内容正文:
专题10 实验探究大题
1.(2026·北京延庆·一模)小组同学用实验1所示方法制备含铜配合物,并探究其组成。
【实验1】
(1)i中生成沉淀时,的作用是_______;后续加入过量氨水,沉淀溶解生成,此时的作用是_______。(从“酸碱性”“配位性”角度分析)
【实验2】
小组同学推测蓝色针状晶体可能含或。取洗净的晶体,用蒸馏水溶解后,加入足量盐酸酸化的溶,过滤、洗涤、干燥,得到沉淀。
(2)若晶体仅含,则与的定量关系为_______(用含、的式子表示);若值偏小,说明晶体可能含,理由是_______。
【实验3】
实验装置
现象
烧杯中的溶液变红,试管底部产生大量红色固体
(3)观察分析实验3:
①实验中烧杯溶液变红,说明加热时逸出的物质是_______,该物质使滴有酚酞的水变红的离子方程式为_______。
②甲同学推测,若蓝色针状晶体中含,充分加热后预期在试管底部观察到黑色固体。用化学方程式表示这样推测的理由_______。
③结合实验现象,从配合物稳定性与反应条件角度分析“未产生黑色固体”的可能原因:_______。
(4)乙同学通过实验发现,按实验1的方案制备铜配合物时,若仅将i中的氨水换成适量溶液,只有少量蓝色沉淀溶解。从平衡移动角度说明实验1中蓝色沉淀能全部溶解的原因是_______。
(5)通过分析,蓝色针状晶体的主要成分为_______。
【答案】(1) 提供,表现碱性 提供作为配体,表现配位性
(2) 晶体中含时,的物质的量减少,生成的沉淀质量小
(3) 分解生成的与未逸出的发生反应,生成了非黑色物质(铜单质或氧化亚铜)
(4),加入后,可以与形成,且i中反应产生的能与溶解平衡中的的结合生成,均使沉淀溶解平衡正向移动
(5)
【分析】该实验通过向硫酸铜溶液中先加入少量氨水生成氢氧化铜蓝色沉淀,此时氨水表现碱性;继续加入过量氨水,沉淀溶解生成深蓝色的四氨合铜(II)配离子溶液,此时氨水表现配位性;最后加入乙醇,降低配合物的溶解度,从而析出蓝色针状的含铜配合物晶体。
【详解】(1)生成沉淀时:提供,使溶液呈碱性,与结合生成难溶物,体现了碱性。
沉淀溶解生成时:过量氨水中的分子提供孤电子对,与形成稳定的配位键,生成可溶性的配离子,体现了配位性。
(2)若晶体仅含,根据硫原子守恒:,即: ;
中不含,若晶体中混有该物质,则单位质量的晶体中的含量降低;加入后,生成的沉淀质量自然偏小。
(3)①烧杯中滴有酚酞的水变红,说明加热时逸出的物质是(氨气溶于水显碱性);NH3溶于水生成,电离出使溶液呈碱性,离子方程式为;
②若蓝色针状晶体中含,充分加热后, 分解生成,化学方程式为。
③结合实验现象,从配合物稳定性与反应条件角度分析未产生黑色固体的可能原因:分解生成的与未逸出的发生反应,生成了非黑色物质(铜单质或氧化亚铜)。
(4)
Cu(OH)2存在溶解平衡:,加入过量氨水后:与形成稳定的,降低了浓度;步骤i中反应生成的 ,会与平衡中的结合生成,降低浓度;两个因素共同使沉淀溶解平衡正向移动,最终 全部溶解。
(5)结合实验2(存在)和实验3(无黑色CuO生成),可确定主要成分为。
2.(2026·北京顺义·一模)小组同学探究pH对催化分解反应的影响。实验如下。
实验
操作及现象
Ⅰ
在烧杯中加入一定量7.7%溶液(pH约为3.5),将少量固体迅速加入烧杯中,立即产生大量气体,溶液pH迅速上升,最终稳定在7左右。
Ⅱ
在试管中加入2mL7.7%溶液,再加入少量固体,立即产生大量气体,加入1mL溶液,固体消失,同时产生气体的速率迅速减慢,最后几乎停止。最终溶液呈浅粉色
已知:ⅰ、碱性条件下会发生分解。为易于保存,常在过氧化氢溶液中添加适量磷酸;
ⅱ、为棕黑色固体,通常显浅粉色,为白色沉淀。
(1)催化分解反应的化学方程式是______。
(2)结合实验Ⅱ,解释实验Ⅰ中加入固体后溶液pH迅速上升的原因______。小组同学针对实验Ⅱ中“固体消失”这一现象继续展开探究。
将实验Ⅱ试管中反应后的溶液平均分装在2个试管中,分别标号1和2。进行实验Ⅲ。
实验
操作及现象
Ⅲ-1
向1号试管中加入少量固体,产生大量气体,几秒后黑色固体减少至消失,气体产生速率再次变慢。重复以上操作2次,现象相同。
Ⅲ-2
向2号试管中逐滴滴加NaOH溶液,重复出现“有棕黑色固体生成,同时产生气体的速率明显加快,振荡后,棕黑色固体消失,气体产生速率减慢”的现象,直至体系显碱性时,棕黑色固体不再消失。之后,再加入7.7%溶液,产生大量气体。
(3)实验III-1的目的是______。
(4)用离子方程式解释实验Ⅲ-2中棕黑色固体生成的原因______。
(5)有同学提出,实验Ⅲ-2中滴加NaOH溶液,碱性增强,分解速率加快。补充实验,证明在碱性条件下分解不是Ⅲ-2中速率加快的主要原因。实验操作及现象是______。
(6)结合实验Ⅲ,从电极反应角度分析Ⅱ中无法再生成的可能原因______。
(7)依据上述实验,pH对催化分解反应的影响是______。
【答案】(1)
(2)Ⅰ中还发生:,MnO2+H2O2发生氧化还原反应,消耗H+,溶液pH迅速上升
(3)证明实验Ⅱ中H2O2仍有剩余,无催化剂时H2O2分解速率较小
(4)
(5)取1.5 mL7.7%的H2O2溶液,逐滴滴加与III-2浓度相同的NaOH溶液,至溶液显碱性,气体产生速率远远小于实验III-2中气体产生速率
(6);。酸性增强,Mn2+还原性减弱,H2O2氧化性增强,Mn2+还原性减弱的程度大于H2O2氧化性增强的程度,因此H2O2无法将Mn2+氧化为MnO2
(7)酸性条件下,MnO2氧化性增强,与H2O2反应时表现氧化性;碱性条件下,MnO2氧化性减弱,与H2O2反应时作为催化剂。物质的性质受到条件影响
【分析】本题以MnO2催化H2O2分解为载体,探究 pH 对催化反应的影响。通过酸性、中性、碱性条件下的对比实验,揭示了MnO2在酸性条件下被还原为Mn2+而失活,在碱性条件下可被再生并持续催化的机理,同时验证了碱性条件下H2O2自身分解并非速率加快的主因,体现了催化剂活性受环境 pH 调控的特点。
【详解】(1)MnO2催化H2O2分解反应的化学方程式是;
(2)Ⅰ中还发生:,MnO2+H2O2发生氧化还原反应,消耗H+,溶液pH迅速上升,最终反应完全,溶液呈中性,pH 稳定在 7 左右;
(3)探究酸性条件下,反应后的溶液中Mn2+对H2O2分解的催化作用,证明实验Ⅱ中H2O2仍有剩余,无催化剂时H2O2分解速率较小;
(4)棕黑色固体生成的原因用离子方程式解释:,(合并为:);
(5)取取1.5 mL 7.7%的H2O2溶液,调节至相同碱性条件,不加含Mn2+的溶液,气体产生速率远远小于实验III-2中气体产生速率;
(6);。酸性增强,Mn2+还原性减弱,H2O2氧化性增强,Mn2+还原性减弱的程度大于H2O2氧化性增强的程度,因此H2O2无法将Mn2+氧化为MnO2;
(7)酸性条件下,MnO2氧化性增强,与H2O2反应时表现氧化性;碱性条件下,MnO2氧化性减弱,与H2O2反应时作为催化剂。物质的性质受到条件影响。
