方法等。涉及装置的选择、仪器的连接顺序、物质的纯化、尾气的处理等等。 2．物质制备型综合实验的题型结构与解题流程 (1)无机物的制备 (2)有机物的制备 (3)解题流程 第1步：巧审题——明确实验目的、原理 实验原理可以从题给的化学情境(或题目所给的实验目的)并结合元素化合物的有关知识获取，在此基础上，依据可靠性、简洁性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的实验方案。 第2步：想过程——理清操作先后顺序 根据由实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法和步骤，把握各实验步骤的要点，理清实验操作的先后顺序。 第3步：看准图——分析装置或流程的作用 若题目中给出装置图，在分析解答过程中，要认真细致地分析图中的各部分装置，并结合实验目的和原理，确定它们在实验中的作用。 第4步：细分析——得出正确的实验结论 在定性实验的基础上研究量的关系，根据实验现象和记录的数据，对实验数据进行筛选，通过分析、计算、推理等确定有关样品含量及化学式。 例1.(2023·贵州贵阳五校联考节选)二氯异氰尿酸钠(NaC3N3O3Cl2)是一种高效广谱杀菌消毒剂，常温下为白色固体，难溶于冷水。其制备原理为2NaClO＋C3H3N3O3NaC3N3O3Cl2＋NaOH＋H2O。请选择如图所示部分装置制备二氯异氰尿酸钠并测定其纯度。 请回答下列问题： (1)仪器M的名称是__________。若发现实际操作过程当中N中的浓盐酸不易滴下，可将装置N改为__________。 (2)装置B的作用是________________________________________________________________________。 (3)E中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)选择合适装置，按气流从左至右，导管连接顺序为________(填序号)。 (5)实验时，先向A中通入氯气，生成高浓度的NaClO溶液后，才加入氰尿酸溶液，而且整个过程中不断通入一定量的氯气，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)反应结束后，A中浊液经过滤、______、______得到粗产品。 【流程分析】 解析：(1)仪器M的名称为三颈烧瓶；随着反应进行，装置中的气体增多，压强增大，使分液漏斗N中的液体无法顺利滴下，该装置可以改为恒压滴液漏斗。(2)装置B中为饱和NaCl溶液，可以除去氯气中的氯化氢气体。(3)装置E中，次氯酸钙和浓盐酸反应可以生成氯化钙、氯气和水，化学方程式为：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(4)结合分析可知，按气流从左到右，装置的连接顺序为EBCAD，则导管连接顺序为hcdefabg。(5)实验时，先向A中通入氯气，生成高浓度的次氯酸钠溶液后，再加入氰尿酸溶液，并在整个过程中不断通入一定量的氯气，其原因是通入的氯气与生成的氢氧化钠反应，有利于NaC3N3O3Cl2生成。(6)二氯异氰尿酸钠难溶于冷水，故反应结束后，A中浊液经过过滤、冷水洗涤、干燥，获得粗产品。 答案：(1)三颈烧瓶　恒压滴液漏斗　(2)除去氯气中的氯化氢 (3)Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O (4)hcdefabg (5)通入的氯气与生成的氢氧化钠反应，有利于NaC3N3O3Cl2的生成 (6)冷水洗涤　干燥 【对点练】 1.(2023·河南新乡二模)苯甲酸可用于医药、染料载体、增塑剂、果汁饮料的保香剂和食品防腐剂等的生产。某化学兴趣小组欲在实验室制备苯甲酸、回收二氧化锰并测定其纯度，进行如下实验： 苯甲酸的实验室制备原理为： ＋2KMnO4＋KOH＋2MnO2↓＋H2O 实验装置如图所示。 已知：甲苯的密度是0.872 g·L－1；苯甲酸微溶于冷水，溶于热水。 实验步骤： Ⅰ.在50 mL三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、20 mL水和5.0 g高锰酸钾，油浴加热至反应结束。 Ⅱ.将反应液趁热减压过滤，得到滤渣1，滤液呈紫色，加入少量亚硫酸钠使紫色褪去，进行二次减压过滤，得到滤渣2；将滤液放入冰水浴中，然后加酸酸化，有晶体析出，减压过滤、洗涤、干燥，得到苯甲酸晶体。 Ⅲ.回收二氧化锰：将滤渣2和滤纸一并转移到坩埚中，加热灼烧，所得固体与干燥后的滤渣1合并，称重得2.5 g固体。 Ⅳ.二氧化锰纯度的测定：称取0.5 g回收的二氧化锰，放于烧杯中，再加入25 mL 0.3 mol·L－1草酸钠溶液及50 mL 12 mol·L－1硫酸，加热至二氧化碳不再产生，稀释至250 mL，加热至近沸。趁热以浓度为0.05 mol·L－1的高锰酸钾标准液滴定过量的草酸钠，消耗高锰酸钾的体积为16.0 mL。 