大单元六 第十六章 第74讲 以性质为主的探究类综合实验（课件PPT）-【步步高】2025年高考化学大一轮复习讲义（人教版 京津辽渝鄂云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新青宁蒙藏陕川冀湘）

第74讲 以性质为主的探究类综合实验 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。 复 习 目 标 内 容 索 引 类型一　　物质性质的探究 类型二　　反应产物、反应机理的探究 课时精练 物质性质的探究 > < 类型一 1.物质性质探究类实验的类型 (1)根据物质性质设计实验方案 (2)根据物质的结构(或官能团)设计实验方案 必备知识 整合 2.物质性质探究类实验的常见操作及原因 操作 目的或原因 沉淀水洗 除去××(可溶于水)杂质 沉淀用乙醇洗涤 a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥 冷凝回流 防止××蒸气逸出脱离反应体系；提高××物质的转化率 控制溶液pH 防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等 必备知识 整合 操作 目的或原因 “趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶” 稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度 加过量A试剂 使B物质反应完全(或提高B物质的转化率等) 温度不高于××℃ 温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等) 必备知识 整合 操作 目的或原因 减压蒸馏(减压蒸发) 减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等) 蒸发、反应时的气体氛围 抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O制MgCl2时需在HCl气流中进行等) 配制某溶液前先煮沸水 除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化 反应容器中用玻璃管和大气相通 指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大 必备知识 整合 1.(2021·福建，12)NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应：NaNO2＋NH4Cl　　　N2↑＋NaCl＋2H2O。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，利用如图装置(夹持仪器略去)进行实验。 实验步骤：往A中加入一定体积(V)的2.0 mol·L－1 NaNO2溶液、2.0 mol·L－1 NH4Cl溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入1.0 mol·L－1醋酸，当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体，用秒表测量收集1.0 mol N2所需的时间，重复多次取平均值(t)。 提升 关键能力 回答下列问题： (1)仪器A的名称为_________。 (2)检验装置气密性的方法：关闭止水夹K，____________ _________________________________________________。 (3)若需控制体系的温度为36 ℃，采取的合理加热方式为___________。 锥形瓶 通过分液漏 斗往A中加水，一段时间后水难以滴入，则气密性良好 水浴加热 提升 关键能力 (4)每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如表所示。 实验编号 V/mL t/s NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水 1 4.0 V1 4.0 8.0 334 2 V2 4.0 4.0 V3 150 3 8.0 4.0 4.0 4.0 83 4 12.0 4.0 4.0 0.0 38 ①V1＝_____，V3＝_____。 4.0 6.0 提升 关键能力 为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，NH4Cl浓度不变，根据数据3和4可知溶液总体积为20.0 mL，故V1为4.0；根据变量单一可知V2为6.0，V3为6.0。 实验编号 V/mL t/s NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水 1 4.0 V1 4.0 8.0 334 2 V2 4.0 4.0 V3 150 3 8.0 4.0 4.0 4.0 83 4 12.0 4.0 4.0 0.0 38 提升 关键能力 实验编号 V/mL t/s NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水 1 4.0 V1 4.0 8.0 334 2 V2 4.0 4.0 V3 150 3 8.0 4.0 4.0 4.0 83 4 12.0 4.0 4.0 0.0 38 ②该反应的速率方程为v＝k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H＋)，k为反应速率常数。利用实验数据计算得m＝_____(填整数)。 2 提升 关键能力 13 浓度增大化学反应速率加快，根据实验1和实验3数据分析，实验3的c(NaNO2)是实验1的2倍，实验1和实验3所用的时间比　　≈4，根据分析可知速率和NaNO2浓度的平方成正比，故m＝2。 提升 关键能力 实验编号 V/mL t/s NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水 1 4.0 V1 4.0 8.0 334 2 V2 4.0 4.0 V3 150 3 8.0 4.0 4.0 4.0 83 4 12.0 4.0 4.0 0.0 38 ③醋酸的作用是___________________________。 