【通用版】2023届高考化学一轮复习化学实验基础专练（7）物质性质探究实验

（7）物质性质探究实验

1.绿矾（）是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾热分解产物进行探究。

（实验猜想）

猜想1：生成；

猜想2：生成；

猜想3：生成；

……

（实验探究）该小组用如图所示装置进行实验（夹持仪器略）。

请回答下列问题：

（1）实验操作的先后顺序是______（填字母）。

a.熄灭酒精灯，冷却

b.先检查装置的气密性，后加入药品

c.点燃酒精灯，加热

d.在“气体入口”处通入干燥的

其中操作d的作用是______。

（2）在实验过程中，观察到A中固体变红色，B中无水______，C中试纸的颜色变化是______。

（3）反应结束后，取A中固体进行实验，实验操作及现象如下：

①将固体加入盛有足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；

②取①中溶液滴入适量溶液中，溶液不褪色；

③取①中溶液滴入KSCN溶液中，溶液变红色。

由此得出结论：红色固体为______。

（4）D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为______。有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定的分解产物，你认为是否需要？说明你的理由：______。

（实验结论）

（5）硫酸亚铁晶体加热分解的化学方程式为______（实验改进）。

（6）有同学对上述实验装置进行了改进，设计出如图所示装置，认为该装置也可以验证硫酸亚铁晶体热分解的产物。

①G中的现象是______，反应的离子方程式为______。

②H中球形干燥管的作用是______。

2.某实验小组同学探究银氨溶液的配制及银氨溶液的性质。
（一）探究银氨溶液的制备（实验中所用氨水均为新制氨水）

已知：白色AgOH沉淀不稳定，极易分解生成棕褐色；溶于浓氨水生成。

（1）实验中沉淀消失的化学方程式为________。

（2）实验测得Ⅱ中所用的氨水比Ⅰ中所用氨水的pH小，可能原因有________。

（3）推测Ⅱ得到的白色略暗沉淀除外的主要成分是________。

（二）该实验小组同学设计如下实验：

实验1：向2mL银氨溶液中滴加5滴10%NaOH溶液，立即产生棕黑色浑浊；置于沸水浴中加热，有气体产生；一段时间后溶液逐渐变黑，最终试管壁附着光亮银镜。

实验2：向2mL银氨溶液中滴加5滴10%氨水，置于沸水浴中加热，有气体产生；一段时间后溶液无明显变化。

（4）检验实验1产生的气体含有的方法是________；经检验黑色物质中有，产生的原因是________（用离子方程式表示）。

（5）该实验小组同学设计上述实验的目的是________。

（6）清洗银镜反应后试管壁上的Ag所用的试剂是________。

3.某小组在验证氧化时发现异常现象，并对其进行深入探究。

实验Ⅰ：

（1）实验Ⅰ中溶液变红是因为与发生了反应，其离子方程式是_________。

（2）探究实验Ⅰ中红色褪去的原因：取反应后溶液，_________（填实验操作和现象），证明溶液中有，而几乎无。

（3）研究发现，酸性溶液中能氧化，但反应很慢且无明显现象，而实验Ⅰ中褪色相对较快，由此推测能加快与的反应。通过实验Ⅱ和Ⅲ得到了证实。

参照实验Ⅱ的图例，在虚线框内补全实验Ⅲ。

实验：

实验Ⅲ：

（4）查阅资料：加快与反应的主要机理有ⅰ.
ⅱ.