已知：MnO2＋C2O＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O 2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 回答下列问题： (1)仪器A的名称为____________，该装置的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅰ中，判断反应结束的现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)步骤Ⅱ中加酸酸化，加的酸可以是______(填序号)。 ①稀硫酸　　　　②盐酸 滤液放入冰水浴的原因是________________________________________________________________________。 (4)滤渣2的主要成分为MnO(OH)2，请写出生成MnO(OH)2的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)用高锰酸钾标准液滴定时，滴定终点的现象是________________________________________________________________________， 二氧化锰的纯度为________%。 解析：甲苯被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸盐，苯甲酸盐与酸反应得到苯甲酸。图示装置中球形冷凝管的目的是使甲苯冷凝回流，增大反应物的利用率，苯甲酸在三颈烧瓶中生成，由于苯甲酸在冷水中的溶解度较低，冰水浴有利于其析出。 (1)仪器A的名称为球形冷凝管，该装置的作用是：冷凝回流，增大反应物的利用率。 (2)甲苯密度比水小且难溶于水，为油状物，步骤Ⅰ中，甲苯完全反应，可以判断反应结束，故判断反应结束的现象是三颈烧瓶中无油状物。 (3)根据制备原理，苯甲酸盐与酸反应可得到苯甲酸晶体，盐酸和硫酸均可，故选①②；苯甲酸微溶于冷水，溶于热水，冷水浴的目的是降低苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分析出，提高产率。 (4)滤渣2的主要成分为MnO(OH)2，根据得失电子守恒，生成MnO(OH)2的离子方程式为：2MnO＋3SO＋3H2O===2MnO(OH)2 ↓＋3SO＋2OH－。 (5)草酸根能被酸性高锰酸钾氧化，用高锰酸钾标准液滴定时，滴定终点的现象是：当滴加最后半滴高锰酸钾标准液时，溶液变为浅紫红色，且半分钟内不褪色；草酸根一部分与二氧化锰反应，过量的草酸根与高锰酸根反应，故二氧化锰消耗的草酸根的物质的量为：(0.025×0.3－×0.05×0.016)mol，二氧化锰的纯度为：×100%＝95.7%。 答案：(1)球形冷凝管　冷凝回流，增大反应物的利用率 (2)三颈烧瓶中无油状物 (3)①②　降低苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分析出，提高产率 (4)2MnO＋3SO＋3H2O===2MnO(OH)2 ↓＋3SO＋2OH－ (5)当滴加最后半滴高锰酸钾标准液时，溶液变为浅紫红色，且半分钟内不褪色　95.7 类型2　定量测定型综合实验 1．定量测定型实验题是将化学实验与化学计量有机地结合在一起测定物质化学组成与含量的探究性实验，是近年高考命题的热点题型。主要以一定物质的量浓度溶液的配制、中和滴定(包括滴定曲线)、中和热测定等为基础进行迁移，要求能预测或描述实验现象，分析或处理实验数据，得出合理结论。 2．实验中的定量分析与计算 (1)定量测定的常用分析方法 ①沉淀法：先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。 ②测气体体积法：对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。 a．直接测量法 ⅰ.测量前，可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平 ⅱ.读数时先要等其恢复室温后，再调整量气装置使两侧液面相平，最后读数时要求视线与凹液面最低点相平 测量收集的气体体积时，应先将气体冷却至室温，再慢慢将量筒下移(或上移)，使量筒内外的液面高度相同，再读取体积 将一种反应物置于倒置的漏斗中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体的体积可以直接测量 用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积 直接测量固液反应产生的气体的体积，注意应恢复至室温后，再读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量) b.间接测量法：通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积 ③测量气体质量法 方法1 称量反应装置在放出气体前后的质量减小值 方法2 将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算 ④滴定分析法：定量实验中的滴定方法包括酸碱中和滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定等，主要是根据滴定过程中标准溶液的消耗量来计算待测溶液的浓度。 