以性質(zhì)為主的探究類綜合實驗

［復(fù)習(xí)目標(biāo)］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

■整合必備知識

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.物質(zhì)性質(zhì)探究類實驗的常見操作及原因

操作目的或原因

沉淀水洗除去XX（可溶于水）雜質(zhì)

a.減小固體的溶解度；b.除去固體表面吸附的雜

沉淀用乙醇洗滌

質(zhì)；C.乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥

防止XX蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系；提高XX物質(zhì)

冷凝回流

的轉(zhuǎn)化率

防止XX離子水解；防止XX離子沉淀；確保XX

控制溶液pH

離子沉淀完全；防止XX溶解等

“趁熱過濾”后，有時先向濾液中加入少稀釋溶液，防止降溫過程中雜質(zhì)析出，提高產(chǎn)品

量水，加熱至沸騰，然后再“冷卻結(jié)晶”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）

溫度過高XX物質(zhì)分解（如H2O2、濃硝酸、

NH4HCO3等）或XX物質(zhì)揮發(fā)（如濃硝酸、濃鹽酸）

溫度不高于XX。。

或義X物質(zhì)氧化（如Na2sCh等）或促進(jìn)XX物質(zhì)水

解（如A1CE等）

減小壓強，使液體沸點降低，防止XX物質(zhì)受熱

減壓蒸儲(減壓蒸發(fā))

分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)

抑制XX離子的水解(如加熱蒸發(fā)A1C13溶液時需

蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍

在HC1氣流中進(jìn)行，加熱MgC12-6H2O制MgCl2

時需在HC1氣流中進(jìn)行等)

配制某溶液前先煮沸水除去溶解在水中的氧氣，防止XX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，避免反應(yīng)容器中壓強過大

?提升關(guān)鍵能力

1.(2021?福建，12)NaNC)2溶液和NH4cl溶液可發(fā)生反應(yīng)：NaNO2+NH4Cl^=N2t+NaCl

+2H2OO為探究反應(yīng)速率與c(NaNCh)的關(guān)系，利用如圖裝置(夾持儀器略去)進(jìn)行實驗。

11

實驗步驟：往A中加入一定體積(F)的2.0mol-LNaNCh溶液、2.0molL_NH4C1溶液和水,

充分?jǐn)嚢??？刂企w系溫度，通過分液漏斗往A中加入1.0molir醋酸，當(dāng)導(dǎo)管口氣泡均勻穩(wěn)

定冒出時，開始用排水法收集氣體，用秒表測量收集1.0molN2所需的時間，重復(fù)多次取平

均值⑺。

回答下列問題:

⑴儀器A的名稱為o

(2)檢驗裝置氣密性的方法：關(guān)閉止水夾K,

(3)若需控制體系的溫度為36℃,采取的合理加熱方式為0

(4)每組實驗過程中，反應(yīng)物濃度變化很小，忽略其對反應(yīng)速率測定的影響。實驗數(shù)據(jù)如表所

7J\O

F7mL

實驗編號t/s

溶液醋酸水

NaNO2溶液NH4C1

14.0力4.08.0334

2匕4.04.0V3150

38.04.04.04.083

412.04.04.00.038

?V\=,Vy=o

②該反應(yīng)的速率方程為1左c"(NaNO2>c(NH4Cl>c(H+),左為反應(yīng)速率常數(shù)。利用實驗數(shù)據(jù)

