内容正文:
【粤战粤强·化学上分】2026广东高考化学高频考点必刷
必刷17 化学实验综合大题
1. (2025·广东高考真题) 酸及盐在生活生产中应用广泛。
(1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2mL甲苯的试管中,加入几滴酸性溶液,振荡,观察到体系颜色_______。
(2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中,需要的操作及其顺序为:加热溶解、_______(填下列操作编号)。
(3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度和苯甲酸的,实验如下:取50.00mL苯甲酸饱和溶液,用溶液滴定,用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得:
①_______
②苯甲酸的_______(列出算式,水的电离可忽略)。
(4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾 羧酸酸性可用衡量。下列羧酸的变化顺序为:。随着卤原子电负性_______,羧基中的羟基_______增大,酸性增强。
②提出假设 甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为:
③验证假设 甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足,不能用所测得的pH直接判断大小顺序,因为_______。
乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的,其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
④实验小结 假设不成立,芳香环上取代基效应较复杂,①中规律不可随意推广。
(5)该小组尝试测弱酸HClO的。
①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验,其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为_______。
②小组讨论后,选用0.100mol/LNaClO溶液(含少量NaCl)进行实验,以获得HClO的。简述该方案_______(包括所用仪器及数据处理思路)。
③教师指导:设计实验方案时,需要根据物质性质,具体问题具体分析。
2. (2024·广东高考真题) 含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用_______(填化学式)溶液吸收。
(2)工业上,烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,_______(填元素符号)被氧化。
(3)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: (Ⅰ)。兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。
①用Na2CO3固体配制溶液,以滴定法测定其浓度。
i.该过程中用到的仪器有_______。
A. B. C. D.
ii.滴定数据及处理:Na2CO3溶液V0 mL,消耗盐酸V1 mL(滴定终点时,CO32-转化为HCO3-),则c(Na2CO3)_______。
②实验探究:取①中的Na2CO3溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入硫酸钙固体,反应后,过滤,取V0 mL滤液,用盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略CO32-水解的影响)。
序号
a
100.0
0
b
80.0
x
则_______,测得的平均反应速率之比_______。
(4)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 将硫酸钙()加入溶液中,在和搅拌条件下,利用计测得体系的随时间的变化曲线如图。
②分析讨论 甲同学根据后不改变,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。
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
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:_______。
3.(2023·广东高考真题)(14分)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·△T计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取20.00mL待测液,加入指示剂,用0.5000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00mL。
①上述滴定操作用到的仪器有___________。
A. B. C. D.
②该盐酸浓度为_________ mol·L-1。
(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸各50mL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4.18J·g-1·℃-1和1.0g·mL-1,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的焓变△H(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-1 CuSO4溶液100mL
1.20 g Fe粉
a
b
ii
0.56 g Fe粉
a
c
①温度:b___________c(填“>”“<”或“=”)。
②△H =_________(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: 的焓变。
查阅资料 配制溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。
提出猜想 Fe粉与溶液混合,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试纸测得溶液的pH不大于1;向少量溶液中加入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___________。
4.(2022·广东高考真题)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用表示)。的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,的。
(1)配制的溶液,需溶液的体积为_______mL。
(2)下列关于容量瓶的操作,正确的是_______。
(3)某小组研究25℃下电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释溶液或改变浓度,电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为的和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定,记录数据。
序号
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
a
b
3:4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1:1
4.65
①根据表中信息,补充数据:_______,_______。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释溶液,电离平衡_______(填”正”或”逆”)
向移动;结合表中数据,给出判断理由:_______。
③由实验Ⅱ~VIII可知,增大浓度,电离平衡逆向移动。
实验结论假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,的值逐渐接近的。
查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于的。
对比数据发现,实验VIII中与资料数据存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定溶液的浓度再验证。
①移取溶液,加入2滴酚酞溶液,用溶液滴定至终点,消耗体积为,则该溶液的浓度为_______。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点_______。
②用上述溶液和溶液,配制等物质的量的与混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为的和溶液,如何准确测定的?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ
移取溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液
Ⅱ
_______,测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途_______。
5.(2025·广州一模)从含银废液中回收银是保护金属资源的有效途径。
(1)实验室用70%H2SO4和Na2SO3制取干燥SO2选择净化与收集SO2所需装置,接口连接顺序为 。
(2)兴趣小组探究从AgNO3溶液中回收银,将SO2通入一定体积0.1mol•L﹣1的AgNO3溶液中(如图所示)。
已知:a.25℃时,Ksp(Ag2SO3)=1.5×10﹣14,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10﹣5。
b.Ag2SO3、Ag2SO4均能溶于浓氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
ⅰ.实验现象瓶内产生大量白色沉淀,瓶底沉淀略显灰色。
ⅱ.沉淀成分的分析
将瓶内混合物分离得到溶液和固体X。
①取固体X加入过量浓氨水中,固体大部分溶解,过滤,得到无色溶液和少量灰黑色固体:将灰黑色固体加入浓硝酸中,固体溶解, (填实验现象),说明沉淀中含有Ag。SO2与AgNO3溶液反应生成银单质的离子方程式是 。
②另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中, (填实验操作和现象),说明沉淀中含有Ag2SO3,SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3的化学方程式是 。
③进一步实验证明,沉淀中不含Ag2SO4原因是c2(Ag+)•c() 1.4×10﹣5(填“>”“<”或“=”)。
ⅲ.实验结论SO2通入AgNO3溶液中同时发生复分解反应和氧化还原反应,Ag的回收率低。
④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应和氧化还原反应的平均反应速率之比为 。
(3)基于上述探究,兴趣小组重新设计了用SO2从AgNO3溶液中回收Ag的优化方案,避免了复分解反应的发生。该方案为 。
6.(2025·广州二模)弱酸及其盐的混合溶液是常见的缓冲溶液,如醋酸(用HAc表示)、醋酸钠(用NaAc表示)混合溶液。缓冲溶液具有能够缓解少量外来酸、碱或水产生的影响,维持溶液pH不发生明显变化的能力。
Ⅰ.某小组同学通过加入等量盐酸,研究25℃下NaAc、HAc混合溶液缓冲能力的影响因素。
(1)配制的NaAc溶液,需要醋酸钠晶体(,)的质量为 g,该过程用到的仪器有 (填字母)。
A. B. C. D.
(2)探究NaAc、HAc混合溶液总浓度对缓冲能力的影响。
用浓度均为的NaAc和HAc溶液按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入的盐酸,测得加盐酸前后pH如下表。
序号
加盐酸前pH
加盐酸后pH
1
0
0
20.00
7.00
x
2
2.50
2.50
15.00
4.76
4.67
3
5.00
5.00
10.00
4.76
4.72
①实验测得x与理论计算一致, 。
②实验2、3加盐酸前后pH变化明显小于实验1的原因是 (用离子方程式表示)。
③由实验2、3加盐酸前后pH变化可知,NaAc、HAc混合溶液总浓度越大,缓冲能力越 (填“强”或“弱”)。
(3)探究NaAc、HAc混合溶液中不同配比对缓冲能力的影响。
提出猜想:混合溶液中越大,缓冲能力越强。
设计实验、验证猜想:参照(2)进一步实验。
序号
加盐酸前pH
加盐酸后pH
4
1.00
9.00
10.00
3.80
3.67
5
2.00
8.00
10.00
4.16
4.09
6
10.00
5.36
5.30
① 。
②甲同学根据实验4、5和6认为猜想成立,乙同学根据实验 和 认为猜想不足以成立。
③经查阅资料,其他条件相同下,混合溶液中越接近l,缓冲能力越强。
Ⅱ.缓冲溶液在络合滴定法测定金属离子浓度中具有广泛应用。
(4)利用测定ZnO的纯度,滴定反应为,需维持滴定过程中。
准确称取ZnO固体a g于锥形瓶中,加足量盐酸溶解,配制成250mL溶液,从中取25.00mL,加入指示剂和20mL缓冲溶液,滴定至终点消耗溶液V mL。
①下列缓冲溶液的pH均约为5,其中缓冲能力最强的是 (填字母),原因是 。
A.、混合溶液
B.、混合溶液
C.、混合溶液
②测定结果:ZnO(摩尔质量为)晶体的纯度为 (用、a、c、V表示)。
7.(2025·深圳二模)溶解过程常伴随热量变化。
Ⅰ.配制500mL 0.5mol/L盐酸。
(1)需12mol/L浓盐酸的体积为 mL(精确至小数点后一位)。
(2)该过程不需用到的仪器有 (填标号)。
A. B. C. D. E.
(3)下列操作会导致所配制溶液的浓度偏高的是___________(填标号)。
A.转移溶液时部分溶液洒出 B.转移溶液时未洗涤烧杯内壁
C.定容时俯视刻度线 D.加水超过刻度线,将多余液体吸出
Ⅱ.测定的溶解焓:
已知:在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃
10
20
30
40
溶解度/g
0.18
0.17
0.15
0.14
(4)利用量热法测定
初步实验 甲同学取一定质量固体完全溶解于一定体积的水中,利用量热计测算溶解前后体系的温度差,代入公式,再计算得出。
发现问题 ①甲同学实验结果误差较大,乙同学结合在水中的溶解性,分析其原因是 。
优化实验 ②乙同学根据相关原理间接测算:先测算固体与过量稀盐酸反应的焓变;再测算反应 (填离子方程式,需注明物质的聚集状态)的焓变。最后,计算得出为。
(5)为避免实验过程热量损失引起实验误差,该小组同学尝试其他实验方案。
查阅资料 不同温度下,物质的溶度积常数与满足(R、C为常数,)
实验思考 ①根据饱和溶液中和的关系,推出 [用仅含的式子表示,忽略水的电离]。测定不同温度下饱和溶液的pH,再结合相应温度下水的离子积常数,即可求算出不同温度下。
设计实验 方案1 将20℃的饱和溶液逐步升温至40℃,每隔5℃测量并记录溶液pH;
方案2 将40℃的饱和溶液逐步降温至20℃,每隔5℃测量并记录溶液pH。
②应选择 (填“方案1”或“方案2”)进行实验;选择该方案的依据是 。
数据处理 绘制随的变化曲线如图。
③根据公式,利用直线的斜率值,计算 (保留三位有效数字)。
8.(2025·深圳上学期联考)含氯漂白剂在生活中有重要的应用。兴趣小组对其展开了一系列的实验探究。
I.18世纪70年代,舍勒使用软锰矿时偶然发现氯气。目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒。
(1)氯气是一种有毒气体,需控制用量使水中的余氯的含量(以Cl2计)达到国家饮用水标准。甲同学欲测定自来水样品中余氯的含量,设计如下实验方案:
实验方案:移取50.00mL自来水样,加入足量KI溶液,加入淀粉作为指示剂,用0.0100mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定至终点(发生反应:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),耗Na2S2O3溶液5.00mL。
