(新高考)高考化学一轮复习讲义第10章第65讲物质性质、化学反应综合实验探究(含解析)

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考点一 物质性质探究实验综合题
1．研究物质性质的基本方法和程序
(1)研究物质性质的基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法等。
(2)研究物质性质的基本程序：
2．物质性质实验方案的设计思路
(1)验证物质性质实验方案的设计
对物质具备的性质去求证，关键是设计出简洁的实验方案，要求操作简单，现象明显，安全可行。
(2)探索物质性质实验方案的设计
分析物质结构特点或从所属类型的典型代表物去推测该物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验方案，去探索它可能具有的性质。
1．某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略)，以验证Fe3＋、Cl2、SO2氧化性的强弱。根据题目要求回答下列问题：
(1)检查装置气密性后，关闭K1、K3、K4，打开K2，旋开旋塞a，加热A，则B中发生反应的离子方程式为______________________________________________________________。
(2)B中溶液变黄时，停止加热A，关闭K2。打开旋塞b，使约2 mL的溶液流入试管D中，关闭旋塞b，检验实验中B生成离子的方法是_____________________________________。
(3)若要继续证明Fe3＋和SO2氧化性的强弱，需要进行的操作是_______________________。
(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如表所示，他们的检测结果一定能够证明氧化性强弱顺序：Cl2>Fe3＋>SO2的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。
(5)验证结束后，将D换成盛有NaOH溶液的烧杯，打开K1、K2、K3和K4，关闭旋塞a、c，打开旋塞b，从两端鼓入N2，这样做的目的是_______________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－ (2)向试管D中滴加KSCN溶液，试管D中溶液变红色
(3)打开K3，打开旋塞c向C中加入70%硫酸，一段时间后关闭K3。更换试管D，打开旋塞b，使少量溶液流入D中，检验D溶液中的SOeq \\al(2－,4)和Fe2＋ (4)甲、丙 (5)除去A和C中分别产生的氯气和二氧化硫，防止污染大气
解析 A中二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气，C中亚硫酸钠与70%硫酸反应生成二氧化硫，通过控制止水夹K可以实现实验探究：将氯气通入B中可以验证Fe3＋、Cl2的氧化性；将氯气通入C中可以验证Cl2、SO2的氧化性，将二氧化硫通入B中可以验证Fe3＋、SO2的氧化性。
2．资料表明，氧化性：浓硝酸>稀硝酸。基于以下事实：
Ⅰ.稀硝酸不能氧化NO，而浓硝酸能将NO氧化成NO2
Ⅱ.稀硝酸与磷化物反应时，只能将磷元素氧化成单质磷，而浓硝酸与磷化物反应时，能将磷元素氧化成POeq \\al(3－,4)
Ⅲ.稀硝酸只能将HI氧化成单质碘，而浓硝酸能把HI氧化成HIO3
Ⅳ.……
回答下列问题：
(1)某同学通过实验验证事实Ⅰ，所用实验装置(夹持装置略)如图(实验前用N2将装置中空气排尽)：
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应生成NaNO3和NaNO2。
①B的作用是____________，B中反应的离子方程式为______________________________。
②实验时，首先将a和b相连接，C中的试剂为____________________________________，C中观察到的现象是________________。然后将a与c相连接，其目的是_______________，
E中观察到的现象是__________________。
(2)根据事实Ⅱ，写出稀硝酸与磷化亚铜(Cu3P)反应的化学方程式：_____________________。
(3)根据事实Ⅲ，将HI气体通入浓HNO3中至过量，一段时间后溶液由无色变为黄褐色，写出生成使溶液显黄褐色的物质的离子方程式：________________________________________。
(4)请你举出一例事实将Ⅳ补充完整：_______________________________________________。
答案 (1)①将NO2转化为NO 3NO2＋H2O===2H＋＋2NOeq \\al(－,3)＋NO ②浓HNO3 液面上方气体由无色变为红棕色 验证稀HNO3不能氧化NO E装置液面上方气体仍为无色
(2)Cu3P＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋P＋4H2O (3)8H＋＋2NOeq \\al(－,3)＋6I－===3I2＋2NO↑＋4H2O、IOeq \\al(－,3)＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O
(4)常温下，浓硝酸与Cu反应速率快，而稀硝酸与Cu反应速率慢(或其他合理答案)
解析 (1)①浓硝酸氧化性强，与铜反应生成NO2，所以B的作用是将NO2转化为NO；B中为水，发生反应的离子方程式为3NO2＋H2O===2H＋＋2NOeq \\al(－,3)＋NO。②验证浓硝酸能氧化NO气体，首先将a和b相连接，C中的试剂为浓硝酸，NO被氧化生成红棕色的NO2，所以C中观察到的现象是液面上方气体由无色变为红棕色。E中盛有稀硝酸，为了验证稀硝酸不能氧化NO，将a与c相连接，E中观察到的现象是液面上方气体仍为无色。
