实验探究综合训练-2026届高三化学二轮专题

实验探究练习一 一、单选题 1．硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如图：   下列说法不正确的是 A．该过程有H2O参与 B．该过程没有生成硫氧键 C．硫酸盐气溶胶呈酸性D．NO2是生成硫酸盐的氧化剂 2．某同学研究溶液和溶液的反应，设计如下对比实验。 实验 现象 连通电路后，电流表指针向右偏转，分别取反应前和反应一段时间后甲烧杯中的溶液，滴加KSCN溶液，前者几乎无色，后者显红色 连通电路后，电流表指针向左发生微小的偏转，丙、丁烧杯中均无明显现象 下列说法正确的是 A．仅由Ⅰ中的现象可推知的氧化性强于 B．Ⅱ中电流表指针向左偏转的原因是氧化了银电极 C．Ⅱ中若将银电极换成石墨电极，电流表指针可能不再向左偏转 D．对比Ⅰ、Ⅱ可知，Ⅰ中氧化了 3．下列事实不能用平衡移动原理解释的是 A．由和组成的平衡体系，加压后颜色变深 B．向滴有酚酞的溶液中加入过量溶液，溶液红色逐渐褪去 C．溶液加热时，溶液的颜色由蓝绿色变为黄绿色 D．向溶液中加入5滴浓NaOH溶液，溶液颜色由橙色变成黄色 4．用细菌等微生物从固体中浸出金属离子，有速率快、浸出率高等特点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速氧化的细菌，浸出辉铜矿机理如图所示。 下列说法不正确的是 A．反应Ⅰ的离子方程式为 B．温度越高，浸出速率越快 C．浸出过程中几乎不需要补充铁盐 D．理论上反应Ⅰ中每消耗（标准状况）可浸出 5．与可发生反应生成腈()和异腈()两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图所示(TS为过渡态，Ⅰ、Ⅱ为后续物)。下列说法不正确的是 A．腈和异腈互为同分异构体 B．与生成腈和异腈的反应都是放热反应 C．I中“N…Ag”间的作用力比Ⅱ中“C…Ag”间的作用力弱 D．从整个过程分析，从后续物的稳定性和反应速率的角度均有利生成后续物I 6．含铬废水对人体和环境的危害极大，某化学小组用电解法处理含废水，探究阳极材料、加入及加入硫酸对去除率（被还原成的百分率）的影响，相关实验如下。 实验 电极材料 阴极附近加入物质 去除率 Ⅰ 阳极：石墨；阴极：石墨 无 0.92% Ⅱ 阳极：石墨；阴极：石墨 1mL浓硫酸 12.7% Ⅲ 阳极：石墨；阴极：石墨 1mL浓硫酸10滴硫酸铁 20.8% Ⅳ 阳极：铁；阴极：石墨 1mL浓硫酸 57.3% 注：所有实验电压都为3V，工作时间都是30分钟 下列说法不正确的是 A．Ⅱ中的去除率比Ⅰ中大，可能是因为加入硫酸提高了的氧化性 B．Ⅲ中的去除率比Ⅱ中大，推测与更易在阴极放电有关 C．Ⅳ表明，原因之一是阳极生成参与还原，从而提高的去除率 D．若在Ⅳ电解池中增加阴离子交换膜，的去除率可能大于57.3% 7．解释下列事实的方程式不正确的是： A．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应： B．用氯气制备漂白粉： C．去除废水中的 D．铁在加热条件下与水蒸气反应产生气体： 8．某小组同学将过量的AgNO3 溶液滴加到饱和氯水中，发现氯水的漂白性出现异常，于是对相关的反应进行了探究。 Ⅰ.发现问题 (1)①氯气与水反应的化学方程式为 。小组同学猜测加入AgNO3溶液后，生成 沉淀，使c(Cl-)降低，c(HClO)增大，氯水漂白性增强，于是进行如下实验。 ②与过量AgNO3溶液反应后，氯水漂白性减弱的实验证据是 。 Ⅱ．查阅资料：AgClO为白色晶体，常温下难溶于水 提出猜想：反应中除生成AgCl外，还有AgClO生成 Ⅲ.实验探究     已知：AgI + I-AgI 编号 实验操作 实验现象 i 向a1试管中加入2 mL浓盐酸，并用湿润的淀粉KI试纸靠近试管口 产生刺激气味的气体，试纸变蓝 ii 向a2试管中加入2 mL饱和KI溶液，振荡，再滴入2滴淀粉溶液 加入饱和KI溶液，白色沉淀变为黄色，振荡后沉淀溶解，滴加淀粉溶液，溶液变蓝。 iii 向另一支试管a3中只加入2 mL饱和KI溶液，振荡，再滴入2滴淀粉溶液，与实验ii放置相同时间 滴入淀粉溶液，无明显变化 (2)操作a的名称是 。 (3)实验i中产生刺激气味的气体，可能的反应方程式是 。 (4)实验ii表明，固体b中含有AgClO，且AgClO的溶解度大于AgI，请结合实验现象进行解释 。 (5)实验iii的作用是 。 (6)综上，过量的AgNO3 溶液滴加到饱和氯水后，氯水漂白性减弱的可能原因是 。 9．实验小组探究溶液酸碱性对锰化合物和氧化还原反应的影响。 资料：i．呈绿色，为棕黑色沉淀，几乎无色。 ii．在强碱性溶液中能稳定存在。在酸性、中性或弱碱性溶液中易转化为和。 iii．为微溶物。 实验 试剂 现象 I a：10滴溶液 b：20滴溶液 溶液紫色变浅至接近无色，静置一段时间后出现乳白色浑浊。 II a：10滴蒸馏水 b：20滴溶液 紫色溶液逐渐褪色，产生棕黑色沉淀。 III a：10滴溶液 b：2滴溶液和18滴蒸馏水 溶液变为绿色，无沉淀生成；静置5min，未见明显变化。 IV a：10滴溶液 b：20滴溶液 溶液变为绿色，无沉淀生成；静置5min，绿色变浅，有棕黑色沉淀生成。 (1)用离子方程式解释实验I中出现乳白色浑浊的原因 。 (2)已知，实验I、II、III中均被氧化为。针对实验II、III进行分析： ①证实II所得溶液中有的方案与现象为 。 ②取少量III中所得溶液加入足量稀盐酸后，再加入溶液能观察到有白色沉淀生成。由此判断III中生成。此结论是否正确，理由是 。 通过其他实验方案证实Ⅲ中生成了。 (3)针对实验III、IV进行分析： ①实验III中“溶液变为绿色”相应反应的离子方程式为 。 ②实验IV中“静置5min，有棕黑色沉淀生成”的可能原因(写出2点)： 。 (4)针对实验III、IV继续探究： ①实验V：向实验III的试管中继续滴加足量，振荡，溶液立即变为紫红色，产生棕黑色沉淀。 ②实验VI：向实验IV的试管中继续滴加足量，振荡，绿色溶液迅速变为无色，棕黑色沉淀逐渐减少直至消失。静置一段时间后，出现乳白色浑浊。 对比实验V、VI，结合方程式分析实验VI滴加后溶液未见紫红色的可能原因 。 (5)综合上述实验，在下图中用连线的方式补充实验I~VI已证实的锰化合物转化关系 。 《实验探究练习一》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B C A B D D D C 1．B 【分析】由图可知，转化机理中发生的反应为二氧化氮与亚硫酸根离子、水反应生成硫酸氢根离子、亚硝酸和亚硝酸根离子，反应中氮元素的化合价升高被还原，二氧化氮是反应的氧化剂，硫元素的化合价升高被氧化，亚硫酸根离子是还原剂。 【详解】A． 由分析可知，硫酸盐生成的过程中有水参与反应，故A正确； B．由分析可知，转化机理中发生的反应为二氧化氮与亚硫酸根离子、水反应生成硫酸氢根离子、亚硝酸和亚硝酸根离子，所以硫酸盐生成的过程中有硫氧键的生成，故B错误； C．