12.3 第59讲 反应产物、反应原理探究综合实验（课件PPT）-【金版新学案】2026年高考化学高三总复习大一轮复习（广东专版）

该高中化学高考复习课件聚焦反应产物与原理探究综合实验，对接高考评价体系，梳理产物确定、机理分析、实验设计等核心考点，结合2023广东卷量热实验、2024北京卷Fe³+与金属反应等真题，明确平衡移动、沉淀洗涤、现象描述等高频考点，构建“假设-证据-结论”思维模型。 课件亮点在于“科学探究与实践”素养培养，如以Mg与NH₄Cl反应为例，通过变量控制和证据推理（科学思维）突破机理分析，实验现象描述模板（溶液颜色、沉淀状态）规范表达。提供沉淀洗涤检验等答题模板及易错点警示，助力学生掌握得分技巧，教师可据此实施精准复习。

第59讲　反应产物、反应原理探究综合实验 第十二章 化学综合实验 高三一轮复习讲义 广东专版 1.能根据不同情景、不同类型实验特点评价或设计解决问题的简单方案。 2.建立解答探究类综合实验的思维模型。 3.能正确选用实验装置，掌握控制实验条件的方法。 4.能预测或描述实验现象、分析或处理实验数据、得出合理结论。 复习目标 1.解答产物确定题的思路分析 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。 必备知识 整合 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.寻求反应机理类探究性实验解题流程 3.文字表述题的各种答题规范 (1)检验沉淀洗涤是否完全的答题模板 取少许最后一次洗涤液，滴入少量……溶液(试剂)，若……(现象)，表示已经洗涤完全。 解答此类题目要注意四个得分点：取样＋试剂＋现象＋结论。 取样 要取“少许最后一次”洗涤液 试剂 选择合理的试剂 现象 需有明显的现象描述 结论 根据现象得出结论 (2)实验操作的原因、目的、作用的答题要点 答题要素 明确实验目的：做什么 明确操作目的：为什么这样做 明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么 得分点及 关键词 操作：怎么“做”，为什么这样“做” 作用：需有明确的结论、判断、理由 (3)实验现象的准确、全面描述 答题 要素 现象描述要全面：看到的、听到的、触摸到的、闻到的 现象描述要准确：如A试管中……B处有…… 按“现象＋结论”格式描述，忌现象结论不分、由理论推现象、指出具体生成物的名称 得分点及 关键词 溶液中：颜色由……变成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液变浑浊，生成(产生)……沉淀，溶液发生倒吸，产生大量气泡(或有气体从溶液中逸出)，有液体溢出等 固体：表面产生大量气泡，逐渐溶解，体积逐渐变小，颜色由……变成……等 气体：生成……色(味)气体，气体由……色变成……色，先变……后……(加深、变浅、褪色)等 (4)试剂的作用的答题模板 答题要素 试剂的作用是什么？要达到的目的是什么 得分点及 关键词 作用类：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要准确 作用—目的类：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要准确全面 1.(2024·首都师大附中检测)实验小组探究酸对Fe3＋＋3SCN－⥫⥬Fe(SCN)3平衡的影响。将0.005 mol/L FeCl3溶液(接近无色)和0.01 mol/L KSCN溶液等体积混合，得到红色溶液。取两等份红色溶液，进行如下操作并记录现象。 (1)FeCl3水解显酸性的原因是　　　　　　　　　　　　_______(用方程式表示)。 关键能力 提升 0FeCl3水解显酸性的原因是溶液中的铁离子水解，溶液显酸性，反应的离子方程式：Fe3＋＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋； Fe3＋＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋ (2)甲同学认为加入酸后，会使Fe3＋＋3SCN－⥫⥬Fe(SCN)3体系中　　　　浓度改变，导致该平衡正向移动，溶液颜色加深。 甲同学认为加入酸后，Fe3＋＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋平衡逆向移动，Fe3＋浓度增大，会使Fe3＋＋3SCN－⥫⥬Fe(SCN)3平衡正向移动，溶液颜色加深； Fe3＋   [设计并实施实验] [查阅资料] ⅰ.Fe3＋和Cl－、S均能发生络合反应： Fe3＋＋4Cl－⥫⥬ [FeCl4]－(黄色)；Fe3＋＋2S⥫⥬ [Fe(SO4)2]－(无色)。 ⅱ.浓度为0.005 mol/L时，Fe3＋显无色。 实验Ⅰ.探究现象a中溶液颜色变化的原因 编号 操作 现象 ① 向2 mL红色溶液中滴加5滴水 溶液颜色无明显变化 ② 向2 mL红色溶液中滴加5滴3 mol/L KCl溶液 溶液颜色变浅，呈橙色 (3)实验①的目的是　　　　　　　_________________。 滴入KCl溶液时，溶液被稀释，实验①滴入相同体积的水，可以排除稀释使溶液颜色变化的干扰； 排除稀释使溶液颜色变化的干扰 编号 操作 现象 ① 向2 mL红色溶液中滴加5滴水 溶液颜色无明显变化 ② 向2 mL红色溶液中滴加5滴3 mol/L KCl溶液 溶液颜色变浅，呈橙色 (4)根据实验①和实验②的结果，从平衡移动角度解释现象a：_______________　　　 ______________________________________________________________________________________________________________________________________。 由实验①②的现象分析，Fe3＋和Cl－、S均能发生络合反应，在Fe3＋＋3SCN－⥫⥬Fe(SCN)3平衡体系中加入盐酸，铁离子、氯离子发生络合反应，使得铁离子浓度减小，平衡逆向移动，Fe(SCN)3浓度减小，溶液颜色变浅，呈橙色； 在Fe3＋＋3SCN－⥫⥬Fe(SCN)3 平衡体系中加入盐酸，铁离子、氯离子发生络合反应，使得铁离子浓度减小，平衡逆向移动，Fe(SCN)3浓度减小，溶液颜色变浅，呈橙色 实验Ⅱ.探究现象b中溶液呈浅黄色的原因 编号 操作 现象 ③ 取1 mL 0.002 5 mol/L Fe2(SO4)3溶液(无色)，加入1 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液 溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色 ④ 取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，__________ __________ (5)结合实验③可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，分别是[FeCl4]－和　　 　。 