資源簡介

第68講　創(chuàng)新探究類綜合實驗
【課程標準】　1.能根據(jù)不同情景、不同類型實驗特點評價或設(shè)計解決問題的簡單方案。
2.建立解答探究類綜合實驗的思維模型。
類型一　物質(zhì)性質(zhì)的探究
1．物質(zhì)性質(zhì)探究類實驗的類型
(1)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計實驗方案
(2)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(或官能團)設(shè)計實驗方案
2．探究實驗中常見操作及原因
操作 目的或原因
沉淀水洗 除去××(可溶于水)雜質(zhì)
沉淀用乙醇洗滌 a.減小固體的溶解度； b．除去固體表面吸附的雜質(zhì)； c．乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥
續(xù)表
操作 目的或原因
冷凝回流 防止××蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系；提高××物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率
控制溶液pH 防止××離子水解；防止××離子沉淀；確保××離子沉淀完全；防止××溶解等
學(xué)生用書↓第360頁
“趁熱過濾”后，有時先向濾液中加入少量水，加熱至沸騰，然后再“冷卻結(jié)晶” 稀釋溶液，防止降溫過程中雜質(zhì)析出，提高產(chǎn)品的純度
加過量A試劑 使B物質(zhì)反應(yīng)完全(或提高B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率等)
續(xù)表
操作 目的或原因
溫度不高于××℃ 溫度過高××物質(zhì)分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)或××物質(zhì)揮發(fā)(如濃硝酸、濃鹽酸)或××物質(zhì)氧化(如Na2SO3等)或促進××物質(zhì)水解(如AlCl3等)
減壓蒸餾(減壓蒸發(fā)) 減小壓強，使液體沸點降低，防止××物質(zhì)受熱分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)
蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍 抑制××離子的水解(如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時需在HCl氣流中進行，加熱MgCl2·6H2O制MgCl2時需在HCl氣流中進行等)
配制某溶液前先煮沸水 除去溶解在水中的氧氣，防止××物質(zhì)被氧化
反應(yīng)容器中用玻璃管和大氣相通 指示容器中壓強大小；平衡氣體壓強避免反應(yīng)容器中壓強過大
(2023·湖北卷)學(xué)習(xí)小組探究了銅的氧化過程及銅的氧化物的組成。回答下列問題：
(1)銅與濃硝酸反應(yīng)的裝置如下圖，儀器A的名稱為________，裝置B的作用為________________________________________________________________________。
(2)銅與過量H2O2反應(yīng)的探究如下：
實驗②中Cu溶解的離子方程式為_____________________________________
________________________________________________________________________；
產(chǎn)生的氣體為________。比較實驗①和②，從氧化還原角度說明H＋的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)用足量NaOH處理實驗②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，m g X完全分解為n g黑色氧化物Y，＝。X的化學(xué)式為________。
(4)取含X粗品0.050 0 g(雜質(zhì)不參加反應(yīng))與過量的酸性KI完全反應(yīng)后，調(diào)節(jié)溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3標準溶液滴定，滴定終點時消耗Na2S2O3標準溶液15.00 mL。(已知：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O===2I－＋S4O)標志滴定終點的現(xiàn)象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
粗品中X的相對含量為________。
答案：(1)具支試管　安全瓶(防倒吸)
(2)Cu＋ H2O2 ＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　O2 　增強H2O2的氧化性　(3)CuO2
(4)滴入最后半滴Na2S2O3標準溶液時，溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色　96.0%
解析： (1)由題給實驗裝置可知，儀器A的名稱為具支試管；Cu與濃HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣直接用NaOH溶液吸收會引發(fā)溶液倒吸，裝置B起到安全瓶的作用，防止倒吸。(2)Cu在稀H2SO4作用下，被H2O2氧化生成Cu2＋和H2O，溶液變藍。Cu2＋作用下，H2O2會被催化分解生成O2。在Na2SO4溶液中H2O2不能氧化Cu，在稀H2SO4中H2O2能氧化Cu，說明H＋使得H2O2的氧化性增強。(3)X為銅的氧化物，設(shè)X的化學(xué)式為CuOx，其在惰性氛圍下分解生成黑色氧化物(CuO)，則：
CuOxCuO＋O2，則2CuO2 ～3I2 ～ 6Na2S2O3，則樣品中m(CuO2)＝×2×96 g＝0.048 g，w(CuO2)＝×100% ＝96.0%。
1．某小組用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器和A中加熱裝置已略)，以驗證Fe3＋、Cl2、SO2氧化性的強弱。根據(jù)題目要求回答下列問題：
(1)檢查裝置氣密性后，關(guān)閉K1、K3、K4，打開K2，旋開旋塞a，加熱A，則B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)B中溶液變黃時，停止加熱A，關(guān)閉K2。打開旋塞b，使約2 mL的溶液流入試管D中，關(guān)閉旋塞b，檢驗B中生成離子的方法是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若要繼續(xù)證明Fe3＋和SO2氧化性的強弱，需要進行的操作是____________
____________________________________________________________。
(4)甲、乙、丙三位同學(xué)分別完成了上述實驗，結(jié)論如表所示，他們的檢測結(jié)果一定能夠證明氧化性強弱順序：Cl2>Fe3＋>SO2的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。
過程(2)B中溶液含有的離子 過程(3)B中溶液含有的離子
甲 既有Fe3＋又有Fe2＋ 有SO
乙 有Fe3＋無Fe2＋ 有SO
丙 有Fe3＋無Fe2＋ 有Fe2＋
(5)驗證結(jié)束后，將D換成盛有NaOH溶液的燒杯，打開K1、K2、K3和K4，關(guān)閉旋塞a、c，打開旋塞b，從兩端鼓入N2，這樣做的目的是________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－　(2)向試管D中滴加KSCN溶液，試管D中溶液變紅色　(3)打開K3，打開旋塞c，向C中加入70%硫酸，一段時間后關(guān)閉K3。更換試管D，打開旋塞b，使少量溶液流入D中，檢驗D溶液中的SO和Fe2＋　
(4)甲、丙　(5)除去A和C中分別產(chǎn)生的氯氣和二氧化硫，防止污染大氣
解析：A中二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取氯氣，C中亞硫酸鈉與70%硫酸反應(yīng)生成二氧化硫，通過控制止水夾可以實現(xiàn)實驗探究：將氯氣通入B中可以驗證Fe3＋、Cl2的氧化性；將氯氣通入C中可以驗證Cl2、SO2的氧化性，將二氧化硫通入B中可以驗證Fe3＋、SO2的氧化性。
2．某研究性學(xué)習(xí)小組通過下列實驗驗證AgI沉淀的生成會使I2的氧化能力增強，可將Fe2＋氧化。
回答下列問題：
(1)由AgNO3固體配制0.1 mol·L－1的AgNO3溶液50 mL，下列儀器中不需要使用的有________________________________________________________________________
(填名稱)，配制好的溶液應(yīng)轉(zhuǎn)移到________(填試劑瓶的名稱)中保存。
(2)步驟1的實驗現(xiàn)象是______________________________________________________；
步驟2無明顯現(xiàn)象；步驟3最終的實驗現(xiàn)象是溶液中生成黃色沉淀，__________________。由此可知，步驟3反應(yīng)的離子方程式為___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)為了確證AgI的生成使I2的氧化能力增強而將Fe2＋氧化，學(xué)習(xí)小組在上述實驗基礎(chǔ)上進行補充實驗：分別取少量的________________和步驟3試管中的上層清液于試管a和試管b中，向兩支試管中加入適量的____________，觀察到的現(xiàn)象為______________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)蒸餾燒瓶、分液漏斗　棕色細口瓶
(2)溶液變藍　溶液藍色褪去　I2＋2Fe2＋＋2Ag＋===2AgI↓＋2Fe3＋　(3)步驟2中的溶液　KSCN溶液　試管a溶液不變紅，試管b溶液變紅
解析：(3)由于步驟2的溶液中有亞鐵離子而沒有鐵離子，要確證AgI的生成使I2的氧化能力增強而將Fe2＋氧化，只要證明步驟3的溶液中存在氧化產(chǎn)物鐵離子即可。
類型二　反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)機理的探究
1．解答產(chǎn)物確定題的思路分析
由性質(zhì)確定反應(yīng)產(chǎn)物是解此類題目的根本思路，而題目中所涉及的物質(zhì)，一般分為兩類。
第一類 常見的熟悉物質(zhì) 要注意物質(zhì)的特殊性質(zhì)，比如顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性等物理性質(zhì)，或能與哪些物質(zhì)反應(yīng)生成特殊的沉淀、氣體等化學(xué)性質(zhì)
第二類 能類比遷移的陌生物質(zhì) 雖然平時接觸不多，但其某種組成成分、結(jié)構(gòu)成分(如離子、原子團、官能團等)必然學(xué)過，則可以考慮與其結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)的性質(zhì)，進而推斷其具體組成
2.尋求反應(yīng)機理類探究性實驗解題流程
3．文字表述題的各種答題規(guī)范
(1)沉淀洗滌是否完全的檢驗答題模板
