新高考化学二轮复习强化练习重难点14 性质探究型实验综合题(2份打包,原卷版+解析版)
展开性质探究型实验是现在高考的一个趋势,主要考查学生的化学实验探究能力和科学表达能力。试题往往以一个具体的化学问题或化学现象为背景,在实验结果不知晓的情况下,由实验者自行设计实验方案进行探究,因此就会涉及结果假设、实验方案设计、现象预测、得出结果等不同的过程。性质探究型实验一般有以下几种命题形式:
(1)探究化学实验中的反常现象或反常结果;
(2)探究对经典问题或教材实验的质疑;
(3)探究未知物的成分;
(4)探究物质的性质及形成原因;
(5)探究化学反应的条件及现象;
(6)探究化学反应机理及历程;
预计2024年高考中,性质探究型实验综合题仍是出题的重点,在试题中穿插考查元素及化合物知识、实验基本操作、化学基本理论、化学计算等相关知识。
【策略1】熟悉探究物质性质的基本方法和程序
【策略2】回归教材——明确物质性质探究、验证的实验角度
(1)物质氧化性、还原性及其强弱的判断。
如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中,通过观察酸性KMnO4溶液是否褪色来说明;如探究Fe3+的氧化性强于I2时,可利用FeCl3与淀粉KI溶液反应,通过溶液变蓝色来说明Fe3+的氧化性强于I2。
(2)验证同周期、同主族元素性质的递变规律.
一般通过设计比较元素金属性、非金属性强弱的实验来完成。如通过比较Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg、Al的活泼性顺序。
金属性强弱比较:可通过与水或酸反应置换氢的能力、最高价氧化物对应水化物的碱性、置换反应、原电池的正负极、电解池中阴极阳离子的放电顺序等方法来比较。
非金属性强弱比较:可通过最高价氧化物对应水化物的酸性、气态氢化物的稳定性、与H2化合的难易程度、相互之间的置换、对应阴离子的还原性等方法来比较。
(3)电解质强弱的判断。
如探究化合物HA是弱电解质的方法是常温下配制NaA溶液,测pH,若pH>7,则说明HA为弱电解质。
(4)物质酸性强弱的判断。
可通过强酸制弱酸、对应盐溶液的碱性、同浓度溶液导电能力或pH等方法来比较。
(5)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。
可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等设计实验,找出规律。
(6)Ksp的大小比较
(7)一元酸、二元酸判断:可用NaOH溶液进行中和滴定测定消耗V(NaOH)来确定
(8)羟基的数目判断:可通过取一定量试剂与足量Na反应测定放出氢气的量来确定
(9)羧基的数目判断:可通过取一定量试剂与足量NaHCO3反应测定放出CO2的量来确定
(10)热分解产物的性质探究、判断。
①难溶性碳酸盐氧化物+CO2;
②碳酸的酸式盐碳酸的正盐+CO2+H2O;
③铵盐(NH4NO3除外)NH3+相应的酸(或酸性氧化物+H2O);
④硝酸盐金属(或金属氧化物、亚硝酸盐)+氮氧化物(NO或NO2)+O2;
⑤草酸晶体CO2+CO+H2O。
【策略3】掌握探究实验中常见操作及原因分析
考向一 探究化学反应的结果
1.(2023·北京·统考高考真题)资料显示,可以将氧化为。某小组同学设计实验探究被氧化的产物及铜元素的价态。
已知:易溶于溶液,发生反应(红棕色);和氧化性几乎相同。
I.将等体积的溶液加入到铜粉和的固体混合物中,振荡。
实验记录如下:
(1)初始阶段,被氧化的反应速率:实验Ⅰ (填“>”“<”或“=”)实验Ⅱ。
(2)实验Ⅲ所得溶液中,被氧化的铜元素的可能存在形式有(蓝色)或(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,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 。
ⅱ.查阅资料,,(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤的溶液中发生的变化: 。
(3)结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是,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 。
(4)上述实验结果,仅将氧化为价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了能将氧化为。装置如图所示,分别是 。
(5)运用氧化还原反应规律,分析在上述实验中被氧化的产物中价态不同的原因: 。
考向二 探究化学反应的条件
2.(2022·北京·高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ、Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、MnO(绿色)、MnO(紫色)。
ⅱ、浓碱条件下,MnO可被OH-还原为MnO。