硫酸铁溶液中加入KSCN溶液得到红色溶液，再加入稀硫酸，题干中得到[Fe(SO4)2]－为无色，溶液中的离子结合实验③可以推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，为[FeCl4]－或Fe(SCN)3； Fe(SCN)3 实验Ⅱ.探究现象b中溶液呈浅黄色的原因 编号 操作 现象 ③ 取1 mL 0.002 5 mol/L Fe2(SO4)3溶液(无色)，加入1 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液 溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色 ④ 取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，__________ __________ (6)乙同学进一步补充了实验④，确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒不是[FeCl4]－，请将实验④的操作及现象补充完整：_____________________ ________________________、______________。 加入1 mL蒸馏水，再加 入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液 得到无色溶液 若要确证现象b中使溶液呈浅黄色的微粒不是[FeCl4]－，应取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，加入1 mL蒸馏水，与实验③加入的1 mL KSCN溶液体积相同，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液，观察溶液是否变化，最后得到无色溶液，说明实验③中使溶液呈浅黄色的是Fe(SCN)3。 编号 操作 现象 ③ 取1 mL 0.002 5 mol/L Fe2(SO4)3溶液(无色)，加入1 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液 溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色 ④ 取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，__________ __________ 2.某小组为探究Mg与NH4Cl溶液的反应机理，常温下进行以下实验。实验中所取镁粉质量均为0.5 g，分别加入选取的实验试剂中，资料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－对该反应几乎无影响。 实验 实验试剂 实验现象 1 5 mL蒸馏水 反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2) 2 5 mL 1.0 mol·L－1 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)经检验实验2中刺激性气味气体为NH3，检验方法是_________________　　　　　　　 __________________________。再用排水法收集一小试管产生的气体，经检验小试管中气体为H2。 将湿润的红色石蕊 试纸放在试管口，试纸变蓝 (2)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)。 实验 实验试剂 实验现象 1 5 mL蒸馏水 反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2) 2 5 mL 1.0 mol·L－1 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 Cl－ Mg(OH)Cl 将洗涤后的固体溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀，说明灰白色沉淀含有Cl－，结合已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－和化合物中各元素化合价代数和为0，可推测灰白色固体可能是Mg(OH)Cl。 实验 实验试剂 实验现象 1 5 mL蒸馏水 反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2) 2 5 mL 1.0 mol·L－1 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 (3)甲同学认为实验2比实验1反应剧烈的原因是NH4Cl溶液中c(H＋)大，与Mg反应快。用化学用语解释NH4Cl溶液显酸性的原因是____________\___ _______________。 实验 实验试剂 实验现象 1 5 mL蒸馏水 反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2) 2 5 mL 1.0 mol·L－1 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 N＋H2O⥫⥬ NH3·H2O＋H＋ 实验 实验装置 3   (4)乙同学通过实验3证明甲同学的说法不合理。 ①X是　　　　　　　　 。 由(3)分析可知，NH4Cl溶液因水解呈酸性，故为了进行对照实验，必须找到一种含有相同阳离子即N且溶液显中性的试剂，由题干信息可知，X是5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液。 5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液 实验 实验装置 3   ②由实验3获取的证据为　　　　　　　____________。 乙同学通过实验3来证明甲同学的说法是不合理的，故由实验3获取的证据为两试管反应剧烈程度相当。 两试管反应剧烈程度相当 (5)为进一步探究实验2反应剧烈的原因，进行实验4。 依据上述实验，可以得出Mg能与N反应生成H2。乙同学认为该方案不严谨，需要补充的实验方案是　　　　　　　_____________________________。 实验 实验试剂 实验现象 4 5 mL NH4Cl乙醇溶液 有无色无味气体产生(经检验为H2) 依据上述实验，可以得出Mg能与N反应生成H2，乙同学认为该方案不严谨，故需要补充对照实验，验证在无N的情况下乙醇是否也能与Mg反应放出H2，故实验方案为取5 mL无水乙醇，加入0.5 g 镁粉无明显变化。 取5 mL无水乙醇，加入0.5 g镁粉，无明显变化 (6)由以上实验可以得出的结论是____________________________________ ___________________。 NH4Cl水解产生的H＋对反应影响小， N对反应影响大 1.