由题意可知，硫酸盐气溶胶中含有能电离出氢离子的硫酸氢根离子，所以气溶胶呈酸性，故C正确； D．由分析可知，二氧化氮是生成硫酸盐的氧化剂，亚硫酸根离子是还原剂，故D正确； 故选B。 2．C 【分析】由实验Ⅰ可知甲烧杯溶液在反应后生成Fe3+，电子由石墨电极流向银电极，则石墨电极为负极，银电极为正极，负极发生反应为：Fe2+-e-=Fe3+；由实验Ⅱ可知：银电极失电子为负极，石墨电极为正极，负极发反应：Ag-e-=Ag+，而Fe的氧化性强于Ag，故正极溶液中的Fe2+不参与反应，所以正极发生吸氧腐蚀。 【详解】A．若Ag+的氧化性强于Fe3+，那么Ⅰ中原电池的总反应为Ag++Fe2+= Fe3++Ag，但仅由Ⅰ中的现象还存在空气中O2氧化Fe2+的可能性，因此无法唯一确定地推知Ag+的氧化性强于Fe3+，A项错误； B．由分析可知，是空气中的氧气氧化了银电极，B项错误； C．Ⅱ中若将银电极换成石墨电极，石墨为惰性电极，不能失去电子，不能形成原电池，电流表指针可能不再向左偏转，C项正确； D．Ⅰ中若是氧化了Fe2+，那么Ⅱ中的Fe2+也会被氧化，D项错误； 故答案选C。 3．A 【详解】A．，该反应前后气体体积不变，所以压强不影响化学平衡的移动，增大平衡体系的压强气体的体积减小，碘的浓度增大，颜色变深，所以不能用平衡移动原理解释，A项符合题意； B．碳酸根离子水解方程式为：，加入后，与生成沉淀，消耗，使水解平衡左移，OH⁻浓度降低，红色褪去，可以用平衡移动原理解释，B项不符合题意； C．CuCl2溶液中存在平衡，该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，溶液由蓝绿色变为黄绿色，C项不符合题意； D．在酸性条件为橙红色，水解方程式为：，加NaOH中和H⁺，平衡右移生成黄色，可以用平衡移动原理解释，D项不符合题意； 答案选A。 4．B 【详解】A．由图可知，反应Ⅰ中Fe2+和O2反应生成Fe3+和H2O，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：，A正确； B．该过程中有细菌等微生物参与，高温会导致氧化亚铁硫杆菌的蛋白质发生变性，而降低浸出速率，B错误； C．由图可知，反应I中发生，反应II中发生4Fe3++Cu2S=4Fe2++S+2Cu2+，总反应为O2+4H++Cu2S=S+2Cu2++2H2O，可知浸出过程中不需要补充铁盐，C正确； D．总反应为O2+4H++Cu2S=S+2Cu2++2H2O，标准状况下的物质的量为0.1mol，可浸出，D正确； 故选B。 5．D 【详解】A．腈和异腈化学式相同，结构不同，互为同分异构体，A正确； B．由反应历程及能量变化图可知，两种路径生成的产物的总能量均低于反应物，故与生成腈和异腈的反应都是放热反应，B正确； C．由反应历程及能量变化图可知，后续物Ⅰ、Ⅱ转化为产物，分别断开的是N…Ag和C…Ag，且后者吸收更多的能量，故Ⅰ中“N…Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C…Ag”之间的作用力弱，C正确； D．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；从反应速率的角度有利生成后续物Ⅱ，物质能量越低越稳定，从后续物的稳定性的角度有利生成后续物I，D错误； 故选D。 6．D 【分析】由图可知，Fe3+在阴极得到电子生成Fe2+，Fe2+和发生氧化还原反应生成和，以此解答。 