【点睛】本题以 pH 调控催化剂活性为核心,串联反应机理、离子反应与对比实验设计,通过现象推导本质:酸性下MnO2被还原为Mn2+而失活,碱性下Mn2+被氧化再生MnO2。解题关键在于从电极反应角度分析氧化还原方向,结合对比实验排除干扰,最终揭示 pH 通过改变催化剂存在形式调控反应速率的规律,体现了控制变量思想与证据推理能力的考查。
3.(2026·北京朝阳·一模)小组同学探究用间接碘量法测定刻蚀覆铜板废液中的原理。
(1)溶液刻蚀覆铜板的离子方程式为______。
(2)研究间接碘量法测的原理
查阅资料:、(和溶液均为无色)。
实验1:向溶液中加入过量KI溶液,得到棕黄色浊液;用淀粉作指示剂,用溶液滴定,溶液蓝色褪去。实验1中体现氧化性的微粒有______。
(3)探究能否用溶液直接滴定
实验2:
查阅资料:为绿色;为无色;为黑色固体,难溶于水,可溶于浓氨水;CuS为黑色固体,难溶于水、浓氨水;微溶于水。
①用离子方程式解释滴加浓氨水后溶液由无色变为蓝色的原因:______。
②实验证明溶液a中含。设计检验的方案:______(填操作和现象)。
③不能用溶液直接滴定的原因有______(答出两点)。
(4)探究能否用间接碘量法测定刻蚀覆铜板废液中的
由于存在:,小组同学认为须解决的干扰问题。
查阅资料:与能形成无色配合物;遇能形成紫色配合物。
实验3:向溶液中加入过量溶液,充分反应后滴加淀粉KI溶液,溶液不变蓝;调节溶液,继续滴加溶液,无明显现象。
实验4:______(填操作和现象)。
根据实验3、4的现象,得出结论:可用于消除对测定的干扰。
(5)测定某刻蚀覆铜板废液中的
实验5:
i.取某刻蚀废液,加入过量溶液;
ii.用氨水调节溶液,加入过量KI溶液;
iii.用标准溶液进行滴定,当溶液变为淡黄色时,滴加淀粉溶液,继续滴定至溶液蓝色消失,记录消耗溶液的体积。
分析步骤ii中将溶液pH调到4的原因:______。
【答案】(1)
(2)、
(3) 取少量溶液a于试管中,加入过量稀盐酸除去,充分反应后静置,取上层清液,滴加溶液,若产生白色沉淀,证明含有 会与生成络合物、发生副反应生成硫化物沉淀
(4)向溶液中加入过量溶液,调节,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,继续滴加溶液,蓝色褪去
(5)pH过高,会发生水解沉淀;pH过低,在酸性条件下分解,同时易被空气中的氧化,因此调节保证反应定量进行
【详解】(1)刻蚀铜,氧化铜单质生成和,配平即可得离子方程式。
(2)化合价降低、得电子体现氧化性:氧化生成,Cu从价降为价,体现氧化性;生成的氧化,I从价降为价,也体现氧化性。
(3)①无色的被空气中氧化为蓝色的四氨合铜(II)络离子,配平即可得离子方程式。
②题中说明微溶,会干扰检验,先加过量盐酸可除去,再向上层清液中加,若出现白色沉淀,则可说明溶液a中含有。
③从实验流程可知,与除生成配合物,还发生氧化还原副反应生成黑色沉淀、S等,没有固定的计量比,且终点无明显易观察的颜色变化,无法直接滴定。
(4)需要做对照实验证明的作用,一组加不变蓝,一组不加变蓝,即可证明消除干扰。
(5)溶液中存在,酸性条件下会发生歧化反应;在酸性条件下会被空气中的氧化,所以pH不能太小。为弱碱阳离子,结合溶液中的水解成,所以pH不能太大。
4.(2026·北京石景山·一模)某小组探究与不同还原性离子的反应。已知:ⅰ.还原反应中,增大反应物浓度或降低生成物浓度,氧化剂的氧化性增强。ⅱ.氧化反应中,增大反应物浓度或降低生成物浓度,还原剂的还原性增强。ⅲ.为难溶于水的白色固体,在水中不能稳定存在。
(1)分别向溶液中加入不同盐溶液。
实验
盐溶液
实验现象
1
NaCl
无明显现象
2
NaBr
无明显现象
3
NaI
棕黄色浊液,静置1天后底部出现白色沉淀,溶液仍为棕黄色
①取1 g NaBr固体,滴加溶液,变为红褐色浊液。对比实验2,简述NaBr固体和溶液发生氧化还原反应的原因_______。
②写出实验3中和反应的离子方程式_______。
③从原子结构角度解释还原性的原因_______。
(2)已知:还原性,其他条件与(1)相同继续进行探究。
实验
盐溶液
实验现象
静置1天后实验现象
4
黑色浊液
底部产生大量黑色沉淀,溶液接近无色
5
墨绿色浊液
底部产生大量棕黄色沉淀,溶液接近无色
①分析实验4中,溶液和溶液混合时未发生氧化还原反应的原因_______。小组同学采用下列装置证明和可以发生氧化还原反应,补全装置示意图,写出实验现象_______。
②经检验,实验5中的棕黄色沉淀中不含,含有、和。通过下列实验证实,沉淀中含有和(忽略的影响)。
证实棕黄色沉淀中含有和的理由是_______。
总结:与不同还原性离子的反应和离子的种类、浓度等因素有关。
【答案】(1) 增大c(Br-),Br-还原性增强,Br-和Cu2+发生氧化还原反应 2Cu2++4I− =2CuI+I2 Cl、Br、I 为同一主族元素,电子层数依次增多,离子半径Cl⁻<Br⁻<I⁻,失电子能力Cl⁻<Br⁻<I⁻,故还原性I⁻>Br⁻>Cl⁻
(2) CuSO4溶液与Na2S溶液发生复分解反应的速率快,生成黑色沉淀CuS后,大大降低了Cu2+和S2-的浓度,Cu2+的氧化性和S2-的还原性也随之降低,未发生氧化还原反应 0.1 mol/L CuSO4溶液和0.1 mol/L Na2S 溶液 闭合K后,灵敏电流计指针发生偏转,盛 Na2S 溶液的烧杯中出现淡黄色浑浊,盛 CuSO4溶液的烧杯中石墨电极表面有红色固体析出 在KI溶液作用下,Cu2+转化生成白色CuI,被氧化为
【分析】(1)在溶液中加入不同盐溶液,实验1、实验2中无明显现象,实验3中出现棕黄色浊液且产生白色沉淀,溶液为棕黄色,根据题干信息,实验1、实验2中无现象原因可能有二:一是Cl-、Br-离子还原性弱,二是离子浓度小;实验3出现反应现象虽然I-离子浓度小,但是离子还原性强,故能发生反应出现相应现象;(2)溶液和溶液混合时产生黑色沉淀是因为发生复分解反应生成,用和分别作正极和负极设计原电池装置,若正极有铜析出,负极产生黄色S沉淀,则能证明和可以发生氧化还原反应,在洗净的棕黄色沉淀中加KI溶液得到白色沉淀为CuI,取上层清液加HCl和BaCl2产生白色沉淀说明新生成BaSO4沉淀,即证明原溶液中存在,除此外,还存在将氧化为的氧化剂,即沉淀中还存在氧化剂Cu2+。
【详解】(1)取1 g NaBr固体,滴加溶液,变为红褐色浊液。对比实验2,NaBr固体和溶液发生氧化还原反应的原因1 g NaBr固体中滴加溶液c(Br-)大,Br-还原性更强,故能发生氧化还原反应;
实验 3 现象为棕黄色浊液(生成 I2)、静置后出现白色沉淀(已知 CuI 为白色难溶物),因此 Cu2+被 I-还原为 CuI 沉淀,I-被氧化为 I2,2Cu2++4I− =2CuI↓+I2;
Cl、Br、I 位于同一主族元素,电子层数依次增多,离子半径Cl⁻<Br⁻<I⁻,失电子能力Cl⁻<Br⁻<I⁻,因此还原性 I⁻>Br⁻>Cl⁻;
(2)实验4现象为黑色浊液(CuS 黑色沉淀),静置后仍为黑色沉淀、溶液无色,说明Cu2+与S2-优先发生沉淀反应生成CuS,大大降低了Cu2+和S2-的浓度,Cu2+的氧化性和S2-的还原性也随之降低,未发生氧化还原反应;利用原电池反应原理证明和可以发生氧化还原反应,装置为两个烧杯分别盛放 0.1 mol/LCuSO4溶液和 0.1 mol/LNa2S 溶液,各插入惰性电极,用导线连接电极并串联电流表,用盐桥连接两个烧杯。 预计实验现象为: 电流表指针偏转;盛 Na2S 溶液的烧杯中出现淡黄色浑浊(生成 S 单质);盛 CuSO4溶液的烧杯中电极表面有红色固体(Cu)析出;
