新高考化学一轮复习精品学案 第11章 第71讲　以性质为主的探究类综合实验（含解析）

这是一份新高考化学一轮复习精品学案 第11章 第71讲　以性质为主的探究类综合实验（含解析），共18页。

类型一 物质性质的探究
1．物质性质探究类实验的类型
(1)根据物质性质设计实验方案
(2)根据物质的结构(或官能团)设计实验方案
2．探究实验中常见操作及原因
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B中生成离子的方法是___________________________________________。
(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在加热条件下反应制取氯气，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．某研究性学习小组通过下列实验验证AgI沉淀的生成会使I2的氧化能力增强，可将Fe2＋氧化。
回答下列问题：
(1)由AgNO3固体配制0.1 ml·L－1的AgNO3溶液50 mL，下列仪器中不需要使用的有_____________________(填名称)，配制好的溶液应转移到________(填试剂瓶的名称)中保存。
(2)步骤1的实验现象是________________；步骤2无明显现象；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，________。由此可知，步骤3反应的离子方程式为____________________。
(3)为了确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，学习小组在上述实验基础上进行补充实验：分别取少量的________和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，向两支试管中加入过量的________，观察到的现象为________________________________________。
答案 (1)蒸馏烧瓶、分液漏斗 棕色细口瓶
(2)溶液变蓝 溶液蓝色褪去 I2＋2Fe2＋＋2Ag＋===2AgI↓＋2Fe3＋ (3)步骤2中的溶液 NaOH溶液 试管a中蓝色褪去、先出现白色沉淀、迅速变成灰绿色最后变成红褐色，试管b中有白色沉淀(转变为褐色沉淀)和红褐色沉淀
解析 (3)由于步骤2的溶液中有亚铁离子而没有铁离子，要确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，只要证明步骤3的溶液中存在氧化产物铁离子即可，由实验知，步骤2溶液中有碘与淀粉混合液和亚铁离子，步骤3中加入了过量的硝酸银溶液，则上层清液中银离子与铁离子共存。
类型二 反应产物、反应机理的探究
1．解答产物确定题的思路分析
由性质确定反应产物是解此类题目的根本思路，而题目中所涉及的物质，一般分为两类。
2.寻求反应机理类探究性实验解题流程
3．文字表述题的各种答题规范
(1)沉淀洗涤是否完全的检验答题模板
取少许最后一次洗涤液，滴入少量……溶液(试剂)，若……(现象)，表示已经洗涤完全。
解答此类题目要注意四个得分点：取样＋试剂＋现象＋结论。
(2)实验操作的原因、目的、作用的答题要点
(3)实验现象的准确、全面描述
(4)试剂的作用的答题模板
1．某实验小组利用如图装置(部分固定装置略)进行氮气与钙的反应，并探究其产物的性质及化学式。请回答下列问题。
(1)仪器B的名称是______________，B中固体物质为________。
(2)反应过程中导管末端必须插入试管C的水中，目的是________(填字母)。
A．吸收反应剩余的氮气
B．控制通入气体的流速
C．防止空气中的氧气倒流进入反应装置，干扰反应
(3)将下列操作步骤补充完整：
①打开活塞K并通入N2；
②点燃酒精灯，进行反应；
③反应结束后，_____________________________________________________。
(4)该小组同学认为根据相应的质量关系可以求出生成物的化学式，数据记录如下：
①通过计算得到化学式CaxN2，其中x＝________。
②小组同学查阅资料得知产物为Ca3N2，能与水强烈反应，请写出Ca3N2与水反应的化学方程式：_______________________________________________________________________，设计实验检验Ca3N2与水反应的产物(写出必要的操作及现象)：_______________________
_____________________________________________________________________________。
答案 (1)干燥管 碱石灰(或无水氯化钙，其他合理答案均可) (2)BC (3)先熄灭酒精灯，待A冷却至室温后，再停止通入氮气 (4)①2.8
②Ca3N2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2NH3↑ 取少量氮化钙于一洁净试管中，加入适量水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若变蓝，则证明有氨气生成，反应一段时间后，再向试管中滴加碳酸钠溶液，若有白色沉淀出现则证明有氢氧化钙生成(或其他合理答案均可)
解析 (4)①参加反应的钙的质量为15.08 g－14.80 g＝0.28 g，参加反应的N2的质量为15.15 g－15.08 g＝0.07 g，则
xCa ＋ N2eq \(=====,\s\up7(△))CaxN2
40x g 28 g
0．28 g 0.07 g
解得x＝2.8。
②Ca3N2与水反应属于非氧化还原反应，生成Ca(OH)2和NH3；用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，用Na2CO3溶液检验Ca(OH)2。
2．(2022·海口高三模拟)实验室以浓硫酸、铜与NaOH溶液为原料制取少量NaHSO3并探究其性质，已知CuCl为白色难溶于水的化合物。
Ⅰ.制备NaHSO3(装置如图所示)。
(1)仪器a的名称是________。
(2)装置丙的作用是____________。
Ⅱ.探究：NaHSO3与Cu2＋的反应，设计实验：向2 mL 1 ml·L－1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 ml·L－1 CuSO4溶液，得到绿色溶液，3 min内无明显变化。将所得混合液分为两等份。
①第一份加入适量Na2SO4固体，瞬间无明显变化，30 s时也无明显变化。
②另一份加入适量NaCl固体，瞬间无明显变化，30 s时有无色气体和白色沉淀生成，上层溶液颜色变浅。
(3)推测实验②产生的无色气体为SO2，用新制的氯水检验该无色气体，可观察到淡黄绿色消失，滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成。写出SO2与氯气反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(4)对实验Ⅱ产生SO2的原因进行分析，提出两种假设：
