高考化学一轮复习第11章化学综合实验第56讲性质、原理探究型综合实验学案

这是一份高考化学一轮复习第11章化学综合实验第56讲性质、原理探究型综合实验学案，共21页。

2．能根据实验现象进行分析和推理，得出合理的结论。
考点一 物质性质的探究型实验
1．物质性质探究型实验的类型
(1)根据物质的性质设计实验方案。
(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其目的或原因
1．FeCl3易潮解，加热易升华，常用于金属蚀刻、污水处理、印染工业。某化学研究性学习小组模拟工业生产制备氯化铁并对产物进行探究(部分夹持装置省略)的装置如下图所示。
(1)盛放MnO2的仪器名称为_________________________________。
(2)装置A中制取氯气的离子方程式为________________________________。
(3)若缺少装置E，对本实验造成的影响是________________________________。
(4)将铁粉分散到石棉绒中的优点是____________________________。当硬质玻璃管中__________________________时，开始点燃D处酒精灯。
(5)实验结束并冷却后，将收集器中的固体物质转移至锥形瓶中，进行如下实验：
查阅资料可知：SCN－能被氧化剂氧化。
该小组对红色褪去的原因进行如下探究。
假设1：O2将SCN－氧化；
假设2：H2O2将SCN－氧化。
通过设计如下实验得出假设2成立，请在下表空格中填写现象：
答案：(1)蒸馏烧瓶 (2)MnO2＋4H＋＋2Cl－ eq \(=====,\s\up7(△)) Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (3)有水蒸气进入收集器中，引起FeCl3潮解 (4)增大铁与Cl2的接触面积使反应更充分，增大反应速率 充满黄绿色气体 (5)溶液变为红色 溶液红色不褪去
2．(2024·江门联考)NaHSO3是常见的亚硫酸盐，在潮湿的空气中易被氧化，在工业生产和实验室都有着广泛的应用。为探究NaHSO3溶液的性质，甲同学配制了100 mL 0.1 ml·L－1 NaHSO3溶液。
(1)配制溶液需用到的玻璃仪器有玻璃棒、量筒、烧杯、__________、__________。
(2)常温下，用pH计测量新配制的0.1 ml·L－1NaHSO3溶液的pH，测得pH约为4.1。
①若在实验室用pH试纸测量溶液的pH，其简单操作为_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②0.1 ml·L－1 NaHSO3溶液呈酸性，说明H2SO3的第二步电离常数Ka2____________(填“>”“<”或“＝”)SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的第二步水解常数Kh2。
(3)将0.1 ml·L－1 NaHSO3溶液与0.1 ml·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合，产生白色沉淀，写出等物质的量的NaHSO3与Ba(OH)2在溶液中发生反应的离子方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
探究白色沉淀的成分：
提出猜想：a.只有BaSO3；b.只有BaSO4；c.____________。
验证猜想：乙同学认为猜想b不正确，原因为_______________________________
___________________________________________________________________。
将白色沉淀加入足量盐酸中，若有气泡生成，且沉淀全部溶解，则证明猜想a正确；若______________________________________________________________
__________________________________________________，则证明猜想c正确。
(4)将0.1 ml·L－1 NaHSO3溶液和Na2S溶液混合，再滴入适量稀硫酸，有淡黄色浑浊物出现。写出该反应的离子方程式： _____________________________。
该现象说明NaHSO3溶液具有____________(填“氧化性”“还原性”或“氧化性和还原性”)。
解析：(1)配制一定物质的量浓度的溶液，所需步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签，配制100 mL 0.1 ml·L－1 NaHSO3溶液需用到的玻璃仪器有玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管、100 mL容量瓶。
(2)①若在实验室用pH试纸测量溶液的pH，其简单操作为在白瓷板或玻璃片上放一小块pH试纸，用玻璃棒蘸取0.1 ml·L－1 NaHSO3溶液，点在pH试纸中部，待其变色后，与标准比色卡对照，读出pH。②0.1 ml·L－1NaHSO3溶液呈酸性，说明HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的电离程度大于水解程度，故H2SO3的第二步电离常数Ka2>SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的第二步水解常数Kh2。
(3)等物质的量的NaHSO3与Ba(OH)2在溶液中发生反应生成亚硫酸钡沉淀、水和氢氧化钠，离子方程式为HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋Ba2＋＋OH－===BaSO3↓＋H2O。NaHSO3溶液容易被空气中的氧气氧化为硫酸钠，结合猜想a、b可知，猜想c为BaSO3和BaSO4的混合物。若只有BaSO4，则0.1 ml·L－1NaHSO3溶液完全被空气中的氧气氧化为硫酸钠和硫酸，则溶液中氢离子浓度为0.1 ml·L－1，测得溶液的pH应小于4.1，溶液的pH约为4.1，说明没有完全被氧化，乙同学认为猜想b不正确。硫酸钡沉淀不溶于盐酸，将白色沉淀加入足量盐酸中，若有气泡生成，且沉淀全部溶解，则证明猜想a正确；若有气泡生成，且有白色沉淀剩余，则证明猜想c正确。