(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－1 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　　　　。 高考真题 感悟 A D 滴定操作时需要用的仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台等，故选AD； ②该盐酸浓度为　　　　 mol·L－1。 0.550 0 滴定时发生的反应为HCl＋NaOHNaCl＋H2O，故c(HCl)＝＝＝0.550 0 mol·L－1； (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－1·℃－1和1.0 g·mL－1，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。 由Q＝cρV总·ΔT可得Q＝4.18 J·g－1·℃－1×1.0 g·mL－1×(50 mL＋50 mL)×(T1－T0)＝418(T1－T0)J； 418(T1－T0) (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。 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。 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100 mL 1.20 g Fe粉 a b ⅱ 0.56 g Fe粉 a c ＞ －20.9 (b－a) kJ·mol－1或－41.8 (c－a) kJ·mol－1 100 mL 0.20 mol·L－1 CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02 mol，1.20 g Fe粉和0.56 g Fe粉的物质的量分别为0.021 mol、0.01 mol，实验ⅰ中有0.02 mol CuSO4发生反应，实验ⅱ中有0.01 mol CuSO4发生反应，实验ⅰ放出的热量多，则b＞c；若按实验ⅰ进行计算，ΔH＝－ kJ·mol－1＝－20.9 (ba) kJ·mol－1；若按实验ⅱ进行计算，ΔH＝－ kJ·mol－1＝－41.8 (ca) kJ·mol－1； 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100 mL 1.20 g Fe粉 a b ⅱ 0.56 g Fe粉 a c (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)。 Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑ 抑制Fe3＋水解 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　_______________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 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)3CuSO4＋2FeSO4的焓变ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe＋CuSO4Cu＋FeSO4的焓变ΔH；根据盖斯定律计算得到反应Fe＋Fe2(SO4)33FeSO4的焓变为ΔH1＋ΔH Fe3＋易水解，为防止Fe3＋水解，在配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸；用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1说明溶液中呈强酸性，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即氢气产生，说明溶液中还存在Fe与酸的反应，其离子方程式为Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑；乙同学根据相关原理，重新设计优化的实验方案的重点为如何防止Fe与酸反应产生影响，可以借助盖斯定律，设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应，故可将一定量的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)3CuSO4＋2FeSO4的焓变ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe＋CuSO4Cu＋FeSO4的焓变ΔH；根据盖斯定律计算得到反应Fe＋Fe2(SO4)33FeSO4的焓变为ΔH1＋ΔH； (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____________ _____________________。 化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛，化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭等都是化学能转化为热能的应用，另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化为热能的应用。 燃料燃烧(或 铝热反应焊接铁轨等) 2.(2024·北京卷)某小组同学向pH＝1的0.5 mol·L－1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。 (1)理论分析 依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3＋还原为Fe的金属是　　　　。 Mg、Zn 实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。在金属活动性顺序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3＋还原为Fe； 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 (2)实验验证 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 ①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，证明都有Fe2＋生成，依据的现象是　　　　　　　。 产生蓝色沉淀 实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 Fe2＋与K3[Fe(CN)6]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀； 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为红褐色Fe(OH)3沉淀 ②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因：_____________ ___________________________________________________________________________________________________________________ 。 