题型06 实验探究(期末真题汇编,北京专用)高二化学上学期
2025-11-11
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2份
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46页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 探究性实验 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.11 MB |
| 发布时间 | 2025-11-11 |
| 更新时间 | 2025-11-11 |
| 作者 | 2023精品课件 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-11-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54825818.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
题型06 实验探究
1.(23-24高二上·北京朝阳区·期末)资料显示,能还原、,某小组对此进行探究。
实验:将溶液滴入到物质a中,记录如下:
序号
装置
物质a
现象
I
物质a
饱和溶液
产生白色沉淀
II
溶液
溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀
(1)溶液呈碱性,发生水解的离子是 。
(2)经检验,I中白色沉淀是。用酸性溶液证实白色沉淀中含有,现象是 。
(3)分析未能还原的原因,重新设计实验(III),证实了能还原,装置如下图所示。
现象:
ⅰ.电流表指针偏转。
ⅱ.B中石墨电极上析出白色固体。
ⅲ.B中烧杯底部有少量淡黄色固体。
①取出少量白色固体,洗涤后, (填操作和现象),证明白色固体中含有Ag。
②推测淡黄色固体为,析出的原因是 。
(4)经检验,II中的棕黄色沉淀不含,含有、和。
资料:,(白色)。
①用稀溶解沉淀,析出红色固体,说明棕黄色沉淀中含有 。
②通过下列实验证实,沉淀中含有和。
ⅰ.白色沉淀A是。
ⅱ.根据资料,上层清液加入淀粉后应该变蓝,实验中却无明显现象。分析现象与资料不符的原因:
原因一:KI未被氧化。
原因二:KI被氧化,由于 (用离子方程式表示),所以无明显现象。
ⅲ.上述两种原因中均被氧化,但上层清液中仍检出,结合物质组成、化学反应解释可能的原因 。
I中未能还原的原因与反应速率、离子浓度变化等因素有关。
2.(23-24高二上·北京朝阳区·期末)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。实验室模拟脱除硫化氢并获得硫黄的装置如下。
资料:(黑色),。
(1)A为发生装置。A中反应的化学方程式为 。
(2)C中,以为吸收液脱除。
①气体持续通入溶液中,发生以及电离: 、。
②将脱除的反应补充完整: 。
_______。
③充分反应后,测浓度:滤出沉淀,取v mL滤液,除去杂质,加入适量稀硫酸,用的溶液滴定到终点,消耗溶液y mL。滴定时发生的离子反应:。滤液中 。
(3)实验发现,在溶液中加入一定浓度的可以明显提高的脱除率。做对比研究:
实验序号
ⅰ
ⅱ
ⅲ
吸收液
溶液
溶液
溶液+溶液
脱除率
≈92%
≈100%
≈100%
脱除产物
S
S
①ⅱ中产生的离子方程式为 。
②ⅲ中,加入后,脱除率几乎达到100%。结合方程式解释原因: 。
③pH减小会降低ⅰ中脱除率,但对ⅱ中的脱除率几乎无影响,解释原因: 。
④充分反应后,滤出ⅲ中沉淀,通入,吸收液再生。
3.(23-24高二上·北京顺义区·期末)实验小组对Mg与NH4Cl溶液的反应进行探究。
(1)用pH计测定1.0溶液约为4.6,分析NH4Cl溶液呈酸性的原因 (用化学用语表示)。
(2)探究镁与NH4Cl溶液的反应:实验Ⅰ、Ⅱ所取镁粉质量均为0.5g,分别加入选取的实验试剂中。
实验
实验试剂
实验现象
Ⅰ
5mL蒸馏水
反应缓慢,有少量气泡产生(经检验为H2)
Ⅱ
5mL
NH4Cl溶液(pH=4.6)
剧烈反应,产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体
①实验Ⅰ中发生反应的化学方程式为 。
②经检验实验Ⅱ中刺激性气味气体为NH3和H2的混合气体,用平衡移动原理解释产生NH3的原因 。
③已知灰白色沉淀中含有Mg2+、OH-。为研究固体成分,进行实验:将生成的灰白色固体洗涤数次,至洗涤液中滴加AgNO3溶液后无明显浑浊。将洗涤后的固体溶于稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,出现白色沉淀。推测沉淀中含有 ,灰白色固体可能是 (填化学式)。
④针对实验Ⅱ比实验Ⅰ反应剧烈的原因,小组同学提出了两种假设:
假设l:NH4Cl溶液中的H+溶解了Mg(OH)2;
假设2:NH4Cl溶液中的溶解了Mg(OH)2。
为证明假设的合理性.小组同学做了如下对比实验:
实验
实验方案
实验现象
Ⅲ
取2根覆盖了Mg(OH)2的Mg条,分别同时放入相同体积相同pH的盐酸和饱和NH4Cl溶液中。
饱和NH4Cl溶液中反应更剧烈。
Ⅳ
向饱和NH4Cl溶液中滴加浓氨水,使溶液呈中性或略显碱性,再放入覆盖了Mg(OH)2的镁条。
剧烈反应,但是比实验Ⅲ饱和NH4Cl溶液略慢,产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体。
实验结论是 。
(3)甲同学通过深入思考,认为Mg与NH4Cl溶液反应剧烈.可能还与有关.并通过设计实验,证明了猜想的正确性.他设计的实验方案和实验证据为 。
(4)由上述实验得出的结论是 。
4.(23-24高二上·北京丰台区·期末)某研究小组探究酸碱性对和反应的影响。
资料:为黄色固体,难溶于水,可溶于酸。
Ⅰ.无外加酸碱时,实验如下。
实验ⅰ
实验ⅱ
(1)根据 ,可证实实验ⅰ中红褐色液体为胶体。
(2)已知黄褐色沉淀中有,还可能存在,设计实验证实 。(填操作和现象)
(3)结合化学用语,解释无外加酸碱时反应结束后降低的原因 。
Ⅱ.外加酸碱条件下,实验如下。
实验编号
实验操作
现象
ⅲ
取溶液于试管中,滴加溶液,再滴加溶液
液体变为红褐色,立即产生大量气体,有液体喷出试管,最终产生大量红褐色沉淀
ⅳ
取溶液于试管中,滴加稀硫酸,再滴加溶液
溶液呈黄色,有少量气泡产生,静置无沉淀产生
(4)根据实验ⅲ,推测立即产生大量气体的原因。
猜想一:催化分解。
猜想二: 。
设计实验 ,证实猜想一不是立即产生大量气体的主要原因。
(5)是产生氧气的主要微粒。请结合反应机理分析酸性条件下产生气体少的原因 。
主要反应机理:
①
②(的水解)
③
④
⑤
⑥
注:代表的化合价为+3
(6)已知体系在废水净化中,具有一般化学氧化法无法比拟的优势,主要是由于有强氧化性,根据以上实验探究,配制该体系最好控制在 条件下。
5.(24-25高二上·北京朝阳区·期末)某小组同学向溶液中分别加入锌粉和镁粉,探究产物。
实验
金属
现象及产物
过量
锌粉表面产生少量气泡,有光亮的红色物质生成
过量
镁粉表面产生大量气体(经检验为),反应放热,有蓝绿色沉淀(X)生成
已知:i.的溶度积常数为
ii.溶液
(1)实验产生红色物质的原因是 (用离子方程式表示)。
(2)探究实验比实验产生多的原因。
①提出猜想。水解使溶液呈酸性: (写离子方程式),依据金属活动性顺序,更容易与反应产生。
②实验:向 (填试剂)中分别加入等量锌粉和镁粉,锌粉表面几乎无气泡,镁粉表面产生较多气泡。
实验证实猜想合理。
(3)探究沉淀X的成分。
实验:取洗涤后的沉淀X,加入足量盐酸,沉淀部分溶解,上层溶液为浅黄绿色,取上层溶液于试管中,___________,证明沉淀X中含有。进一步研究证实,沉淀X中含有碱式硫酸铜(蓝绿色)。
①补全实验的操作和现象: 。
②实验反应后溶液的,通过计算说明沉淀X中是否可能含有(忽略温度对和的影响,忽略溶液体积的变化) 。
经检验,沉淀X中除外,还含有等物质。
(4)探究实验产生的原因。
实验:加热溶液,未观察到蓝绿色沉淀。
①设计实验的目的是 。
②对比实验和,结合平衡移动原理解释实验中产生的原因 。
6.(23-24高二上·北京房山区·期末)某实验小组探究Cu与Fe(NO3)3溶液的反应。取3 g 铜粉加入到100 mL 0.6mol/L Fe(NO3)3溶液(用HNO3调pH=1)中,振荡、静置30分钟,铜粉减少,溶液呈棕绿色,未见有气泡产生。
(1)预测和Fe3+分别与Cu发生了反应,补充反应Ⅱ的离子方程式。
反应 Ⅰ 3Cu + 2+ 8H+ = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
反应 Ⅱ 。
(2)探究反应Ⅰ是否发生
①设计实验:取3 g 铜粉加入到100 mL 溶液中,振荡、静置30分钟。
②若反应Ⅰ能够发生,预计观察到的现象有 。
实际现象不明显,借助传感器证明反应Ⅰ能够发生。
(3)探究反应Ⅱ是否发生
步骤1:取3 g 铜粉加入到100 mL 0.3 mol/L Fe2(SO4)3溶液(用H2SO4调pH=1)中,溶液迅速变为蓝绿色。
步骤2:取步骤1中上层清液,滴加少量KSCN溶液,出现白色浑浊,溶液变红,振荡后红色褪去。
①KSCN溶液的作用是 。
②已知,CuSCN是难溶于水的白色固体。结合平衡移动原理,解释步骤2中“溶液变红,振荡后红色褪去”的原因 。
(4)查阅资料可知,反应 Ⅰ和反应Ⅱ 的平衡常数分别为KⅠ=6.3×1062 和KⅡ=5×1014。.请从化学反应速率和限度的角度简述对Cu与Fe(NO3)3溶液反应的认识 。
