课件高考化学一轮复习第十一单元化学实验综合第48讲　探究型综合实验

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这是一份课件高考化学一轮复习第十一单元化学实验综合第48讲　探究型综合实验，共60页。PPT课件主要包含了夯实必备知识，提升关键能力，产品受热易分解，经典真题·明考向，恒压滴液漏斗，集气管中液面不再改变，备用习题，硫氰化钾，分液漏斗，+5价等内容，欢迎下载使用。

第48讲探究型综合实验
考点一　物质组成或性质探究实验考点二　反应原理探究实验经典真题·明考向作业手册
夯实必备知识 | 提升关键能力
考点一　物质组成或性质探究实验
1. 实验探究的基本程序(1)提出问题:质疑的提出就是发现新问题的开始。(2)提出猜想:对质疑的问题提出几种可能的情况。(3)设计探究方案:提出猜想后,设计实验方案,进行科学探究。注意探究实验中试剂的选择和试剂用量、条件的控制。(4)观察实验现象,得出结论:观察现象,做好记录,数据计算,分析推理,得出结论。
2. 物质组成或性质探究(1)探究物质的性质在探究过程中往往可以利用对比实验,即设置几组平行实验来进行对照和比较,从而研究和揭示某种规律,解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。无机物、有机物性质的探究,必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上,大胆猜想,细心论证。脱离元素化合物知识,独立看待实验问题是不科学的,只有灵活运用已有的元素化合物知识,才能变探究型实验为验证型实验,使复杂问题简单化。
(2) 探究反应所生成的物质及某成分的含量等
题组　物质组成或性质探究实验
2.[2023·辽宁部分学校三模] (NH4)2S2O8被广泛用于蓄电池工业,在照相工业上用来除去海波。Ⅰ.(NH4)2S2O8的制备原理:H2O2+2H2SO4+2NH3 =(NH4)2S2O8+2H2O。实验室模拟制备(NH4)2S2O8的装置如图所示。(尾气处理装置略去)(1)充分反应后,将B中混合液经一系列操作得到晶体,用无水乙醚洗涤,目的是　　　　　　　　　　　　　　　。
防止产品因溶解造成损失
[解析] (1)充分反应后,将B中混合液经一系列操作得到晶体,用无水乙醚洗涤,目的是防止产品因溶解造成损失。
实验室模拟制备(NH4)2S2O8(2)烘干产品时,用红外灯低温烘干,可能的原因是　　　　　　　　　。
[解析] (2)因为产品受热易分解,故烘干产品时,用红外灯低温烘干。
相比实验ⅱ,实验ⅰ温度较低,反应速率较慢
1 mL 0.05 ml·L-1 MnSO4溶液和3滴1 ml·L-1 H2SO4溶液的混合溶液中
[思维建模] 猜想型性质探究实验题的思维流程
考点二　反应原理探究实验
1. 反应原理探究命题角度
2. 反应原理探究示例
1.Fe2+遇K3[Fe(CN)6]会生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀,因此K3[Fe(CN)6]常用于Fe2+的检验。文献显示:K3[Fe(CN)6]具有氧化性,可以氧化S2-;还原性Fe大于S2-。某科研小组探究Fe与K3[Fe(CN)6]能否直接反应的实验如下:实验1:取加热至沸腾并快速冷却的3 mL 0.1 ml·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液(加热、冷却过程中溶液颜色无变化)于试管中,并加入1 mL的苯,再加入铁粉,长时间无蓝色沉淀出现。实验2:在“实验1”中,若使用砂纸打磨过的铁粉,一会儿就出现蓝色沉淀。实验3:在“实验1”中,若加少量NaCl,立即出现蓝色沉淀;若换成加入Na2SO4或NaNO3;则不出现蓝色沉淀。
题组　反应原理探究实验
实验4:在“实验1”中,若将铁粉换成在稀硫酸中反应一段时间的铁片,立即出现蓝色沉淀。下列说法错误的是(　)A.实验1中长时间无蓝色沉淀出现,可能是因为铁粉表面有氧化膜B.Cl-可能起破坏铁粉表面氧化膜的作用C.Fe与K3[Fe(CN)6]可以直接反应D.在Fe、C、NaCl溶液组成的原电池中,通过直接滴加K3[Fe(CN)6]溶液至电解质溶液中的方法,可以检验是否发生原电池反应