连续滴定法 第一步滴定反应生成的产物还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量 返滴定法 第一步用的滴定剂是过量的，第二步再用另一物质返滴定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求物质的物质的量 碘量法测定 碘量法是氧化还原滴定中应用较为广泛的一种方法。I2可作氧化剂，能被Sn2＋、H2S等还原剂还原；I－可作还原剂，能被IO、Cr2O、MnO等氧化剂氧化。碘量法分为直接碘量法和间接碘量法，直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法，在滴定过程中，I2被还原为I－；间接碘量法(又称滴定碘法)，它是利用I－的还原性与氧化性物质反应产生I2，I2遇淀粉溶液显蓝色，再加入Na2S2O3标准溶液与I2反应，滴定终点的现象为蓝色消失且半分钟内不变色，从而测出氧化性物质的含量。如：用间接碘量法测定混合气中ClO2的含量，有关的离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O和I2＋2S2O===2I－＋S4O，得关系式2ClO2～5I2～10S2O，然后根据已知条件进行计算 (2)定量测定中的相关计算 ①常用的计算公式：n＝，n＝(标准状况下、气体)，n＝cV(aq)。 ②常见的计算类型 a．物质的质量分数(或纯度)＝×100% b．产品的产率＝×100% c．物质的转化率＝×100% d．物质组成的计算 ③两种常用的计算方法 守恒法 中学化学计算中的一种常用方法，它包括元素守恒、电荷守恒、电子守恒。它们都是抓住有关变化的始态和终态，淡化中间过程，利用某种不变量(如①某原子、离子或原子团不变；②溶液中阴、阳离子所带电荷数相等；③氧化还原反应中得失电子数相等)建立关系式，从而达到简化过程、快速解题的目的 关系式法 表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，若第一步反应的产物，是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式，将该物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系 (3)确定物质组成的注意事项 ①测定实验中要消除干扰气体 如用惰性气体将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。 ②测定实验中被测量气体要全部被测量 如可采取反应结束后继续向装置中通入惰性气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。 ③测定实验中的数据采集处理 a．称量固体质量时，托盘天平可估读到0.1 g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平。 b．测量液体体积时，量筒可估读到0.1 mL，准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用滴定管，可估读到0.01 mL。 c．气体除了量取外，还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法：一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称吸收装置前后的质量增大值。 d．用pH试纸(测得整数值)或pH计(精确到0.01)直接测出溶液的pH，经过计算可以得到溶液中H＋或OH－的物质的量浓度。 (4)定量测定实验的解题流程 例2.(2023·全国卷乙)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。 回答下列问题： (1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先________________，而后将已称重的U型管c、d与石英管连接，检查________________________________________________________________________ ____________________。 依次点燃煤气灯________，进行实验。 (2)O2的作用有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 CuO的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (举1例，用化学方程式表示)。 (3)c和d中的试剂分别是______、______(填字母)。c和d中的试剂不可调换，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 A．CaCl2　　　　　　　　　B．NaCl C．碱石灰(CaO＋NaOH) D．Na2SO3 (4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 取下c和d管称重。 (5)若样品CxHyOz为0.023 6 g，实验结束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为________。 解析：(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中后，应先通入O2排出石英管中的空气，再将已称重的U型管c、d与石英管连接，以防止空气中含有的CO2和水蒸气对实验产生干扰，然后检查装置的气密性。为使有机物被充分氧化，应先点燃b处煤气灯使CuO红热，再点燃a处煤气灯使有机物燃烧。(2)O2可排出装置中空气，同时作为反应物氧化有机物使其生成CO2和H2O，还可以将生成的CO2和H2O赶入c和d装置中使其被完全吸收。有机物氧化不充分时会生成CO，而CuO可将CO氧化为CO2，从而使有机物中的C元素完全被氧化。(3)应先吸收有机物燃烧产生的水(用CaCl2吸收)，再吸收产生的CO2[用碱石灰(CaO＋NaOH)吸收]。因碱石灰能同时吸收水和CO2，故不能将c、d中的药品调换位置，否则无法测出H2O的质量。(4)样品反应完全后，装置内仍有残留的CO2和H2O，故应继续通入一段时间O2，将CO2和H2O赶入c、d装置中。(5)c管增重的0.010 8 g为H2O的质量，则n(H)＝2×＝0.001 2 mol；d管增重的0.035 2 g为CO2的质量，则n(C)＝＝0.000 8 mol；故样品中n(O)＝＝0.000 8 mol，则根据C、H、O元素的物质的量之比可知分子式为(C2H3O2)n，又因为该有机物的相对分子质量为118，所以n＝2，分子式是C4H6O4。 答案：(1)通入O2　装置的气密性　b、a　(2)排出装置中空气，氧化有机物，将生成的CO2和H2O赶入c和d装置中完全吸收　CO＋CuOCO2＋Cu　(3)A　C　碱石灰会同时吸收水和CO2，若调换，则无法测出H2O的质量　(4)熄灭a处煤气灯，继续通入一段时间O2，然后熄灭b处煤气灯，待石英管冷却至室温，停止通入O2　(5)C4H6O4 【对点练】 2.(2024·九省新高考适应性考试)某实验小组对一种染料废水进行处理，获得Na2SO4并测定废水的总有机碳(总有机碳是指单位体积水样中溶解或悬浮的有机物碳元素质量总和，是水体评价的综合指标之一)。 实验步骤为： ①取100 mL废水(假定有机成分只有萘磺酸钠)，在35 ℃下加入等体积甲醇，充分混合后，冷却、过滤，得到固体A和滤液B。 ②经检测，固体A主要成分为Na2SO4，并含有少量Na2SO3和萘磺酸钠；滤液B含2.3 g萘磺酸钠(C10H7O3NaS，M＝230 g·mol－1)。 ③一定温度下，从滤液B中回收甲醇；再蒸发浓缩析出萘磺酸钠，过滤，得滤液C，向滤液C中加入适量的NaClO溶液去除少量的NH和NH3。 ④按下图实验装置(部分装置略)对固体A进行处理，完全反应后Pt坩埚中固体为Na2SO4。 简化的操作过程：先检查装置气密性，再打开或关闭活塞1和活塞2，通入N2一段时间。再次打开或关闭活塞1和活塞2，改为通入O2，点燃煤气灯，一定时间后，停止加热，继续通O2一段时间。 回答下列问题： (1)实验步骤①中加入甲醇的目的为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)实验步骤③中回收甲醇的操作名称是________，去除NH3生成N2反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 (3)通入N2的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)酸性KMnO4溶液的作用是________________________________，试剂a是________。 (5)改为通入O2前，需________(填字母)。 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．打开活塞1 B．打开活塞2 C．关闭活塞1 D．关闭活塞2 (6)反应后U形管(含试剂)增重0.44 g，该废水总有机碳＝________mg·L－1(用科学计数法表示)。 解析：步骤④为对固体A进行处理，完全反应后Pt坩埚中固体为Na2SO4，先关闭活塞2，打开活塞1，通入一段时间的N2，以排出装置中的空气防止其影响废水中总有机碳含量的测量，然后再关闭活塞1，打开活塞2，通入O2，点燃煤气灯，一定时间后，停止加热继续通O2至固体A冷却，固体A中Na2SO3转化为Na2SO4，有机物燃烧，未完全燃烧产生的CO被CuO继续氧化，酸性高锰酸钾溶液为除去CO2中的SO2，品红溶液为检验SO2是否除干净，试剂a为浓硫酸，可以干燥CO2和防止空气中的CO2和水蒸气进入U形管，影响实验结果。(6)反应后U形管(含试剂)增重0.44 g，即固体A与O2反应放出的CO2的质量为0.44 g，即固体A中含有的C的质量为0.44 g×＝0.12 g，由题干信息可知，滤液B含2.3 g萘磺酸钠，该有机物中含有C的质量为×10×12 g/mol＝1.2 g，故该废水总有机碳＝＝1.32×104 mg·L－1。 答案：(1)使有机物充分溶解，减小Na2SO4等无机物在水中的溶解度，便于析出 (2)蒸馏　2NH3＋3ClO－===3Cl－＋N2＋3H2O (3)排出装置中的空气，防止其影响废水中总有机碳含量的测量 (4)除去CO2中的SO2　浓硫酸　(5)BC　(6)1.32×104 类型3　性质(或原理)探究型综合实验 1．