7.(23-24高二上·北京延庆区·期末)常温下,某小组同学用如下装置探究的沉淀溶解平衡。
实验装置
实验序号
传感器种类
实验操作
①
电导率传感器
向蒸馏水中加入足量粉末,一段时间后再加入少量蒸馏水。
②
传感器
向滴有酚酞溶液的蒸馏水中加入粉末,隔一段时间后,再向所得悬浊液中加入一定量稀硫酸,一段时间后,仍存在粉末。
I.实验①测得电导率随时间变化的曲线如图1所示。
已知:ⅰ.在稀溶液中,溶液中离子浓度越大,电导率越大
(1)a点电导率不等于0的原因是 。
(2)由图1可知,在悬浊液中再加入少量蒸馏水的时刻为 (填“b”“c”或“d”)点。
(3)分析电导率在de段逐渐上升的原因:d时刻, (填“>”“<”或“=”),导致 (结合化学用语说明)。
II.实验②测得随时间变化的曲线如图2所示。
已知:ⅱ.,
ⅲ.酚酞变色范围:
8.2≤pH≤10
颜色
无色
淡粉色
红色
(4)实验②过程中,溶液颜色变化为:先变红, 。
(5)图2中DE段pH低于BC段pH的原因是 。
(6)常被用于水质改良剂,能够使水体约为9,进而抑制细菌的生长。时,水体中约为 。
8.(23-24高二上·北京西城区·期末)某化学小组以铜为阳极、石墨为阴极,研究在不同的电解质溶液中铜被氧化的价态及产物。实验装置如图所示(电源装置略去)。
资料:i.Cu2O为砖红色,CuCl为白色,CuOH为黄色且易分解
ii.[Cu(NH3)2]+为无色,在空气中易被氧化为深蓝色[Cu(NH3)4]2+
iii.25 ℃时,Ksp(CuCl)=1.2×10-6,Ksp(CuOH)= 1.2×10-14
实验记录如下:
实验
电解质溶液(3 mol/L)
现象
铜电极附近
石墨电极
I
H2SO4
溶液变蓝
产生无色气泡,一段时间后有少量红色金属析出
II
NaOH
出现黄色浑浊,很快变为砖红色
产生无色气泡
III
NaCl
出现白色浑浊,浑浊向下扩散,一段时间后,下端白色沉淀变黄,最终为砖红色
产生无色气泡
IV
KI
迅速产生棕褐色的物质,滴入1 滴淀粉溶液, 立即变为蓝色;取出铜电极洗净检验,无变化
产生无色气泡
(1)I中铜电极的电极反应式是 。
(2)II中沉淀由黄色变为砖红色的化学方程式是 。
(3)将III中所得白色沉淀过滤,充分洗涤,进行下列实验,证实该沉淀为CuCl。
①证明III中所得白色沉淀中有Cu+的证据是 。
②步骤iii的操作是 。
(4)III中下端白色沉淀最终变为砖红色的原因是:白色沉淀为CuCl, ,CuOH不稳定易分解为砖红色的Cu2O。
(5)IV中Cu未被氧化的原因是 。
(6)综上,铜被氧化的价态及产物与 有关。
9.(24-25高二上·北京海淀区·期末)研究小组按下图流程进行粗盐(主要杂质为)提纯的实验,发现得到的NaCl样品中仍有残留并探究原因。
(1)②中加入过量溶液的目的是 。
(2)证明NaCl样品中含的实验:取少量NaCl样品于试管中,加入蒸馏水溶解, ,观察到 。
【查阅资料】
ⅰ.工业上一般用残留量来判定精制盐的纯度。
ⅱ.两种沉淀的如下表。
物质
【提出假设并验证】
(3)甲同学猜想步骤②生成的发生沉淀转化导致了的残留,反应的离子方程式为 。于是甲同学改进实验:在原实验的步骤 和 (填序号)之间增加过滤操作,测定所得NaCl样品中的残留量相较之前略有减少。
(4)乙同学继续查阅资料: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。推测盐效应会导致在高浓度电解质溶液中的溶解度增大,导致了的残留。设计并实施对照实验:取5个小烧杯,分别加入,再加入下表所示的不同溶液,加热、冷却后过滤,检验滤液中的,结果如下。
序号
饱和NaCl溶液/mL
溶液/mL
溶液/mL
滤液中的量
a
10
0
0
少量
b
0
10
0
较多
c
0
0
10
较多
d
0
5
5
大量
e
6
2
2
大量
①上表中的实验 (填序号)能说明在单一溶质溶液中,NaCl溶液的盐效应对溶解度产生的影响要明显弱于NaOH溶液或溶液的影响。
②综合表中实验可得结论:混合溶液的盐效应明显强于单一溶质溶液。依据是 。
【反思改进】
(5)同学们概括粗盐提纯实验中除杂试剂溶液不应过量太多的原因有两个方面: 。
(6)为尽可能减少残留,需对原粗盐提纯进行的改进是 。
10.(24-25高二上·北京昌平区·期末)某小组同学向CuCl2和KCl混合液中加入打磨光亮的Mg条,探究溶液中参与反应的微粒及对应产物。
【实验I、II】(均加入表面积相同的光亮镁条0.20 g,约0.0083 mol)
加入试剂
实验现象
初期
3 min
12 h
Ⅰ
室温下,10 mL pH=3.80的CuCl2和KCl混合液。c(Cu2+)=0.1 mol·L-1,c(Cl−)=1 mol·L-1.
镁条表面产生红色固体,产生无色气泡,速率很快。
镁条表面不断聚积出现蓝白色不溶物。
不再产生气泡,镁条完全消失,试管底部依次有红色、蓝白色、红色、白色沉淀,反应液浑浊(室温下pH=9.28)。
Ⅱ
室温下,10 mL 1 mol·L-1酸性KCl溶液。(盐酸酸化至pH=x)
产生无色气泡,速率适中。
——
不再产生气泡,大部分镁条没有反应完,反应液澄清(室温下pH=10.55)。
(1)实验Ⅱ为实验Ⅰ的空白对照组,x的值为 。
(2)反应初期,实验I比实验II产生气泡速率更快的原因是 。
【实验III】探究实验I中3min时蓝白色不溶物的成分
实验步骤及现象
III
重复实验Ⅰ,进行到3 min时,取出镁条。用浓氨水充分浸取后,镁条表面蓝白色不溶物完全溶解并露出红色层,氨水浸出液呈蓝色。
资料:ⅰ.Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Mg(OH)2固体不可溶于浓氨水。
ⅱ.Cu(OH)2固体可溶于浓氨水形成深蓝色配离子[Cu(NH3)4]2+。
ⅲ.CuCl为白色固体;[Cu(NH3)2]+为无色配离子,容易被空气氧化。
(3)由实验III可得,蓝白色不溶物中含Cu(OH)2,不含Mg(OH)2。
①结合化学用语解释Cu(OH)2产生的原因: 。
②蓝白色不溶物中不含Mg(OH)2的实验证据是 。
(4)依据资料,推测蓝白色不溶物中含CuCl,进一步进行探究。
①取实验III的蓝色浸取液,分成两等份于两支试管中,试管a用橡胶塞盖紧,试管b充分振荡静置, (填现象),证实推测。
②用离子方程式解释试管b中现象: 。
③用离子方程式解释CuCl产生的原因: 。
(5)对比实验I和实验II中12h后的现象,结合必要的数据分析,解释实验I中12h后反应液在pH=9.28时浑浊的原因是 。
11.(24-25高二上·北京十一学校·期末)为探究Ag+与Fe3+氧化性的相关问题,某小组同学进行如下实验:
已知:相关物质的溶解度(20℃)AgCl:1.5×10-4g Ag2SO4:0.796 g
(1)甲同学的实验如下:
序号
操作
现象
实验Ⅰ
将2 mL 1 mol/L AgNO3溶液加入到1 mL 1 mol/L FeSO4溶液中
产生白色沉淀,随后有黑色固体产生
取上层清液,滴加KSCN 溶液
溶液变红
注:经检验黑色固体为Ag
① 白色沉淀的化学式是 。
② 甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是 。
(2)乙同学为探究Ag+和Fe2+反应的程度,进行实验Ⅱ。
a.按右图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应),发现电压表指针偏移。偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后,指针偏移减小。
b.随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,发现电压表指针的变化依次为:偏移减小→回到零点→逆向偏移。
① a中甲烧杯里的电极反应式是 。
② b中电压表指针逆向偏移后,银为 极(填“正”或“负”)。
③ 由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是 。
(3)为进一步验证乙同学的结论,丙同学又进行了如下实验:
序号
操作
现象
实验Ⅲ
将2 mL 2 mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中
银镜消失
实验Ⅳ
将2 mL1 mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中
银镜减少,未消失
实验Ⅴ
将2 mL 2 mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中
银镜消失
① 实验Ⅲ (填“能”或“不能”)证明Fe3+氧化了Ag,理由是 。
② 用化学反应原理解释实验Ⅳ与Ⅴ的现象有所不同的原因: 。
12.(23-24高二上·北京通州区·期末)某小组同学探究Ag+与I- 能否发生氧化还原反应,设计如下实验。
(1)研究AgNO3溶液与KI溶液反应产物。
向盛有1 mL 1 mol/L AgNO3溶液的试管中加入1 mL 1 mol/L KI溶液,振荡试管产生黄色浑浊,再向其中加入 溶液,无明显变化。得出结论:二者混合无明显氧化还原反应。
(2)验证Ag+的氧化性。
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中铁的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验,请完成下表:
操作
现象
结论
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡
i.