作催化剂，加快反应速率 提升 关键能力 (5)如果用同浓度的盐酸代替醋酸进行实验1，NaNO2与盐酸反应生成HNO2，HNO2分解产生等物质的量的两种气体，反应结束后，A中红棕色气体逐渐变浅，装置中还能观察到的现象有___________________________________________。HNO2分解的化学方程式为_______________________________。 量筒中收集到无色气体，导管里上升一段水柱 2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O HNO2分解产生等物质的量的两种气体，根据氧化还原反应可知反应的化学方程式为2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O，反应结束后量筒收集到NO，因为NO2溶于水生成NO，A中红棕色气体逐渐变浅，锥形瓶内压强降低，导管里上升一段水柱。 提升 关键能力 2.(2023·江西上饶统考一模)碘化亚铜(CuI)是重要的有机催化剂。某学习小组用如图装置制备CuI，并设计实验探究其性质。已知：碘化亚铜(CuI)是白色固体，难溶于水，易与KI形成K[CuI2]，实验装置如图1所示。 (1)仪器D的名称是_______________。 恒压滴液漏斗 提升 关键能力 (2)实验完毕后，用图2所示装置分离CuI的突出优点是_____________。 过滤速率快 图2装置有抽气泵，可以降低布氏漏斗下部的气体压强，布氏漏斗上部气体压强为大气压强，由于上部压强大于下部压强，混合物质中的液体在重力及上下气体压强作用下可以迅速过滤，分离得到CuI固体，即该装置的优点是过滤速率快。 提升 关键能力 (3)某同学向装置C的烧杯中倾倒NaOH溶液时，不慎将少量溶液溅到皮肤上，处理的方法是 ____________________________________。 立即用大量水冲洗，再涂上稀硼酸溶液 (4)装置B中发生反应的离子方程式是_________ _______________________________________。 2Cu2＋＋ 在装置B中SO2、CuSO4、KI发生氧化还原反应制取CuI，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，结合物质的拆分原则，可知该反应的离子方程式为2Cu2＋ ＋SO2＋2I－ ＋2H2O===2CuI↓＋　　 ＋4H＋。 提升 关键能力 ①在实验Ⅰ中“加水，又生成白色沉淀”的原理是______________________________ ________________________________________________________________________。 (5)小组同学设计下表方案对CuI的性质进行探究： 实验 实验操作及现象 Ⅰ 取少量CuI放入试管中，加入KI溶液，白色固体溶解得到无色溶液；加水，又生成白色沉淀 Ⅱ 取少量CuI放入试管中，加入NaOH溶液，振荡，产生砖红色沉淀。过滤，向所得上层清液中滴加淀粉溶液，无明显变化；将砖红色沉淀溶于稀硫酸，产生红色固体和蓝色溶液 无色溶液中存在平衡：I－＋CuI [CuI2]－，加水，平衡向逆反应方向移动，转化成更多的CuI，因其难溶于水而析出 提升 关键能力 实验 实验操作及现象 Ⅰ 取少量CuI放入试管中，加入KI溶液，白色固体溶解得到无色溶液；加水，又生成白色沉淀 Ⅱ 取少量CuI放入试管中，加入NaOH溶液，振荡，产生砖红色沉淀。过滤，向所得上层清液中滴加淀粉溶液，无明显变化；将砖红色沉淀溶于稀硫酸，产生红色固体和蓝色溶液 ②根据实验Ⅱ，CuI与NaOH溶液反应的化学方程式是___________________________ _____________。 2CuI＋2NaOH===Cu2O＋ 2NaI＋H2O 提升 关键能力 (6)测定CuI样品纯度。取a g CuI样品与适量NaOH溶液充分反应后，过滤；在滤液中加入足量的酸化的双氧水，滴几滴淀粉溶液，用b mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL[已知：滴定反应为I2＋　　　　 　　　(无色)＋ 2I－]。该样品纯度为________(用含a、b、V的代数式表示)。如果其他操作均正确，仅滴定前盛标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后没有用标准溶液润洗，测得结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 偏高 提升 关键能力 返回 提升 关键能力 反应产物、反应机理的探究 > < 类型二 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。 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 必备知识 整合 2.文字表述题的各种答题规范 (1)沉淀洗涤是否完全的检验答题模板 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 须有明显的现象描述 结论 根据现象得出结论 必备知识 整合 (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：须有明确的结论、判断、理由 必备知识 整合 (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 必备知识 整合 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 必备知识 整合 (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 必备知识 整合 1.(2023·北京，19)资料显示，I2可以将Cu氧化为Cu2＋。