(2)根据事实Ⅱ，稀硝酸与磷化物反应时，只能将磷元素氧化成单质磷，稀硝酸被还原为NO，根据得失电子守恒配平反应的化学方程式。
(3)根据事实Ⅲ，稀硝酸只能将HI氧化成单质碘，而浓硝酸能把HI氧化成HIO3，所以将HI气体通入浓HNO3中，开始时浓硝酸与HI反应生成HIO3、NO2和H2O，溶液不会变黄，当浓硝酸变为稀硝酸时，稀硝酸与HI反应生成I2、NO和H2O，溶液变为黄褐色，离子方程式为8H＋＋2NOeq \\al(－,3)＋6I－===3I2＋2NO↑＋4H2O；过量的HI与HIO3发生归中反应生成I2和H2O，离子方程式为IOeq \\al(－,3)＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。
考点二 探索化学反应实验综合题
1．某化学兴趣小组为探究高锰酸钾与铜的反应，设计实验如下：
资料：a.Cu＋在酸性溶液中不能稳定存在：2Cu＋===Cu＋Cu2＋；
b．MnS为粉红色沉淀、溶于强酸；CuS为黑色沉淀、不溶于强酸。
(1)Cu被氧化成________，依据是________________________________________________。
(2)为探究MnOeq \\al(－,4)的还原产物，取A区中溶液_______________________________________________________________________________
________________________________________________(填操作和现象)，证明有Mn2＋生成。
(3)A区中KMnO4与Cu反应的离子方程式是______________________________________。
(4)经检验，B区的棕黑色固体是MnO2，从溶液中离子扩散的角度，结合离子方程式解释B区和C区中的现象：_____________________________________________________________。
(5)小组同学又进行了以下定量实验：
通过计算，分析溶液紫色变浅而未完全褪色的原因：_________________________________。
答案 (1)Cu2＋ Cu被氧化可能生成Cu＋或Cu2＋，根据资料a，Cu＋在酸性溶液中不能稳定存在，所以其氧化产物为Cu2＋ (2)通入足量H2S后，取上层清液，加入足量的Na2S溶液，观察到粉红色沉淀 (3)5Cu＋2MnOeq \\al(－,4)＋16H＋===5Cu2＋＋2Mn2＋＋8H2O
(4)A区生成的Mn2＋向外扩散，C区的MnOeq \\al(－,4)向内扩散，二者在B区相遇发生反应：2MnOeq \\al(－,4)＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋；C区c(MnOeq \\al(－,4))减小，溶液颜色变浅
(5)eq \f(nMnO\\al(－,4)起始,nCu消耗)＝eq \f(25×10－3×5×10－3,\f(0.02,64))＝eq \f(2,5)，理论上，0.02 g Cu能与实验二中MnOeq \\al(－,4)恰好完全反应，但溶液紫色并未完全消失，说明MnOeq \\al(－,4)有剩余，所以有其他氧化剂参与反应，如空气中的O2
解析 (1)Cu被氧化只会生成Cu＋和Cu2＋，由于资料中说明Cu＋在酸性溶液中不能稳定存在，故氧化产物为Cu2＋。(3)根据(1)(2)题可得：A区中生成了Cu2＋和Mn2＋，故离子方程式为5Cu＋2MnOeq \\al(－,4)＋16H＋===5Cu2＋＋2Mn2＋＋8H2O。(4) B区的棕黑色固体是MnO2，A区生成的Mn2＋
向外扩散，C区的MnOeq \\al(－,4)向内扩散，二者在B区相遇发生反应：2MnOeq \\al(－,4)＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋；C区c(MnOeq \\al(－,4))减小，溶液颜色变浅。
2．某小组为探究Mg与NH4Cl溶液的反应机理，常温下进行以下实验。实验中所取镁粉质量均为0.5 g，分别加入选取的实验试剂中，资料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－对该反应几乎无影响。
(1)经检验实验2中刺激性气味气体为NH3，检验方法是_______________________________。
用排水法收集一小试管产生的气体，经检验小试管中气体为H2。
(2)已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－。为研究固体成分，进行实验：将生成的灰白色固体洗涤数次，至洗涤液中滴加AgNO3溶液后无明显浑浊。将洗涤后的固体溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀。推测沉淀中含有________，灰白色固体可能是________(填化学式)。
(3)甲同学认为实验2比实验1反应剧烈的原因是NH4Cl溶液中c(H＋)大，与Mg反应快。用化学用语解释NH4Cl溶液显酸性的原因是_________________________________________。
(4)乙同学通过实验3证明甲同学的说法不合理。
①试剂X是________。
②由实验3获取的证据为_______________________________________________________。
(5)为进一步探究实验2反应剧烈的原因，进行实验4。
