第12单元 第2讲 探究类实验方案的评价与设计-【金版教程】2026年高考化学一轮复习解决方案课件PPT（不定项版）

0 第十二单元　化学综合实验 第2讲　探究类实验方案的评价与设计 1.了解化学实验是探究过程中的一种重要方法。2.根据化学实验的目的和要求，能做到：(1)设计实验方案；(2)掌握控制实验条件的方法；(3)正确选用实验装置；(4)预测或描述实验现象，分析或处理实验数据，得出合理结论；(5)评价或改进实验方案。 2 课时作业 02 目录 CONTENTS 高考真题演练 01 一、探究类实验方案的评价 1．实验方案的评价形式 实验装置 的评价 对比各方案装置，从装置的合理性、操作的简便性和可行性等方面进行全面分析，选出最佳装置 实验原理 的评价 紧扣实验目的，对各方案的原理综合考虑，从原理是否科学、原料是否节约、误差是否较小等方面进行全面分析，选出最佳方案 4 2.实验方案评价类试题的解题思路 (1)从可行性方面进行评价 ①实验原理(如药品的选择)是否正确、可行。 ②实验操作(如仪器的选择、连接)是否安全、合理。 ③实验步骤是否简单、方便。 ④实验现象是否明显，实验结论是否正确。 5 (2)从规范性视角进行评价 ①仪器的安装与拆卸。 ②仪器的查漏、气密性检验。 ③试剂添加的顺序与用量。 ④加热的方式和时机。 ⑤温度计的规范使用、水银球的位置。 ⑥实验数据的读取。 ⑦冷却、冷凝的方法等。 有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、球形冷凝管等。 6 (3)从“绿色化学”视角进行评价 ①反应原料是否易得、安全、无毒。 ②反应速率是否较快。 ③原料利用率以及合成物质的产率是否较高。 ④合成过程中是否造成环境污染。 7 (4)从实验设计的安全性方面进行评价 ①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸。 ②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2后加热，气体点燃前先验纯等)。 ③防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)。 ④防吸水(如取用、制取易吸水、潮解、水解的药品，宜采取必要措施，以保证达到实验目的)。 ⑤易挥发液体产物导出时若为蒸气的要及时冷却。 ⑥其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序等)。 8 二、探究类实验方案的设计 1．实验方案设计的基本步骤 9 2．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： (1)根据物质性质设计实验方案 10 (2)根据物质的结构(或官能团)设计验证性质实验方案 11 3．性质探究型实验 设计性质探究实验方案时要注意： 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 12 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。 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： 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 13 bc 不能 14 15 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 16 17 2．(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 18 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 19 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 20 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 21 高考真题演练 1．(2024·安徽卷)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2­HgCl2­K2Cr2O7滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。 【配制溶液】 ①c mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液。 ②SnCl2溶液：称取6 g SnCl2·2H2O溶于20 mL浓盐酸，加水至100 mL，加入少量锡粒。 【测定含量】按下图所示(加热装置略去)操作步骤进行实验。 高考真题演练 1 2 3 23 容量瓶、量筒 高考真题演练 1 2 3 24 (3)步骤Ⅰ中“微热”的原因是__________________________。 (4)步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，则会导致测定的铁含量________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (5)若消耗c mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液V mL，则a g试样中Fe的质量分数为________(用含a、c、V的代数式表示)。 (6)SnCl2­TiCl3­KMnO4滴定法也可测定铁的含量，其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3＋还原为Fe2＋，再用KMnO4标准溶液滴定。 ①从环保角度分析，该方法相比于SnCl2­HgCl2­K2Cr2O7滴定法的优点是______________________________________________。 加快试样的溶解速度　 偏小 没有生成有毒物质Hg，更安全，对环境更友好　 高考真题演练 1 2 3 25 ②为探究KMnO4溶液滴定时，Cl－在不同酸度下对Fe2＋测定结果的影响，分别向下列溶液中加入1滴0.1 mol·L－1 KMnO4溶液，现象如下表： 表中试剂X为________；根据该实验可得出的结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 溶液 现象 空白实验 2 mL 0.3 mol·L－1 NaCl溶液＋0.5 mL试剂X 紫红色不褪去 实验ⅰ 2 mL 0.3 mol·L－1 NaCl溶液＋0.5 mL 0.1 mol·L－1硫酸 紫红色不褪去 实验ⅱ 2 mL 0.3 mol·L－1 NaCl溶液＋0.5 mL 6 mol·L－1硫酸 紫红色明显变浅 H2O 酸性越强，KMnO4的氧化性越强，Cl－被KMnO4氧化的可能性越大，对Fe2＋测定结果造成干扰的可能性越大，因此在KMnO4标准液进行滴定时，要控制溶液的pH 高考真题演练 1 2 3 26 高考真题演练 1 2 3 27 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 高考真题演练 1 2 3 28 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：_______________________________ ____________________________________________________________________。 < 高考真题演练 1 2 3 29 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____________________________________________________。 (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________________________________。 2Cu＋I2===2CuI或2Cu＋KI3===2CuI＋KI 白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色 铜、含n mol I2的4 mol·L－1的KI溶液 高考真题演练 1 2 3 30 (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 高考真题演练 1 2 3 31 高考真题演练 1 2 3 32 高考真题演练 1 2 3 33 高考真题演练 1 2 3 34 (1)B中试剂是______________________。 (2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为_________________________________。 序号 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 饱和NaCl溶液 2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O 高考真题演练 1 2 3 35 Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 高考真题演练 1 2 3 36 　NaClO 高考真题演练 1 2 3 37 课时作业 [建议用时：40分钟] 1 2 3 4 5 课时作业 39 实验 序号 Ⅰ Ⅱ 试剂 a：10滴3 mol·L－1H2SO4溶液 b：20滴0.002 mol·L－1 Na2S2O3溶液 a：10滴蒸馏水 b：20滴0.002 mol·L－1 Na2S2O3溶液 现象 溶液紫色变浅至接近无色，静置一段时间后出现乳白色浑浊 紫色溶液逐渐褪色，产生棕黑色沉淀 序号 Ⅲ Ⅳ 试剂 a：10滴6 mol·L－1 NaOH溶液 b：2滴0.002 mol·L－1 Na2S2O3溶液和18滴蒸馏水 a：10滴6 mol·L－1 NaOH溶液 b：20滴0.002 mol·L－1 Na2S2O3溶液 现象 溶液变为绿色，无沉淀生成；静置5 min，未见明显变化 溶液变为绿色，无沉淀生成；静置5 min，绿色变浅，有棕黑色沉淀生成 1 2 3 4 5 课时作业 40 1 2 3 4 5 课时作业 41 (3)针对实验Ⅲ、Ⅳ进行分析： ①实验Ⅲ中“溶液变为绿色”的原因是_______________________________________________________(用离子方程式表示)。 ②实验Ⅳ中“静置5 min，绿色变浅，有棕黑色沉淀生成”的可能原因：________________________________________________________________________ (写出2点)。 (4)针对实验Ⅲ、Ⅳ继续探究： ①实验Ⅴ：向实验Ⅲ的试管中继续滴加足量H2SO4溶液，振荡，绿色溶液立即变为紫红色，产生棕黑色沉淀。 ②实验Ⅵ：向实验Ⅳ的试管中继续滴加足量H2SO4溶液，振荡，绿色溶液迅速变为无色，棕黑色沉淀逐渐减少直至消失。静置一段时间后，出现乳白色浑浊。 1 2 3 4 5 课时作业 42 对比实验Ⅴ、Ⅵ，结合离子方程式分析向实验Ⅵ的试管中滴加H2SO4溶液，溶液未变为紫红色的可能原因：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)综合上述实验，在下图中用连线的方式补充完善实验Ⅰ～Ⅵ已证实的锰化合物的转化关系。 