第64講以性質為主的探究類綜合實驗【復習目標】1.能根據不同情景、不同類型實驗特點評價或設計解決問題的簡單方案。2.建立解答探究類綜合實驗的思維模型。3.能正確選用實驗裝置，掌握控制實驗條件的方法。4.能預測或描述實驗現象、分析或處理實驗數據、得出合理結論。類型一物質性質的探究1.物質性質探究類實驗的類型(1)根據物質性質設計實驗方案(2)根據物質的結構(或官能團)設計實驗方案2.物質性質探究類實驗的常見操作及原因操作目的或原因沉淀水洗除去××(可溶于水)雜質沉淀用乙醇洗滌a.減小固體的溶解度；b.除去固體表面吸附的雜質；c.乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥冷凝回流防止××蒸氣逸出脫離反應體系；提高××物質的轉化率控制溶液pH防止××離子水解；防止××離子沉淀；確保××離子沉淀完全；防止××溶解等“趁熱過濾”后，有時先向濾液中加入少量水，加熱至沸騰，然后再“冷卻結晶”稀釋溶液，防止降溫過程中雜質析出，提高產品的純度加過量A試劑使B物質反應完全(或提高B物質的轉化率等)操作目的或原因溫度不高于××℃溫度過高××物質分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)或××物質揮發(fā)(如濃硝酸、濃鹽酸)或××物質氧化(如Na2SO3等)或促進××物質水解(如AlCl3等)減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))減小壓強，使液體沸點降低，防止××物質受熱分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍抑制××離子的水解(如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時需在HCl氣流中進行，加熱MgCl2·6H2O制MgCl2時需在HCl氣流中進行等)配制某溶液前先煮沸水除去溶解在水中的氧氣，防止××物質被氧化反應容器中用玻璃管和大氣相通指示容器中壓強大?。黄胶鈿怏w壓強避免反應容器中壓強過大1.某研究性學習小組通過下列實驗驗證AgI沉淀的生成會使I2的氧化能力增強，可將Fe2＋氧化?；卮鹣铝袉栴}：(1)由AgNO3固體配制0.1mol·L－1的AgNO3溶液50mL，下列儀器中不需要使用的有(填名稱)，配制好的溶液應轉移到(填試劑瓶的名稱)中保存。學生用書?第347頁(2)步驟1的實驗現象是；步驟2無明顯現象；步驟3最終的實驗現象是溶液中生成黃色沉淀，。由此可知，步驟3反應的離子方程式為。(3)為了確證AgI的生成使I2的氧化能力增強而將Fe2＋氧化，學習小組在上述實驗基礎上進行補充實驗：分別取少量的和步驟3試管中的上層清液于試管a和試管b中，向兩支試管中加入適量的，觀察到的現象為。答案：(1)蒸餾燒瓶、分液漏斗棕色細口瓶(2)溶液變藍溶液藍色褪去I2＋2Fe2＋＋2Ag＋2AgI↓＋2Fe3＋(3)步驟2中的溶液KSCN溶液試管a溶液不變紅，試管b解析：(3)由于步驟2的溶液中有亞鐵離子而沒有鐵離子，要確證AgI的生成使I2的氧化能力增強而將Fe2＋氧化，只要證明步驟3的溶液中存在氧化產物鐵離子即可。2.某小組用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器和A中加熱裝置已略)，以驗證Fe3＋、Cl2、SO2氧化性的強弱。根據題目要求回答下列問題：(1)檢查裝置氣密性后，關閉K1、K3、K4，打開K2，旋開旋塞a，加熱A，則B中發(fā)生反應的離子方程式為。(2)B中溶液變黃時，停止加熱A，關閉K2。打開旋塞b，使約2mL的溶液流入試管D中，關閉旋塞b，檢驗B中生成離子的方法是。(3)若要繼續(xù)證明Fe3＋和SO2氧化性的強弱，需要進行的操作是。(4)甲、乙、丙三位同學分別完成了上述實驗，結論如表所示，他們的檢測結果一定能夠證明氧化性強弱順序為Cl2＞Fe3＋＞SO2的有(填“甲”“乙”或“丙”)。