計算得m=(填整數(shù))。

③醋酸的作用是。

(5)如果用同濃度的鹽酸代替醋酸進(jìn)行實驗1,NaNCh與鹽酸反應(yīng)生成HN02,HNCh分解產(chǎn)生

等物質(zhì)的量的兩種氣體，反應(yīng)結(jié)束后，A中紅棕色氣體逐漸變淺，裝置中還能觀察到的現(xiàn)象

有。HN02分解的化學(xué)方程式為

答案(1)錐形瓶(2)通過分液漏斗往A中加水，一段時間后水難以滴入，則氣密性良好

(3)水浴加熱(4)①4.06.0②2③作催化劑，加快反應(yīng)速率(5)量筒中收集到無色氣體,

導(dǎo)管里上升一段水柱2HNO2=NO\+NO2t+H2O

解析(4)①為探究反應(yīng)速率與c(NaN02)的關(guān)系，NH4C1濃度不變，根據(jù)數(shù)據(jù)3和4可知溶液

總體積為20.0mL,故人為4.0;根據(jù)變量單一可知%為6.0,匕為6.0。②濃度增大化學(xué)反

應(yīng)速率加快，根據(jù)實驗1和實驗3數(shù)據(jù)分析，實驗3的c(NaNC>2)是實驗1的2倍，實驗1和

實驗3所用的時間比吆p4,根據(jù)分析可知速率和NaNCh濃度的平方成正比，故〃?=2。

83

⑸HNCh分解產(chǎn)生等物質(zhì)的量的兩種氣體，根據(jù)氧化還原反應(yīng)可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2HNO2=NOf+NO2t+H20,反應(yīng)結(jié)束后量筒收集到NO,因為NO2溶于水生成NO,A

中紅棕色氣體逐漸變淺，錐形瓶內(nèi)壓強降低，導(dǎo)管里上升一段水柱。

2.(2023?江西上饒統(tǒng)考一模)碘化亞銅(Cui)是重要的有機催化劑。某學(xué)習(xí)小組用如圖裝置制

備CuL并設(shè)計實驗探究其性質(zhì)。已知：碘化亞銅(Cui)是白色固體，難溶于水，易與KI形成

K[CUI2],實驗裝置如圖1所示。

(1)儀器D的名稱是-

(2)實驗完畢后，用圖2所示裝置分離Cui的突出優(yōu)點是.

（3）某同學(xué)向裝置C的燒杯中傾倒NaOH溶液時，不慎將少量溶液濺到皮膚上，處理的方法是

（4）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________

（5）小組同學(xué)設(shè)計下表方案對Cui的性質(zhì)進(jìn)行探究:

實驗實驗操作及現(xiàn)象

取少量Cui放入試管中，加入KI溶液，白色固體溶解得到無色溶液；加水，

I

又生成白色沉淀

取少量Cui放入試管中，加入NaOH溶液，振蕩，產(chǎn)生磚紅色沉淀。過濾，向

II所得上層清液中滴加淀粉溶液，無明顯變化；將磚紅色沉淀溶于稀硫酸，產(chǎn)生

紅色固體和藍(lán)色溶液

①在實驗I中“加水，又生成白色沉淀”的原理是

②根據(jù)實驗II,Cui與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是

O

（6）測定Cui樣品純度。取agCuI樣品與適量NaOH溶液充分反應(yīng)后，過濾；在濾液中加入

足量的酸化的雙氧水，滴幾滴淀粉溶液，用6moi工-Na2s2。3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗

Na2s2O3溶液的體積為憶mL［已知：滴定反應(yīng)為L+ZSzOF-SQ符（無色）+21］。該樣品純

度為（用含。、b、憶的代數(shù)式表示）。如果其他操作均正確，僅滴定前盛標(biāo)準(zhǔn)溶液的

滴定管用蒸儲水洗凈后沒有用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗，測得結(jié)果（填“偏高”“偏低”或“無

影響”）。

答案（1）恒壓滴液漏斗（2）過濾速率快（3）立即用大量水沖洗，再涂上稀硼酸溶液

2++

（4）2Cu+SO2+2r+2H2O=2CUI；+SOF+4H⑸①無色溶液中存在平衡：F+

Cui［CuL「，加水，平衡向逆反應(yīng)方向移動，轉(zhuǎn)化成更多的Cui,因其難溶于水而析出

②2Cul+2NaOH=Cu2O+2Nal+H2。⑹電處％偏高

10a

解析（2）圖2裝置有抽氣泵，可以降低布氏漏斗下部的氣體壓強，布氏漏斗上部氣體壓強為

大氣壓強，由于上部壓強大于下部壓強，混合物質(zhì)中的液體在重力及上下氣體壓強作用下可

以迅速過濾，分離得到Cui固體，即該裝置的優(yōu)點是過濾速率快。（4）在裝置B中SO2、CuSO4、

KI發(fā)生氧化還原反應(yīng)制取Cui,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒，結(jié)合物質(zhì)的拆分