答案： 1 2 3 4 5 课时作业 43 2 1 2 3 4 5 课时作业 44 (1)试剂a是________________________。 (2)向Na2CO3溶液通入CO2的目的是______________________________________。 (3)C装置中制取FeCO3的离子方程式为___________________________________。 饱和NaHCO3溶液 降低溶液中OH－浓度，防止生成Fe(OH)2 1 2 3 4 5 课时作业 45 Ⅱ.FeCO3的性质探究 (4)对比实验ⅱ和ⅲ，得出的实验结论是_________________________________ ____________________________________________________________________。 (5)依据实验ⅱ的现象，配平加入10%H2O2溶液的离子方程式：_____[Fe(SCN)6]4－＋_____H2O2===______Fe(OH)3↓＋____Fe(SCN)3＋_____SCN－ Fe2＋与SCN－的络合(或结合)会促进FeCO3固体的溶解(或FeCO3固体在KSCN溶液中的溶解度比在KCl溶液中大) 6 3 2 4 24 1 2 3 4 5 课时作业 46 1 2 3 4 5 课时作业 47 1 2 3 4 5 课时作业 48 胶头滴管 抑制Fe3＋水解 逆 1 2 3 4 5 课时作业 49 (4)注入试剂③后的溶液透光率比注入试剂②后高，可能是______________________导致的(答出一种影响因素即可，不需详细说明理由)。 实验Ⅱ：探究不同盐对Fe3＋和SCN－平衡体系的影响 取2 mL溶液X，分别加入下列试剂进行实验，一段时间后测得各溶液的透光率如下表。 序号 加入试剂 溶液透光率 1 1 mL蒸馏水 A1 2 1 mL 3 mol·L－1 KNO3 A2 3 1 mL 3 mol·L－1 NaNO3 A3 阳离子种类或溶液pH 1 2 3 4 5 课时作业 50 (5)丙同学发现A3>A2>A1，查阅资料认为可能的原因：溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽，使该离子的有效浓度降低，这种影响称为盐效应。推断盐效应较强的金属阳离子为________(填离子符号)，试分析该离子盐效应对Fe3＋和SCN－平衡体系有影响的原因：______________________________________ ______________________________________________________________________________________________。 Na＋ 1 2 3 4 5 课时作业 51 解析：(2)由勒夏特列原理知，稀释时Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡向离子浓度增大的方向移动，即向逆反应方向移动。 (4)试剂③相对于试剂②，阳离子种类不同，溶液pH也不同，均可能影响溶液透光率。 1 2 3 4 5 课时作业 52 4．(2025·惠州市高三调研)某小组在 做铜与浓硫酸(装置如下图)的反应实验时， 发现有如下的反应现象： 序号 操作 现象 ① 加热 铜丝表面变黑 ② 继续加热 有大量气泡产生，溶液变为墨绿色浊液，试管底部开始有灰白色沉淀生成。品红溶液褪色 ③ 再加热 试管中出现“白雾”，浊液逐渐变澄清，溶液颜色慢慢变为浅蓝色，试管底部灰白色沉淀增多 ④ 冷却，将灰白色固体倒入水中 形成蓝色溶液 1 2 3 4 5 课时作业 53 【查阅资料】聚氯乙烯受热分解产生氯化氢，[CuCl4]2－呈黄色，[Cu(H2O)4]2＋呈蓝色，两者混合则成墨绿色，铜的化合物中CuO、CuS、Cu2S都为黑色，其中CuO溶于盐酸；CuS、Cu2S不溶于稀盐酸，但溶于浓盐酸。 (1)铜丝与浓硫酸反应的化学方程式为______________________________________。 (2)试管中品红溶液褪色，体现SO2的________性，浸NaOH溶液的棉团的作用是________________________。 漂白 吸收SO2，防止污染空气 1 2 3 4 5 课时作业 54 (3)甲组同学对实验中形成的墨绿色浊液进行探究，进行下列实验： 请解释形成墨绿色的原因：____________________________________________ ________________________________________________________________________。 操作 现象 Ⅰ组 直接取铜丝(表面有聚氯乙烯薄膜)做实验 溶液变成墨绿色　 Ⅱ组 实验前，先将铜丝进行灼烧处理 溶液变蓝 聚氯乙烯受热分解产生氯化氢，氯化氢电离出的氯离子与铜离子形成[CuCl4]2－(黄色)，[Cu(H2O)4]2＋呈蓝色，两者混合则成墨绿色 1 2 3 4 5 课时作业 55 (4)乙组同学经检验确定白雾的成分为H2SO4，请设计实验证明该白雾为硫酸：________________________________________________________________________ _____________________________________________________________。 (5)丙组同学取灰白色沉淀加水溶解、过滤，最后沉淀为黑色，取黑色沉淀，进行成分探究：滴加适量稀盐酸，发现黑色沉淀几乎不溶解，溶液也不变蓝，则说明黑色沉淀中不含有________。