依据上述实验，可以得出Mg能与NHeq \\al(＋,4)反应生成H2。乙同学认为该方案不严谨，需要补充的实验方案是____________________________________________________________________。
(6)由以上实验可以得出的结论是__________________________________________________。
答案 (1)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝 (2)Cl－ Mg(OH)Cl (3)NHeq \\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋ (4)①5 mL 1.0 ml·L－1 CH3COONH4溶液 ②两试管反应剧烈程度相当
(5)取5 mL 无水乙醇，加入0.5 g Mg粉无明显变化 (6)NH4Cl水解产生的H＋对反应影响小，NHeq \\al(＋,4)对反应影响大
解析 (2)已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－。为研究固体成分，进行实验：将生成的灰白色固体洗涤数次，至洗涤液中滴加AgNO3溶液后无明显浑浊，说明灰白色固体表面没有能使AgNO3溶液变浑浊的杂质，将洗涤后固体溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀，说明灰白色沉淀含有Cl－，结合已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－和化合物中各元素化合价代数和为0，可推测灰白色固体可能是Mg(OH)Cl。
(4)①由上述(3)分析可知，NH4Cl溶液因水解呈酸性，故为了进行对照实验，必须找到一种含有相同阳离子即NHeq \\al(＋,4)，且溶液显中性的试剂，由题干信息可知，试剂X是5 mL 1.0 ml·L－1 CH3COONH4溶液；②乙同学通过实验3来证明甲同学的说法是不合理的，故由实验3获取的证据为两试管反应剧烈程度相当。
(5)依据上述实验，可以得出Mg能与NHeq \\al(＋,4)反应生成H2，乙同学认为该方案不严谨，故需要补充对照实验，在无NHeq \\al(＋,4)的情况下是否也能与Mg反应放出H2，故实验方案为取5 mL无水乙醇，加入0.5 g Mg粉无明显变化。
1．(2021·北京，19)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＋)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1 ml·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________________________。
答案 (1)①MnO2＋2Cl－＋4H＋eq \(=====,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
②2Cl－－2e－===Cl2↑
③Cl－还原性减弱
④NaCl固体 MnSO4固体(或其他合理答案)
(2)c(H＋)KCl>c(H＋)KBr>c(H＋)KI Cl、Br、I为同主族元素，电子层数：I>Br>Cl，离子半径：I－>
Br－>Cl－，失电子能力：I－>Br－>Cl－，还原性：I－>Br－>Cl－
(3)AgNO3(或Ag2SO4)
(4)溶解度：AgI(5)还原反应中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂的氧化性增强；氧化反应中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，还原剂的还原性增强
2．[2020·全国卷Ⅰ，27(2)(3)(4)(5)(6)]为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择________作为电解质。
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。
(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 ml·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝________________。
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_______________________________，
铁电极的电极反应式为______________。因此，验证了Fe2＋氧化性小于________，还原性小于____________________________________________________________________________。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是____________________。
答案 (2)KCl (3)石墨 (4)0.09 ml·L－1
(5)Fe3＋＋e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Fe3＋
Fe (6)取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，若溶液不出现红色，说明活化反应完成