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀； 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 ③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。 ⅰ.a.甲认为实验Ⅱ中，当Fe3＋、H＋浓度较大时，即使Zn与Fe2＋反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3＋、H＋消耗。写出Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式：_____________________________________________________________________　　　　　　　　　　　　　 ____________________。 2Fe3＋＋2Fe＋2H＋===4Fe2＋＋H2↑(或2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2H＋＋ Fe ===Fe2＋＋H2↑) 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式为2Fe3＋＋2Fe＋2H＋===4Fe2＋＋H2↑(或2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑)； 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe (CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀 b.乙认为在pH为3～4的溶液中即便生成Fe也会被H＋消耗。设计实验： 　　　　　 ___________________________________________________________ ______________________________(填实验操作和现象)。证实了此条件下可忽略H＋对Fe的消耗。 c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2＋的反应。实验证实了Zn粉被包裹。 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 要证实在pH为3～4的溶液中可忽略H＋对Fe的消耗，可向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H＋反应生成Fe2＋； 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 ⅱ.查阅资料：0.5 mol·L－1 Fe3＋开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。 结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，____________________________________ ________________(填实验操作和现象)，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。 加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 结合a、b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe(OH)3沉淀时使Fe3＋被Zn还原，即可排除两个干扰因素，具体操作为重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质； 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因：________　　　　　　　　　 　　　　_________________________________________。 粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹 加入镁 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 课 时 测 评 1.(12分)(2025·东莞佛山联考)侯德榜为我国纯碱工业发展做出了重要贡献。某兴趣小组开展如下探究： Ⅰ.在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置如图所示。 (1)装置Ⅰ中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　________。 CaCO3＋2H＋Ca2＋＋H2O＋CO2↑ 2 3 4 5 1 装置Ⅰ用碳酸钙和稀盐酸反应制备二氧化碳，装置Ⅱ用饱和碳酸氢钠溶液除二氧化碳中的氯化氢，装置Ⅲ中二氧化碳和饱和氨盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤、洗涤、干燥后，将固体置于坩埚中灼烧生成碳酸钠。装置Ⅰ中碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水，反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋Ca2＋＋H2O＋CO2↑ ； 2 3 4 5 1 装置Ⅰ用碳酸钙和稀盐酸反应制备二氧化碳，装置Ⅱ用饱和碳酸氢钠溶液除二氧化碳中的氯化氢，装置Ⅲ中二氧化碳和饱和氨盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤、洗涤、干燥后，将固体置于坩埚中灼烧生成碳酸钠。装置Ⅱ的作用是除二氧化碳中的氯化氢，洗气瓶中盛有饱和碳酸氢钠溶液。 (2)装置Ⅱ洗气瓶中盛有　　　　 溶液。 饱和碳酸氢钠 2 3 4 5 1 (3)反应一段时间，装置Ⅲ中试管内有固体析出，总反应的化学方程式为　　　　　　 　　　　　　　______________________________。 NaCl＋NH3·H2O＋CO2NaHCO3↓＋NH4Cl 2 3 4 5 1 装置Ⅰ用碳酸钙和稀盐酸反应制备二氧化碳，装置Ⅱ用饱和碳酸氢钠溶液除二氧化碳中的氯化氢，装置Ⅲ中二氧化碳和饱和氨盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤、洗涤、干燥后，将固体置于坩埚中灼烧生成碳酸钠。