過程(2)B中溶液含有的離子過程(3)B中溶液含有的離子甲既有Fe3＋又有Fe2＋有SO乙有Fe3＋無Fe2＋有SO丙有Fe3＋無Fe2＋有Fe2＋(5)驗證結束后，將D換成盛有NaOH溶液的燒杯，打開K1、K2、K3和K4，關閉旋塞a、c，打開旋塞b，從兩端鼓入N2，這樣做的目的是。答案：(1)Cl2＋2Fe2＋2Fe3＋＋2Cl－(2)向試管D中滴加KSCN溶液，觀察試管D中溶液是否變紅色(3)關閉K1、K2、K4，打開K3，打開旋塞c，向C中加入70％硫酸，一段時間后關閉K3。更換試管D，打開旋塞b，使少量溶液流入D中，檢驗D溶液中的SO42－和Fe2＋(4)甲、丙(5)除去解析：A中二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應制取氯氣，C中亞硫酸鈉與70％硫酸反應生成二氧化硫，通過控制止水夾可以實現實驗探究：將氯氣通入B中可以驗證Fe3＋、Cl2的氧化性；將氯氣通入C中可以驗證Cl2、SO2的氧化性，將二氧化硫通入B中可以驗證Fe3＋、SO2的氧化性。類型二反應產物、反應原理的探究1.解答產物確定題的思路分析由性質確定反應產物是解此類題目的根本思路，而題目中所涉及的物質，一般分為兩類。第一類常見的熟悉物質要注意物質的特殊性質，比如顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性等物理性質，或能與哪些物質反應生成特殊的沉淀、氣體等化學性質第二類能類比遷移的陌生物質雖然平時接觸不多，但其某種組成成分、結構成分(如離子、原子團、官能團等)必然學過，則可以考慮與其結構相似的物質的性質，進而推斷其具體組成2.尋求反應機理類探究性實驗解題流程3.文字表述題的各種答題規(guī)范(1)檢驗沉淀洗滌是否完全的答題模板取少許最后一次洗滌液，滴入少量……溶液(試劑)，若……(現象)，表示已經洗滌完全。學生用書?第348頁解答此類題目要注意四個得分點：取樣＋試劑＋現象＋結論。取樣要取“少許最后一次”洗滌液試劑選擇合理的試劑現象需有明顯的現象描述結論根據現象得出結論(2)實驗操作的原因、目的、作用的答題要點答題要素明確實驗目的：做什么明確操作目的：為什么這樣做明確結論：這樣做會有什么結果？理由是什么得分點及關鍵詞操作：怎么“做”，為什么這樣“做”作用：需有明確的結論、判斷、理由(3)實驗現象的準確、全面描述答題要素現象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的現象描述要準確：如A試管中……B處有……按“現象＋結論”格式描述，忌現象結論不分、由理論推現象、指出具體生成物的名稱得分點及關鍵詞溶液中：顏色由……變成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液變渾濁，生成(產生)……沉淀，溶液發(fā)生倒吸，產生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出)，有液體溢出等固體：表面產生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色由……變成……等氣體：生成……色(味)氣體，氣體由……色變成……色，先變……后……(加深、變淺、褪色)等(4)試劑的作用的答題模板答題要素試劑的作用是什么？要達到的目的是什么得分點及關鍵詞作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準確作用－目的類：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要準確全面1.(2024·首都師大附中檢測)實驗小組探究酸對Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3平衡的影響。將0.005mol/LFeCl3溶液(接近無色)和0.01mol/LKSCN溶液等體積混合，得到紅色溶液。取兩等份紅色溶液，進行如下操作并記錄現象。