解析 (2)盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生反应，两烧杯溶液中含有Fe2＋、Fe3＋和SOeq \\al(2－,4)，Ca2＋与SOeq \\al(2－,4)生成微溶于水的CaSO4，Fe2＋、Fe3＋均与HCOeq \\al(－,3)反应，酸性条件下NOeq \\al(－,3)与Fe2＋发生反应，故盐桥中不能含有Ca2＋、HCOeq \\al(－,3)和NOeq \\al(－,3)。盐桥中阴、阳离子的电迁移率(u∞)尽可能相近，分析表中阳离子和阴离子的电迁移率(u∞)数据，K＋和Cl－的电迁移率(u∞)相差较小，故盐桥中应选择KCl作为电解质。
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极是负极，石墨电极是正极，盐桥中阳离子向正极移动，故阳离子进入石墨电极溶液中。
(4)假设两个烧杯中溶液体积均为V L，铁电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，一段时间后，铁电极溶液中c(Fe2＋)增加0.02 ml·L－1，则电路中通过电子为0.02 ml·L－1×V L×2＝0.04V ml。石墨电极上未见Fe析出，则石墨电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，据得失电子守恒可知，石墨电极生成Fe2＋为0.04V ml，故石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝eq \f(0.05 ml·L－1×V L＋0.04V ml,V L)＝0.09 ml·L－1。
(5)由(4)分析可知，石墨电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，据此得出Fe2＋的氧化性小于Fe3＋的氧化性；铁电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，据此得出Fe2＋的还原性小于Fe的还原性。
(6)铁电极表面被刻蚀活化，Fe与Fe2(SO4)3溶液发生反应：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，活化反应完成后，溶液中不含Fe3＋，可向FeSO4溶液中滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，证明活化反应完成。
课时精练
1．某同学欲探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铁、铜反应的实验中的有关问题。
(1)在常温下，分别向盛有等量铁片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸，能观察到发生明显反应的是________(填序号，下同)，无明显反应现象的是________。
(2)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸，能观察到随即发生剧烈反应的是________，开始不反应，加热后发生反应的是________，加热也不发生反应的是________，能缓慢发生反应或微热时能发生反应的是________，反应的离子方程式为_________________________________________________________________
______________________________________________________________________________；
先将铜与浓硫酸反应的气体X持续通入右图装置中，一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中，可观察到的现象包括________(填字母)。
a．通入X气体后先产生白色沉淀后溶解
b．通入X气体后溶液中无明显现象
c．通入Y气体后有沉淀产生
d．通入Y气体后沉淀溶解
e．通入Y气体后溶液中无明显现象
(3)若将(2)的Ba(OH)2溶液换为硫化氢溶液，则通入X气体的现象为________，反应的化学方程式为______________________________________________________________________。
答案 (1)②④ ①③ (2)③ ① ② ④
3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
ac (3)有浅黄色沉淀产生 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
2．兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。
[提出问题]它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化？
[实验探究1]向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中，分别加入几滴紫甘蓝汁液，同时用蒸馏水进行对比实验，观察并记录现象如下：
查阅资料：
[得出结论1]三种溶液的碱性由强到弱的顺序为_____________________________________。
[实验探究2]甲同学在试管中加入约5 mL稀氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，此时溶液由______色变为________色，向其中加入稀盐酸，发生反应的化学方程式为______________。
乙同学向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中，逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图1所示，a点表示的意义是________。
