第四章 第25讲 以物质性质探究为主的综合实验（PPT教学课件）-【百汇大课堂】2026年高考化学选考总复习下册·第1轮（浙江专用）

第25讲　以物质性质探究为主的综合实验 第四章　化学实验 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 实验探究物质的性质 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点一　物质性质的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 实验探究反应产物(或反应机理) 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 考点二　反应产物(或反应机理)的探究 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 进阶训练 发展学科素养 请完成：课时提升训练（25） 温馨提示 请完成：章末综合测试（五） 温馨提示 请完成：考前模拟冲刺（一） 温馨提示 请完成：考前模拟冲刺（二） 温馨提示 请完成：考前模拟冲刺（三） 温馨提示 请完成：考前模拟冲刺（四） 温馨提示 谢谢观看！ 课标引领 1.能根据不同类型实验的特点，设计并实施实验。能预测物质的某些性质，并进行实验验证。 2．能运用变量控制的方法初步探究反应规律；能根据物质性质的差异选择物质分离的实验方法。 1．探究物质性质的基本方法和程序 2．探究性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 操作 目的或原因 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，先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，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 操作 目的或原因 加过量试剂A 使物质B反应完全(或提高物质B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) 操作 目的或原因 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) 在气体氛围中蒸发 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) 操作 目的或原因 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连 指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大 [例1] (2022·北京卷)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 eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) (绿色)、MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) (紫色)。 ⅱ.浓碱条件下，MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) 可被OH－还原为MnO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(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)： 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 序号 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 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 (1)装置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_______________________________________________________。 (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MnO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 氧化为MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(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。 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是_____________________________________________________。 答案：(1)饱和NaCl溶液 (2)2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O (3)二价锰化合物的还原性随溶液碱性的增强而增强 (4)①Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O ②4MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) ＋4OH－===4MnO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋O2↑＋2H2O　　NaClO ③3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) ＋3Cl－＋H2O ④过量Cl2与NaOH反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH－)降低，溶液中的MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) 被还原为MnO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 的速率减小，因而实验 Ⅲ 未得到绿色溶液 解析：(2)通入Cl2前， Ⅱ 、 Ⅲ 中Mn2＋与NaOH电离产生的OH－反应产生Mn(OH)2白色沉淀，该沉淀不稳定，会被氧气氧化为棕黑色的MnO2，则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O； (3)对比实验 Ⅰ 、 Ⅱ 通入Cl2后的实验现象可知二价锰化合物的还原性随溶液碱性的增强而增强； (4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O； 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。溶液紫色变为绿色是由于在浓碱条件下，MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) 被OH－还原为MnO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ，根据得失电子守恒及元素守恒可得：4MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) ＋4OH－===4MnO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋O2↑＋2H2O。溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被NaClO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，溶液碱性减弱，溶液紫色缓慢加深，说明ClO－将MnO2氧化为MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) ：3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) ＋3Cl－＋H2O； ④从反应速率的角度，过量Cl2与NaOH反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH－)降低，溶液中的MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) 被还原为MnO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 的速率减小，导致实验 Ⅲ 未得到绿色溶液。 [练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 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HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(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__________________________、 ____________________________________________________。 (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CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) 配位后，正向反应能够进行的原因______________________。 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________________、________________。 答案：(1)bc (2)不能　HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 与Co2＋按物质的量之比4∶1发生反应4HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ＋Co2＋===[Co(CO3)2]2－＋2CO2↑＋2H2O，实验中HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 与Co2＋的物质的量之比为32∶3　10HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ＋2Co2＋＋H2O2===2[Co(CO3)3]3－＋4CO2↑＋6H2O　2H2O22H2O＋O2↑ (3)实验 Ⅲ 的现象表明，Co3＋、Co2＋分别与CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) 配位时，[Co(H2O)6]3＋更易与CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(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 (4)CO2　O2 解析：本题探究Co2＋、Co3＋能否催化H2O2的分解及相关性质。实验 Ⅰ 中无明显变化，证明[Co(H2O)6]2＋不能催化H2O2的分解；实验 Ⅱ 中溶液变为红色，证明[Co(H2O)6]2＋易转化为[Co(CO3)2]2－；实验 Ⅲ 中溶液变为墨绿色，说明[Co(H2O)6]3＋更易与CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) 反应生成[Co(CO3)3]3－，并且初步证明[Co(H2O)6]2＋在HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 的作用下易被H2O2氧化为[Co(CO3)3]3－；实验 Ⅳ 中溶液先变蓝后变粉红，并且前后均有气体生成，证明在酸性条件下，[Co(CO3)3]3－易转化为[Co(H2O)6]3＋，[Co(H2O)6]3＋氧化性强，可以把H2O氧化为O2。(1)配 制1.00 mol/L的CoSO4溶液，需要用到容量瓶、胶头滴管等。(2)CoSO4溶液中存在大量的[Co(H2O)6]2＋，向其中加入30%的H2O2后无明显变化，因此，实验 Ⅰ 表明[Co(H2O)6]2＋不能催化H2O2的分解。实验 Ⅱ 中发生反应的离子方程式为4HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ＋Co2＋===[Co(CO3)2]2－＋2CO2↑＋2H2O，实验中HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 与Co2＋的物质的量之比为32∶3，因此，HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 大大过量的原因是：HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 与Co2＋按物质的量之比4∶1发生反应4HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ＋Co2＋===[Co(CO3)2]2－＋2CO2↑＋2H2O，实验中HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 与Co2＋的物质的量之比为32∶3。实验 Ⅲ 的实验现象表明在H2O2的作 用下Co2＋能与HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 反应生成[Co(CO3)3]3－，然后[Co(CO3)3]3－能催化H2O2的分解，因此，H2O2在实验 Ⅲ 中所发生反应的离子方程式为10HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ＋2Co2＋＋H2O2===2[Co(CO3)3]3－＋4CO2↑＋6H2O、2H2O22H2O＋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。实验 Ⅲ 的现象表明，Co3＋、Co2＋分别与CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) 配位时，[Co(H2O)6]3＋更易与CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(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。(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＋，因此从A到C所产生的气体的分子式分别为CO2和O2。 1．解答反应产物确定类题的思路分析 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 2.解答反应机理类探究性实验题的思维流程 [例2] 某化学学习小组的同学采用下列装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO3 eq \o(=====,\s\up17(△)) 4NO2↑＋O2↑＋2H2O)。 请回答下列问题： (1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三颈烧瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈烧瓶中气体的颜色为________，产生该气体的化学方程式是____________________________________________________________ _____________________________________________________。 (2)装置B的作用是_______________________________________。 (3)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，发生主要反应的离子方程式为_________________________________________________________ ____________________________________________________________ ______________________________________________________，可观察到C中出现________________，其中的Ba(OH)2溶液________(填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替，理由是__________________ ________________________________________________________。 (4)装置D中收集到无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。 ①下列对该气体的检验方法合适的是________(填标号)。 A．敞口观察集气瓶内气体的颜色变化 B．将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红 C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃 ②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是________。 答案：(1)红棕色　C＋4HNO3(浓) eq \o(=====,\s\up17(△)) 4NO2↑＋CO2↑＋2H2O (2)安全瓶，防倒吸 (3)2NO2＋2OH－===NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ＋NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)) ＋H2O、CO2＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋H2O　白色沉淀　不能　Ca(OH)2微溶，导致Ca(OH)2溶液浓度太低，不能形成CaCO3沉淀　 (4)①AC　②浓硝酸的分解 解析：(3)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2、Ba(NO2)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替，因为Ca(OH)2微溶于水，溶液中Ca(OH)2含量太少，浓度太低，不足以完全吸收生成的酸性气体，导致溶液呈酸性，从而不能生成CaCO3沉淀。 (4)①NO与足量O2反应生成红棕色的NO2，A正确；NO和O2均不具有酸性，B错误；O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，C正确。②装置A中除发生木炭与浓硝酸的反应外，还发生浓硝酸的分解反应。 [练2] (经典高考题)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___________________________________ __________________________________________________________。 ②电极反应： ⅰ.还原反应：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O ⅱ.氧化反应：____________________。 ③根据电极反应，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。 序号 实验操作 试剂 产物 Ⅰ 较浓硫酸 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1 mol/L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______________ ____________________________________________________________ ________________________________________________________。 答案：(1)①MnO2＋4H＋ ＋2Cl－ eq \o(=====,\s\up17(△)) Mn2＋＋Cl2↑ ＋ 2H2O　②2Cl－－2e－ ===Cl2↑ ③Cl－还原性减弱(或Cl2 的氧化性增强) ④KCl固体(或浓饱和溶液) 　MnSO4固体(或浓饱和溶液) (2)KCl>KBr>KI　Cl、Br、I位于第ⅦA族，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强 (3)AgNO3 (或Ag2SO4) (4)比较AgX的溶解度，AgI 溶解度最小，Ag＋＋I－===AgI↓使得Ag还原性增强最多，使得反应2Ag＋2H＋===2Ag＋＋ H2↑得以发生 (5)氧化剂(还原剂)的浓度越大，其氧化性(还原性)越强，还原产物(氧化产物)的浓度越大，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小；还原反应中，反应物浓度越大或生成物浓度越小，氧化剂氧化性越强 解析：(2)元素的非金属性越弱，其阴离子的还原性越强，反应时所需的氢离子浓度越小，故顺序是KCl>KBr>KI；其原因是Cl、Br、I均位于第ⅦA族，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强。 (3)根据(1)中结论，随Cl－浓度降低，Cl－的氧化性减弱，则想进一步提高溴的氧化性需要降低Br－的浓度，可以加入AgNO3或Ag2SO4。 1．某校化学兴趣小组的同学探究SO2与FeCl3溶液的反应。 (1)实验室常用70%硫酸与亚硫酸钠固体制备SO2，写出反应的化学方程式：__________________________________________________ _______________________________________________________。 (2)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由黄色变成浅绿色，写出相关反应的离子方程式____________________。 (3)向试管B的溶液中通入SO2至饱和，溶液变成红色，静置5 min后，溶液的颜色从红色慢慢变回黄色。静置9 h后，溶液慢慢由黄色变为浅绿色。 ①甲同学认为溶液变红的原因是通入SO2后，Fe3＋水解程度增大，形成Fe(OH)3胶体。乙同学根据SO2的性质否定了这一推论，原因是____________________________________________________________ ______________________________________________________。 ②丙同学取上述5 min后的黄色溶液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。该同学认为SO2与Fe3＋发生氧化还原反应。丁同学认为该结论不严谨，重新设计并进行实验，证明两者发生了氧化还原反应，写出实验方案及现象：________________________________。 (4)查阅资料：Fe3＋能与S(Ⅳ)粒子形成红色配合物。 该小组同学分析SO2水溶液成分，猜想可能是其中含S(Ⅳ)粒子SO2、H2SO3、________与Fe3＋形成配合物而使溶液呈现红色。进行如下实验： 序号 加入试剂 现象 Ⅰ 2 mL 1 mol/L NaHSO3溶液；再滴加几滴盐酸 溶液变成红色，比(3)中溶液红色深；滴加盐酸后，溶液颜色由红色变成黄色 Ⅱ 2 mL 1 mol/L Na2SO3溶液 溶液变成红色，比 Ⅰ 中溶液红色深 ①a＝________。 ②根据实验 Ⅰ 现象，溶液中SO2、H2SO3浓度增大，红色消失，说明红色物质可能与SO2、H2SO3无关；______________________，说明红色物质可能与SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) 有关。 (5)通过上述实验可得结论： ①SO2与FeCl3溶液的反应，可以发生配位反应、氧化还原反应。 ②________________________________________________。 