存在Fe3+
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入2滴ⅱ. (填序号)溶液,振荡
ⅲ.
存在Fe2+
可选用试剂:① KSCN溶液 ② NaOH溶液③ 酸性KMnO4溶液 ④ K3[Fe(CN)6]溶液。
由上述实验可知铁的氧化产物中含有Fe2+和Fe3+,则Ag+氧化性强于Fe3+,又已知Fe3+氧化性强于I2,得出结论:Ag+可与I-发生氧化还原反应。
甲同学用pH计测得,常温时该硝酸银溶液的pH为5.50,于是对上述实验结论提出质疑。你认为他的理由是 。
(3)丙同学通过原电池原理探究Ag+与I-之间的氧化还原反应,装置图如下。
①补全上图原电池装置示意图 。
②闭合开关K,电流表指针发生偏转,一段时间后正极电极表面有光亮的银析出。
依据上述实验现象,写出Ag+与I-之间发生氧化还原反应的离子方程式 。
结论:Ag+与I-可发生自发的氧化还原反应。
(4)实验反思。
丙同学查阅资料得知,离子的氧化性或还原性强弱与其浓度有关。由该资料和以上实验分析AgNO3溶液与KI溶液直接混合时,没有发生氧化还原反应的原因是 。
13.(24-25高二上·北京第二十中学·期末)某小组同学探究盐对平衡体系的影响。
实验Ⅰ:探究对和平衡体系的影响
将等体积、低浓度的溶液(已用稀盐酸酸化)和溶液混合,静置至体系达平衡,得红色溶液a。各取溶液a放入3支比色皿中,分别滴加不同浓度的溶液,并测定各溶液的透光率随时间的变化,结果如图所示。
已知:①溶液的透光率与溶液颜色深浅有关,颜色深,透光率低。
②在水溶液中由于水解而显黄色;溶液中存在(黄色)。
(1)稀盐酸酸化溶液的目的是 。采用浓度较低的溶液制备和平衡体系,是为了避免 (填离子符号)的颜色对实验干扰。
(2)从实验结果来看,溶液确实对和平衡体系有影响,且随着浓度增大,平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动。
实验Ⅱ:探究盐对和平衡体系产生影响的原因
同学查阅相关资料,认为可能的原因有:
原因1: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。溶液的加入使和平衡状态因盐效应而发生变化。
原因2:溶液中存在副反应,离子浓度发生变化,导致和平衡状态发生变化。
(3)基于以上分析,该组同学取等体积的溶液a,分别加入等物质的量的不同种类的盐晶体(忽略溶液体积变化),观察颜色变化,结果如下表。
序号
加入少量盐
溶液颜色
1
无
红色
2
变浅
3
略变浅
4
变浅程度较大
①上述实验可证明盐效应影响了和平衡体系的是 (填字母序号)。
a、1和2 b、1和3 c、1和4
②选择实验 (填序号)可得出结论:的盐效应弱于的盐效应。简述选择实验的理由及获得结论的依据: 。
(4)取等体积的溶液a继续进行实验,结果如下表。
序号
加入溶液
溶液颜色
5
浓盐酸
明显变浅,溶液偏黄
6
去离子水
略变浅
上述实验可证明副反应影响了和平衡体系,结合实验现象及化学用语分析副反应对和平衡体系有影响的原因: 。
(5)拓展应用:盐效应对多种平衡体系有影响。
在不同浓度溶液中的溶解度数据如下表:
0
0.01
0.02
0.04
0.10
0.20
溶解度
4.5
0.48
0.42
0.39
0.48
0.69
分析在范围内,溶解度发生变化的原因: 。
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题型06 实验探究
1.(23-24高二上·北京朝阳区·期末)资料显示,能还原、,某小组对此进行探究。
实验:将溶液滴入到物质a中,记录如下:
序号
装置
物质a
现象
I
物质a
饱和溶液
产生白色沉淀
II
溶液
溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀
(1)溶液呈碱性,发生水解的离子是 。
(2)经检验,I中白色沉淀是。用酸性溶液证实白色沉淀中含有,现象是 。
(3)分析未能还原的原因,重新设计实验(III),证实了能还原,装置如下图所示。
现象:
ⅰ.电流表指针偏转。
ⅱ.B中石墨电极上析出白色固体。
ⅲ.B中烧杯底部有少量淡黄色固体。
①取出少量白色固体,洗涤后, (填操作和现象),证明白色固体中含有Ag。
②推测淡黄色固体为,析出的原因是 。
(4)经检验,II中的棕黄色沉淀不含,含有、和。
资料:,(白色)。
①用稀溶解沉淀,析出红色固体,说明棕黄色沉淀中含有 。
②通过下列实验证实,沉淀中含有和。
ⅰ.白色沉淀A是。
ⅱ.根据资料,上层清液加入淀粉后应该变蓝,实验中却无明显现象。分析现象与资料不符的原因:
原因一:KI未被氧化。
原因二:KI被氧化,由于 (用离子方程式表示),所以无明显现象。
ⅲ.上述两种原因中均被氧化,但上层清液中仍检出,结合物质组成、化学反应解释可能的原因 。
I中未能还原的原因与反应速率、离子浓度变化等因素有关。
【答案】(1)
(2)酸性溶液紫色褪去
(3) 加入浓硝酸,白色固体溶解,试管口有红棕色气体产生,加入NaCl,产生白色沉淀 析出的固体银与硝酸银发生氧化还原反应生成
(4) 上层清液中检出的原因:加入KI溶液,KI未被氧化时,转化为CuI,需0.5mol,还剩余。KI被氧化,产生的I2被还原为I-,提供电子的本质上为,还剩余。
【分析】I:将溶液滴入到饱和溶液中,根据题意,得到白色沉淀;II:将溶液滴入到溶液中,溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀,根据题意,棕黄色沉淀不含,含有、和。
【详解】(1)亚硫酸根水解,溶液呈碱性;
(2)有还原性,能使酸性溶液褪色,故现象是:酸性溶液紫色褪去;
(3)①该装置为原电池装置,证实了:能还原,故左侧为负极,右侧为正极,证明正极产生的白色固体中含有Ag的操作和现象是:加入浓硝酸,白色固体溶解,试管口有红棕色气体产生,加入NaCl,产生白色沉淀;
②淡黄色固体为,推测原因可能是析出的固体银与硝酸银发生氧化还原反应生成;
(4)①根据已知信息:,故用稀溶解沉淀,析出红色固体,说明棕黄色沉淀中含有:;
②若KI被氧化,产生的碘单质与亚硫酸根发生反应,离子方程式为,所以无明显现象;
③上层清液中检出的原因:加入KI溶液,KI未被氧化时,转化为CuI,需0.5mol,还剩余。KI被氧化,产生的I2被还原为I-,提供电子的本质上为,还剩余。
2.(23-24高二上·北京朝阳区·期末)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。实验室模拟脱除硫化氢并获得硫黄的装置如下。
资料:(黑色),。
(1)A为发生装置。A中反应的化学方程式为 。
(2)C中,以为吸收液脱除。
①气体持续通入溶液中,发生以及电离: 、。
②将脱除的反应补充完整: 。
_______。
③充分反应后,测浓度:滤出沉淀,取v mL滤液,除去杂质,加入适量稀硫酸,用的溶液滴定到终点,消耗溶液y mL。滴定时发生的离子反应:。滤液中 。
(3)实验发现,在溶液中加入一定浓度的可以明显提高的脱除率。做对比研究:
实验序号
ⅰ
ⅱ
ⅲ
吸收液
溶液
溶液
溶液+溶液
脱除率
≈92%
≈100%
≈100%
脱除产物
S
S
①ⅱ中产生的离子方程式为 。
②ⅲ中,加入后,脱除率几乎达到100%。结合方程式解释原因: 。
③pH减小会降低ⅰ中脱除率,但对ⅱ中的脱除率几乎无影响,解释原因: 。
④充分反应后,滤出ⅲ中沉淀,通入,吸收液再生。
【答案】(1)
(2)
(3) 加入后发生反应:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+、,促进了的转化 pH减小,增大,不利于的溶解和电离,降低ⅰ中脱除率;由CuS的Ksp可知,CuS的溶解度极小,难溶于酸,所以对ⅱ中H2S的脱除率几乎无影响
【详解】(1)A为发生装置,A中反应的化学方程式为:;
(2)①气体持续通入溶液中,发生以及电离:、;
②以为吸收液脱除的离子方程式为:;
③根据离子反应:,滤液中;
(3)①ⅱ中产生的离子方程式为:;
②ⅲ中,加入后发生反应:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+、,促进了的转化;
③pH减小,增大,不利于的溶解和电离,降低ⅰ中脱除率;由CuS的Ksp可知,CuS的溶解度极小,难溶于酸,所以对ⅱ中的脱除率几乎无影响。
3.(23-24高二上·北京顺义区·期末)实验小组对Mg与NH4Cl溶液的反应进行探究。
