第11章 第2讲 实验方案的设计与探究实验-【金版教程】2026年高考化学一轮复习创新方案课件PPT（创新版）

0 第十一章　化学综合实验 第2讲　实验方案的设计 与探究实验 1.能设计、评价和改进实验方案，能正确分析或处理实验数据，得出合理结论，预测或描述实验现象。2.能发现和提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究。3.建立解答实验方案设计及探究类综合实验题的一般方法和思维模型。 2 考点一 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 考点二 02 真题演练 03 考点一　物质性质的探究设计 一、性质验证型实验 设计性质验证实验方案可分为多种情况：一是已知物质的性质，设计实验验证物质的某些性质；二是已知某类物质的结构(或含有的官能团)，设计性质实验来验证这类物质的结构；三是根据性质设计定量实验；四是根据物质性质验证化学原理(理论)或根据化学原理来验证物质的某些性质。设计性质验证实验方案的常用程序有如下两种： 考点一 5 考点一 6 二、性质探究型实验 1．物质性质探究的考查角度 (1)物质氧化性、还原性的判断。如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中，通过酸性KMnO4溶液是否褪色来说明。 (2)物质氧化性强弱、还原性强弱的判断。如探究Fe3＋的氧化性强于I2时，可利用FeCl3与KI­淀粉溶液反应，通过溶液是否变蓝色来说明。 (3)同周期、同主族元素性质的递变规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱实验来完成。 考点一 7 (4)电解质强弱的判断。 (5)物质酸性强弱的判断。如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理，将CO2气体通入Na2SiO3溶液，看是否有白色胶状沉淀生成来判断。 (6)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质以及是否与空气接触、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角度设计实验，找出规律。 考点一 8 2．探究物质性质的基本方法和程序 考点一 9 3．设计性质探究实验方案时的注意事项 实验方案要可行 要尽量避免使用高压和特殊催化剂等实验室难以达到的条件，实验方案要简单易行 实验顺序要科学 要对各个实验步骤进行统一的规划和安排，保证实验准确高效，同时要减少副反应的发生和避免实验步骤间的相互干扰 实验现象要直观 如“证明CH3COOH是弱电解质”的实验，可配制一定浓度的CH3COONa溶液，用pH试纸测溶液的pH，通过测定的结果(常温下，pH>7)得出结论，操作简便且现象明显 实验结论要可靠 要反复推敲实验步骤，多方验证实验结果，做到实验结论准确可靠 考点一 10 1．(2024·湖北卷)学习小组为探究Co2＋、Co3＋能否催化H2O2的分解及相关性质，室温下进行了实验Ⅰ～Ⅳ。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体 考点一 11 已知：[Co(H2O)6]2＋为粉红色、[Co(H2O)6]3＋为蓝色、[Co(CO3)2]2－为红色、[Co(CO3)3]3－为墨绿色。回答下列问题： (1)配制1.00 mol·L－1的CoSO4溶液，需要用到下列仪器中的________(填标号)。 bc 考点一 12 (2)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2＋________(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HCO大大过量的原因是________________________________________________ __________________________________________________________。实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3－能催化H2O2的分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式_______________________________________________________________________________________。 不能 考点一 13 考点一 14 实验Ⅳ： (4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B到C溶液变为粉红色，并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为________、________。 CO2 O2 考点一 15 解析：(2)实验ⅠCoSO4溶液中Co2＋以[Co(H2O)6]2＋的形式存在，滴加H2O2溶液，无明显现象，说明[Co(H2O)6]2＋不能催化H2O2的分解。 (4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体，说明发生了[Co(CO3)3]3－＋6H＋＋3H2O===[Co(H2O)6]3＋＋3CO2↑；B到C溶液变为粉红色，并产生气体，说明发生了4[Co(H2O)6]3＋＋2H2O===4[Co(H2O)6]2＋＋O2↑＋4H＋。 考点一 16 2．