答案：(1)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ (2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋4H＋ (3)①Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，SO2是酸性氧化物，它的通入将抑制Fe3＋水解　　 ②制取SO2前，先往装置A内通入过量N2，以排尽装置内的空气，然后再制取SO2，并将SO2通入FeCl3溶液中，5 min后取黄色溶液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀(合理即可) (4)HSO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 、SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) 　①1　②比较实验 Ⅰ 、 Ⅱ 的现象，加入Na2SO3溶液的溶液红色比加入NaHSO3溶液的深 (5)溶液碱性越强，配位反应进行的程度越大 2．草酸(H2C2O4)是一种重要的有机化工原料。为探究草酸的制取和草酸的性质，进行如下实验。 实验 Ⅰ ：探究草酸的制备 实验室用硝酸氧化淀粉水解液法制备草酸：C6H12O6＋12HNO3―→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O。装置如下图所示： (1)上图实验装置中仪器乙的名称为________，装置B的作用_______________________________________________________。 (2)检验淀粉是否完全水解所需要的试剂为________。 实验 Ⅱ ：探究草酸的不稳定性 已知：草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，易溶于水，熔点为101 ℃，受热易脱水、升华，170 ℃以上分解产生H2O、CO和CO2。草酸的酸性比碳酸强，其钙盐难溶于水。 (3)请选取以上的装置证明草酸晶体分解的产物(可重复使用，加热装置和连接装置已略去)。仪器装置连接顺序为C→________→________→________→________→D→A→F。 (4)若实验结束后测得A管质量减轻4.8 g，则至少需分解草酸晶体的质量为________g(已知草酸晶体的M＝126 g/mol)。 实验 Ⅲ ：探究草酸与酸性高锰酸钾的反应 (5)取一定量草酸溶液装入试管，加入一定体积的酸性高锰酸钾溶液，振荡试管，发现溶液开始缓慢褪色，后来迅速变成无色(反应热效应不明显，可忽略不计)。 该实验中草酸表现_______性，该反应的离子方程式___________，该反应的反应速率先慢后快的主要原因可能是_________________。 (6)设计实验证明草酸是弱酸。实验方案：___________________(提供的药品及仪器：蒸馏水、0.1 mol/L NaOH溶液、pH计、0.1 mol/L草酸溶液，其他仪器自选)。 答案：(1)球形冷凝管　防倒吸(或安全瓶) (2)碘水或I2　(3)B　F　E　F　(4)37.8 (5)还原　5H2C2O4＋2MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) ＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　反应生成的MnSO4(或Mn2＋)对反应有催化作用，加快反应速率 (6)取少量0.1 mol/L草酸溶液于试管中，测定其pH，若pH＞1，则说明草酸为弱酸 解析：(1)题给实验装置中仪器乙的名称为球形冷凝管，装置B的作用防倒吸或安全瓶。(2)淀粉遇碘变蓝色，在已经水解的淀粉溶液中滴加几滴碘水，溶液显蓝色，则证明淀粉没有完全水解，溶液若不显色，则证明淀粉完全水解。(3)检验H2O、CO和CO2，首先应该用无水硫酸铜检验H2O，再利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的性质检验CO2，一氧化碳具有还原性，能还原黑色的氧化铜，生成的二氧化碳用澄清石灰水检验，据此进行排序。(4)假设草酸晶体分解生成x mol CO。 至少需分解草酸晶体的质量为0.3 mol×126 g/mol＝37.8 g。(5)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，可以与草酸发生氧化还原反应，锰离子具有催化剂的作用。(6)弱酸不完全电离，故取少量0.1 mol/L草酸溶液于试管中，测定其pH，若pH＞1，则说明草酸为弱酸。 3．(2023·广东卷)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。 (1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.500 0 mol/L NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。 ①上述滴定操作用到的仪器有______(填标号)。 ②该盐酸浓度为________mol/L。 (2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为________J[c和ρ分别取4.18 J/(g· ℃)和1.0 g/mL，忽略水以外各物质吸收的热量，下同]。 (3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 ⅰ 0.20 mol/L CuSO4溶液100 mL 1．20 g Fe粉 a b ⅱ 0．56 g Fe粉 a c ①温度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。 ②ΔH＝________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。 (4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变。 查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是___________________________________________________________ ______________________________________________________。 提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。 验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和______________________________________________ (用离子方程式表示)。 实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。 教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。 优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为________________________________ ____________________________________________________________ ___________________________________________________________。 (5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用：____________________________________________________________ ________________________________________________________。 答案：(1)①AD　②0.550 0　(2)418(T1－T0) (3)①＞　② －20.9(b－a)kJ/mol[或－41.8(c－a)kJ/mol] (4)抑制Fe3＋水解　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4的焓变ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4的焓变ΔH2；根据盖斯定律计算得到反应A Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4的焓变为ΔH1＋ΔH2 (5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等) $$