假设1：Cu2＋水解使溶液中c(H＋)增大。
假设2：Cl－存在时，Cu2＋与HSOeq \\al(－,3)反应生成CuCl白色沉淀，溶液中c(H＋)增大。
①假设1不合理，实验证据是_________________________________________________。
②实验证实假设2合理，实验Ⅱ中发生反应的离子方程式有____________________________
和H＋＋HSOeq \\al(－,3)===SO2↑＋H2O。
答案 (1)分液漏斗
(2)防倒吸、尾气处理
(3)SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SOeq \\al(2－,4)
(4)实验①无气体放出 2Cu2＋＋HSOeq \\al(－,3)＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SOeq \\al(2－,4)＋3H＋
解析 甲中浓硫酸和铜在加热条件下反应生成二氧化硫，乙中过量二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸氢钠，二氧化硫有毒，用丙中的高锰酸钾氧化二氧化硫，防止污染。(4)②Cl－存在时，Cu2＋与HSOeq \\al(－,3)反应生成CuCl白色沉淀，氢离子浓度增大，亚硫酸氢根离子在酸性条件下放出二氧化硫气体，反应的离子方程式为2Cu2＋＋HSOeq \\al(－,3)＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SOeq \\al(2－,4)＋3H＋、H＋＋HSOeq \\al(－,3)===SO2↑＋H2O。
3．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。
①X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 镁粉无明显变化
(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)将洗涤后的固体溶于稀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，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 镁粉无明显变化。
1．(2020·全国卷Ⅰ，27)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：
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 ml·L－1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、______________________________________________________(从下列图中选择，写出名称)。
(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 (1)烧杯、量筒、托盘天平 (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)。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。(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＋)增加了0.02 ml·L－1，则电路中通过的电子为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，石墨电极生成的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。(6)铁电极表面发生活化反应：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，活化反应完成后，溶液中不含Fe3＋。
2．(2022·广东，17)食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时，HAc的Ka＝1.75×10－5≈10－4.76。
(1)配制250 mL 0.1 ml·L－1的HAc溶液，需5 ml·L－1 HAc溶液的体积为__________ mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作，正确的是_____________________________________。
(3)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设 稀释HAc溶液或改变Ac－浓度，HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1 ml·L－1的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液，测定pH，记录数据。
①根据表中信息，补充数据：a＝_______________，b＝____________。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知，稀释HAc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Ac－浓度，HAc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eq \f(nNaAc,nHAc)的增加，c(H＋)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉：一定条件下，按eq \f(nNaAc,nHAc)＝1配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现，实验Ⅷ中pH＝4.65与资料数据Ka＝10－4.76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HAc溶液的浓度再验证。
①移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 ml·L－1NaOH溶液滴定至终点，消耗体积为22.08 mL，则该HAc溶液的浓度为________ ml·L－1。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HAc溶液和0.100 0 ml·L－1NaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc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0.1 ml·L－1的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Ka？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Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途：______________。