[得出结论2]从微观角度分析，该反应的实质是____________________________________。
[实验探究3]向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示。
[交流与反思]b点的溶质为________(写化学式，下同)，将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，c点的溶质为_______________________________________________。
[得出结论3]通过上述分析，碳酸钠和盐酸反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示：________________、____________________。
[结论与反思]探究溶液的酸碱性及反应pH的变化，可以认识反应的原理及进行的过程。
答案 [得出结论1]氢氧化钠溶液>碳酸钠溶液>碳酸氢钠溶液
[实验探究2]无 红
NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
pH＝7，二者恰好完全反应
[得出结论2]氢离子和氢氧根离子结合生成水分子
[交流与反思]NaCl、HCl
NaCl、NaHCO3
[得出结论3]Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
3．某研究小组为探究SO2和Fe(NO3)3溶液反应的实质，设计了如图所示装置进行实验。已知：1.0 ml·L－1的Fe(NO3)3溶液的pH＝1。请回答下列问题：
(1)装置A中用于滴加浓硫酸的仪器名称为_______________________________________，
装置A中发生反应的化学方程式是________________________________________________。
(2)为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是________________________。
(3)装置B中产生了白色沉淀，其成分是________，说明SO2具有________性。
(4)分析B中产生白色沉淀的原因。
观点1：SO2与Fe3＋反应；
观点2：在酸性条件下SO2与NOeq \\al(－,3)反应；
观点3：________________________________________________________________________；
①若观点1正确，装置B中反应的离子方程式是______________________________________，
证明该观点应进一步确认生成的新物质，其实验操作及现象是_________________________。
②按观点2，装置B中反应的离子方程式是_________________________________________。
③有人认为，如将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液，在相同条件下进行实验，也可验证观点2。此时应选择的最佳试剂是______(填字母)。
A．3.0 ml·L－1NaNO3溶液和0.1 ml·L－1硫酸等体积混合的溶液
B．6.0 ml·L－1NaNO3溶液和0.2 ml·L－1盐酸等体积混合的溶液
C．1.5 ml·L－1Fe(NO3)3溶液
D．1.0 ml·L－1稀硝酸
答案 (1)分液漏斗 Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N2，再关闭弹簧夹 (3)BaSO4 还原 (4)SO2既与Fe3＋反应，在酸性条件下也与NOeq \\al(－,3)反应 ①SO2＋2Fe3＋＋Ba2＋＋2H2O===BaSO4↓＋2Fe2＋＋4H＋ 取少量B中溶液于试管中，加入少量铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，则溶液中有Fe2＋ ②3SO2＋2NOeq \\al(－,3)＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋ ③B
解析 (1)根据装置图，装置A中用于滴加浓硫酸的仪器为分液漏斗，装置A中Na2SO3与H2SO4(浓)发生反应生成二氧化硫气体，反应的化学方程式是Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(3)SO2气体进入装置B中被Fe(NO3)3溶液氧化为SOeq \\al(2－,4)，装置B中产生的白色沉淀是BaSO4，说明SO2具有还原性。(4)酸性条件下Fe3＋、NOeq \\al(－,3)都有氧化性，所以观点3是SO2既与Fe3＋反应，在酸性条件下也与NOeq \\al(－,3)反应；①若观点1正确，装置B中SO2被
Fe3＋氧化为SOeq \\al(2－,4)，反应的离子方程式是SO2＋2Fe3＋＋Ba2＋＋2H2O===BaSO4↓＋2Fe2＋＋4H＋，该反应的还原产物是Fe2＋，若要证明该观点正确，实验操作及现象是取少量B中溶液于试管中，加入少量铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，则溶液中有Fe2＋；②按观点2，装置B中SO2被NOeq \\al(－,3)氧化为SOeq \\al(2－,4)，反应的离子方程式是3SO2＋2NOeq \\al(－,3)＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋；③若改变溶液后在相同条件下进行实验，也可验证观点2是否正确，要让NOeq \\al(－,3)、H＋的浓度与原溶液相同，所以最佳试剂是6.0 ml·L－1NaNO3 溶液和0.2 ml·L－1盐酸等体积混合的溶液，故选B。