(1)FeCl3水解顯酸性的原因是(用方程式表示)。(2)甲同學認為加入酸后，會使Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3體系中濃度改變，導致該平衡正向移動，溶液顏色加深。[設計并實施實驗][查閱資料]ⅰ.Fe3＋和Cl－、SO4Fe3＋＋4Cl－?[FeCl4]－(黃色)；Fe3＋＋2SO42－?[Fe(SO4)2]ⅱ.濃度為0.005mol/L時，Fe3＋顯無色。實驗Ⅰ.探究現象a中溶液顏色變化的原因編號操作現象①向2mL紅色溶液中滴加5滴水溶液顏色無明顯變化②向2mL紅色溶液中滴加5滴3mol/LKCl溶液溶液顏色變淺，呈橙色(3)實驗①的目的是。(4)根據實驗①和實驗②的結果，從平衡移動角度解釋現象a：。學生用書?第349頁實驗Ⅱ.探究現象b中溶液呈淺黃色的原因編號操作現象③取1mL0.0025mol/LFe2(SO4)3溶液(無色)，加入1mL0.01mol/LKSCN溶液，再加入5滴1.5mol/LH2SO4溶液溶液先變紅，加硫酸后變?yōu)闇\黃色④取1mL0.005mol/LFeCl3溶液，(5)結合實驗③可推測現象b中使溶液呈淺黃色的微?？赡苡袃煞N，分別是[FeCl4]－和。(6)乙同學進一步補充了實驗④，確證了現象b中使溶液呈淺黃色的微粒不是[FeCl4]－，請將實驗④的操作及現象補充完整：、。答案：(1)Fe3＋＋3H2O?Fe(OH)3＋3H＋(2)Fe3＋(3)排除稀釋使溶液顏色變化的干擾(4)在Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3平衡體系中加入鹽酸，鐵離子、氯離子發(fā)生絡合反應，使得鐵離子濃度減小，平衡逆向移動，Fe(SCN)3濃度減小，溶液顏色變淺，呈橙色(5)Fe(SCN)3(6)加入1mL蒸餾水，再加入5滴1.5mol/LH2SO4溶液得到無色溶液解析：(1)FeCl3水解顯酸性的原因是溶液中的鐵離子水解，溶液顯酸性，反應的離子方程式：Fe3＋＋3H2O?Fe(OH)3＋3H＋；(2)甲同學認為加入酸后，Fe3＋＋3H2O?Fe(OH)3＋3H＋平衡逆向移動，Fe3＋濃度增大，會使Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3平衡正向移動，溶液顏色加深；(3)滴入KCl溶液時，溶液被稀釋，實驗①滴入相同體積的水，可以排除稀釋使溶液顏色變化的干擾；(4)由實驗①②的現象分析，Fe3＋和Cl－、SO42－均能發(fā)生絡合反應，在Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3平衡體系中加入鹽酸，鐵離子、氯離子發(fā)生絡合反應，使得鐵離子濃度減小，平衡逆向移動，Fe(SCN)3濃度減小，溶液顏色變淺，呈橙色；(5)硫酸鐵溶液中加入KSCN溶液得到紅色溶液，再加入稀硫酸，題干中得到[Fe(SO4)2]－為無色，溶液中的離子結合實驗③可以推測現象b中使溶液呈淺黃色的微粒可能有兩種，為[FeCl4]－或Fe(SCN)3；(6)若要確證現象b中使溶液呈淺黃色的微粒不是[FeCl4]－，應取1mL0.005mol/LFeCl3溶液，加入1mL蒸餾水，與實驗③加入的1mLKSCN溶液體積相同，再加入5滴1.5mol/LH2SO4溶液，觀察溶液是否變化，最后得到無色溶液，說明實驗③中使溶液呈淺黃色的是Fe(SCN2.某小組為探究Mg與NH4Cl溶液的反應機理，常溫下進行以下實驗。實驗中所取鎂粉質量均為0.5g，分別加入選取的實驗試劑中，資料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－對該反應幾乎無影響。實驗實驗試劑實驗現象15mL蒸餾水反應緩慢，有少量氣泡產生(經檢驗為H2)25mL1.0mol·L－1NH4Cl溶液(pH＝4.6)劇烈反應，產生刺激性氣味氣體和灰白色難溶固體(1)經檢驗實驗2中刺激性氣味氣體為NH3，檢驗方法是。