ⅲ.（羟基自由基）具有强氧化性，能直接氧化

为探究对与反应速率的影响，设计实验如图：
实验Ⅳ：

①，对比实验Ⅳ和Ⅱ可得出结论：在本实验条件下，________。

②结合资料和（1）~（4）的研究过程，从反应速率和化学平衡的角度解释实验Ⅰ中溶液先变红后褪色的原因：________。

③实验Ⅰ~Ⅳ中均有生成，小组同学推测可能是与溶液中其他微粒相互作用生成的，这些微粒有________。

4.某实验小组研究KI和酸性溶液的反应。

资料：i.在酸性条件下最终被还原为。

ⅱ.酸性条件下，氧化性：。

（1）实验Ⅰ中溶液呈棕黄色，推测生成了_______（填化学式）。

（2）实验小组继续对实验Ⅱ反应中初始阶段的产物成分进行探究：

①经检验，实验Ⅱ初始阶段的氧化产物不是，则“实验现象a”为__________。

②黑色固体是__________（填化学式）。

③设计实验方案证明在“紫色清液”中存在：__________。

④写出生成的离子方程式：__________。

（3）探究实验Ⅱ中沉淀消失的原因。

用离子方程式解释实验Ⅱ中沉淀消失的原因：__________。

（4）实验反思：KI和酸性溶液反应过程中，所得产物成分与__________有关（写出两点即可）。

5.某实验小组为探究KI与的反应，按照如图甲所示的实验流程进行实验一：

注：本实验忽略在此条件下的水解。

（1）取棕黄色清液，加入少量______溶液（试剂a），清液变为________色，说明生成了。

（2）探究生成的原因。

①甲同学进行如下实验：向2mL1KI溶液中加入1mL____________溶液（硝酸酸化，pH=1.5），再加入少量试剂a，观察到与（1）相同的现象。甲同学由此得出结论：实验一中生成的原因是酸件条件下，氧化了。

②乙同学认为仅由甲同学的实验还不能得出相应结论。他的理由是该实验没有排除__________________________________氧化的可能性。

③若要确证实验一中是氧化了，应在实验一的基础上进行检验_______________的实验。

（3）探究棕黑色沉淀的组成。

①查阅资料得知：CuI为难溶于水的白色固体。于是对棕黑色沉淀的组成提出两种假设：

a.CuI吸附；

b.__________吸附。

为证明上述假设是否成立，取棕黑色沉淀按照如图乙所示的实验流程进行实验二：

已知：CuI难溶于；；。

由实验二得出结论：棕黑色沉淀是CuI吸附形成的。

②现象iii为______________________________________。

③用化学平衡移动原理解释产生现象ii的原因：_______________________________________。

④由实验二可推知，与KI反应过程中，一定发生的反应的离子方程式为_____________________________________________。

6.三草酸合铁酸钾是重要的光敏材料和有机催化剂，其化学式为，为翠绿色的晶体，易溶于水，难溶于乙醇。实验室用废铁屑为原料制备三草酸合铁酸钾并探究其性质：

I.制备草酸亚铁晶体

①称取1.0g废铁屑放入烧杯中，在加热状态下加入稀硫酸使其溶解，弃去不溶物。

②在上述溶液中加入饱和溶液，搅拌并加热煮沸，使形成黄色沉淀，倾析法弃去上层清液并用水洗涤沉淀2～3次。

II.制备三草酸合铁酸钾

③向步骤②所得的沉淀中加入约15mL饱和，搅拌并慢慢加入12mL5%溶液，维持温度在40℃左右，溶液变为绿色并有棕色沉淀生成。滴加完毕，继续搅拌至充分反应后，再加热体系至近沸状态。