4．某小组同学为探究Zn与FeCl3溶液的反应，设计并完成了如下实验，已知固液反应速率与离子迁移速率有关。
(1)实验ⅰ中产生丁达尔效应的原因是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验ⅱ中发生了多个反应，它们所属的基本反应类型是______________________。
(3)根据物质性质，推测体系中可能发生的氧化还原反应的离子方程式： _________(至少写三个)。
(4)实验ⅰ和ⅱ均先有气体生成，后有溶液颜色的变化，甲同学认为产生该现象的原因可能是此实验条件下氧化性：H＋>Fe3＋。
①乙同学根据已有知识___________________________________________________________
(结合化学用语说明)，判断氧化性：H＋②乙同学认为产生实验ⅰ和ⅱ现象的原因是H＋的迁移速率大于Fe3＋的迁移速率，因此改用锌粉进行实验，证明氧化性：H＋对比实验ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ，解释实验ⅳ现象与ⅰ、ⅱ、ⅲ不同的原因：____________________。
答案 (1)Fe3＋水解生成了Fe(OH)3胶体
(2)置换反应、复分解反应
(3)Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋、Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑、Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe、2Zn＋4H＋＋O2===2Zn2＋＋2H2O(答案合理即可)
(4)①2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，而铜不与盐酸反应
②实验ⅳ中，锌粉表面积大，且振荡增大锌与铁离子的接触几率，降低了由于氢离子的迁移速率大于铁离子的迁移速率而导致锌表面铁离子浓度低的影响，铁离子的氧化性大于氢离子的氧化性，因此铁离子与锌发生反应速率更快，表现为溶液褪色明显而气泡不明显。实验ⅰ、ⅱ、ⅲ中随反应进行，氢离子可以迅速补充到锌表面，Zn表面的氢离子浓度大于铁离子浓度，表现为先产生气体，Fe3＋在溶液中水解为Fe(OH)3
解析 (1)胶体具有丁达尔效应，则实验ⅰ中产生丁达尔效应的原因是Fe3＋水解生成了Fe(OH)3胶体。
(3)根据锌有较强还原性，铁离子、氢离子均具有氧化性，推测体系中可能发生的氧化还原反应的离子方程式为Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋、Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑、Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe、2Zn＋4H＋＋O2===2Zn2＋＋2H2O等。
(4)①已知：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，而铜不与盐酸反应，则可判断氧化性：H＋过程(3)B中溶液含有的离子
甲
既有Fe3＋又有Fe2＋
有SOeq \\al(2－,4)
乙
有Fe3＋无Fe2＋
有SOeq \\al(2－,4)
丙
有Fe3＋无Fe2＋
有Fe2＋
实验一
现象
10 mL 0.005 ml·L－1
KMnO4酸性溶液
一段时间后，培养皿中由铜片向外侧依次呈现：
A区澄清且几乎无色；
B区底部覆盖棕黑色固体；
C区澄清且紫色变浅
实验二
现象
25 mL 0.005 ml·L－1 KMnO4 酸性溶液
一段时间后，铜片质量减少了0.02 g，溶液中无固体析出、溶液紫色变浅
实验
实验试剂
实验现象
1
5 mL蒸馏水
反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2)
2
5 mL 1.0 ml·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6)
剧烈反应，产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体
实验
实验装置
3
实验
实验试剂
实验现象
4
5 mL NH4Cl乙醇溶液
有无色无味气体产生(经检验为H2)
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
阳离子
u∞×108/(m2·s－1·V－1)
阴离子
u∞×108/(m2·s－1·V－1)
Li＋
4.07
HCOeq \\al(－,3)
4.61
Na＋
5.19
NOeq \\al(－,3)
7.40
Ca2＋
6.59
Cl－
7.91
K＋
7.62
SOeq \\al(2－,4)
8.27
液体名称
蒸馏水
碳酸氢钠溶液
碳酸钠溶液
氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色
蓝紫色
蓝色
绿色
黄色
pH
7.5～9
10～11.9
12～14
紫甘蓝汁液显示的颜色
蓝色
绿色
黄色
实验
条件
现象
ⅰ
18 ℃
开始时无明显气泡 ，0.5 min后有气体产生，一段时间后，溶液颜色加深，存在丁达尔效应
ⅱ
65 ℃水浴
有气泡产生，12 s后，气泡非常明显，溶液随之很快转为红棕色，一段时间后，红棕色消失，最后产生红棕色沉淀
实验
条件
现象
ⅲ
18 ℃，混合后不振荡
3 min后有明显的气泡产生，溶液颜色加深，存在丁达尔效应
ⅳ
18 ℃，混合后振荡
气泡不明显，溶液褪色明显，存在丁达尔效应