+

原則，可知該反應(yīng)的離子方程式為2CM++SO2+2r+2H2O=2CUII+SOF+4Ho（6）ag

Cui樣品與適量NaOH溶液充分反應(yīng)：2Cul+2NaOH=Cu2O+2Nal+H2。，過濾后，向濾液

中加入足量的酸化的雙氧水，發(fā)生反應(yīng)：2I-+H2O2+2H+-L+2H2O,再以淀粉溶液為指

示劑，用標(biāo)準(zhǔn)Na2s2O3溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I2+2S2OM=S4O符（無色）+21",當(dāng)恰好反應(yīng)

完全時，溶液藍(lán)色褪去。根據(jù)反應(yīng)方程式可得關(guān)系式：2CuI?2NaI?b?2Na2s2O3,"（Cui）

3

=M（Na2S2O3）=Z）KX10~mol,則樣品中Cui的純度為“"義.3moiX191g-mol'*wo%=

ag

必"％。如果其他操作均正確，僅滴定前盛標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管用蒸饋水洗凈后沒有用標(biāo)準(zhǔn)液

10a

潤洗，會因標(biāo)準(zhǔn)溶液被稀釋而使其濃度變小，Cui反應(yīng)產(chǎn)生的Nai溶液消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏

大，最終使測得的結(jié)果偏高。

類型二反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)機理的探究

■整合必備知識

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。

常見的熟悉要注意物質(zhì)的特殊性質(zhì)，比如顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性等物理性

第一類

物質(zhì)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)

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

能類比遷移

第二類團(tuán)、官能團(tuán)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)，

的陌生物質(zhì)

進(jìn)而推斷其具體組成

2.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)象須有明顯的現(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

明確實驗?zāi)康模鹤鍪裁?/p>

答題要素明確操作目的：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

操作：怎么“做”，為什么這樣“做”

得分點及關(guān)鍵詞

作用：須有明確的結(jié)論、判斷、理由

（3）實驗現(xiàn)象的準(zhǔn)確、全面描述

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(zhǔn)確：如A試管中……B處有……

答題要素

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

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），

得分點及有液體溢出等

關(guān)鍵詞固體：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(dá)到的目的是什么

作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準(zhǔn)確

得分點及

作用一目的類：“作用”是“……”，"目的”是“……?”，回答要準(zhǔn)

關(guān)鍵詞

確全面

?提升關(guān)鍵能力

1.（2023?北京，19）資料顯示，b可以將Cu氧化為Cu2+。某小組同學(xué)設(shè)計實驗探究Cu被b

氧化的產(chǎn)物及銅元素的價態(tài)。

己知：L易溶于KI溶液，發(fā)生反應(yīng)力+廠I式紅棕色）；L和19氧化性幾乎相同。

（1）將等體積的KI溶液加入到mmol銅粉和nmol以心小）的固體混合物中，振蕩。

實驗記錄如下:

c(KI)實驗現(xiàn)象

極少量12溶解，溶液為淡紅色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化

實驗I0.01molL-1

為白色沉淀，溶液仍為淡紅色

部分12溶解，溶液為紅棕色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為

實驗n0.1molL1

白色沉淀，溶液仍為紅棕色

12完全溶解，溶液為深紅棕色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉完全

實驗UI4mol-L1

溶解，溶液為深紅棕色

①初始階段，Cu被氧化的反應(yīng)速率：實驗I（填“或“="）實驗II。

②實驗III所得溶液中，被氧化的銅元素的可能存在形式有[Cu（H2O）4]2+（藍(lán)色）或[CU]2「（無色）,

進(jìn)行以下實驗探究：

步驟a.取實驗III的深紅棕色溶液，加入CC14,多次萃取、分液。

步驟b.取分液后的無色水溶液，滴入濃氨水。溶液顏色變淺藍(lán)色，并逐漸變深。

i.步驟a的目的是o

ii.查閱資料，2Cu2++4「=2CuII+b,[Cu（NH3）2『（無色）容易被空氣氧化。用離子方程式

解釋步驟b的溶液中發(fā)生的變化：=

③結(jié)合實驗III,推測實驗I和II中的白色沉淀可能是CuL實驗I中銅被氧化的化學(xué)方程式

是□

分別取實驗I和n充分反應(yīng)后的固體，洗滌后得到白色沉淀，加入濃KI溶液，

（填實驗現(xiàn)象），觀察到少量紅色的銅。分析銅未完全反應(yīng)的原因是

（2）上述實驗結(jié)果，12僅將Cu氧化為+1價。在隔絕空氣的條件下進(jìn)行電化學(xué)實驗，證實了12

能將Cu氧化為012+。裝置如圖所示，a、b分別是。

⑶運用氧化還原反應(yīng)規(guī)律，分析在上述實驗中Cu被12氧化的產(chǎn)物中價態(tài)不同的原因:

+

答案(1/D<②i.除去防止干擾后續(xù)實驗ii.[Cul2]+2NH3-H2O=[CU(NH3)2]+

+2+

2H2O+2r、4[CU(NH3)2]+02+8NH3-H2O=4[CU(NH3)4]+4OH—+6H2O③2Cu+

L=2CuI(或2Cu+Kb=2Cul+KI)白色沉淀逐漸溶解，溶液變?yōu)闊o色銅與碘的反應(yīng)為

可逆反應(yīng)(或I3濃度小未能氧化全部的Cu)(2)銅、含“molL的4moi1一1的KI溶液(3)

在實驗I、實驗II、實驗m中cu+可以進(jìn)一步與r結(jié)合生成cm沉淀或[CUL「，cu+濃度減

小使得Cu2+氧化性增強，發(fā)生反應(yīng)2Cu2++4-=2CuIJ+I2和2Cu2++6「=2[Cul2r+l2

解析(1)①12在水中溶解度很小，銅主要被19氧化，初始階段，實驗II中「的濃度比實驗I

中廣的濃度更大，生成I?的速率更快，則實驗H中Cu被氧化的速率更快。②i.加入CCL,

I2+r15平衡逆向移動，可以除去耳，防止干擾后續(xù)實驗。ii.加入濃氨水后[Cui2r轉(zhuǎn)化

為[CU(NH3)2「，無色的[CU(NH3)2]+被氧化為藍(lán)色的[CU(NH3)4『+。③結(jié)合實驗ffl,推測實驗

I和II中的白色沉淀可能是Cui,實驗I中銅被氧化的化學(xué)方程式是2Cu+b=2CuI或2Cu

+KI3=2CUI+KI;加入濃KI溶液，發(fā)生反應(yīng)Cul+「=[CuL「，則可以觀察到的現(xiàn)象是

白色沉淀逐漸溶解，溶液變?yōu)闊o色。(2)要驗證12能將Cu氧化為Cu2+,需設(shè)計原電池負(fù)極材

料a為Cu,b為含〃molL的4moi的KI溶液。

2.某化學(xué)小組實驗探究S02與AgNCh溶液的反應(yīng)。

實驗一：用如圖裝置制備S02,并將足量S02通入AgN03溶液中，迅速反應(yīng)，得到無色溶液

A和白色沉淀B(省略夾持、加熱儀器)。

⑴制備的S02中會混有少量的S03，原因可能為

為了排除S03的干擾，試劑a可以為(填字母)。

a.濃硫酸

b.飽和Na2sO3溶液

c.飽和NaHS溶液

d.飽和NaHSCh溶液

實驗二:驗證白色沉淀B的成分。

分析：沉淀B可能為Ag2s03、Ag2sO4或兩者混合物。滴加氨水可釋出其陰離子，便于后續(xù)

檢驗。

相關(guān)反應(yīng)為①Ag2so3+4NH3-H2O=2[Ag(NH3)2]++SOF+4H2O；

+

②Ag2sO4+4NH3H2O=2[Ag(NH3)2]+SOF+4H2O。

流程如下：

過量

沉淀B6m。山氨水.溶液,過黑鬻液.沉

濾液

E1過量稀鹽酸

」過濾、洗滌

少量沉淀F

(2)欲檢驗溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已經(jīng)過量，請簡述實驗方法:

⑶沉淀D中主要含BaSO3,理由是__________________________________________

向濾液E中加入壓。2溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象是

________________________________________________________,

可進(jìn)一步證實B中含Ag2s。3。

實驗三：探究SO歹的產(chǎn)生途徑。

猜想1：實驗一中，S02在AgNCh溶液中被氧化生成Ag2so4,隨沉淀B進(jìn)入D。

猜想2：實驗二中，SO歹被氧化為SOF進(jìn)入D。

(4)取少量溶液A,滴加過量鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀。靜置后，取上層清液再滴加BaCL溶液,