[解析]实验1中长时间无蓝色沉淀出现可能是因为铁粉表面的氧化膜阻碍了铁与铁氰化钾溶液的反应,A正确;氯离子能破坏铁粉表面的氧化膜,有利于铁与铁氰化钾溶液的反应,B正确;实验2、3、4说明铁与铁氰化钾溶液能直接反应,C正确;铁、碳、氯化钠溶液组成的原电池中,氯化钠溶液电离出的氯离子会破坏铁表面的氧化膜,若直接向原电池中滴加铁氰化钾溶液,铁与铁氰化钾溶液能直接反应,无法检验溶液中是否存在Fe2+,不能检验是否发生原电池反应,D错误。
30 min内实验a产生气体的体积远大于实验c(或30 min内实验d产生气体的体积远大于实验b)
(2)实验b、d镁条表面附着固体中还检验出碱式碳酸镁[ Mg2(OH)2CO3],写出Mg与NaHCO3溶液反应生成该固体的离子方程式: 　。
Ⅱ.室温下,探究Cl-对Mg与水反应的影响该小组用Mg与NaCl溶液反应,实验发现当Cl-浓度过低或过高时,反应速率没有变化,当Cl-浓度为2 ml·L-1时,Mg与水反应较快,产生大量的气泡,同时生成白色固体,最终溶液pH约为10.98。(4)经检验该白色固体含有碱式氯化镁[Mg(OH)2-xClx]。碱式氯化镁受热(>100 ℃)易分解生成氧化镁和两种气体,写出其分解的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。实验室检验镁条表面生成的白色固体含有碱式氯化镁的操作是_______________________________　　。
Mg(OH)2-xClx MgO+(1-x)H2O↑+xHCl↑　
取适量白色固体,灼烧,若产生的气体可以使玻璃棒表面蘸有的AgNO3溶液变浑浊,则证明白色固体含有碱式氯化镁
[解析] (4)碱式氯化镁受热易分解生成氧化镁和两种气体,根据质量守恒可知生成气体为水蒸气和HCl,化学方程式为Mg(OH)2-xClx MgO+(1-x)H2O↑+xHCl↑。实验中镁条表面生成的白色固体为氢氧化镁和碱式氯化镁的混合物,可以通过检验Cl-的存在检验碱式氯化镁,即取适量白色固体,灼烧,若产生的气体可以使玻璃棒表面蘸有的AgNO3溶液变浑浊,则证明白色固体含有碱式氯化镁。
(5)常温下,饱和Mg(OH)2溶液的pH=　　　　,试从化学平衡角度分析实验得到最终溶液的pH大于该值的原因:________________________________________　　(已知 Ksp[Mg(OH)2]=1.35×10-11,lg 3=0.48)。
反应过程中存在平衡Mg(OH)2+xCl- ⇌Mg(OH)2-xClx+xOH-,Cl-促使该平衡正向移动,溶液中c(OH-)增大,pH增大
1. [2023•湖南卷] 金属Ni对H2有强吸附作用,被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应,将块状Ni转化成多孔型雷尼Ni后,其催化活性显著提高。已知:①雷尼Ni暴露在空气中可以自燃,在制备和使用时,需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”;②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。某实验小组制备雷尼Ni并探究其催化氢化性能的实验如下:步骤1:雷尼Ni的制备
步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存H2和监测反应过程。回答下列问题:(1)操作(a)中,反应的离子方程式是　 ;
2Al+2OH-+6H2O =2[Al(OH)4]-+3H2↑
[解析] (1)铝可以和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2OH-+6H2O =2[Al(OH)4]- +3H2↑ 。
(2)操作(d)中,判断雷尼Ni被水洗净的方法是__________________________________________________________________________________________________;
[解析] (2)由于水洗之前是碱洗,此时溶液显碱性,故可以测洗涤液的pH来判断是否洗净,具体方法为取最后一次洗涤液于试管中,用玻璃棒蘸取并点到广泛pH试纸上,若测得pH=7,则证明洗涤干净,若pH>7,则没有洗涤干净。