①上述滴定操作用到的仪器有 。
A. B. C. D.
②该自来水样品中余氯的含量为 g/L。
II.1784年,舍勒与贝托莱关于氯水中漂白性的成分发生争论。
(2)将Cl2通入水中,所得溶液中具有漂白性的含氯粒子有 (写化学式)。
(3)最初,人们直接用氯水作漂白剂,但因氯气在水中溶解度不大,而且HClO不稳定,使用起来很不方便。为验证HClO光照分解产物,乙同学将pH传感器、压强传感器与计算机连接后插入盛有新制氯水的广口瓶中,用强光照射新制氯水,收集数据如图。
①实验过程中压强变化为曲线 (填“a”或“b”)。
②实验过程中pH变化的原因是 (用化学方程式表示)。
III.1798年,泰纳把氯气溶解在石灰乳中,制成了漂白粉。
(4)漂白粉在空气中放置一段时间容易变质,兴趣小组继续探究变质原理及产物。
提出假设漂白粉的有效成分Ca(ClO)2能与空气中的CO2和水蒸气发生反应,丙同学对漂白粉变质后的固体产物成分提出如下猜想:
假设1:固体产物中有CaCO3;
假设2:固体产物中有Ca(HCO3)2。
初步实验为验证假设丙同学设计如下方案,进行实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
i
取少量放置在空气中一段时间的漂白粉样品于试管中,加入蒸馏水
假设1成立,假设2不成立
ii
取实验i的上层清液于试管中,加入
溶液不变浑浊
(5)查阅资料:Ca(ClO)2与CO2发生反应的产物与溶液pH有关。
优化实验为验证猜想,将15.0g漂白粉配成饱和溶液,按如表配制总体积相同的系列溶液后,缓缓通入CO2,记录出现浑浊的时间。
试管编号
饱和漂白粉溶液/mL
0.01mol•L-1盐酸/mL
蒸馏水/mL
混合后溶液pH
出现浑浊的时间/s
1
5.0
0.0
0.5
12.6
0.2
2
5.0
0.2
x
9.5
2.1
3
5.0
0.4
0.1
8.0
无沉淀
实验小结
①根据表中信息,补充数据x= 。
②由试管1~3出现浑浊的时间可知,溶液pH越大,出现浑浊的速率越快,请解释其原因 。
9.(2025·佛山一模)铜氨纤维常用于高档丝织品,铜氨溶液可用于制作铜氨纤维。
(1)制备氨气:
实验室利用如图装置制备氨气,反应的化学方程式为 。
(2)氨水浓度的测定:
将制得的氨气溶于水,取20.00mL该氨水,加入指示剂,用1.000mol·L-1盐酸滴定至终点,消耗盐酸22.00mL。
①该过程中需用到的仪器有 (填仪器名称)。
②该氨水的浓度为 mol·L-1。
(3)配制铜氨溶液:
向4mL0.1mol·L-1CuSO4溶液中逐滴加入上述氨水,先出现蓝色沉淀,随后沉淀溶解,溶液变为深蓝色。反应的离子方程式:I. ;II.Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-
(4)探究铜氨离子形成的原因:
①查阅资料 Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)Ksp=4.8×10-20
Cu2+(aq)+4NH3(aq)[Cu(NH3)4]2+(aq)K=7.24×1012
②提出猜想 根据查阅的资料判断反应II难以进行。通过计算说明理由 。
③验证猜想 设计如下方案,进行实验。
步骤
现象
i.向4mL0.1mol·L-1CuSO4溶液中加入足量1mol·L-1 溶液
生成蓝色沉淀
ii.再向i中悬浊液滴加配制的氨水,振荡
④实验小结猜想成立。
⑤教师指导Cu(OH)2+4NH3+2NH [Cu(NH3)4]2++2NH3·H2O K=1.13×103
⑥继续探究
步骤
现象
iii.向ii中继续滴加 溶液
蓝色沉淀溶解,溶液变为深蓝色
⑦分析讨论结合方程式II,从平衡移动的角度解释步骤iii的现象 。
10.(2025·佛山二模)溶液可将含铬(VI)废水还原为(绿色),探究该反应与溶液酸碱性的关系。
(1)配制实验试剂。
试剂a:(用调节)的溶液(橙色)
试剂b:(用KOH调节) 溶液(黄色,保留2位有效数字)
试剂c:的饱和溶液
(2)配制上述溶液需要用到图甲中的仪器有 (填编号)。
(3)溶液易被溶解氧氧化:,实验测得10min时在溶液中耗氧量与pH的关系如图乙,计算在时,10min内的平均反应速率为 。
(4)设计方案并完成实验。
实验序号
实验1
实验2
实验3
实验4
实验5
实验内容
溶液颜色变化
橙绿
无明显变化
橙黄
黄浅黄
a:橙浅橙
b:黄浅黄
①实验5的目的为 。
②由实验1和2可得出结论:在酸性条件下,发生反应 (用离子方程式表示);在碱性条件下,与铬(Ⅵ)盐溶液不发生反应。
③若往实验3反应后的溶液中逐滴滴加过量,溶液颜色变化为 。
(5)探究溶液酸性增强对还原性及氧化性的影响。
实验6:往4mL试剂b中滴加5滴,与4mL试剂c组成双液原电池
实验7:往4mL试剂c中滴加5滴,与4mL试剂b组成双液原电池
用碳棒作电极,连接电压传感器测得实验6,7的电压变化如图所示。
已知:氧化剂的氧化性增强或还原剂的还原性减弱,都能使电压增大。
①由图可知,实验结论为 。
②有同学提出质疑:溶液酸性增强,溶液中的溶解氧会对实验结论造成影响。设计实验方案,并给出“质疑不成立”的判断依据: 。
11.(2025·江门调研)铜纳米线是制作柔性电子元件的重要材料,制作铜纳米线常见原料为硫酸铜。某学习小组设计实验探究铜纳米线的制备过程。
Ⅰ.硫酸铜的制备
(1)实验室可用铜和浓硫酸反应制备硫酸铜,反应方程式为 。
(2)硫酸铜溶液的配制
ⅰ.配制100mL 0.1硫酸铜溶液需称量 g。
ⅱ.以下硫酸铜溶液的配制操作中,不正确的是 (填序号)。
Ⅱ.铜纳米线的制备
铜纳米线的制备可采用化学还原法,如使用铁进行置换。学习小组设计实验探究Cu(Ⅱ)(二价铜)存在形式对所置换铜的颗粒度影响。
实验序号
实验操作
实验现象
①
往5mL 0.1硫酸铜溶液中放入一枚表面打磨光滑的铁钉
10分钟时观察到溶液颜色变浅,铁钉表面沉积一层粗糙的铜颗粒,试管底部有铜颗粒
②
往5mL 0.1硫酸铜溶液中滴加浓氨水至生成的淡蓝色沉淀刚好完全溶解,得深蓝色铜氨溶液,放入与实验①相同的铁钉
10分钟时无明显现象,10小时后观察到铁钉表面镀上一层红色的铜,试管底部有红褐色沉淀
学习小组通过查阅资料发现:
ⅰ.工业上常采用电沉积铜方法制备纳米铜,过程为Cu(Ⅱ)的扩散迁移并在电极上被还原为铜单质。
ⅱ.电沉积过程中:速率常数越大,沉积速率越快:扩散系数越大,溶液导电性越强。
学习小组模仿工业制备纳米铜的条件,设计实验验证Cu(Ⅱ)存在形式和溶液导电性对电沉积铜反应速率的影响。
实验设计与实施
实验
序号
Cu(Ⅱ)存在形式
(浓度均为5 mmol/L)
支持电解质
(提高溶液导电性)
实验测得
速率常数
含铜离子
扩散系数
③
0.5mol/L 溶液
④
______
⑤
0.5mol/L 溶液
k
表格中的速率常数和扩散系数为多次实验后测得数据的平均值。
(3)其中实验④中支持电解质为 。
分析与讨论
(4)实验⑤中,k (填“>”、“<”或“=”)。
(5)已知铁与铜氨溶液反应:,平衡常数。推测实验②在10分钟时无明显现象的原因是: 。
结论:选用扩散系数更大Cu(Ⅱ)和提高溶液的导电性都可加快反应速率。
Ⅲ.铜纳米线的纯度检测
某铜纳米线样品质量为m g,经处理后完全转化为含的溶液,向其中加入过量的KI溶液,发生反应:。用的溶液滴定生成的,发生反应: ,消耗溶液V mL。
(6)滴定实验中可使用 (填试剂名称)作为指示剂。滴定终点现象为: 。
(7)该样品中铜的质量分数为 (写计算式)。
12.(2025·江门一模)某学习小组欲探究平衡体系的影响因素,并用色度计检测离子浓度变化。
I.配制溶液
(1)用晶体配制溶液时,用浓盐酸溶解晶体的原因是 。
(2)用溶液配制溶液,需用量筒量取溶液 ,配制过程需要用到的仪器有 。(填序号)
II.探究影响平衡的因素
20℃时,在烧杯中将溶液与溶液混合,发生系列反应,其中都显红色。反应得到红色混合溶液,用色度计测得溶液透光率为。各取红色混合溶液分装于若干试管中备用。完成下列实验:
实验序号
实验操作
透光率
i
试管①:加热至40℃
ii
试管②:加入少量铁粉
iii
试管③:加入溶液
已知:有色离子浓度越大,颜色越深,透光率(T)越小;T1、T2、T3均大于T。
(3)与的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应;实验ii中发生反应 (写离子方程式);用低浓度溶液进行实验的原因是 。
(4)乙同学查阅资料发现存在反应a:(浅黄色),并依据实验iii得出结论:反应a可导致透光率升高。丙同学认为推断依据不严谨,为证明该结论的正确,进一步完善实验,实验方案为: 。
(5)已知:与的系列反应分6步进行,反应i:;反应ii:……,平衡常数依次为、,逐渐减少,其中,平衡时。甲同学认为决定透光率测定结果的是反应,其余反应影响可忽略。请结合计算证明该观点 。
(6)学习小组进一步查阅资料发现:盐在水溶液中电离产生的离子可产生盐效应,使离子运动受到牵制,离子有效浓度降低。若往装有红色混合溶液试管中加入少量固体,测得透光率为T′,则T′ T。(填“>”、“<”或“=”)
13.(2025·汕头三模)性质活泼,可以和许多物质发生反应。
Ⅰ.实验室用和反应制备(黄绿色粉末,易与水反应产生)。
已知:(反应剧烈,温度高时会产生副产物)
(1)上述装置正确的连接顺序是: 。
A→___________→___________→___________→B→C(必要时可重复使用)
(2)装置A中装溶液的仪器名称为 。饱和溶液的作用 。
Ⅱ.常温下和水反应缓慢,反应时,条表面缓慢产生少量气泡,数分钟后反应停止,未收集到气体,镁条表面失去光泽。
查阅资料:与水反应时,表面覆盖了致密的导致反应缓慢;和可以加快Mg与水反应。
同学们为了验证和对与水反应的促进作用,用与水反应后的条与4种盐溶液进行对比实验,结果如下。
实验序号
a
b
c
d
盐溶液(均为)
NaCl
溶液起始
5.1
8.3
7.0
7.8
30min时产生气体体积/mL
1.5
0.7
<0.1
1.4
气体的主要成分
30min时镁条表面情况
大量固体附着(固体可溶于盐酸)
(3)根据的沉淀溶解平衡可解释和的作用。在水中存在的沉淀溶解平衡可用离子方程式表示为 。
(4)经检验,a中还生成少量其他气体,可进一步证明促进与水反应,检验该气体的方法是 。
(5)上表中能够说明对与水反应起促进作用的证据是 。
(6)b、d所得固体中还检验出碱式碳酸镁[用表示],写出生成该固体的离子方程式 。
(7)综合实验a-d可以得到的结论是:和都能与作用加快与水反应, ; (补充两点)。
14.(2025·汕头二模)某小组同学探究Cu(OH)2和醛的反应产物。
(1)Cu(OH)2氧化醛类物质过程中,主要是 (填元素符号)表现氧化性。Cu(OH)2与乙醛的产物是一种金属氧化物,晶胞结构如图,则“○”表示 离子(填元素符号)。
设计探究甲醛与新制Cu(OH)2反应生成的固体产物。
实验装置如下图,圆底烧瓶中依次加入25%NaOH溶液(NaOH始终过量),8%CuSO4溶液和37%的甲醛溶液按一定比例混合后加热,药品用量、实验结果见表格数据。已知:CO可以与银氨溶液反应产生Ag;Cu2O易溶于浓氨水生成[Cu(NH3)2]+。
实验
温度/℃
NaOH溶液体积/mL
CuSO4溶液体积/mL
HCHO溶液体积/mL
反应时间/min
固体产物质量/g
1
20
25
8
9
50
0.50
2
50
25
8
9
27
0.50
3
60
a
8
0.4
33
0.50
4
60
25
8
9
b
0.45
5
90
25
8
9
14
0.40
(2)a= ,b的取值范围是 。
(3)实验1~5中,装置A、B均无明显现象,证明气体中不含 ,推测收集的气体可能为H2。
(4)对部分实验固体产物进行X射线衍射仪分析,谱图如下。
根据X射线衍射仪谱图可知,实验1的固体产物为 (填化学式)。对比实验3、4的谱图,推测实验4固体产物除Cu2O外还有另一种固体M为 (填化学式)。设计实验验证固体M的存在:取少量洗净后的固体加入试管中,滴加 (填实验操作和现象),证明有固体M存在。综上所述,推测实验4中生成固体M的化学方程式可能为 。
15.(2025·汕头一模)氢氧化亚铁在工业上是一种重要的除氧剂、水处理剂。
(1)向试管中加入的新制溶液,滴加的溶液,生成白色沉淀,涉及的离子反应方程式为 。白色沉淀会迅速转为灰绿色,一段时间后转为红褐色,此时 元素被氧化。
i.灰绿色沉淀的研究
(2)查阅资料得知,为层状结构(如右下图),当部分被氧化为时,层状结构不被破坏,生成(1)中灰绿色沉淀——绿锈。夹层内填充有等阴离子,化学式可表示为,设计如下流程进行检验:
流程中试剂A为 (填化学式),经实验测定,则 。
(3)查阅资料得知:绿锈无法稳定存在于高浓度碱性溶液中,Fe(OH)3某些性质类似Al(OH)3,在浓度极高的强碱溶液中无法稳定存在。某同学拟用不同浓度溶液与反应,利用性质,减少灰绿色沉淀生成。实验方案为:取3支试管分别加入固体,再加入不同浓度的溶液。实验结果如下:
沉淀颜色
2
0.1
灰绿色
8
0.1
出现白色,灰绿色极少生成
27.3(饱和)
0.1
明显白色,灰绿色几乎不出现
结合合适的化学用语,试分析浓度增大后白色沉淀明显的原因可能是 。
ii.氢氧化亚铁白色沉淀制备研究
(4)甲同学猜测常温下可以利用与的双水解反应产生白色沉淀。该离子反应为。乙同学猜测二者混合发生复分解反应产生碳酸亚铁,该反应的离子方程式为 。
请通过计算这两个反应的平衡常数来分析说明哪种猜测更合理 (填“甲”或“乙”),其原因是 。
(已知的分别为和,溶于水的以形式存在)
16.(2025·惠州一模)钴氨配合物在电镀及环境科学研究中有着重要的应用价值。某科研小组对其研究过程如下:
I.配制CoCl2溶液
(1)配制100mL0.1mol·L-1CoCl2溶液,需要CoCl2的质量为 g。
(2)溶液配制过程中,下列仪器需要用到的有_______(填标号)。
A. B. C. D.
Ⅱ.制备[Co(NH3)6]2+配合物
实验操作
实验现象
在试管内混合CoCl2溶液和适量6mol·L-1NH3·H2O溶液。
得到浅青色沉淀的浑浊液,沉淀未见明显溶解。
在试管内混合CoCl2溶液和适量14mol·L-1NH3·H2O溶液。
得到浅青色沉淀的浑浊液,沉淀未见明显溶解。
资料:Co(OH)2为浅青色沉淀,[Co(NH3)6]2+溶液为红色。
(3)实验①中生成浅青色沉淀的离子方程式为 。
(4)实验①和②现象可知,Co(OH)2与NH3·H2O难以生成[Co(NH3)6]2+配合物。学习小组预测对生成[Co(NH3)6]2+生成有一定促进作用。设计实验如下:取等体积实验①的浊液于1、2两支试管中,分别加入不同试剂,实验现象证实了预测。
①x的化学式是 ,c = 。
②实验现象是 。
③从平衡移动角度,结合化学用语,解释对[Co(NH3)6]2+生成有一定促进作用原理 。
Ⅲ.制备[Co(NH3)6]3+配合物
往CoCl2溶液中加入浓氨水、H2O2、NH4Cl溶液,在活性炭催化下转化为橙黄色的[Co(NH3)6]3+溶液。为探究反应过程,小组成员提出了不同的猜想。
提出猜想 猜想1:Co2+先失电子生成Co(OH)3后与氨水形成配合物;
猜想2:Co2+先被H2O2氧化成Co3+后与氨水形成配合物;
猜想3:Co2+先与氨水形成[Co(NH3)6]2+后被H2O2氧化成[Co(NH3)6]3+。
(5)科研小组取少量Co(OH)3固体于试管中,逐滴加入浓氨水,观察到 ,证明猜想1不成立。
教师指导 氧化剂电对的电极电势大于还原剂电对的电极电势时,反应可以自发进行。
验证猜想 按照连接装置,分别往两烧杯中加入药品,关闭K,观察到 ,猜想2不成立。往左边烧杯中滴加 ,观察到 ,猜想3成立。
17.(2025·肇庆二模)氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。
Ⅰ.溶液的配制
(1)配制溶液,需要 g;
(2)配制溶液时,下列仪器中需用到的有 填字母。为抑制水解,需向溶液中加入一定量的 填化学名称。
Ⅱ.探究溶液与Fe的反应
小组同学进行如图所示实验,观察到试管c充分静置后溶液红色褪去。
(3)为探究溶液红色褪去的原因,甲同学分别取少量试管d中溶液于两试管中,向其中一支中滴加几滴 填化学式,后同溶液,无明显变化;向另一支中滴加几滴 溶液,出现红色。甲同学得出结论:溶液红色褪去不是因为被消耗,而是因为被消耗。溶液红色褪去发生反应的离子方程式为 。
(4)乙同学认为试管c中部分KSCN也发生了反应。他取试管b和d中的溶液,设计以下实验,并比较两组实验中溶液的颜色。
试管序号
待检验溶液体积
蒸馏水
溶液
现象
试管b
0
红色较深
试管d
红色较浅
上表中, , 。
乙同学根据实验现象验证了其猜想。
(5)小组同学进一步发现,其他条件不变,增大加入的KSCN的浓度,试管c中溶液红色褪去变快。
查阅资料:①在酸性的溶液中,铁粉能与反应生成。
②⇌(浅黄色;
⇌。
根据以上信息分析,增大KSCN的浓度,试管c中溶液红色褪去变快可能的原因为 。
(6)利用KSCN指示剂验证Fe与发生了反应时,更合理的实验操作为 。
18.(2025·肇庆一模)某小组利用如图所示装置制备84消毒液,并进一步探究相关物质的反应原理以及测定产品中游离碱的含量。
已知:温度高于40℃时,会与反应生成。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ,圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为 ,装置b中的试剂为 。
(2)装置c采用冰水浴的目的为 。
(3)若装置d的作用是安全瓶,请在虚线方格内画出实验装置图 。
(4)小组查阅资料了解到,使用过84消毒液的游泳池若再使用消毒剂,泳池中氧气含量会增加,有可能会导致池水中的藻类快速生长。针对氧气产生的原因,小组进行了如下探究:
[提出猜想]Ⅰ.催化分解产生氧气。
Ⅱ.与反应产生氧气。
[进行实验]如图所示,将注射器中的溶液均分6次注入锥形瓶,每次注入溶液待不再产生气泡后,记录量筒内液体总体积制成表格(忽略加入溶液导致锥形瓶内溶液体积的变化以及其他因素对测量结果造成的影响)。
实验编号
1
2
3
4
5
6
量筒内液体总体积
20.0
60.0
80.0
90.0
90.0
①表中的数据 。
[得出结论]②由实验可知,猜想Ⅱ正确,理由为 。
(5)该小组测定了以上制备的84消毒液产品中游离碱的含量(的质量占消毒液质量的百分数),实验步骤:取产品(),滴加双氧水至溶液不再产生气泡为止,加热溶液,除去残留的后将溶液转移至容量瓶,洗涤、定容、摇匀,移取其中待测液于锥形瓶中,以酚酞为指示剂,用盐酸标准溶液滴定至终点,平行滴定3次。
①滴加5%双氧水的目的是 (用离子方程式表示)。
②若平均消耗盐酸的体积为,则该84消毒液中游离碱含量为 (保留两位有效数字)。
19.(2025·梅州一模)配合物在生产、生活中应用广泛。例如:(铁氰化钾)用于检验。回答下列问题:
(1)的配位数为 ,中配位原子是 (填元素符号)。
(2)配位体电子式为 ,对应氢化物HCN分子中键与键数目之比为 。
(3)工业上,以石墨为电极,电解(亚铁氰化钾)溶液可以制备,阳极的电极反应式为 。
(4)探究的性质。查阅资料,提出猜想:
猜想1:溶液中存在电离平衡;
猜想2:具有氧化性。
【设计实验】
序号
实验操作
实验现象
I
在10mL 溶液中滴入几滴KSCN溶液,再向溶液中加入少量浓盐酸
滴入KSCN溶液,无明显现象,加入浓盐酸后,_____i______
II
在10mL 和 的混合溶液中插入一根无锈铁丝
产生蓝色沉淀
III
在10mL 溶液中插入一根无锈铁丝(与II中相同)
产生蓝色沉淀
【结果分析】
①实验I证明猜想1成立,实验现象i是 。
②已知:常温下, ;,,又称配离子稳定常数。用必要的文字、离子方程式与数据说明实验I滴入KSCN溶液时无明显现象的原因 。
③实验III产生蓝色沉淀是因为产生了,生成的与未反应的生成了蓝色沉淀,说明猜想2成立。另设计实验证明的氧化性 (要求写出实验操作与预期现象,限选试剂:NaOH溶液、淀粉溶液、KI溶液和饱和溶液)。
④基于猜想1、2成立,可推断实验II、III中 (填“”“”或“”)。
20.(2025·大湾区二模)1800年,科学家尼科尔森和卡莱尔最早完成电解水实验。兴趣小组模拟如下。
(1)配制0.1mol/L的NaOH溶液并标定。
①用KHP()通过中和滴定标定上述溶液准确浓度,需选填的仪器序号是 。
②V1mL的NaOH溶液消耗c0mol/LKHP标准溶液V0mL,则c(NaOH)= mol/L。
实验探究:取(1)中配制的NaOH溶液30.0mL滴加2滴指示剂后,用下图装置(a、b均为石墨电极)在恒定电压下通电20min,记录如下表
序号
指示剂
主要现象
I
甲基橙
b极附近溶液黄色变浅,U形管内其余位置溶液无明显变化
Ⅱ
酚酞溶液
b极附近溶液红色褪去,U形管内其余位置溶液红色变浅
(2)I中观察到b极附近溶液黄色变浅,兴趣小组认为是电解中b极附近溶液c(OH-)降低导致的。你认为该推论 (选填“合理”“不合理”),理由是 。
(3)兴趣小组对Ⅱ中U形管内其余位置溶液红色变浅的原因提出如下假设:
假设1 实验过程中,c(OH-)降低,导致酚酞溶液不显色
假设2 实验过程中,酚酞与NaOH反应,导致溶液红色褪去
兴趣小组设计如下实验方案进行实验。
步骤
现象
i.取少量U形管内浅红色溶液于试管中,滴加 后充分振荡
溶液红色加深
ii.取少量 于试管中,滴加酚酞后静置20min。
探究结论:假设1不成立,假设2成立。
(4)电解前期,两极收到气体的体积与通电时间关系如图所示。
①图中代表H2的曲线是 (填代号);
②兴趣小组查阅文献后推理:开始电解时两极几乎没有收集到气体的原因是产生的气体分子被石墨电极吸附请根据电化学原理,设计实验证实该推理。
限选材料:通电一段时间后的石墨电极a和b,NaOH溶液,电流表(可用ⓐ表示)、导线、烧杯。
在答题卡相应方框内绘出实验装置图 。能证实上述推理的实验现象是 。
2
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【粤战粤强·化学上分】2026广东高考化学高频考点必刷
必刷17 化学实验综合大题
1. (2025·广东高考真题) 酸及盐在生活生产中应用广泛。
(1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2mL甲苯的试管中,加入几滴酸性溶液,振荡,观察到体系颜色_______。
(2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中,需要的操作及其顺序为:加热溶解、_______(填下列操作编号)。
(3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度和苯甲酸的,实验如下:取50.00mL苯甲酸饱和溶液,用溶液滴定,用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得:
①_______
②苯甲酸的_______(列出算式,水的电离可忽略)。
(4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾 羧酸酸性可用衡量。下列羧酸的变化顺序为:。随着卤原子电负性_______,羧基中的羟基_______增大,酸性增强。
②提出假设 甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为:
③验证假设 甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足,不能用所测得的pH直接判断大小顺序,因为_______。
乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的,其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
④实验小结 假设不成立,芳香环上取代基效应较复杂,①中规律不可随意推广。
(5)该小组尝试测弱酸HClO的。
①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验,其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为_______。
②小组讨论后,选用0.100mol/LNaClO溶液(含少量NaCl)进行实验,以获得HClO的。简述该方案_______(包括所用仪器及数据处理思路)。
③教师指导:设计实验方案时,需要根据物质性质,具体问题具体分析。
【答案】(1)由紫色变为无色 (2)da (3) ① ②
(4) ①增大 ②极性 ③常温下三种酸的饱和溶液的浓度不同
(5) ① ② 实验方法:取适量0.100mol/LNaClO溶液放入烧杯中,用pH计测得体系在25℃下的pH,记录数据;
数据处理思路:由于NaClO溶液中存在ClO-的水解,故根据0.100mol/LNaClO溶液在25℃下的pH可求得ClO-的水解平衡常数,再利用公式求出HClO的Ka。
【解析】
【小问1解析】
酸性KMnO4溶液具有强氧化性,可以将甲苯氧化生成苯甲酸,故向盛有2mL甲苯的试管中,加入几滴酸性KMnO4溶液,振荡,观察到体系颜色由紫色变为无色。
【小问2解析】
重结晶法提纯苯甲酸的方法为,加热溶解、趁热过滤、冷却结晶,故操作编号为da
【小问3解析】
①由图像可知,当加入14mLNaOH溶液时,苯甲酸被完全中和,则可得苯甲酸饱和溶液的浓度;
②由图像可知,苯甲酸饱和溶液的pH为2.89,说明苯甲酸饱和溶液中的,则苯甲酸的
【小问4解析】
①羧酸酸性的强弱取决于羧基中O-H键的极性大小,极性越大,酸性越强,卤素原子的电负性越大,吸电子能力越强,使得羧基中O-H键的极性越大,酸性越强;
③由于常温下三种酸的饱和溶液的浓度不同,所以该推断依据不足。
【小问5解析】
①次氯酸在光照条件下易分解为HCl和O2,其分解反应的离子方程式为;
②实验方法:取适量0.100mol/LNaClO溶液放入烧杯中,用pH计测得体系在25℃下的pH,记录数据;
数据处理思路:由于NaClO溶液中存在ClO-的水解,故根据0.100mol/LNaClO溶液在25℃下的pH可求得ClO-的水解平衡常数,再利用公式求出HClO的Ka。
2. (2024·广东高考真题) 含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用_______(填化学式)溶液吸收。
(2)工业上,烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,_______(填元素符号)被氧化。
(3)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: (Ⅰ)。兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。
①用Na2CO3固体配制溶液,以滴定法测定其浓度。
i.该过程中用到的仪器有_______。
A. B. C. D.
ii.滴定数据及处理:Na2CO3溶液V0 mL,消耗盐酸V1 mL(滴定终点时,CO32-转化为HCO3-),则c(Na2CO3)_______。
②实验探究:取①中的Na2CO3溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入硫酸钙固体,反应后,过滤,取V0 mL滤液,用盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略CO32-水解的影响)。
序号
a
100.0
0
b
80.0
x
则_______,测得的平均反应速率之比_______。
(4)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 将硫酸钙()加入溶液中,在和搅拌条件下,利用计测得体系的随时间的变化曲线如图。
②分析讨论 甲同学根据后不改变,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。
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
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:_______。
【答案】(1)NaOH(其他合理答案也可)
(2)S (3) ①i. BD ii. ②20.0 6:5
(4) ③ii.过量稀盐酸 有气体产生 ⅲ.BaCl2溶液 ⑤将最少1.36g硫酸钙加入溶液中,在和搅拌条件下,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
【解析】
(1) 浓硫酸与铜丝反应方程式为:,所产生的尾气为SO2,可用NaOH溶液吸收(其他合理答案也可);
(2) SO2生成石膏(主要成分CaSO4),S元素的化合价由+4价上升到+6价,失去电子,被氧化;
(3)①用Na2CO3固体配制溶液,以滴定法测定其浓度,该过程用到下列仪器中的烧杯、酸式滴定管,故选BD;根据离子方程式可知,;
②总体积应相同,x为20.0mL;a中消耗的盐酸体积为,即,同理可得,b中,由于,;
(4)由结论假设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;由方程式可知,假设正反应100%进行,,质量为0.01mol×136g/mol=1.36g。原先实验方案的纰漏在于:由于所使用的为1.00g,其进行实验的量是小于验证达成100%反应所需要的量,故而,优化实验方案为:将最少硫酸钙加入溶液中,在和搅拌条件下,利用计测得体系的,当pH不变时,加入Na2SO4固体,反应平衡逆向移动,碳酸根离子浓度升高,水解反应正向移动,pH升高,说明反应Ⅰ平衡已建立。
3.(2023·广东高考真题)(14分)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·△T计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取20.00mL待测液,加入指示剂,用0.5000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00mL。