(1)用pH计测定1.0溶液约为4.6,分析NH4Cl溶液呈酸性的原因 (用化学用语表示)。
(2)探究镁与NH4Cl溶液的反应:实验Ⅰ、Ⅱ所取镁粉质量均为0.5g,分别加入选取的实验试剂中。
实验
实验试剂
实验现象
Ⅰ
5mL蒸馏水
反应缓慢,有少量气泡产生(经检验为H2)
Ⅱ
5mL
NH4Cl溶液(pH=4.6)
剧烈反应,产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体
①实验Ⅰ中发生反应的化学方程式为 。
②经检验实验Ⅱ中刺激性气味气体为NH3和H2的混合气体,用平衡移动原理解释产生NH3的原因 。
③已知灰白色沉淀中含有Mg2+、OH-。为研究固体成分,进行实验:将生成的灰白色固体洗涤数次,至洗涤液中滴加AgNO3溶液后无明显浑浊。将洗涤后的固体溶于稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,出现白色沉淀。推测沉淀中含有 ,灰白色固体可能是 (填化学式)。
④针对实验Ⅱ比实验Ⅰ反应剧烈的原因,小组同学提出了两种假设:
假设l:NH4Cl溶液中的H+溶解了Mg(OH)2;
假设2:NH4Cl溶液中的溶解了Mg(OH)2。
为证明假设的合理性.小组同学做了如下对比实验:
实验
实验方案
实验现象
Ⅲ
取2根覆盖了Mg(OH)2的Mg条,分别同时放入相同体积相同pH的盐酸和饱和NH4Cl溶液中。
饱和NH4Cl溶液中反应更剧烈。
Ⅳ
向饱和NH4Cl溶液中滴加浓氨水,使溶液呈中性或略显碱性,再放入覆盖了Mg(OH)2的镁条。
剧烈反应,但是比实验Ⅲ饱和NH4Cl溶液略慢,产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体。
实验结论是 。
(3)甲同学通过深入思考,认为Mg与NH4Cl溶液反应剧烈.可能还与有关.并通过设计实验,证明了猜想的正确性.他设计的实验方案和实验证据为 。
(4)由上述实验得出的结论是 。
【答案】(1)+H2O⇌NH3·H2O+H+
(2) +H2O⇌NH3·H2O+H+,,降低,使铵根离子的水解正向进行,使NH3·H2O浓度增大,平衡正移,生成氨气 Cl- Mg(OH)Cl 假设1、假设2都合理,但假设2其主要作用,即NH4Cl溶液中的溶解Mg(OH)2起主要作用,对溶解Mg(OH)2也有一定作用;
(3)取2根覆盖了Mg(OH)2的Mg条,分别同时放入相同体积的2.0 mol /LNH4Cl溶液,1.0 mol /L(NH4)2SO4溶液中,镁条在NH4Cl溶液中反应更剧烈或将2根光亮的镁条同时放入氯化钠溶液和水中,镁条在氯化钠溶液中反应更剧烈;
(4)镁与NH4Cl溶液剧烈反应,溶解Mg(OH)2起主要作用;且氯离子对反应有促进作用。
【分析】本题主要是对Mg与NH4Cl溶液反应机理进行实验探究,探究了反应得到的灰白色固体的成分,以及进行几组对照实验来探究该反应的机理,最后得出NH4Cl水解产生的H+对反应影响小,对反应影响大的结论,解题过程中要密切关系题干信息,时刻注意对照实验仅能改变一个变量的思想;
【详解】(1)NH4Cl是一种强酸弱碱盐,根据盐类水解的规律可知,NH4Cl溶液显酸性,反应的离子方程式为:+H2O⇌NH3·H2O+H+;
(2)①实验Ⅰ中产生少量气泡为氢气,故化学方程式: ;
②实验Ⅱ中刺激性气味气体为NH3和H2的混合气体,+H2O⇌NH3·H2O+H+,,镁消耗H+,降低,使铵根离子的水解正向进行,促进NH3·H2O生成,使NH3·H2O浓度增大,平衡正移,生成氨气;
③将生成的灰白色固体洗涤数次,至洗涤液中滴加AgNO3溶液后无明显浑浊,说明灰白色固体表面没有能使AgNO3溶液变浑浊的杂质,将洗涤后固体溶于稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,出现白色沉淀,说明灰白色沉淀中含有Cl-,结合已知灰白色沉淀中含有Mg2+、OH-,和化学式中化合价代数和为0,可推测灰白色固体可能是Mg(OH)Cl;
④ Mg 与NH4Cl溶液的反应比Mg与H2O的反应更剧烈的主要原因是可以促进Mg (OH)2的溶解平衡正向移动,2+ Mg (OH)2=Mg2++2,同时对比实验Ⅲ和实验Ⅳ,说明对溶解Mg(OH)2有一定作用,故实验结论是假设1、假设2都合理,但假设2其主要作用,即NH4Cl溶液中的溶解Mg(OH)2起主要作用,对溶解Mg(OH)2也有一定作用;
(3)要探究是否对反应速率有影响,需要控制变量,即溶液中浓度相同,一个有氯离子一个无氯离子进行对照实验,故实验方案和证据是:取2根覆盖了Mg(OH)2的Mg条,分别同时放入相同体积的2.0 mol /LNH4Cl溶液,1.0 mol /L(NH4)2SO4溶液中,镁条在NH4Cl溶液中反应更剧烈或将2根光亮的镁条同时放入氯化钠溶液和水中,镁条在氯化钠溶液中反应更剧烈;
(4)由上述实验得出的结论是镁与NH4Cl溶液剧烈反应,溶解Mg(OH)2起主要作用;且氯离子对反应有促进作用。
4.(23-24高二上·北京丰台区·期末)某研究小组探究酸碱性对和反应的影响。
资料:为黄色固体,难溶于水,可溶于酸。
Ⅰ.无外加酸碱时,实验如下。
实验ⅰ
实验ⅱ
(1)根据 ,可证实实验ⅰ中红褐色液体为胶体。
(2)已知黄褐色沉淀中有,还可能存在,设计实验证实 。(填操作和现象)
(3)结合化学用语,解释无外加酸碱时反应结束后降低的原因 。
Ⅱ.外加酸碱条件下,实验如下。
实验编号
实验操作
现象
ⅲ
取溶液于试管中,滴加溶液,再滴加溶液
液体变为红褐色,立即产生大量气体,有液体喷出试管,最终产生大量红褐色沉淀
ⅳ
取溶液于试管中,滴加稀硫酸,再滴加溶液
溶液呈黄色,有少量气泡产生,静置无沉淀产生
(4)根据实验ⅲ,推测立即产生大量气体的原因。
猜想一:催化分解。
猜想二: 。
设计实验 ,证实猜想一不是立即产生大量气体的主要原因。
(5)是产生氧气的主要微粒。请结合反应机理分析酸性条件下产生气体少的原因 。
主要反应机理:
①
②(的水解)
③
④
⑤
⑥
注:代表的化合价为+3
(6)已知体系在废水净化中,具有一般化学氧化法无法比拟的优势,主要是由于有强氧化性,根据以上实验探究,配制该体系最好控制在 条件下。
【答案】(1)丁达尔效应
(2)取少量黄褐色沉淀于试管中,加入HCl溶解,再向试管中加入氯化钡溶液,若有白色沉淀产生,则证明有
(3)向硫酸亚铁中加入过氧化氢,生成和,离子方程式为:,反应后生成氢离子,溶液pH降低
(4) 氧化二价铁生成三价铁催化剩余分解 取2份溶液于两支试管中,分别滴加溶液和1mL 蒸馏水,对比产生气泡的速率
(5)酸性条件下有大量氢离子,使平衡⑤逆向移动,则生成量减少,导致平衡⑥逆向移动,减少,产生气体减少
(6)酸性
【分析】I.取溶液于试管中,滴加溶液,溶液变为红褐色,产生大量气泡,静止后生产黄褐色沉淀,黄褐色沉淀中有和,该步骤离子方程式为:,反应后pH降低;据此分析。
【详解】(1)欲证实实验ⅰ中红褐色液体为胶体,可采用丁达尔效应;
(2)根据已知,可溶于酸,则只需溶解后验证含有硫酸根即可,操作及现象为: 取少量黄褐色沉淀于试管中,加入HCl溶解,再向试管中加入氯化钡溶液,若有白色沉淀产生,则证明有;
(3)由分析可知,向硫酸亚铁中加入过氧化氢,生成和,离子方程式为:,由于反应后生成氢离子,则溶液pH降低;
(4)根据实验方案,过氧化氢为过量,由于三价铁离子对过氧化氢有催化作用,则猜想二为:氧化二价铁生成三价铁催化剩余分解;
想要证实猜想一不是立即产生大量气体的主要原因,只需证明NaOH对过氧化氢分解的影响,操作如下:取2份3mL30%H2O2溶液于两支试管中,分别滴加1mL2mol⋅L−1NaOH溶液和1mL蒸馏水,对比产生气泡的速率;
(5)由于是产生氧气的主要微粒,则越多,产生气体体积越大,但酸性条件下有大量氢离子,使平衡⑤逆向移动,则生成量减少,导致平衡⑥逆向移动,减少,产生气体减少;
(6)体系在废水净化中,具有一般化学氧化法无法比拟的优势,主要是由于有强氧化性,则应增加浓度,根据①,想要增加浓度,应使平衡正向移动,则应在酸性条件下。
5.(24-25高二上·北京朝阳区·期末)某小组同学向溶液中分别加入锌粉和镁粉,探究产物。
实验
金属
现象及产物
过量
锌粉表面产生少量气泡,有光亮的红色物质生成
过量
镁粉表面产生大量气体(经检验为),反应放热,有蓝绿色沉淀(X)生成
已知:i.的溶度积常数为
ii.溶液
(1)实验产生红色物质的原因是 (用离子方程式表示)。
(2)探究实验比实验产生多的原因。
①提出猜想。水解使溶液呈酸性: (写离子方程式),依据金属活动性顺序,更容易与反应产生。