取最后一次洗涤液于试管中,若用pH试纸测得pH=7,则证明洗涤干净,若测得pH>7,则没有洗涤干净
步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应(3)操作(e)中,下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是　　　　; A.丙酮 B.四氯化碳 C.乙醇D.正己烷
[解析] (3)根据题给信息可知,邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行,在丙酮、四氯化碳、乙醇、正己烷中极性较强的为乙醇,故选C。
(4)向集气管中充入H2时,三通阀的孔路位置如下图所示。发生氢化反应时,集气管向装置Ⅱ供气,此时孔路位置需调节为　　　　; 向集气管中充入H2　　集气管向装置Ⅱ供气　 (5)仪器M的名称是　　　　　　　　;
[解析] (4)向集气管中充入H2时,氢气从左侧进入,向下进入集气管,上口封闭,则当由集气管向装置Ⅱ供气,此时孔路位置需调节为H2由下方的集气管向右进入装置Ⅱ,另一口封闭,则选择B。
[解析] (5)由图可知,仪器M的名称是恒压滴液漏斗。
(6)反应前应向装置Ⅱ中通入N2一段时间,目的是_________________________________________; (7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下,可能导致的后果是_________________________________________________________________;
[解析] (6)根据题给信息可知,雷尼Ni暴露在空气中可以自燃,故反应前向装置Ⅱ中通入N2一段时间,排尽装置中的空气。
排尽装置中的空气,防止雷尼Ni自燃
管道中气流不稳,不利于监测反应过程
[解析] (7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下,则会在三颈瓶中产生气泡,从而导致管道中气流不稳,不利于监测反应过程。
(8)判断氢化反应完全的现象是　。
[解析] (8)反应完成后,氢气不再被消耗,则集气管中液面不再改变。
将等体积的KI溶液加入到m ml铜粉和n ml I2(n>m)的固体混合物中,振荡。①初始阶段,Cu被氧化的反应速率:实验Ⅰ　　　(填“>”“<”或“=”)实验Ⅱ。
将等体积的KI溶液加入到m ml铜粉和n ml I2(n>m)的固体混合物中,振荡。②实验Ⅲ所得溶液中,被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2+(蓝色)或[CuI2]-(无色),进行以下实验探究:步骤a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液,加入CCl4,多次萃取、分液。步骤b.取分液后的无色水溶液,滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色,并逐渐变深。ⅰ.步骤a的目的是　。
步骤a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液,加入CCl4,多次萃取、分液。步骤b.取分液后的无色水溶液,滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色,并逐渐变深。 ⅱ.查阅资料,2Cu2++4I- =2CuI↓+I2,[Cu(NH3)2]+(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化:______________________________________________  　。
[CuI2]-+2NH3·H2O =[Cu(NH3)2]++2H2O+2I-、4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O =4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O　