反应一段时间，装置Ⅲ中氯化钠、一水合氨、二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，试管内有固体析出，总反应的化学方程式为NaCl＋NH3·H2O＋CO2NaHCO3↓＋NH4Cl。 2 3 4 5 1 装置Ⅰ用碳酸钙和稀盐酸反应制备二氧化碳，装置Ⅱ用饱和碳酸氢钠溶液除二氧化碳中的氯化氢，装置Ⅲ中二氧化碳和饱和氨盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤、洗涤、干燥后，将固体置于坩埚中灼烧生成碳酸钠。灼烧固体物质用坩埚，反应结束后，过滤出试管内固体，对固体进行洗涤，干燥后，将固体置于坩埚中，在300 ℃下加热可制得纯碱，选D。 (4)反应结束后，过滤出试管内固体，对固体进行洗涤，干燥后，将固体置于 ______(填下图标号)，在300 ℃下加热可制得纯碱。 D 2 3 4 5 1 (5)纯碱在生产生活中一种用途是　　　　　　　________。 洗涤油污、制玻璃等 装置Ⅰ用碳酸钙和稀盐酸反应制备二氧化碳，装置Ⅱ用饱和碳酸氢钠溶液除二氧化碳中的氯化氢，装置Ⅲ中二氧化碳和饱和氨盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤、洗涤、干燥后，将固体置于坩埚中灼烧生成碳酸钠。纯碱在生活中用途有洗涤油污、制玻璃。 2 3 4 5 1 Ⅱ.探究影响Na2CO3水解的因素，实验方案如下(Na2CO3溶液浓度均为 0.1 mol·L－1)： 序号 温度℃ V(Na2CO3溶液)/mL V(H2O)/mL pH 1 25 0 20.0 A1 2 25 20.0 0 A2 3 25 2.0 18.0 A3 4 40 20.0 0 A4 2 3 4 5 1 (6)①由A1　　A2(填“＞”“＜”或“＝”)可说明，Na2CO3溶液水解呈碱性；在实验2和3，稀释Na2CO3溶液，促进Na2CO3水解的证据是_________　　　　　　　(用含A2和A3的代数式表示)。 ＜ A3＞(A2－1) 序号 温度℃ V(Na2CO3溶液)/mL V(H2O)/mL pH 1 25 0 20.0 A1 2 25 20.0 0 A2 3 25 2.0 18.0 A3 4 40 20.0 0 A4 2 3 4 5 1 装置Ⅰ用碳酸钙和稀盐酸反应制备二氧化碳，装置Ⅱ用饱和碳酸氢钠溶液除二氧化碳中的氯化氢，装置Ⅲ中二氧化碳和饱和氨盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤、洗涤、干燥后，将固体置于坩埚中灼烧生成碳酸钠。 25 ℃，纯水的pH＝7，碳酸钠溶液的pH＞7，由A1＜A2可说明，Na2CO3溶液水解呈碱性；实验2和3比较，3中溶液相当于把2中溶液稀释10倍，稀释Na2CO3溶液，促进Na2CO3水解，证据是A3＞(A2－1)。 序号 温度℃ V(Na2CO3溶液)/mL V(H2O)/mL pH 1 25 0 20.0 A1 2 25 20.0 0 A2 3 25 2.0 18.0 A3 4 40 20.0 0 A4 2 3 4 5 1 ②已知Na2CO3水解是吸热反应，甲同学预测A2＜A4，但实验结果为A2＞A4，实验结果比预测数值小的原因是Na2CO3溶液从25 ℃升温至40 ℃，　　　___________________ ________________________________________________________。 甲同学补充做了一个实验，测定　　　　 ，通过上表和补充测定的数据，近似计算出在25 ℃和40 ℃时，0.1 mol·L－1Na2CO3溶液水解生成的c(OH－)，发现两温度下c(OH－)的大小为：25 ℃＜40 ℃。据此，小组同学得出结论是温度升高，促进Na2CO3水解。 增大，水的电离程度也增大，二者综合影响使氢离子浓度增大 升高温度，碳酸钠水解程度 40 ℃纯水的pH 序号 温度℃ V(Na2CO3溶液)/mL V(H2O)/mL pH 1 25 0 20.0 A1 2 25 20.0 0 A2 3 25 2.0 18.0 A3 4 40 20.0 0 A4 2 3 4 5 1 装置Ⅰ用碳酸钙和稀盐酸反应制备二氧化碳，装置Ⅱ用饱和碳酸氢钠溶液除二氧化碳中的氯化氢，装置Ⅲ中二氧化碳和饱和氨盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤、洗涤、干燥后，将固体置于坩埚中灼烧生成碳酸钠。升高温度，碳酸钠水解程度增大，水的电离程度也增大，二者综合影响使氢离子浓度增大，所以实验结果为A2＞A4。甲同学补充做了一个实验，测定40 ℃纯水的pH，根据40 ℃纯水的pH，计算40 ℃的Kw，通过上表和补充测定的数据，近似计算出在25 ℃和40 ℃时，0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液水解生成的c(OH－)，发现两温度下c(OH－)的大小为：25 ℃＜40 ℃。据此，小组同学得出结论是温度升高，促进Na2CO3水解。 序号 温度℃ V(Na2CO3溶液)/mL V(H2O)/mL pH 1 25 0 20.0 A1 2 25 20.0 0 A2 3 25 2.0 18.0 A3 4 40 20.0 0 A4 2 3 4 5 1 2.(10分)(2025·清远一模节选)(1)Cu可溶于Fe(NO3)3溶液，某兴趣小组在实验室探究N是否参与氧化Cu的反应。 ①配制400 mL EDTA溶液，用滴定法测定Fe(NO3)3浓度(反应机理：Fe3＋＋EDTAFe-EDTA)。 ⅰ.该过程用到的仪器有　　　　(填标号)。 c d 配400 mL EDTA溶液用到的仪器有500 mL容量瓶，滴定需要使用酸式滴定管，答案选cd； 2 3 4 5 1 ⅱ.测定Fe(NO3)3浓度：移取10.00 mL待 测液，加入指示剂，用2.000 mol·L－1 EDTA 溶液滴定至终点，重复实验三次，消耗 EDTA溶液的体积分别为19.98 mL、26.00 mL， 20.02 mL。则该Fe(NO3)3溶液的物质的量浓度为　　　　mol·L－1。 4.000 消耗EDTA溶液的体积分别为19.98 mL、26.00 mL、20.02 mL，舍弃26.00 mL，消耗的EDTA体积为20.00 mL，则消耗的EDTA的物质的量为0.04 mol，则消耗Fe(NO3)3的物质的量也为0.04 mol，则该Fe(NO3)3溶液的物质的量浓度为0.04 mol÷0.01 L＝4.000 mol·L－1。 2 3 4 5 1 ②实验探究：取①中的Fe(NO3)3溶液，稀释为不同浓度的Fe(NO3)3溶液，并测定其pH，结果如表所示。 Fe(NO3)3溶液呈酸性的原因是　　　　　　　　　　　　　—(用离子方程式表示)。 c[Fe(NO3)3]/(mol·L－1) c(H＋)/(mol·L－1) pH 0.100 0.031 1.50 0.500 0.093 1.03 1.000 0.145 0.83 2.000 0.237 0.63 Fe3＋＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋ Fe(NO3)3溶液呈酸性的原因是铁离子的水解，离子方程式为Fe3＋＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋； 2 3 4 5 1 (2)该兴趣小组继续探究，进行实验。 