(4)将0.1 ml·L－1NaHSO3溶液和Na2S溶液混合，再滴入适量稀硫酸，有淡黄色浑浊物出现，说明二者发生氧化还原反应生成硫单质，离子方程式为5H＋＋HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2S2－===3S↓＋3H2O，NaHSO3中硫元素化合价由＋4价降低到0价，为氧化剂，故具有氧化性。
答案：(1)胶头滴管 100 mL容量瓶
(2)①在白瓷板或玻璃片上放一小块pH试纸，用玻璃棒蘸取0.1 ml·L－1 NaHSO3溶液，点在pH试纸中部，待其变色后，与标准比色卡对照，读出pH ②＞
(3)HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋Ba2＋＋OH－===BaSO3↓＋H2O BaSO3和BaSO4 若只有BaSO4，则测得0.1 ml·L－1 NaHSO3溶液的pH应小于4.1 有气泡生成，且有白色沉淀剩余
(4)5H＋＋HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2S2－===3S↓＋3H2O 氧化性
考点二 反应产物、反应机理的探究型实验
1．确定产物问题的思路分析
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，见下表：
2.探究反应机理实验的解题流程
3．文字表述题的各种答题规范
(1)实验操作的原因、目的及作用的答题要素。
(2)实验现象的准确、全面描述。
(3)试剂作用的答题模板。
1．(2024·广州第65中学开学考试)某实验小组进行金属的电化学腐蚀实验探究。
(1)回答下列问题。
①请解释铜丝区域溶液变红的原因是________________________________(用电极反应式并结合文字解释)。
②写出生成蓝色沉淀的离子方程式：______________________________________ ___________________________________________________________________。
(2)回答下列问题。
根据实验二的现象，推测K3[Fe(CN)6]可能具有___________(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)依据实验二的现象，甲同学认为实验一不一定能说明Fe发生了电化学腐蚀，设计如下实验证明其结论。
根据实验现象推出实验三的结论：在NaCl溶液中，_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)结合实验一～实验三，乙同学设计如下装置进行实验四，证明金属可以发生电化学腐蚀，当电极X为Fe时，实验四的两个实验方案均可以证明Fe发生电化学腐蚀。
①补全实验方案ⅱ中的空格部分。
②思考：若电极X为Mg时，电流表读数为1.5I，推测电极X为Zn时电流表读数的范围是____________。
解析：(1)铁与铜丝连接，在氯化钠溶液中形成原电池装置，其中铜为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，反应生成OH－，使铜丝附近溶液显碱性，遇酚酞变红色；铁为负极，失电子生成Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应生成KFe[Fe(CN)6] 蓝色沉淀。
(2)加入0.1 ml·L－1 K3[Fe(CN)6]溶液后溶液变蓝，可知KI被氧化生成碘单质，故K3[Fe(CN)6]具有氧化性。
(3)由实验三现象可知，未加氯化钠时，没有明显现象，加入氯化钠后铁片与K3[Fe(CN)6]发生氧化还原反应生成Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀。
(4)①验证产物是否有Fe2＋，应取少量反应后烧杯中溶液于试管中，滴加0.1 ml·L－1K3[Fe(CN)6]溶液，观察是否生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀。②该装置中铁为负极时电流表读数为I，换成比铁活泼的镁时电流表读数增大到1.5I，故电流表读数随金属的活泼性增强而增大，Zn的活泼性介于Fe和Mg之间，故Zn为负极时电流表读数应介于I和1.5I之间。
答案：(1)①铜丝发生电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，反应生成OH－，使铜丝附近溶液显碱性，遇酚酞变红色
②Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＋K＋===KFe[Fe(CN)6]↓
(2)氧化性 (3)K3[Fe(CN)6]可将Fe氧化为Fe2＋
(4)①少量烧杯中溶液 0.1 ml·L－1 K3[Fe(CN)6]
②I～1.5I
2．(2021·新高考北京卷)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＋)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＋4H＋＋2Cl－ eq \(=====,\s\up7(△)) Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
②2Cl－－2e－===Cl2↑ ③Cl－的还原性减弱(或Cl2的氧化性增强) ④KCl固体(或KCl饱和溶液) MnSO4固体(或MnSO4饱和溶液)
(2)KCl>KBr>KI Cl、Br、I位于第ⅦA族，从上到下电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强