未出現(xiàn)白色沉淀，可判斷猜想1不合理。理由是

(5)不同反應(yīng)的速率也有所不同。將實驗一所得混合物放置一段時間，也會有SOK生成，同

時生成單質(zhì)Ag。請從化學(xué)反應(yīng)速率的角度分析原因：

O

(6)實驗探究可知，SOM在(填“酸性”“中性”或“堿性”)溶液中更易被氧化為

soFo

答案(1)濃硫酸或硫酸銅受熱分解產(chǎn)生S03ad

⑵往上層清液中繼續(xù)滴加Ba(NC)3)2溶液，若無沉淀產(chǎn)生，表明Ba(NO3)2已過量，否則未過

量

(3)BaSO3易溶于鹽酸，而BaSCU不溶于鹽酸，加入過量稀鹽酸后，只有少量沉淀剩余，則表

明大部分沉淀為BaSCh有白色沉淀生成

(4)Ag2s。4溶解度大于BaSO4,沒有BaSO4時，必定沒有Ag2SO4

(5)SC>2與AgNCh溶液反應(yīng)生成Ag2sCh和H+,同時生成少量Ag2so4,既能發(fā)生沉淀反應(yīng)，

又能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，但沉淀反應(yīng)的速率比氧化還原反應(yīng)快(6)堿性

解析⑴制備的S02中會混有少量的SO3,燒瓶內(nèi)沒有S02催化氧化的催化劑，則不是S02

氧化生成，原因可能為濃硫酸或硫酸銅受熱分解產(chǎn)生S03。為了排除SCh的干擾，試劑a可

以為濃硫酸或飽和NaHS03溶液，故選ad。

(2)欲檢驗溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已經(jīng)過量，可檢驗溶液中是否含有SOFo

(3)濾液E中含有亞硫酸，加入H2O2溶液后，被氧化為硫酸，與Ba?+反應(yīng)生成BaSCU白色沉

淀。

⑷取少量溶液A,滴加過量鹽酸，產(chǎn)生AgCl白色沉淀。靜置后，取上層清液再滴加BaCk

溶液，未出現(xiàn)BaSO4白色沉淀，則表明溶液中不含有SOK,可判斷猜想1不合理。

(5)將實驗一所得混合物放置一段時間，也會有SOK生成，同時生成單質(zhì)Ag,則起初未生成

Ag2so4,從而表明生成Ag2so4的反應(yīng)速率慢。

(6)實驗探究可知，酸性溶液中一段時間后才生成SOK,而堿性溶液中，SO歹中混有SOK,

從而表明SO夕在堿性溶液中更易被氧化為SOFo

?歸納總結(jié)

反應(yīng)機理類探究性實驗解題流程

課時精練

1.(2020?全國卷I,27)為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進(jìn)行實驗。

鐵電極『,石墨電極

1s1

0.10mol-L-0.10mol-L-Fe2(SO4)3

-1

FeSO40.05mol,LFeSO4

回答下列問題:

⑴由FeSO4-7H2。固體配制0.10moll-1FeSC>4溶液，需要的儀器有藥匙、玻璃棒、

_______________________________________________________________________________(從下列

圖中選擇，寫出名稱)。

(2)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)

反應(yīng)，并且電遷移率(/)應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇作為電解

質(zhì)。

陽離子w°°X108/(m2-s-1-V-1)陰離子iTXl()8/(m2-s—「Vi)

Li+4.07HCOF4.61

Na+5.19NO?7.40

Ca2+6.59cr7.91

K+7.62sor8.27

(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極?？芍?，鹽橋中的陽離子進(jìn)入電極溶液中。

(4)電池反應(yīng)一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe?+)增加了0.02mol，L-i。石墨電極上未見Fe

析出?？芍?，石墨電極溶液中c(Fe2+)=。

(5)根據(jù)(3)、(4)實驗結(jié)果，可知石墨電極的電極反應(yīng)式為,鐵電極的電極

反應(yīng)式為0因此，驗證了Fe2+氧化性小于,還原性小于o

(6)實驗前需要對鐵電極表面活化。在FeS04溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液，將鐵電極浸泡