②实验:向 (填试剂)中分别加入等量锌粉和镁粉,锌粉表面几乎无气泡,镁粉表面产生较多气泡。
实验证实猜想合理。
(3)探究沉淀X的成分。
实验:取洗涤后的沉淀X,加入足量盐酸,沉淀部分溶解,上层溶液为浅黄绿色,取上层溶液于试管中,___________,证明沉淀X中含有。进一步研究证实,沉淀X中含有碱式硫酸铜(蓝绿色)。
①补全实验的操作和现象: 。
②实验反应后溶液的,通过计算说明沉淀X中是否可能含有(忽略温度对和的影响,忽略溶液体积的变化) 。
经检验,沉淀X中除外,还含有等物质。
(4)探究实验产生的原因。
实验:加热溶液,未观察到蓝绿色沉淀。
①设计实验的目的是 。
②对比实验和,结合平衡移动原理解释实验中产生的原因 。
【答案】(1)
(2) 的溶液
(3) 滴加溶液,产生白色沉淀 不可能。反应后溶液,,
(4) 排除反应放热导致水解产生的可能 实验中主要与反应,实验中主要与反应,促进平衡正向移动,产生沉淀
【分析】实验Ⅰ中向溶液中分别加入过量锌粉,锌粉表面产生少量气泡,有光亮的红色物质(Cu)生成,实验Ⅱ中向溶液中分别加入过量镁粉,镁粉表面产生大量气体(经检验为),反应放热,沉淀X中含有碱式硫酸铜(蓝绿色)。
【详解】(1)Zn与CuSO4溶液反应生成ZnSO4和Cu,红色物质为Cu,离子方程式为。
(2)①Cu2+水解显酸性,离子方程式为;
②1mol/L CuSO4溶液pH=3,Mg和Zn产生气泡为Cu2+水解产生的H+与Mg和Zn反应,因此实验III应排除Cu2+的影响,即使用pH=3的H2SO4溶液。
(3)①检测的操作和现象为:取上层溶液于试管中,滴加溶液,产生白色沉淀;
②反应后溶液,,,,则,因此沉淀X中不可能含有。
(4)①设计实验的目的是排除反应放热导致水解产生的可能。
②实验中产生的原因是:实验中主要与反应,实验中主要与反应,促进平衡正向移动,产生沉淀。
6.(23-24高二上·北京房山区·期末)某实验小组探究Cu与Fe(NO3)3溶液的反应。取3 g 铜粉加入到100 mL 0.6mol/L Fe(NO3)3溶液(用HNO3调pH=1)中,振荡、静置30分钟,铜粉减少,溶液呈棕绿色,未见有气泡产生。
(1)预测和Fe3+分别与Cu发生了反应,补充反应Ⅱ的离子方程式。
反应 Ⅰ 3Cu + 2+ 8H+ = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
反应 Ⅱ 。
(2)探究反应Ⅰ是否发生
①设计实验:取3 g 铜粉加入到100 mL 溶液中,振荡、静置30分钟。
②若反应Ⅰ能够发生,预计观察到的现象有 。
实际现象不明显,借助传感器证明反应Ⅰ能够发生。
(3)探究反应Ⅱ是否发生
步骤1:取3 g 铜粉加入到100 mL 0.3 mol/L Fe2(SO4)3溶液(用H2SO4调pH=1)中,溶液迅速变为蓝绿色。
步骤2:取步骤1中上层清液,滴加少量KSCN溶液,出现白色浑浊,溶液变红,振荡后红色褪去。
①KSCN溶液的作用是 。
②已知,CuSCN是难溶于水的白色固体。结合平衡移动原理,解释步骤2中“溶液变红,振荡后红色褪去”的原因 。
(4)查阅资料可知,反应 Ⅰ和反应Ⅱ 的平衡常数分别为KⅠ=6.3×1062 和KⅡ=5×1014。.请从化学反应速率和限度的角度简述对Cu与Fe(NO3)3溶液反应的认识 。
【答案】(1)Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
(2) 1.8 mol/L NaNO3溶液(用HNO3调pH=1) 铜粉逐渐溶解,溶液变为蓝色,有无色气体生成,在液面上方变为红棕色
(3) 检验Fe3+ 加入SCN−后,Fe3+与SCN-反应,生成Fe(SCN)3溶液显红色。振荡过程中Cu+与SCN−反应生成CuSCN沉淀,使SCN−浓度减小,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动,溶液红色褪去
(4)Cu与Fe3+和NO(H+)均能发生反应,其中Cu与NO(H+)反应限度更大,Cu与Fe3+反应速率更快
【详解】(1)溶液中含有Fe3+,所以除发生反应I外,还有Fe3+氧化Cu生成Cu2+和Fe2+,即反应II的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)①探究反应I是否发生,需要排除Fe3+的影响,而且保证其他条件应相同,根据所提供的试剂,取3g铜粉加入1.8mol/L硝酸钠溶液(用调)中,振荡、静置30分钟;
②铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO气体,若反应Ⅰ能够发生,预计观察到的现象有铜粉逐渐溶解,溶液变为蓝色,有无色气体生成,在液面上方变为红棕色;
(3)①探究反应II是否发生,需要排除NO的影响,而且保证其他条件应相同,取3g铜粉加入0.3mol/LFe2(SO4)3溶液(用H2SO4调)中,溶液迅速变为蓝绿色。取上层清液,滴加溶液检验Fe3+;
②加入SCN−后,Fe3+与SCN-反应,生成Fe(SCN)3溶液显红色。振荡过程中Cu+与SCN−反应生成CuSCN沉淀,使SCN−浓度减小,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动,溶液红色褪去;
(4)通过比较反应现象及反应I、反应II的平衡常数可知,Cu与Fe3+和NO(H+)均能发生反应,其中Cu与NO(H+)反应限度更大,Cu与Fe3+反应速率更快。
7.(23-24高二上·北京延庆区·期末)常温下,某小组同学用如下装置探究的沉淀溶解平衡。
实验装置
实验序号
传感器种类
实验操作
①
电导率传感器
向蒸馏水中加入足量粉末,一段时间后再加入少量蒸馏水。
②
传感器
向滴有酚酞溶液的蒸馏水中加入粉末,隔一段时间后,再向所得悬浊液中加入一定量稀硫酸,一段时间后,仍存在粉末。
I.实验①测得电导率随时间变化的曲线如图1所示。
已知:ⅰ.在稀溶液中,溶液中离子浓度越大,电导率越大
(1)a点电导率不等于0的原因是 。
(2)由图1可知,在悬浊液中再加入少量蒸馏水的时刻为 (填“b”“c”或“d”)点。
(3)分析电导率在de段逐渐上升的原因:d时刻, (填“>”“<”或“=”),导致 (结合化学用语说明)。
II.实验②测得随时间变化的曲线如图2所示。
已知:ⅱ.,
ⅲ.酚酞变色范围:
8.2≤pH≤10
颜色
无色
淡粉色
红色
(4)实验②过程中,溶液颜色变化为:先变红, 。
(5)图2中DE段pH低于BC段pH的原因是 。
(6)常被用于水质改良剂,能够使水体约为9,进而抑制细菌的生长。时,水体中约为 。
【答案】(1)水能发生微弱的电离
(2)c
(3) < Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解方向移动,离子浓度逐渐增大,溶液的导电能力逐渐增强
(4)变无色,最终变为粉红色
(5)DE段溶液中含有硫酸镁,增大镁离子浓度,抑制氢氧化镁的溶解
(6)5.6×10-2
【分析】II.从图像上看,加入稀硫酸后,溶液的pH先减小,后增大,最终溶液的pH=10,显碱性,说明Mg(OH)2过量,DE段溶液中含有硫酸镁,增大镁离子浓度,抑制氢氧化镁的溶解;
【详解】(1)水是极弱的电解质,能够发生电离,故a点电导率不等于0的原因是水能发生微弱的电离,故答案为:水能发生微弱的电离;
(2)在Mg(OH)2悬浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)⇌Mg2+ (aq)+2OH-(aq),加入少量水,离子浓度减小,导电能力减弱,图像中加入水的时刻为c点,随后c到d导电能力下降,故答案为:c;
(3)d时刻,加入少量水,离子浓度减小,Q[Mg(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],导致Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解方向移动,离子浓度逐渐增大,溶液的导电能力逐渐增强;
(4)根据图像中0~300s溶液pH的变化,结合酚酞的变色范围,实验②中溶液先变红,后变无色,最终变为粉红色,故答案为:变无色,最终变为粉红色;
(5)从图像上看,加入稀硫酸后,溶液的pH先减小,后增大,最终溶液的pH=10,显碱性,说明Mg(OH)2过量,DE段溶液中含有硫酸镁,增大镁离子浓度,抑制氢氧化镁的溶解,则DE段pH低于BC段pH,故答案为:DE段溶液中含有硫酸镁,增大镁离子浓度,抑制氢氧化镁的溶解;