滴加适量浓盐酸，振荡，加热，观察到黑色沉淀几乎完全溶解，生成略呈黄色的[CuCln]2－n(n＝1～4)。写出CuS与浓盐酸反应的离子方程式：______________________________________________。 将白雾通入水中，取其部分，加入紫色石蕊试液变红；另取部分加入盐酸酸化无明显现象，再加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则说明白雾为硫酸 CuO CuS＋2H＋＋nCl－===[CuCln]2－n(n＝1～4)＋H2S↑ 1 2 3 4 5 课时作业 56 解析：(5)根据资料信息知黑色沉淀若含有CuO，加入稀盐酸会溶解，且溶液呈蓝色，则黑色沉淀中不含CuO。　 1 2 3 4 5 课时作业 57 5．某兴趣小组为研究铁钉与CuSO4溶液的反应及反应过程中pH的变化，用已去除氧化膜的铁钉、0.25 mol·L－1 CuSO4溶液(pH为4.6)等试剂进行如下实验。 【实验Ⅰ】 1 2 3 4 5 课时作业 58 【实验Ⅱ】 (1)实验Ⅰ中，能证明“Fe与CuSO4发生了置换反应”的实验现象是_________________________________。 (2)小组同学推测可能有Fe(OH)3胶体生成，依据的实验是______(填实验序号)。 (3)实验Ⅱ­2中，使溶液变红的反应的离子方程式为________________________。 析出红色固体，溶液蓝色变浅 Ⅱ­1 1 2 3 4 5 课时作业 59 (4)实验Ⅱ­3可证明红色固体的主要成分是Cu，其实验操作及现象是________________________________________________________________________________________________________。 为进一步探究实验Ⅰ产生气体逐渐变快和pH变化的原因，小组同学补做如下实验。 序号 实验 现象 Ⅲ 用稀硫酸将0.25 mol·L－1 Na2SO4溶液调至pH＝3.8，向其中加入铁钉 铁钉表面有少量气泡缓慢产生 Ⅳ 将0.25 mol·L－1新制FeSO4溶液暴露在空气中，用pH传感器监测 初始pH为4.5，后持续缓慢下降，逐渐出现棕黄色浑浊；3小时后搅拌，pH基本保持不变 向红色固体中先加入稀H2SO4，固体几乎不溶解，再加入稀HNO3，红色固体溶解，溶液变蓝 1 2 3 4 5 课时作业 60 (5)对比实验Ⅰ和Ⅲ，可以推测Ⅰ中产生气体逐渐变快的原因是__________________________________________。 (6)实验Ⅳ的目的是________(填字母)。 a．探究实验Ⅰ中2小时内pH下降是否与Fe2＋水解有关 b．探究实验Ⅰ中2小时内pH下降是否与生成Fe(OH)3有关 c．探究搅拌是否会使O2与溶液中的物质充分接触、反应而导致pH上升 (7)由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ可推测：实验Ⅰ中，搅拌后pH快速上升，主要是因为____________________________________________________________________________________。 铁钉表面析出Cu后，形成Fe­Cu原电池 abc 搅拌后，Cu与Fe3＋发生反应：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，使Fe3＋水解平衡逆向移动 1 2 3 4 5 课时作业 61 解析：(1)Fe与CuSO4发生置换反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，生成Cu单质，溶液中Cu2＋浓度减小，对应的实验现象为析出红色固体，溶液蓝色变浅。 (6)实验Ⅳ使用了新制的FeSO4溶液，可探究实验Ⅰ中2小时内pH下降是否与Fe2＋水解有关；将新制FeSO4溶液暴露在空气中，可以探究实验Ⅰ中2小时内pH下降是否与生成Fe(OH)3有关；3小时后搅拌，可探究搅拌是否会使O2与溶液中的物质充分接触、反应而导致pH上升。 　 1 2 3 4 5 课时作业 62 　　　　　　　　　　　　　 R 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)) 2H2O2eq \o(===========,\s\up17([Co（CO3）3]3－))2H2O＋O2↑ (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)。 (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HCOeq \o\al(－,3)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____________________________________________________________、______________________________________。 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↑ (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 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＋。 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 已知：氯化铁受热易升华；室温时HgCl2可将Sn2＋氧化为Sn4＋，难以氧化Fe2＋；Cr2Oeq \o\al(2－,7)可被Fe2＋还原为Cr3＋。