①上述滴定操作用到的仪器有___________。
A. B. C. D.
②该盐酸浓度为_________ mol·L-1。
(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸各50mL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4.18J·g-1·℃-1和1.0g·mL-1,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的焓变△H(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-1 CuSO4溶液100mL
1.20 g Fe粉
a
b
ii
0.56 g Fe粉
a
c
①温度:b___________c(填“>”“<”或“=”)。
②△H =_________(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: 的焓变。
查阅资料 配制溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。
提出猜想 Fe粉与溶液混合,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试纸测得溶液的pH不大于1;向少量溶液中加入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 ②0.5500 (2)418(T1-T0)
(3)> -20.9(b-a) kJ·mol-1 或-41.8(c-a) kJ·mol-1
(4)抑制Fe3+水解 将一定量的Cu粉加入一定浓度和一定体积的溶液中反应,测量反应热,求出反应的焓变,再根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为。
(5)燃料燃烧;铝热反应焊接铁轨等。
【解析】
(1)①上述滴定操作用碱式滴定管测定,用锥形瓶盛装盐酸,故用到的仪器有AD。
②由c1v1=c2v2, 该盐酸浓度为(0.5000 mol·L-1 ×22.00mL)/20.00mL=0.5500 mol·L-1。
(2)放出的热量Q=cρV总·△T=4.18J·g-1·℃-1×1.0g·mL-1×(50+50)mL×(T1-T0)=418(T1-T0) J
(3)①0.20 mol·L-1 CuSO4溶液100mL,n(CuSO4)=0.02mol,1.20 g Fe粉为0.0214mol,而0.56 g Fe粉为0.01mol,故反应i中CuSO4全部反应,而反应ii CuSO4只反应0.01mol,故温度:b>c。
②用i组:Q=cρV总·△T=4.18J·g-1·℃-1×1.0g·mL-1×100 mL×(b-a)=418(b-a) J 参与反应为0.02mol,则
△H = - 418(b-a) J ×50 mol-1 =-20.9(b-a) kJ·mol-1;或用ii组:Q=cρV总·△T=4.18J·g-1·℃-1×1.0g·mL-1×100 mL×(c-a)=418(c-a) J 参与反应为0.01mol,则△H = - 418(b-a) J ×100 mol-1 =-41.8(c-a) kJ·mol-1
(4)由于Fe3+会发生水解,加酸的目的是抑制Fe3+水解。有气泡冒出,说明存在
可根据盖斯定律,设计出实验过程中无气体生成的实验方案,如:将一定量的Cu粉加入一定浓度和一定体积的溶液中反应,测量反应热,求出反应的焓变,再根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为。
(5)化学能可转化为热能,如燃料燃烧;铝热反应焊接铁轨等。
4.(2022·广东高考真题)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用表示)。的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,的。
(1)配制的溶液,需溶液的体积为_______mL。
(2)下列关于容量瓶的操作,正确的是_______。
(3)某小组研究25℃下电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释溶液或改变浓度,电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为的和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定,记录数据。
序号
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
a
b
3:4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1:1
4.65
①根据表中信息,补充数据:_______,_______。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释溶液,电离平衡_______(填”正”或”逆”)
向移动;结合表中数据,给出判断理由:_______。
③由实验Ⅱ~VIII可知,增大浓度,电离平衡逆向移动。
实验结论假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,的值逐渐接近的。
查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于的。
对比数据发现,实验VIII中与资料数据存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定溶液的浓度再验证。
①移取溶液,加入2滴酚酞溶液,用溶液滴定至终点,消耗体积为,则该溶液的浓度为_______。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点_______。
②用上述溶液和溶液,配制等物质的量的与混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为的和溶液,如何准确测定的?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ
移取溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液
Ⅱ
_______,测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途_______。
【答案】(1)5.0 (2)C
(3) 3.00 33.00 正 实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的pH增大值小于1
(4) 0.1104
(5)另取20.00mlHAc,加入mL氢氧化钠
(6)HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)
【解析】
(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250mL×0.1mol/L=V×5mol/L,解得V=5.0mL,故答案为:5.0。
(2)A.容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故A错误;
B.定容时,视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,故B错误;
C.向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,故C正确;
D.定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,故D错误;
综上所述,正确的是C项。
(3)①实验VII的溶液中n(NaAc):n(HAc)=3:4,V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,,由实验I可知,溶液最终的体积为40.00mL,因此V(H2O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即b=33.00,故答案为:3.00;33.00。
②实验I所得溶液的pH=2.86,实验II的溶液中c(HAc)为实验I的,稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验II所得溶液的pH=2.86+1=3.86,但实际溶液的pH=3.36<3.86,说明稀释过程中,溶液中n(H+)增大,即电离平衡正向移动,故答案为:正;实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的pH增大值小于1。
(4)(i)滴定过程中发生反应:HAc+NaOH=NaAc+H2O,由反应方程式可知,滴定至终点时,n(HAc)=n(NaOH),因此22.08mL×0.1mol/L=20.00mL×c(HAc),解得c(HAc)=0.1104mol/L,故答案为:0.1104。
(ii)滴定过程中,当V(NaOH)=0时,c(H+)=≈mol/L=10-2.88mol/L,溶液的pH=2.88,当V(NaOH)=11.04mL时,n(NaAc)=n(HAc),溶液的pH=4.76,当V(NaOH)=22.08mL时,达到滴定终点,溶液中溶质为NaAc溶液,Ac-发生水解,溶液呈弱碱性,当NaOH溶液过量较多时,c(NaOH)无限接近0.1mol/L,溶液pH接近13,因此滴定曲线如图:
。
(5)向20.00mL的HAc溶液中加入V1mL NaOH溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当时,溶液中c(H+)的值等于HAc的Ka,因此另取20.00mlHAc,加入mL氢氧化钠,使溶液中n(NaAc)=n(HAc),故答案为:另取20.00mlHAc,加入mL氢氧化钠。
(6)
不同的无机弱酸在生活中应用广泛,如HClO具有强氧化性,在生活中可用于漂白和消毒,H2SO3具有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂,H3PO4具有中强酸性,可用作食品添加剂,同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途,故答案为:HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)。
5.(2025·广州一模)从含银废液中回收银是保护金属资源的有效途径。
(1)实验室用70%H2SO4和Na2SO3制取干燥SO2选择净化与收集SO2所需装置,接口连接顺序为 。
(2)兴趣小组探究从AgNO3溶液中回收银,将SO2通入一定体积0.1mol•L﹣1的AgNO3溶液中(如图所示)。
已知:a.25℃时,Ksp(Ag2SO3)=1.5×10﹣14,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10﹣5。
b.Ag2SO3、Ag2SO4均能溶于浓氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
ⅰ.实验现象瓶内产生大量白色沉淀,瓶底沉淀略显灰色。
ⅱ.沉淀成分的分析
将瓶内混合物分离得到溶液和固体X。
①取固体X加入过量浓氨水中,固体大部分溶解,过滤,得到无色溶液和少量灰黑色固体:将灰黑色固体加入浓硝酸中,固体溶解, (填实验现象),说明沉淀中含有Ag。SO2与AgNO3溶液反应生成银单质的离子方程式是 。
②另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中, (填实验操作和现象),说明沉淀中含有Ag2SO3,SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3的化学方程式是 。
③进一步实验证明,沉淀中不含Ag2SO4原因是c2(Ag+)•c() 1.4×10﹣5(填“>”“<”或“=”)。
ⅲ.实验结论SO2通入AgNO3溶液中同时发生复分解反应和氧化还原反应,Ag的回收率低。
④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应和氧化还原反应的平均反应速率之比为 。
(3)基于上述探究,兴趣小组重新设计了用SO2从AgNO3溶液中回收Ag的优化方案,避免了复分解反应的发生。该方案为 。
【答案】(1)bae
(2) 产生红棕色气体 SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+ 滴加品红溶液,溶液褪色 SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3 <
(3)将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质
【分析】实验室用70%H2SO4和Na2SO3制取干燥SO2,将SO2通入一定体积0.1mol•L﹣1的AgNO3溶液中,产生大量白色沉淀,瓶底沉淀略显灰色,进行沉淀成分的分析;并且通过探究实验设计SO2从AgNO3溶液中回收Ag的优化方案。
【解析】(1)70%的浓硫酸和Na2SO3发生复分解反应生成Na2SO4、SO2、H2O,浓硫酸具有吸水性,且和SO2不反应,所以用浓硫酸干燥SO2;SO2的密度大于空气且能和碱石灰反应,所以用向上排空气法收集SO2,为防止污染空气,用碱石灰处理尾气,接口连接顺序为bae,故答案为:bae;
(2)①Ag和浓硝酸反应生成AgNO3、NO2和H2O,NO2为红棕色气体,所以看到的现象是:产生红棕色气体;SO2与AgNO3溶液反应生成银单质,Ag+被还原为Ag,则SO2被氧化为,即SO2和AgNO3溶液反应生成Ag和H2SO4,离子方程式为SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+,故答案为:产生红棕色气体;SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+;
②Ag2SO3和稀盐酸反应生成AgCl、SO2和H2O,SO2能使品红溶液褪色,则另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中,滴加品红溶液,溶液褪色,说明沉淀中含有Ag2SO3;SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3和HNO3,反应的化学方程式为SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3,故答案为:滴加品红溶液,溶液褪色;SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3;
③如果溶液中c2(Ag+)•c()<Ksp(Ag2SO4),则不含AgSO4沉淀,即沉淀中不含Ag2SO4原因是c2(Ag+)•c()<1.4×10﹣5,故答案为:<;
④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应生成Ag2SO3的质量为(m1﹣m2)g,相同时间内其物质的量之比等于其反应速率之比,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应(1mol SO2生成1mol Ag2SO3)和氧化还原反应(1mol SO2生成2mol Ag)的平均反应速率之比为mol:()mol,故答案为:;
(3)加入适量硫酸可以提供酸性环境,防止SO2与硝酸银发生复分解反应,所以避免复分解反应发生的方案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质,故答案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质。
6.(2025·广州二模)弱酸及其盐的混合溶液是常见的缓冲溶液,如醋酸(用HAc表示)、醋酸钠(用NaAc表示)混合溶液。缓冲溶液具有能够缓解少量外来酸、碱或水产生的影响,维持溶液pH不发生明显变化的能力。
Ⅰ.某小组同学通过加入等量盐酸,研究25℃下NaAc、HAc混合溶液缓冲能力的影响因素。
(1)配制的NaAc溶液,需要醋酸钠晶体(,)的质量为 g,该过程用到的仪器有 (填字母)。
A. B. C. D.
(2)探究NaAc、HAc混合溶液总浓度对缓冲能力的影响。
用浓度均为的NaAc和HAc溶液按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入的盐酸,测得加盐酸前后pH如下表。
序号
加盐酸前pH
加盐酸后pH
1
0
0
20.00
7.00
x
2
2.50
2.50
15.00
4.76
4.67
3
5.00
5.00
10.00
4.76
4.72
①实验测得x与理论计算一致, 。
②实验2、3加盐酸前后pH变化明显小于实验1的原因是 (用离子方程式表示)。
③由实验2、3加盐酸前后pH变化可知,NaAc、HAc混合溶液总浓度越大,缓冲能力越 (填“强”或“弱”)。
(3)探究NaAc、HAc混合溶液中不同配比对缓冲能力的影响。
提出猜想:混合溶液中越大,缓冲能力越强。
设计实验、验证猜想:参照(2)进一步实验。
序号
加盐酸前pH
加盐酸后pH
4
1.00
9.00
10.00
3.80
3.67
5
2.00
8.00
10.00
4.16
4.09
6
10.00
5.36
5.30
① 。
②甲同学根据实验4、5和6认为猜想成立,乙同学根据实验 和 认为猜想不足以成立。
③经查阅资料,其他条件相同下,混合溶液中越接近l,缓冲能力越强。
Ⅱ.缓冲溶液在络合滴定法测定金属离子浓度中具有广泛应用。
(4)利用测定ZnO的纯度,滴定反应为,需维持滴定过程中。
准确称取ZnO固体a g于锥形瓶中,加足量盐酸溶解,配制成250mL溶液,从中取25.00mL,加入指示剂和20mL缓冲溶液,滴定至终点消耗溶液V mL。
①下列缓冲溶液的pH均约为5,其中缓冲能力最强的是 (填字母),原因是 。
A.、混合溶液
B.、混合溶液
C.、混合溶液
②测定结果:ZnO(摩尔质量为)晶体的纯度为 (用、a、c、V表示)。
【答案】(1) 13.6 BC
(2) 2.00 强
(3) 8.00 3 6
(4) B B中n(盐):n(酸)最接近且混合溶液总浓度最大
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
控制变量的实验探究中要注意变量的唯一性,通过控制变量进行对比实验研究某一因素对实验结果的影响;
【解析】(1)配制的NaAc溶液,需要醋酸钠晶体(,)的质量为,该过程用到的仪器有胶头滴管、烧杯、托盘天平、药匙、玻璃棒、100mL容量瓶,故选BC;
(2)①的盐酸加入20.00mL的水,得到溶液中氢离子浓度为,则pH=2。
②实验2、3加盐酸前后pH变化明显小于实验1的原因是存在平衡,加入盐酸后,氢离子和醋酸根离子结合为弱酸醋酸。
③由表,实验2、3加盐酸前后pH变化分别为0.09、0.04,则NaAc、HAc混合溶液总浓度越大,缓冲能力越强;
(3)①由表,醋酸钠、醋酸溶液总体积为10.00mL,当=4:1时,8.00。
②结合表中数据,实验3和6加盐酸前后pH变化分别为0.04、0.06,不能说明混合溶液中越大,缓冲能力越强。
(4)①由(2)、(3)的实验结论:NaAc、HAc混合溶液总浓度越大,缓冲能力越强;其他条件相同下,混合溶液中越接近l,缓冲能力越强。则下列缓冲溶液的pH均约为5,其中缓冲能力最强的是B,原因是B中n(盐):n(酸)最接近且混合溶液总浓度最大。