再用排水法收集一小試管產生的氣體，經檢驗小試管中氣體為H2。(2)已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－。為研究固體成分，進行實驗：將生成的灰白色固體洗滌數次，至洗滌液中滴加AgNO3溶液后無明顯渾濁。將洗滌后的固體溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出現白色沉淀。推測沉淀中含有，灰白色固體可能是(填化學式)。(3)甲同學認為實驗2比實驗1反應劇烈的原因是NH4Cl溶液中c(H＋)大，與Mg反應快。用化學用語解釋NH4Cl溶液顯酸性的原因是。(4)乙同學通過實驗3證明甲同學的說法不合理。實驗實驗裝置3①X是。②由實驗3獲取的證據為。(5)為進一步探究實驗2反應劇烈的原因，進行實驗4。實驗實驗試劑實驗現象45mLNH4Cl乙醇溶液有無色無味氣體產生(經檢驗為H2)依據上述實驗，可以得出Mg能與NH4＋反應生成H2。乙同學認為該方案不嚴謹，需要補充的實驗方案是(6)由以上實驗可以得出的結論是。答案：(1)將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍(2)Cl－Mg(OH)Cl(3)NH4＋＋H2O?NH3·H2O＋H＋(4)①5mL1.0mol·L－1CH3COONH4溶液(5)取5mL無水乙醇，加入0.5g鎂粉，無明顯變化(6)NH4Cl水解產生的H＋對反應影響小，NH4解析：(2)將洗滌后的固體溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出現白色沉淀，說明灰白色沉淀含有Cl－，結合已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－和化合物中各元素化合價代數和為0，可推測灰白色固體可能是Mg(OH)Cl。(4)①由(3)分析可知，NH4Cl溶液因水解呈酸性，故為了進行對照實驗，必須找到一種含有相同陽離子即NH4＋且溶液顯中性的試劑，由題干信息可知，X是5mL1.0mol·L－1CH3COONH4溶液。②乙同學通過實驗3來證明甲同學的說法是不合理的，故由實驗3獲取的證據為兩試管反應劇烈程度相當。(5)依據上述實驗，可以得出Mg能與NH4＋反應生成H2，乙同學認為該方案不嚴謹，故需要補充對照實驗，驗證在無NH4＋的情況下乙醇是否也能與Mg反應放出H2，故實驗方案為取5mL無水乙醇，1.(2024·湖北卷)學習小組為探究Co2＋、Co3＋能否催化H2O2的分解及相關性質，室溫下進行了實驗Ⅰ～Ⅳ。實驗Ⅰ實驗Ⅱ實驗Ⅲ無明顯變化溶液變?yōu)榧t色，伴有氣泡產生溶液變?yōu)槟G色，并持續(xù)產生能使帶火星木條復燃的氣體已知：[Co(H2O)6]2＋為粉紅色、[Co(H2O)6]3＋為藍色、[Co(CO3)2]2－為紅色、[Co(CO3)3]3－為墨綠色?；卮鹣铝袉栴}：學生用書?第350頁(1)實驗Ⅰ表明[Co(H2O)6]2＋(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。實驗Ⅱ中HCO3－大大過量的原因是實驗Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3－能催化H2O2的分解，寫出H2O2在實驗Ⅲ中所發(fā)生反應的離子方程式：、。(2)實驗Ⅰ表明，反應2[Co(H2O)6]2＋＋H2O2＋2H＋?2[Co(H2O)6]3＋＋2H2O難以正向進行，利用化學平衡移動原理，分析Co3＋、Co2＋分別與CO32－實驗Ⅳ：(3)實驗Ⅳ中，A到B溶液變?yōu)樗{色，并產生氣體；B到C溶液變?yōu)榉奂t色，并產生氣體。從A到C所產生的氣體的分子式分別為、。