ⅲ、Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略):
(1)B中试剂是 。
(2)通入Cl2前,实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为 。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是 。
(4)根据资料ⅱ,实验Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将MnO氧化为MnO。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因: ,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取实验Ⅲ中放置后的1mL悬浊液,加入4mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为 ,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被 (填化学式)氧化,可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取实验Ⅱ中放置后的1mL悬浊液,加入4mL水,溶液紫色缓慢加深,发生反应的离子方程式是 。
④从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因: 。
考向三 探究化学反应的影响因素
3.(2022·广东·高考真题)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用表示)。的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,的。
(1)配制的溶液,需溶液的体积为 mL。
(2)下列关于容量瓶的操作,正确的是 。
(3)某小组研究25℃下电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释溶液或改变浓度,电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为的和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定,记录数据。
①根据表中信息,补充数据: , 。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释溶液,电离平衡 (填”正”或”逆”)
向移动;结合表中数据,给出判断理由: 。
③由实验Ⅱ~VIII可知,增大浓度,电离平衡逆向移动。
实验结论假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,的值逐渐接近的。
查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于的。
对比数据发现,实验VIII中与资料数据存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定溶液的浓度再验证。
①移取溶液,加入2滴酚酞溶液,用溶液滴定至终点,消耗体积为,则该溶液的浓度为 。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点 。
②用上述溶液和溶液,配制等物质的量的与混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为的和溶液,如何准确测定的?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途 。
4.(2021·广东·高考真题)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlrine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为 。
(2)实验室制取干燥时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为 。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中 已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是 。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的饱和溶液的电导率较大。
猜想b:在水中的溶解度。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
⑤数据分析、交流讨论。25℃的饱和溶液中, 。
实验结果为。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想成立,但不足以证明猜想成立。结合②中信息,猜想不足以成立的理由有 。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是 。