【详解】A．对比实验Ⅰ、Ⅱ，其它外界因素都相同，且溶液的酸性越强，的去除率越大，所以增加c(H+)有利于的去除，A正确； B．的还原电位高于H+和，因此在阴极更易先放电生成Fe2+，后者可在溶液中进一步还原，这就解释了Ⅲ比Ⅱ去除率更高，B正确； C．Ⅳ采用铁作阳极时会溶出Fe2+，Fe2+同样可以把还原为，从而显著提高去除率，C正确； D．若在Ⅳ的装置中加阴离子交换膜，Fe2+（属于阳离子）难以穿过该膜，反而会削弱Fe2+与的接触与还原作用，通常不利于去除率进一步提高，D错误； 故选D。 7．D 【详解】A．钢铁吸氧腐蚀的正极反应中，O2在正极得电子生成OH-，方程式正确，A正确； B．氯气与石灰乳反应生成CaCl2和Ca(ClO)2，方程式书写及配平正确，B正确； C．Na2S与Hg2+反应生成HgS沉淀，是沉淀生成的应用，离子方程式正确，C正确； D．铁与水蒸气高温反应应生成Fe3O4而非Fe2O3，正确的化学方程式为：，D错误； 故选D。 8．(1) Cl2+ H2OHClO + HCl AgCl沉淀 加入过量AgNO3溶液后红色褪去变慢(或实验组中，10min 后溶液红色褪去，对照组中，8s后溶液红色褪去) (2)过滤 (3)AgClO+ 2HCl = AgCl + H2O +Cl2 ↑ (4)加入饱和KI溶液后，白色沉淀变为黄色，证明AgCl、AgClO的溶解度大于AgI，生成AgI后，溶液中c(ClO-)增大，将过量的I-氧化为I2，加入淀粉溶液变蓝 (5)对照实验，排除空气对I-的氧化对实验现象产生影响 (6)过量的AgNO3 溶液与氯水反应，生成了AgCl和AgClO，使溶液中c(ClO-) [或c(HClO)]降低，氯水漂白性减弱 【分析】新制氯水中发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO，加入硝酸银溶液与HCl反应生成AgCl沉淀，提出猜想：反应中除生成AgCl外，还有AgClO生成，加入浓盐酸反应生成氯气，氯气氧化KI为碘单质，淀粉溶液变蓝； 【详解】（1）①氯气与水反应生成次氯酸和氯化氢，反应方程式为：Cl2+H2O⇌HClO+HCl,加入AgNO3溶液后，生成AgCl沉淀； ②与过量AgNO3溶液反应后，氯水漂白性减弱的实验证据是：加入过量AgNO3溶液后红色褪去变慢(或实验组中，10min 后溶液红色褪去，对照组中，8s后溶液红色褪去)； （2）操作a的名称是是过滤； （3）实验ⅰ中产生刺激气味的气体，可能产生氯气，反应方程式为：AgClO+2HCl═AgCl+H2O+Cl2↑； （4）溶解度小的物质可以转化为溶解度更小的物质，加入饱和KI溶液后，白色沉淀变为黄色，证明AgCl、AgClO的溶解度大于AgI，生成AgI后，溶液中c(ClO- )增大，将过量的I-氧化为I2，加入淀粉溶液变蓝； （5）实验ⅲ的作用是对照作用，排除空气对I-的氧化对实验现象产生影响； （6）过量的AgNO3 溶液滴加到饱和氯水后，氯水漂白性减弱的可能原因是：过量的AgNO3 溶液与氯水反应，生成了AgCl和AgClO，使溶液中c(ClO-)[或c(HClO)]降低，氯水漂白性减弱。 9．