答案：(1)不能促進反應4HCO3－＋Co2＋[Co(CO3)2]2－＋2CO2↑＋2H2O發(fā)生2Co2＋＋10HCO3－＋H2O22[Co(CO3)3]3－＋6H2O＋4CO2↑2H2O22H2(2)ⅰ.Co2＋與Co3＋均與CO32－配位，HCO3－?H＋＋CO32－平衡正向移動，H＋濃度增大，題干中平衡正向移動ⅱ.Co3＋與CO32－配位能力強于Co2＋與CO32－配位能力，故[Co(H2O)6]3＋濃度減少得比[Co(H2O)6]解析：(1)CoSO4溶液中存在大量的[Co(H2O)6]2＋，向其中加入30％的H2O2后無明顯變化，因此，實驗Ⅰ表明[Co(H2O)6]2＋不能催化H2O2的分解。實驗ⅡHCO3－大大過量的原因是促進反應4HCO3－＋Co2＋[Co(CO3)2]2－＋2CO2↑＋2H2O發(fā)生。實驗Ⅲ的實驗現象表明在H2O2的作用下Co2＋能與HCO3－反應生成[Co(CO3)3]3－，然后[Co(CO3)3]3－能催化H2O2的分解，因此，H2O2在實驗Ⅲ中所發(fā)生反應的離子方程式為2Co2＋＋10HCO3－＋H2O22[Co(CO3)3]3－＋6H2O＋4CO2↑、2H2O22H2O＋O2↑。(2)實驗Ⅰ表明，反應2[Co(H2O)6]2＋＋H2O2＋2H＋?2[Co(H2O)6]3＋＋2H2O難以正向進行。第1個原因為Co2＋、Co3＋均與CO32－配位，HCO3－?H＋＋CO32－平衡正向移動，H＋濃度增大，題干中平衡正向移動，第2個原因為Co3＋與CO32－配位能力強于Co2＋與CO32－配位能力，[Co(H2O)6]3＋濃度降低得比[Co(H2O)6]2＋更多，Q＜K，題干中平衡正向移動，因此，上述反應能夠正向進行。(3)實驗Ⅳ中，A到B溶液變?yōu)樗{色，并產生氣體，說明發(fā)生了[Co(CO3)3]3－＋6H＋＋3H2O[Co(H2O)6]3＋＋3CO2↑；B到C溶液變?yōu)榉奂t色，并產生氣體，說明發(fā)生了4[Co(H2O)6]3＋＋2H2O4[Co(H2O)2.(2024·北京卷)某小組同學向pH＝1的0.5mol·L－1的FeCl3溶液中分別加入過量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化劑的微粒及其還原產物。(1)理論分析依據金屬活動性順序，Cu、Zn、Mg中可將Fe3＋還原為Fe的金屬是。(2)實驗驗證實驗金屬操作、現象及產物Ⅰ過量Cu一段時間后，溶液逐漸變?yōu)樗{綠色，固體中未檢測到Fe單質Ⅱ過量Zn一段時間后有氣泡產生，反應緩慢，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，無氣泡冒出，此時溶液pH為3～4，取出固體，固體中未檢測到Fe單質Ⅲ過量Mg有大量氣泡產生，反應劇烈，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，持續(xù)產生大量氣泡，當溶液pH為3～4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質①分別取實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，證明都有Fe2＋生成，依據的現象是。②實驗Ⅱ、Ⅲ都有紅褐色沉淀生成，用平衡移動原理解釋原因：。③對實驗Ⅱ未檢測到Fe單質進行分析及探究。ⅰ.a.甲認為實驗Ⅱ中，當Fe3＋、H＋濃度較大時，即使Zn與Fe2＋反應置換出少量Fe，Fe也會被Fe3＋、H＋消耗。寫出Fe與Fe3＋、H＋反應的離子方程式：。b.乙認為在pH為3～4的溶液中即便生成Fe也會被H＋消耗。設計實驗：(填實驗操作和現象)。證實了此條件下可忽略H＋對Fe的消耗。c.丙認為產生的紅褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻礙了Zn與Fe2＋的反應。實驗證實了Zn粉被包裹。ⅱ.查閱資料：0.5mol·L－1Fe3＋開始沉淀的pH約為1.2，完全沉淀的pH約為3。結合a、b和c，重新做實驗Ⅱ，當溶液pH為3～4時，不取出固體，向固－液混合物中持續(xù)加入鹽酸，控制pH＜1.2，(填實驗操作和現象)，待pH為3～4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質。