答案 (1)5.0 (2)C (3)①3.00 33.00
②正 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1
(4)①0.110 4
(5)向滴定后的混合液中加入20 mL HAc溶液
(6)HClO：漂白剂和消毒液(或H2SO3：还原剂、防腐剂或H3PO4：食品添加剂、制药、生产肥料)
解析 (1)溶液稀释过程中，溶质的物质的量不变，因此250×10－3 L×0.1 ml·L－1＝V× 5 ml·L－1，解得V＝5×10－3 L＝5.0 mL。(2)振荡时应用瓶塞塞住容量瓶口，不可用手指压住容量瓶口，故A错误；定容时，视线、溶液凹液面和刻度线应“三线相切”，不能仰视或俯视，且胶头滴管不能插入到容量瓶中，故B错误；向容量瓶中转移液体，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度线以下，同时玻璃棒不能接触容量瓶瓶口，故C正确；定容完成后，盖上瓶塞，左手食指抵住瓶塞，右手扶住容量瓶底部，将容量瓶反复上下颠倒，摇匀，故D错误。(3)①实验Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)＝3∶4，V(HAc)＝4.00 mL，因此V(NaAc)＝ 3.00 mL，即a＝3.00，由实验Ⅰ可知，溶液总体积为40.00 mL，因此V(H2O)＝40.00 mL－ 4.00 mL－3.00 mL＝33.00 mL，即b＝33.00。②实验Ⅰ所得溶液的pH＝2.86，实验Ⅱ的溶液中c(HAc)为实验Ⅰ的eq \f(1,10)，稀释过程中，若不考虑电离平衡移动，则实验Ⅱ所得溶液的pH＝2.86＋1＝3.86，但实际溶液的pH＝3.36<3.86，说明稀释过程中，溶液中n(H＋)增大，即电离平衡正向移动。(4)①滴定过程中发生反应：HAc＋NaOH===NaAc＋H2O，由反应方程式可知，滴定至终点时，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.100 0 ml·L－1＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 ml·L－1。滴定过程中，当V(NaOH)＝0时，c(H＋)＝eq \r(Ka·cHAc)≈eq \r(10－4.76×0.1) ml·L－1＝10－2.88 ml·L－1，溶液的pH＝2.88，当V(NaOH)＝11.04 mL时，n(NaAc)＝n(HAc)，溶液的pH＝4.76，当V(NaOH)＝22.08 mL时，达到滴定终点，溶液中溶质为NaAc，Ac－发生水解，溶液呈弱碱性，当NaOH溶液过量较多时，c(NaOH)无限接近 0.1 ml·L－1，溶液pH接近13，因此滴定曲线如图：
。
(5)向20.00 mL HAc溶液中加入V1 mL NaOH溶液达到滴定终点，滴定终点的溶液中溶质为NaAc，当eq \f(nNaAc,nHAc)＝1时，溶液中c(H＋)的值等于HAc的Ka，因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)。
3．(2021·北京，16)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0.010 0 ml·L－1 Ag2SO4溶液与0.040 0 ml·L－1 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0.010 0 ml·L－1Fe2(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－1 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________________________。
答案 (1)①固体溶解，产生红棕色气体 ②酸性条件下，NOeq \\al(－,3)有氧化性 ③a：石墨电极(或Pt电极) b：酸性FeSO4溶液[或酸性Fe2(SO4)3溶液或酸性FeSO4与Fe2(SO4)3的混合溶液] c：AgNO3溶液 组装好装置后，闭合开关K，当灵敏电流表指针不动时，向左池加入较浓Fe2(SO4)3溶液，指针偏转，向右池加入较浓AgNO3溶液，指针反向偏转
(2)①指示剂 ②eq \f(0.010 0－\f(c1V1,V),\f(c1V1,V)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0.010 0＋\f(c1V1,V))))
(3)①偏低 ②Ag完全反应，无法确定反应是否达到平衡状态
课时精练
1．Ⅰ.金属镁性质活泼，能与许多物质反应，某校课外活动小组根据镁能在二氧化碳中燃烧，推测Mg也能在NO2中燃烧，可能产物为MgO、N2和Mg3N2。通过如图所示实验装置来验证反应产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)。已知：NO2气体能被NaOH溶液吸收，Mg3N2极易与水反应。
(1)实验中，装置依次连接的顺序为A________(填字母)；装置B的作用是________________。
(2)用来检验N2的实验装置为________(填字母)。
(3)设计实验证明产物中存在Mg3N2：_____________________________________________。
Ⅱ.工业上以菱镁矿为原料(主要成分为MgCO3，还有SiO2、FeCO3等杂质)制备纳米氧化镁。
(4)根据反应流程要求，先除去FeCO3，采用先酸浸再氧化的方法，其中加入H2O2时，发生反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(5)已知：在一定条件下CO(NH2)2可与H2O反应生成CO2和一种弱碱，流程后期，当除杂完成后，再加入CO(NH2)2开始沉淀Mg2＋，该过程中发生的两个主要反应为(用化学方程式或离子方程式表示)_____________________________________________。
答案 (1)BCBED 在C的两侧防止水蒸气进入C中 (2)D (3)取C中少量反应产物，加入水中，产生刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
(4)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(5)CO(NH2)2＋3H2Oeq \(=======,\s\up7(一定条件下))CO2↑＋2NH3·H2O、Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NHeq \\al(＋,4)
解析 (3)氮化镁能与水反应生成氢氧化镁和氨气。(4)双氧水具有强氧化性，能氧化溶液中的亚铁离子。(5)由题意可知在一定条件下CO(NH2)2可与H2O反应生成CO2和一种弱碱，根据原子守恒可知弱碱是NH3·H2O，化学方程式为CO(NH2)2＋3H2Oeq \(=======,\s\up7(一定条件下))CO2↑＋2NH3·H2O；产生的氨水能与镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，化学方程式为Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NHeq \\al(＋,4)。