在洗净的棕黄色沉淀中加KI溶液得到白色沉淀为CuI,取上层清液加HCl和BaCl2产生白色沉淀说明新生成BaSO4沉淀,证明原溶液中存在后转化成了,除此外,还存在将氧化为的氧化剂,即沉淀中还存在氧化剂Cu2+。
5.(2026·北京房山·一模)某兴趣小组探究和在酸性条件下的反应,探究过程如下。
实验序号
操作
现象
实验I
向溶液中加入2滴淀粉溶液,将其倒入硫酸酸化的溶液中
混合后约5 s内溶液无明显变化,随后溶液迅速变蓝
资料:在酸性溶液氧化生成
(1)5 s后溶液变蓝说明生成了_______(填化学式)。
(2)甲同学对5 s内溶液未变蓝的原因提出如下假设
假设1:与反应生成的速率较慢;
假设2:与反应先生成,但由于存在,_______(用离子方程式表示),被迅速消耗;
假设3:_______。
经查阅资料,假设1不成立。
(3)下述实验证实了可被迅速消耗。
实验Ⅱ:向实验I的蓝色溶液中加入过量的溶液,_______(填现象)。
(4)乙同学利用电化学装置进一步探究和的反应,设计了实验Ⅲ,实验方案如下:
实验序号
装置
操作及现象
实验Ⅲ-1
放电t s后,向a电极附近溶液中滴加淀粉溶液,溶液未变蓝,b电极附近溶液中检测出
实验Ⅲ-2
放电t s后,取出a电极附近溶液于试管中,再滴加淀粉溶液,溶液变蓝;b电极附近溶液中检测出
①在a电极放电时的还原产物是_______。
②解释实验Ⅲ-1与实验Ⅲ-2出现现象差异的原因_______。
(5)综合上述实验,从反应原理的角度分析实验I中5 s内及5 s后实验现象产生的可能原因是_______。
【答案】(1)
(2) 猜想3:和反应生成(或其他合理答案)
(3)蓝色快速消失
(4) Ⅲ-1中,由于存在,被迅速消耗转变成,溶液不会变蓝;(或者Ⅲ-1中,还原性,原电池反应与优先发生,与不反应);Ⅲ-2中,无,在酸性溶液中氧化生成,溶液变蓝
(5)5s内,与反应生成,但是与反应速率更快,生成的被迅速还原成,因此溶液未变蓝;5s后消耗完毕,与发生反应生成,溶液变蓝。(或其他合理答案)
【分析】根据氧化还原反应规律分析,和具有还原性,和具有氧化性,该实验中涉及三个反应:(主反应)、(副反应I)、(副反应Ⅱ)、(副反应Ⅲ),根据主反应的计量关系可知,实验I中过量,由于三个反应中只有副反应I和Ⅲ生成,则这两个反应为不出现蓝色的主要原因,因此实验中前5s内不出现蓝色的原因为与反应生成(主反应)的速率较慢,或直接生成(发生副反应Ⅲ),或先生成后,很快被还原为(发生主反应和副反应I),5s后已完全消耗,只发生副反应Ⅱ,因此溶液变蓝,据此解答。
【详解】(1)淀粉溶液遇变蓝,可用于检验,因此5 s后溶液变蓝说明生成了。
(2)据分析,5 s内溶液未变蓝的原因可能有:与反应生成的速率较慢;与反应先生成,但由于存在过量,发生反应,被迅速消耗;和反应生成,为生成。
(3)实验I的蓝色溶液中存在,若加入过量的溶液蓝色快速消失,则发生反应,即可说明可被迅速消耗。
(4)b电极附近溶液中检测出,说明b电极附近被氧化,为负极,则a电极为正极,含被还原;由于U形管中存在盐桥,因此a电极附近的溶液只存在含I物质,实验Ⅲ-2取出a电极附近溶液后加淀粉变蓝,说明a附近溶液生成了,而Ⅲ-1在a电极附近直接加淀粉不生成蓝色,因此可说明生成的可很快转化为,据此解答。
①由以上分析,在a电极放电时的还原产物是;
②实验Ⅲ-1与实验Ⅲ-2出现现象差异的原因是Ⅲ-1中,由于存在,被迅速消耗转变成,溶液不会变蓝(或者Ⅲ-1中,还原性,原电池反应与优先发生,与不反应);Ⅲ-2中,无,在酸性溶液中氧化生成,溶液变蓝。
(5)综合上述实验,实验I中5 s内及5 s后实验现象产生的可能原因是:5s内,与反应生成,但是与反应速率更快,生成的被迅速还原成,因此溶液未变蓝;5s后消耗完毕,与发生反应生成,溶液变蓝。
6.(2026·北京丰台·一模)某化学小组制备三草酸合铁酸钾晶体(翠绿色),探究影响产物纯度的因素。
Ⅰ.制备晶体
(1)步骤1中铁元素部分转化为红褐色沉淀,其余则以形式存在。
①的作用是_______。
②产生的原因是_______。
(2)步骤3得到的晶体通常不纯,原因是转化为少量写出生成该杂质的化学方程式_______。
Ⅱ.探究影响晶体纯度的因素
取步骤2煮沸后的浊液a mL,向其中加入饱和溶液,控制用量(以反应后溶液pH值衡量)和加入方式,测定产物中配阴离子电荷并与理论值()对比,用偏离值表征杂质的含量,偏离值越大,杂质越多。实验如下:
实验操作
实验
编号
加入方式
反应后
溶液pH
配阴离子
电荷偏离值
ⅰ
一次性倒入
2.5
ⅱ
逐滴加入
2.5
ⅲ
一次性倒入
3.5
ⅳ
逐滴加入
3.5
(3)分析上述实验,关于用量对产物纯度的影响得出的结论是_______。
(4)对比实验ⅱ和ⅳ,猜测实验ⅱ中pH减小是影响晶体纯度的主要原因,设计实验方案:_______,证实了上述猜测。
(5)对比实验ⅰ和ⅱ,结合氧化还原反应规律分析“一次性倒入,电荷偏离值增大”的原因:_______。
Ⅲ.实验反思
(6)的制备中,足量的作用是提供充足的配体和,适量的主要作用是_______。
【答案】(1) 作氧化剂,将价Fe元素氧化为价 水解使溶液显碱性,与结合产生沉淀
(2)
(3)加入方式一定时,用量增多,产物的纯度降低
(4)向实验ⅳ反应后的溶液中逐滴滴加稀硫酸(pH与饱和草酸相同)至反应后溶液的,测得配阴离子电荷偏离值接近
(5)一次性倒入草酸,导致局部草酸浓度过高,其还原性增强,同时溶液局部pH较小,与草酸发生氧化还原反应导致杂质增多
(6)控制溶液pH,溶解,防止副反应发生
【详解】(1)①中铁元素化合价为+2价,步骤1生成的和中铁元素化合价 +3价,化合价发生变化,由此可知作氧化剂,将+2价的铁元素氧化为+3价;
②溶液中水解生成,使溶液显碱性,步骤1生成的与结合生成沉淀,故答案为水解使溶液显碱性,与结合产生沉淀(回答合理即可);
(2)具有氧化性,有还原性,根据题中信息转化为,铁元素化合价降低,发生氧化还原反应,反应的化学方程式为;
(3)比较表格实验i、iii或ii、iv结果可知,加入方式相同,用量增加,反应后溶液pH减小,配阴离子电荷偏离值增大,杂质增多,故答案为加入方式一定时,用量增多,产物的纯度降低;
(4)实验ii、iv中草酸加入方式相同,反应后溶液pH不同,想要验证pH是否影响晶体纯度,可向实验iv中加入稀硫酸,将pH调节至2.5,若溶液在配阴离子电荷偏离值变为+0.09,证明猜测正确,故答案为向实验ⅳ反应后的溶液中逐滴滴加稀硫酸至反应后溶液的,测得配阴离子电荷偏离值接近+0.09;
(5)对比实验ⅰ和ⅱ,反应后溶液pH相同,仅加入方式不同,有还原性,一次性倒入会使局部浓度过高,更多被还原为,进而生成杂质,使得杂质更多,偏离值更大,故答案为一次性倒入草酸,导致局部草酸浓度过高,其还原性增强,同时溶液局部pH较小,与草酸发生氧化还原反应导致杂质增多;