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物及铜元素的价态。 已知：I2易溶于KI溶液，发生反应I2＋I－　　　　　　　　　 　 氧化性几乎相同。 (1)将等体积的KI溶液加入到m mol铜粉和n mol I2(n>m)的固体混合物中，振荡。 提升 关键能力 实验记录如下：   c(KI) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 mol·L－1 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 mol·L－1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 4 mol·L－1 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色 提升 关键能力 ①初始阶段，Cu被氧化的反应速率：实验Ⅰ_____(填“>”“<”或“＝”)实验Ⅱ。 < 提升 关键能力 ②实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)或[CuI2]－(无色)，进行以下实验探究： 步骤a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。 步骤b.取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。 ⅰ.步骤a的目的是___________________________。 提升 关键能力 ⅱ.查阅资料，2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，[Cu(NH3)2]＋(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化：____________________________________ ______________________________________________________________________。 [CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O 加入浓氨水后[CuI2]－转化为[Cu(NH3)2]＋，无色的[Cu(NH3)2]＋被氧化为蓝色的[Cu(NH3)4]2＋。 提升 关键能力 ③结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是__________________________________________。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI溶液，_________________________ ___________(填实验现象)，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是____________________________________________________。 2Cu＋I2===2CuI(或2Cu＋KI3===2CuI＋KI) 白色沉淀逐渐溶解，溶液 变为无色 提升 关键能力 结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是2Cu＋I2===2CuI或2Cu＋KI3===2CuI＋KI；加入浓KI溶液，发生反应CuI＋I－===[CuI2]－，则可以观察到的现象是白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色。 提升 关键能力 (2)题述实验结果，I2仅将Cu氧化为＋1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了I2能将Cu氧化为Cu2＋。装置如图所示，a、b分别是__________________________ ___________。 铜、含n mol I2的4 mol·L－1 的KI溶液 要验证I2能将Cu氧化为Cu2＋，需设计原电池负极材料a为Cu，b为含n mol I2的 4 mol·L－1的KI溶液。 提升 关键能力 (3)运用氧化还原反应规律，分析在题述实验中Cu被I2氧化的产物中价态不同的原因：_________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________。 在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋浓度减小使得Cu2＋氧化性增强，发生反应2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－===2[CuI2]－＋I2 提升 关键能力 2.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)。 提升 关键能力 (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 ad 提升 关键能力 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，原因可能为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。 提升 关键能力 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。滴加氨水可释出其阴离子，便于后续检验。 流程如下： 提升 关键能力 (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：______________ ______________________________________________________________________。 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 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 　　。 