(3)AgNO3
(4)比较AgX的溶解度，AgI的溶解度最小，Ag＋＋I－===AgI↓使得Ag还原性增强得最多，使得反应2Ag＋2H＋===2Ag＋＋H2↑得以发生
(5)氧化剂(还原剂)的浓度越大，其氧化性(还原性)越强，还原产物(氧化产物)的浓度越大，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越弱
1．(2023·新高考湖南卷)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_____________________________________。
(2)操作(d)中，判断雷尼Ni被水洗净的方法是_____________________________
_________________________________________________________________。
(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
(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________。
(5)仪器M的名称是________。
(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___________________________________________________________________。
(8)判断氢化反应完全的现象是____________________________________ ______________________________________________________________。
解析：(1)结合图示流程可知，操作(a)为用NaOH溶液处理Ni/Al合金，Al和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。(2)水洗的上一步是碱洗，若雷尼Ni被水洗净，则最后一次水洗液中不含碱，加入酚酞溶液不变红。(3)根据题中信息可知，雷尼Ni被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应，故不能选丙酮，否则会发生副反应，又因为邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应进行，而CCl4、正己烷均为非极性分子，乙醇为极性分子，所以应选乙醇。(4)根据向集气管中通入H2时三通阀的孔路位置，可确定集气管向装置Ⅱ中供气时，应保证下侧、右侧孔路通气，故B正确。(6)为了排除装置中空气产生的干扰，反应前应向装置Ⅱ中通入一段时间N2。(7)三颈瓶N中为雷尼Ni的悬浮液，若将导气管插入液面以下，雷尼Ni会堵塞导管。(8)氢化反应完全时，装置Ⅱ中不再消耗H2，装置Ⅰ中水准瓶的液面不再发生变化。
答案：(1)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
(2)向最后一次水洗液中加入酚酞，溶液不变红 (3)C
(4)B (5)恒压滴液漏斗 (6)排除空气产生的干扰
(7)雷尼Ni堵塞导管 (8)水准瓶中液面不再发生变化
2．(2023·新高考广东卷)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝CρV总·ΔT计算获得。
(1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.500 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有__________________________________。
②该盐酸浓度为________ml·L－1。
(2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为____________J(C和ρ分别取4.18 J·g－1·℃－1和1.0 g·mL－1，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。
(3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。
①温度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。
②ΔH＝____________________(选择表中一组数据计算)，结果表明，该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变。
[查阅资料] 配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是_________________________________________________________________。
[提出猜想] Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。
[验证猜想] 用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和____________________________(用离子方程式表示)。
[实验小结] 猜想成立，不能直接测反应A的焓变。
[教师指导] 鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
[优化设计] 乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为___________________________________________________ ____________________________________________________________________。