提出猜想：Fe(NO3)3溶液中含少量H＋，N在酸性条件下具有氧化性，可影响Fe3＋与Cu的反应。 验证猜想：取10 mL 0.2 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液于试管中，向其中加入0.1 g铜粉并不断振荡；足够长时间后，观察发现棕黄色的Fe(NO3)3溶液逐渐变为蓝绿色，说明Cu已被氧化；实验过程中未见有气泡产生，说明不存在反应：______　　　　　　　　　　　　　_______________________________________ (用离子方程式表示)。 实验小结：猜想不成立，N不参与氧化Cu的反应。 教师指导：鉴于以上问题，因为气体在水中也存在一定的溶解度，故不适合用观察气泡的方式判断反应是否发生；另外，N浓度也可能是一个干扰因素，因此需要重新优化实验设计。 2N＋8H＋3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 3Cu＋ 2 3 4 5 1 实验过程中未见有气泡产生，说明没有NO生成，不存在反应3Cu＋2N＋8H＋3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； 2 3 4 5 1 优化设计：将3 g铜粉与100 mL不同浓度的Fe(NO3)3溶液反应，利用硝酸根离子浓度传感器测定反应后溶液中N浓度，以判断N是否参与反应。测得数据结果如表 所示。 ⅰ.实验组5在0～20 min内，以N的浓度变化表示的反应速率为　　　mol·L－1·min－1。 实验组 c[Fe(NO3)3]/ (mol·L－1) 不同反应时间段c(N)/(mol·L－1) 2 min 6 min 10 min 15 min 20 min 25 min 组1 0.20 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 组2 0.30 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 组3 0.40 1.20 1.15 0.90 0.85 0.85 0.85 组4 0.50 1.30 1.00 0.85 0.78 0.45 0.40 组5 0.60 1.50 1.20 0.80 0.75 0.40 0.35 0.07 2 3 4 5 1 实验组5 N的起始浓度为1.8 mol/L，20 min时为0.4 mol/L，以N的浓度变化表示的反应速率为1.4 mol/L÷20 min＝0.07 mol·L－1·min－1。 实验组 c[Fe(NO3)3]/ (mol·L－1) 不同反应时间段c(N)/(mol·L－1) 2 min 6 min 10 min 15 min 20 min 25 min 组1 0.20 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 组2 0.30 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 组3 0.40 1.20 1.15 0.90 0.85 0.85 0.85 组4 0.50 1.30 1.00 0.85 0.78 0.45 0.40 组5 0.60 1.50 1.20 0.80 0.75 0.40 0.35 2 3 4 5 1 ⅱ.综合上述实验可知，当c[Fe(NO3)3]至少低于　　　 mol·L－1时，N一定不影响Fe3＋与Cu的反应。 实验组 c[Fe(NO3)3]/ (mol·L－1) 不同反应时间段c(N)/(mol·L－1) 2 min 6 min 10 min 15 min 20 min 25 min 组1 0.20 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 组2 0.30 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 组3 0.40 1.20 1.15 0.90 0.85 0.85 0.85 组4 0.50 1.30 1.00 0.85 0.78 0.45 0.40 组5 0.60 1.50 1.20 0.80 0.75 0.40 0.35 0.30 2 3 4 5 1 实验过程中未见有气泡产生，说明没有NO生成，不存在反应3Cu＋2N＋8H＋3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；实验组1和实验组2硝酸根浓度未发生改变，故当c[Fe(NO3)3]至少低于0.3 mol·L－1时，N一定不影响Fe3＋与Cu的反应。 实验组 c[Fe(NO3)3]/ (mol·L－1) 不同反应时间段c(N)/(mol·L－1) 2 min 6 min 10 min 15 min 20 min 25 min 组1 0.20 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 组2 0.30 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 组3 0.40 1.20 1.15 0.90 0.85 0.85 0.85 组4 0.50 1.30 1.00 0.85 0.78 0.45 0.40 组5 0.60 1.50 1.20 0.80 0.75 0.40 0.35 2 3 4 5 1 3.(14分)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)、Mn(绿色)、Mn(紫色)。 ⅱ.浓碱条件下，Mn可被OH－还原为Mn。 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)： 2 3 4 5 1 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH 溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 2 3 4 5 1 (1)B中试剂是　　　　　 。 饱和NaCl溶液 2 3 4 5 1 (2)通入Cl2前，实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为　　　　　　　　 　　　　　　　_________________。 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH 溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 2Mn(OH)2＋O22MnO2＋2H2O 2 3 4 5 1 在装置A中盐酸与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置。