回答下列问题： (1)下列仪器在本实验中必须用到的有______________(填名称)。 (2)结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因：____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 Sn2＋易被空气氧化为Sn4＋，离子方程式为2Sn2＋＋O2＋4H＋===2Sn4＋＋2H2O，加入Sn发生反应Sn4＋＋Sn===2Sn2＋，可防止Sn2＋被氧化 eq \f(33.6cV,a) 解析：(4)步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，Fe2＋易被空气中的O2氧化为Fe3＋，导致测定的铁含量偏小。 (5)根据方程式6Fe2＋＋Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O可得：n(Fe2＋)＝6×n(Cr2Oeq \o\al(2－,7))＝6×10－3cV mol，a g试样中Fe的质量为6×10－3cV mol×56 g·mol－1＝0.336cV g，质量分数为eq \f(0.336cV g,a g)×100%＝eq \f(33.6cV, a)%。 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： 除去Ieq \o\al(－,3)，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 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。②ⅰ.实验Ⅲ所得深红棕色溶液中存在平衡I2＋I－Ieq \o\al(－,3)，加入CCl4，多次萃取、分液可以分离出溶液中的I2，使I2＋I－Ieq \o\al(－,3)的平衡不断逆向移动，最终可以除去溶液中红棕色的Ieq \o\al(－,3)，防止干扰后续实验。ⅱ.结合查阅资料信息可知，实验Ⅲ所得溶液中，Cu元素以无色的[CuI2]－形式存在，加入浓氨水，发生反应：[CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－，生成的[Cu(NH3)2]＋又被氧气氧化为蓝色的[Cu(NH3)4]2＋，发生反应：4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋ 4OH－＋6H2O。③分别取少量实验Ⅰ和实验Ⅱ中白色固体，洗涤后得到白色沉淀， 由题意可知白色沉淀主要成分是CuI，加入浓KI溶液，发生反应CuI＋I－=== [CuI2]－，则可以观察到的现象是白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色；实验Ⅰ和实验Ⅱ中碘未完全反应，还剩余少量铜，说明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。 (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。 3．(2022·北京高考)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＋在一定条件下可被Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、MnOeq \o\al(2－,4)(绿色)、MnOeq \o\al(－,4)(紫色)。 ⅱ.浓碱条件下，MnOeq \o\al(－,4)可被OH－还原为MnOeq \o\al(2－,4)。 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) (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，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MnOeq \o\al(2－,4)氧化为MnOeq \o\al(－,4)。 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。 过量Cl2与NaOH反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(NaClO)增大，NaClO氧化性增强，溶液中的MnOeq \o\al(－,4)与OH－反应生成MnOeq \o\al(2－,4)的速率小于MnO2与ClO－反应生成MnOeq \o\al(－,4)的速率，因而实验Ⅲ未得到绿色溶液 ②取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Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。 ③取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是____________________________________________________________。 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___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 4MnOeq \o\al(－,4)＋4OH－===4MnOeq \o\al(2－,4)＋O2↑＋2H2O 3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnOeq \o\al(－,4)＋3Cl－＋H2O 1．