(5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用：_________________________________________________________________。
解析：(1)①酸碱中和滴定操作需要用到的仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台等，故选AD。②滴定时发生的反应为HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，故c(HCl)＝ eq \f(c(NaOH)·V(NaOH溶液),V(HCl溶液)) ＝ eq \f(0.500 0 ml·L－1×22.00 mL,20.00 mL)
＝0.550 0 ml·L－1。
(2)由Q＝CρV总·ΔT可知，题述过程放出的热量为4.18 J·g－1·℃－1×1.0 g·mL－1×(50 mL＋50 mL)×(T1－T0) ℃＝418(T1－T0) J。
(3)①100 mL 0.20 ml·L－1 CuSO4溶液含有溶质的物质的量为 0.02 ml，1.20 g Fe粉和0.56 g Fe粉的物质的量分别为0.02 ml、0.01 ml，实验i中有0.02 ml CuSO4发生反应，实验ii中有0.01 ml CuSO4发生反应，实验i放出的热量更多，故b>c。②若按实验i进行计算，ΔH＝
－ eq \f(4.18 J·g－1·℃－1×1.0 g·mL－1×100 mL×(b－a) ℃,1 000 J·kJ－1×0.02 ml) ＝
－20.9(b－a) kJ·ml－1；若按实验ii进行计算，ΔH＝－ eq \f(4.18 J·g－1·℃－1×1.0 g·mL－1×100 mL×(c－a) ℃,1 000 J·kJ－1×0.01 ml) ＝
－41.8(c－a) kJ·ml－1。
(4)Fe3＋易水解，为抑制Fe3＋水解，在配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸；用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1，说明溶液呈强酸性，向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡产生，说明溶液中还存在Fe与酸的反应，离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；乙同学根据相关原理，重新设计优化的实验方案的重点在于如何防止Fe与酸反应产生的影响，可以借助盖斯定律，设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应，故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===CuSO4(aq)＋2FeSO4(aq)的焓变ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===Cu(s)＋FeSO4(aq)的焓变ΔH2；根据盖斯定律计算得到反应Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变为ΔH1＋ΔH2。
(5)化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛，化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭、铝热反应焊接铁轨等都是化学能转化为热能的应用。
答案：(1)①AD ②0.550 0 (2)418(T1－T0)
(3)①> ②－20.9(b－a) kJ·ml－1[或－41.8(c－a) kJ·ml－1]
(4)抑制Fe3＋水解 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===CuSO4(aq)＋2FeSO4(aq)的焓变ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===Cu(s)＋FeSO4(aq)的焓变ΔH2；根据盖斯定律计算得到反应Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变为ΔH1＋ΔH2 (5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)
课时跟踪练
1．(2024·广东联考)某小组对Cu和H2O2的反应进行相关实验探究。
【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】针对该反应速率较小，小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
资料：Cu2＋＋4NH3⇌[Cu(NH3)4]2＋，[Cu(NH3)4]2＋为深蓝色；Cu(OH)2可溶于氨水形成深蓝色溶液。
(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，产生氧气先慢后快的原因是____________________________(不考虑温度的影响)。
(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，该同学利用如下图所示的装置继续实验。
已知：电压大小反映了物质氧化性、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解释步骤c中电压增大的原因：___________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________。