2．(2022·安徽芜湖模拟)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。某学习小组用如图装置模拟古法制硫酸，同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。
已知：①绿矾化学式为FeSO4·7H2O,2FeSO4·7H2Oeq \(=====,\s\up7(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O；
②SO3的沸点为44.8 ℃；
③Na2S2O3中S元素的化合价分别为－2价和＋6价。
回答下列问题：
Ⅰ.硫代硫酸钠的制备
(1)检查装置气密性，加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，煮沸的目的是____________；B装置的作用是_______________________________________________。
(2)从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止，使用水浴加热的原因是________________________________。
Ⅱ.硫代硫酸钠性质的探究
①取Na2S2O3晶体，溶解，配成0.2 ml·L－1的溶液。
②取4 mL所配溶液，向其中加入1 mL饱和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出现浑浊，经检验浑浊物为S。
实验小组研究S产生的原因，提出了以下假设：
假设1：Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2价硫元素。
假设2：酸性条件下，Na2S2O3分解产生S(不考虑空气中氧气氧化)。
依据假设设计实验方案：
(3)第②组实验中的某试剂是__________________________________________。
(4)依据现象，S产生的主要原因是________________________________(用离子方程式表示)。
答案 (1)除去溶解的氧气 除去SO2中的SO3
(2)防止温度过高造成硫代硫酸钠分解
(3)pH＝2.4的盐酸
(4)S2Oeq \\al(2－,3)＋Cl2＋H2O===S↓＋SOeq \\al(2－,4)＋2H＋＋2Cl－
解析 (3)根据控制变量法，与第①组相比，第②组只能缺少氧化性微粒，所以第②组实验中的某试剂是pH＝2.4的盐酸。(4)第①组反应快且生成沉淀多，说明S产生的主要原因是Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2价硫元素。
3．(2022·北京，19)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)、MnOeq \\al(2－,4)(绿色)、MnOeq \\al(－,4)(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下，MnOeq \\al(－,4)可被OH－还原为MnOeq \\al(2－,4)。
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MnOeq \\al(2－,4)氧化为MnOeq \\al(－,4)。
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1 mL悬浊液，加入4 mL 40% 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1 mL悬浊液，加入4 mL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：_______________________。
答案 (1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O
(3)Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)①Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
②4MnOeq \\al(－,4)＋4OH－===4MnOeq \\al(2－,4)＋O2↑＋2H2O Cl2 ③3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnOeq \\al(－,4)＋3Cl－＋H2O ④过量Cl2与NaOH反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH－)降低，溶液中的MnOeq \\al(－,4)被还原为MnOeq \\al(2－,4)的速率减小，因而实验Ⅲ未得到绿色溶液
解析 在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4反应，装置D是尾气处理装置。(2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中Mn2＋与碱性溶液中NaOH电离产生的OH－反应产生Mn(OH)2白色沉淀，该沉淀不稳定，会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色的MnO2，则沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O。(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。②溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下，MnOeq \\al(－,4)可被OH－还原为MnOeq \\al(2－,4)；溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被Cl2氧化，可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。③溶液紫色缓慢加深，说明ClO－将MnO2氧化为MnOeq \\al(－,4)。
4．(2022·北京和平街第一中学模拟)某小组探究Cu和H2O2的反应为氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
[实验探究]
实验ⅰ：向装有0.5 g Cu的烧杯中加入20 mL 30%H2O2溶液，一段时间内无明显现象，10小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，Cu片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式：____________________________________________________。
[继续探究]
