考點2物質(zhì)性質(zhì)或反應(yīng)機(jī)理的實驗探究微考點1物質(zhì)性質(zhì)的實驗探究1．(2025·湖北武漢檢測)某小組探究H2O2氧化性、還原性的變化規(guī)律。資料：Na2O2＋2H2O=2NaOH＋H2O2、2H2O2=2H2O＋O2↑(1)制備H2O2：將Na2O2溶于冰水中，產(chǎn)生少量氣泡，得溶液A。向A中加入過量稀硫酸，得溶液B。溶解Na2O2用冰水，目的是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)檢驗H2O2：向溶液A、B中分別滴加適量酸性KMnO4溶液。Ⅰ.B中產(chǎn)生氣泡，滴入的溶液紫色褪去。MnOeq\o\al(－,4)發(fā)生還原反應(yīng)：MnOeq\o\al(－,4)＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2OH2O2發(fā)生氧化反應(yīng)：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.A中滴入的溶液紫色褪去，有棕褐色固體生成，產(chǎn)生大量氣泡。推測固體可能含MnO2，對其產(chǎn)生的原因提出猜想：猜想1.MnOeq\o\al(－,4)有氧化性，能被還原為MnO2猜想2.Mn2＋有________性，能與H2O2反應(yīng)產(chǎn)生MnO2猜想3.……(3)探究猜想2的合理性，并分析Ⅰ中沒有產(chǎn)生棕褐色固體的原因，設(shè)計實驗如下：序號實驗試劑現(xiàn)象ⅰa生成棕褐色固體，產(chǎn)生大量氣泡ⅱb有少量氣泡ⅲH2O2溶液有少量氣泡ⅲ是ⅱ和ⅰ的對照實驗。①X是________。②a是____________，b是____________。③?、≈凶睾稚腆w，滴加濃鹽酸，加熱，產(chǎn)生黃綠色氣體。(4)向一定濃度的H2O2溶液中加入少量MnO2，迅速產(chǎn)生大量氣泡；隨后加入H2SO4，固體溶解，氣泡產(chǎn)生明顯減弱。結(jié)合方程式解釋原因__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)綜上，H2O2做氧化劑還是做還原劑，與_________________________________________________________________________________________________________________________________________________等因素有關(guān)。[答案](1)降低溫度、減緩過氧化氫分解(2)H2O2－2e－=2H＋＋O2↑還原(3)①M(fèi)nSO4②H2O2、NaOHH2O2、H2SO4(4)2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，H2O2＋MnO2＋2H＋=Mn2＋＋O2↑＋2H2O，前者M(jìn)nO2作催化劑，后者M(jìn)nO2作氧化劑(5)其他反應(yīng)物的氧化性、還原性以及溶液的酸堿性[解析](1)Na2O2和H2O反應(yīng)放熱，而H2O2受熱易分解，故溶解Na2O2用冰水，可降低溫度、減緩過氧化氫分解。(2)H2O2發(fā)生氧化反應(yīng)時有元素化合價升高，故H2O2失去電子生成O2。猜想2中Mn2＋→MnO2，Mn的化合價升高，故Mn2＋有還原性，被H2O2氧化。(3)①猜想2中的反應(yīng)原理是Mn2＋＋H2O2=MnO2↓＋2H＋，故X是含Mn2＋的鹽(如MnSO4)。②根據(jù)③?、≈凶睾稚腆w，滴加濃鹽酸，加熱，產(chǎn)生黃綠色氣體可知ⅰ中產(chǎn)生的棕褐色固體為MnO2，結(jié)合檢驗H2O2時A中產(chǎn)生的現(xiàn)象可知，a是H2O2、NaOH，ⅲ是H2O2的水溶液，與ⅱ中產(chǎn)生的現(xiàn)象基本一致，故b為H2O2、H2SO4。(5)綜合(2)(3)中探究可知，H2O2作氧化劑還是作還原劑，與其他反應(yīng)物的氧化性、還原性以及溶液的酸堿性等因素有關(guān)。2．K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍(lán)圖。回答下列問題：(1)曬制藍(lán)圖時，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感劑，以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2K3[Fe(C2O4)3]eq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物，按下圖所示裝置進(jìn)行實驗。①通入氮氣的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有________________、________________。③為防止倒吸，停止實驗時應(yīng)進(jìn)行的操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3，檢驗Fe2O3存在的方法是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案](1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4(2)①隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置②CO2CO③先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣④取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3[解析](1)加入K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色的Fe3[Fe(CN)6]2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①空氣中含有O2，為防止Fe2＋被O2氧化，應(yīng)先通入N2，隔絕空氣，且使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置。②B中澄清石灰水變渾濁，證明分解過程中產(chǎn)生CO2；F中澄清石灰水變渾濁，E中固體變?yōu)榧t色，說明E中發(fā)生反應(yīng)：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2，所以分解產(chǎn)物中一定含有CO。③實驗結(jié)束時，為了防止倒吸，應(yīng)先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣。④檢驗Fe2O3的方法是取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3。