(6)根据题目可知实验中生成少量,加入草酸能够溶解,使其参与反应生成目标产物,也能避免发生其他反应生成杂质,由此可知加入适量草酸的作用是控制溶液pH,溶解,防止副反应发生(回答合理即可)。
【点睛】
7.(2026·北京门头沟·一模)某小组同学探究溶液与溶液之间的反应。
已知:为白色沉淀
(1)理论分析
依据反应规律,二者可以发生复分解反应,离子方程式是_______。
(2)实验探究
实验Ⅰ:将2mL溶液和5mL溶液混合,观察到溶液变黑,静置后试管底部有灰色沉淀,上层清液呈黄色。
①针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有,对产生的原因作出如下假设,请补充完整。
假设a:溶液中的氧化;
假设b:_______:
假设c:溶液中的氧化。
经实验证实a、b不是产生的主要原因。
如图所示实验装置可证实假设c成立,其中甲溶液是_______,操作及现象是_______。
②针对“溶液变黑”,乙同学推测灰色沉淀为Ag与的混合物并进行验证,将实验Ⅰ试管离心沉降,过滤、洗涤、干燥,得到固体A,实验过程如下图所示:
a.浓氨水的作用是_______(用离子方程式表示)。
b.能证明灰色沉淀中含有的方法是:取少量溶液B于试管中,_______(填操作和现象)。
c.固体A中的质量_______(用、表示)。
实验Ⅱ:丙同学继续探究,将2mL一定浓度的溶液与2mL一定浓度的溶液混合,生成的Ag与的质量关系如表所示。
实验
序号
1
0.04
0.04
0
99
0
2
0.1
0.1
47
105
0.448
3
0.2
0.2
56
114
0.491
4
0.5
0.5
100
183
0.546
5
1.0
1.0
176
225
0.782
(3)实验结论
根据上述实验所得结论:_______。
【答案】(1)
(2) 空气中的氧化 溶液 电流计指针偏转,取电池工作一段时间后左侧烧杯中溶液,滴入几滴KSCN溶液,溶液变红。或者称量实验前后银电极的质量,发现实验后银电极的质量增加 滴入硝酸钡溶液,有白色沉淀出现
(3)既能发生复分解反应,又能发生氧化还原反应;等浓度等体积的溶液与溶液反应,浓度越大,沉淀中比例越大,复分解反应越占优;浓度越小,沉淀中被还原的Ag的比例越大,氧化还原反应越占优
【详解】(1)溶液与溶液发生复分解反应生成硫酸银沉淀和硝酸亚铁,离子方程式为。
(2)①生成需要氧化剂,已有、两种氧化剂的假设,剩余可能的氧化剂是空气中的氧气,故假设b为空气中的氧化;利用原电池验证氧化时,负极的电极反应为,则负极盛放溶液(甲溶液),正极的电极反应为,观察到电流计偏转,取电池工作一段时间后左侧烧杯中溶液,滴入几滴KSCN溶液,溶液变红或者称量实验前后银电极的质量,发现实验后银电极的质量增加,即可证明假设c成立。
②a.由流程知,浓氨水能与生成可溶的银氨络离子,使溶解、释放出,从而与Ag分离,离子方程式;
b.验证沉淀中含即检验溶解后生成的,因此方法是取少量溶液B于试管中,滴入硝酸钡溶液,有白色沉淀出现,则灰色沉淀中含有。
c.不溶于浓氨水的固体C仅含Ag单质,最终全部转化为,由元素守恒知,,Ag质量为,总固体质量为,故质量为。
(3)从表格数据可知,反应物浓度低时仅发生氧化还原反应,随浓度升高,复分解产物占比逐渐升高,因此得出结论:既能发生复分解反应,又能发生氧化还原反应;等浓度等体积的溶液与溶液反应,浓度越大,沉淀中比例越大,复分解反应越占优;浓度越小,沉淀中被还原的Ag的比例越大,氧化还原反应越占优。
8.(2026·北京昌平·一模)某小组实验探究法滴定白云石中钙含量时的条件。
(1)处理白云石矿样
步骤1:用HCl溶解白云石矿样;
步骤2:向上述溶液中加入沉淀剂,使转化为沉淀,过滤,洗净沉淀。
①步骤1发生反应的离子方程式为________。
②步骤2洗净沉淀是为了防止影响后续滴定结果,检验沉淀已洗净的操作及现象是________。
(2)滴定条件探究
序号
实验内容及现象
Ⅰ
将带有沉淀的滤纸贴在烧杯壁上,用热蒸馏水冲洗,将滤纸全部浸入溶液,并用稀溶解沉淀控制酸度,趁热用标准溶液滴定。开始滴定时快速加入标准溶液,产生大量棕黑色沉淀,随着滴定继续进行,沉淀消失,滴定终点读取数据。
Ⅱ
将带有沉淀的滤纸贴在烧杯壁上,用热蒸馏水冲洗,将滤纸全部浸入溶液,并用稀溶解沉淀控制酸度,趁热用标准溶液滴定。开始滴定时逐滴加入,每一滴反应完全后再加入下一滴,溶液始终澄清,滴定终点读取数据。
已知:ⅰ.为紫红色,近乎无色,棕黑色沉淀;
ⅱ.;
ⅲ.滤纸的主要成分为纤维素。
①既做标准溶液又做指示剂,滴定终点的现象是________。
②实验Ⅰ中棕黑色沉淀产生的途径可能有:
途径一:____________
途径二:
途径三:
a.途径一的离子方程式为________。
b.途径一、二对测定结果无影响,途径三会使测得的的含量偏高,分析原因:________。
实验Ⅰ最终测得的的含量偏高。
③实验Ⅱ测得的的含量也偏高,经分析认为是滤纸浸入溶液造成的,理由是________。
(3)改进滴定实验
分析实验Ⅰ、Ⅱ测定结果偏差的原因,增加实验Ⅲ,将滤纸全部浸入盛有热蒸馏水的烧杯中,并用稀控制酸度与Ⅱ相同,趁热用标准溶液滴定。开始滴定时逐滴加入,每一滴反应完全后再加入下一滴,滴定终点读取数据。
白云石矿样为ag,实验Ⅱ、Ⅲ消耗标准溶液的体积分别为、。白云石矿样中钙的质量分数为________(列出计算式)。
【答案】(1) ; 取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则沉淀已洗净;
(2) 滴入最后半滴标准溶液后,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色; ; 棕黑色沉淀溶解是与反应生成造成的,途径一二及其生成的均用于氧化,且最终还原产物均只有,因此消耗体积不变,而途径三除用于氧化,自身被还原为外,还有一部分自身分解生成,使得消耗体积增大; 滤纸的主要成分纤维素具有还原性,会被酸性氧化,额外消耗标准液,导致结果偏高;
(3)或;
【分析】白云石先和盐酸反应生成,再和生成沉淀,沉淀和硫酸反应后和反应,根据得出白云石中钙的质量分数。
【详解】(1)①白云石是难溶固体,与HCl反应生成可溶性钙盐、镁盐、和水,故离子反应方程式为;
②杂质存在于洗涤液中,用硝酸酸化的检验,若无白色沉淀生成,则洗涤已洗净;
(2)①自身可作指示剂,滴定终点时完全反应,过量半滴使溶液显特征浅紫红色;
②a.初始滴定时反应速率慢,被草酸还原为,根据得失电子守恒配平即可得到离子方程式:;
b.棕黑色沉淀溶解是与反应生成造成的,途径一二及其生成的均用于氧化,且最终还原产物均只有,因此消耗体积不变,而途径三除用于氧化,自身被还原为外,还有一部分自身分解生成,使得消耗体积增大;
③滤纸的主要成分纤维素具有还原性,可被酸性高锰酸钾氧化,额外消耗标准液,导致测定结果偏高;
(3)实验Ⅲ为空白实验,扣除滤纸消耗的体积V2后,实际与草酸反应的体积为V1−V2;根据反应关系,得,代入钙的摩尔质量40 g/mol,即可得到质量分数或。
9.(2026·北京东城·一模)某实验小组探究甲醛与新制氢氧化铜的反应。
资料:i.