考向四 探究化学物质的性质(氧化性、还原性、酸碱性等)
5.(2021·北京·高考真题)某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
(1)浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。
①反应的离子方程式是 。
②电极反应式:
i.还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii.氧化反应: 。
③根据电极反应式,分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。
i.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高,MnO2氧化性减弱。
ii.随c(Cl-)降低, 。
④补充实验证实了③中的分析。
a是 ,b是 。
(2)利用c(H+)浓度对MnO2氧化性的影响,探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液,能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是 ,从原子结构角度说明理由 。
(3)根据(1)中结论推测:酸性条件下,加入某种化合物可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测,该化合物是 。
(4)Ag分别与1ml·L-1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合,Ag只与氢碘酸发生置换反应,试解释原因: 。
(5)总结:物质氧化性和还原性变化的一般规律是 。
考向五 探究化学反应机理及历程
6.(2021·北京·高考真题)某小组实验验证“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应并测定其平衡常数。
(1)实验验证
实验I:将0.0100 ml/L Ag2SO4溶液与0.0400 ml/L FeSO4溶液(pH=1)等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。
实验II:向少量Ag粉中加入0.0100 ml/L Fe2(SO4)3溶液(pH=1),固体完全溶解。
①取I中沉淀,加入浓硝酸,证实沉淀为Ag。现象是 。
②II中溶液选用Fe2(SO4)3,不选用Fe(NO3)3的原因是 。
综合上述实验,证实“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应。
③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图,写出操作及现象 。
(2)测定平衡常数
实验Ⅲ:一定温度下,待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时,取v mL上层清液,用c1 ml/L KSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v1 mL。
资料:Ag++SCN-AgSCN↓(白色) K=1012
Fe3++SCN-FeSCN2+(红色) K=102.3
①滴定过程中Fe3+的作用是 。
②测得平衡常数K= 。
(3)思考问题
①取实验I的浊液测定c(Ag+),会使所测K值 (填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。
②不用实验II中清液测定K的原因是 。
(建议用时:90分钟)
1.(2022·四川南充·校考一模)南高实验学习小组经查阅资料发现:K2FeO4(Mr=198)为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。现将他们制备高铁酸钾(K2FeO4),测定其纯度并探究其性质的过程展示如下。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置,盛KMnO4固体的仪器名称是 。
②装置B中所用的试剂X为 。
③装置C中首先制备KClO,然后在快速搅拌下将90%的Fe(NO3)3溶液分批加入装置C中,充分反应得K2FeO4固体,写出该反应的化学方程式 。
(2)K2FeO4的纯度测定
向3mLCrCl3溶液中加入20mL饱和KOH溶液(Cr3++4OH-=CrO+2H2O),再加入5mL蒸馏水,冷却至室温,准确称取1.98g样品,加入上述溶液中使其溶解,充分反应(FeO+CrO+2H2O=CrO+Fe(OH)3↓+OH-),过滤后加入稀硫酸酸化(2CrO+2H+=Cr2O+H2O),并加入1mL苯二胺磺酸钠作指示剂,用1.00ml/L的标准硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定(Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O),至终点时,消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为27.00mL。则K2FeO4的质量分数为 (过程中杂质不参与反应)。