(6)25℃时水体中加入Mg(OH)2固体,存在平衡Mg(OH)2(s)⇌Mg2+ (aq)+2OH-(aq),溶液pH=9,pOH=5,c(OH-)=1×10-5mol/L,c(Mg2+)==5.6×10-2mol⋅L-1,故答案为:5.6×10-2。
8.(23-24高二上·北京西城区·期末)某化学小组以铜为阳极、石墨为阴极,研究在不同的电解质溶液中铜被氧化的价态及产物。实验装置如图所示(电源装置略去)。
资料:i.Cu2O为砖红色,CuCl为白色,CuOH为黄色且易分解
ii.[Cu(NH3)2]+为无色,在空气中易被氧化为深蓝色[Cu(NH3)4]2+
iii.25 ℃时,Ksp(CuCl)=1.2×10-6,Ksp(CuOH)= 1.2×10-14
实验记录如下:
实验
电解质溶液(3 mol/L)
现象
铜电极附近
石墨电极
I
H2SO4
溶液变蓝
产生无色气泡,一段时间后有少量红色金属析出
II
NaOH
出现黄色浑浊,很快变为砖红色
产生无色气泡
III
NaCl
出现白色浑浊,浑浊向下扩散,一段时间后,下端白色沉淀变黄,最终为砖红色
产生无色气泡
IV
KI
迅速产生棕褐色的物质,滴入1 滴淀粉溶液, 立即变为蓝色;取出铜电极洗净检验,无变化
产生无色气泡
(1)I中铜电极的电极反应式是 。
(2)II中沉淀由黄色变为砖红色的化学方程式是 。
(3)将III中所得白色沉淀过滤,充分洗涤,进行下列实验,证实该沉淀为CuCl。
①证明III中所得白色沉淀中有Cu+的证据是 。
②步骤iii的操作是 。
(4)III中下端白色沉淀最终变为砖红色的原因是:白色沉淀为CuCl, ,CuOH不稳定易分解为砖红色的Cu2O。
(5)IV中Cu未被氧化的原因是 。
(6)综上,铜被氧化的价态及产物与 有关。
【答案】(1)Cu − 2e- = Cu2+
(2)2CuOH = Cu2O + H2O
(3) 白色沉淀溶于氨水形成无色溶液,无色溶液与空气接触,振荡后变为深蓝色溶液 加入过量硝酸,再加入硝酸银溶液
(4)OH-在阴极生成并迁移向阳极区,将CuCl转化为更难溶的CuOH
(5)此实验条件下,I-还原性强于Cu,优先于Cu电极失去电子
(6)电解质溶液中阴离子的种类、溶液酸碱性
【分析】铜为阳极、石墨为阴极,研究在不同的电解质溶液中铜被氧化的价态及产物,实验I中,电解质溶液为稀硫酸,阳极Cu失电子生成Cu2+,溶液变蓝,阴极开始生成氢气,一段时间后Cu2+得电子生成Cu,有少量红色金属析出;实验II中,电解质溶液为氢氧化钠溶液,阳极Cu失电子生成CuOH,后CuOH分解生成Cu2O,阴极生成氢气;实验III中,电解质溶液为NaCl溶液,阳极Cu失电子生成CuCl,阴极生成氢气,随着反应进行,溶液中氢氧根浓度增大,一段时间后,下端白色沉淀变黄,转化为CuOH,最终为砖红色Cu2O;实验IV中,电解质溶液为KI溶液,阳极I-失电子生成碘单质,滴加淀粉溶液变蓝,阴极生成氢气,取出铜电极洗净检验,无变化,说明铜电极没有反应,据此分析;
【详解】(1)I中铜电极的电极反应式是Cu − 2e- = Cu2+;
(2)II中沉淀由黄色CuOH分解生成砖红色Cu2O,化学方程式是:2CuOH=Cu2O + H2O;
(3)①根据资料ii,证明III中所得白色沉淀中有Cu+的证据是白色沉淀溶于氨水形成无色溶液,无色溶液与空气接触,振荡后变为深蓝色溶液;
②步骤iii检验氯离子,操作是加入过量硝酸,再加入硝酸银溶液;
(4)根据分析,III中下端白色沉淀最终变为砖红色的原因是:白色沉淀为CuCl,OH-在阴极生成并迁移向阳极区,将CuCl转化为更难溶的CuOH,CuOH不稳定易分解为砖红色的Cu2O;
(5)IV中Cu未被氧化的原因是此实验条件下,I-还原性强于Cu,优先于Cu电极失去电子;
(6)根据上述实验可知,铜被氧化的价态及产物与电解质溶液中阴离子的种类、溶液酸碱性有关。
9.(24-25高二上·北京海淀区·期末)研究小组按下图流程进行粗盐(主要杂质为)提纯的实验,发现得到的NaCl样品中仍有残留并探究原因。
(1)②中加入过量溶液的目的是 。
(2)证明NaCl样品中含的实验:取少量NaCl样品于试管中,加入蒸馏水溶解, ,观察到 。
【查阅资料】
ⅰ.工业上一般用残留量来判定精制盐的纯度。
ⅱ.两种沉淀的如下表。
物质
【提出假设并验证】
(3)甲同学猜想步骤②生成的发生沉淀转化导致了的残留,反应的离子方程式为 。于是甲同学改进实验:在原实验的步骤 和 (填序号)之间增加过滤操作,测定所得NaCl样品中的残留量相较之前略有减少。
(4)乙同学继续查阅资料: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。推测盐效应会导致在高浓度电解质溶液中的溶解度增大,导致了的残留。设计并实施对照实验:取5个小烧杯,分别加入,再加入下表所示的不同溶液,加热、冷却后过滤,检验滤液中的,结果如下。
序号
饱和NaCl溶液/mL
溶液/mL
溶液/mL
滤液中的量
a
10
0
0
少量
b
0
10
0
较多
c
0
0
10
较多
d
0
5
5
大量
e
6
2
2
大量
①上表中的实验 (填序号)能说明在单一溶质溶液中,NaCl溶液的盐效应对溶解度产生的影响要明显弱于NaOH溶液或溶液的影响。
②综合表中实验可得结论:混合溶液的盐效应明显强于单一溶质溶液。依据是 。
【反思改进】
(5)同学们概括粗盐提纯实验中除杂试剂溶液不应过量太多的原因有两个方面: 。
(6)为尽可能减少残留,需对原粗盐提纯进行的改进是 。
【答案】(1)确保完全沉淀
(2) 加入HCl酸化的溶液(本题中可不考虑HCl和的加入顺序) 有白色沉淀生成
(3) ② ③
(4) a、b、c 实验d、e的溶液中的量明显高于实验a、b、c
(5)过量太多的溶液会导致后续试剂用量增大,浪费试剂,还可能由于盐效应导致的溶解度增大,进而使得残留量增大
(6)在加NaOH溶液之前先向粗盐溶液中加入稍过量的溶液,然后过滤,再依次加入其他除杂试剂
【分析】加入过量氢氧化钠溶液,生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,除去镁离子;加入氯化钡时,能和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,从而除去硫酸根离子;加入碳酸钠溶液时,能和氯化钙、过量的氯化钡反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀和氯化钠,从而除去钙离子和过量的钡离子;过滤,向滤液中加入适量的稀盐酸把过量的氢氧化钠和碳酸钠除去,蒸发结晶得到氯化钠晶体;需要注意的是,由于碳酸钠需要除去过量的钡离子,故碳酸钠必须在氯化钡溶液之后;
【详解】(1)②中加入过量溶液的目的是除去硫酸根离子;
(2)硫酸根离子能和钡离子生成硫酸钡沉淀,证明NaCl样品中含的实验:取少量NaCl样品于试管中,加入蒸馏水溶解,加入HCl酸化的溶液,观察到有白色沉淀生成,说明含有硫酸根离子。
(3)猜想步骤②生成的发生沉淀转化导致了的残留,则说明硫酸钡和后来加入的碳酸钠中碳酸根离子反应转化为碳酸钡沉淀和硫酸根离子,反应为:;则可以改进实验,在原实验的步骤②、③之间增加过滤操作,首先分离出硫酸钡沉淀,然后加入碳酸钠,这样可以使得所得NaCl样品中的残留量相较之前略有减少。
(4)①上表中的实验a、b、c中变量为单一溶质,比较滤液中硫酸根离子的量,能说明在单一溶质溶液中,NaCl溶液的盐效应对溶解度产生的影响要明显弱于NaOH溶液或溶液的影响。
②实验d、e变量为混合溶质,实验a、b、c变量为单一溶质,由表数据,实验d、e的溶液中的量明显高于实验a、b、c,说明混合溶液的盐效应明显强于单一溶质溶液;
(5)过量太多的溶液会导致后续碳酸钠试剂用量增大,浪费试剂,还可能由于盐效应导致的溶解度增大,进而使得残留量增大,故粗盐提纯实验中除杂试剂溶液不应过量太多;
(6)为尽可能减少残留,可以首先加入稍过量的溶液,和硫酸根离子生成硫酸钡沉淀,然后过滤先除去硫酸钡沉淀,分离出滤液再进行其它除杂操作,故答案为:在加NaOH溶液之前先向粗盐溶液中加入稍过量的溶液,然后过滤,再依次加入其他除杂试剂。
10.(24-25高二上·北京昌平区·期末)某小组同学向CuCl2和KCl混合液中加入打磨光亮的Mg条,探究溶液中参与反应的微粒及对应产物。
【实验I、II】(均加入表面积相同的光亮镁条0.20 g,约0.0083 mol)
加入试剂
实验现象
初期
3 min
12 h
Ⅰ
室温下,10 mL pH=3.80的CuCl2和KCl混合液。c(Cu2+)=0.1 mol·L-1,c(Cl−)=1 mol·L-1.