取少許最后一次洗滌液，滴入少量……溶液(試劑)，若……(現(xiàn)象)，表示已經(jīng)洗滌完全。
解答此類題目要注意四個得分點：取樣＋試劑＋現(xiàn)象＋結(jié)論。
取樣 要取“少許最后一次”洗滌液
試劑 選擇合理的試劑
現(xiàn)象 需有明顯的現(xiàn)象描述
結(jié)論 根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論
(2)實驗操作的原因、目的、作用的答題要點
答題要素 明確實驗?zāi)康模鹤鍪裁?br/>明確操作目的：為什么這樣做
明確結(jié)論：這樣做會有什么結(jié)果？理由是什么
得分點及關(guān)鍵詞 操作：怎么“做”，為什么這樣“做”
作用：需有明確的結(jié)論、判斷、理由
(3)實驗現(xiàn)象的準確、全面描述
答題要素 現(xiàn)象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的
現(xiàn)象描述要準確：如A試管中……B處有……
按“現(xiàn)象＋結(jié)論”格式描述，忌現(xiàn)象結(jié)論不分、由理論推現(xiàn)象、指出具體生成物的名稱
得分點及關(guān)鍵詞 溶液中：顏色由……變成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液變渾濁，生成(產(chǎn)生)……沉淀，溶液發(fā)生倒吸，產(chǎn)生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出)，有液體溢出等
固體：表面產(chǎn)生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色由……變成……等
氣體：生成……色(味)氣體，氣體由……色變成……色，先變……后……(加深、變淺、褪色)等
(4)試劑的作用的答題模板
答題要素 試劑的作用是什么？要達到的目的是什么
得分點及關(guān)鍵詞 作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準確
作用—目的類：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要準確全面
(2022·廣東卷)食醋是烹飪美食的調(diào)味品，有效成分主要為醋酸(用HAc表示)。HAc的應(yīng)用與其電離平衡密切相關(guān)。25 ℃時，HAc的Ka＝1.75×10－5＝10－4.76。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L－1的HAc溶液，需5 mol·L－1 HAc溶液的體積為________mL。
(2)下列關(guān)于250 mL容量瓶的操作，正確的是_______________________________________
(填字母)。
(3)某小組研究25 ℃下HAc電離平衡的影響因素。
提出假設(shè)：稀釋HAc溶液或改變Ac－濃度，HAc電離平衡會發(fā)生移動。
設(shè)計方案并完成實驗：用濃度均為0.1 mol·L－1的HAc和NaAc溶液，按下表配制總體積相同的系列溶液；測定pH，記錄數(shù)據(jù)。
序號 V(HAc)/mL V(NaAc)/mL V(H2O)/mL n(NaAc)∶n(HAc) pH
Ⅰ 40.00 / / 0 2.86
Ⅱ 4.00 / 36.00 0 3.36
… … … … … …
Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根據(jù)表中信息，補充數(shù)據(jù)：a＝______，b＝______。
②由實驗Ⅰ和Ⅱ可知，稀釋HAc溶液，電離平衡________(填“正”或“逆”)向移動；結(jié)合表中數(shù)據(jù)，給出判斷理由：____________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③由實驗Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac－濃度，HAc電離平衡逆向移動。
實驗結(jié)論：假設(shè)成立。
(4)小組分析上表數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：隨著的增加，c(H＋)的值逐漸接近HAc的Ka。
查閱資料獲悉：一定條件下，按＝1配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc的Ka。
對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，實驗Ⅷ中pH＝4.65與資料數(shù)據(jù)Ka＝10－4.76存在一定差異；推測可能由物質(zhì)濃度準確程度不夠引起，故先準確測定HAc溶液的濃度再驗證。
①移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1NaOH溶液滴定至終點，消耗體積為22.08 mL，則該HAc溶液的濃度為________mol·L－1。畫出上述過程的滴定曲線示意圖并標注滴定終點。
②用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液，配制等物質(zhì)的量的HAc與NaAc混合溶液，測定pH，結(jié)果與資料數(shù)據(jù)相符。
(5)小組進一步提出：如果只有濃度均約為0.1 mol·L－1的HAc和NaOH溶液，如何準確測定HAc的Ka？小組同學(xué)設(shè)計方案并進行實驗。請完成下表中Ⅱ的內(nèi)容。
Ⅰ 移取20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至終點，消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ ___________________________________________________________________,測得溶液的pH為4.76
實驗總結(jié)：得到的結(jié)果與資料數(shù)據(jù)相符，方案可行。
(6)根據(jù)Ka可以判斷弱酸的酸性強弱。寫出一種無機弱酸及其用途：______________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)5.0　(2)C　(3)①3.00　33.00　②正　實驗Ⅱ相較于實驗Ⅰ，醋酸溶液稀釋了10倍，而實驗Ⅱ的pH增大值小于1，說明稀釋HAc溶液時，電離平衡正向移動
(4)①0.110 4　
(5)向滴定后的混合液中加入20 mL HAc溶液
(6)HClO：漂白劑和消毒液(或H2SO3：還原劑、防腐劑；或H3PO4：食品添加劑、制藥、生產(chǎn)肥料)
解析：(1)溶液稀釋過程中，溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，因此250×10－3 L×0.1 mol·L－1＝V×5 mol·L－1，解得V＝5×10－3 L＝5.0 mL。(2)振蕩時應(yīng)用瓶塞塞住容量瓶口，不可用手指壓住容量瓶口，故A錯誤；定容時平視，視線、溶液凹液面和刻度線應(yīng)“三線相切”，不能仰視或俯視，且膠頭滴管不能插入到容量瓶中，故B錯誤；向容量瓶中轉(zhuǎn)移液體，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度線以下，同時玻璃棒不能接觸容量瓶瓶口，故C正確；定容完成后，蓋上瓶塞，左手食指抵住瓶塞，右手扶住容量瓶底部，將容量瓶反復(fù)上下顛倒，搖勻，故D錯誤。(3)①實驗Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)＝3∶4，V(HAc)＝4.00 mL，因此V(NaAc)＝3.00 mL，即a＝3.00，由實驗Ⅰ可知，溶液總體積為40.00 mL，因此V(H2O)＝40.00 mL－4.00 mL－3.00 mL＝33.00 mL，即b＝33.00。②實驗Ⅰ所得溶液的pH＝2.86，實驗Ⅱ的溶液中c(HAc)為實驗Ⅰ的，稀釋過程中，若不考慮電離平衡移動，則實驗Ⅱ所得溶液的pH＝2.86＋1＝3.86，但實際溶液的pH＝3.36<3.86，說明稀釋過程中，溶液中n(H＋)增大，即電離平衡正向移動。(4)①滴定過程中發(fā)生反應(yīng)：HAc＋NaOH===NaAc＋H2O，由反應(yīng)方程式可知，滴定至終點時，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.100 0 mol·L－1＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 mol·L－1。滴定過程中，當V(NaOH)＝0時，c(H＋)＝≈ mol·L－1＝10－2.88 mol·L－1，溶液的pH＝2.88，當V(NaOH)＝11.04 mL時，n(NaAc)＝n(HAc)，溶液的pH＝4.76，當V(NaOH)＝22.08 mL時，達到滴定終點，溶液中溶質(zhì)為NaAc，Ac－發(fā)生水解，溶液呈弱堿性，當NaOH溶液過量較多時，c(NaOH)無限接近0.1 mol·L－1，溶液pH接近13，因此滴定曲線如圖：
。
(5)向20.00 mL HAc溶液中加入V1 mL NaOH溶液達到滴定終點，滴定終點的溶液中溶質(zhì)為NaAc，當＝1時，溶液中c(H＋)的值等于HAc的Ka，因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)。
1．(2023·海口高三模擬)實驗室以濃硫酸、銅與NaOH溶液為原料制取少量NaHSO3并探究其性質(zhì)，已知CuCl為白色難溶于水的化合物。
Ⅰ.制備NaHSO3(裝置如圖所示)。
(1)儀器a的名稱是____________。
(2)裝置丙的作用是__________________________________________________。
Ⅱ.探究：NaHSO3與Cu2＋的反應(yīng)，設(shè)計實驗：向2 mL 1 mol·L－1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L－1 CuSO4溶液，得到綠色溶液，3 min內(nèi)無明顯變化。將所得混合液分為兩等份。
①第一份加入適量Na2SO4固體，瞬間無明顯變化，30 s時也無明顯變化。
②另一份加入適量NaCl固體，瞬間無明顯變化，30 s時有無色氣體和白色沉淀生成，上層溶液顏色變淺。
(3)推測實驗②產(chǎn)生的無色氣體為SO2，用新制的氯水檢驗該無色氣體，可觀察到淡黃綠色消失，滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成。寫出SO2與氯氣反應(yīng)的離子方程式：_________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)對實驗Ⅱ產(chǎn)生SO2的原因進行分析，提出兩種假設(shè)：
假設(shè)1：Cu2＋水解使溶液中c(H＋)增大。
假設(shè)2：Cl－存在時，Cu2＋與HSO反應(yīng)生成CuCl白色沉淀，溶液中c(H＋)增大。
①假設(shè)1不合理，實驗證據(jù)是____________________________________________________。
②實驗證實假設(shè)2合理，實驗Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有______________________________________________和H＋＋HSO===SO2↑＋H2O。
答案：(1)分液漏斗