②结合滴定反应为和数据,ZnO晶体的纯度为。
7.(2025·深圳二模)溶解过程常伴随热量变化。
Ⅰ.配制500mL 0.5mol/L盐酸。
(1)需12mol/L浓盐酸的体积为 mL(精确至小数点后一位)。
(2)该过程不需用到的仪器有 (填标号)。
A. B. C. D. E.
(3)下列操作会导致所配制溶液的浓度偏高的是___________(填标号)。
A.转移溶液时部分溶液洒出 B.转移溶液时未洗涤烧杯内壁
C.定容时俯视刻度线 D.加水超过刻度线,将多余液体吸出
Ⅱ.测定的溶解焓:
已知:在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃
10
20
30
40
溶解度/g
0.18
0.17
0.15
0.14
(4)利用量热法测定
初步实验 甲同学取一定质量固体完全溶解于一定体积的水中,利用量热计测算溶解前后体系的温度差,代入公式,再计算得出。
发现问题 ①甲同学实验结果误差较大,乙同学结合在水中的溶解性,分析其原因是 。
优化实验 ②乙同学根据相关原理间接测算:先测算固体与过量稀盐酸反应的焓变;再测算反应 (填离子方程式,需注明物质的聚集状态)的焓变。最后,计算得出为。
(5)为避免实验过程热量损失引起实验误差,该小组同学尝试其他实验方案。
查阅资料 不同温度下,物质的溶度积常数与满足(R、C为常数,)
实验思考 ①根据饱和溶液中和的关系,推出 [用仅含的式子表示,忽略水的电离]。测定不同温度下饱和溶液的pH,再结合相应温度下水的离子积常数,即可求算出不同温度下。
设计实验 方案1 将20℃的饱和溶液逐步升温至40℃,每隔5℃测量并记录溶液pH;
方案2 将40℃的饱和溶液逐步降温至20℃,每隔5℃测量并记录溶液pH。
②应选择 (填“方案1”或“方案2”)进行实验;选择该方案的依据是 。
数据处理 绘制随的变化曲线如图。
③根据公式,利用直线的斜率值,计算 (保留三位有效数字)。
【答案】(1)20.8
(2)AC
(3)C
(4) 的溶解度小(或“微溶于水”)
(5) 方案1 溶解度随温度升高而降低,利用方案1可得到不同温度下的饱和溶液 -16.6
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
【解析】(1)设需要浓盐酸的体积为V mL,由稀释定律可知,稀释前后溶质的物质的量不变,则有V×10-3L×12 mol/L=0.5 L×0.5mol/L,解得V≈20.8mL;
(2)配制该稀盐酸时,需用的仪器有:胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒、500mL容量瓶;故不用A锥形瓶、C分液漏斗;
(3)A.转移溶液时部分溶液洒出导致溶质损失,配制溶液浓度偏低;
B.转移溶液时未洗涤烧杯内壁,导致溶质损失,配制溶液浓度偏低;
C.定容时俯视刻度线,使得溶液体积偏小,配制溶液浓度偏高;
D.加水超过刻度线,将多余液体吸出导致溶质损失,配制溶液浓度偏低;
故选C;
(4)由表可知,在水中的溶解度太小,导致实验测定的数据不准确,使得实验结果出现较大误差;
若已知:①
②
则由盖斯定律,(②-①)得反应,故可以再测算反应的焓变,可以计算得出;
(5)①,则;
②溶解度随温度升高而降低,利用方案1可得到不同温度下的饱和溶液,故选方案1较为合适;
③根据公式,利用直线的斜率值,结合图中2个已知点坐标,则,-16.6。
8.(2025·深圳上学期联考)含氯漂白剂在生活中有重要的应用。兴趣小组对其展开了一系列的实验探究。
I.18世纪70年代,舍勒使用软锰矿时偶然发现氯气。目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒。
(1)氯气是一种有毒气体,需控制用量使水中的余氯的含量(以Cl2计)达到国家饮用水标准。甲同学欲测定自来水样品中余氯的含量,设计如下实验方案:
实验方案:移取50.00mL自来水样,加入足量KI溶液,加入淀粉作为指示剂,用0.0100mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定至终点(发生反应:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),耗Na2S2O3溶液5.00mL。
①上述滴定操作用到的仪器有 。
A. B. C. D.
②该自来水样品中余氯的含量为 g/L。
II.1784年,舍勒与贝托莱关于氯水中漂白性的成分发生争论。
(2)将Cl2通入水中,所得溶液中具有漂白性的含氯粒子有 (写化学式)。
(3)最初,人们直接用氯水作漂白剂,但因氯气在水中溶解度不大,而且HClO不稳定,使用起来很不方便。为验证HClO光照分解产物,乙同学将pH传感器、压强传感器与计算机连接后插入盛有新制氯水的广口瓶中,用强光照射新制氯水,收集数据如图。
①实验过程中压强变化为曲线 (填“a”或“b”)。
②实验过程中pH变化的原因是 (用化学方程式表示)。
III.1798年,泰纳把氯气溶解在石灰乳中,制成了漂白粉。
(4)漂白粉在空气中放置一段时间容易变质,兴趣小组继续探究变质原理及产物。
提出假设漂白粉的有效成分Ca(ClO)2能与空气中的CO2和水蒸气发生反应,丙同学对漂白粉变质后的固体产物成分提出如下猜想:
假设1:固体产物中有CaCO3;
假设2:固体产物中有Ca(HCO3)2。
初步实验为验证假设丙同学设计如下方案,进行实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
i
取少量放置在空气中一段时间的漂白粉样品于试管中,加入蒸馏水
假设1成立,假设2不成立
ii
取实验i的上层清液于试管中,加入
溶液不变浑浊
(5)查阅资料:Ca(ClO)2与CO2发生反应的产物与溶液pH有关。
优化实验为验证猜想,将15.0g漂白粉配成饱和溶液,按如表配制总体积相同的系列溶液后,缓缓通入CO2,记录出现浑浊的时间。
试管编号
饱和漂白粉溶液/mL
0.01mol•L-1盐酸/mL
蒸馏水/mL
混合后溶液pH
出现浑浊的时间/s
1
5.0
0.0
0.5
12.6
0.2
2
5.0
0.2
x
9.5
2.1
3
5.0
0.4
0.1
8.0
无沉淀
实验小结
①根据表中信息,补充数据x= 。
②由试管1~3出现浑浊的时间可知,溶液pH越大,出现浑浊的速率越快,请解释其原因 。
【答案】(1) AD 3.55×10-2或0.0355
(2)HClO、ClO-
(3) b 2HClO2HCl+O2↑
(4) 有固体未溶解 NaOH
(5) 0.3 溶液pH越大,CO2转化为CO的比例越大(或“利于HCO转化为CO”),则容易生成CaCO3
【分析】氧化还原反应滴定,根据得失电子守恒建立关系式并进行误差分析;提出合理假设:提出合理假设:假设1:固体产物中有CaCO3;假设2:固体产物中有Ca(HCO3)2;设计实验方案,进行实验:取少量放置在空气中一段时间的漂白粉样品于试管中,加入蒸馏水,①有固体未溶解,则假设1成立,②上层清液于试管中,加入NaOH,溶液不变浑浊,假设2不成立;
【解析】(1)
①上述滴定操作用到的仪器有,碱式滴定管(盛放Na2S2O),锥形瓶,故选AD;
②由方程式可得关系式:,余氯的含量为;
(2)氯水具有漂白性的含氯粒子有HClO、ClO-;
(3)①氯水中次氯酸会分解,2HClO2HCl+O2↑,产生气体,压强变大,故压强变化为曲线为b;
②氯水中次氯酸会分解,2HClO2HCl+O2↑,生成可酸,故pH值会变小;
(4)i有固体未溶解,CaCO3不溶于水,说明有CaCO3存在;ii 实验i的上层清液于试管中,加入NaOH,Ca(HCO3)2可与NaOH反应生成CaCO3,溶液不变浑浊,说明假设1成立,假设2不成立;
(5)①总体积相同的系列溶液,故x=0.3;
②溶液pH越大,CO2转化为CO的比例越大(或“利于HCO转化为CO”),则容易生成CaCO3;
9.(2025·佛山一模)铜氨纤维常用于高档丝织品,铜氨溶液可用于制作铜氨纤维。
(1)制备氨气:
实验室利用如图装置制备氨气,反应的化学方程式为 。
(2)氨水浓度的测定:
将制得的氨气溶于水,取20.00mL该氨水,加入指示剂,用1.000mol·L-1盐酸滴定至终点,消耗盐酸22.00mL。
①该过程中需用到的仪器有 (填仪器名称)。
②该氨水的浓度为 mol·L-1。
(3)配制铜氨溶液:
向4mL0.1mol·L-1CuSO4溶液中逐滴加入上述氨水,先出现蓝色沉淀,随后沉淀溶解,溶液变为深蓝色。反应的离子方程式:I. ;II.Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-
(4)探究铜氨离子形成的原因:
①查阅资料 Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)Ksp=4.8×10-20
Cu2+(aq)+4NH3(aq)[Cu(NH3)4]2+(aq)K=7.24×1012
②提出猜想 根据查阅的资料判断反应II难以进行。通过计算说明理由 。
③验证猜想 设计如下方案,进行实验。
步骤
现象
i.向4mL0.1mol·L-1CuSO4溶液中加入足量1mol·L-1 溶液
生成蓝色沉淀
ii.再向i中悬浊液滴加配制的氨水,振荡
④实验小结猜想成立。
⑤教师指导Cu(OH)2+4NH3+2NH [Cu(NH3)4]2++2NH3·H2O K=1.13×103
⑥继续探究
步骤
现象
iii.向ii中继续滴加 溶液
蓝色沉淀溶解,溶液变为深蓝色
⑦分析讨论结合方程式II,从平衡移动的角度解释步骤iii的现象 。
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2) 酸式滴定管、碱式滴定管 1.100
(3)Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH
(4) 反应Ⅱ的平衡常数K’=Ksp×K=4.8×10−20×7.24×1012=3.5×10−7,该反应平衡常数小于10−5,说明反应正向进行的程度小 NaOH/KOH 蓝色沉淀不溶解 硫酸铵(氯化铵等铵盐均可) 加入铵盐,c(OH−)减小,反应Ⅱ平衡正向进行,从而促使Cu(OH)2溶解生成[Cu(NH3)4]2+(反应Ⅰ逆向进行,生成的Cu2+结合NH3的思路也可)
【解析】(1)实验室制取氨气是加热固体氯化铵和氢氧化钙,方程式为:。
(2)①量取氨水,需要碱式滴定管;用盐酸滴定氨水,盐酸需装入酸式滴定管。答案为:碱式滴定管、酸式滴定管。
②根据反应列式:,可得,答案为:。
(3)硫酸铜溶液中逐滴加入氨水,先出现蓝色沉淀,生成氢氧化铜沉淀,方程式为:。
(4),其平衡常数表达式为:,代入数据计算:,说明正向反应程度很小。答案为:反应的平衡常数为:,该反应平衡常数小于,说明反应正向进行的程度小。
反应生成蓝色沉淀,向该悬浊液滴加配制的氨水,振荡。由于反应的平衡常数小于,反应很难进行,所以沉淀不溶解。答案为:;蓝色沉淀不溶解
根据⑤的方程式,氨水中含有氨气,要使该反应发生,应该加入含有铵根离子的物质,该物质为等铵盐。故答案为:硫酸铵(氯化铵等铵盐均可);加入铵盐,减小,反应正向进行,从而促进溶解生成。故答案为:加入铵盐,减小,反应平衡正向进行,从而促使溶解生成生成(反应逆向进行,生成的的思路也可)。
10.(2025·佛山二模)溶液可将含铬(VI)废水还原为(绿色),探究该反应与溶液酸碱性的关系。
(1)配制实验试剂。
试剂a:(用调节)的溶液(橙色)
试剂b:(用KOH调节) 溶液(黄色,保留2位有效数字)
试剂c:的饱和溶液
(2)配制上述溶液需要用到图甲中的仪器有 (填编号)。
(3)溶液易被溶解氧氧化:,实验测得10min时在溶液中耗氧量与pH的关系如图乙,计算在时,10min内的平均反应速率为 。
(4)设计方案并完成实验。
实验序号
实验1
实验2
实验3
实验4
实验5
实验内容
溶液颜色变化
橙绿
无明显变化
橙黄
黄浅黄
a:橙浅橙
b:黄浅黄
①实验5的目的为 。
②由实验1和2可得出结论:在酸性条件下,发生反应 (用离子方程式表示);在碱性条件下,与铬(Ⅵ)盐溶液不发生反应。
③若往实验3反应后的溶液中逐滴滴加过量,溶液颜色变化为 。
(5)探究溶液酸性增强对还原性及氧化性的影响。
实验6:往4mL试剂b中滴加5滴,与4mL试剂c组成双液原电池
实验7:往4mL试剂c中滴加5滴,与4mL试剂b组成双液原电池
用碳棒作电极,连接电压传感器测得实验6,7的电压变化如图所示。
已知:氧化剂的氧化性增强或还原剂的还原性减弱,都能使电压增大。
①由图可知,实验结论为 。
②有同学提出质疑:溶液酸性增强,溶液中的溶解氧会对实验结论造成影响。设计实验方案,并给出“质疑不成立”的判断依据: 。
【答案】(1)0.10
(2)AD
(3)
(4) 排除稀释造成的影响 黄色变为橙色,再变为绿色
(5) 溶液酸性增强,铬(Ⅵ)盐氧化性增强,还原性几乎不变 往(用KOH调节)的溶液中滴加5滴,和4mL试剂c组成原电池,测得电压几乎不变
【解析】(1)与之间存在平衡:,设1mol完全转化,可生成2mol,试剂a中,则;