④保持体系近沸状态，加入8mL饱和溶液，此时待沉淀大部分棕色溶解，体系变为绿色浑浊状态。

⑤趁热过滤，……，洗涤、干燥。

（1）溶解铁屑时硫酸需稍过量，目的是将铁屑完全溶解并___________。

（2）步骤②生成的化学反应方程式为___________；该步骤分离产品时采取倾析法，则该沉淀应具备的条件为___________。

（3）步骤③溶液滴加完后，煮沸该体系的目的是___________；请将下列方程式配平：___________，___________。

（4）将步骤5“……”补充完整：趁热过滤，___________，洗涤、干燥。该步骤洗涤应选用的洗涤剂为___________。

III.探究性质

（5）某研究小组将在一定条件下加热分解，利用如图装置（可重复使用）验证所得气体产物中含有CO和。

①按气流从左到右的方向，依次连接的合理顺序为___________（填装置序号）。

②确认气体产物中含CO的现象为___________。

7.超酸是一类比纯硫酸更强的酸，在石油重整中用作高效催化剂。某实验小组对超酸的制备及性质进行了探究。由三氯化锑（）制备的反应如下：。制备的初始实验装置如图（毛细管连通大气，减压时可吸入极少量空气，防止液体暴沸；夹持、加热及搅拌装置略）：

相关性质如表：

回答下列问题：

（1）实验装置中两个冷凝管___（填“能”或“不能”）交换使用。

（2）试剂X的作用为___、___。

（3）反应完成后，关闭活塞a、打开活塞b，减压转移___（填仪器名称）中生成的至双口烧瓶中。用真空泵抽气减压蒸馏前，必须关闭的活塞是___（填“a”或“b”）；用减压蒸馏而不用常压蒸馏的主要原因是___。

（4）实验小组在由制备时，没有选择玻璃仪器，其原因为___。（写化学反应方程式）

（5）为更好地理解超酸的强酸性，实验小组查阅相关资料了解到：弱酸在强酸性溶剂中表现出碱的性质，如冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为。以此类推，与之间的化学反应方程式为___。

（6）实验小组在探究实验中发现蜡烛可以溶解于中，同时放出氢气。已知烷烃分子中碳氢键的活性大小顺序为：甲基<亚甲基<次甲基（）。写出2—甲基丙烷与反应的离子方程式___。

8.新冠疫情期间使用了大量的消毒剂，其中二氧化氯()与亚氯酸钠()都具有强氧化性。两者作漂白剂时，不伤害织物；作饮用水消毒剂时，不残留异味。某研究性学习小组利用如下装置由二氧化氯制备，并探究其性质。

I. 查阅资料：

①易与碱溶液反应生成等物质的量的两种盐，其中一种为氯酸盐。

②饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是，高于38℃时析出的晶体是，高于60℃时分解成和NaCl。

Ⅱ. 制备与分离：

(1) 盛放和固体的仪器名称是                  。

(2)若要从装置C反应后的溶液获得无水晶体的操作步骤如下，请完成下列操作步骤②的内容。

①减压，55℃蒸发结晶；       ②           ；

③用38℃～60℃热水洗涤；    ④在38℃～60℃间进行干燥，得到成品。

(3)装置A中参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为                   。

(4)装置D是处理尾气，反应的化学方程式                                 。

Ⅲ. 测量与计算：

(5)利用题中原理制备出（M=144.5g/mol）晶体的样品，可以用“间接碘量法”测定样品(杂质与不发生反应)的纯度，过程如下：取样品1.4450g配制成250mL溶液，从中取出25.00mL，加入足量KI固体和适量稀，(已知：)，然后用标准溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准溶液的体积平均值为vmL(已知：)。①滴定终点的现象是                                              。②样品中的纯度为                  ％(用含c、v的代数式表示)。

答案以及解析

1.答案：（1）bdca；排净装置内的空气，防止被空气中的氧气氧化而干扰实验

（2）由白色变蓝色；蓝色变红色

（3）

（4）；不需要，Fe元素的化合价升高，则必有S元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒，可知只有部分S元素的化合价降低，则进入D中的气体为和

（5）

（6）①高锰酸钾溶液褪色；；②防倒吸

2.答案：（1）

（2） 吸收的挥发

（3）

（4）用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝（或用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近，产生白烟）；