(2)防倒吸、尾氣處理
(3)SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
(4)①實驗①無氣體放出　②2Cu2＋＋HSO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋3H＋
解析：甲中濃硫酸和銅在加熱條件下反應(yīng)生成二氧化硫，乙中過量二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，二氧化硫有毒，用丙中的高錳酸鉀氧化二氧化硫，防止污染。(4)②Cl－存在時，Cu2＋與HSO反應(yīng)生成CuCl白色沉淀，氫離子濃度增大，亞硫酸氫根離子在酸性條件下放出二氧化硫氣體，反應(yīng)的離子方程式為2Cu2＋＋HSO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋3H＋、H＋＋HSO===SO2↑＋H2O。
2．某小組為探究Mg與NH4Cl溶液的反應(yīng)機理，常溫下進行以下實驗。實驗中所取鎂粉質(zhì)量均為0.5 g，分別加入選取的實驗試劑中，資料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－對該反應(yīng)幾乎無影響。
實驗 實驗試劑 實驗現(xiàn)象
1 5 mL蒸餾水 反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生(經(jīng)檢驗為H2)
2 5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6) 劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生刺激性氣味氣體和灰白色難溶固體
(1)經(jīng)檢驗實驗2中刺激性氣味氣體為NH3，檢驗方法是________________________
________________________________________________。
用排水法收集一小試管產(chǎn)生的氣體，經(jīng)檢驗小試管中氣體為H2。
(2)已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－。為研究固體成分，進行實驗：將生成的灰白色固體洗滌數(shù)次，至洗滌液中滴加AgNO3溶液后無明顯渾濁。將洗滌后的固體溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀。推測沉淀中含有________，灰白色固體可能是____________(填化學(xué)式)。
(3)甲同學(xué)認為實驗2比實驗1反應(yīng)劇烈的原因是NH4Cl溶液中c(H＋)大，與Mg反應(yīng)快。用化學(xué)用語解釋NH4Cl溶液顯酸性的原因是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)乙同學(xué)通過實驗3證明甲同學(xué)的說法不合理。
實驗 實驗裝置
3
①X是__________________。
②由實驗3獲取的證據(jù)為________________________________________________。
(5)為進一步探究實驗2反應(yīng)劇烈的原因，進行實驗4。
實驗 實驗試劑 實驗現(xiàn)象
4 5 mL NH4Cl乙醇溶液 有無色無味氣體產(chǎn)生(經(jīng)檢驗為H2)
依據(jù)上述實驗，可以得出Mg能與NH反應(yīng)生成H2。乙同學(xué)認為該方案不嚴謹，需要補充的實驗方案是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)由以上實驗可以得出的結(jié)論是______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍　(2)Cl－　Mg(OH)Cl　(3)NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋　(4)①5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液　②兩試管反應(yīng)劇烈程度相當　(5)取5 mL無水乙醇，加入0.5 g鎂粉無明顯變化　(6)NH4Cl水解產(chǎn)生的H＋對反應(yīng)影響小，NH對反應(yīng)影響大
解析：(2)將洗滌后的固體溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，說明灰白色沉淀含有Cl－，結(jié)合已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－和化合物中各元素化合價代數(shù)和為0，可推測灰白色固體可能是Mg(OH)Cl。(4)①由(3)分析可知，NH4Cl溶液因水解呈酸性，故為了進行對照實驗，必須找到一種含有相同陽離子即NH且溶液顯中性的試劑，由題干信息可知，X是5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液。②乙同學(xué)通過實驗3來證明甲同學(xué)的說法是不合理的，故由實驗3獲取的證據(jù)為兩試管反應(yīng)劇烈程度相當。 (5)依據(jù)上述實驗，可以得出Mg能與NH反應(yīng)生成H2，乙同學(xué)認為該方案不嚴謹，故需要補充對照實驗，在無NH的情況下是否也能與Mg反應(yīng)放出H2，故實驗方案為取5 mL無水乙醇，加入0.5 g 鎂粉無明顯變化。
課時測評68　創(chuàng)新探究類綜合實驗
(時間：45分鐘　滿分：100分)
(第1題25分，第2題25分，第3題25分，第4題25分，共100分)
1．(25分)硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可用作分析試劑及還原劑，受熱、遇酸易分解。某學(xué)習(xí)小組用如圖裝置模擬古法制硫酸，同時利用生成的SO2氣體制備硫代硫酸鈉。
已知：①綠礬化學(xué)式為FeSO4·7H2O，2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O；
②SO3的沸點為44.8 ℃；
③Na2S2O3中S元素的化合價分別為－2價和＋6價。
回答下列問題：
Ⅰ.硫代硫酸鈉的制備
(1)檢查裝置氣密性，加入藥品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸過的蒸餾水配制，煮沸的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
B裝置的作用是_________________________________________________________。
(2)從錐形瓶中得到Na2S2O3晶體需水浴加熱濃縮至液體表面出現(xiàn)結(jié)晶為止，使用水浴加熱的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.硫代硫酸鈉性質(zhì)的探究
①取Na2S2O3晶體，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飽和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出現(xiàn)渾濁，經(jīng)檢驗渾濁物為S。
實驗小組研究S產(chǎn)生的原因，提出了以下假設(shè)：
假設(shè)1：Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2價硫元素。
假設(shè)2：酸性條件下，Na2S2O3分解產(chǎn)生S(不考慮空氣中氧氣氧化)。
依據(jù)假設(shè)設(shè)計實驗方案：
所加試劑 現(xiàn)象
第①組 1 mL飽和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出現(xiàn)渾濁
第②組 1 mL某試劑＋4 mL Na2S2O3溶液 一段時間后出現(xiàn)渾濁，且渾濁度比①組小
(3)第②組實驗中的某試劑是_______________________________________________。
(4)依據(jù)現(xiàn)象，S產(chǎn)生的主要原因是_______________________(用離子方程式表示)。
答案：(1)除去溶解的氧氣　冷凝收集SO3并除去SO2中的SO3
(2)防止溫度過高造成硫代硫酸鈉分解
(3)pH＝2.4的鹽酸
(4)S2O＋Cl2＋H2O===S↓＋SO＋2H＋＋2Cl－
解析：(3)根據(jù)控制變量法，與第①組相比，第②組只能缺少氧化性微粒，所以第②組實驗中的某試劑是pH＝2.4的鹽酸。(4)第①組反應(yīng)快且生成沉淀多，說明S產(chǎn)生的主要原因是Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2價硫元素。
2．(25分)某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價錳化合物的反應(yīng)。
資料：ⅰ.Mn2＋在一定條件下被Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、MnO(綠色)、MnO(紫色)。
ⅱ.濃堿條件下，MnO可被OH－還原為MnO。
ⅲ.Cl2的氧化性與溶液的酸堿性無關(guān)，NaClO的氧化性隨堿性增強而減弱。
實驗裝置如圖(夾持裝置略)：
實驗 物質(zhì)a C中實驗現(xiàn)象
通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到無色溶液 產(chǎn)生棕黑色沉淀，且放置后不發(fā)生變化
Ⅱ 5% NaOH溶液 產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙杂谐恋?br/>Ⅲ 40% NaOH溶液 產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙杂谐恋?br/>(1)B中試劑是__________。
(2)通入Cl2前，實驗Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色變?yōu)樽睾谏幕瘜W(xué)方程式為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)對比實驗Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的實驗現(xiàn)象，對于二價錳化合物還原性的認識是________________________________________________________________________。
(4)根據(jù)資料ⅱ，實驗Ⅲ中應(yīng)得到綠色溶液，實驗中得到紫色溶液，分析現(xiàn)象與資料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2導(dǎo)致溶液的堿性減弱。
原因二：可能是氧化劑過量，氧化劑將MnO氧化為MnO。
①用化學(xué)方程式表示可能導(dǎo)致溶液堿性減弱的原因：________________
________________________________________________________________________，
但通過實驗測定溶液的堿性變化很小。
②取實驗Ⅲ中放置后的1 mL懸濁液，加入4 mL 40% NaOH溶液，溶液紫色迅速變?yōu)榫G色，且綠色緩慢加深。溶液紫色變?yōu)榫G色的離子方程式為_______________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