(3)對比實驗Ⅱ和Ⅲ，解釋實驗Ⅲ的固體中檢測到Fe單質的原因：。答案：(1)Mg、Zn(2)①產生藍色沉淀②Fe3＋水解方程式為Fe3＋＋3H2O?Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn會消耗H＋，促進Fe3＋水解平衡正向移動，使其轉化為紅褐色Fe(OH)3沉淀③ⅰ.a.2Fe3＋＋2Fe＋2H＋4Fe2＋＋H2↑(或2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2H＋＋FeFe2＋＋H2↑)b.向pH為3～4的稀鹽酸中加鐵粉，一段時間后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不產生藍色沉淀ⅱ.加入幾滴KSCN溶液，待溶液紅色消失后，停止加入鹽酸(3)加入鎂粉后產生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH解析：實驗Ⅰ中，加入過量的Cu，Cu與Fe3＋發(fā)生反應2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段時間后，溶液逐漸變?yōu)樗{綠色，固體中未檢測到Fe單質；實驗Ⅱ中，加入過量的Zn，發(fā)生反應Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有氣泡產生，pH逐漸增大，使得Fe3＋轉化為紅褐色沉淀Fe(OH)3，固體中未檢測到Fe單質，原因可能是Fe3＋的干擾以及Fe(OH)3沉淀對鋅粉的包裹；實驗Ⅲ中，加入過量Mg，發(fā)生反應Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活潑，該反應非常劇烈，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，持續(xù)產生大量氣泡，當溶液pH為3～4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質，對比實驗Ⅱ和Ⅲ，加入鎂粉后產生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，實驗Ⅲ的固體中檢測到Fe單質。(1)在金屬活動性順序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可將Fe3＋還原為Fe；(2)①Fe2＋與K3[Fe(CN)6]會生成藍色的KFe[Fe(CN)6]沉淀；②Fe3＋水解方程式為Fe3＋＋3H2O?Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn會消耗H＋，促進Fe3＋水解平衡正向移動，使其轉化為Fe(OH)3沉淀；③ⅰ.a.Fe與Fe3＋、H＋反應的離子方程式為2Fe3＋＋2Fe＋2H＋4Fe2＋＋H2↑(或2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2H＋＋FeFe2＋＋H2↑)；b.要證實在pH為3～4的溶液中可忽略H＋對Fe的消耗，可向pH為3～4的稀鹽酸中加鐵粉，一段時間后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不產生藍色沉淀，即說明此條件下Fe未與H＋反應生成Fe2＋；ⅱ.