(3)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2.为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
Ⅰ.方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有 离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4被Cl-还原得到,还可能由 产生(用离子反应方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-,用KOH溶液洗涤的目的是 。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2 FeO(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO的氧化性强弱关系相反,原因是 。
2.(2023·辽宁沈阳·校联考一模)铜盐是五颜六色的。某学习小组发现固体(白色)、固体(棕黄色)、固体(深褐色)。和溶液呈蓝色,溶液时而呈绿色,时而呈蓝色,于是对颜色不同的原因展开了探究。
【查阅资料】
1.固体铜盐的颜色与阴离子极化能力有关,随化学键共价性增强,吸收光的能量下降,因此颜色加深。
2.在溶液中存在如下平衡:
【提出假设】
1.铜盐的颜色不同与离子种类有关。
2.溶液呈绿色的原因是溶液中既有黄色的,又有蓝色的,根据光学原理蓝色和黄色的混合色为绿色。
【设计方案】
回答下列问题:
(1)解释的颜色深于的原因 。
(2)配制溶液的方法是 。
(3)根据表中信息,补充试剂和数据:饱和 、a= 。
(4)实验4和5中溶液颜色差异的原因 (用平衡移动原理解释)。
(5)以上实验说明影响溶液颜色的因素主要有 。(答两点即可)
【实验结论】假设1,2成立。
(6)溶液呈现不同颜色的根本原因与、和 微粒(写结构式)的浓度有关。
3.(2024·河南南阳·校联考模拟预测)NaClO在生产、生活中有广泛应用。某小组设计实验制备NaClO并探究其性质。回答下列问题:
实验(一)制备NaClO。实验装置如图所示(夹持仪器已省略)。
(1)装置B中试剂是 (填名称)
(2)写出装置A中发生反应的离子方程式: 。
(3)研究发现,NaClO在热水中发生歧化反应生成NaCl和,已知:在水溶液中、、的相对能量依次为、、。写出该反应的热化学方程式: 。
实验(二)探究外界因素对NaClO水解程度的影响(在本题设定温度范围内NaClO只发生水解反应,不考虑其他副反应)。
【提出猜想】
猜想1:其他条件相同,pH越大,NaClO水解程度越小;
猜想2:其他条件相同,浓度越小,NaClO水解程度越大;
猜想3:其他条件相同,适当升温,NaClO水解程度增大。
【设计实验】
实验方案如下(各溶液浓度均为,每支试管各滴加3滴相同浓度的紫色石蕊溶液):
(4)实验1、3、4测得结果:,用平衡移动原理解释实验结果: ;实验1、2不能验证猜想2,其原因是浓度越小,NaClO水解程度越大,而越小。请你提出改进方案: [已知NaClO水解度]。
(5)实验结果;,但是,不能证明猜想3成立,其原因是 。
(6)经过小组讨论,大家认为可以通过测定不同温度下NaClO水解常数,确定温度对NaClO水解程度的影响。
查阅资料:,为溶液起始浓度。
试剂与仪器:一定浓度的NaClO溶液、的盐酸、pH计等。
实验:测定30℃下NaClO水解常数,完成表中实验。
分别在35℃、40℃下重复上述实验。
①实验8的实验内容是 。
②数据处理:30℃, (用含a、b、V的代数式表示),
③实验结论:,升温能促进NaClO水解。
4.(2023·广东·校联考一模)某化学兴趣小组在实验室中用下列装置设计实验探究与HClO的酸性强弱,请回答相关问题。
(1)甲同学认为,仅选用A、C、F装置就能探究与HClO的酸性强弱。
①A装置中盛装浓盐酸的仪器的名称为 ,A装置中发生反应的离子方程式为 。
②乙同学认为该方案不合理,请简述乙同学的理由: 。
(2)丙同学结合甲、乙两位同学的方案,设计如下实验探究与HClO的酸性强弱:
①正确的装置连接顺序为 。(各装置均只用一次)
___________→___________→___________→___________→D→F
②C装置的作用是 ;F装置中发生反应的化学方程式为 。
③将F装置中试管内的溶液通过一系列操作后得到晶体,再将该晶体加入盐酸中,将产生的气体通入澄清石灰水中,观察到的现象是 ,得出酸性: (填“>”或“<”)HClO。
5.(2023·四川成都·校考一模)硫氰化钾()是一种用途广泛的化工原料。某化学实验小组设计如图实验装置模拟工业制备并进行相关探究实验。
已知:①是一种不溶于水且密度大于水的非极性试剂。
②。
回答下列问题:
(1)装置中,三颈烧瓶内盛有、水和固体催化剂,通入氨气的导管口需要插入液体中,其目的是 (写出两点即可)。
(2)待三颈烧瓶内液体不分层后,熄灭装置处的酒精灯,关闭,移开水浴。将装置继续加热至,待完全分解后(),打开,缓缓滴入适量的溶液充分反应,待产生的完全分解后即制得溶液。装置中仪器的名称是 ,用离子方程式表示装置处的烧杯中产生淡黄色浑浊的原因: 。
(3)用制得的溶液进行以下探究实验:
实验Ⅰ:
①溶液立即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:取反应后的溶液, (填实验操作和现象),判断溶液中有,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Ⅱ:
实验Ⅲ: 。
6.(2023·河南·校联考一模)某小组在验证反应“”,实验探究过程如下。结合探究过程回答下列问题。
向硝酸酸化的硝酸银溶液中(忽略的水解)加入过量铁粉,搅拌后静置,一段时间后,将烧杯底部黑色固体过滤,滤液呈黄色。
(1)检测到滤液中含有,可以选用的试剂为 (填化学式)溶液。产生的原因可能有以下几种。
假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生。
假设b:空气中存在,被氧化为,写出反应的离子方程式: 。
假设c:酸性溶液中的具有氧化性,可产生。
(2)某同学证明上面假设c不成立,向硝酸酸化的 硝酸钠溶液中加入过量铁粉,搅拌后静置,一段时间后,上层清液未变黄色,经检验无。
(3)取过滤后的黑色固体,洗涤后, (填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
(4)某同学利用原电池证明可以将氧化为,设计了如图所示的原电池装置。连接装置后,电流表中有电流通过,一段时间后电流表不再偏转(所用溶液均已去除)。甲溶液中的溶质为 。写出石墨电极上发生的电极反应式: 。电流表指针不再偏转后,向左侧烧杯中加入固体,发现电流表指针反向偏转,此时石墨电极为 (填“正极”或“负极”),银电极的电极反应式为 。
7.(2023·北京海淀·校考三模)某小组同学探究铜和浓硝酸的反应,进行如下实验:
实验1:分别取3mL浓硝酸与不同质量的铜粉充分反应,铜粉完全溶解,溶液颜色如表:
(1)写出铜和浓硝酸反应的离子反应方程式: 。
(2)小组同学认为溶液呈绿色的可能原因是:
猜想1:硝酸铜浓度较高,溶液呈绿色;
猜想2:NO2溶解在硝酸铜溶液中,溶液呈绿色。
依据实验1中的现象,判断猜想1不合理,理由是: 。
(3)取⑤中溶液, (填操作和现象),证实猜想2成立。
(4)小组同学进行如下实验也证实了猜想2成立。
实验2:向①中溶液以相同流速分别通入N2和空气,观察现象。
结合上述实验现象,下列推测合理的是 (填字母序号)。
a.①中溶液通入N2时,N2被缓慢氧化为NO2
b.①中溶液里某还原性微粒与绿色有关,通入空气时较快被氧化
c.空气中的CO2溶于水显酸性,促进了溶液变蓝色
d.加热溶液①后,可能观察到溶液变蓝的现象
(5)小组同学继续探究实验2中现象的差异,并查阅文献知:
i.“可溶性铜盐中溶解亚硝酸(HNO2)”可能是实验①中溶液显绿色的主要原因
ii.NO2在溶液中存在:
反应1:2NO2+H2OHNO3+HNO2(慢)
反应2:2HNO2NO2+NO+H2O(快)
解释实验2中“通入氮气变蓝慢,通入空气变蓝快”的原因 。
(6)小组同学为确认亚硝酸(HNO2)参与了形成绿色溶液的过程,继续进行实验。
实验3:取3份等体积的①中绿色溶液,分别加入不同物质,观察现象。
①实验中加入的固体物质可能是 (写出一种,填化学式)。
②加入H2O2后溶液迅速变蓝,原因是的H2O2可能参与了下列反应(用化学方程式表示):H2O2+2NO2=2HNO3, , 。
8.(2024·广西·校联考模拟预测)草酸亚铁晶体()是一种黄色难溶于水可溶于稀硫酸的固体,具有较强还原性,受热易分解,是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。某化学活动小组分别设计了相应装置进行草酸亚铁的制备及其性质实验。回答下列问题:
I.制备草酸亚铁晶体(装置如图所示):
(1)从b中获得产品的操作为 、 、过滤、洗涤、干燥。
(2)装置c的作用为 。
(3)实验过程:待a中反应一段时间后,需要对开关进行的操作为 。
II.草酸亚铁晶体热分解产物的探究:
(4)盛放无水硫酸铜的装置a的装置名称为 。
(5)装置C的作用为 。
(6)从绿色化学考虑,该套装置存在的明显缺陷是 。
(7)实验结束后,E中黑色固体变为红色,B、F中澄清石灰水变浑浊,a中无水硫酸铜变为蓝色,A中残留FeO,则A处反应管中发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.运用热重分析法推测产物
称取草酸亚铁晶体()加热分解,得到剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示:
(8)已知B点时,固体只含有一种铁的氧化物,根据上图可知B点固体物质的化学式为 。