②若向U形管左侧溶液中滴加硫酸后，电压不变，继续向U形管右侧溶液中滴加硫酸后，电压增大了z。可以得出的结论是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)基于以上实验，影响Cu与H2O2反应的因素有_______________________________________________________________________________________________________________________(任写一条)。
(5)结合上述实验，下列说法正确的是________。
A．电化学是研究物质氧化性、还原性的重要手段之一
B．实验ii发生的反应中，H2O2只体现氧化性
C．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
解析：(1)根据溶液中有少量蓝色浑浊，Cu片表面附着少量蓝色固体可知，产物为Cu(OH)2，所以化学方程式为Cu＋H2O2===Cu(OH)2。(2)实验ii中，溶液变蓝的原因是产生了Cu2＋，所以离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O；经检验产生的气体为氧气，氧气是由H2O2分解得到的，产生氧气先慢后快的原因是产生的铜离子催化过氧化氢分解。(3)①根据题给信息可知，氨水与铜离子反应形成[Cu(NH3)4]2＋，铜离子浓度减小，Cu的还原性增强，增大了两侧溶液氧化性与还原性强弱的差异。②若向U形管左侧溶液中滴加硫酸后，电压不变，继续向U形管右侧溶液中滴加硫酸后，电压增大了z，说明酸性增强可提高H2O2的氧化性，增大了两侧溶液氧化性与还原性强弱的差异。(4)基于题述实验，影响Cu与H2O2反应的因素有溶液的酸碱性、溶液的浓度等。(5)A．该实验用电化学研究物质氧化性、还原性，操作简便，现象明显，且易于量化，是该类研究的重要手段之一，A正确；B．实验ii发生的反应中，H2O2分解生成了O2和H2O，体现其氧化性和还原性，B错误；C．由实验可知，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，C正确。
答案：(1)Cu＋H2O2===Cu(OH)2 (2)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O 产生的铜离子催化过氧化氢分解
(3)①氨水与铜离子反应形成[Cu(NH3)4]2＋，铜离子浓度减小，Cu的还原性增强
②酸性增强可提高H2O2的氧化性
(4)溶液的酸碱性(或浓度) (5)AC
2．硫化钠又称硫化碱，是无色或微紫色的晶体，可溶于水、微溶于乙醇，在空气中会发生潮解。
Ⅰ.实验室制备硫化钠。
(1)仪器M中导管的作用为___________________________________________；
装置丙中仪器N的名称为________________，作用为________________。
(2)装置甲中发生反应的化学方程式为___________________________________ ____________________________________________________________________；
装置乙中，试剂X为________。
Ⅱ.某实验小组探究Na2S固体在空气中的氧化产物。通过查阅资料获知：硫化钠溶液能溶解单质硫，生成多硫化钠(Na2Sx)，多硫化物的溶液颜色通常为黄色。
实验小组的同学进行了如下实验：
(3)操作Ⅰ中，加入CS2后固体溶解的现象可证明氧化产物中含有____________；该反应中还原产物为________________。
(4)操作Ⅱ中，Cu2＋与Na2Sx发生反应的离子方程式为______________________。
(5)操作Ⅴ中，品红溶液褪色证明该气体具有________性；结合操作Ⅳ、操作Ⅴ的现象判断：氧化产物中还含有________________。
解析：(1)仪器M为恒压滴液漏斗，M中导管的作用为平衡压强，使液体顺利滴下；仪器N的名称为球形干燥管，作用是防止倒吸。(2)FeS与稀盐酸发生反应的化学方程式为FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑；装置乙的作用是除去H2S中的HCl，应选用饱和NaHS溶液。(3)操作Ⅰ中，加入CS2后固体表面的少量淡黄色固体溶解，根据元素守恒关系判断，该淡黄色固体为S，即Na2S被氧化，发生反应2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2S，该反应中的还原产物为NaOH。(4)操作Ⅱ中，生成了灰黑色悬浊液，即有CuS沉淀生成，故Cu2＋与Na2Sx发生反应的离子方程式为Cu2＋＋S eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(x)) ===CuS↓＋(x－1)S↓。(5)操作Ⅴ中，品红溶液褪色证明该气体具有漂白性；由向白色固体加入稀盐酸，部分固体溶解的现象判断，Na2S被氧化的产物中还含有Na2SO3、Na2SO4。
答案：(1)平衡压强，使液体顺利滴下 球形干燥管 防止倒吸 (2)FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑ 饱和NaHS溶液 (3)S NaOH
(4)Cu2＋＋S eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(x)) ===CuS↓＋(x－1)S↓
(5)漂白 Na2SO3、Na2SO4
3．(2024·惠州高三调研)研究表明：高铁酸盐(FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )具有极强的氧化性和优良的絮凝功能，在水处理方面有一定的发展前景。某化学实验小组拟制备高铁酸盐并探究其稳定性。
Ⅰ.高铁酸盐的制备：在碱性介质中NaClO与FeCl3溶液反应可获得Na2FeO4。
(1)利用FeCl3固体配制一定浓度的FeCl3溶液，下列不可能用到的玻璃仪器是____________(填字母)。