(2025·河北保定高三摸底统考)某化学实验小组做了镁条与水和NH4Cl反应的实验探究如下： 编号 实验操作 实验现象 a 将打磨光亮的镁条放入冷水中 缓慢产生气泡，一段时间后镁条表面被白色物质覆盖而变暗，不再产生气泡 b 将a实验后的镁条放入2 mL 1 mol·L－1的NH4Cl溶液(pH＝5)中 镁条表面迅速变光亮，并开始产生大量气体；一段时间后产生气体的速率逐渐减慢，镁条表面变白，但持续有气泡产生 c 将a实验后的镁条放入2 mL 1 mol·L－1的NaCl溶液中 无明显现象 d 将a实验后的镁条放入2 mL 1 mol·L－1的NH4Cl溶液(用氨水调至pH＝7)中 实验现象与b基本相同(已知上述所有气体均为H2) 考点一 17 回答下列问题： (1)实验a中不再产生气泡的原因是_____________________________________ ____________________________________________。 (2)实验b中镁条迅速变光亮后产生大量气体的离子反应方程式为______________________________________________。 (3)实验c的目的是______________________________________。实验d的目的是____________________________。 (4)b、c、d探究的结论是： ①__________________________________。 ②____________________________。 Mg＋2H2O===Mg(OH)2↓＋H2↑产生致密 的Mg(OH)2覆盖在Mg的表面阻止反应继续进行 证明Mg(OH)2的溶解与Cl－无关 证明Mg(OH)2的溶解与H＋无关 考点一 18 (5)实验b中溶液pH和H2体积随时间的变化如左图所示，反应过程中δ%(NH)、δ%(NH3·H2O)和pH随时间变化如右图。 ①从图像看前5 min pH迅速升高的主要原因是(结合离子方程式说明)__________________________________________________________________________________________________________________。 ②20 min后的一段时间内，pH基本不变，但仍能持续产生H2，可能的原因是______________________________________________________________________。 考点一 19 思维建模　实验方案设计的基本步骤 考点一 20 考点二　反应产物、反应机理的探究与规范答题 1．确定产物问题的思路分析 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 考点二 22 2．文字表述题的各种答题规范 (1)实验操作的原因、目的及作用的答题要素 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” 作用：须有明确的结论、判断、理由 考点二 23 (2)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 考点二 24 (3)试剂作用的答题模板 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 考点二 25 1．(2024·北京卷)某小组同学向pH＝1的0.5 mol·L－1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。 (1)理论分析 依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3＋还原为Fe的金属是________。 (2)实验验证 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 Mg、Zn 考点二 26 ①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，证明都有Fe2＋生成，依据的现象是________________。 ②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因_________________________________________________________________________________________________________________________。 产生蓝色沉淀 考点二 27 ③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。 ⅰ.a.甲认为实验Ⅱ中，当Fe3＋、H＋浓度较大时，即使Zn与Fe2＋反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3＋、H＋消耗。写出Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式________________________________________。 b．乙认为在pH为3～4的溶液中即便生成Fe也会被H＋消耗。设计实验_________________________________________________________________________________________(填实验操作和现象)。证实了此条件下可忽略H＋对Fe的消耗。 c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2＋的反应。实验证实了Zn粉被包裹。 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑ 向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀 考点二 28 ⅱ.