性质(或原理)探究型实验题要求原理准确、步骤简捷、现象明显、结论易得。中学化学性质实验探究的主要角度有：物质氧化性和还原性强弱的判断、同周期(或同主族)元素性质的递变规律分析、电解质强弱的判断、物质酸性强弱的判断、钢铁发生电化学腐蚀的规律探究、热分解产物的性质探究等，试题综合性强，信息量大，覆盖面较广，旨在考查考生化学实验与探究的能力及科学探究与创新意识的核心素养。 2．性质探究实验的解题流程与答题规范 (1)寻求反应机理类探究型实验的解题流程 (2)文字表述题的各种答题规范 ①液体体积测量中读数的答题关键 平视：视线与刻度线和凹液面最低处在同一水平线上 读数：液面最低点(最底端、最底部、最低处)与刻度线相切 ②实验操作的原因、目的、作用的答题要点 操作：怎么“做”，为什么这样“做” 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：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 例3.(2023·北京高考)资料显示，I2可以将Cu氧化为Cu2＋。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物及铜元素的价态。 已知：I2易溶于KI溶液，发生反应I2＋I－⇌I(红棕色)；I2和I氧化性几乎相同。 将等体积的KI溶液加入到m mol铜粉和n mol I2(n>m)的固体混合物中，振荡。 实验记录如下： c(KI) 实验现象 实验 Ⅰ 0.01 mol/L 极少量I2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 0.1 mol/L 部分I2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 4 mol/L I2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，Cu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[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)或[CuI2]－(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CCl4，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，2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，[Cu(NH3)2]＋(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b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CuI，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KI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，I2仅将Cu氧化为＋1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了I2能将Cu氧化为Cu2＋。装置如图所示，a、b分别是________________________________________________________________________。 (5)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被I2氧化的产物中价态不同的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：因I2溶解度较小，Cu与I2接触不充分，将I2转化为I可以提高Cu与I的接触面积，提高反应速率。加入CCl4，I2＋I－⇌I平衡逆向移动，I2浓度减小，I－浓度增加，[CuI2]－浓度增加，加入氨水后转化为[Cu(NH3)2]＋，被氧化为[Cu(NH3)4]2＋，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I的浓度，I与Cu接触更加充分，Cu与I的反应速率加快，故实验Ⅰ<实验Ⅱ。 (2)加入CCl4，I2＋I－⇌I平衡逆向移动，I2浓度减小，I－浓度增加，其目的为：除去I，防止干扰后续实验。加入浓氨水后[CuI2]－转化为[Cu(NH3)2]＋，无色的[Cu(NH3)2]＋被氧化为蓝色的[Cu(NH3)4]2＋，方程式为[CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O 。 (4)要验证I2能将Cu氧化为Cu2＋，需设计原电池负极材料为Cu，但I2在水中溶解度很小，I2的氧化性和I几乎相同，则b为含n mol I2的4 mol·L－1的KI溶液。 (5)在原电池装置中，I2能将Cu氧化为Cu2＋；而在实验Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中Cu以Cu＋形式存在，这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋浓度减小使得Cu2＋氧化性增强，发生反应2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－===2[CuI2]－＋I2。 答案：(1)< (2)除去I，防止干扰后续实验　[CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O (3)2Cu＋I2===2CuI(或2Cu＋KI3===2CuI＋KI)　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I浓度小，未能氧化全部的Cu) (4)铜、含n mol I2的4 mol·L－1的KI溶液 (5)在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋浓度减小使得Cu2＋氧化性增强，发生反应2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－===2[CuI2]－＋I2 【对点练】 3.某课外小组探究Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3溶液的反应。 [查阅资料] i．2S2O＋Cu2＋⇌[Cu(S2O3)2]2－(绿色) 2S2O＋Cu＋⇌[Cu(S2O3)2]3－(无色)； ii.2NH3＋Cu＋⇌[Cu(NH3)2]＋(无色)，[Cu(NH3)2]＋遇空气容易被氧化成[Cu(NH3)4]2＋(蓝色)； iii.S2O易被氧化为S4O或SO。 [猜想假设] 同学们根据资料认为Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3可能会发生两种反应。 假设1：Cu2＋与S2O在溶液中发生络合反应生成[Cu(S2O3)2]2－； 假设2：Cu(Ⅱ)有____________性，与S2O在溶液中发生氧化还原反应。 [实验操作及现象分析] 实验一：探究CuSO4与Na2S2O3溶液的反应。 实验操作 实验 序号 V1 /mL V2 /mL 逐滴加入Na2S2O3溶液时的实验现象 a 1.5 0.5 溶液逐渐变为绿色，静置无变化 b 1.0 1.0 溶液先变为绿色，后逐渐变成浅绿色，静置无变化 c 0 2.0 溶液先变为绿色，后逐渐变浅至无色，静置无变化 (1)根据实验a的现象可推测溶液中生成的含Cu微粒是____________(填化学符号)。 (2)甲同学认为实验一能证明假设2成立，他的理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 实验二：探究CuCl2与Na2S2O3溶液的反应。 (3)乙同学利用已知资料进一步确证了实验二的无色溶液中存在Cu(Ⅰ)。他的实验方案是：取少量无色溶液，________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)经检验白色沉淀为CuCl，从化学平衡的角度解释继续加Na2S2O3溶液后CuCl沉淀溶解的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)经检验氧化产物以S4O形式存在。写出Cu2＋与S2O发生氧化还原反应得到无色溶液的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [获得结论] 综合以上实验，同学们认为Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3在液中的反应与多种因素有关，得到实验结论： ①随n(S2O)∶n(Cu2＋)的增大，________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)结合资料i.2S2O＋Cu2＋⇌[Cu(S2O3)2]2－(绿色)，根据实验a的现象为溶液逐渐变为绿色，静置无变化，可推测溶液中生成的含Cu微粒是[Cu(S2O3)2]2－。 (3)结合资料ii.2NH3＋Cu＋⇌[Cu(NH3)2]＋(无色)，[Cu(NH3)2]＋遇空气容易被氧化成[Cu(NH3)4]2＋(蓝色)，无色溶液中存在Cu(Ⅰ)，加入氨水，可先呈现无色，后变为蓝色。 答案：氧化　(1)[Cu(S2O3)2]2－　(2)实验b中，溶液先变为绿色，后逐渐变成浅绿色，说明先发生络合反应之后又发生氧化还原反应(或实验a到实验c，最终溶液颜色逐渐变浅，说明发生了氧化还原反应)　(3)向其中滴加氨水，放置在空气中，若溶液变为蓝色，则说明含Cu(Ⅰ) (4)CuCl(s)⇌Cu＋(aq)＋Cl－(aq)，滴加Na2S2O3溶液后，2S2O＋Cu＋⇌[Cu(S2O3)2]3－，c(Cu＋)浓度降低，使平衡正向移动，沉淀溶解 (5)2Cu2＋＋6S2O===2[Cu(S2O3)2]3－＋S4O　①二者发生络合反应的趋势减弱，发生氧化还原反应的趋势增强　②Cu(Ⅱ)盐的阴离子为Cl－时能增大Cu2＋和S2O发生氧化还原反应的趋势 学科网（北京）股份有限公司 $$