溶液綠色緩慢加深，原因是MnO2被________(填化學(xué)式)氧化，可證明實驗Ⅲ的懸濁液中氧化劑過量。
③取實驗Ⅲ中放置后的1 mL懸濁液，加入4 mL水，溶液紫色緩慢加深，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④從反應(yīng)速率的角度，分析實驗Ⅲ未得到綠色溶液的可能原因：______________
________________________________________________________________________。
答案：(1)飽和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O
(3)Mn2＋的還原性隨溶液堿性的增強而增強
(4)①Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
②4MnO＋4OH－===4MnO＋O2↑＋2H2O　ClO－　③3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnO＋3Cl－＋H2O　④過量Cl2與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生NaClO、NaCl、H2O，使溶液的堿性減弱，c(OH－)降低，溶液中的MnO被還原為MnO的速率減小，因而實驗Ⅲ未得到綠色溶液
解析：在裝置A中HCl與KMnO4發(fā)生反應(yīng)制取Cl2，由于鹽酸具有揮發(fā)性，在裝置B中盛有飽和NaCl溶液，除去Cl2中的雜質(zhì)HCl，在裝置C中通過改變?nèi)芤旱膒H，驗證不同條件下Cl2與MnSO4反應(yīng)，裝置D是尾氣處理裝置。(2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中Mn2＋與堿性溶液中NaOH電離產(chǎn)生的OH－反應(yīng)產(chǎn)生Mn(OH)2白色沉淀，該沉淀不穩(wěn)定，會被溶解在溶液中的氧氣氧化為棕黑色的MnO2，則沉淀由白色變?yōu)樽睾谏幕瘜W(xué)方程式為2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O。(4)①Cl2與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生NaCl、NaClO、H2O，使溶液堿性減弱，反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。②溶液紫色變?yōu)榫G色就是由于在濃堿條件下，MnO可被OH－還原為MnO；溶液綠色緩慢加深，原因是MnO2被ClO－氧化，可證明實驗Ⅲ的懸濁液中氧化劑過量。③溶液紫色緩慢加深，說明ClO－將MnO2氧化為MnO。
3．(25分)某小組探究Cu和H2O2的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，從電極反應(yīng)角度分析物質(zhì)氧化性和還原性的變化規(guī)律。
[實驗探究]
實驗ⅰ：向裝有0.5 g Cu的燒杯中加入20 mL 30%H2O2溶液，一段時間內(nèi)無明顯現(xiàn)象，10小時后，溶液中有少量藍色渾濁，Cu片表面附著少量藍色固體。
(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________。
[繼續(xù)探究]
針對該反應(yīng)速率較慢，該小組同學(xué)查閱資料，設(shè)計并完成了下列實驗。
裝置 序號 試劑a 現(xiàn)象
ⅱ 20 mL 30%H2O2與4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快產(chǎn)生少量氣泡，溶液逐漸變藍，產(chǎn)生較多氣泡
ⅲ 20 mL 30%H2O2與4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即變?yōu)樯钏{色，產(chǎn)生大量氣泡，Cu表面有少量藍色不溶物
(2)實驗ⅱ中：溶液變藍的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________(用離子方程式表示)；
經(jīng)檢驗產(chǎn)生的氣體為氧氣，產(chǎn)生氧氣的原因是________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)對比實驗ⅰ和ⅲ，為探究氨水對Cu的還原性或H2O2氧化性的影響，該同學(xué)利用如圖裝置繼續(xù)實驗。
已知：電壓大小反映了物質(zhì)氧化性與還原性強弱的差異；物質(zhì)氧化性與還原性強弱差異越大，電壓越大。
a．K閉合時，電壓為x。
b．向U形管右側(cè)溶液中滴加氨水后，電壓不變。
c．繼續(xù)向U形管左側(cè)溶液中滴加氨水后，電壓增大了y。
①利用電極反應(yīng)解釋該實驗的結(jié)論：________________________________
________________________________________________________________________。
②利用該方法也可證明酸性增強可提高H2O2的氧化性，與上述實驗操作不同的是________________________________________________________________________。
(4)總結(jié)：物質(zhì)氧化性和還原性變化的一般規(guī)律是___________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)應(yīng)用：Ag分別與1 mol·L－1的鹽酸、氫溴酸、氫碘酸混合，Ag只與氫碘酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生H2，試解釋原因：____________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)Cu＋H2O2===Cu(OH)2
(2)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　產(chǎn)生的銅離子催化了過氧化氫分解
(3)①Cu－2e－===Cu2＋，向U形管左側(cè)加入氨水，氨水與Cu2＋形成[Cu(NH3)4]2＋，使c(Cu2＋)減小，提高了Cu的還原性　②向U形管右側(cè)溶液中滴加硫酸
(4)在還原反應(yīng)(氧化反應(yīng))中，增大反應(yīng)物濃度或降低生成物濃度，氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)增強
(5)溶解度：AgI解析：(1)由實驗ⅰ的現(xiàn)象說明有氫氧化銅生成，故可推測Cu和H2O2反應(yīng)生成氫氧化銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋H2O2===Cu(OH)2。(2)實驗ⅱ中溶液變藍，說明Cu與H2O2在酸性條件下可以發(fā)生反應(yīng)生成Cu2＋，反應(yīng)的離子方程式為Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O；經(jīng)檢驗，產(chǎn)生的氣體為氧氣，說明溶液反應(yīng)生成的Cu2＋有催化作用，可以催化過氧化氫分解，產(chǎn)生大量氣泡。
4．(25分)某小組實驗驗證“Ag＋＋Fe2＋Fe3＋＋Ag↓”為可逆反應(yīng)并測定其平衡常數(shù)。
(1)實驗驗證
實驗Ⅰ　將0.010 0 mol·L－1 Ag2SO4溶液與0.040 0 mol·L－1 FeSO4溶液(pH＝1)等體積混合，產(chǎn)生灰黑色沉淀，溶液呈黃色。
實驗Ⅱ　向少量Ag粉中加入0.010 0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液(pH＝1)，固體完全溶解。
①取Ⅰ中沉淀，加入濃硝酸，證實沉淀為Ag。現(xiàn)象是_____________________________
________________________________________________________________________。
②Ⅱ中溶液選用Fe2(SO4)3，不選用Fe(NO3)3的原因是____________________。
綜合上述實驗，證實“Ag＋＋Fe2＋Fe3＋＋Ag↓”為可逆反應(yīng)。
③小組同學(xué)采用電化學(xué)裝置從平衡移動角度進行驗證。補全電化學(xué)裝置示意圖，寫出操作及現(xiàn)象：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)測定平衡常數(shù)
實驗Ⅲ　一定溫度下，待實驗Ⅰ中反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，取V mL上層清液，用c1 mol·L－1 KSCN標準溶液滴定Ag＋，至出現(xiàn)穩(wěn)定的淺紅色時消耗KSCN標準溶液V1 mL。
資料：Ag＋＋SCN－AgSCN↓(白色)　K＝1012
Fe3＋＋SCN－FeSCN2＋(紅色)　K＝102.3
①滴定過程中Fe3＋的作用是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
②測得平衡常數(shù)K＝________________。
(3)思考問題
①取實驗Ⅰ的濁液測定c(Ag＋)，會使所測K值________(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。
②不用實驗Ⅱ中清液測定K的原因是______________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)①固體溶解，產(chǎn)生紅棕色氣體　②酸性條件下，NO有氧化性　③a：石墨電極(或Pt電極)　b：酸性FeSO4溶液[或酸性Fe2(SO4)3溶液或酸性FeSO4與Fe2(SO4)3的混合溶液]　c：AgNO3溶液　組裝好裝置后，閉合開關(guān)K，當靈敏電流表指針不動時，向左池加入較濃Fe2(SO4)3溶液，Ag電極上固體逐漸減少或溶解，指針偏轉(zhuǎn)，一段時間后指針歸零，再向右池加入較濃AgNO3溶液，指針反向偏轉(zhuǎn)
(2)①指示劑　②
(3)①偏低　②Ag完全反應(yīng)，無法確定反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)(共84張PPT)
第68講　創(chuàng)新探究類綜合實驗
第十章　化學(xué)實驗基礎(chǔ)
課程標準
1.能根據(jù)不同情景、不同類型實驗特點評價或設(shè)計解決問題的簡
單方案。
2.建立解答探究類綜合實驗的思維模型。
類型一　物質(zhì)性質(zhì)的探究
類型二　反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)機理的探究
內(nèi)容索引
課時測評
物質(zhì)性質(zhì)的探究
類型一
要點梳理
1．物質(zhì)性質(zhì)探究類實驗的類型
(1)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計實驗方案
(2)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(或官能團)設(shè)計實驗方案
2．探究實驗中常見操作及原因
操作 目的或原因