ii.常温下能与银氨溶液反应生成黑色沉淀。
iii.和在300℃以下受热均不分解。
实验装置(夹持、加热装置略):
实验Ⅰ:其他条件相同时,分别在60℃、90℃下反应,烧瓶中均有红色固体析出,并伴有气体产生。不再产生气体时,记录生成气体的体积。过滤,洗涤,干燥,得固体X,称重。滤液无色。
反应温度/℃
生成气体体积(同一条件下测定)/mL
固体X的质量/g
60
140
0.45
90
173
0.40
(1)溶液与溶液混合后得深蓝色浊液,浊液中含有,生成该离子的离子方程式为________。
(2)补全下列方程式:________。
(3)探究的氧化产物
①实验Ⅰ过程中A、B均无明显现象,说明生成的气体中不含、。结合实验条件分析未生成、的原因是________。
②用上述装置,在烧瓶中加入实验Ⅰ反应后的滤液,再加入________(填试剂),通过检验可确定氧化产物是否有。
(4)探究生成气体的成分
将收集到的气体点燃,有轻微爆鸣声。检测到燃烧产物的成分:________,确认气体为。
(5)探究红色固体X的成分
提出猜想:1.只有;2.只有;3.和的混合物。
查阅资料:溶于浓氨水生成无色的,接触空气迅速被氧化为蓝色的;Cu不溶于浓氨水,但有存在时可缓慢溶解生成。
实验Ⅱ:
结论:猜想3成立。
①用离子方程式解释试管上部液体迅速变蓝的原因:________。
②推测90℃与60℃固体X的质量不同的原因:________。
(6)探究产生的原因
查阅资料:Cu作催化剂促进HCHO在强碱条件下产生,其机理如下。
将上述机理补充完整________。
【答案】(1)或
(2)
(3) 碱性条件下,被氧化为或,在实验温度下受热不分解 稀硫酸
(4)只有水
(5) 90℃时有更多的铜元素降到0价,被还原成
(6)、、
【详解】(1)溶液与溶液混合生成的离子方程式为;
(2)甲醛被氢氧化铜氧化为HCOO-,碳元素化合价由0升高为+2,铜元素化合价由+2降低为+1,根据得失电子守恒、电荷守恒,配平反应的离子方程式为。
;
(3)①碱性条件下,被氧化为或,在实验温度下受热不分解,所以实验Ⅰ过程中A、B均无明显现象。
②与稀硫酸反应放出二氧化碳气体,在烧瓶中加入实验Ⅰ反应后的滤液,再加入稀硫酸,通过检验可确定氧化产物是否有。
(4)氢气燃烧生成水,检测到燃烧产物只有水,确认气体为。
(5)接触空气迅速被氧气氧化为蓝色的,根据得失电子守恒配平反应方程式为;
90℃时有更多的铜元素降到0价,被还原成,所以90℃与60℃固体X的质量不同。
(6) 中H显-1价,与水反应生成Cu、H2、OH-。
10.(2026·北京西城·一模)实验小组探究、与HCHO反应溶液pH变化的原因。
已知:溶液的pH接近7。
(1)研究溶液、溶液分别与HCHO反应的pH变化。
序号
实验
试剂a
操作及现象
Ⅰ
溶液
测定溶液的pH为5.9,一段时间后,混合液的pH无明显变化
Ⅱ
溶液
测定溶液的pH为9.7,几秒后混合液的pH迅速升高至10.8
①用离子方程式解释溶液显碱性的原因:___________。
②Ⅰ和Ⅱ中HCHO均发生加成反应生成。
HCHO与发生反应ⅰ:。
根据Ⅱ中的实验现象,写出反应ⅱ:___________。
(2)探究和的混合液与HCHO反应溶液pH变化的原因。
混合后各物质的初始浓度和实验中pH的变化情况如下表。
序号
/
/
/
初始pH
实验现象
Ⅲ
0.10
0.115
0.025
6.6
420 s时溶液的pH上升至7.0,一段时间后,pH无明显变化
Ⅳ
0.10
0.100
a
6.8
270 s时溶液的pH突然上升至8.5,一段时间后,pH最终为9.5
Ⅴ
0.10
0.095
0.045
6.9
78 s时溶液的pH突然上升至8.6,一段时间后,pH最终为10.5
①___________。
②Ⅲ中反应过程中溶液___________[用含,和的电离常数的代数式表示]。
③分析实验数据,可以得出:甲醛的浓度为,___________,发生pH突变所需的时间越短。
④Ⅳ、Ⅴ在pH突变前的一段时间,溶液的pH变化不明显。结合反应解释原因:___________。
已知:反应ⅰ、ⅱ的速率分别为、,初始一段时间且、相差很大。
⑤导致Ⅳ、Ⅴ溶液的最终pH存在差异的主要反应是___________(填序号)。
a.的水解反应 b.反应ⅰ c.反应ⅱ
【答案】(1)
(2) 0.040 越大 ,开始一段时间内,主要发生反应ii,其产生的快速与发生反应:;反应过程消耗,下降不能使pH出现明显变化 c
【详解】(1)会发生水解,水解产生,使得溶液显碱性,离子反应方程式为:;测定溶液的pH为9.7,几秒后混合液的pH迅速升高至10.8,说明HCHO与反应后,溶液中的浓度升高,故其反应方程式为:;
(2)① 观察表中三组数据可得,混合溶液中S元素的浓度是固定的,即在III中,S元素的总浓度为:,故反应IV中S元素的总浓度也为0.14 mol/L,故;
② 在Ⅲ中反应体系中存在如下平衡:,,则,,则此时反应过程中溶液;
③ 由表中数据可知,III中,时,突变所需时间为420 s,IV中,时,突变所需时间为270 s,在V中,,突变所需时间为78 s,故可推出,当甲醛的浓度为,越大时,发生pH突变所需的时间越短。
④ Ⅳ、Ⅴ在pH突变前的一段时间,溶液的pH变化不明显,原因是:,开始一段时间内,主要发生反应ii,其产生的快速与发生反应:;反应过程消耗,下降不能使pH出现明显变化;
⑤ 导致Ⅳ、Ⅴ溶液的最终pH存在差异的主要是反应ii,因为突变后该反应进行的程度不同,产生的的量不同,故答案选c。
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专题10 实验探究大题
1.(1) 提供,表现碱性 提供作为配体,表现配位性
(2) 晶体中含时,的物质的量减少,生成的沉淀质量小
(3) 分解生成的与未逸出的发生反应,生成了非黑色物质(铜单质或氧化亚铜)
(4),加入后,可以与形成,且i中反应产生的能与溶解平衡中的的结合生成,均使沉淀溶解平衡正向移动
(5)
2.(1)
(2)Ⅰ中还发生:,MnO2+H2O2发生氧化还原反应,消耗H+,溶液pH迅速上升
(3)证明实验Ⅱ中H2O2仍有剩余,无催化剂时H2O2分解速率较小
(4)
(5)取1.5 mL7.7%的H2O2溶液,逐滴滴加与III-2浓度相同的NaOH溶液,至溶液显碱性,气体产生速率远远小于实验III-2中气体产生速率
(6);。酸性增强,Mn2+还原性减弱,H2O2氧化性增强,Mn2+还原性减弱的程度大于H2O2氧化性增强的程度,因此H2O2无法将Mn2+氧化为MnO2