[解析] ⅱ.结合查阅资料信息可知,实验Ⅲ所得溶液中,Cu元素以无色的[CuI2]-形式存在,加入浓氨水,发生反应:[CuI2]-+2NH3·H2O=[Cu(NH3)2]++2H2O+2I-,生成的[Cu(NH3)2]+又被空气中的氧气不断氧化为蓝色的[Cu(NH3)4]2+,发生反应:4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O =4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。
将等体积的KI溶液加入到m ml铜粉和n ml I2(n>m)的固体混合物中,振荡。 ③结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是　　　　　　　　　　　。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体,洗涤后得到白色沉淀,加入浓KI溶液,　　　　　　　　　　(填实验现象),观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是　。
2Cu+KI3 =2CuI+KI　
白色沉淀逐渐溶解,溶液为无色　
[解析] ③若实验Ⅰ中生成的白色沉淀为CuI,实验Ⅰ中Cu被氧化的化学方程式为2Cu+KI3 =2CuI+KI;分别取少量实验Ⅰ和实验Ⅱ中白色固体,洗涤后得到白色沉淀,由题意可知白色沉淀主要成分是CuI,加入浓KI溶液,发生反应CuI+I- =[CuI2]-,则可以观察到的现象是白色沉淀逐渐溶解,溶液为无色;
(2)上述实验结果,I2仅将Cu氧化为+1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了I2能将Cu氧化为Cu2+。装置如图所示,a、b分别是___________________ 　。
铜、含n ml I2的4 ml·L-1的KI溶液
(3)运用氧化还原反应规律,分析在上述实验中Cu被I2氧化的产物中价态不同的原因:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________     　。
铜与碘反应的体系在原电池装置中,I2将Cu氧化为Cu2+;而在实验Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中Cu以Cu+形式存在,这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu+可以进一步与I-结合生成CuI沉淀或[CuI2]-,Cu+浓度减小使得Cu2+氧化性增强,发生反应2Cu2++4I- =2CuI↓+I2和2Cu2++6I- =2[CuI2]-+I2
1. [2024·广东广州模拟] 某项目式学习小组设计如表所示实验,探究饱和AgNO3溶液对新制氯水漂白性的影响,褪色时间的差异引起该小组的讨论。查阅资料:Ksp(AgCl)Cl2+H2O ⇌H++Cl-+HClO
[解析] (1)Cl2和H2O反应的离子方程式为Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO。
(2)甲同学认为X为AgCl,乙同学认为甲是错误的,乙的证据是　　。
次氯酸根离子和硝酸银反应可以生成次氯酸银沉淀
[解析] (2)氯水中含有次氯酸,次氯酸电离出的次氯酸根离子和硝酸银反应可生成次氯酸银沉淀,所以乙同学认为甲是错误的。
(3)丙同学认为X为AgClO,丁同学认为丙是错误的,丁的证据是　　(填反应方程式)。
2HClO+2AgNO3 =2AgCl↓+O2↑+2HNO3
[解析] (3)丙同学认为X为AgClO,丁同学认为丙是错误的,因为次氯酸银不稳定,最终会转化为氯化银沉淀,2HClO+2AgNO3 =2AgCl↓+O2↑+2HNO3。
(4)为了验证X除AgCl外还含有AgClO,该小组取过滤、洗涤后的X分别装入3支洁净的试管中,进行如表所示的实验:
AgClO+2HCl =AgCl↓+H2O+Cl2↑
发生沉淀转化,c(ClO-)增大,ClO-水解生成了强氧化性的次氯酸
[解析] (4)①产生的黄绿色气体为氯气,淀粉KI试纸变蓝,说明氯气和碘化钾发生了置换反应,生成了碘,产生气体的化学方程式为AgClO+2HCl=AgCl↓+H2O+Cl2↑。
②亚铁离子可以被次氯酸银氧化为铁离子,铁离子遇到硫氰化钾溶液变红,加入2 mL (NH4)2Fe(SO4)2溶液,再滴加3滴硫氰化钾溶液,溶液变红。