提升 关键能力 (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。 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 提升 关键能力 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。 提升 关键能力 (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_________________________ _______________________________。 Ag2SO4溶解度大于BaSO4， 没有BaSO4时，必定没有Ag2SO4 提升 关键能力 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　　 ，可判断猜想1不合理。 提升 关键能力 (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　　生成，同时生成单质Ag。请从化学反应速率的角度分析原因：_____________________ ___________________________________________________________________________________________________________________。 SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3和H＋，同时生成少量Ag2SO4，既能发生沉淀反应，又能发生氧化还原反应，但沉淀反应的速率比氧化还原反应快 将实验一所得混合物放置一段时间，也会有　　 生成，同时生成单质Ag，则起初未生成Ag2SO4，从而表明生成Ag2SO4的反应速率慢。 提升 关键能力 碱性 提升 关键能力 50 反应机理类探究性实验解题流程 返回 提升 关键能力 归纳总结 课时精练 1.(2020·全国卷Ⅰ，27)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。 1 2 3 4 回答下列问题： (1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L－1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、________________________(从下列图中选择，写出名称)。 烧杯、量筒、托盘天平 (2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择________作为电解质。 1 2 3 4 阳离子 u∞×108/(m2·s－1·V－1) 阴离子 u∞×108/(m2·s－1·V－1) Li＋ 4.07 4.61 Na＋ 5.19 7.40 Ca2＋ 6.59 Cl－ 7.91 K＋ 7.62 8.27 KCl 1 3 4 2 (3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入_______电极溶液中。 (4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝______________。 1 2 3 4 石墨 0.09 mol·L－1 1 3 4 2 (5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为__________________，铁电极的电极反应式为________________。因此，验证了Fe2＋氧化性小于______，还原性小于_____。 1 2 3 4 Fe3＋＋e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Fe3＋ Fe (6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是________________________________________________________________________________。 取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，若溶液不出现红色，说明活化反应完成 1 3 4 2 铁电极表面发生活化反应：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，活化反应完成后，溶液中不含Fe3＋。 2.(2023·广州模拟)某小组从电极反应的角度研究物质氧化性和还原性的变化规律。 (1)实验室以MnO2和浓盐酸为原料制取氯气的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。该反应的氧化产物是______。将该反应设计成原电池，氧化反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，还原反应为___________________________________。 1 2 3 4 Cl2 MnO2＋2e－＋4H＋===2H2O＋Mn2＋ (2)当氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在MnO2和盐酸。小组同学分析认为随着反应的进行，MnO2的氧化性和Cl－的还原性均减弱，为此进行探究。 实验任务　探究离子浓度对MnO2氧化性的影响 提出猜想 猜想a：随c(H＋)减小，MnO2的氧化性减弱。 猜想b：随c(Mn2＋)增大，MnO2的氧化性减弱。 查阅资料　电极电势(φ)是表征氧化剂的氧化性(或还原剂的还原性)强弱的物理量。电极电势越大，氧化剂的氧化性越强；电极电势越小，还原剂的还原性越强。 1 2 3 4 验证猜想　用0.10 mol·L－1H2SO4溶液、0.10 mol·L－1MnSO4溶液和蒸馏水配制混合液(溶液总体积相同)，将MnO2电极置于混合液中测定其电极电势φ，进行表中实验1～3，数据记录如表。 