微考點2反應(yīng)機(jī)理的實驗探究3．(2025·廣東廣州檢測)草酸(H2C2O4)又稱為乙二酸：是一種二元中強(qiáng)酸，主要用作還原劑和漂白劑。將用硫酸酸化的0.2mol·L－1KMnO4溶液與0.5mol·L－1草酸溶液混合，發(fā)現(xiàn)開始一段時間反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯，半分鐘后，反應(yīng)速率加快，溶液快速褪色。(1)已知酸性溶液中KMnO4的還原產(chǎn)物是Mn2＋，H2C2O4的氧化產(chǎn)物是CO2。寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某研究小組欲對產(chǎn)生上述實驗現(xiàn)象的影響因素進(jìn)行探究。①提出合理假設(shè)。假設(shè)1：草酸反應(yīng)時先電離出C2Oeq\o\al(2－,4)，再與MnOeq\o\al(－,4)反應(yīng)，硫酸對草酸的電離起抑制作用；假設(shè)2：________________________________________________________________________；假設(shè)3：________________________________________________________________________。②結(jié)合上述假設(shè)，設(shè)計實驗方案進(jìn)行探究。請在下表中寫出對應(yīng)的實驗方案。限選試劑：濃硫酸、MnSO4溶液、石蕊溶液、NaOH溶液、蒸餾水。實驗方案預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論方案1：________________若反應(yīng)速率減慢，則假設(shè)1成立方案2：________________若反應(yīng)速率加快，則假設(shè)2成立方案3：________________若反應(yīng)速率加快，則假設(shè)3成立(3)草酸晶體的組成可用H2C2O4·xH2O表示。為了測定x的值，首先稱取Wg草酸晶體，配成100.00mL水溶液。取25.00mL所配制的草酸溶液置于錐形瓶內(nèi)，加入適量稀硫酸后，用濃度為amol·L－1的KMnO4溶液滴定。①滴定過程中高錳酸鉀溶液應(yīng)放在________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。②若滴定時消耗VmLKMnO4溶液，則草酸溶液的物質(zhì)的量濃度是________mol·L－1。③x＝________(用含a、V、W的代數(shù)式表示)。(4)已知20℃時H2C2O4·2H2O的溶解度是9.5g。該溫度下用H2C2O4·2H2O________(填“能”或“不能”)配制1.0mol·L－1草酸溶液(忽略溶解過程中溶液體積的變化)。[答案](1)5H2C2O4＋2KMnO4＋3H2SO4=10CO2↑＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O(2)①M(fèi)n2＋對反應(yīng)有催化作用，Mn2＋濃度逐漸增大，反應(yīng)速率加快該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度逐漸升高，反應(yīng)速率加快②實驗方案方案1：向反應(yīng)液中加入少量的濃硫酸方案2：向反應(yīng)液中加入MnSO4溶液方案3：反應(yīng)開始時加熱反應(yīng)液(3)①酸式②eq\f(aV,10)③eq\f(50W,9aV)－5(4)不能[解析](2)產(chǎn)生題給實驗現(xiàn)象的原因主要是半分鐘后反應(yīng)速率加快，反應(yīng)速率的影響因素主要有溫度、催化劑、濃度、壓強(qiáng)等，可結(jié)合影響因素進(jìn)行假設(shè)。(3)①滴定過程中高錳酸鉀溶液應(yīng)放在酸式滴定管中。②設(shè)草酸溶液的物質(zhì)的量濃度是cmol·L－1，則根據(jù)對應(yīng)關(guān)系有：2KMnO4～5H2C2O42mol5molaV×10－3mol0.025×cmoleq\f(2,aV×10－3)＝eq\f(5,0.025c)，解得：c＝eq\f(aV,10)。③由②中答案知，Wg草酸晶體的物質(zhì)的量為eq\f(aV,10)mol·L－1×100.00×10－3L＝aV×10－2mol，則草酸晶體的摩爾質(zhì)量為eq\f(Wg,aV×10－2mol)＝eq\f(100W,aV)g·mol－1，則有90＋18x＝eq\f(100W,aV)，解得x＝eq\f(50W,9aV)－5。(4)若要配制1.0mol·L－1草酸溶液，則在100g水(體積約100mL)中大約需要溶解12.6gH2C2O4·2H2O。而H2C2O4·2H2O20℃時的溶解度僅為9.5g，所以不能用H2C2O4·2H2O配制1.0mol·L－1草酸溶液。4．某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組探究與銅有關(guān)的物質(zhì)的性質(zhì)，過程設(shè)計如下：[提出猜想]問題1：在元素周期表中，銅與鋁的位置很接近，氫氧化鋁具有兩性，氫氧化銅有兩性嗎？問題2：鐵和銅都有變價，一般情況下，F(xiàn)e2＋的穩(wěn)定性小于Fe3＋，Cu＋的穩(wěn)定性也小于Cu2＋嗎？問題3：硫酸銅溶液呈藍(lán)色，銅與濃硝酸常溫下反應(yīng)生成的溶液也是藍(lán)色嗎？[實驗探究]Ⅰ.解決問題1：(1)實驗需配制100mL0.50mol·L－1CuSO4溶液，必需的玻璃儀器有膠頭滴管、燒杯、________、________。(2)為達(dá)到目的，某同學(xué)認(rèn)為只要進(jìn)行兩次實驗即可得出結(jié)論。請寫出實驗②的具體內(nèi)容。①向盛有CuSO4溶液的試管中滴加NaOH溶液至過量，觀察生成的Cu(OH)2沉淀是否溶解；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.解決問題2的實驗步驟和現(xiàn)象如下：①取一定量制得的氫氧化銅固體，在坩堝中灼燒，當(dāng)溫度達(dá)到80～100℃得到黑色固體粉末；繼續(xù)加熱至1000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅；②取適量紅色氧化亞銅粉末置于潔凈試管中，加入過量的稀硫酸，得到藍(lán)色溶液，同時觀察到試管底部還有紅色固體存在。(3)寫出氧化亞銅與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)從實驗中可得出的結(jié)論是：當(dāng)溫度在1000℃以上時________(填“Cu2＋”或“Cu＋”，下同)穩(wěn)定，在酸性溶液中________穩(wěn)定。