③加入饱和NaCl溶液,静置1 h,取上层清液,滴加1滴品红溶液,品红溶液褪色,说明发生沉淀转化,AgClO(s)+Cl-(aq)⇌AgCl(s)+ClO-(aq),ClO-水解生成了强氧化性的次氯酸。
2.砷及其化合物是实验研究热点物质。某小组开展对砷的化合物研究。实验1:资料显示,Zn3As2可与稀硫酸反应生成AsH3。设计如图所示装置探究AsH3的性质(反应开始前,向装置中通入氦气,一段时间后,关闭弹簧夹K)。(1)A装置中盛装稀硫酸的仪器名称是　　。B装置中发生氧化还原反应,生成一种由过渡元素组成的黑色固体单质,该固体单质的化学式为　　。
[解析] (1)A装置中盛装稀硫酸的仪器名称是分液漏斗。AsH3与硝酸银发生氧化还原反应,生成一种由过渡元素组成的黑色固体单质,则生成的黑色固体单质为Ag。
(2)已知:C装置中反应生成砷化亚铜固体、一种常见的最高价含氧酸和一种固体单质,则该反应的化学方程式为　　。
[解析] (2)AsH3与CuSO4反应生成Cu3As固体、一种常见的最高价含氧酸和一种固体单质,反应中Cu元素由+2价降至+1价,则As元素一定有部分化合价升高,固体单质为As,最高价含氧酸为H2SO4,则反应的化学方程式为2AsH3+3CuSO4 =Cu3As↓+3H2SO4+As↓。
2AsH3+3CuSO4 =Cu3As↓+3H2SO4+As↓
(3)D装置中溶液由紫红色变为无色,0.8 ml KMnO4恰好氧化0.5 ml AsH3,则氧化产物中砷元素的化合价为　　。
[解析] (3)KMnO4中锰元素从+7价降至+2价,根据得失电子守恒,则AsH3中砷元素从-3价升至+5价。
实验2:查阅资料发现,Na3AsO4和I2的氧化性差异不大。推测在一定条件下Na3AsO3和I2反应可能是可逆反应。用如图所示装置进行探究。连接装置(盐桥中的物质不参与反应),进行下表中实验操作并记录电流表读数。
(4)根据步骤Ⅲ中电流表读数x,可以确定上述反应是可逆反应,则读数x　　0(填“>”或“<”)。请具体说明如何根据电流表读数x可判断此反应是可逆反应:　　。
电流表指针反向,说明正负极转变,即反应方向逆转,则此反应是可逆反应
考点一物质组成或性质探究实验
有刺激性气味气体放出　
(2)为探究(NH4)2Cr2O7(摩尔质量为252 g·ml-1)的分解产物,按下图连接好装置,在A中加入5.040 g样品进行实验。①仪器B的名称是　　　　　　。②加热A至恒重,观察到D中溶液不变色,同时测得A、B中质量变化分别为2.00 g、1.44 g,写出重铬酸铵加热分解反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
[解析] (2)①仪器B的名称是U形管。
(NH4)2Cr2O7 Cr2O3+N2↑+4H2O　
③C的作用是　　　　　　　　　　　　　　。
[解析] ③为了使B中碱石灰只吸收重铬酸钾分解产生的水蒸气,C的作用是防止D中水蒸气进入B中。
锥形瓶内溶液颜色的变化　　
该样品中氮的质量分数为　　　　。
2.[2023·辽宁锦州渤大附中模拟] 三氯化铬(CrCl3)为紫色单斜晶体,熔点为83 ℃,易潮解,易升华,溶于水但不易水解,高温下能被氧气氧化,工业上主要用作媒染剂和催化剂。(1)某化学小组用Cr2O3和CCl4在高温下制备无水三氯化铬,部分实验装置如图所示,其中三颈烧瓶内装有CCl4,其沸点为76.8 ℃。①基态Cr原子的价层电子排布为　　　　　　。
[解析] A中四氯化碳进入装置B中和Cr2O3反应生成三氯化铬,生成物在C中冷凝,尾气进行处理减少污染。(1)①Cr为24号元素,其基态原子的价层电子排布为3d54s1。
②实验前先往装置A中通入N2,其目的是排尽装置中的空气,在实验过程中还需要持续通入N2,其作用是　。 ③装置C的水槽中应盛有　　　　(填“冰水”或“沸水”)。
将四氯化碳吹入管式炉中和Cr2O3反应生成三氯化铬　
[解析] ②三氯化铬易升华,高温下能被氧气氧化,实验前先往装置A中通入N2,其目的是排尽装置中的空气防止空气中的氧气氧化三氯化铬,在实验过程中还需要持续通入N2,其作用是将四氯化碳吹入管式炉中和Cr2O3反应生成三氯化铬。③三氯化铬熔点为83 ℃,则装置C的水槽中应盛有冰水,便于生成物冷凝。
④装置B中还会生成光气(COCl2),B中反应的化学方程式为　。