沉淀水洗 除去××(可溶于水)雜質(zhì)
沉淀用乙醇洗滌 a. 減小固體的溶解度；
b．除去固體表面吸附的雜質(zhì)；
c．乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥
冷凝回流 防止××蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系；提高××物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率
控制溶液pH 防止××離子水解；防止××離子沉淀；確保××離子沉淀完全；防止××溶解等
“趁熱過濾”后，有時先向濾液中加入少量水，加熱至沸騰，然后再“冷卻結(jié)晶” 稀釋溶液，防止降溫過程中雜質(zhì)析出，提高產(chǎn)品的純度
加過量A試劑 使B物質(zhì)反應(yīng)完全(或提高B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率等)
操作 目的或原因
溫度不高于××℃ 溫度過高××物質(zhì)分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)或××物質(zhì)揮發(fā)(如濃硝酸、濃鹽酸)或××物質(zhì)氧化(如Na2SO3等)或促進××物質(zhì)水解(如AlCl3等)
減壓蒸餾(減壓蒸發(fā)) 減小壓強，使液體沸點降低，防止××物質(zhì)受熱分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)
蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍 抑制××離子的水解(如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時需在HCl氣流中進行，加熱MgCl2·6H2O制MgCl2時需在HCl氣流中進行等)
配制某溶液前先煮沸水 除去溶解在水中的氧氣，防止××物質(zhì)被氧化
反應(yīng)容器中用玻璃管和大氣相通 指示容器中壓強大小；平衡氣體壓強避免反應(yīng)容器中壓強過大
典題
(2023·湖北卷)學(xué)習(xí)小組探究了銅的氧化過程及銅的氧化物的組成。回答下列問題：
(1)銅與濃硝酸反應(yīng)的裝置如下圖，儀器A的名稱為________，裝置B的作用為________________。
典題引領(lǐng)
具支試管
安全瓶(防倒吸)
由題給實驗裝置可知，儀器A的名稱為具支試管；Cu與濃HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣直接用NaOH溶液吸收會引發(fā)溶液倒吸，裝置B起到安全瓶的作用，防止倒吸。
(2)銅與過量H2O2反應(yīng)的探究如下：
實驗②中Cu溶解的離子方程式為__________________________________；
產(chǎn)生的氣體為_____。比較實驗①和②，從氧化還原角度說明H＋的作用是__________________。
Cu＋ H2O2 ＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
O2
增強H2O2的氧化性
Cu在稀H2SO4作用下，被H2O2氧化生成Cu2＋和H2O，溶液變藍。Cu2＋作用下，H2O2會被催化分解生成O2。在Na2SO4溶液中H2O2不能氧化Cu，在稀H2SO4中H2O2能氧化Cu，說明H＋使得H2O2的氧化性增強。
(3)用足量NaOH處理實驗②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，m g X完全分解為n g黑色氧化物Y， 。X的化學(xué)式為________。
CuO2
X為銅的氧化物，設(shè)X的化學(xué)式為CuOx，其在惰性氛圍下分解生成黑色氧化物(CuO)，則：
CuOx CuO＋ O2↑
64＋16x 　 80
m　　　 n
(4)取含X粗品0.050 0 g(雜質(zhì)不參加反應(yīng))與過量的酸性KI完全反應(yīng)后，調(diào)節(jié)溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3標準溶液滴定，滴定終點時消耗Na2S2O3標準溶液15.00 mL。(已知：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O ===2I－＋S4O )標志滴定終點的現(xiàn)象是_________________________________________________________________________，粗品中X的相對含量為________。
滴入最后半滴Na2S2O3標準溶液時，溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘
內(nèi)不變色
96.0%
CuO2在酸性條件下生成Cu2＋，Cu2＋與KI反應(yīng)生成I2，I2遇淀粉變藍，用Na2S2O3標準溶液滴定I2，當?shù)稳胱詈蟀氲蜰a2S2O3標準溶液時，溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色時，表明I2已完全反應(yīng)，達到滴定終點。CuO2中Cu為＋2價、O為－1價，結(jié)合已知反應(yīng)可知，CuO2在酸性條件下與KI發(fā)生反應(yīng)2CuO2＋ 8I－＋8H＋===2CuI)＋3I2 ＋4H2O，則2CuO2 ～3I2～6Na2S2O3，則樣品中m(CuO2)＝
考向探究
1．某小組用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器和A中加熱裝置已略)，以驗證Fe3＋、Cl2、SO2氧化性的強弱。根據(jù)題目要求回答下列問題：
(1)檢查裝置氣密性后，關(guān)閉K1、K3、K4，打開K2，旋開旋塞a，加熱A，則B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。
Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－
(2)B中溶液變黃時，停止加熱A，關(guān)閉K2。打開旋塞b，使約2 mL的溶液流入試管D中，關(guān)閉旋塞b，檢驗B中生成離子的方法是________________
_________________________________。
向試管D中滴加
KSCN溶液，試管D中溶液變紅色
(3)若要繼續(xù)證明Fe3＋和SO2氧化性的強弱，需要進行的操作是__________
____________________________________________________________________________________________________________________________。
打開K3，
打開旋塞c，向C中加入70%硫酸，一段時間后關(guān)閉K3。更換試管D，打開旋塞b，使少量溶液流入D中，檢驗D溶液中的SO 和Fe2＋
(4)甲、乙、丙三位同學(xué)分別完成了上述實驗，結(jié)論如表所示，他們的檢測結(jié)果一定能夠證明氧化性強弱順序：Cl2>Fe3＋>SO2的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。
過程(2)B中溶液含有的離子 過程(3)B中溶液含有的離子
甲 既有Fe3＋又有Fe2＋ 有SO
乙 有Fe3＋無Fe2＋ 有SO
丙 有Fe3＋無Fe2＋ 有Fe2＋
甲、丙
(5)驗證結(jié)束后，將D換成盛有NaOH溶液的燒杯，打開K1、K2、K3和K4，關(guān)閉旋塞a、c，打開旋塞b，從兩端鼓入N2，這樣做的目的是___________
__________________________________________。
除去A和C
中分別產(chǎn)生的氯氣和二氧化硫，防止污染大氣
A中二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取氯氣，C中亞硫酸鈉與70%硫酸反應(yīng)生成二氧化硫，通過控制止水夾可以實現(xiàn)實驗探究：將氯氣通入B中可以驗證Fe3＋、Cl2的氧化性；將氯氣通入C中可以驗證Cl2、SO2的氧化性，將二氧化硫通入B中可以驗證Fe3＋、SO2的氧化性。
2．某研究性學(xué)習(xí)小組通過下列實驗驗證AgI沉淀的生成會使I2的氧化能力增強，可將Fe2＋氧化。
回答下列問題：
(1)由AgNO3固體配制0.1 mol·L－1的AgNO3溶液50 mL，下列儀器中不需要使用的有____________________ (填名稱)，配制好的溶液應(yīng)轉(zhuǎn)移到____________(填試劑瓶的名稱)中保存。
蒸餾燒瓶、分液漏斗
棕色細口瓶
(2)步驟1的實驗現(xiàn)象是_____________；
步驟2無明顯現(xiàn)象；步驟3最終的實驗現(xiàn)象是溶液中生成黃色沉淀，____________。由此可知，步驟3反應(yīng)的離子方程式為_________________
__________________。
棕色細口瓶
溶液藍色褪去
I2＋2Fe2＋＋2Ag＋
===2AgI↓＋2Fe3＋
(3)為了確證AgI的生成使I2的氧化能力增強而將Fe2＋氧化，學(xué)習(xí)小組在上述實驗基礎(chǔ)上進行補充實驗：分別取少量的________________和步驟3試管中的上層清液于試管a和試管b中，向兩支試管中加入適量的__________，觀察到的現(xiàn)象為_________________________________。
步驟2中的溶液
KSCN溶液
試管a溶液不變紅，試管b溶液變紅
由于步驟2的溶液中有亞鐵離子而沒有鐵離子，要確證AgI的生成使I2的氧化能力增強而將Fe2＋氧化，只要證明步驟3的溶液中存在氧化產(chǎn)物鐵離子即可。
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反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)機理的探究
類型二
要點梳理
1．解答產(chǎn)物確定題的思路分析
由性質(zhì)確定反應(yīng)產(chǎn)物是解此類題目的根本思路，而題目中所涉及的物質(zhì)，一般分為兩類。
第一類 常見的熟悉物質(zhì) 要注意物質(zhì)的特殊性質(zhì)，比如顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性等物理性質(zhì)，或能與哪些物質(zhì)反應(yīng)生成特殊的沉淀、氣體等化學(xué)性質(zhì)
第二類 能類比遷移的陌生物質(zhì) 雖然平時接觸不多，但其某種組成成分、結(jié)構(gòu)成分(如離子、原子團、官能團等)必然學(xué)過，則可以考慮與其結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)的性質(zhì)，進而推斷其具體組成
2.尋求反應(yīng)機理類探究性實驗解題流程
3．文字表述題的各種答題規(guī)范
(1)沉淀洗滌是否完全的檢驗答題模板
取少許最后一次洗滌液，滴入少量……溶液(試劑)，若……(現(xiàn)象)，表示已經(jīng)洗滌完全。
解答此類題目要注意四個得分點：取樣＋試劑＋現(xiàn)象＋結(jié)論。
取樣 要取“少許最后一次”洗滌液
試劑 選擇合理的試劑
現(xiàn)象 需有明顯的現(xiàn)象描述
結(jié)論 根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論
(2)實驗操作的原因、目的、作用的答題要點
