第12章 第64讲 以性质为主的探究类综合实验（word练习）-【金版新学案】2026年新高考化学高三总复习大一轮复习（单选）

课时测评64　以性质为主的探究类综合实验 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1.(12分)某小组为了探究硫酸的性质，设计如下实验： 序号 操作 现象 ① 常温下，在铁片中加入过量的浓硫酸 没有明显现象 ② 常温下，在铜片上加入过量的浓硫酸 没有明显现象 ③ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入Na2SO4溶液 没有明显现象 ④ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入稀硫酸 溶液变蓝色，并产生气泡 回答下列问题： (1)实验①没有明显现象的原因是　　　　　　　　　　　　　； 改变一个条件，为使实验①中的反应持续发生，改变条件是　　　　　　　。 (2)为了引发实验②中的反应，宜采取的措施是　　　　；实验后，观察产物水溶液的颜色，其操作方法是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)实验④产生的气体是　　　　(填化学式)，比较实验③和④可知，从氧化还原角度分析，H＋的作用是　　　　　　　； 写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (4)向实验④所得溶液中加入过量NaOH溶液得到沉淀M，用元素分析，M为铜的氧化物，提纯干燥后的M在惰性气体氛围下加热，12 g M完全分解为10 g CuO。M的化学式为　　　　　　　； M能与稀硫酸酸化的KI溶液反应生成白色沉淀CuI(碘化亚铜)，在滤液中加入淀粉溶液，溶液变蓝色。写出M和稀硫酸酸化的KI溶液反应的离子方程式：　　　　　　 　　　　　　　。 答案：(1)铁片表面生成一层致密保护膜　加热、将铁片粉碎　(2)加热　将混合物倒入盛有水的烧杯中　(3)O2　增强了H2O2的氧化性　Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O　(4)CuO2　2CuO2＋8I－＋8H＋2CuI＋3I2＋4H2O 2.(10分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。某学习小组用如图装置模拟古法制硫酸，同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。 已知：①绿矾化学式为FeSO4·7H2O，2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O； ②SO3的沸点为44.8 ℃； ③Na2S2O3中S元素的化合价分别为－2价和＋6价。 回答下列问题： Ⅰ.硫代硫酸钠的制备 (1)检查装置气密性，加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，煮沸的目的是　　　　　　　　　　　　　； B装置的作用是　　　　　　　。 (2)从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止，使用水浴加热的原因是　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.硫代硫酸钠性质的探究 ①取Na2S2O3晶体，溶解，配成0.2 mol·L－1的溶液。 ②取4 mL所配溶液，向其中加入1 mL饱和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出现浑浊，经检验浑浊物为S。 实验小组研究S产生的原因，提出了以下假设： 假设1：Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2价硫元素。 假设2：酸性条件下，Na2S2O3分解产生S(不考虑空气中氧气氧化)。 依据假设设计实验方案： 所加试剂 现象 第①组 1 mL饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出现浑浊 第②组 1 mL某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液 一段时间后出现浑浊，且浑浊度比第①组小 (3)第②组实验中的某试剂是　　　　　　　。 (4)依据现象，S产生的主要原因是　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 答案：(1)除去溶解的氧气　冷凝收集SO3并除去SO2中的SO3 (2)防止温度过高造成硫代硫酸钠分解 (3)pH＝2.4的盐酸 (4)S2＋Cl2＋H2OS↓＋S＋2H＋＋2Cl－ 解析：(3)根据控制变量法，与第①组相比，第②组只能缺少氧化性微粒，所以第②组实验中的某试剂是pH＝2.4的盐酸。(4)第①组反应快且生成沉淀多，说明S产生的主要原因是Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2价硫元素。 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)： 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 (1)B中试剂是　　　　　。 (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　　　　　　 　　　　　　　。 (3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是　　　　　　　。 (4)根据资料ⅱ，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。 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。 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　　　　　　　　　　　　　。 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：　　　　　　 　　　　　　　。 答案：(1)饱和NaCl溶液 (2)2Mn(OH)2＋O22MnO2＋2H2O (3)Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强 (4)①Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O ②4Mn＋4OH－4Mn＋O2↑＋2H2O　ClO－　③3ClO－＋2MnO2＋2OH－2Mn＋3Cl－＋H2O　④在浓碱条件下，Mn被ClO－氧化速率大于Mn被OH－还原速率 解析：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。(2)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。(4)①Cl2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。②溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下，Mn可被OH－还原为Mn；溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被ClO－氧化，可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。③溶液紫色缓慢加深，说明ClO－将MnO2氧化为Mn。 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：　　　　　　　。 [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。 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)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　　　　　　　　　　　　　。 (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　　　　　　　。 (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：　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)Cu＋H2O2Cu(OH)2 (2)Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O　产生的铜离子催化了过氧化氢分解 (3)①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　②先后向U形管左右两侧溶液中滴加硫酸 (4)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 (5)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 解析：(1)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。(2)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。 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 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·H2O2[Ag(NH3)2]＋＋S＋4H2O； ②Ag2SO4＋4NH3·H2O2[Ag(NH3)2]＋＋S＋4H2O。 流程如下： (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：　　　　　　 　　　　　　　。 (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。 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　　　　　　 　　　　　　　。 (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：　　　　　　 　　　　　　　。 (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。 答案：(1)浓硫酸或硫酸铜受热分解产生SO3　ad (2)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 (3)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 (4)Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4时，必定没有Ag2SO4 (5)SO2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　(6)碱性 解析：(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)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。(3)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。(4)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。(5)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。(6)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。 学生用书⬇第351页 学科网（北京）股份有限公司 $