Cr2O3+3CCl4 3COCl2+2CrCl3
[解析] ④装置B中四氯化碳和Cr2O3反应生成三氯化铬,还会生成光气(COCl2),B中反应的化学方程式为Cr2O3+3CCl4 3COCl2+2CrCl3。
(2)CrCl3的工业制法:先用40%的NaOH溶液将红矾钠(Na2Cr2O7)转化为铬酸钠(Na2CrO4),加入过量CH4OH,再加入10%HCl溶液,可以看到有气泡产生。写出用CH3OH将铬酸钠(Na2CrO4)还原为CrCl3的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)为进一步探究CrCl3的性质,某同学取试管若干支,分别加入10滴0.1 ml·L-1 CrCl3溶液,并用4滴2 ml·L-1 H2SO4溶液酸化,再分别加入不同滴数的0.1 ml·L-1 KMnO4溶液,并在不同的温度下进行实验,反应现象记录于表中。
反应的活化能较高,需要较高温度才能进行
高锰酸根离子和溶液中氯离子发生了氧化还原反应,导致高锰酸钾溶液用量增加
考点二反应原理探究实验
3. 某兴趣小组探究溶液中NaNO2与KI的反应。【查阅资料】①NaNO2常温下比较稳定,在一定条件下可将碘离子氧化为碘单质,同时被还原为NO。②HNO2室温下不稳定,分解产生NO和NO2。【实验探究】
(1)NaNO2溶液显弱碱性,用离子方程式说明原因:　　　　　　　　　　　　。 (2)实验Ⅰ无明显现象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)根据实验Ⅱ现象,甲同学认为NaNO2将I-氧化为碘单质,请写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)乙同学认为,上述现象不足以证明NaNO2将碘离子氧化,追加以下实验:①实验Ⅲ能够证明是NaNO2将碘离子氧化的证据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
碘单质在水溶液中溶解呈紫黑色,说明I-被氧化　
[解析] (4)①碘单质在水溶液中溶解呈紫黑色,说明I-被氧化成I2;
②解释实验Ⅱ中液面上方气体未变色的原因:____________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
实验Ⅱ中反应物的量较少,可能生成的NO和NO2较少,观察不到气体变色现象
[解析] ②实验Ⅱ中反应物的量较少,即使液面上方有红棕色气体NO2产生,肉眼也无法观察到。
(5)探究实验Ⅲ中红棕色气体的来源。来源1:HNO2分解产生NO和NO2;来源2:产生的NO再被空气氧化为NO2。【设计实验】利用5 mL注射器,吸取1 mL 0.2 ml·L-1 NaNO2和1 mL 0.2 ml·L-1 KI及少量淀粉的混合溶液,针头朝上排尽空气后,吸入少量稀硫酸并迅速将针头插入橡皮塞(如图所示)。收集证据:若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填写实验操作及现象),则证明红棕色气体来源2正确。【实验结论】在酸性条件下,NaNO2可将碘离子氧化为碘单质,同时被还原为NO。
碘注射器内生成无色气体,取下橡皮塞,吸入少量空气后气体变为红棕色
[解析] (5)由于空气被抽空,产生的NO无法被氧化成NO2,吸入少量空气后气体变为红棕色,证明来源2正确。
4. [2023·湖北十一校联考] 某小组探究Ag+、Fe3+能否将I-氧化,甲同学设计了如下实验:(1)A中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　,说明氧化性:Fe3+>I2。
2Fe3++2I- =2Fe2++I2
[解析] (1)实验A中的现象为溶液呈棕黄色,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明产生了I2,因此A中反应的离子方程式为2Fe3++2I- =2Fe2++I2。
(2)乙同学认为:B中溶液滴加淀粉溶液,未变蓝,原因是Ag++I- =AgI↓,于是设计了如下实验:①盐桥中电解质可以使用　　　　(填“KCl”或“KNO3”)。 ②K闭合时,指针向右偏转,“石墨2”作　　　极,电极反应为　　　　　　　　　。