答題要素 明確實驗?zāi)康模鹤鍪裁?br/>明確操作目的：為什么這樣做
明確結(jié)論：這樣做會有什么結(jié)果？理由是什么
得分點及關(guān)鍵詞 操作：怎么“做”，為什么這樣“做”
作用：需有明確的結(jié)論、判斷、理由
(3)實驗現(xiàn)象的準確、全面描述
答題要素 現(xiàn)象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的
現(xiàn)象描述要準確：如A試管中……B處有……
按“現(xiàn)象＋結(jié)論”格式描述，忌現(xiàn)象結(jié)論不分、由理論推現(xiàn)象、指出具體生成物的名稱
得分點及關(guān)鍵詞 溶液中：顏色由……變成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液變渾濁，生成(產(chǎn)生)……沉淀，溶液發(fā)生倒吸，產(chǎn)生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出)，有液體溢出等
固體：表面產(chǎn)生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色由……變成……等
氣體：生成……色(味)氣體，氣體由……色變成……色，先變……后……
(加深、變淺、褪色)等
(4)試劑的作用的答題模板
答題要素 試劑的作用是什么？要達到的目的是什么
得分點及關(guān)鍵詞 作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準確
作用—目的類：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要準確全面
典題
(2022·廣東卷)食醋是烹飪美食的調(diào)味品，有效成分主要為醋酸(用HAc表示)。HAc的應(yīng)用與其電離平衡密切相關(guān)。25 ℃時，HAc的Ka＝1.75×10－5＝10－4.76。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L－1的HAc溶液，需5 mol·L－1 HAc溶液的體積為______mL。
典題引領(lǐng)
5.0
溶液稀釋過程中，溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，因此250×10－3 L×0.1
mol·L－1＝V×5 mol·L－1，解得V＝5×10－3 L＝5.0 mL。
(2)下列關(guān)于250 mL容量瓶的操作，正確的是___(填字母)。
C
振蕩時應(yīng)用瓶塞塞住容量瓶口，不可用手指壓住容量瓶口，故A錯誤；定容時平視，視線、溶液凹液面和刻度線應(yīng)“三線相切”，不能仰視或俯視，且膠頭滴管不能插入到容量瓶中，故B錯誤；向容量瓶中轉(zhuǎn)移液體，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度線以下，同時玻璃棒不能接觸容量瓶瓶口，故C正確；定容完成后，蓋上瓶塞，左手食指抵住瓶塞，右手扶住容量瓶底部，將容量瓶反復(fù)上下顛倒，搖勻，故D錯誤。
(3)某小組研究25 ℃下HAc電離平衡的影響因素。
提出假設(shè)：稀釋HAc溶液或改變Ac－濃度，HAc電離平衡會發(fā)生移動。
設(shè)計方案并完成實驗：用濃度均為0.1 mol·L－1的HAc和NaAc溶液，按下表配制總體積相同的系列溶液；測定pH，記錄數(shù)據(jù)。
序號 V(HAc)/mL V(NaAc)/mL V(H2O)/mL n(NaAc)∶n(HAc) pH
Ⅰ 40.00 / / 0 2.86
Ⅱ 4.00 / 36.00 0 3.36
… … … … … …
Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根據(jù)表中信息，補充數(shù)據(jù)：a＝______，b＝______。
3.00
33.00
實驗Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)＝3∶4，V(HAc)＝4.00 mL，因此V(NaAc)＝3.00 mL，即a＝3.00，由實驗Ⅰ可知，溶液總體積為40.00 mL，因此V(H2O)＝40.00 mL－4.00 mL－3.00 mL＝33.00 mL，即b＝33.00。
②由實驗Ⅰ和Ⅱ可知，稀釋HAc溶液，電離平衡___(填“正”或“逆”)向移動；結(jié)合表中數(shù)據(jù)，給出判斷理由：______________________________
_____________________________________________________________________________。
③由實驗Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac－濃度，HAc電離平衡逆向移動。
實驗結(jié)論：假設(shè)成立。
正
實驗Ⅱ相較于實驗Ⅰ，醋酸溶液
稀釋了10倍，而實驗Ⅱ的pH增大值小于1，說明稀釋HAc溶液時，電離
平衡正向移動
實驗Ⅰ所得溶液的pH＝2.86，實驗Ⅱ的溶液中c(HAc)為實驗Ⅰ的 ，稀釋過程中，若不考慮電離平衡移動，則實驗Ⅱ所得溶液的pH＝2.86＋1＝3.86，但實際溶液的pH＝3.36<3.86，說明稀釋過程中，溶液中n(H＋)增大，即電離平衡正向移動。
(4)小組分析上表數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：隨著 的增加，c(H＋)的值逐漸接近HAc的Ka。
查閱資料獲悉：一定條件下，按 ＝1配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc的Ka。
對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，實驗Ⅷ中pH＝4.65與資料數(shù)據(jù)Ka＝10－4.76存在一定差異；推測可能由物質(zhì)濃度準確程度不夠引起，故先準確測定HAc溶液的濃度再驗證。
①移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1NaOH溶液滴定至終點，消耗體積為22.08 mL，則該HAc溶液的濃度為________mol·L－1。畫出上述過程的滴定曲線示意圖并標注滴定終點。
0.110 4
滴定過程中發(fā)生反應(yīng)：HAc＋NaOH===NaAc＋H2O，由反應(yīng)方程式可知，滴定至終點時，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.100 0
mol·L－1＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 mol·L－1。滴定過程中，當V(NaOH)＝0時，
c(H＋)＝ mol·L－1＝10－2.88 mol·L－1，溶液的pH＝2.88，當V(NaOH)＝11.04 mL時，n(NaAc)＝n(HAc)，溶液的pH＝4.76，當V(NaOH)＝22.08 mL時，達到滴定終點，溶液中溶質(zhì)為NaAc，Ac－發(fā)生水解，溶液呈弱堿性，當NaOH溶液過量較多時，c(NaOH)無限接近0.1 mol·L－1，溶液pH接近13，因此滴定曲線如圖：
②用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液，配制等物質(zhì)的量的HAc與NaAc混合溶液，測定pH，結(jié)果與資料數(shù)據(jù)相符。
(5)小組進一步提出：如果只有濃度均約為0.1 mol·L－1的HAc和NaOH溶液，如何準確測定HAc的Ka？小組同學(xué)設(shè)計方案并進行實驗。請完成下表中Ⅱ的內(nèi)容。
Ⅰ 移取20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至終點，消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ ________________________________________,測得溶液的pH為4.76
實驗總結(jié)：得到的結(jié)果與資料數(shù)據(jù)相符，方案可行。
向滴定后的混合液中加入20 mL HAc溶液
向20.00 mL HAc溶液中加入V1 mL NaOH溶液達到滴定終點，滴定終點的溶液中溶質(zhì)為NaAc，當 ＝1時，溶液中c(H＋)的值等于HAc的Ka，因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)。
(6)根據(jù)Ka可以判斷弱酸的酸性強弱。寫出一種無機弱酸及其用途：______________________________________________________________________________________________。
HClO：漂白劑和消毒液(或H2SO3：還原劑、防腐劑；或H3PO4：食品添加劑、制藥、生產(chǎn)肥料)
考向探究
1．(2023·海口高三模擬)實驗室以濃硫酸、銅與NaOH溶液為原料制取少量NaHSO3并探究其性質(zhì)，已知CuCl為白色難溶于水的化合物。
Ⅰ.制備NaHSO3(裝置如圖所示)。
(1)儀器a的名稱是____________。
分液漏斗
(2)裝置丙的作用是___________________。
防倒吸、尾氣處理
Ⅱ.探究：NaHSO3與Cu2＋的反應(yīng)，設(shè)計實驗：向2 mL 1 mol·L－1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L－1 CuSO4溶液，得到綠色溶液，3 min內(nèi)無明顯變化。將所得混合液分為兩等份。
①第一份加入適量Na2SO4固體，瞬間無明顯變化，30 s時也無明顯變化。
②另一份加入適量NaCl固體，瞬間無明顯變化，30 s時有無色氣體和白色沉淀生成，上層溶液顏色變淺。
(3)推測實驗②產(chǎn)生的無色氣體為SO2，用新制的氯水檢驗該無色氣體，可觀察到淡黃綠色消失，滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成。寫出SO2與氯氣反應(yīng)的離子方程式：________________________________________。
SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
(4)對實驗Ⅱ產(chǎn)生SO2的原因進行分析，提出兩種假設(shè)：
假設(shè)1：Cu2＋水解使溶液中c(H＋)增大。
假設(shè)2：Cl－存在時，Cu2＋與HSO反應(yīng)生成CuCl白色沉淀，溶液中c(H＋)增大。
①假設(shè)1不合理，實驗證據(jù)是____________________。
實驗①無氣體放出
②實驗證實假設(shè)2合理，實驗Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有_____________
___________________________________________和H＋＋HSO ===SO2↑＋H2O。
2Cu2＋＋
HSO ＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO ＋3H＋
甲中濃硫酸和銅在加熱條件下反應(yīng)生成二氧化硫，乙中過量二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，二氧化硫有毒，用丙中的高錳酸鉀氧化