(1)S2O+2H+=SO2↑+S↓＋H2O (2) 取少量实验Ⅱ所得溶液少许于试管中，先加入足量的稀盐酸，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有SO 足量稀盐酸后可以排除溶液中硫代硫酸根离子和亚硫酸根离子的影响，此时再加入氯化钡生成白色沉淀可以证明III中生成硫酸根离子 (3) 8MnO+S2O+10OH-=8MnO+2SO+5H2O 溶液中MnO与S2O碱性条件下反应生成MnO2棕黑色沉淀；MnO不稳定，在溶液中分解生成MnO2棕黑色沉淀 (4)MnO酸性条件与与S2O反应生成Mn2+，反应的离子方程式为2MnO+ S2O+6H+=2Mn2++2SO+3H2O (5) 【分析】该实验的实验目的是探究高锰酸根离子在酸性、中性、碱性条件下的氧化性强弱，并设计实验验证锰化合物转化关系。 【详解】（1）由题意可知，向高锰酸钾溶液中滴入硫酸溶液后，滴入硫代硫酸钠溶液先发生如下反应：8MnO+5S2O+14H+=8Mn2++10SO+7H2O，后过量的硫代硫酸钠溶液与溶液中的稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、硫沉淀和水，反应的离子方程式为S2O+2H+=SO2↑+S↓＋H2O； （2）①由题意可知，用氯化钡溶液检验实验Ⅱ所得溶液中的硫酸根离子时，应加入足量的盐酸除去硫代硫酸根离子，排出硫代硫酸根离子对硫酸根离子检验的干扰，具体操作为取少量实验Ⅱ所得溶液少许于试管中，先加入足量的稀盐酸，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有SO，故答案为：取少量实验Ⅱ所得溶液少许于试管中，先加入足量的稀盐酸，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有SO； ②取少量III中所得溶液加入足量稀盐酸后可以排除溶液中硫代硫酸根离子和亚硫酸根离子的影响，此时再加入氯化钡生成白色沉淀可以证明III中生成硫酸根离子； （3）①由题意可知，实验Ⅲ中“溶液变为绿色”发生的反应为碱性条件下溶液中的高锰酸根离子与硫代硫酸根离子反应生成锰酸根离子、硫酸根离子和水，反应的离子方程式为8MnO+S2O+10OH—=8MnO+2SO+5H2O，故答案为：8MnO+S2O+10OH-=8MnO+2SO+5H2O； ②实验Ⅳ中“静置5min，有棕黑色沉淀生成”可能是溶液中MnO与S2O碱性条件下反应生成MnO2棕黑色沉淀，也可能是MnO不稳定，在溶液中分解生成MnO2棕黑色沉淀，故答案为：溶液中MnO与S2O碱性条件下反应生成MnO2棕黑色沉淀；MnO不稳定，在溶液中分解生成MnO2棕黑色沉淀； （4）对比实验V、Ⅵ，实验Ⅵ滴加硫酸溶液后溶液未见紫红色说明酸性条件下溶液中锰酸根离子与硫代硫酸根离子反应生成锰离子、硫酸根离子和水，反应的离子方程式为2MnO+ S2O+6H+=2Mn2++2SO+3H2O，故答案为：MnO酸性条件与与S2O反应生成Mn2+，反应的离子方程式为2MnO+ S2O+6H+=2Mn2++2SO+3H2O； （5） 由实验I~Ⅵ可知，高锰酸根离子在酸性、中性、碱性条件下均具有氧化性，能将硫代硫酸根离子氧化为硫酸根离子，但还原产物不同，酸性条件下生成锰离子、中性条件下生成二氧化锰、碱性条件下生成锰酸根离子；锰酸根离子在酸性条件下不稳定会分解生成高锰酸根离子和二氧化锰、也能将硫代硫酸根离子氧化为硫酸根离子，被还原生成锰离子；二氧化锰酸性条件下能将硫代硫酸根离子氧化为硫酸根离子，被还原生成锰离子，则实验I~Ⅵ已证实的锰化合物转化关系如下：。 答案第8页，共9页 答案第9页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 $