[解析] (2)①盐桥中电解质可以使用KNO3,若用KCl则其中氯离子会与银离子产生沉淀;②当K闭合时,指针向右偏转,说明形成了原电池,向右偏转则说明石墨2作正极,电极反应为Ag++e- =Ag;
Ag++e- =Ag　
③当指针归零后,向右侧烧杯中滴加1 ml·L-1 AgNO3溶液或向左侧烧杯中滴加1 ml·L-1 KI溶液,指针均向右偏转,说明Ag+(或I-)浓度越大,溶液的氧化性(或还原性)越　 (填“强”或“弱”)。
[解析] ③当指针归零后,向右侧烧杯中加入更大浓度AgNO3溶液或向左侧烧杯中加入更大浓度KI溶液,指针仍向右偏转,再次发生反应,可知Ag+(或I-)浓度越大,溶液的氧化性(或还原性)越强;
④乙同学查阅资料,已知Ksp(AgI)=1×10-16,当等体积等浓度KI和AgNO3溶液混合时,溶液中c(Ag+)= c(I-)=　　　　ml·L-1,溶液中c(Ag+)和 c(I-)很小,Ag+的氧化性和I-的还原性很弱,二者直接接触,不发生氧化还原反应。
(3)丙同学测得0.1 ml·L-1 AgNO3溶液的pH=6,认为实验过程中可能是硝酸氧化了I-,请设计实验方案验证丙同学的猜想:____________________________________________________________________________________________________　。
向0.1 ml·L-1 KNO3溶液中滴加2~3滴淀粉溶液,再滴加少量浓硫酸(或硝酸),调节溶液pH=6,若溶液变蓝,则说明硝酸有影响,若溶液不变蓝,则说明硝酸无影响
[解析] (3)丙同学认为可能是硝酸氧化了I-,那么要先有HNO3生成,故实验步骤为向0.1 ml·L-1 KNO3溶液中滴加2~3滴淀粉溶液,再滴加少量浓硫酸(或硝酸),调节溶液pH=6,若溶液变蓝,则说明硝酸有影响,若溶液不变蓝,则说明硝酸无影响。
5. [2023·北京通州区质量监测] 某实验小组对FeCl3与Na2SO3的反应进行探究。【实验前的预测】(1)甲同学认为配制FeCl3溶液时,应先将FeCl3固体溶于浓盐酸,再稀释至指定浓度。请结合化学用语说明甲同学配制FeCl3溶液时加浓盐酸的目的:　。
Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,加浓盐酸,增大氢离子浓度,抑制水解
[解析]配制氯化铁溶液时先加浓盐酸,再稀释至所需体积。 (1)由于铁离子发生水解,加浓盐酸,增大氢离子浓度,水解平衡Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+逆向移动,抑制水解,因此甲同学配制FeCl3溶液时加浓盐酸。
丙同学根据物质的价态预测FeCl3与Na2SO3两物质可能会发生氧化还原反应,丙同学建议根据原电池原理设计实验并进行操作。【实验设计与操作】(3)两溶液不接触的实验按丙同学思路,设计以下实验进行相关探究。
取少量正极产物的溶液于试管中,向试管中滴加几滴铁氰化钾溶液,生成蓝色沉淀,则说明有亚铁离子生成
(4)两溶液接触的反应在FeCl3溶液中滴加Na2SO3溶液,边滴加边振荡并观察现象。
甲同学认为实验Ⅲ中红褐色的“溶液”可能是氢氧化铁胶体,他用　　　　　　实验证实了推测。
[解析] 用不同浓度的亚硫酸钠和氯化铁溶液混合进行探究性实验,根据实验现象进行分析得到两者既发生氧化还原反应又发生双水解反应,且反应速率较慢,两反应都有一定的限度。 (4)甲同学认为实验Ⅲ中红褐色的“溶液”可能是氢氧化铁胶体,胶体具有丁达尔效应,因此用丁达尔效应实验证实了推测。
【实验结论与反思】(5)通过对实验现象分析,小组同学得出如下结论:①FeCl3溶液与Na2SO3溶液同时发生氧化还原反应和相互促进的水解反应。②当c(FeCl3)>c(Na2SO3)时水解反应占主导地位。你同意他们的哪些观点?　　　　(填序号,若均不同意则填无)。此外,若兼顾化学反应速率和化学反应限度两个角度,你还能得出什么结论:__________________　   　。
氧化还原反应速率相对水解反应速率较慢,氧化还原反应和水解反应都是有限度的
[解析] (5)根据实验Ⅰ有红褐色沉淀生成,说明发生了相互促进的双水解反应,放置一小时后,溶液颜色变为绿色,说明发生了氧化还原反应;根据实验Ⅲ的现象说明当c(FeCl3)