2．某小組為探究Mg與NH4Cl溶液的反應(yīng)機理，常溫下進行以下實驗。實驗中所取鎂粉質(zhì)量均為0.5 g，分別加入選取的實驗試劑中，資料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－對該反應(yīng)幾乎無影響。
實驗 實驗試劑 實驗現(xiàn)象
1 5 mL蒸餾水 反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生(經(jīng)檢驗為H2)
2 5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6) 劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生刺激性氣味氣體和灰白色難溶固體
(1)經(jīng)檢驗實驗2中刺激性氣味氣體為NH3，檢驗方法是_________________
____________________________。
用排水法收集一小試管產(chǎn)生的氣體，經(jīng)檢驗小試管中氣體為H2。
將濕潤的紅色石蕊
試紙放在試管口，試紙變藍
(2)已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－。為研究固體成分，進行實驗：將生成的灰白色固體洗滌數(shù)次，至洗滌液中滴加AgNO3溶液后無明顯渾濁。將洗滌后的固體溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀。推測沉淀中含有______，灰白色固體可能是____________(填化學(xué)式)。
將洗滌后的固體溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，說明灰白色沉淀含有Cl－，結(jié)合已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－和化合物中各元素化合價代數(shù)和為0，可推測灰白色固體可能是Mg(OH)Cl。
實驗 實驗試劑 實驗現(xiàn)象
1 5 mL蒸餾水 反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生(經(jīng)檢驗為H2)
2 5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6) 劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生刺激性氣味氣體和灰白色難溶固體
Cl－
Mg(OH)Cl
(3)甲同學(xué)認為實驗2比實驗1反應(yīng)劇烈的原因是NH4Cl溶液中c(H＋)大，與Mg反應(yīng)快。用化學(xué)用語解釋NH4Cl溶液顯酸性的原因是_______________
_________________。
實驗 實驗試劑 實驗現(xiàn)象
1 5 mL蒸餾水 反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生(經(jīng)檢驗為H2)
2 5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6) 劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生刺激性氣味氣體和灰白色難溶固體
NH ＋H2O
NH3·H2O＋H＋
(4)乙同學(xué)通過實驗3證明甲同學(xué)的說法不合理。
①X是_______________________________________。
實驗 實驗裝置
3
由(3)分析可知，NH4Cl溶液因水解呈酸性，故為了進行對照實驗，必須找到一種含有相同陽離子即NH 且溶液顯中性的試劑，由題干信息可知，X是5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液。
5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液
②由實驗3獲取的證據(jù)為_____________________________。
實驗 實驗裝置
3
乙同學(xué)通過實驗3來證明甲同學(xué)的說法是不合理的，故由實驗3獲取的證據(jù)為兩試管反應(yīng)劇烈程度相當。
兩試管反應(yīng)劇烈程度相當
(5)為進一步探究實驗2反應(yīng)劇烈的原因，進行實驗4。
依據(jù)上述實驗，可以得出Mg能與NH反應(yīng)生成H2。乙同學(xué)認為該方案不嚴謹，需要補充的實驗方案是________________________________________。
實驗 實驗試劑 實驗現(xiàn)象
4 5 mL NH4Cl乙醇溶液 有無色無味氣體產(chǎn)生(經(jīng)檢驗為H2)
依據(jù)上述實驗，可以得出Mg能與NH 反應(yīng)生成H2，乙同學(xué)認為該方案不嚴謹，故需要補充對照實驗，在無NH 的情況下是否也能與Mg反應(yīng)放出H2，故實驗方案為取5 mL無水乙醇，加入0.5 g 鎂粉無明顯變化。
取5 mL無水乙醇，加入0.5 g鎂粉無明顯變化
(6)由以上實驗可以得出的結(jié)論是____________________________________
_____________________。
NH4Cl水解產(chǎn)生的H＋對反應(yīng)影響小，
NH 對反應(yīng)影響大
實驗 實驗試劑 實驗現(xiàn)象
1 5 mL蒸餾水 反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生(經(jīng)檢驗為H2)
2 5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6) 劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生刺激性氣味氣體和灰白色難溶固體
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1．(25分)硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可用作分析試劑及還原劑，受熱、遇酸易分解。某學(xué)習(xí)小組用如圖裝置模擬古法制硫酸，同時利用生成的SO2氣體制備硫代硫酸鈉。
已知：①綠礬化學(xué)式為FeSO4·7H2O，2FeSO4·7H2O Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O；
②SO3的沸點為44.8 ℃；
③Na2S2O3中S元素的化合價分別為－2價和＋6價。
回答下列問題：
Ⅰ.硫代硫酸鈉的制備
(1)檢查裝置氣密性，加入藥品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸過的蒸餾水配制，煮沸的目的是__________________；
B裝置的作用是_______________________________。
除去溶解的氧氣
冷凝收集SO3并除去SO2中的SO3
(2)從錐形瓶中得到Na2S2O3晶體需水浴加熱濃縮至液體表面出現(xiàn)結(jié)晶為止，使用水浴加熱的原因是_____________________________________。
防止溫度過高造成硫代硫酸鈉分解
Ⅱ.硫代硫酸鈉性質(zhì)的探究
①取Na2S2O3晶體，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飽和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出現(xiàn)渾濁，經(jīng)檢驗渾濁物為S。
實驗小組研究S產(chǎn)生的原因，提出了以下假設(shè)：
假設(shè)1：Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2價硫元素。
假設(shè)2：酸性條件下，Na2S2O3分解產(chǎn)生S(不考慮空氣中氧氣氧化)。
依據(jù)假設(shè)設(shè)計實驗方案：
所加試劑 現(xiàn)象
第①組 1 mL飽和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出現(xiàn)渾濁
第②組 1 mL某試劑＋4 mL Na2S2O3溶液 一段時間后出現(xiàn)渾濁，且渾濁度比①組小
(3)第②組實驗中的某試劑是___________________。
所加試劑 現(xiàn)象
第①組 1 mL飽和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出現(xiàn)渾濁
第②組 1 mL某試劑＋4 mL Na2S2O3溶液 一段時間后出現(xiàn)渾濁，且渾濁度比①組小
pH＝2.4的鹽酸
根據(jù)控制變量法，與第①組相比，第②組只能缺少氧化性微粒，所以第②組實驗中的某試劑是pH＝2.4的鹽酸。
(4)依據(jù)現(xiàn)象，S產(chǎn)生的主要原因是___________________________________
______(用離子方程式表示)。
所加試劑 現(xiàn)象
第①組 1 mL飽和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出現(xiàn)渾濁
第②組 1 mL某試劑＋4 mL Na2S2O3溶液 一段時間后出現(xiàn)渾濁，且渾濁度比①組小
S2O ＋Cl2＋H2O===S↓＋SO ＋2H＋
＋2Cl－
第①組反應(yīng)快且生成沉淀多，說明S產(chǎn)生的主要原因是Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2價硫元素。
2．(25分)某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價錳化合物的反應(yīng)。
資料：ⅰ.Mn2＋在一定條件下被Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、
MnO (綠色)、MnO(紫色)。
ⅱ.濃堿條件下，MnO 可被OH－還原為MnO 。
ⅲ.Cl2的氧化性與溶液的酸堿性無關(guān)，NaClO的氧化性隨堿性增強而減弱。
實驗裝置如圖(夾持裝置略)：
實驗 物質(zhì)a C中實驗現(xiàn)象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到無色溶液 產(chǎn)生棕黑色沉淀，且放置后不發(fā)生變化
Ⅱ 5% NaOH溶液 產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙杂谐恋?br/>Ⅲ 40% NaOH溶液 產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙杂谐恋?br/>(2)通入Cl2前，實驗Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色變?yōu)樽睾谏幕瘜W(xué)方程式為__________________________________。
2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O
在裝置A中HCl與KMnO4發(fā)生反應(yīng)制取Cl2，由于鹽酸具有揮發(fā)性，在裝置B中盛有飽和NaCl溶液，除去Cl2中的雜質(zhì)HCl，在裝置C中通過改變?nèi)芤旱膒H，驗證不同條件下Cl2與MnSO4反應(yīng)，裝置D是尾氣處理
裝置。
(1)B中試劑是_____________。
飽和NaCl溶液