一段時間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗活化反應(yīng)完成的方法是

答案(1)燒杯、量筒、托盤天平(2)KC1

(3)石墨(4)0.09mol1-1

(5)Fe3++e-=Fe2+Fe-2e-=Fe2+Fe3+Fe(6)取活化后溶液少許于試管中，加入

KSCN溶液，若溶液不出現(xiàn)紅色，說明活化反應(yīng)完成

解析(2)鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，兩燒杯溶液中含有Fe2+、Fe3+

和SOF,Ca2+與SOK生成微溶于水的CaSO4,Fe?+、Fe3+均與HCO9反應(yīng)，酸性條件下NO5

與Fe?+發(fā)生反應(yīng)，故鹽橋中不能含有Ca2+、HCO?和NO?。K卡和的電遷移率(/)相差較

小，故鹽橋中應(yīng)選擇KC1作為電解質(zhì)。(4)假設(shè)兩個燒杯中溶液體積均為憶L,鐵電極反應(yīng)式

為Fe—2e-=Fe2+,一段時間后，鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol-L-1,則電路中通過

的電子為0.02mol-L-iXkLX2=0.04Vmol。石墨電極上未見Fe析出，則石墨電極反應(yīng)式為

Fe3++e-==Fe2+,據(jù)得失電子守恒可知，石墨電極生成的Fe?+為0.04%mol,故石墨電極溶

0.05mol-L-1XKL+0.04Kmol

液中c(Fe2+)==0.09molL^'o(6)鐵電極表面發(fā)生活化反應(yīng):

VL

Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,活化反應(yīng)完成后，溶液中不含F(xiàn)e3+。

2.(2023?廣州模擬)某小組從電極反應(yīng)的角度研究物質(zhì)氧化性和還原性的變化規(guī)律。

(1)實驗室以MnCh和濃鹽酸為原料制取氯氣的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)上=MnCb+

2H2O+C12to該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是0將該反應(yīng)設(shè)計成原電池，氧化反應(yīng)為2C「一