9.(2023·广东湛江·统考模拟预测)I.配制100mL0.05ml·L-1Fe2(SO4)3溶液。
(1)该实验需要用到的玻璃仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒、 、 。
(2)为了防止Fe2(SO4)3水解,在配置过程中可以加入少量 。
Ⅱ.探究Fe2(SO4)3与Cu的反应。
原理预测:
(3)请写出Fe2(SO4)3与Cu的反应的离子方程式: 。
开展实验并观察现象:
某实验小组在进行Fe2(SO4)3与Cu的反应时观察到了异常现象,决定对其进行进一步的探究。
实验I:
提出问题:
(4)实验前,小组同学预测步骤2后溶液不会变为红色,原因是 。
查阅文献:i.CuSCN为难溶于水的白色固体;
ii.SCN-被称为拟卤素离子,性质与卤素离子相似。
提出猜想:经过实验测定白色固体为CuSCN,查阅资料后小组同学猜测CuSCN的生成有如下两种可能。
猜测1:Cu2+与KSCN发生了氧化还原反应。
猜测2:亚铁离子将其还原,。
(5)猜测1的离子方程式为 。
设计实验:
得出结论:
(6)实验Ⅱ中试管 (填字母)中的现象可以证实猜测1不成立。
(7)Fe3+的氧化性本应强于Cu2+,结合实验Ⅲ中的现象解释能正向发生的原因: 。
10.(2023·陕西渭南·统考模拟预测)某小组同学探究与新制悬浊液的反应。
资料:为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸;能与氨水反应生成,该物质在空气中会立即被氧化成而使溶液显蓝色。
(1)装置B的作用是控制气体的流速,则B中试剂是 。
(2)通入前,实验Ⅰ、Ⅱ中产生蓝色絮状沉淀的离子方程式为 。
(3)实验Ⅰ通入后产生砖红色沉淀,该反应的化学方程式为 。分析实验Ⅰ一段时间后砖红色沉淀消失的可能原因 。
(4)同学们对实验Ⅱ中白色沉淀的成分继续探究。
①甲同学取少量白色沉淀,洗净后加入氨水,得到蓝色溶液,此过程中反应的离子方程式为:、 。
②乙同学用另一种方法证明了该白色沉淀为,实验方案如下:
填写下表空格:
(5)实验Ⅰ和实验Ⅱ中与新制悬浊液均发生了 反应,反应现象的不同与 有关。
性质探究型实验综合题
考向一 探究化学反应的结果
考向二 探究化学反应的条件
考向三 探究化学反应的影响因素
考向四 探究化学物质的性质(氧化性、还原性、酸碱性等)
考向五 探究化学反应机理及历程
探究Cl2、Fe3+、I2的氧化性强弱
利用“氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性”原理探究:将氯气通入FeCl2溶液中,氯气将Fe2+氧化成Fe3+,将FeCl3溶液滴入淀粉-KI溶液中,Fe3+将I-氧化成I2
探究盐酸、碳酸、硅酸的酸性强弱
利用“强酸制弱酸”的原理探究:盐酸与碳酸盐反应制取CO2,气体净化后通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀;
利用盐的水解原理探究:用pH试纸(或pH计)测定同浓度的NaCl溶液、NaHCO3溶液、Na2SiO3溶液的pH,pH越大,则对应酸的酸性越弱;
探究HCOOH、CH3COOH电离能力的强弱
用pH试纸(或pH计)分别测定同浓度的HCOOH溶液、CH3COOH溶液的pH;
用pH试纸(或pH计)分别测定同浓度的HCOONa溶液、CH3COONa溶液的pH,盐溶液的pH越大,则对应酸的酸性越弱;
探究AgCl、AgI的溶度积大小
向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成,再向其中滴加KI溶液,产生黄色沉淀;
向浓度均为0.1 ml·L-1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1 ml·L-1 AgNO3溶液,先产生黄色沉淀;
探究CuS、ZnS的溶度积大小
向浓度相同的CuSO4、ZnSO4的混合液中滴入Na2S溶液,若先生成黑色沉淀CuS、后生成白色沉淀ZnS,则说明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS);
操作
目的或原因
沉淀水洗
除去××(可溶于水)杂质
沉淀用乙醇洗涤
a.减小固体的溶解度;b.除去固体表面吸附的杂质;c.乙醇挥发带走水分,使固体快速干燥
冷凝回流
防止××蒸气逸出脱离反应体系;提高××物质的转化率
控制溶液pH
防止××离子水解;防止××离子沉淀;确保××离子沉淀完全;防止××溶解等
“趁热过滤”后,有时先向滤液中加入少量水,加热至沸腾,然后再“冷却结晶”
稀释溶液,防止降温过程中杂质析出,提高产品的纯度
加过量A试剂
使B物质反应完全(或提高B物质的转化率等)
温度不高于××℃
温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)
减压蒸馏(减压蒸发)
减小压强,使液体沸点降低,防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)
蒸发、反应时的气体氛围
抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行,加热MgCl2·6H2O制MgCl2时需在HCl气流中进行等)
配制某溶液前先煮沸水
除去溶解在水中的氧气,防止××物质被氧化
反应容器中用玻璃管和大气相通
指示容器中压强大小,避免反应容器中压强过大
实验现象
实验Ⅰ
极少量溶解,溶液为淡红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为淡红色
实验Ⅱ
部分溶解,溶液为红棕色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为红棕色
实验Ⅲ
完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶解,溶液为深红棕色
实验
物质a
C中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
Ⅰ
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ
5%NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ
40%NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
序号
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
Ⅰ
移取溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液
Ⅱ
,测得溶液的pH为4.76
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
1
Ⅰ:25℃的饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的饱和溶液
45
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
5
实验操作
试剂
产物
I
较浓H2SO4
有氯气
II
a
有氯气
III
a+b
无氯气
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b.取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
序号
温度/℃
V(氯化铜)/mL
V(饱和硫酸铜)/mL
V(饱和_____)/mL
V(饱和氯化钠)/mL
V(水)
/mL
溶液颜色
1
25
4.0
无色
2
25
4.0
无色
3
25
4.0
蓝色
4
25
4.0
绿色
5
25
2.0
a
蓝绿色
6
25
2.0
2.0
蓝绿色
7
25
2.0
2.0
黄绿色
8
50
4.0
黄绿色
序号
温度/℃
V(NaClO溶液)/mL
V(NaOH溶液)/mL
V(HCl溶液)/mL
V()/mL
褪色时间/s
1
20
10.0
0
0
5.0
2
20
5.0
0
0
10.0
3
20
10.0
2.0
0
3.0
4
20
10.0
0
2.0
3.0
5
30
10.0
0
0
5.0
序号
实验内容
记录数据
6
取20.00mLNaClO溶液,用盐酸滴定至终点
消耗盐酸体积为VmL
7
测得30℃纯水的pH
a
8
_______
b
装置与操作
现象
溶液立即变红,继续滴加溶液,红色变浅并逐渐褪去
编号
①
②
③
④
⑤
铜粉质量/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
溶液颜色
绿色
草绿色
蓝绿色偏绿
蓝绿色偏蓝
蓝色
通入气体
氮气
空气
现象
液面上方出现明显的红棕色气体,25min后溶液变为蓝色
液面上方出现明显的红棕色气体,5min后溶液变为蓝色
加入物质
______固体
3滴30%H2O2溶液
3滴水
现象
溶液绿色变深
溶液迅速变为蓝色
溶液颜色几乎不变
实验序号
对比实验及试剂
实验步骤
实验现象
Ⅱ
A试管
2 mL 0.1 ml/LFeSO4溶液
加入1mL0.4ml·L-1KSCN溶液
开始时溶液的上方变为红色,一段时间后红色向下蔓延,最后充满整支试管
B试管
2mL0.1ml/LCuSO4溶液
加入1mL0.4ml·L-1KSCN溶液
溶液变成绿色
Ⅲ
C试管
2mL0.1ml/LFeSO4溶液
加入2mL0.1ml·L-1CuSO4溶液
溶液变为淡蓝色
再加1mL0.4ml·L-1KSCN溶液
溶液的上层变为红色,有白色沉淀产生,一段时间后整支试管溶液呈深红色
序号
物质a
C中实验现象
通入前
通入后
Ⅰ
溶液
产生蓝色絮状沉淀
开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色
Ⅱ
溶液
产生蓝色絮状沉淀
开始时有黄色沉淀出现,一段时间后,黄色沉淀消失,静置,生成大量白色沉淀,溶液呈绿色
试剂1
试剂2
蒸馏水
现象1
现象2
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