查阅资料：0.5 mol·L－1 Fe3＋开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。 结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固—液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2，_______________________________________ ________________ (填实验操作和现象)，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因________________________________________________________。 加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后， 停止加入盐酸 加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹 考点二 29 氧化 考点二 30 【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 考点二 31 (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。 [Cu(S2O3)2]2－ 实验b中，溶液先变为绿色，后逐渐变成浅绿色，说明先发生配合反应，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) 考点二 32 向其中滴加氨水，放置在空气中，过一段时间若溶液 变为蓝色，则说明含Cu(Ⅰ) 考点二 33 【获得结论】 综合以上实验，同学们认为Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3在溶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______________________________ ___________________________________。 二者发生配合反应的趋势 减弱，发生氧化还原反应的趋势增强 考点二 34 真题演练 真题演练 1 2 36 步骤 现象 ⅰ.将①实验中的反应混合物进行固液分离 / ⅱ.取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加______________ ___________，沉淀完全溶解 ⅲ.继续向ⅱ的试管中滴加______________ 无白色沉淀生成 (2)分析讨论　甲同学根据t2 min后pH不改变，认为反应(Ⅰ)已达到平衡；乙同学认为证据不足，并提出如下假设： 假设1　硫酸钙固体已完全消耗； 假设2　硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉淀包裹。 (3)验证假设，乙同学设计如下方案，进行实验。 过量稀盐酸 有气体产生 BaCl2溶液 真题演练 1 2 37 (4)实验小结　假设1成立，假设2不成立。①实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。 (5)优化方案、建立平衡　写出优化的实验方案，并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据：______________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________。 将至少1.36 g硫酸钙加入100.0 mL 0.100 mol·L－1 Na2CO3溶液中，在 25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH，当pH不变时，加入Na2SO4固体，若pH值变大，说明反应(Ⅰ)平衡已建立 真题演练 1 2 38 真题演练 1 2 39 c(KI) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 mol·L－1 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－1 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－1 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 真题演练 1 2 40 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___________________________。 <  真题演练 1 2 41 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____________________________________________________。 [CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋ ＋2H2O＋2I－，4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O 2Cu＋I2===2CuI或2Cu＋KI3===2CuI＋KI 白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色 真题演练 1 2 42 (2)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 __________________________________。 (3)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：__________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 铜、含n mol I2的4 mol·L－1的KI溶液 铜与碘反应的体系在原电池装置中，I2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 真题演练 1 2 43 真题演练 1 2 44 课时作业 [建议用时：40分钟] 1．(2025·海淀区高三第一学期期末)某小组同学探究镁与银氨溶液反应的产物及影响其反应速率的因素。 Ⅰ.探究镁与银氨溶液反应的产物 【实验1】向5 mL 2 mol·L－1 AgNO3溶液中逐滴加入5 mL 6 mol·L－1氨水，最终得到无色透明溶液。 【实验2】 1 2 3 4 课时作业 46 (1)实验1中，反应的离子方程式是____________________________________。 (2)由实验2－2可证明2－1中有Ag生成，则2－2中加入过量稀硝酸后可观察到的现象是__________________________________________________________。 (3)由实验2－3可证明2－1中有Ag2O生成，则试剂甲、乙分别为________、________(填字母)。 a．稀硝酸 b．稀盐酸 c．NaCl溶液 d．NaNO3溶液 (4)经检验，实验2－1中产生的气体有H2和NH3。 ①检验产生气体中有NH3的操作及现象：将湿润的红色石蕊试纸置于试管口处，观察到______________________。 ②生成H2、NH3、Ag的反应可表示为Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑、______________________________________________________________。 灰白色固体完全溶解，有无色气体生成，遇空气后变为红棕色 b a 红色石蕊试纸变蓝 1 2 3 4 课时作业 47 实验序号 3－1 3－2 3－3 配制银氨溶液所用试剂 H2O体积/mL 6.00 4.00 2.00 AgNO3溶液体积/mL 1.00 2.50 4.00 氨水体积/mL 1.00 1.50 a 配好的银氨溶液的组成　 [Ag(NH3)2]＋浓度/(mol·L－1) 0.25 0.625 1.00 氨水浓度/(mol·L－1) 1.00 1.00 1.00 时间/s 600 300 60 Ⅱ.探究影响镁与银氨溶液反应生成H2速率的因素 【实验3】用2 mol·L－1 AgNO3溶液、12 mol·L－1氨水按照如表所示用量配制好银氨溶液后，放入等量打磨过的镁条，记录收集112 mL H2所用的时间。 1 2 3 4 课时作业 48 (5)实验3－3中，a＝________。 (6)根据上述实验分析，银氨溶液中[Ag(NH3)2]＋浓度越大，产生H2的速率越快的主要原因是_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅲ.实验结论与反思 (7)综合上述实验，可知Mg与银氨溶液反应后的产物有Ag、NH3、H2、Mg(OH)2、Ag2O等；该小组同学推测氨水浓度也是影响Mg与银氨溶液反应生成Ag的速率的因素。他们的推测________(填“合理”或“不合理”)，理由是______________________________ _________________________________________________________________________。 2.00 [Ag(NH3)2]＋浓度增大，Mg与[Ag(NH3)2]＋反应生成Ag的反应速率增大，单 位时间内生成Ag的量增多，形成更多的Mg­Ag微小原电池，产生氢气速率加快 合理 1 2 3 4 课时作业 49 解析：(2)实验2－1中有Ag生成，则2－2中银与稀硝酸发生氧化还原反应而溶解，同时生成NO气体，NO与氧气反应生成红棕色的NO2。 (3)实验2 －1中还有Ag2O生成，加入试剂甲后没有明显现象，则试剂甲不是稀硝酸，过滤洗涤后加入过量试剂乙，固体部分溶解，则试剂乙为稀硝酸，又Ag、Ag2O均能完全溶于HNO3，则加入试剂甲后必生成了不溶于HNO3的固体，结合实验过程及所给试剂知，试剂甲为稀盐酸，Ag2O与稀盐酸反应生成AgCl和水，没有明显现象，过滤洗涤后加入过量稀硝酸，AgCl不溶于稀硝酸，Ag与稀硝酸反应溶解，最终试管中剩余少量白色沉淀。 1 2 3 4 课时作业 50 2．某学生研究小组欲分析CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合产生的蓝绿色沉淀成分，开展下列实验探究。 【提出假设】 假设1：沉淀为Cu(OH)2 假设2：沉淀为__________ 假设3：沉淀为碱式碳酸铜，化学式可表示为[nCuCO3·mCu(OH)2] 【查阅资料】无论是哪一种沉淀受热均易分解(假设均不含结晶水)。 1 2 3 4 课时作业 51 【物质成分探究】 步骤1：将所得悬浊液过滤，用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤。 步骤2：甲同学取一定量固体，用气密性良好的如下装置(夹持仪器未画出)进行实验： (1)假设2中的沉淀为________。 (2)无水乙醇洗涤的目的是________________________________________。 (3)若反应后A中蓝绿色固体变黑，C中无明显现象，证明假设________成立。 CuCO3 利用乙醇的易挥发，带走洗涤的水 1 1 2 3 4 课时作业 52 (4)乙同学认为只要将B装置的试剂改用________________(填试剂名称)后，便可验证上述所有假设。 (5)乙同学更换B试剂后验证假设3成立的实验现象是______________________________________________________________________。 (6)在假设3成立的前提下，某同学考虑用Ba(OH)2代替Ca(OH)2，测定蓝绿色固体的化学式，实验结束后装置B的质量增加2.7 g，C中产生沉淀的质量为19.7 g。则该蓝绿色固体的化学式为_________________________________________________。 无水硫酸铜 A中蓝绿色固体变黑色，B中无水CuSO4固体变蓝，C中有白色沉淀产生 2CuCO3·3Cu(OH)2或3Cu(OH)2·2CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2 1 2 3 4 课时作业 53 1 2 3 4 课时作业 54 3．(2025·广东省高三质量检测)某学习小组按下图流程，在实验室模拟处理含苯酚的工业废水，并进行相关实验探究。 回答下列问题： (1)操作Ⅰ的名称是_____________。操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共同用到的玻璃仪器除烧杯外还有____________(填名称)，流程中可循环使用的物质是________。 (2)“水层2”中主要溶质为___________(填化学式)，其在生活中主要用途是________________________________________(填一个即可)。 萃取、分液 分液漏斗 苯 NaHCO3 治疗胃酸过多、焙制蛋糕等(合理答案均可) 1 2 3 4 课时作业 55 1 2 3 4 课时作业 56 【进行实验】常温下，用盐酸调节pH配制得到pH分别为a和b的0.1 mol·L－1 FeCl3溶液(a>b)，用硫酸调节pH配制得到pH分别为a和b的0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液。取5 mL苯酚溶液于试管中，按实验1～4分别再加入0.1 mL含Fe3＋的试剂，显色10 min后用紫外－可见分光光度计测定该溶液的吸光度(本实验条件下，pH改变对Fe3＋水解程度的影响可忽略)。 序号 含Fe3＋的试剂 吸光度 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液 1 pH＝a / A1 2 pH＝b / A2 3 / pH＝a A3 4 / pH＝b A4 1 2 3 4 课时作业 57 序号 含Fe3＋的试剂 再加入 的试剂 吸光度 _____ mol·L－1 FeCl3溶液 _____ mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液 5 / pH＝a NaCl固体 A5 6 pH＝a / _____________ A6 【结果讨论】实验结果为A1>A2>A3>A4。 ①小组同学认为根据结果“A2>A3”不足以证明猜想3成立的理由是___________________________________________。 ②为进一步验证猜想，小组同学设计了实验5和6，补充下表中相关内容。 (限选试剂：NaCl溶液、Na2SO4溶液、NaCl固体、Na2SO4固体) 0.1 0.05 Na2SO4固体 1 2 3 4 课时作业 58 A3＝A5且A6<A1(或A5＝A3<A1) 1 2 3 4 课时作业 59 4．(1)室温下，甲同学取相同体积的H2O2和HI溶液混合，探究浓度对反应速率的影响，实验记录如下。 ①该反应的化学方程式为________________________。 ②通过分析比较表中数据，得到的结论是_____________________________ _______________________________。 实验编号 1 2 3 4 5 c(H2O2)/(mol·L－1) 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3 c(HI)/(mol·L－1) 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1 从混合到出现棕黄色时间/s 13 6.5 4.3 6.6 4.4 H2O2＋2HI===I2＋2H2O 其他条件相同时，升高H2O2 或HI浓度，均能加快反应速率 1 2 3 4 课时作业 60 (2)乙同学用KI替代HI进行上述实验，未观察到溶液变为棕黄色，推测原因是酸性对H2O2氧化性有影响。乙同学提出猜测并进行如下探究。 提出猜想　其他条件相同时，酸性越强，氧化剂的氧化性越强。 查阅资料　原电池中负极反应一定时，正极氧化剂的氧化性越强，两极之间电压越高。 设计实验、验证猜想　利用如图装置进行下表实验1～4，记录数据。 1 2 3 4 课时作业 61 序号 溶液a 电压表读数 1 10 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液、3滴稀H2SO4 U1 2 10 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液、3滴浓H2SO4 U2 3 10 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液、3滴稀H2SO4 U3 4 10 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液、3滴浓H2SO4 U4 ①实验1和2中正极的电极反应式为_________________________________。 ②由实验1和2可知，酸性越强，KMnO4的氧化性越强，作出该判断的依据是________。 ③测得U3＝U4，说明酸性对FeCl3的氧化性几乎无影响，解释原因：______________________________。 U2>U1 Fe3＋被还原时无H＋参与反应 1 2 3 4 课时作业 62 实验结论　若氧化剂被还原时有H＋参加反应，酸性越强，氧化剂的氧化性越强；若氧化剂被还原时没有H＋参加反应，酸性对氧化剂的氧化性几乎没有影响。 迁移拓展　综合上述探究结果，丙同学进一步提出猜想：其他条件相同时，氧化剂浓度越大，其氧化性越强。 (3)结合乙同学的实验2，丙同学补充进行实验5，验证猜想成立。完成表中的内容。 猜想成立的依据是________。 序号 溶液a 电压表读数 5 ___________________________________________________________________________________ U5 10 mL 0.2 mol·L－1 KMnO4溶液、3滴浓H2SO4(注：KMnO4浓度适当大于0.1 mol·L－1即可) U5>U2 1 2 3 4 课时作业 63 　　　　　　　　　　　　　 R 1．根据物质性质设计实验方案 eq \x(\a\al(物质的,性质))―→eq \x(\a\al(实验中的仪器、,试剂和反应条件))―→eq \x(\a\al(实验,步骤))―→eq \x(\a\al(结,论)) 2．根据物质的结构(或官能团)设计验证性质实验方案 实验Ⅱ中HCOeq \o\al(－,3)与Co2＋结合转化为[Co(CO3)2]2－和H＋， 过量的HCOeq \o\al(－,3)能反应掉转化过程中产生的H＋，促使反应正向进行 2Co2＋＋10HCOeq \o\al(－,3)＋H2O2===2[Co(CO3)3]3－＋6H2O＋4CO2↑　2H2O2eq \o(============,\s\up17([Co（CO3）3]3－))2H2O＋O2↑ (3)实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2＋＋H2O2＋2H＋2[Co(H2O)6]3＋＋2H2O难以正向进行，利用化学平衡移动原理，分析Co3＋、Co2＋分别与COeq \o\al(2－,3)配位后，正向反应能够进行的原因________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 实验Ⅲ的现象表明，Co3＋、Co2＋分别与COeq \o\al(2－,3)配位时，[Co(H2O)6]3＋更易与COeq \o\al(2－,3)反应生成[Co(CO3)3]3－(该反应为快反应)，导致[Co(H2O)6]2＋几乎不能转化为[Co(CO3)2]2－，这样使得[Co(H2O)6]3＋的浓度减小的幅度远远大于[Co(H2O)6]2＋减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行 Mg＋2NHeq \o\al(＋,4)＋2H2O===Mg2＋＋2NH3·H2O＋H2↑ NHeq \o\al(＋,4)可以与Mg(OH)2反应使之溶解 NHeq \o\al(＋,4)可以与Mg反应产生氢气 前5 min内NHeq \o\al(＋,4)与Mg(OH)2迅速反应而浓度降低，使NHeq \o\al(＋,4)＋H2OH＋＋NH3·H2O平衡逆向移动，c(H＋)降低，pH升高 Mg与水继续发生反应产生H2，NHeq \o\al(＋,4)能够使Mg(OH)2不在Mg表面形成致密薄膜而阻止反应 Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀 2．某课外小组探究Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3溶液的反应。 【查阅资料】 ⅰ.2S2Oeq \o\al(2－,3)＋Cu2＋[Cu(S2O3)2]2－(绿色)，2S2Oeq \o\al(2－,3)＋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.S2Oeq \o\al(2－,3)易被氧化为S4Oeq \o\al(2－,6)或SOeq \o\al(2－,4)。 【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S2Oeq \o\al(2－,3)在溶液中发生配合反应生成[Cu(S2O3)2]2－； 假设2：Cu(Ⅱ)有________性，与S2Oeq \o\al(2－,3)在溶液中发生氧化还原反应。 (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S4Oeq \o\al(2－,6)形式存在。写出Cu2＋与S2Oeq \o\al(2－,3)发生氧化还原反应得到无色溶液的离子方程式：_____________________________________。 CuCl(s)Cu＋(aq)＋Cl－(aq)，滴加Na2S2O3溶液后，S2Oeq \o\al(2－,3)与 Cu＋形成配离子[Cu(S2O3)2]3－，c(Cu＋)浓度降低，使平衡正向移动，沉淀溶解 2Cu2＋＋6S2Oeq \o\al(2－,3)===2[Cu(S2O3)2]3－＋S4Oeq \o\al(2－,6) Cu(Ⅱ)盐的阴离子为Cl－时能增大 Cu2＋和S2Oeq \o\al(2－,3)发生氧化还原反应的趋势 1．(2024·广东卷节选)含硫物质种类繁多，在一定条件下可相互转化。 工业锅炉需定期除水垢，其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时，发生反应：CaSO4(s)＋COeq \o\al(2－,3)(aq)CaCO3(s)＋SOeq \o\al(2－,4)(aq)(Ⅰ)。 兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)平衡的建立，进行实验。 (1)初步实验　将1.00 g硫酸钙(M＝136 g·mol－1)加入到100.0 mL 0.100 mol·L－1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH随时间的变化曲线如图。 解析：由结论得假设1成立，假设2不成立，说明①实验中的沉淀均为CaCO3，要验证沉淀中无CaSO4，可酸溶后滴加BaCl2。将①实验中的反应混合物进行固液分离后，取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加过量稀盐酸，有气体产生，沉淀完全溶解，继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，说明沉淀均为CaCO3，无CaSO4；由方程式CaSO4(s)＋COeq \o\al(2－,3)(aq)CaCO3(s)＋SOeq \o\al(2－,4)(aq)可知，假设正反应100%进行，n(CaSO4)＝n(COeq \o\al(2－,3))＝0.100 mol·L－1×0.1 L＝0.01 mol，则CaSO4的质量为0.01 mol×136 g·mol－1＝1.36 g，因此设计实验方案时将至少1.36 g硫酸钙加入100.0 mL 0.100 mol·L－1 Na2CO3溶液中。 2．(2023·北京卷)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－Ieq \o\al(－,3)(红棕色)；I2和Ieq \o\al(－,3)氧化性几乎相同。 (1)将等体积的KI溶液加入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： 除去Ieq \o\al(－,3)，防止干扰后续实验 铜与碘的反应为可逆反应(或Ieq \o\al(－,3)浓度小，未能氧化全部的Cu) 解析：(1)①I2在水中溶解度很小，铜主要被Ieq \o\al(－,3)氧化，初始阶段，实验Ⅱ中I－的浓度比实验Ⅰ中I－的浓度更大，生成Ieq \o\al(－,3)的速率更快，则实验Ⅱ中Cu被氧化的速率更快。 (2)通过原电池装置证实I2可以将Cu氧化为铜离子，则铜作负极，因为碘在水中溶解度很小，由已知信息可知碘的氧化性和Ieq \o\al(－,3)几乎相同，则正极的电解质溶液可以是含n mol I2的4 mol·L－1的KI溶液。 Ag＋＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋＋2H2O 2[Ag(NH3)2]＋＋2NH3·H2O＋Mg===Mg(OH)2＋2Ag＋4NH3↑＋2NHeq \o\al(＋,4) 氨水浓度改变，会使Ag＋＋ 2NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋＋2H2O平衡移动，改变c(Ag＋)，从而影响生成Ag的速率 解析：(3)加热时，碳酸铜分解生成二氧化碳和黑色氧化铜，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，加热氢氧化铜时生成水蒸气和黑色氧化铜，若反应后A中蓝绿色固体变黑，C中无明显现象，证明一定不含有碳酸铜，则为氢氧化铜，假设1正确。 (6)B中吸收的是水，水的物质的量＝eq \f(2.7 g,18 g/mol)＝0.15 mol，则H的物质的量为0.3 mol，C中吸收的是二氧化碳，生成碳酸钡白色沉淀，根据碳原子守恒得二氧化碳的物质的量＝eq \f(19.7 g, 197 g/mol)＝0.1 mol，氢氧根离子和碳酸根离子的物质的量之比＝0.3 mol∶0.1 mol＝3∶1，所以其化学式为2CuCO3·3Cu(OH)2或3Cu(OH)2·2CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2。 (3)将所得苯酚配制成一定浓度的苯酚溶液，探究铁盐种类和pH对苯酚与Fe3＋显色反应的影响。 【查阅资料】ⅰ.[Fe(C6H5O)6]3－为紫色； ⅱ.Na＋对苯酚与Fe3＋的显色反应无影响； ⅲ.[Fe(C6H5O)6]3－对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与[Fe(C6H5O)6]3－的浓度在一定范围内成正比。 【提出猜想】猜想1：Cl－对苯酚与Fe3＋的显色反应有影响。 猜想2：SOeq \o\al(2－,4)对苯酚与Fe3＋的显色反应有影响。 猜想3：H＋对苯酚与Fe3＋的显色反应有影响。 Cl－或SOeq \o\al(2－,4)对苯酚与Fe3＋的显色可能有影响 ③根据实验1～6的结果，小组同学得出猜想1不成立，猜想2成立，且SOeq \o\al(2－,4)对苯酚与Fe3＋的显色反应起抑制作用，得出此结论的依据是_________________________________。 ④根据实验1～6的结果，小组同学得出猜想3成立，且H＋对苯酚与Fe3＋的显色反应有抑制作用，从化学平衡角度解释其原因是_____________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________。 Fe3＋与苯酚显色时，存在反应Fe3＋ ＋6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3－＋6H＋，c(H＋)增大，平衡逆向移动，[Fe(C6H5O)6]3－的浓度减小，溶液颜色变浅 MnOeq \o\al(－,4)＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O $$