(2)配平离子方程式：____Fe3＋＋____ClO－＋____OH－===____FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋__________＋__________。
(3)高铁酸盐是一种“怀同双”的净水剂，分析其净水原理：________________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.高铁酸盐稳定性的研究。
已知：①Fe3＋(aq)＋3F－(aq)===FeF3(aq) K＝1012.1；
②Fe3＋(aq)＋3C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)===Fe(C2O4) eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(3)) K＝1020.2；
③久置的产物Fe(OH)3又可进一步催化；
④吸光度大小与溶液中c(FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )成正比。
(4)碱性环境下，久置的FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 溶液中除了产生Fe(OH)3红褐色沉淀外，同时还会产生绿色的FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，此过程的反应为4FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8OH－和___________________________________________________________
___________________________________________________________________。
Ⅲ.为探究使FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 稳定的方法，分别做以下4个实验：
(5)①甲同学预测试管d内的实验现象应与试管a相似，预测依据是___________________________________________________________________。
②吸光度结果图显示甲同学预测并不正确，可能原因是试管d加入的C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 与Fe3＋发生配位反应的速率____________(填“大”或“小”)且进行程度大，导致催化剂Fe(OH)3的量减少，FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的分解速率____________(填“大”或“小”)。
(6)曲线n为____________(填“试管c”或“试管d”)的实验结果。
(7)综合以上分析，写出一种能稳定FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)利用FeCl3固体配制一定浓度的FeCl3溶液需用到的玻璃仪器是烧杯、容量瓶、量筒、玻璃棒、胶头滴管，不可能用到圆底烧瓶和分液漏斗。
(2)由得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，配平离子方程式为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋3Cl－＋5H2O。
(3)FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 具有强氧化性可起到杀菌消毒的作用，被还原后生成的Fe3＋可水解产生Fe(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而净水。
(4)碱性环境下，久置的FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 溶液中除了产生Fe(OH)3红褐色沉淀外，生成的氢氧化铁会催化高铁酸根离子分解产生绿色的FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，发生的反应为2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) eq \(=====,\s\up7(Fe(OH)3)) 2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋O2↑ 或FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2Fe(OH)3＋4OH－===3FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋5H2O。
(5)①碘离子与草酸根离子都具有还原性，可将高铁酸根离子还原，故现象相似。②吸光度结果图显示甲同学预测并不正确，可能原因是试管d加入的C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 与Fe3＋发生配位反应的速率大且进行程度大，导致催化剂Fe(OH)3的量减少，FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的分解速率小。
(6)虽然F－也能与Fe3＋发生配位反应，但其反应的K远小于草酸根离子与Fe3＋反应的K，因此试管c中的Fe(OH)3含量比试管d多，即FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 浓度比试管d少，吸光度低，所以曲线n是试管c的实验结果。
(7)综合以上分析可知，要使FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 稳定，必须降低Fe(OH)3的含量，因此可以通过加入NaF溶液或Na2C2O4溶液的方法降低Fe(OH)3的含量。