（5）探究向银氨溶液中滴加强碱后，沸水浴加热有银镜出现；滴加弱碱则不能。

（6）稀硝酸

3.答案：（1）

（2）滴加KSCN溶液，溶液变红
（3）

（4）①也能加速与反应，且效果比更好；②刚滴入时，ii反应速率快，生成的迅速与结合，溶液立即变红；继续滴加，升高，加快氧化，使降低，，平衡逆向移动，红色褪去；③

解析：（1）与发生反应生成，使溶液显红色，其反应的离子方程式为。
（2）检验，常用KSCN溶液，若溶液变红，说明含有，反之，则不含，证明实验中含有，几乎无，具体操作是取反应后的溶液少量于试管中，滴入KSCN溶液，溶液变红，证明溶液中有，几乎无。
（3）根据题意，酸性溶液中能氧化，但反应很慢且无明显现象，滴加溶液后，溶液褪色相对较快；实验Ⅱ和实验Ⅲ应为对照实验，根据实验Ⅱ，推出实验Ⅲ：先加入0.5mLpH=1的硫酸溶液，无明显现象，静置后，滴加数滴溶液，溶液立即变红。
（4）①根据实验Ⅳ加入溶液，溶液变红，静置后，溶液红色褪去，说明也能加速与的反应，，说明实验Ⅳ的反应速率比实验Ⅱ快，即催化的效果比更好。②实验Ⅰ中开始时溶液立即变红，说明刚滴入时，ii反应速率快，生成迅速与结合，使溶液立即变红；依据反应主要机理，继续滴加溶液，产生升高，加快氧化，使降低，，平衡逆向移动，红色褪去。③可与相互作用生成。

4.答案：（1）

（2）①溶液分层，下层液体无色；②；③取少量“紫色清液”于试管中，逐滴加入溶液，振荡溶液紫色消失变成棕黄色时，滴加淀粉溶液溶液变蓝，说明存在（其他合理答案也可）；④

（3）

（4）试剂的相对用量（滴加顺序）、溶液酸性强弱（其他合理答案也可）

解析：（1）实验Ⅰ中KI溶液过量，在酸性条件下最终被还原为，碘水呈棕黄色，所以实验Ⅰ中溶液呈棕黄色，推测生成了。

（2）①实验初始阶段的氧化产物不是，则层呈无色，“实验现象a”为溶液分层，下层液体无色。②二氧化锰能催化分解，向黑色固体中加入溶液，立即产生大量气泡，则黑色固体是。③具有氧化性，可以被还原生成，取少量“紫色清液”于试管中，逐滴加入溶液，振荡，溶液紫色消失变成棕黄色时，滴加淀粉溶液，溶液变蓝，说明存在。④高锰酸钾与碘化钾反应可生成二氧化锰和，反应的离子方程式是。

（3）在酸性条件下，二氧化锰与碘化钾反应可生成碘单质，反应的离子方程式是。

（4）根据以上实验分析，KI和酸性，溶液反应过程中，所得产物成分与试剂的相对用量（滴加顺序）、溶液酸性强弱有关。

5.答案：（1）淀粉；蓝

（2）①2（或）；②空气中的；③的还原产物（或NO、等）

（3）①Cu；②棕黑色固体颜色变浅，溶液变为紫红色；③CuI在溶液中存在溶解平衡：，加入足量溶液后，与反应生成使减小，平衡右移，从而使白色沉淀溶解；④

解析：（1）加入试剂a的目的是验证发生氧化还原反应产生了，利用淀粉遇碘变蓝进行验证，即试剂a为淀粉溶液，清液变为蓝色，说明生成了。

（2）①题述实验中有可能氧化得到，因此需要排除的干扰，可向溶液中加入（或）溶液（硝酸酸化，pH=1.5），再加入少量淀粉溶液；②溶液中溶解的一部分氧气有可能氧化；③根据实验目的，需要检验的还原产物。