(2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中Mn2＋與堿性溶液中NaOH電離產(chǎn)生的OH－反應(yīng)產(chǎn)生Mn(OH)2白色沉淀，該沉淀不穩(wěn)定，會被溶解在溶液中的氧氣氧化為棕黑色的MnO2，則沉淀由白色變?yōu)樽睾谏幕瘜W(xué)方程式為2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O。
(3)對比實驗Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的實驗現(xiàn)象，對于二價錳化合物還原性的認識是________________________________________。
Mn2＋的還原性隨溶液堿性的增強而增強
(4)根據(jù)資料ⅱ，實驗Ⅲ中應(yīng)得到綠色溶液，實驗中得到紫色溶液，分析現(xiàn)象與資料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2導(dǎo)致溶液的堿性減弱。
原因二：可能是氧化劑過量，氧化劑將MnO 氧化為MnO 。
①用化學(xué)方程式表示可能導(dǎo)致溶液堿性減弱的原因：__________________
____________________，
但通過實驗測定溶液的堿性變化很小。
Cl2＋2OH－===
Cl－＋ClO－＋H2O
在裝置A中HCl與KMnO4發(fā)生反應(yīng)制取Cl2，由于鹽酸具有揮發(fā)性，在裝置B中盛有飽和NaCl溶液，除去Cl2中的雜質(zhì)HCl，在裝置C中通過改變?nèi)芤旱膒H，驗證不同條件下Cl2與MnSO4反應(yīng)，裝置D是尾氣處理
裝置。①Cl2與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生NaCl、NaClO、H2O，使溶液堿性減弱，反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
②取實驗Ⅲ中放置后的1 mL懸濁液，加入4 mL 40% NaOH溶液，溶液紫色迅速變?yōu)榫G色，且綠色緩慢加深。溶液紫色變?yōu)榫G色的離子方程式為________________________________________，
溶液綠色緩慢加深，原因是MnO2被_______(填化學(xué)式)氧化，可證明實驗Ⅲ的懸濁液中氧化劑過量。
ClO－
在裝置A中HCl與KMnO4發(fā)生反應(yīng)制取Cl2，由于鹽酸具有揮發(fā)性，在裝置B中盛有飽和NaCl溶液，除去Cl2中的雜質(zhì)HCl，在裝置C中通過改變?nèi)芤旱膒H，驗證不同條件下Cl2與MnSO4反應(yīng)，裝置D是尾氣處理
裝置。 ②溶液紫色變?yōu)榫G色就是由于在濃堿條件下，MnO可被OH－還原為MnO ；溶液綠色緩慢加深，原因是MnO2被ClO－氧化，可證明實驗Ⅲ的懸濁液中氧化劑過量。
③取實驗Ⅲ中放置后的1 mL懸濁液，加入4 mL水，溶液紫色緩慢加深，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________
___________。
3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnO
＋3Cl－
＋H2O
在裝置A中HCl與KMnO4發(fā)生反應(yīng)制取Cl2，由于鹽酸具有揮發(fā)性，在裝置B中盛有飽和NaCl溶液，除去Cl2中的雜質(zhì)HCl，在裝置C中通過改變?nèi)芤旱膒H，驗證不同條件下Cl2與MnSO4反應(yīng)，裝置D是尾氣處理
裝置。③溶液紫色緩慢加深，說明ClO－將MnO2氧化為MnO 。
④從反應(yīng)速率的角度，分析實驗Ⅲ未得到綠色溶液的可能原因：________
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
過量Cl2
與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生NaClO、NaCl、H2O，使溶液的堿性減弱，c(OH－)降
低，溶液中的MnO 被還原為MnO 的速率減小，因而實驗Ⅲ未得到綠
色溶液
3．(25分)某小組探究Cu和H2O2的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，從電極反應(yīng)角度分析物質(zhì)氧化性和還原性的變化規(guī)律。
[實驗探究]
實驗ⅰ：向裝有0.5 g Cu的燒杯中加入20 mL 30%H2O2溶液，一段時間內(nèi)無明顯現(xiàn)象，10小時后，溶液中有少量藍色渾濁，Cu片表面附著少量藍色固體。
(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________。
Cu＋H2O2===Cu(OH)2
由實驗ⅰ的現(xiàn)象說明有氫氧化銅生成，故可推測Cu和H2O2反應(yīng)生成氫氧化銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋H2O2===Cu(OH)2。
[繼續(xù)探究]
針對該反應(yīng)速率較慢，該小組同學(xué)查閱資料，設(shè)計并完成了下列實驗。
裝置 序號 試劑a 現(xiàn)象
ⅱ 20 mL 30%H2O2與4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快產(chǎn)生少量氣泡，溶液逐漸變藍，產(chǎn)生較多氣泡
ⅲ 20 mL 30%H2O2與4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即變?yōu)樯钏{色，產(chǎn)生大量氣泡，Cu表面有少量藍色不溶物
(2)實驗ⅱ中：溶液變藍的原因是_________________________________(用離子方程式表示)；
經(jīng)檢驗產(chǎn)生的氣體為氧氣，產(chǎn)生氧氣的原因是________________________
__________________。
Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
產(chǎn)生的銅離子催化了過氧化
了過氧化氫分解
實驗ⅱ中溶液變藍，說明Cu與H2O2在酸性條件下可以發(fā)生反應(yīng)生成
Cu2＋，反應(yīng)的離子方程式為Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O；經(jīng)檢驗，產(chǎn)生的氣體為氧氣，說明溶液反應(yīng)生成的Cu2＋有催化作用，可以催化過氧化氫分解，產(chǎn)生大量氣泡。
(3)對比實驗ⅰ和ⅲ，為探究氨水對Cu的還原性或H2O2
氧化性的影響，該同學(xué)利用如圖裝置繼續(xù)實驗。
已知：電壓大小反映了物質(zhì)氧化性與還原性強弱的差異；
物質(zhì)氧化性與還原性強弱差異越大，電壓越大。
a．K閉合時，電壓為x。
b．向U形管右側(cè)溶液中滴加氨水后，電壓不變。
c．繼續(xù)向U形管左側(cè)溶液中滴加氨水后，電壓增大了y。
①利用電極反應(yīng)解釋該實驗的結(jié)論：________________________________
________________________________________________________________________。
Cu－2e－===Cu2＋，向U形管左側(cè)加
入氨水，氨水與Cu2＋形成[Cu(NH3)4]2＋，使c(Cu2＋)減小，提高了Cu的
還原性
②利用該方法也可證明酸性增強可提高H2O2的氧化性，與上述實驗操作不同的是_____________________________。
向U形管右側(cè)溶液中滴加硫酸
(4)總結(jié)：物質(zhì)氧化性和還原性變化的一般規(guī)律是______________________
__________________________________________________________________________。
在還原反應(yīng)(氧化反應(yīng))中，增大反應(yīng)物濃度或降低生成物濃度，氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)增強
(5)應(yīng)用：Ag分別與1 mol·L－1的鹽酸、氫溴酸、氫碘酸混合，Ag只與氫碘酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生H2，試解釋原因：______________________________
__________________________________________________________________________________________________________________。
溶解度：AgI4．(25分)某小組實驗驗證“Ag＋＋Fe2＋ Fe3＋＋Ag↓”為可逆反應(yīng)并測定其平衡常數(shù)。
(1)實驗驗證
實驗Ⅰ　將0.010 0 mol·L－1 Ag2SO4溶液與0.040 0 mol·L－1 FeSO4溶液(pH＝1)等體積混合，產(chǎn)生灰黑色沉淀，溶液呈黃色。
實驗Ⅱ　向少量Ag粉中加入0.010 0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液(pH＝1)，固體完全溶解。
①取Ⅰ中沉淀，加入濃硝酸，證實沉淀為Ag。現(xiàn)象是__________________
__________。
固體溶解，產(chǎn)生紅
棕色氣體
②Ⅱ中溶液選用Fe2(SO4)3，不選用Fe(NO3)3的原因是__________________
________________。
綜合上述實驗，證實“Ag＋＋Fe2＋ Fe3＋＋Ag↓”為可逆反應(yīng)。
酸性條件下，NO
有氧化性
③小組同學(xué)采用電化學(xué)裝置從平衡移動角度進行驗證。補全電化學(xué)裝置示意圖，寫出操作及現(xiàn)象：__________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
a：石墨電極(或Pt電極)　b：酸性FeSO4溶液[或酸性Fe2(SO4)3溶液或酸性FeSO4與Fe2(SO4)3的混合溶液]　c：AgNO3溶液　組裝好裝置后，閉合開關(guān)K，當靈敏電流表指針不動時，向左池加入較濃Fe2(SO4)3溶液，Ag電極上固體逐漸減少或溶解，指針偏轉(zhuǎn)，一段時間后指針歸零，再向右池加入較濃AgNO3溶液，指針反向偏轉(zhuǎn)
(2)測定平衡常數(shù)
實驗Ⅲ　一定溫度下，待實驗Ⅰ中反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，取V mL上層清液，用c1 mol·L－1 KSCN標準溶液滴定Ag＋，至出現(xiàn)穩(wěn)定的淺紅色時消耗KSCN標準溶液V1 mL。
資料：Ag＋＋SCN－ AgSCN↓(白色)　K＝1012
Fe3＋＋SCN－ FeSCN2＋(紅色)　K＝102.3
①滴定過程中Fe3＋的作用是________。
②測得平衡常數(shù)K＝____________________________。
指示劑
(3)思考問題
①取實驗Ⅰ的濁液測定c(Ag＋)，會使所測K值______(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。
②不用實驗Ⅱ中清液測定K的原因是_________________________________
______________。
返回
偏低
Ag完全反應(yīng)，無法確定反應(yīng)是否
達到平衡狀態(tài)

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