21=CLt,還原反應(yīng)為o

(2)當(dāng)氯氣不再逸出時，固液混合物A中仍存在MnCh和鹽酸。小組同學(xué)分析認(rèn)為隨著反應(yīng)的

進(jìn)行，MnCh的氧化性和C「的還原性均減弱，為此進(jìn)行探究。

實驗任務(wù)探究離子濃度對MnO2氧化性的影響

提出猜想

猜想a：隨c(H+)減小，MnCh的氧化性減弱。

猜想b：隨c(Mn2+)增大，MnCh的氧化性減弱。

查閱資料電極電勢(°)是表征氧化劑的氧化性(或還原劑的還原性)強弱的物理量。電極電勢

越大，氧化劑的氧化性越強；電極電勢越小，還原劑的還原性越強。

驗證猜想用0.10molL咱2s。4溶液、0.10molLMnSCU溶液和蒸儲水配制混合液(溶液總

體積相同)，將MnCh電極置于混合液中測定其電極電勢0,進(jìn)行表中實驗1?3,數(shù)據(jù)記錄如

表。

實驗序號■（H2so4）/mLr（MnSO4）/mLr（H2O）/mL電極電勢/v

1202005

2mn1092

3201010（P3

①根據(jù)實驗1和2的結(jié)果，猜想a成立。補充數(shù)據(jù)：m=,n=。

②根據(jù)實驗1和3的結(jié)果，猜想b成立。判斷依據(jù)是(用電極電勢關(guān)系表示)。

探究結(jié)果固液混合物A中仍存在MnCh和鹽酸的原因是隨著反應(yīng)進(jìn)行，溶液中c(H+)減小、

c(Mn2+)增大，MnCh氧化性減弱。

③根據(jù)上述探究結(jié)果，小組同學(xué)作出如下推斷：隨c(C廠)增大，C「還原性增強。

實驗驗證在固液混合物A中加入(填化學(xué)式)固體，加熱。證明推斷正確的實

驗現(xiàn)象是o

+2+

答案⑴CLMnO2+2e-+4H=2H2O+Mn⑵①1020②cpL③NaCl又產(chǎn)生

黃綠色氣體

解析(2)①分析表格數(shù)據(jù)，實驗1為對比實驗，而實驗3改變了MnSO4溶液的體積，實驗1

和實驗3組合研究Md+濃度對電極電勢的影響。那么實驗2和實驗1組合可以研究H+濃度

的影響，所以改變H2so4溶液的體積而不改變MnSCU溶液的體積，同時保證總體積為40mL,

則根=10、"=20。②隨著Md+濃度增大MnCh氧化性減弱，電極電勢降低，即夕廣”。③已

知溶液中c(H+)減小、c(Mn2+)增大，MnCh氧化性減弱，保證單一變量，只改變C「的量，可

加入NaCl固體，若加熱又產(chǎn)生黃綠色氣體，說明CP的濃度增大其還原性增強。

3.(2023?天津河?xùn)|區(qū)一模)某小組同學(xué)設(shè)計如下實驗裝置制備高鐵酸鉀KzFeCU俠持裝置略),

同時探究制備的適宜條件，已知：常溫下，K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液。

(1)裝置A反應(yīng)中的氧化劑為。

⑵進(jìn)一步設(shè)計如下對比實驗，探究在不同試劑a對KzFeCU產(chǎn)率的影響。已知實驗中，溶液

總體積、FeCb和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量、CL的通入量均相同。

實驗編號試齊Ua實驗現(xiàn)象

iFeCh溶液和少量KOH無明顯現(xiàn)象

iiFeCh溶液和過量KOH得到紫色溶液，無紫色固體

iiiFe(NO3)3溶液和過量KOH得到深紫色溶液，有紫色固體

①對比實驗i與ii現(xiàn)象，提出假設(shè)；“實驗ii溶液堿性較強，增強+3價鐵的還原性”，驗

證此假設(shè)的實驗裝置如圖所示：

鹽橋

惰性電極

Fed溶液+少量KOH

當(dāng)通入C12,電壓表示數(shù)為V1；再向右側(cè)燒杯中加入的試劑為,電壓表示數(shù)為V2；

且觀察V1(填或“=")V2,證明上述假設(shè)成立。

②配平實驗出中反應(yīng)的離子方程式：

OFC3++OC12+O

FeOF+CF+

③實驗ii中K2FeO4的產(chǎn)率比實驗出的低，其原因可能是

(3)隨著反應(yīng)的發(fā)生，裝置B中不斷有白色片狀固體產(chǎn)生。

①結(jié)合化學(xué)用語解釋該現(xiàn)象：_______________________________________________

②若拆除裝置B,而使K2FeO4的產(chǎn)率降低的原因是

(4)向?qū)嶒瀒i所得紫色溶液中繼續(xù)通入Cb，溶液紫色變淺，K2FeC>4的產(chǎn)率降低?？赡茉蚴?/p>

通入的CL消耗了KOH,寫出該反應(yīng)的離子方程式：

(5)綜上可知制備K2FeO4,所需的適宜條件是

答案(l)KMnC>4(2)@K0H〈②23160H268H2O③反應(yīng)存在平衡160H

3+

+2Fe+3Cl22FeOF+6Cr+8H2O,當(dāng)為FeCb時增加了C「濃度，使平衡逆向移動，

產(chǎn)率降低⑶①吸入的HC1增加了C「濃度，使NaCl(s)Na+(aq)+C「(aq)平衡逆向移動,

產(chǎn)生NaCl晶體②HC1與KOH反應(yīng)，溶液堿性減弱，+3價鐵的還原性減弱，產(chǎn)率降低

--

(4)2OH+Cl2=cr+CIO+H2O(5)Fe(NO3)3溶液和過量KOH、適量Cb

解析(2)①本實驗探究堿性較強會增強Fe3+的還原性，只需改變Fe3+溶液的堿性即可，即向

右池中加入KOH,觀察到電壓增大。②Fe3+被CL氧化為FeOF,而Cb變?yōu)镃「，按化合價

升降守恒配平，由于堿性環(huán)境需要加入OH,該反應(yīng)為160H-+2Fe3++3CL2FeOF+

6c「+8H2O。③對比兩個實驗的變量，結(jié)合平衡16OIT+2Fe3++3C122FeOF+6Cr+

8H2O分析，C「增加使平衡逆向移動，所以實驗ii產(chǎn)率較低。

⑸過量的CL和CP均會降低產(chǎn)率，而K0H會增加產(chǎn)率，所以所需的適宜條件是Fe(NO3)3

溶液和過量KOH、適量Cb。

4.某小組為探究Mg與NH4cl溶液的反應(yīng)機理，常溫下進(jìn)行以下實驗。實驗中所取鎂粉質(zhì)

量均為0.5g,分別加入選取的實驗試劑中，資料：①CH3coONH4溶液呈中性。②C「對該反

應(yīng)幾乎無影響。

實驗實驗試劑實驗現(xiàn)象