（3）①根据假设a，的化合价降低到+1价形成CuI，则也有可能降低到0价形成Cu，因此假设b为Cu吸附；②易溶于有机溶剂，而CuI难溶于，因此实验ⅲ的现象是棕黑色固体颜色变浅，液体变为紫红色；③CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡：，加入足量溶液后，与反应生成，使减小，平衡正向移动，从而使白色沉淀溶解；④因为不考虑的水解，根据实验二，把氧化成，自身被还原成+1价的，与结合形成沉淀，因此发生反应的离子方程式为。

6.答案：（1）抑制水解

（2）；具有较大颗粒

（3）将多余分解除去；

（4）冷却结晶；乙醇

（5）DCBADE（或DCDBADE）；A中有红色固体物质生成，且第2（或3）个D装置中澄清石灰水变浑浊   

解析：（1）铁屑和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，亚铁离子容易发生水解，所以硫酸需稍过量，可以抑制亚铁离子的水解，故答案：抑制水解。

（2）向含有的上述溶液中加入饱和溶液，搅拌并加热煮沸，使形成黄色沉淀，该化学反应的方程式为：，该反应为非氧化还原反应；如果浑浊体系的颗粒比较大，可以采取倾析的方式分离产品。故答案：；具有较大颗粒。

（3）不稳定，受热易分解，维持温度在40℃左右，是为了将多余分解除去。根据得失电子守恒、原子守恒的规律进行方程式配平为：，故答案：将多余分解除去；。

（4）步骤5是从混合液中获得固体的过程，补充完整该过程是：趁热过滤，冷却结晶，洗涤、干燥。因为，为翠绿色的晶体，易溶于水，难溶于乙醇，所以洗涤应选用乙醇作为洗涤剂，故答案：冷却结晶；乙醇。

（5）①要检验产物中的CO，不仅要观察到有铜单质生成，也要观察到后续澄清石灰水变浑浊。检验通常用澄清石灰水，检验中的CO需先用NaOH溶液除去，然后经干燥后通入灼热的CuO，再用澄清石灰水检验产物，因CO为有毒气体，会污染空气，最后需要进行尾气处理，收集CO。故按气流从左到右的方向，依次连接的合理顺序为DCBADE。故答案：DCBADE（或DCDBADE）。

②根据装置图和上述分析可知：A中装有的氧化铜由黑色变成红色，且第2（或3）个D装置中澄清石灰水变浑浊，说明有CO生成，故答案：A中有红色固体物质生成，且第2（或3）个D装置中澄清石灰水变浑浊。

7.答案：（1）不能

（2）    吸收氯气，防止污染空气    防止空气中的水蒸气进入三口烧瓶使水解

（3）    三口烧瓶；b；防止分解   

（4）

（5）

（6）

解析：（1）与直形冷展管相比，球形冷凝管的冷却面积大，冷却效果好，且由于球形冷凝管的内芯管为球泡状，容易在球部积留蒸馏液，故不适宜用于倾斜式蒸馏装置，多用于垂直蒸馏装置，故实验装置中两个冷凝管不能交换使用；

（2）根据表中提供信息，极易水解，知试剂X的作用是防止空气中水蒸气进入三口烧瓶，同时吸收氯气，防止污染空气；

（3）由实验装置知，反应完成后，关闭活塞a、打开活塞b，减压转移三口烧瓶中生成的至双口烧瓶中；减压蒸馏前，必须关闭活塞b，以保证装置密封，便于后续抽真空；根据表中提供信息知，容易分解，用减压蒸馏而不用常压蒸馏，可以防止分解；

（4）在由制备时，需用到HF，而HF可与玻璃中的反应，故不能选择玻璃仪器，反应的化学方程式为：；

（5）与超强酸反应时，表现出碱的性质，则化学方程式为；

（6）2-甲基丙烷的结构简式为，根据题目信息知，中上的氢参与反应，反应的离子方程式为。

8.答案：（1）三颈烧瓶

（2）趁热过滤

（3） 2:1              

（4）

（5）①滴入最后一滴标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色

②  25cv