(7)酸性条件下,MnO2氧化性增强,与H2O2反应时表现氧化性;碱性条件下,MnO2氧化性减弱,与H2O2反应时作为催化剂。物质的性质受到条件影响
3.(1)
(2)、
(3) 取少量溶液a于试管中,加入过量稀盐酸除去,充分反应后静置,取上层清液,滴加溶液,若产生白色沉淀,证明含有 会与生成络合物、发生副反应生成硫化物沉淀
(4)向溶液中加入过量溶液,调节,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,继续滴加溶液,蓝色褪去
(5)pH过高,会发生水解沉淀;pH过低,在酸性条件下分解,同时易被空气中的氧化,因此调节保证反应定量进行
4.(1) 增大c(Br-),Br-还原性增强,Br-和Cu2+发生氧化还原反应 2Cu2++4I− =2CuI+I2 Cl、Br、I 为同一主族元素,电子层数依次增多,离子半径Cl⁻<Br⁻<I⁻,失电子能力Cl⁻<Br⁻<I⁻,故还原性I⁻>Br⁻>Cl⁻
(2) CuSO4溶液与Na2S溶液发生复分解反应的速率快,生成黑色沉淀CuS后,大大降低了Cu2+和S2-的浓度,Cu2+的氧化性和S2-的还原性也随之降低,未发生氧化还原反应 0.1 mol/L CuSO4溶液和0.1 mol/L Na2S 溶液 闭合K后,灵敏电流计指针发生偏转,盛 Na2S 溶液的烧杯中出现淡黄色浑浊,盛 CuSO4溶液的烧杯中石墨电极表面有红色固体析出 在KI溶液作用下,Cu2+转化生成白色CuI,被氧化为
5.(1)
(2) 猜想3:和反应生成(或其他合理答案)
(3)蓝色快速消失
(4) Ⅲ-1中,由于存在,被迅速消耗转变成,溶液不会变蓝;(或者Ⅲ-1中,还原性,原电池反应与优先发生,与不反应);Ⅲ-2中,无,在酸性溶液中氧化生成,溶液变蓝
(5)5s内,与反应生成,但是与反应速率更快,生成的被迅速还原成,因此溶液未变蓝;5s后消耗完毕,与发生反应生成,溶液变蓝。(或其他合理答案)
6.(1) 作氧化剂,将价Fe元素氧化为价 水解使溶液显碱性,与结合产生沉淀
(2)
(3)加入方式一定时,用量增多,产物的纯度降低
(4)向实验ⅳ反应后的溶液中逐滴滴加稀硫酸(pH与饱和草酸相同)至反应后溶液的,测得配阴离子电荷偏离值接近
(5)一次性倒入草酸,导致局部草酸浓度过高,其还原性增强,同时溶液局部pH较小,与草酸发生氧化还原反应导致杂质增多
(6)控制溶液pH,溶解,防止副反应发生
7.(1)
(2) 空气中的氧化 溶液 电流计指针偏转,取电池工作一段时间后左侧烧杯中溶液,滴入几滴KSCN溶液,溶液变红。或者称量实验前后银电极的质量,发现实验后银电极的质量增加 滴入硝酸钡溶液,有白色沉淀出现
(3)既能发生复分解反应,又能发生氧化还原反应;等浓度等体积的溶液与溶液反应,浓度越大,沉淀中比例越大,复分解反应越占优;浓度越小,沉淀中被还原的Ag的比例越大,氧化还原反应越占优
8.(1) ; 取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则沉淀已洗净;
(2) 滴入最后半滴标准溶液后,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色; ; 棕黑色沉淀溶解是与反应生成造成的,途径一二及其生成的均用于氧化,且最终还原产物均只有,因此消耗体积不变,而途径三除用于氧化,自身被还原为外,还有一部分自身分解生成,使得消耗体积增大; 滤纸的主要成分纤维素具有还原性,会被酸性氧化,额外消耗标准液,导致结果偏高;
(3)或;
9.(1)或
(2)
(3) 碱性条件下,被氧化为或,在实验温度下受热不分解 稀硫酸
(4)只有水
(5) 90℃时有更多的铜元素降到0价,被还原成
(6)、、
10.(1)
(2) 0.040 越大 ,开始一段时间内,主要发生反应ii,其产生的快速与发生反应:;反应过程消耗,下降不能使pH出现明显变化 c
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专题10 实验探究大题
1.(2026·北京延庆·一模)小组同学用实验1所示方法制备含铜配合物,并探究其组成。
【实验1】
(1)i中生成沉淀时,的作用是_______;后续加入过量氨水,沉淀溶解生成,此时的作用是_______。(从“酸碱性”“配位性”角度分析)
【实验2】
小组同学推测蓝色针状晶体可能含或。取洗净的晶体,用蒸馏水溶解后,加入足量盐酸酸化的溶,过滤、洗涤、干燥,得到沉淀。
(2)若晶体仅含,则与的定量关系为_______(用含、的式子表示);若值偏小,说明晶体可能含,理由是_______。
【实验3】
实验装置
现象
烧杯中的溶液变红,试管底部产生大量红色固体
(3)观察分析实验3:
①实验中烧杯溶液变红,说明加热时逸出的物质是_______,该物质使滴有酚酞的水变红的离子方程式为_______。
②甲同学推测,若蓝色针状晶体中含,充分加热后预期在试管底部观察到黑色固体。用化学方程式表示这样推测的理由_______。
③结合实验现象,从配合物稳定性与反应条件角度分析“未产生黑色固体”的可能原因:_______。
(4)乙同学通过实验发现,按实验1的方案制备铜配合物时,若仅将i中的氨水换成适量溶液,只有少量蓝色沉淀溶解。从平衡移动角度说明实验1中蓝色沉淀能全部溶解的原因是_______。
(5)通过分析,蓝色针状晶体的主要成分为_______。
2.(2026·北京顺义·一模)小组同学探究pH对催化分解反应的影响。实验如下。
实验
操作及现象
Ⅰ
在烧杯中加入一定量7.7%溶液(pH约为3.5),将少量固体迅速加入烧杯中,立即产生大量气体,溶液pH迅速上升,最终稳定在7左右。
Ⅱ
在试管中加入2mL7.7%溶液,再加入少量固体,立即产生大量气体,加入1mL溶液,固体消失,同时产生气体的速率迅速减慢,最后几乎停止。最终溶液呈浅粉色
已知:ⅰ、碱性条件下会发生分解。为易于保存,常在过氧化氢溶液中添加适量磷酸;
ⅱ、为棕黑色固体,通常显浅粉色,为白色沉淀。
(1)催化分解反应的化学方程式是______。
(2)结合实验Ⅱ,解释实验Ⅰ中加入固体后溶液pH迅速上升的原因______。小组同学针对实验Ⅱ中“固体消失”这一现象继续展开探究。
将实验Ⅱ试管中反应后的溶液平均分装在2个试管中,分别标号1和2。进行实验Ⅲ。
实验
操作及现象
Ⅲ-1
向1号试管中加入少量固体,产生大量气体,几秒后黑色固体减少至消失,气体产生速率再次变慢。重复以上操作2次,现象相同。
Ⅲ-2
向2号试管中逐滴滴加NaOH溶液,重复出现“有棕黑色固体生成,同时产生气体的速率明显加快,振荡后,棕黑色固体消失,气体产生速率减慢”的现象,直至体系显碱性时,棕黑色固体不再消失。之后,再加入7.7%溶液,产生大量气体。