1 2 3 4 实验序号 V(H2SO4)/mL V(MnSO4)/mL V(H2O)/mL 电极电势/V 1 20 20 0 φ1 2 m n 10 φ2 3 20 10 10 φ3 ①根据实验1和2的结果，猜想a成立。补充数据：m＝_____，n＝____。 10 20 1 2 3 4 实验序号 V(H2SO4)/mL V(MnSO4)/mL V(H2O)/mL 电极电势/V 1 20 20 0 φ1 2 m n 10 φ2 3 20 10 10 φ3 分析表格数据，实验1为对比实验，而实验3改变了MnSO4溶液的体积，实验1和实验3组合研究Mn2＋浓度对电极电势的影响。那么实验2和实验1组合可以研究H＋浓度的影响，所以改变H2SO4溶液的体积而不改变MnSO4溶液的体积，同时保证总体积为40 mL，则m＝10、n＝20。 1 2 3 4 实验序号 V(H2SO4)/mL V(MnSO4)/mL V(H2O)/mL 电极电势/V 1 20 20 0 φ1 2 m n 10 φ2 3 20 10 10 φ3 ②根据实验1和3的结果，猜想b成立。判断依据是________(用电极电势关系表示)。 φ1<φ3 随着Mn2＋浓度增大MnO2氧化性减弱，电极电势降低，即φ1<φ3。 探究结果　固液混合物A中仍存在MnO2和盐酸的原因是随着反应进行，溶液中c(H＋)减小、c(Mn2＋)增大，MnO2氧化性减弱。 ③根据上述探究结果，小组同学作出如下推断：随c(Cl－)增大，Cl－还原性增强。 实验验证　在固液混合物A中加入________(填化学式)固体，加热。证明推断正确的实验现象是____________________。 1 3 4 2 NaCl 又产生黄绿色气体 已知溶液中c(H＋)减小、c(Mn2＋)增大，MnO2氧化性减弱，保证单一变量，只改变Cl－的量，可加入NaCl固体，若加热又产生黄绿色气体，说明Cl－的浓度增大其还原性增强。 1 3 4 3.(2023·天津河东区一模)某小组同学设计如下实验装置制备高铁酸钾K2FeO4(夹持装置略)，同时探究制备的适宜条件，已知：常温下，K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液。 2 (1)装置A反应中的氧化剂为___________。 KMnO4 1 3 4 (2)进一步设计如下对比实验，探究在不同试剂a对K2FeO4产率的影响。已知实验中，溶液总体积、FeCl3和Fe(NO3)3的物质的量、Cl2的通入量均相同。 2 实验编号 试剂a 实验现象 ⅰ FeCl3溶液和少量KOH 无明显现象 ⅱ FeCl3溶液和过量KOH 得到紫色溶液，无紫色固体 ⅲ Fe(NO3)3溶液和过量KOH 得到深紫色溶液，有紫色固体 1 3 4 ①对比实验ⅰ与ⅱ现象，提出假设；“实验ⅱ溶液碱性较强，增强＋3价铁的还原性”，验证此假设的实验装置如图所示： 2 当通入Cl2，电压表示数为V1；再向右侧烧杯中加入的试剂为________，电压表示数为V2；且观察V1____(填“>”“<”或“＝”)V2，证明上述假设成立。 KOH < 本实验探究碱性较强会增强Fe3＋的还原性，只需改变Fe3＋溶液的碱性即可，即向右池中加入KOH，观察到电压增大。 1 3 4 ②配平实验ⅲ中反应的离子方程式： 2 2 3 16OH－ 2 6 8H2O 1 3 4 2 ③实验ⅱ中K2FeO4的产率比实验ⅲ的低，其原因可能是________________________ ________________________________________________________________________ ____________________。 反应存在平衡16OH－＋2Fe3＋＋3Cl2　　　　　＋6Cl－＋8H2O，当为FeCl3时增加了Cl－浓度，使平衡逆向移动，产率降低　 1 3 4 2 (3)随着反应的发生，装置B中不断有白色片状固体产生。 ①结合化学用语解释该现象：_______________________________________________ _____________________________________。 吸入的HCl增加了Cl－浓度，使NaCl(s)　　Na＋(aq)＋Cl－(aq)平衡逆向移动，产生NaCl晶体 ②若拆除装置B，而使K2FeO4的产率降低的原因是_____________________________ ____________________________________。 HCl与KOH反应，溶液碱性减弱，＋3价铁的还原性减弱，产率降低 1 3 4 2 (4)向实验ⅱ所得紫色溶液中继续通入Cl2，溶液紫色变浅，K2FeO4的产率降低。可能原因是通入的Cl2消耗了KOH，写出该反应的离子方程式：____________________ ______________。 2OH－＋Cl2===Cl－＋ ClO－＋H2O (5)综上可知制备K2FeO4，所需的适宜条件是_________________________________。 Fe(NO3)3溶液和过量KOH、适量Cl2 1 3 4 过量的Cl2和Cl－均会降低产率，而KOH会增加产率，所以所需的适宜条件是Fe(NO3)3溶液和过量KOH、适量Cl2。 2 1 3 4 4.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。 2 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_________________________ ________________。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 1 3 4 (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)。 2 Cl－ Mg(OH)Cl 向洗涤液中滴加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。 