针对该反应速率较慢，该小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
(2)实验ⅱ中：溶液变蓝的原因是____________________________________(用离子方程式表示)；经检验产生的气体为氧气，产生氧气的原因是____________________________________。
(3)对比实验ⅰ和ⅲ，为探究氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响，该同学利用如图装置继续实验。
已知：电压大小反映了物质氧化性与还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。
a．K闭合时，电压为x。
b．向U形管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变。
c．继续向U形管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。
①利用电极反应解释该实验的结论：____________________________________________。
②利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2的氧化性，与上述实验操作不同的是________________________________________________________________________。
(4)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是_____________________________。
(5)应用：Ag分别与1 ml·L－1的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因：__________________________________________________。
答案 (1)Cu＋H2O2===Cu(OH)2
(2)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O 产生的铜离子催化了过氧化氢分解
(3)①Cu－2e－===Cu2＋，向U形管左侧加入氨水，氨水与Cu2＋形成eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(Cu\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NH3))4))2＋，使ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(Cu2＋))减小，提高了Cu的还原性 ②向U形管右侧溶液中滴加硫酸
(4)在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强
(5)溶解度：AgI解析 (1)由实验1的现象说明有氢氧化铜生成，故可推测Cu和H2O2反应生成氢氧化铜，反应的化学方程式为Cu＋H2O2===Cu(OH)2。(2)实验ⅱ中溶液变蓝，说明Cu与H2O2在酸性条件下可以发生反应生成Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O；经检验，产生的气体为氧气，说明溶液反应生成的Cu2＋有催化作用，可以催化双氧水分解，产生大量气泡。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
过程(2)B中溶液含有的离子
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＋
第一类
常见的熟悉物质
要注意物质的特殊性质，比如颜色、状态、气味、溶解性等物理性质，或能与哪些物质反应生成特殊的沉淀、气体等化学性质
第二类
能类比迁移的陌生物质
虽然平时接触不多，但其某种组成成分、结构成分(如离子、原子团、官能团等)必然学过，则可以考虑与其结构相似的物质的性质，进而推断其具体组成
取样
要取“少许最后一次”洗涤液
试剂
选择合理的试剂
现象
须有明显的现象描述
结论
根据现象得出结论
答题要素
明确实验目的：做什么
明确操作目的：为什么这样做
明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么
得分点及关键词
操作：怎么“做”，为什么这样“做”
作用：须有明确的结论、判断、理由
答题要素
现象描述要全面：看到的、听到的、触摸到的、闻到的
现象描述要准确：如A试管中……B处有……
按“现象＋结论”格式描述，忌现象结论不分、由理论推现象、指出具体生成物的名称
得分点及关键词
溶液中：颜色由……变成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液变浑浊，生成(产生)……沉淀，溶液发生倒吸，产生大量气泡(或有气体从溶液中逸出)，有液体溢出等
固体：表面产生大量气泡，逐渐溶解，体积逐渐变小，颜色由……变成……等
气体：生成……色(味)气体，气体由……色变成……色，先变……后……(加深、变浅、褪色)等
答题要素
试剂的作用是什么？要达到的目的是什么
得分点及关键词
作用类：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要准确
作用—目的类：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要准确全面
A的质量m0/g
A与钙的质量m1/g
A与产物的质量m2/g
14.80
15.08
15.15
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)
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
序号
V(HAc)/mL
V(NaAc)/mL
V(H2O)/mL
n(NaAc) ∶n(HAc)
pH
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20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ
__________，测得溶液的pH为4.76
所加试剂
现象
第①组
1 mL饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液
立即出现浑浊
第②组
1 mL某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液
一段时间后出现浑浊，且浑浊度比①组小
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
装置
实验
试剂a
现象
ⅱ
20 mL 30%H2O2与4 mL5 ml·L－1 H2SO4混合液
Cu表面很快产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
ⅲ
20 mL 30%H2O2与4 mL5 ml·L－1氨水混合液
溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物