(3)实验III-1的目的是______。
(4)用离子方程式解释实验Ⅲ-2中棕黑色固体生成的原因______。
(5)有同学提出,实验Ⅲ-2中滴加NaOH溶液,碱性增强,分解速率加快。补充实验,证明在碱性条件下分解不是Ⅲ-2中速率加快的主要原因。实验操作及现象是______。
(6)结合实验Ⅲ,从电极反应角度分析Ⅱ中无法再生成的可能原因______。
(7)依据上述实验,pH对催化分解反应的影响是______。
3.(2026·北京朝阳·一模)小组同学探究用间接碘量法测定刻蚀覆铜板废液中的原理。
(1)溶液刻蚀覆铜板的离子方程式为______。
(2)研究间接碘量法测的原理
查阅资料:、(和溶液均为无色)。
实验1:向溶液中加入过量KI溶液,得到棕黄色浊液;用淀粉作指示剂,用溶液滴定,溶液蓝色褪去。实验1中体现氧化性的微粒有______。
(3)探究能否用溶液直接滴定
实验2:
查阅资料:为绿色;为无色;为黑色固体,难溶于水,可溶于浓氨水;CuS为黑色固体,难溶于水、浓氨水;微溶于水。
①用离子方程式解释滴加浓氨水后溶液由无色变为蓝色的原因:______。
②实验证明溶液a中含。设计检验的方案:______(填操作和现象)。
③不能用溶液直接滴定的原因有______(答出两点)。
(4)探究能否用间接碘量法测定刻蚀覆铜板废液中的
由于存在:,小组同学认为须解决的干扰问题。
查阅资料:与能形成无色配合物;遇能形成紫色配合物。
实验3:向溶液中加入过量溶液,充分反应后滴加淀粉KI溶液,溶液不变蓝;调节溶液,继续滴加溶液,无明显现象。
实验4:______(填操作和现象)。
根据实验3、4的现象,得出结论:可用于消除对测定的干扰。
(5)测定某刻蚀覆铜板废液中的
实验5:
i.取某刻蚀废液,加入过量溶液;
ii.用氨水调节溶液,加入过量KI溶液;
iii.用标准溶液进行滴定,当溶液变为淡黄色时,滴加淀粉溶液,继续滴定至溶液蓝色消失,记录消耗溶液的体积。
分析步骤ii中将溶液pH调到4的原因:______。
4.(2026·北京石景山·一模)某小组探究与不同还原性离子的反应。已知:ⅰ.还原反应中,增大反应物浓度或降低生成物浓度,氧化剂的氧化性增强。ⅱ.氧化反应中,增大反应物浓度或降低生成物浓度,还原剂的还原性增强。ⅲ.为难溶于水的白色固体,在水中不能稳定存在。
(1)分别向溶液中加入不同盐溶液。
实验
盐溶液
实验现象
1
NaCl
无明显现象
2
NaBr
无明显现象
3
NaI
棕黄色浊液,静置1天后底部出现白色沉淀,溶液仍为棕黄色
①取1 g NaBr固体,滴加溶液,变为红褐色浊液。对比实验2,简述NaBr固体和溶液发生氧化还原反应的原因_______。
②写出实验3中和反应的离子方程式_______。
③从原子结构角度解释还原性的原因_______。
(2)已知:还原性,其他条件与(1)相同继续进行探究。
实验
盐溶液
实验现象
静置1天后实验现象
4
黑色浊液
底部产生大量黑色沉淀,溶液接近无色
5
墨绿色浊液
底部产生大量棕黄色沉淀,溶液接近无色
①分析实验4中,溶液和溶液混合时未发生氧化还原反应的原因_______。小组同学采用下列装置证明和可以发生氧化还原反应,补全装置示意图,写出实验现象_______。
②经检验,实验5中的棕黄色沉淀中不含,含有、和。通过下列实验证实,沉淀中含有和(忽略的影响)。
证实棕黄色沉淀中含有和的理由是_______。
总结:与不同还原性离子的反应和离子的种类、浓度等因素有关。
5.(2026·北京房山·一模)某兴趣小组探究和在酸性条件下的反应,探究过程如下。
实验序号
操作
现象
实验I
向溶液中加入2滴淀粉溶液,将其倒入硫酸酸化的溶液中
混合后约5 s内溶液无明显变化,随后溶液迅速变蓝
资料:在酸性溶液氧化生成
(1)5 s后溶液变蓝说明生成了_______(填化学式)。
(2)甲同学对5 s内溶液未变蓝的原因提出如下假设
假设1:与反应生成的速率较慢;
假设2:与反应先生成,但由于存在,_______(用离子方程式表示),被迅速消耗;
假设3:_______。
经查阅资料,假设1不成立。
(3)下述实验证实了可被迅速消耗。
实验Ⅱ:向实验I的蓝色溶液中加入过量的溶液,_______(填现象)。
(4)乙同学利用电化学装置进一步探究和的反应,设计了实验Ⅲ,实验方案如下:
实验序号
装置
操作及现象
实验Ⅲ-1
放电t s后,向a电极附近溶液中滴加淀粉溶液,溶液未变蓝,b电极附近溶液中检测出
实验Ⅲ-2
放电t s后,取出a电极附近溶液于试管中,再滴加淀粉溶液,溶液变蓝;b电极附近溶液中检测出
①在a电极放电时的还原产物是_______。
②解释实验Ⅲ-1与实验Ⅲ-2出现现象差异的原因_______。
(5)综合上述实验,从反应原理的角度分析实验I中5 s内及5 s后实验现象产生的可能原因是_______。
6.(2026·北京丰台·一模)某化学小组制备三草酸合铁酸钾晶体(翠绿色),探究影响产物纯度的因素。
Ⅰ.制备晶体
(1)步骤1中铁元素部分转化为红褐色沉淀,其余则以形式存在。
①的作用是_______。
②产生的原因是_______。
(2)步骤3得到的晶体通常不纯,原因是转化为少量写出生成该杂质的化学方程式_______。
Ⅱ.探究影响晶体纯度的因素
取步骤2煮沸后的浊液a mL,向其中加入饱和溶液,控制用量(以反应后溶液pH值衡量)和加入方式,测定产物中配阴离子电荷并与理论值()对比,用偏离值表征杂质的含量,偏离值越大,杂质越多。实验如下:
实验操作
实验
编号
加入方式
反应后
溶液pH
配阴离子
电荷偏离值
ⅰ
一次性倒入
2.5
ⅱ
逐滴加入
2.5
ⅲ
一次性倒入
3.5
ⅳ
逐滴加入
3.5
(3)分析上述实验,关于用量对产物纯度的影响得出的结论是_______。
(4)对比实验ⅱ和ⅳ,猜测实验ⅱ中pH减小是影响晶体纯度的主要原因,设计实验方案:_______,证实了上述猜测。
(5)对比实验ⅰ和ⅱ,结合氧化还原反应规律分析“一次性倒入,电荷偏离值增大”的原因:_______。
Ⅲ.实验反思
(6)的制备中,足量的作用是提供充足的配体和,适量的主要作用是_______。
7.(2026·北京门头沟·一模)某小组同学探究溶液与溶液之间的反应。
已知:为白色沉淀
(1)理论分析
依据反应规律,二者可以发生复分解反应,离子方程式是_______。
(2)实验探究
实验Ⅰ:将2mL溶液和5mL溶液混合,观察到溶液变黑,静置后试管底部有灰色沉淀,上层清液呈黄色。