(2)配制一定物质的量浓度的溶液,需要用到容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管,图甲中有烧杯、胶头滴管,故答案选AD;
(3)由图可知,时,耗氧率为60%,即的变化量为,的平均反应速率为的平均反应速率的2倍,则;
(4)①实验5为空白试验,可排除加蒸馏水稀释对实验造成的影响,故实验5的目的是排除稀释造成的影响;
②由实验1可知,向中加入,可发生反应,溶液由橙色变为绿色,由实验②可知向中加入无明显变化,即不发生反应,由此可得结论,在酸性条件下,发生反应;在碱性条件下,与铬(Ⅵ)盐溶液不发生反应;
③向中加入,溶液由橙色变为黄色,说明转化为,再逐滴加入,使平衡逆向移动,溶液由黄色变为橙色,过量后,又转化为,溶液又变为绿色,故向实验3反应后的溶液中逐滴滴加过量,溶液由黄色变为橙色,再变为绿色;
(5)①实验6与实验7对比可发现,实验6的电压变化比实验7的电压变化明显,因氧化剂的氧化性增强或还原剂的还原性减弱,都能使电压增大,故可知铬(Ⅵ)盐氧化性增强,因此结论为溶液酸性增强,铬(Ⅵ)盐氧化性增强,还原性几乎不变;
②根据题意,可使溶液酸性减弱,选择(用KOH调节)的溶液,向其中加入5滴和4mL试剂c组成原电池,若测得电压几乎不变,则可“质疑不成立”。
11.(2025·江门调研)铜纳米线是制作柔性电子元件的重要材料,制作铜纳米线常见原料为硫酸铜。某学习小组设计实验探究铜纳米线的制备过程。
Ⅰ.硫酸铜的制备
(1)实验室可用铜和浓硫酸反应制备硫酸铜,反应方程式为 。
(2)硫酸铜溶液的配制
ⅰ.配制100mL 0.1硫酸铜溶液需称量 g。
ⅱ.以下硫酸铜溶液的配制操作中,不正确的是 (填序号)。
Ⅱ.铜纳米线的制备
铜纳米线的制备可采用化学还原法,如使用铁进行置换。学习小组设计实验探究Cu(Ⅱ)(二价铜)存在形式对所置换铜的颗粒度影响。
实验序号
实验操作
实验现象
①
往5mL 0.1硫酸铜溶液中放入一枚表面打磨光滑的铁钉
10分钟时观察到溶液颜色变浅,铁钉表面沉积一层粗糙的铜颗粒,试管底部有铜颗粒
②
往5mL 0.1硫酸铜溶液中滴加浓氨水至生成的淡蓝色沉淀刚好完全溶解,得深蓝色铜氨溶液,放入与实验①相同的铁钉
10分钟时无明显现象,10小时后观察到铁钉表面镀上一层红色的铜,试管底部有红褐色沉淀
学习小组通过查阅资料发现:
ⅰ.工业上常采用电沉积铜方法制备纳米铜,过程为Cu(Ⅱ)的扩散迁移并在电极上被还原为铜单质。
ⅱ.电沉积过程中:速率常数越大,沉积速率越快:扩散系数越大,溶液导电性越强。
学习小组模仿工业制备纳米铜的条件,设计实验验证Cu(Ⅱ)存在形式和溶液导电性对电沉积铜反应速率的影响。
实验设计与实施
实验
序号
Cu(Ⅱ)存在形式
(浓度均为5 mmol/L)
支持电解质
(提高溶液导电性)
实验测得
速率常数
含铜离子
扩散系数
③
0.5mol/L 溶液
④
______
⑤
0.5mol/L 溶液
k
表格中的速率常数和扩散系数为多次实验后测得数据的平均值。
(3)其中实验④中支持电解质为 。
分析与讨论
(4)实验⑤中,k (填“>”、“<”或“=”)。
(5)已知铁与铜氨溶液反应:,平衡常数。推测实验②在10分钟时无明显现象的原因是: 。
结论:选用扩散系数更大Cu(Ⅱ)和提高溶液的导电性都可加快反应速率。
Ⅲ.铜纳米线的纯度检测
某铜纳米线样品质量为m g,经处理后完全转化为含的溶液,向其中加入过量的KI溶液,发生反应:。用的溶液滴定生成的,发生反应: ,消耗溶液V mL。
(6)滴定实验中可使用 (填试剂名称)作为指示剂。滴定终点现象为: 。
(7)该样品中铜的质量分数为 (写计算式)。
【答案】(1)
(2) 2.5 ④⑤
(3)0.5 mol/L KNO3溶液
(4)>
(5)扩散系数小,反应速率慢
(6) 淀粉溶液 滴入最后半滴溶液后,锥形瓶中溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原来颜色
(7)
【分析】探究Cu(Ⅱ)(二价铜)存在形式对所置换铜的颗粒度影响:①往5mL 0.1硫酸铜溶液中放入一枚表面打磨光滑的铁钉,10分钟时观察到溶液颜色变浅,铁钉表面沉积一层粗糙的铜颗粒,试管底部有铜颗粒;②往5mL 0.1硫酸铜溶液中滴加浓氨水至生成的淡蓝色沉淀刚好完全溶解,得深蓝色铜氨溶液,放入与实验①相同的铁钉,10分钟时无明显现象,10小时后观察到铁钉表面镀上一层红色的铜,试管底部有红褐色沉淀;
验证Cu(Ⅱ)存在形式和溶液导电性对电沉积铜反应速率的影响:往浓度均为5 mmol/L或的溶液中,加提高溶液导电性的支持电解质0.5mol/L 溶液或0.5mol/L 溶液,然后测速率常数、含铜离子扩散系数。
【解析】(1)实验室用铜和浓硫酸在加热条件下反应制备硫酸铜,反应的化学方程式为;
(2)ⅰ.配制100mL 0.1硫酸铜溶液需称量的质量为m=nM=cVM=0.1×0.1L×250g/mol=2.5g;
ⅱ.配制硫酸铜溶液时,在烧杯中溶解,冷却后用玻璃棒转移至100mL容量瓶,洗涤烧杯和玻璃棒2-3次,每次洗涤液转移至容量瓶,定容时当凹液面离刻度线1-2cm时改用胶头滴管,且视线平视,与凹液面最低处相切,然后上下颠倒反复摇匀,装瓶、贴标签,所以④仰视不正确、⑤没有采取上下颠倒反复摇匀、不正确,故答案为:④⑤;
(3)要验证Cu(Ⅱ)存在形式和溶液导电性对电沉积铜反应速率的影响,应采用控制变量法,所以实验③、④的电解质及其浓度相同,即实验④中支持电解质为0.5 mol/L KNO3溶液;
(4)实验⑤和实验④中Cu(Ⅱ)存在形式相同,实验⑤和④中支持电解质不同、浓度相同,⑤中扩散系数更大,溶液导电性更强,所以k>;
(5)实验②往5mL 0.1硫酸铜溶液中滴加浓氨水至生成的淡蓝色沉淀刚好完全溶解,得深蓝色铜氨溶液,放入与实验①相同的铁钉,发生反应,平衡常数,即平衡常数较大,但10分钟时无明显现象,说明反应速率慢,推测实验②在10分钟时无明显现象的原因是:扩散系数小,反应速率慢;
(6)据反应:、 可知,用的溶液滴定生成的,滴定结束前碘均有剩余,滴定结束时I2恰好完全反应,所以滴定实验中可使用淀粉溶液作为指示剂;滴定终点现象为:滴入最后半滴溶液后,锥形瓶中溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原来颜色;
(7)由可知,消耗溶液V mL时,该样品中铜的质量为(64×cV×10-3)g,铜的质量分数为。
12.(2025·江门一模)某学习小组欲探究平衡体系的影响因素,并用色度计检测离子浓度变化。
I.配制溶液
(1)用晶体配制溶液时,用浓盐酸溶解晶体的原因是 。
(2)用溶液配制溶液,需用量筒量取溶液 ,配制过程需要用到的仪器有 。(填序号)
II.探究影响平衡的因素
20℃时,在烧杯中将溶液与溶液混合,发生系列反应,其中都显红色。反应得到红色混合溶液,用色度计测得溶液透光率为。各取红色混合溶液分装于若干试管中备用。完成下列实验:
实验序号
实验操作
透光率
i
试管①:加热至40℃
ii
试管②:加入少量铁粉
iii
试管③:加入溶液
已知:有色离子浓度越大,颜色越深,透光率(T)越小;T1、T2、T3均大于T。
(3)与的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应;实验ii中发生反应 (写离子方程式);用低浓度溶液进行实验的原因是 。
(4)乙同学查阅资料发现存在反应a:(浅黄色),并依据实验iii得出结论:反应a可导致透光率升高。丙同学认为推断依据不严谨,为证明该结论的正确,进一步完善实验,实验方案为: 。
(5)已知:与的系列反应分6步进行,反应i:;反应ii:……,平衡常数依次为、,逐渐减少,其中,平衡时。甲同学认为决定透光率测定结果的是反应,其余反应影响可忽略。请结合计算证明该观点 。
(6)学习小组进一步查阅资料发现:盐在水溶液中电离产生的离子可产生盐效应,使离子运动受到牵制,离子有效浓度降低。若往装有红色混合溶液试管中加入少量固体,测得透光率为T′,则T′ T。(填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1)抑制Fe3+的水解
(2) 5.0 CD
(3) 放热 浓度低时Fe3+颜色较浅,可减少对透光率测定结果的影响
(4)取3mL红色混合溶液于试管中,向试管中加入少量KCl固体,测得溶液透光率大于T,说明结论正确(或取3mL红色混合溶液于试管中,向试管中加入0.1mL蒸馏水,测得溶液透光率小于T3,说明结论正确)
(5),故,,故以反应i为主
(6)
【分析】实验i加热后T1大于T,说明有色离子浓度降低,平衡逆向移动,该反应为放热反应;反应ii中加入少量铁粉,发生反应:,平衡逆向移动,有色离子浓度降低,故T2大于T;实验iii中加入溶液,可能是水或KCl对透光率产生影响,故可作对比实验:取3mL红色混合溶液于试管中,向试管中加入少量KCl固体,测得溶液透光率大于T,说明结论正确(或取3mL红色混合溶液于试管中,向试管中加入0.1mL蒸馏水,测得溶液透光率小于T3,说明结论正确)。
【解析】(1)用晶体配制溶液时,用浓盐酸溶解晶体的原因是:抑制Fe3+的水解;
(2)稀释前后溶质的物质的量守恒,故需要用量筒量取溶液的体积为:;配制过程需要用到的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶,故选CD;
(3)由实验①可知,升高温度,透光度增大,即有色离子浓度减小,即逆向移动,故与的反应是放热反应;实验ii中发生的离子反应为: ;Fe3+显黄色,用低浓度溶液进行实验的原因是:浓度低时Fe3+颜色较浅,可减少对透光率测定结果的影响;
(4)实验iii中加入溶液,可能是水或KCl对透光率产生影响,故可取3mL红色混合溶液于试管中,向试管中加入少量KCl固体,测得溶液透光率大于T,说明结论正确(或取3mL红色混合溶液于试管中,向试管中加入0.1mL蒸馏水,测得溶液透光率小于T3,说明结论正确);
(5),故,,故以反应i为主;
(6)根据题意,盐在水溶液中电离产生的离子可产生盐效应,使离子运动受到牵制,离子有效浓度降低,使得铁离子与硫氰根离子的反应受阻,平衡逆向移动,浓度减小,透光率增大,故加入NaNO3固体后,T′T。
13.(2025·汕头三模)性质活泼,可以和许多物质发生反应。
Ⅰ.实验室用和反应制备(黄绿色粉末,易与水反应产生)。
已知:(反应剧烈,温度高时会产生副产物)
(1)上述装置正确的连接顺序是: 。
A→___________→___________→___________→B→C(必要时可重复使用)
(2)装置A中装溶液的仪器名称为 。饱和溶液的作用 。
Ⅱ.常温下和水反应缓慢,反应时,条表面缓慢产生少量气泡,数分钟后反应停止,未收集到气体,镁条表面失去光泽。
查阅资料:与水反应时,表面覆盖了致密的导致反应缓慢;和可以加快Mg与水反应。
同学们为了验证和对与水反应的促进作用,用与水反应后的条与4种盐溶液进行对比实验,结果如下。
实验序号
a
b
c
d
盐溶液(均为)
NaCl
溶液起始
5.1
8.3
7.0
7.8
30min时产生气体体积/mL
1.5
0.7
<0.1
1.4
气体的主要成分
30min时镁条表面情况
大量固体附着(固体可溶于盐酸)
(3)根据的沉淀溶解平衡可解释和的作用。在水中存在的沉淀溶解平衡可用离子方程式表示为 。
(4)经检验,a中还生成少量其他气体,可进一步证明促进与水反应,检验该气体的方法是 。
(5)上表中能够说明对与水反应起促进作用的证据是 。
(6)b、d所得固体中还检验出碱式碳酸镁[用表示],写出生成该固体的离子方程式 。
(7)综合实验a-d可以得到的结论是:和都能与作用加快与水反应, ; (补充两点)。
【答案】(1)DEC
(2) 分液漏斗 除去氧气
(3)
(4)用湿润的红色石蕊试纸接触气体,试纸变蓝则有产生
(5)时实验产生的气体体积远大于实验
(6)
(7) 同浓度时,的作用大于 和共同存在时促进作用并未叠加
【分析】由实验装置图可知,装置A中亚硝酸钠饱和溶液与硫酸铵饱和溶液共热反应制备氮气,装置D为空载仪器,做安全瓶,起防倒吸的作用,装置E中盛有的硫酸亚铁饱和溶液用于吸收氧气,防止氧气干扰实验,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氮气,装置B中氮气与镁共热反应制备氮化镁,装置C中盛有的浓硫酸吸收水蒸气,防止水蒸气进入装置B中导致氮化镁水解,则装置的连接顺序为A→D→E→C→B→C。
【解析】(1)由分析可知,装置的连接顺序为A→D→E→C→B→C,故答案为:DEC;
(2)由实验装置图可知,装置A中装亚硝酸钠溶液的仪器为分液漏斗;由分析可知,装置E中盛有的硫酸亚铁饱和溶液用于吸收氧气,防止氧气干扰实验,故答案为:分液漏斗;除去氧气;
(3)氢氧化镁难溶于水,在溶液中存在如下溶解平衡:,故答案为:;
(4)氯化铵在溶液中水解生成一水合氨和盐酸,水解生成的盐酸与镁反应生成氯化镁和氢气,盐酸浓度减小,导致水解平衡右移,反应生成的一水合氨浓度过大会发生分解生成氨气,反应生成的氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则检验氨气的方法为用湿润的红色石蕊试纸接触气体,试纸变蓝则有氨气产生,故答案为:用湿润的红色石蕊试纸接触气体,试纸变蓝则有产生;