通入Cl2前，实验Ⅱ、Ⅲ中Mn2＋与溶液中NaOH电离产生的OH－反应产生Mn(OH)2白色沉淀，该沉淀不稳定，会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色的MnO2，则沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为2Mn(OH)2＋O22MnO2＋2H2O。 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH 溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 2 3 4 5 1 (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　　　　　　　___________________________。 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强 2 3 4 5 1 (4)根据资料ⅱ，实验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Mn氧化为Mn。 ①用离子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。 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH 溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O 2 3 4 5 1 在装置A中盐酸与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置。Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 2 3 4 5 1 ②取实验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，可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH 溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 4Mn＋4OH－4Mn ClO－ 2 3 4 5 1 在装置A中盐酸与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置。在装置A中盐酸与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置。 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 2 3 4 5 1 ③取实验Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL水，溶液紫色缓慢加深，发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　_________________________。 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH 溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 3ClO－＋2MnO2＋2OH－2Mn＋3Cl－＋H2O 2 3 4 5 1 在装置A中盐酸与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置。溶液紫色缓慢加深，说明ClO－将MnO2氧化为Mn。 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 2 3 4 5 1 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：________ ______________________________________________________________。 　　　　　　　　　　　　　　　 件下，Mn被ClO－氧化速率大于Mn被OH－还原速率 在浓碱条 实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 2 3 4 5 1 4.(12分)某小组探究Cu和H2O2的反应为氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。 [实验探究] 实验ⅰ：向装有0.5 g Cu的烧杯中加入20 mL 30％H2O2溶液，一段时间内无明显现象，10小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，Cu片表面附着少量蓝色固体。 (1)写出该反应的化学方程式：　　　　　　　__________。 由实验ⅰ的现象说明有氢氧化铜生成，故可推测Cu和H2O2反应生成氢氧化铜，反应的化学方程式为Cu＋H2O2Cu(OH)2。 Cu＋H2O2Cu(OH)2 2 3 4 5 1 装置 实验 试剂a 现象   ⅱ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡 ⅲ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物 [继续探究] 针对该反应速率较慢，该小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。 (2)实验ⅱ中溶液变蓝的原因是　　　　　　　　　　　　　_____ (用离子方程式表示)；经检验产生的气体为氧气，产生氧气的原因是___________ _____________________。 Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O 子催化了过氧化氢分解 产生的铜离 2 3 4 5 1 实验ⅱ中溶液变蓝，说明Cu与H2O2在酸性条件下可以发生反应生成Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O；经检验，产生的气体为氧气，说明溶液反应生成的Cu2＋有催化作用，可以催化过氧化氢分解，产生大量气泡。 装置 实验 试剂a 现象   ⅱ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡 ⅲ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物 2 3 4 5 1 (3)对比实验ⅰ和ⅲ，为探究氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响，该同学利用如图装置继续实验。 已知：电压大小反映了物质氧化性与还原性强弱的差异；物质 氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。 a.K闭合时，电压为x。 b.向U形管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变。 