镁条表面产生红色固体,产生无色气泡,速率很快。
镁条表面不断聚积出现蓝白色不溶物。
不再产生气泡,镁条完全消失,试管底部依次有红色、蓝白色、红色、白色沉淀,反应液浑浊(室温下pH=9.28)。
Ⅱ
室温下,10 mL 1 mol·L-1酸性KCl溶液。(盐酸酸化至pH=x)
产生无色气泡,速率适中。
——
不再产生气泡,大部分镁条没有反应完,反应液澄清(室温下pH=10.55)。
(1)实验Ⅱ为实验Ⅰ的空白对照组,x的值为 。
(2)反应初期,实验I比实验II产生气泡速率更快的原因是 。
【实验III】探究实验I中3min时蓝白色不溶物的成分
实验步骤及现象
III
重复实验Ⅰ,进行到3 min时,取出镁条。用浓氨水充分浸取后,镁条表面蓝白色不溶物完全溶解并露出红色层,氨水浸出液呈蓝色。
资料:ⅰ.Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Mg(OH)2固体不可溶于浓氨水。
ⅱ.Cu(OH)2固体可溶于浓氨水形成深蓝色配离子[Cu(NH3)4]2+。
ⅲ.CuCl为白色固体;[Cu(NH3)2]+为无色配离子,容易被空气氧化。
(3)由实验III可得,蓝白色不溶物中含Cu(OH)2,不含Mg(OH)2。
①结合化学用语解释Cu(OH)2产生的原因: 。
②蓝白色不溶物中不含Mg(OH)2的实验证据是 。
(4)依据资料,推测蓝白色不溶物中含CuCl,进一步进行探究。
①取实验III的蓝色浸取液,分成两等份于两支试管中,试管a用橡胶塞盖紧,试管b充分振荡静置, (填现象),证实推测。
②用离子方程式解释试管b中现象: 。
③用离子方程式解释CuCl产生的原因: 。
(5)对比实验I和实验II中12h后的现象,结合必要的数据分析,解释实验I中12h后反应液在pH=9.28时浑浊的原因是 。
【答案】(1)3.80
(2)反应生成Cu,构成原电池,加快化学反应速率
(3) Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,Mg和H+反应生成H2,c(H+)减小,平衡正移,生成Cu(OH)2蓝色沉淀 镁条表面蓝白色不溶物完全溶解
(4) 试管b中蓝色比试管a中的深 4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O =4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O 2Cu 2++Mg+2Cl-=2CuCl↓+Mg2+
(5)Q=c(Mg2+)·c2(OH-)=0.83×(10-4.72)2=8.3×10-10.44 >5.6 ×10-12,Q>K,产生沉淀
【详解】(1)实验Ⅱ为实验Ⅰ的空白对照组,实验I的pH=3.80,因此x的值为3.80;
(2)实验I的反应初期,Mg置换出Cu,形成原电池,加快了反应速率,实验I比实验II产生气泡速率更快;
(3)①Cu2+与水发生水解反应,生成蓝色Cu(OH)2蓝色沉淀,相应的离子方程式为:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,Mg和H+反应生成H2,c(H+)减小,平衡正移,生成Cu(OH)2蓝色沉淀;
② Mg(OH)2白色沉淀不能溶于氨水,镁条表面蓝白色不溶物完全溶解,说明白色沉淀不是Mg(OH)2;
(4)①[Cu(NH3)2]+容易被空气氧化成二价铜离子,再与NH3结合成蓝色的[Cu(NH3)4]2+,试管b中蓝色比试管a中的深;
②离子方程式为:4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O =4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O;
③Cu2+具有氧化性,Mg单质可以还原Cu2+为Cu+,Cu+与Cl-反应生成CuCl白色沉淀,离子方程式为:2Cu 2++Mg+2Cl-=2CuCl↓+Mg2+;
(5)镁条0.20g,约0.0083mol,完全反应后生成的Mg2+的物质的量为0.0083mol,c(Mg2+)=,pH=9.28时,c(OH-)=1.0×10-4.72mol/L,Q=c(Mg2+)·c2(OH-)=0.83×(10-4.72)2=8.3×10-10.44 >5.6 ×10-12,Q>K,产生沉淀。
11.(24-25高二上·北京十一学校·期末)为探究Ag+与Fe3+氧化性的相关问题,某小组同学进行如下实验:
已知:相关物质的溶解度(20℃)AgCl:1.5×10-4g Ag2SO4:0.796 g
(1)甲同学的实验如下:
序号
操作
现象
实验Ⅰ
将2 mL 1 mol/L AgNO3溶液加入到1 mL 1 mol/L FeSO4溶液中
产生白色沉淀,随后有黑色固体产生
取上层清液,滴加KSCN 溶液
溶液变红
注:经检验黑色固体为Ag
① 白色沉淀的化学式是 。
② 甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是 。
(2)乙同学为探究Ag+和Fe2+反应的程度,进行实验Ⅱ。
a.按右图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应),发现电压表指针偏移。偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后,指针偏移减小。
b.随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,发现电压表指针的变化依次为:偏移减小→回到零点→逆向偏移。
① a中甲烧杯里的电极反应式是 。
② b中电压表指针逆向偏移后,银为 极(填“正”或“负”)。
③ 由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是 。
(3)为进一步验证乙同学的结论,丙同学又进行了如下实验:
序号
操作
现象
实验Ⅲ
将2 mL 2 mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中
银镜消失
实验Ⅳ
将2 mL1 mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中
银镜减少,未消失
实验Ⅴ
将2 mL 2 mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中
银镜消失
① 实验Ⅲ (填“能”或“不能”)证明Fe3+氧化了Ag,理由是 。
② 用化学反应原理解释实验Ⅳ与Ⅴ的现象有所不同的原因: 。
【答案】 Ag2SO4 有黑色固体(Ag )生成,加入KSCN 溶液后变红 Fe2+-e-=Fe3+ 负 Fe2++Ag+Fe3++Ag 不能 因为Fe(NO3)3溶液呈酸性,酸性条件下NO3-也可能氧化Ag 溶液中存在平衡:Fe3++AgFe2++Ag+,且AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大(或促使平衡正向移动,银镜溶解)。
【详解】(1)将2mL 1mol/L AgNO3溶液加入到1mL 1mol/L FeSO4溶液中发生复分解反应会生成硫酸银白色沉淀,银离子具有强氧化性会氧化Fe2+为Fe3+,银离子被还原为黑色固体金属单质银;取上层清液,滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成;
①上述分析可知白色沉淀为硫酸银,它的化学式是Ag2SO4,故答案为Ag2SO4;
②甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是实验现象中,银离子被还原为黑色固体金属单质银,取上层清液,滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成,故答案为有黑色固体(Ag)生成,加入KSCN溶液后变红;
(2)①实验过程中电压表指针偏移,偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银,依据原电池原理可知银做原电池正极,石墨做原电池负极,负极是甲池溶液中亚铁离子失电子发生氧化反应生成铁离子,a中甲烧杯里的电极反应式是Fe2+-e-=Fe3+;故答案为Fe2+-e-=Fe3+;
②随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,和乙池组成原电池,发现电压表指针的变化依次为,偏移减小→回到零点→逆向偏移,依据电子流向可知乙池中银做原电池负极,发生的反应为铁离子氧化为银生成亚铁离子;故答案为负;
③由实验现象得出,Ag+和Fe2+反应生成铁离子和金属银,反应的离子方程式是Fe2++Ag+Fe3++Ag;故答案为Fe2++Ag+Fe3++Ag;
(3)①将2mL 2mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中银镜消失,说明银杯氧化,可能是溶液中铁离子的氧化性,也可能是铁离子水解显酸性的溶液中,硝酸根离子在酸溶液中具有了强氧化性,稀硝酸溶解银,所以实验Ⅲ不能证明Fe3+氧化了Ag,故答案为不能;因为Fe(NO3)3溶液呈酸性,酸性条件下NO3-也可能氧化Ag;
②将2mL1mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中银镜减少,未消失说明部分溶解,将2mL 2mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中银镜消失,说明银溶解完全,依据上述现象可知,溶液中存在平衡:Fe3++AgFe2++Ag+,且AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大,故答案为溶液中存在平衡:Fe3++AgFe2++Ag+,且 AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大。
12.(23-24高二上·北京通州区·期末)某小组同学探究Ag+与I- 能否发生氧化还原反应,设计如下实验。
(1)研究AgNO3溶液与KI溶液反应产物。
向盛有1 mL 1 mol/L AgNO3溶液的试管中加入1 mL 1 mol/L KI溶液,振荡试管产生黄色浑浊,再向其中加入 溶液,无明显变化。得出结论:二者混合无明显氧化还原反应。
(2)验证Ag+的氧化性。
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中铁的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验,请完成下表:
操作
现象
结论
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡
i.