(5)由表格数据可知,实验b用到的盐溶液为碳酸氢钠溶液,实验c中用的盐溶液为氯化钠溶液,两溶液中阳离子相同,30分钟内,实验b产生的气体体积远大于实验c,说明碳酸氢根离子对镁与水反应起促进作用,故答案为:30min时实验b产生的气体体积远大于实验c;
(6)b、d所得固体中还检验出碱式碳酸镁是因为溶液中的碳酸氢根离子与氢氧化镁反应生成碱式碳酸镁、碳酸根离子和水所致,反应的离子方程式为,故答案为:;
(7)综合实验a-d可以得到的结论是溶液中铵根离子、碳酸氢根离子都能与氢氧化镁反应使氯化铵的水解平衡右移,增大溶液中的氢离子浓度,加快镁与水反应;实验a、实验b与实验c对比得到的结论是溶液中同浓度的铵根离子作用大于碳酸氢根离子;实验a和实验d对比得到的结论是铵根离子和碳酸氢根离子同时存在时促进作用并未叠加,故答案为:同浓度时,的作用大于;和共同存在时促进作用并未叠加。
14.(2025·汕头二模)某小组同学探究Cu(OH)2和醛的反应产物。
(1)Cu(OH)2氧化醛类物质过程中,主要是 (填元素符号)表现氧化性。Cu(OH)2与乙醛的产物是一种金属氧化物,晶胞结构如图,则“○”表示 离子(填元素符号)。
设计探究甲醛与新制Cu(OH)2反应生成的固体产物。
实验装置如下图,圆底烧瓶中依次加入25%NaOH溶液(NaOH始终过量),8%CuSO4溶液和37%的甲醛溶液按一定比例混合后加热,药品用量、实验结果见表格数据。已知:CO可以与银氨溶液反应产生Ag;Cu2O易溶于浓氨水生成[Cu(NH3)2]+。
实验
温度/℃
NaOH溶液体积/mL
CuSO4溶液体积/mL
HCHO溶液体积/mL
反应时间/min
固体产物质量/g
1
20
25
8
9
50
0.50
2
50
25
8
9
27
0.50
3
60
a
8
0.4
33
0.50
4
60
25
8
9
b
0.45
5
90
25
8
9
14
0.40
(2)a= ,b的取值范围是 。
(3)实验1~5中,装置A、B均无明显现象,证明气体中不含 ,推测收集的气体可能为H2。
(4)对部分实验固体产物进行X射线衍射仪分析,谱图如下。
根据X射线衍射仪谱图可知,实验1的固体产物为 (填化学式)。对比实验3、4的谱图,推测实验4固体产物除Cu2O外还有另一种固体M为 (填化学式)。设计实验验证固体M的存在:取少量洗净后的固体加入试管中,滴加 (填实验操作和现象),证明有固体M存在。综上所述,推测实验4中生成固体M的化学方程式可能为 。
【答案】(1) Cu O
(2) 25或33.6 14<b<27
(3)CO2和CO
(4) Cu2O Cu 滴加浓氨水至过量,有紫红色固体剩余 2HCHO+Cu(OH)2+2NaOHCu+HCOONa+2H2O+H2↑或HCHO+Cu2O+NaOH2Cu+HCOONa+H2O
【分析】本题为实验探究HCHO与新制Cu(OH)2悬浊液的反应,在探究实验中,通常遵循控制变量法,对比实验1、2、4、5,可知改变的变量是温度和反应时间,其他条件保持不变,实验3中改变了甲醛溶液体积,为保证单一变量,NaOH溶液体积应与其他组保持一致,据此分析结合各小题具体实际解题。
【解析】(1)已知Cu(OH)2氧化醛类物质过程中,生成CH3COONa和Cu2O,故主要是Cu表现氧化性。Cu(OH)2与乙醛的产物是一种金属氧化物,晶胞结构如图,图中一个晶胞含有白球个数为:=2,黑球个数为4,故则“○”表示O离子,故答案为:Cu;O;
(2)在探究实验中,通常遵循控制变量法,对比实验1、2、4、5,可知改变的变量是温度和反应时间,其他条件保持不变。实验3中改变了甲醛溶液体积,为保证单一变量,NaOH溶液体积应与其他组保持一致,NaOH溶液体积应为25;为保证溶液总体积不变,NaOH溶液体积应为33.6,所以a的值为25或33.6。实验4温度低于实验5,则反应时间大于14min;实验4甲醛浓度大于实验3,则反应时间小于27min,所以b范围:14<b<27,故答案为:25或33.6;14<b<27;
(3)装置A中装有澄清石灰水,若气体含CO2,会使澄清石灰水变浑浊;装置B中是银氨溶液,若气体含CO,会产生银镜反应,实验1-5中,装置A、B均无明显现象,证明气体中不含CO2和CO,故答案为:CO2和CO;
(4)实验1固体产物:根据X射线衍射仪谱图,实验1的谱图与Cu₂O的标准谱图一致,所以实验1的固体产物为Cu₂O,实验4固体产物及验证:对比实验3、4的谱图,实验4除了有Cu₂O的特征峰外,还有其他峰,推测另一种固体M,由于铜元素存在多种价态,结合反应体系,M可能是Cu,由题干信息可知,Cu2O易溶于浓氨水生成[Cu(NH3)2]+,则验证Cu存在的实验操作:取少量洗净后的固体加入试管中,滴加浓氨水至过量,有红色不溶物剩余,证明有固体Cu存在,生成Cu的化学方程式可能为:2HCHO+Cu(OH)2+2NaOHCu+HCOONa+2H2O+H2↑或HCHO+Cu2O+NaOH2Cu+HCOONa+H2O,故答案为:Cu2O;Cu;滴加浓氨水至过量,有紫红色固体剩余;2HCHO+Cu(OH)2+2NaOHCu+HCOONa+2H2O+H2↑或HCHO+Cu2O+NaOH2Cu+HCOONa+H2O。
15.(2025·汕头一模)氢氧化亚铁在工业上是一种重要的除氧剂、水处理剂。
(1)向试管中加入的新制溶液,滴加的溶液,生成白色沉淀,涉及的离子反应方程式为 。白色沉淀会迅速转为灰绿色,一段时间后转为红褐色,此时 元素被氧化。
i.灰绿色沉淀的研究
(2)查阅资料得知,为层状结构(如右下图),当部分被氧化为时,层状结构不被破坏,生成(1)中灰绿色沉淀——绿锈。夹层内填充有等阴离子,化学式可表示为,设计如下流程进行检验:
流程中试剂A为 (填化学式),经实验测定,则 。
(3)查阅资料得知:绿锈无法稳定存在于高浓度碱性溶液中,Fe(OH)3某些性质类似Al(OH)3,在浓度极高的强碱溶液中无法稳定存在。某同学拟用不同浓度溶液与反应,利用性质,减少灰绿色沉淀生成。实验方案为:取3支试管分别加入固体,再加入不同浓度的溶液。实验结果如下:
沉淀颜色
2
0.1
灰绿色
8
0.1
出现白色,灰绿色极少生成
27.3(饱和)
0.1
明显白色,灰绿色几乎不出现
结合合适的化学用语,试分析浓度增大后白色沉淀明显的原因可能是 。
ii.氢氧化亚铁白色沉淀制备研究
(4)甲同学猜测常温下可以利用与的双水解反应产生白色沉淀。该离子反应为。乙同学猜测二者混合发生复分解反应产生碳酸亚铁,该反应的离子方程式为 。
请通过计算这两个反应的平衡常数来分析说明哪种猜测更合理 (填“甲”或“乙”),其原因是 。
(已知的分别为和,溶于水的以形式存在)
【答案】(1)
(2) 12
(3)会溶解产生的,
(4) (或) 乙 运算甲的平衡常数,乙的平衡常数,乙的反应进行程度更大,反应倾向更明显,所以乙推测更合理。
【解析】(1)新制溶液中滴加溶液,与结合成白色沉淀,涉及的离子反应方程式为。白色沉淀会迅速转为灰绿色,一段时间后转为红褐色,此时发生反应,+2价被氧化。
(2)检验的常用试剂是,代表铁呈现+2价,代表铁呈现+3价,根据化合物整体不带电,即化合价代数和为零可推断z=12。
(3)根据信息可知灰绿色是存在造成的,又知Fe(OH)3某些性质类似Al(OH)3,在浓度极高的强碱溶液中无法稳定存在,所以分析浓度增大后白色沉淀明显的原因可能是:会溶解产生的,。
(4)乙同学猜测二者混合发生复分解反应产生碳酸亚铁,该反应的离子方程式为或;
甲推测的反应为,该反应平衡常数为;乙推测的反应为,该反应平衡常数为由此可见乙的反应进行程度更大,反应倾向更明显,所以乙推测更合理。
16.(2025·惠州一模)钴氨配合物在电镀及环境科学研究中有着重要的应用价值。某科研小组对其研究过程如下:
I.配制CoCl2溶液
(1)配制100mL0.1mol·L-1CoCl2溶液,需要CoCl2的质量为 g。
(2)溶液配制过程中,下列仪器需要用到的有_______(填标号)。
A. B. C. D.
Ⅱ.制备[Co(NH3)6]2+配合物
实验操作
实验现象
在试管内混合CoCl2溶液和适量6mol·L-1NH3·H2O溶液。
得到浅青色沉淀的浑浊液,沉淀未见明显溶解。
在试管内混合CoCl2溶液和适量14mol·L-1NH3·H2O溶液。
得到浅青色沉淀的浑浊液,沉淀未见明显溶解。
资料:Co(OH)2为浅青色沉淀,[Co(NH3)6]2+溶液为红色。
(3)实验①中生成浅青色沉淀的离子方程式为 。
(4)实验①和②现象可知,Co(OH)2与NH3·H2O难以生成[Co(NH3)6]2+配合物。学习小组预测对生成[Co(NH3)6]2+生成有一定促进作用。设计实验如下:取等体积实验①的浊液于1、2两支试管中,分别加入不同试剂,实验现象证实了预测。
①x的化学式是 ,c = 。
②实验现象是 。
③从平衡移动角度,结合化学用语,解释对[Co(NH3)6]2+生成有一定促进作用原理 。
Ⅲ.制备[Co(NH3)6]3+配合物
往CoCl2溶液中加入浓氨水、H2O2、NH4Cl溶液,在活性炭催化下转化为橙黄色的[Co(NH3)6]3+溶液。为探究反应过程,小组成员提出了不同的猜想。
提出猜想 猜想1:Co2+先失电子生成Co(OH)3后与氨水形成配合物;
猜想2:Co2+先被H2O2氧化成Co3+后与氨水形成配合物;
猜想3:Co2+先与氨水形成[Co(NH3)6]2+后被H2O2氧化成[Co(NH3)6]3+。
(5)科研小组取少量Co(OH)3固体于试管中,逐滴加入浓氨水,观察到 ,证明猜想1不成立。
教师指导 氧化剂电对的电极电势大于还原剂电对的电极电势时,反应可以自发进行。
验证猜想 按照连接装置,分别往两烧杯中加入药品,关闭K,观察到 ,猜想2不成立。往左边烧杯中滴加 ,观察到 ,猜想3成立。
【答案】(1)1.3
(2)BD
(3)
(4) Na2SO4 1 试管1中沉淀溶解,溶液颜色变为红色,试管2中无明显现象 增大时,与OH-反应生成,使沉淀平衡正向移动,导致与c(NH3•H2O)增加,有利于生成
(5) 沉淀未溶解,溶液颜色无明显变化 电流表指针不偏转 浓氨水 电流表指针发生偏转,左烧杯溶液变为橙黄色
【解析】(1)配制100mL 0.1mol/L的CoCl2溶液,需要固体CoCl2的质量为;
(2)实验室用配制100mL 0.1mol/L的CoCl2溶液需要用到烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、100mL容量瓶等玻璃仪器,故选BD;
(3)已知浅青色沉淀为,故实验①中生成浅青色沉淀的离子方程式为;
(4)①依题意,实验2为实验1的对照组,目的是排除的干扰,故x可为溶液,浓度为1mol/L;
②学习小组预测对生成[Co(NH3)6]2+生成有一定促进作用。设计实验如下:取等体积实验①的浊液于1、2两支试管中,分别加入不同试剂,实验现象证实了预测,则实验现象为试管1中沉淀溶解,溶液颜色变为红色,试管2中无明显现象;
③从平衡移动的角度分析,加入10滴1mol/L硫酸铵溶液,增大时,与OH-反应生成,使沉淀平衡正向移动,导致与c(NH3•H2O)增加,进而促进正向移动,有利于生成;
(5)若猜想1成立,则能观察到试管内沉淀溶解、溶液颜色变为橙黄色,若观察到沉淀未溶解,溶液颜色无明显变化,猜想1不成立;依题意,若猜想2成立,H2O2会将二价钴氧化成三价钴,则关闭K后,形成原电池,电流表指针会发生偏转,若观察到电流表指针不偏转,猜想2不成立;若猜想3成立,也就是说Co2+先与氨水形成[Co(NH3)6]2+后被H2O2氧化成[Co(NH3)6]3+ ,则只需向左边烧杯中加入浓氨水,先形成配合物[Co(NH3)6]2+,观察到电流表指针偏转,左烧杯溶液变为橙黄色即可证明猜想3成立。
17.(2025·肇庆二模)氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。
Ⅰ.溶液的配制
(1)配制溶液,需要 g;
(2)配制溶液时,下列仪器中需用到的有 填字母。为抑制水解,需向溶液中加入一定量的 填化学名称。
Ⅱ.探究溶液与Fe的反应
小组同学进行如图所示实验,观察到试管c充分静置后溶液红色褪去。
(3)为探究溶液红色褪去的原因,甲同学分别取少量试管d中溶液于两试管中,向其中一支中滴加几滴 填化学式,后同溶液,无明显变化;向另一支中滴加几滴 溶液,出现红色。甲同学得出结论:溶液红色褪去不是因为被消耗,而是因为被消耗。溶液红色褪去发生反应的离子方程式为 。
(4)乙同学认为试管c中部分KSCN也发生了反应。他取试管b和d中的溶液,设计以下实验,并比较两组实验中溶液的颜色。
试管序号
待检验溶液体积
蒸馏水
溶液
现象
试管b
0
红色较深
试管d
红色较浅
上表中, , 。
乙同学根据实验现象验证了其猜想。
(5)小组同学进一步发现,其他条件不变,增大加入的KSCN的浓度,试管c中溶液红色褪去变快。
查阅资料:①在酸性的溶液中,铁粉能与反应生成。
②⇌(浅黄色;
⇌。
根据以上信息分析,增大KSCN的浓度,试管c中溶液红色褪去变快可能的原因为 。
(6)利用KSCN指示剂验证Fe与发生了反应时,更合理的实验操作为 。
【答案】(1)
(2) AC 浓盐酸
(3) KSCN
(4)
(5)铁粉能与反应生成与结合成稳定性更强的浓度越大,相同时间内生成的浓度越大,与结合生成稳定配合物的速率越快,消耗的速率越快,因此溶液褪色越快