c.继续向U形管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。 ①利用电极反应解释该实验的结论：　　　　　　_______________ ___________________________________________________________________________ _______________________________。 ②利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2的氧化性，与上述实验操作不同的是　　　　　　　____________________________________。 闭合K时，Cu极发生反应： Cu－2e－Cu2＋，向U形管左侧加入氨水，氨水与Cu2＋形成[Cu(NH3)4]2＋，使c(Cu2＋)减小，提高了Cu的还原性 先后向U形管左右两侧溶液中滴加硫酸 2 3 4 5 1 在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强 (4)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是______________________ 　　　　________________________________________________________ _________。 (5)应用：Ag分别与1 mol·L－1的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应产生H2，试解释原因：______________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________。 溶解度：AgI＜AgBr＜AgCl， I－、 Br－、Cl－均可使氧化反应Ag－e－Ag＋中的c(Ag＋)降低，提高Ag的 还原性，其中Ksp(AgI)最小，可使c(Ag＋)降低最多，故只有I－能使Ag的 还原性提高到能将H＋还原 2 3 4 5 1 5.(12分)某化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。 实验一：用如图装置制备SO2，并将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B(省略夹持、加热仪器)。 (1)制备的SO2中会混有少量的SO3，原因可能为　　　　　　　　____________ _____。为了排除SO3的干扰，试剂a可以为　　　(填字母)。 a.浓硫酸 b.饱和Na2SO3溶液 c.饱和NaHS溶液 d.饱和NaHSO3溶液 浓硫酸或硫酸铜受热分解产生 SO3 a d 2 3 4 5 1 制备的SO2中会混有少量的SO3，烧瓶内没有SO2催化氧化的催化剂，则不是SO2氧化生成，可能是浓硫酸或硫酸铜受热分解产生SO3。为了排除SO3的干扰，试剂a可以为浓硫酸或饱和NaHSO3溶液，故选ad。 2 3 4 5 1 实验二：验证白色沉淀B的成分。 分析：沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或两者混合物。滴加氨水可释放出其阴离子，便于后续检验。 相关反应为 ①Ag2SO3＋4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]＋＋S＋4H2O； ②Ag2SO4＋4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]＋＋S＋4H2O。 流程如下： 2 3 4 5 1 (2)欲检验溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已经过量，请简述实验方法：___________________________________________________________________________ 。 欲检验溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已经过量，可检验溶液中是否含有S。 往上层清液中继续滴加Ba(NO3)2溶液，若无沉淀产生，表明Ba(NO3)2已过量， 否则未过量 2 3 4 5 1 (3)沉淀D中主要含BaSO3，理由是　　　　　　　　　　　　　_________ _____________________________________________________________。 向滤液E中加入H2O2溶液，产生的现象是　　　　　　　　，可进一步证实B中含Ag2SO3。 滤液E中含有亚硫酸，加入H2O2溶液后，被氧化为硫酸，与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀。 BaSO3易溶于盐酸，而BaSO4不溶于盐酸，加入过量稀盐酸后，只有少量沉淀剩余，则表明大部分沉淀为BaSO3 有白色沉淀生成 2 3 4 5 1 实验三：探究S的产生途径。 猜想1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。 猜想2：实验二中，S被氧化为S进入D。 (4)取少量溶液A，滴加过量盐酸，产生白色沉淀。静置后，取上层清液再滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断猜想1不合理。理由是______________________________　　　　　 　　　　　　　___________。 取少量溶液A，滴加过量盐酸，产生AgCl白色沉淀。静置后，取上层清液再滴加BaCl2溶液，未出现BaSO4白色沉淀，则表明溶液中不含有S，可判断猜想1不合理。 BaSO4时，必定没有Ag2SO4 Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有 2 3 4 5 1 与AgNO3溶液既能生成沉淀，又能发生氧化还原反应，但生成沉淀反应的速率比氧化还原反应快 (5)不同反应的速率也有所不同。将实验一所得混合物放置一段时间，也会有S生成，同时生成单质Ag。请从化学反应速率的角度分析原因：___ 　　　　　　　________________________________________________+_ _______________________。 将实验一所得混合物放置一段时间，也会有S生成，同时生成单质Ag，而起初生成Ag2SO3，从而表明生成Ag2SO3的反应速率快。 SO2 2 3 4 5 1 (6)实验探究可知，S在　　　　(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液中更易被氧化为S。 实验探究可知，酸性溶液中一段时间后才生成S，而碱性溶液中，S中混有S，从而表明S在碱性溶液中更易被氧化为S。 碱性 2 3 4 5 1 谢 谢 观 看 反应产物、反应原理探究综合实验 $