結合a、b和c可知，實驗Ⅱ未檢測到Fe單質的原因可能是Fe3＋的干擾以及Fe(OH)3沉淀對鋅粉的包裹，因此可控制反應條件，在未生成Fe(OH)3沉淀時使Fe3＋被Zn還原，即可排除兩個干擾因素，具體操作為重新做實驗Ⅱ，當溶液pH為3～4時，不取出固體，向固－液混合物中持續(xù)加入鹽酸，控制pH＜1.2，加入幾滴KSCN溶液，待溶液紅色消失后，停止加入鹽酸，待pH為3～4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質；(3)對比實驗Ⅱ和Ⅲ，加入鎂粉后產生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹課時測評64以性質為主的探究類綜合實驗對應學生(時間：45分鐘滿分：60分)(本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)1.(12分)某小組為了探究硫酸的性質，設計如下實驗：序號操作現象①常溫下，在鐵片中加入過量的濃硫酸沒有明顯現象②常溫下，在銅片上加入過量的濃硫酸沒有明顯現象③在銅和過量30％H2O2的混合溶液中加入Na2SO4溶液沒有明顯現象④在銅和過量30％H2O2的混合溶液中加入稀硫酸溶液變藍色，并產生氣泡回答下列問題：(1)實驗①沒有明顯現象的原因是；改變一個條件，為使實驗①中的反應持續(xù)發(fā)生，改變條件是。(2)為了引發(fā)實驗②中的反應，宜采取的措施是；實驗后，觀察產物水溶液的顏色，其操作方法是。(3)實驗④產生的氣體是(填化學式)，比較實驗③和④可知，從氧化還原角度分析，H＋的作用是；寫出該反應的離子方程式：。(4)向實驗④所得溶液中加入過量NaOH溶液得到沉淀M，用元素分析，M為銅的氧化物，提純干燥后的M在惰性氣體氛圍下加熱，12gM完全分解為10gCuO。M的化學式為；M能與稀硫酸酸化的KI溶液反應生成白色沉淀CuI(碘化亞銅)，在濾液中加入淀粉溶液，溶液變藍色。寫出M和稀硫酸酸化的KI溶液反應的離子方程式：。答案：(1)鐵片表面生成一層致密保護膜加熱、將鐵片粉碎(2)加熱將混合物倒入盛有水的燒杯中(3)O2增強了H2O2的氧化性Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O(4)CuO22CuO2＋8I－＋8H＋2CuI＋3I2＋4H2.(10分)硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可用作分析試劑及還原劑，受熱、遇酸易分解。某學習小組用如圖裝置模擬古法制硫酸，同時利用生成的SO2氣體制備硫代硫酸鈉。已知：①綠礬化學式為FeSO4·7H2O，2FeSO4·7H2O高溫Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H②SO3的沸點為44.8℃；③Na2S2O3中S元素的化合價分別為－2價和＋6價。回答下列問題：Ⅰ.硫代硫酸鈉的制備(1)檢查裝置氣密性，加入藥品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸過的蒸餾水配制，煮沸的目的是；B裝置的作用是。(2)從錐形瓶中得到Na2S2O3晶體需水浴加熱濃縮至液體表面出現結晶為止，使用水浴加熱的原因是。Ⅱ.硫代硫酸鈉性質的探究①取Na2S2O3晶體，溶解，配成0.2mol·L－1的溶液。②取4mL所配溶液，向其中加入1mL飽和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出現渾濁，經檢驗渾濁物為S。實驗小組研究S產生的原因，提出了以下假設：假設1：Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2價硫元素。假設2：酸性條件下，Na2S2O3分解產生S(不考慮空氣中氧氣氧化)。依據假設設計實驗方案：所加試劑現象第①組1mL飽和氯水＋4mLNa2S2O3溶液立即出現渾濁第②組1mL某試劑＋4mLNa2S2O3溶液一段時間后出現渾濁，且渾濁度比第①組小(3)第②組實驗中的某試劑是。(4)依據現象，S產生的主要原因是(用離子方程式表示)。答案：(1)除去溶解的氧氣冷凝收集SO3并除去SO2中的SO3(2)防止溫度過高造成硫代硫酸鈉分解(3)pH＝2.4的鹽酸(4)S2O32－＋Cl2＋H2OS↓＋SO42解析：(3)根據控制變量法，與第①組相比，第②組只能缺少氧化性微粒，所以第②組實驗中的某試劑是pH＝2.4的鹽酸。