1 3 4 (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_____________________________。 2 实验 实验装置 3   1 3 4 (4)乙同学通过实验3证明甲同学的说法不合理。 2 ①试剂X是__________________________________。 5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液 由题述(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　　，且溶液显中性的试剂，由题干信息可知，试剂X是5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液。 实验 实验装置 3   1 3 4 2 ②由实验3获取的证据为_________________________。 两试管反应剧烈程度相当 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。 1 3 4 2 (5)为进一步探究实验2反应剧烈的原因，进行实验4。 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 　　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___________________________________________。 取5 mL 无水乙醇，加入0.5 g Mg粉无明显变化 依据题述实验，可以得出Mg能与　　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，在无　　的情况下是否也能与Mg反应放出H2，故实验方案为取5 mL无水乙醇，加入0.5 g Mg粉无明显变化。 1 3 4 2 (6)由以上实验可以得出的结论是____________________________________________ ___________。 返回 NH4Cl水解产生的H＋对反应影响小，　　对反应 影响大 SO2＋2I－＋2H2O===2CuI↓＋SO＋4H＋ SO 2S2O===S4O % a g CuI样品与适量NaOH溶液充分反应：2CuI＋2NaOH===Cu2O＋2NaI＋H2O，过滤后，向滤液中加入足量的酸化的双氧水，发生反应：2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O，再以淀粉溶液为指示剂，用标准Na2S2O3溶液滴定，发生反应：I2＋2S2O===S4O (无色) ＋2I－，当恰好反应完全时，溶液蓝色褪去。根据反应方程式可得关系式：2CuI～2NaI～ I2～2Na2S2O3，n(CuI)＝n(Na2S2O3)＝bV×10－3 mol，则样品中CuI的纯度为×100%＝%。如果其他操作均正确，仅滴定前盛标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后没有用标准液润洗，会因标准溶液被稀释而使其浓度变小，CuI反应产生的NaI溶液消耗标准溶液体积偏大，最终使测得的结果偏高。 I(红棕色)；I2和I I2在水中溶解度很小，铜主要被I氧化，初始阶段，实验Ⅱ中I－的浓度比实验Ⅰ中I－的浓度更大，生成I的速率更快，则实验Ⅱ中Cu被氧化的速率更快。 除去I，防止干扰后续实验 加入CCl4，I2＋I－　　I平衡逆向移动，可以除去I，防止干扰后续实验。 铜与碘的反应为可逆反应(或I浓度小未能氧化全部的Cu) 相关反应为①Ag2SO3＋4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]＋＋SO＋4H2O； ②Ag2SO4＋4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]＋＋SO＋4H2O。 SO 实验三：探究SO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，SO被氧化为SO进入D。 SO SO SO (6)实验探究可知，SO在________(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液中更易被氧化为SO。 实验探究可知，酸性溶液中一段时间后才生成SO，而碱性溶液中，SO中混有SO，从而表明SO在碱性溶液中更易被氧化为SO。 SO HCO NO 盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，两烧杯溶液中含有Fe2＋、Fe3＋和SO，Ca2＋与SO生成微溶于水的CaSO4，Fe2＋、Fe3＋均与HCO反应，酸性条件下NO与Fe2＋发生反应，故盐桥中不能含有Ca2＋、HCO和NO。K＋和Cl－的电迁移率(u∞)相差较小，故盐桥中应选择KCl作为电解质。 假设两个烧杯中溶液体积均为V L，铁电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，一段时间后，铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1，则电路中通过的电子为0.02 mol·L－1 ×V L×2＝0.04V mol。石墨电极上未见Fe析出，则石墨电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，据得失电子守恒可知，石墨电极生成的Fe2＋为0.04V mol，故石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝＝0.09 mol·L－1。 Fe3＋被Cl2氧化为FeO，而Cl2变为Cl－，按化合价升降守恒配平，由于碱性环境需要加入OH－，该反应为16OH－＋2Fe3＋＋3Cl2　　2FeO＋6Cl－＋8H2O。 Fe3＋＋Cl2＋　　FeO＋Cl－＋ 对比两个实验的变量，结合平衡16OH－＋2Fe3＋＋3Cl2 2FeO＋6Cl－＋8H2O分析，Cl－增加使平衡逆向移动，所以实验ⅱ产率较低。 2FeO NH＋H2O　　NH3·H2O＋H＋ NH NH NH NH NH $