①针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有,对产生的原因作出如下假设,请补充完整。
假设a:溶液中的氧化;
假设b:_______:
假设c:溶液中的氧化。
经实验证实a、b不是产生的主要原因。
如图所示实验装置可证实假设c成立,其中甲溶液是_______,操作及现象是_______。
②针对“溶液变黑”,乙同学推测灰色沉淀为Ag与的混合物并进行验证,将实验Ⅰ试管离心沉降,过滤、洗涤、干燥,得到固体A,实验过程如下图所示:
a.浓氨水的作用是_______(用离子方程式表示)。
b.能证明灰色沉淀中含有的方法是:取少量溶液B于试管中,_______(填操作和现象)。
c.固体A中的质量_______(用、表示)。
实验Ⅱ:丙同学继续探究,将2mL一定浓度的溶液与2mL一定浓度的溶液混合,生成的Ag与的质量关系如表所示。
实验
序号
1
0.04
0.04
0
99
0
2
0.1
0.1
47
105
0.448
3
0.2
0.2
56
114
0.491
4
0.5
0.5
100
183
0.546
5
1.0
1.0
176
225
0.782
(3)实验结论
根据上述实验所得结论:_______。
8.(2026·北京昌平·一模)某小组实验探究法滴定白云石中钙含量时的条件。
(1)处理白云石矿样
步骤1:用HCl溶解白云石矿样;
步骤2:向上述溶液中加入沉淀剂,使转化为沉淀,过滤,洗净沉淀。
①步骤1发生反应的离子方程式为________。
②步骤2洗净沉淀是为了防止影响后续滴定结果,检验沉淀已洗净的操作及现象是________。
(2)滴定条件探究
序号
实验内容及现象
Ⅰ
将带有沉淀的滤纸贴在烧杯壁上,用热蒸馏水冲洗,将滤纸全部浸入溶液,并用稀溶解沉淀控制酸度,趁热用标准溶液滴定。开始滴定时快速加入标准溶液,产生大量棕黑色沉淀,随着滴定继续进行,沉淀消失,滴定终点读取数据。
Ⅱ
将带有沉淀的滤纸贴在烧杯壁上,用热蒸馏水冲洗,将滤纸全部浸入溶液,并用稀溶解沉淀控制酸度,趁热用标准溶液滴定。开始滴定时逐滴加入,每一滴反应完全后再加入下一滴,溶液始终澄清,滴定终点读取数据。
已知:ⅰ.为紫红色,近乎无色,棕黑色沉淀;
ⅱ.;
ⅲ.滤纸的主要成分为纤维素。
①既做标准溶液又做指示剂,滴定终点的现象是________。
②实验Ⅰ中棕黑色沉淀产生的途径可能有:
途径一:____________
途径二:
途径三:
a.途径一的离子方程式为________。
b.途径一、二对测定结果无影响,途径三会使测得的的含量偏高,分析原因:________。
实验Ⅰ最终测得的的含量偏高。
③实验Ⅱ测得的的含量也偏高,经分析认为是滤纸浸入溶液造成的,理由是________。
(3)改进滴定实验
分析实验Ⅰ、Ⅱ测定结果偏差的原因,增加实验Ⅲ,将滤纸全部浸入盛有热蒸馏水的烧杯中,并用稀控制酸度与Ⅱ相同,趁热用标准溶液滴定。开始滴定时逐滴加入,每一滴反应完全后再加入下一滴,滴定终点读取数据。
白云石矿样为ag,实验Ⅱ、Ⅲ消耗标准溶液的体积分别为、。白云石矿样中钙的质量分数为________(列出计算式)。
9.(2026·北京东城·一模)某实验小组探究甲醛与新制氢氧化铜的反应。
资料:i.
ii.常温下能与银氨溶液反应生成黑色沉淀。
iii.和在300℃以下受热均不分解。
实验装置(夹持、加热装置略):
实验Ⅰ:其他条件相同时,分别在60℃、90℃下反应,烧瓶中均有红色固体析出,并伴有气体产生。不再产生气体时,记录生成气体的体积。过滤,洗涤,干燥,得固体X,称重。滤液无色。
反应温度/℃
生成气体体积(同一条件下测定)/mL
固体X的质量/g
60
140
0.45
90
173
0.40
(1)溶液与溶液混合后得深蓝色浊液,浊液中含有,生成该离子的离子方程式为________。
(2)补全下列方程式:________。
(3)探究的氧化产物
①实验Ⅰ过程中A、B均无明显现象,说明生成的气体中不含、。结合实验条件分析未生成、的原因是________。
②用上述装置,在烧瓶中加入实验Ⅰ反应后的滤液,再加入________(填试剂),通过检验可确定氧化产物是否有。
(4)探究生成气体的成分
将收集到的气体点燃,有轻微爆鸣声。检测到燃烧产物的成分:________,确认气体为。
(5)探究红色固体X的成分
提出猜想:1.只有;2.只有;3.和的混合物。
查阅资料:溶于浓氨水生成无色的,接触空气迅速被氧化为蓝色的;Cu不溶于浓氨水,但有存在时可缓慢溶解生成。
实验Ⅱ:
结论:猜想3成立。
①用离子方程式解释试管上部液体迅速变蓝的原因:________。
②推测90℃与60℃固体X的质量不同的原因:________。
(6)探究产生的原因
查阅资料:Cu作催化剂促进HCHO在强碱条件下产生,其机理如下。
将上述机理补充完整________。
10.(2026·北京西城·一模)实验小组探究、与HCHO反应溶液pH变化的原因。
已知:溶液的pH接近7。
(1)研究溶液、溶液分别与HCHO反应的pH变化。
序号
实验
试剂a
操作及现象
Ⅰ
溶液
测定溶液的pH为5.9,一段时间后,混合液的pH无明显变化
Ⅱ
溶液
测定溶液的pH为9.7,几秒后混合液的pH迅速升高至10.8
①用离子方程式解释溶液显碱性的原因:___________。
②Ⅰ和Ⅱ中HCHO均发生加成反应生成。
HCHO与发生反应ⅰ:。
根据Ⅱ中的实验现象,写出反应ⅱ:___________。
(2)探究和的混合液与HCHO反应溶液pH变化的原因。
混合后各物质的初始浓度和实验中pH的变化情况如下表。
序号
/
/
/
初始pH
实验现象
Ⅲ
0.10
0.115
0.025
6.6
420 s时溶液的pH上升至7.0,一段时间后,pH无明显变化
Ⅳ
0.10
0.100
a
6.8
270 s时溶液的pH突然上升至8.5,一段时间后,pH最终为9.5
Ⅴ
0.10
0.095
0.045
6.9
78 s时溶液的pH突然上升至8.6,一段时间后,pH最终为10.5
①___________。
②Ⅲ中反应过程中溶液___________[用含,和的电离常数的代数式表示]。
③分析实验数据,可以得出:甲醛的浓度为,___________,发生pH突变所需的时间越短。
④Ⅳ、Ⅴ在pH突变前的一段时间,溶液的pH变化不明显。结合反应解释原因:___________。
已知:反应ⅰ、ⅱ的速率分别为、,初始一段时间且、相差很大。
⑤导致Ⅳ、Ⅴ溶液的最终pH存在差异的主要反应是___________(填序号)。
a.的水解反应 b.反应ⅰ c.反应ⅱ
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