(6)先向溶液中加入过量的铁粉,再取滤液,向滤液中滴加少量KSCN溶液
【分析】实验中通过氯化铁溶液和硫氰化钾溶液混合后,加入铁粉后颜色变化,探究氯化铁溶液和Fe的反应。
【解析】(1)先算出的物质的量,其质量 ,
故答案为:;
(2)配制一定物质的量浓度溶液需要的仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等,图中A是容量瓶,C是胶头滴管;水解的离子方程式为:⇌,加入浓盐酸,增大浓度,抑制水解,
故答案为:AC;浓盐酸;
(3)向一支试管中滴加KSCN溶液无明显变化,说明溶液中可能没有;向另一支中滴加溶液出现红色,说明溶液中有,所以溶液红色褪去是因为被消耗,Fe与反应的离子方程式为,
故答案为:KSCN;;
(4)为保证溶液总体积相同便于对比,b和d中溶液总体积要相等。d中溶液总体积为,b中溶液总体积为,且d中加入蒸馏水和溶液,b中不加入溶液,为保证总量一致中加入少量溶液,d中加入 溶液可忽略体积变化,则总体积为 ,所以 ,
故答案为:;
(5)从资料可知,能与Fe反应生成与结合生成更稳定的浓度越大,相同时间生成浓度越大,结合速率越快,消耗快,溶液褪色快,
故答案为:铁粉能与反应生成与结合成稳定性更强的浓度越大,相同时间内生成的浓度越大,与结合生成稳定配合物的速率越快,消耗的速率越快,因此溶液褪色越快;
(6)先向溶液中加入过量铁粉,将充分反应,再取滤液,向滤液中滴加少量KSCN溶液,若溶液不变红,说明反应了,即Fe与发生了反应,
故答案为:先向溶液中加入过量的铁粉,再取滤液,向滤液中滴加少量KSCN溶液。
18.(2025·肇庆一模)某小组利用如图所示装置制备84消毒液,并进一步探究相关物质的反应原理以及测定产品中游离碱的含量。
已知:温度高于40℃时,会与反应生成。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ,圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为 ,装置b中的试剂为 。
(2)装置c采用冰水浴的目的为 。
(3)若装置d的作用是安全瓶,请在虚线方格内画出实验装置图 。
(4)小组查阅资料了解到,使用过84消毒液的游泳池若再使用消毒剂,泳池中氧气含量会增加,有可能会导致池水中的藻类快速生长。针对氧气产生的原因,小组进行了如下探究:
[提出猜想]Ⅰ.催化分解产生氧气。
Ⅱ.与反应产生氧气。
[进行实验]如图所示,将注射器中的溶液均分6次注入锥形瓶,每次注入溶液待不再产生气泡后,记录量筒内液体总体积制成表格(忽略加入溶液导致锥形瓶内溶液体积的变化以及其他因素对测量结果造成的影响)。
实验编号
1
2
3
4
5
6
量筒内液体总体积
20.0
60.0
80.0
90.0
90.0
①表中的数据 。
[得出结论]②由实验可知,猜想Ⅱ正确,理由为 。
(5)该小组测定了以上制备的84消毒液产品中游离碱的含量(的质量占消毒液质量的百分数),实验步骤:取产品(),滴加双氧水至溶液不再产生气泡为止,加热溶液,除去残留的后将溶液转移至容量瓶,洗涤、定容、摇匀,移取其中待测液于锥形瓶中,以酚酞为指示剂,用盐酸标准溶液滴定至终点,平行滴定3次。
①滴加5%双氧水的目的是 (用离子方程式表示)。
②若平均消耗盐酸的体积为,则该84消毒液中游离碱含量为 (保留两位有效数字)。
【答案】(1) 分液漏斗 饱和食盐水
(2)防止三颈烧瓶内温度过高,生成杂质
(3)或
(4) 40.0 第6次添加溶液后,产生气体的总体积不变,说明已消耗完,若作催化剂,则其量不变,产生的气体的量应继续增加(或实验4→5,气体体积增加,小于,说明实验5中已反应完,若作催化剂,产生的气体应为)
(5)
【分析】实验中利用浓盐酸与二氧化锰制取氯气:。通过b瓶(饱和食盐水)除去氯化氢气体,避免氯化氢进入c装置与氢氧化钠溶液反应,降低产品产率。氯气进入c装置以后,与氢氧化钠反应制取84消毒液的主要成分(),方程式为:。剩余氯气用氢氧化钠吸收,避免污染空气,d装置为防倒吸装置。据此分析作答。
【解析】(1)仪器a的名称为分液漏斗。圆底烧瓶中浓盐酸与二氧化锰反应制氯气,离子方程式为:。b瓶的目的是除去氯化氢气体,避免氯化氢进入c装置与氢氧化钠溶液反应,降低产品产率,所以装的是饱和食盐水。答案为:分液漏斗;;饱和食盐水。
(2)温度高于40℃时,会与反应生成,为提高的产率,避免生成,所以采用冰水浴。答案为:防止三颈烧瓶内温度过高,生成杂质。
(3)若装置d的作用是安全瓶,作用是防倒吸,所以装置为:或。答案为:或。
(4)①根据前4次加入双氧水的量规律,第二次进入的量为40毫升。答案为:。
②第5次和第6次加入的双氧水的量完全相同,但是气体体积不变说明已消耗完,若作催化剂,则其量不变,产生的气体的量应继续增加,说明猜想Ⅱ正确。答案为:第6次添加溶液后,产生气体的总体积不变,说明已消耗完,若作催化剂,则其量不变,产生的气体的量应继续增加(或实验4→5,气体体积增加,小于,说明实验5中已反应完,若作催化剂,产生的气体应为)。
(5)①因为残留的也会与盐酸反应,导致消耗的盐酸的量增大,使测量结果不准确。答案为:。
②根据,所消耗的盐酸的质量为:,该84消毒液中游离碱含量为:。答案为:。
19.(2025·梅州一模)配合物在生产、生活中应用广泛。例如:(铁氰化钾)用于检验。回答下列问题:
(1)的配位数为 ,中配位原子是 (填元素符号)。
(2)配位体电子式为 ,对应氢化物HCN分子中键与键数目之比为 。
(3)工业上,以石墨为电极,电解(亚铁氰化钾)溶液可以制备,阳极的电极反应式为 。
(4)探究的性质。查阅资料,提出猜想:
猜想1:溶液中存在电离平衡;
猜想2:具有氧化性。
【设计实验】
序号
实验操作
实验现象
I
在10mL 溶液中滴入几滴KSCN溶液,再向溶液中加入少量浓盐酸
滴入KSCN溶液,无明显现象,加入浓盐酸后,_____i______
II
在10mL 和 的混合溶液中插入一根无锈铁丝
产生蓝色沉淀
III
在10mL 溶液中插入一根无锈铁丝(与II中相同)
产生蓝色沉淀
【结果分析】
①实验I证明猜想1成立,实验现象i是 。
②已知:常温下, ;,,又称配离子稳定常数。用必要的文字、离子方程式与数据说明实验I滴入KSCN溶液时无明显现象的原因 。
③实验III产生蓝色沉淀是因为产生了,生成的与未反应的生成了蓝色沉淀,说明猜想2成立。另设计实验证明的氧化性 (要求写出实验操作与预期现象,限选试剂:NaOH溶液、淀粉溶液、KI溶液和饱和溶液)。
④基于猜想1、2成立,可推断实验II、III中 (填“”“”或“”)。
【答案】(1) 6 C
(2)
(3)
(4) 溶液变成红色 ,此反应的,该反应平衡常数小于,说明该反应正向进行的程度小,难于产生红色物质 向2mL溶液中滴加几滴饱和溶液,溶液出现淡黄色浑浊,说明具有氧化性(或向2mL溶液中滴加几滴KI溶液,然后再滴入几滴淀粉溶液,溶液出现蓝色,说明具有氧化性)
【分析】探究的性质,提出两个猜想:猜想1:溶液中存在电离平衡;猜想2:具有氧化性;I中加入浓盐酸后,H+与CN-结合生成HCN,降低CN-浓度,促使解离出Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成红色络合物,实验II中FeCl3提供高浓度Fe3+,直接氧化铁丝生成Fe2+更快;实验III中K₃[Fe(CN)₆]需先解离出少量Fe3+再反应,速率较慢,以此解答。
【解析】(1)中,CN-为配位体,C电负性较低,提供孤对电子,则每个CN-通过C原子与Fe3+配位,6个CN-形成六配位,故配位数为6,配位原子是C。
(2)
中含有6+7+1=14个电子,配位体电子式为,HCN分子中,H-C为σ键,C≡N含1个σ键和2个π键,总σ键数2,π键数2,比例为1:1。
(3)电解时,阳极发生氧化反应,失去电子被氧化为,电极方程式为:。
(4)①加入浓盐酸后,H+与CN-结合生成HCN,降低CN-浓度,促使解离出Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成红色络合物,实验现象i是溶液变成红色;
②实验I滴入KSCN溶液时无明显现象的原因:,此反应的,该反应平衡常数小于,说明该反应正向进行的程度小,难于产生红色物质;
③设计实验证明的氧化性为:向2mL溶液中滴加几滴饱和溶液,溶液出现淡黄色浑浊,说明具有氧化性(或向2mL溶液中滴加几滴KI溶液,然后再滴入几滴淀粉溶液,溶液出现蓝色,说明具有氧化性);
④实验II中FeCl3提供高浓度Fe3+,直接氧化铁丝生成Fe2+更快;实验III中K₃[Fe(CN)₆]需先解离出少量Fe3+再反应,速率较慢,故A1< A2。
20.(2025·大湾区二模)1800年,科学家尼科尔森和卡莱尔最早完成电解水实验。兴趣小组模拟如下。
(1)配制0.1mol/L的NaOH溶液并标定。
①用KHP()通过中和滴定标定上述溶液准确浓度,需选填的仪器序号是 。
②V1mL的NaOH溶液消耗c0mol/LKHP标准溶液V0mL,则c(NaOH)= mol/L。
实验探究:取(1)中配制的NaOH溶液30.0mL滴加2滴指示剂后,用下图装置(a、b均为石墨电极)在恒定电压下通电20min,记录如下表
序号
指示剂
主要现象
I
甲基橙
b极附近溶液黄色变浅,U形管内其余位置溶液无明显变化
Ⅱ
酚酞溶液
b极附近溶液红色褪去,U形管内其余位置溶液红色变浅
(2)I中观察到b极附近溶液黄色变浅,兴趣小组认为是电解中b极附近溶液c(OH-)降低导致的。你认为该推论 (选填“合理”“不合理”),理由是 。
(3)兴趣小组对Ⅱ中U形管内其余位置溶液红色变浅的原因提出如下假设:
假设1 实验过程中,c(OH-)降低,导致酚酞溶液不显色
假设2 实验过程中,酚酞与NaOH反应,导致溶液红色褪去
兴趣小组设计如下实验方案进行实验。
步骤
现象
i.取少量U形管内浅红色溶液于试管中,滴加 后充分振荡
溶液红色加深
ii.取少量 于试管中,滴加酚酞后静置20min。
探究结论:假设1不成立,假设2成立。
(4)电解前期,两极收到气体的体积与通电时间关系如图所示。
①图中代表H2的曲线是 (填代号);
②兴趣小组查阅文献后推理:开始电解时两极几乎没有收集到气体的原因是产生的气体分子被石墨电极吸附请根据电化学原理,设计实验证实该推理。
限选材料:通电一段时间后的石墨电极a和b,NaOH溶液,电流表(可用ⓐ表示)、导线、烧杯。
在答题卡相应方框内绘出实验装置图 。能证实上述推理的实验现象是 。
【答案】(1) AD
(2) 不合理 若因c(OH-)降低导致溶液变色,Ⅰ中应该观察到溶液由黄色变为橙色(或红色)(合理即可)
(3) 酚酞溶液 0.1mol/LNaOH溶液或(1)中NaOH溶液 溶液红色变浅
(4) n 电流计指针发生偏转
【分析】电解NaOH溶液时,在阳极,发生反应4OH--4e-=O2↑+2H2O,则c(OH-)减小。用甲基橙作指示剂时,b极(阳极)附近溶液黄色变浅,若溶液颜色变浅是因c(OH-)减小造成的,则溶液应变为橙色或红色;用酚酞作指示剂,若溶液颜色变浅是因c(OH-)减小造成的,可通过加入酚酞或NaOH等进行验证。
【解析】(1)
①用KHP()通过中和滴定标定上述溶液准确浓度时,需要使用酸式、碱式滴定管,并用胶头滴管往锥形瓶内滴加1~2滴酸碱指示剂,则需选填的仪器序号是AD。
②KHP分子中,-COOH能与NaOH反应,而-COOK与NaOH溶液不反应,所以1molKHP消耗1molNaOH,V1mL的NaOH溶液消耗c0mol/LKHP标准溶液V0mL,则c(NaOH)==mol/L。
(2)I中观察到b极附近溶液黄色变浅,若是因为电解中b极附近溶液c(OH-)降低导致的,则溶液的碱性变弱,甚至呈酸性,甲基橙应变为酸性区域的颜色。所以该推论:不合理,理由是:若因c(OH-)降低导致溶液变色,Ⅰ中应该观察到溶液由黄色变为橙色(或红色)(合理即可)。
(3)假设1 实验过程中,c(OH-)降低,导致酚酞溶液不显色,则可通过再次加入NaOH或酚酞进行判断。加入NaOH使溶液变红,表明是c(OH-)降低造成的,加入酚酞使溶液变红,表明是NaOH与酚酞发生反应造成的。
假设2 实验过程中,酚酞与NaOH反应,导致溶液红色褪去,则可做对照实验进行判断。
步骤
现象
i.取少量U形管内浅红色溶液于试管中,滴加酚酞溶液后充分振荡
溶液红色加深
ii.取少量0.1mol/LNaOH溶液或(1)中NaOH溶液于试管中,滴加酚酞后静置20min。
溶液红色变浅
探究结论:假设1不成立,假设2成立。
(4)①电解前期,两电极生成的少量H2、O2都被石墨电极吸附,吸附达到最大限度后,生成的H2、O2从溶液中逸出,理论上,生成H2的体积是O2体积的二倍,则图中代表H2的曲线是n;
②既然石墨电极吸附了H2、O2,就可设计成氢氧燃料电池,将两石墨电极插入盛有电解质的溶液中,用导线连接,用电流计检验是否有电流产生,则使用材料:通电一段时间后的石墨电极a和b,NaOH溶液,电流表(可用ⓐ表示)、导线、烧杯。实验装置图为。能证实上述推理的实验中,线路中有电流产生,电流计指针发生偏转,则实验现象是:电流计指针发生偏转。
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