答案：(1)AC (2)2 3 10 2 3Cl－ 5H2O
(3)FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 具有强氧化性可起到杀菌消毒的作用，被还原后生成的Fe3＋可水解产生Fe(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而净水
(4)2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) eq \(=====,\s\up7(Fe(OH)3)) 2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋O2↑[或FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋
2Fe(OH)3＋4OH－===3FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋5H2O]
(5)①I－与C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 都具有还原性 ②大 小
(6)试管c (7)加入适量NaF溶液(或Na2C2O4溶液)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
(1)减小固体的溶解度；
(2)除去固体表面吸附的杂质；(3)乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥
冷凝回流
(1)防止××蒸气逸出脱离反应体系；(2)提高××物质的转化率
控制溶液pH
(1)防止××离子水解；(2)防止××离子沉淀；(3)确保××离子沉淀完全；(4)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××物质被氧化(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或平衡气压
实验
操作
现象
实验Ⅰ(取褪色后的溶液两等份)
第1份
滴加FeCl3溶液
无明显变化
第2份
滴加过量KSCN溶液
_________
实验Ⅱ
向实验Ⅰ的第2份溶液中再通入O2
________
________
第
一
类
常见的
熟悉物质
要注意物质的特殊性质，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，但其某种组成成分的结构(如离子、原子团、官能团等)必然学过，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
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……
描述现象时，忌现象结论不分、由结论推现象、指出具体生成物的名称等
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
实验
序号
实验一
实验
装置
实验
操作
ⅰ.将0.5 g琼脂加入250 mL烧杯中，再加入25 mL饱和食盐水和75 mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解，转入培养皿中。滴入5～6滴酚酞溶液和0.1 ml·L－1K3[Fe(CN)6]溶液
ⅱ.将一个铁钉用砂纸打磨光滑，一端缠有铜丝，放入培养皿中一段时间
实验
现象
铜丝的区域溶液变红色；铁钉区域出现蓝色沉淀
实验序号
实验操作
实验现象
实验二
取2 mL饱和KI溶液于试管中，滴加几滴淀粉，振荡。继续滴加5～6滴0.1 ml·L－1 K3[Fe(CN)6]溶液，振荡
溶液变蓝色
实验序号
实验装置
实验操作
实验现象
实
验
三
ⅰ.取2 mL煮沸过的0.1 ml·L－1
K3[Fe(CN)6]溶液于试管中，向试管中加入一小段铁片，再加入1 mL煤油液封
溶液无明显变化
ⅱ.继续向试管中加入少许NaCl固体
一段时间后，铁片表面产生大量蓝色沉淀
实验序号
实验装置
实验方案
实验现象
实
验
四
方案一：按图连接好装置，准确读取电流表读数
电流表指针偏转，读数为I
方案二：取____________于试管中，加入____________溶液，振荡
产生蓝色沉淀
编号
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
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
i
100 mL 0.20 ml·L－1 CuSO4溶液
1．20 gFe粉
a
b
ii
0．56 g Fe粉
a
c
装置
实验
试剂a
现象
ii
20 mL 30% H2O2与4 mL 5 ml/L H2SO4混合液
Cu表面产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，后产生较多气泡
iii
20 mL 30% H2O2与4 mL 5 ml/L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
操作
实验操作
实验现象
操作Ⅰ
取适量久置于空气中的Na2S固体，分为两份
①一份加入
CS2溶解
搅拌后，固体表面的少量淡黄色固体消失
②另一份加水溶解
搅拌后，固体完全溶解，得到略带黄色的溶液
操作Ⅱ
向上述水溶液中加入过量的CuCl2溶液
得到灰黑色悬浊液
操作Ⅲ
将灰黑色悬浊液离心分离
离心管底部出现深褐色沉淀，溶液中出现淡黄色浑浊
操作Ⅳ
向上述离心分离获得的溶液中加入足量的氯化钡溶液
产生大量白色沉淀
操作Ⅴ
过滤，用无水乙醇洗涤，加入稀盐酸
固体部分溶解，产生的气体可使品红溶液褪色
实验装置
序号
试剂X
现象
a
2滴0.01 ml/L KI
紫色迅速褪去
b
2滴蒸馏水
分别用紫外可见分光光度计测三支试管内溶液的吸光度，结果如下图所示
c
2滴0.01 ml/L NaF溶液
d
2滴0.01 ml/L Na2C2O4溶液