存在Fe3+
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入2滴ⅱ. (填序号)溶液,振荡
ⅲ.
存在Fe2+
可选用试剂:① KSCN溶液 ② NaOH溶液③ 酸性KMnO4溶液 ④ K3[Fe(CN)6]溶液。
由上述实验可知铁的氧化产物中含有Fe2+和Fe3+,则Ag+氧化性强于Fe3+,又已知Fe3+氧化性强于I2,得出结论:Ag+可与I-发生氧化还原反应。
甲同学用pH计测得,常温时该硝酸银溶液的pH为5.50,于是对上述实验结论提出质疑。你认为他的理由是 。
(3)丙同学通过原电池原理探究Ag+与I-之间的氧化还原反应,装置图如下。
①补全上图原电池装置示意图 。
②闭合开关K,电流表指针发生偏转,一段时间后正极电极表面有光亮的银析出。
依据上述实验现象,写出Ag+与I-之间发生氧化还原反应的离子方程式 。
结论:Ag+与I-可发生自发的氧化还原反应。
(4)实验反思。
丙同学查阅资料得知,离子的氧化性或还原性强弱与其浓度有关。由该资料和以上实验分析AgNO3溶液与KI溶液直接混合时,没有发生氧化还原反应的原因是 。
【答案】(1)淀粉
(2) 溶液变为红色 ③ 溶液的紫色褪去 酸性环境下 可将 Fe2+ 氧化为 Fe3+
(3) 2Ag++2I-═2Ag+I2
(4)AgNO3 溶液与KI溶液直接混合时生成AgI沉淀,使 c(Ag+)[或c(I-)]降低,氧化性(或还原性)减弱,不足以发生氧化还原反应
【分析】(1)研究AgNO3溶液与KI溶液反应产物,两者若发生氧化还原反应,则生成I2和Ag,实验证明两者仅发生沉淀反应,即生成AgI沉淀,说明Ag+没有将I-氧化。
(2)铁可以和Ag+发生置换反应,铁若转化为Fe3+,则遇KSCN,溶液会变红,若铁转化为Fe2+,则能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
【详解】(1)Ag+具有较强的氧化性,I-有较强的还原性,若两者发生氧化还原反应,则I-被氧化为I2,加入淀粉,溶液会变蓝,故答案为:淀粉;
(2)Fe3+和SCN-反应能生成红色的Fe(SCN)3,可以用KSCN溶液检验Fe3+;Fe2+有还原性,和酸性高锰酸钾溶液反应,将KMnO4还原为Mn2+,高锰酸钾溶液的紫色会褪去。硝酸银溶液的pH为5.50,溶液呈酸性,而在酸性环境下具有较强的氧化性,所以将铁氧化的可能不是Ag+,而可能是酸性溶液中的,故答案为:溶液变为红色;③;溶液的紫色褪去;酸性环境下 可将 Fe2+ 氧化为 Fe3+;
(3)
①2Ag++2I-═2Ag+I2反应中,银离子在正极发生还原生成银单质,碘离子在负极失去电子发生氧化反应生成碘单质,则右侧石墨为正极,电解质溶液为硝酸银溶液,左侧石墨为负极,电解质溶液为碘化钾溶液,故图示为:;
②闭合开关K,电流表指针发生偏转,一段时间后正极电极表面有光亮的银析出;依据上述实验现象,写出Ag+与I-之间发生氧化还原反应的离子方程式为2Ag++2I-═2Ag+I2,故答案为:2Ag++2I-═2Ag+I2;
(4)由于离子的氧化性或还原性与其浓度有关;AgNO3溶液与KI溶液直接混合时,没有发生氧化还原反应的原因是AgNO3 溶液与KI溶液直接混合时生成AgI沉淀,使 c(Ag+)[或c(I-)]降低,氧化性(或还原性)减弱,不足以发生氧化还原反应,
故答案为:AgNO3 溶液与KI溶液直接混合时生成AgI沉淀,使 c(Ag+)[或c(I-)]降低,氧化性(或还原性)减弱,不足以发生氧化还原反应。
13.(24-25高二上·北京第二十中学·期末)某小组同学探究盐对平衡体系的影响。
实验Ⅰ:探究对和平衡体系的影响
将等体积、低浓度的溶液(已用稀盐酸酸化)和溶液混合,静置至体系达平衡,得红色溶液a。各取溶液a放入3支比色皿中,分别滴加不同浓度的溶液,并测定各溶液的透光率随时间的变化,结果如图所示。
已知:①溶液的透光率与溶液颜色深浅有关,颜色深,透光率低。
②在水溶液中由于水解而显黄色;溶液中存在(黄色)。
(1)稀盐酸酸化溶液的目的是 。采用浓度较低的溶液制备和平衡体系,是为了避免 (填离子符号)的颜色对实验干扰。
(2)从实验结果来看,溶液确实对和平衡体系有影响,且随着浓度增大,平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动。
实验Ⅱ:探究盐对和平衡体系产生影响的原因
同学查阅相关资料,认为可能的原因有:
原因1: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。溶液的加入使和平衡状态因盐效应而发生变化。
原因2:溶液中存在副反应,离子浓度发生变化,导致和平衡状态发生变化。
(3)基于以上分析,该组同学取等体积的溶液a,分别加入等物质的量的不同种类的盐晶体(忽略溶液体积变化),观察颜色变化,结果如下表。
序号
加入少量盐
溶液颜色
1
无
红色
2
变浅
3
略变浅
4
变浅程度较大
①上述实验可证明盐效应影响了和平衡体系的是 (填字母序号)。
a、1和2 b、1和3 c、1和4
②选择实验 (填序号)可得出结论:的盐效应弱于的盐效应。简述选择实验的理由及获得结论的依据: 。
(4)取等体积的溶液a继续进行实验,结果如下表。
序号
加入溶液
溶液颜色
5
浓盐酸
明显变浅,溶液偏黄
6
去离子水
略变浅
上述实验可证明副反应影响了和平衡体系,结合实验现象及化学用语分析副反应对和平衡体系有影响的原因: 。
(5)拓展应用:盐效应对多种平衡体系有影响。
在不同浓度溶液中的溶解度数据如下表:
0
0.01
0.02
0.04
0.10
0.20
溶解度
4.5
0.48
0.42
0.39
0.48
0.69
分析在范围内,溶解度发生变化的原因: 。
【答案】(1) 抑制Fe3+水解
(2)逆
(3) b 2和4 阴离子均为氯离子,加入,溶液变浅程度较大
(4)加入浓盐酸,氯离子浓度增大,平衡正向移动,Fe3+浓度减小,平衡逆向移动,溶液颜色变浅;
(5)浓度增大,溶解平衡逆向移动,溶解度减小,浓度继续增大,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,溶解平衡正向移动,溶解度又略增大
【分析】实验Ⅰ:探究对和平衡体系的影响,随着溶液浓度增大,溶液的透光率增加,按照题中信息,可能原因有:原因1,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。溶液的加入使和平衡状态因盐效应而发生变化。
原因2,溶液中存在副反应,离子浓度发生变化,导致和平衡状态发生变化。
【详解】(1)稀盐酸酸化溶液的目的是抑制Fe3+水解;有颜色,采用浓度较低的溶液制备和平衡体系,是为了避免的颜色对实验干扰;
(2)随着浓度增大,平衡正向移动,Fe3+浓度减小,平衡逆向移动;
(3)①溶液和溶液中均存在氯离子,对平衡有影响,无法确定是盐效应使平衡移动,加入溶液,颜色略变浅,证明和平衡状态因盐效应而发生变化,故1和3可证明盐效应影响了和平衡体系,故选b;
②选择实验2和4可得出结论:的盐效应弱于的盐效应;溶液和溶液中均存在氯离子,加入,溶液变浅程度较大;
(4)加入浓盐酸,氯离子浓度增大,平衡正向移动,Fe3+浓度减小,平衡逆向移动,溶液颜色变浅;
(5)浓度增大,溶解平衡逆向移动,溶解度减小,浓度继续增大,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,溶解平衡正向移动,溶解度又略增大。
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