(2025·北京市第八十中学检测)某实验小组探究溶液酸碱性对锰化合物和Na2S2O3氧化还原反应的影响。 资料：ⅰ.MnOeq \o\al(2－,4)呈绿色，MnO2为棕黑色沉淀，Mn2＋几乎无色。ⅱ.MnOeq \o\al(2－,4)在强碱性溶液中能稳定存在，在酸性、中性或弱碱性溶液中易转化为MnOeq \o\al(－,4)和MnO2。ⅲ.BaS2O3微溶于水。 KMnO4溶液在酸性、中性、碱性条件下均具有氧化性，在酸性溶液中被还原为Mn2＋，在中性溶液中被还原为MnO2，在碱性溶液中被还原为MnOeq \o\al(2－,4) (1)用离子方程式解释实验Ⅰ中出现乳白色浑浊的原因：__________________________________。 (2)已知，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中S2Oeq \o\al(2－,3)均被氧化为SOeq \o\al(2－,4)。针对实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进行分析： ①对于KMnO4氧化性的认识是______________________________________________ ___________________________________________________________________________。 ②实验Ⅱ所得溶液中SOeq \o\al(2－,4)的检验方法为_________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 S2Oeq \o\al(2－,3)＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O 取少量实验Ⅱ所得溶液于试管中，先加入足量的稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明该溶液中含有SOeq \o\al(2－,4) 8MnOeq \o\al(－,4)＋S2Oeq \o\al(2－,3)＋10OH－===8MnOeq \o\al(2－,4)＋2SOeq \o\al(2－,4)＋5H2O 碱性条件下MnOeq \o\al(2－,4)与S2Oeq \o\al(2－,3)反应生成MnO2；MnOeq \o\al(2－,4)不稳定，在溶液中分解生成MnO2 酸性条件下，MnOeq \o\al(2－,4)与S2Oeq \o\al(2－,3)反应生成了Mn2＋，反应的离子方程式为2MnOeq \o\al(2－,4)＋S2Oeq \o\al(2－,3)＋6H＋===2Mn2＋＋2SOeq \o\al(2－,4)＋3H2O 2．(2025·天津市南开中学高三统练)碳酸亚铁可用于制备补血剂。某研究小组制备了FeCO3，并对FeCO3的性质进行了探究。 已知：①FeCO3是白色固体，难溶于水； ②Fe2＋＋6SCN－[Fe(SCN)6]4－(无色)。 Ⅰ.FeCO3的制取(夹持装置略) 实验ⅰ： 装置C中，向Na2CO3溶液(pH＝11.9)通入一段时间CO2至其pH为7，滴加一定量FeSO4溶液，产生白色沉淀，过滤、洗涤、干燥，得到FeCO3固体。 2HCOeq \o\al(－,3)＋Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O 3．(2025·广东六校高三联考)某小组同学探究盐对Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡体系的影响。 实验Ⅰ：探究KCl对Fe3＋和SCN－平衡体系的影响 将已用稀盐酸酸化的0.005 mol·L－1 FeCl3溶液和0.01 mol·L－1 KSCN溶液等体积混合，静置至体系平衡，得红色溶液X，分别取3 mL 溶液X放入比色皿中，分别滴加0.1 mL的试剂①～④，并测定各溶液的透光率随时间的变化，结果如图所示。 已知： ⅰ.Cl－与Fe3＋能发生络合反应：Fe3＋＋4Cl－[FeCl4]－(黄色)； ⅱ.Fe3＋与NOeq \o\al(－,3)不能形成配位化合物； ⅲ.溶液的透光率与溶液颜色深浅有关，颜色越深，透光率越低，忽略[FeCl4]－对透光率的影响。 (1)本实验配制溶液时用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、容量瓶外，还需要____________，用稀盐酸酸化FeCl3溶液的目的是________________。 (2)注入试剂①后溶液透光率升高，甲同学认为是溶液稀释导致颜色变浅，乙同学认为还可能是稀释的过程中，Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡向________(填“正”或“逆”)反应方向移动。 (3)注入试剂④后的溶液透光率比注入试剂①后高，结合平衡移动原理分析其原因：_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 Cl－与Fe3＋生成[FeCl4]－导致Fe3＋浓度下降，使Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡向逆反应方向移动，溶液颜色变浅，透光率升高 Na＋盐效应更强，导致SCN－的有效浓度降低，使Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡向逆反应方向移动，溶液颜色变浅，透光率升高  Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 $$