(4)第①組反應快且生成沉淀多，說明S產生的主要原因是Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2價硫元素。3.(14分)某小組同學探究不同條件下氯氣與二價錳化合物的反應。資料：ⅰ.Mn2＋在一定條件下被Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、MnO42－(綠色)、MnO4ⅱ.濃堿條件下，MnO4－可被OH－還原為Mnⅲ.Cl2的氧化性與溶液的酸堿性無關，NaClO的氧化性隨堿性增強而減弱。實驗裝置如圖(夾持裝置略)：實驗物質aC中實驗現象通入Cl2前通入Cl2后Ⅰ水得到無色溶液產生棕黑色沉淀，且放置后不發(fā)生變化Ⅱ5％NaOH溶液產生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙?，仍有沉淀?0％NaOH溶液產生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙杂谐恋?1)B中試劑是。(2)通入Cl2前，實驗Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色變?yōu)樽睾谏幕瘜W方程式為。(3)對比實驗Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的實驗現象，對于二價錳化合物還原性的認識是。(4)根據資料ⅱ，實驗Ⅲ中應得到綠色溶液，實驗中得到紫色溶液，分析現象與資料不符的原因：原因一：可能是通入Cl2導致溶液的堿性減弱。原因二：可能是氧化劑過量，氧化劑將MnO42－氧化為①用離子方程式表示可能導致溶液堿性減弱的原因：，但通過實驗測定溶液的堿性變化很小。②取實驗Ⅲ中放置后的1mL懸濁液，加入4mL40％NaOH溶液，溶液紫色迅速變?yōu)榫G色，且綠色緩慢加深。溶液紫色變?yōu)榫G色的離子方程式為，溶液綠色緩慢加深，原因是MnO2被(填化學式)氧化，可證明實驗Ⅲ的懸濁液中氧化劑過量。③取實驗Ⅲ中放置后的1mL懸濁液，加入4mL水，溶液紫色緩慢加深，發(fā)生反應的離子方程式是。④從反應速率的角度，分析實驗Ⅲ未得到綠色溶液的可能原因：。答案：(1)飽和NaCl溶液(2)2Mn(OH)2＋O22MnO2＋2H2(3)Mn2＋的還原性隨溶液堿性的增強而增強(4)①Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2②4MnO4－＋4OH－4MnO42－＋O2↑＋2H2OClO－③3ClO－＋2MnO2＋2OH－2MnO4－＋3Cl－＋H2O④在濃堿條件下，MnO4解析：在裝置A中鹽酸與KMnO4發(fā)生反應制取Cl2，由于鹽酸具有揮發(fā)性，在裝置B中盛有飽和NaCl溶液，除去Cl2中的雜質HCl，在裝置C中通過改變溶液的pH，驗證不同條件下Cl2與MnSO4的反應，裝置D是尾氣處理裝置。(2)通入Cl2前，實驗Ⅱ、Ⅲ中Mn2＋與溶液中NaOH電離產生的OH－反應產生Mn(OH)2白色沉淀，該沉淀不穩(wěn)定，會被溶解在溶液中的氧氣氧化為棕黑色的MnO2，則沉淀由白色變?yōu)樽睾谏幕瘜W方程式為2Mn(OH)2＋O22MnO2＋2H2O。(4)①Cl2與NaOH反應產生NaCl、NaClO、H2O，使溶液堿性減弱，反應的離子方程式為Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。②溶液紫色變?yōu)榫G色就是由于在濃堿條件下，MnO4－可被OH－還原為MnO42－；溶液綠色緩慢加深，原因是MnO2被ClO－氧化，可證明實驗Ⅲ的懸濁液中氧化劑過量。③溶液紫色緩慢加深，說明ClO－4.(12分)某小組探究Cu和H2O2的反應為氧化還原反應，從電極反應角度分析物質氧化性和還原性的變化規(guī)律。[實驗探究]實驗?。合蜓b有0.5gCu的燒杯中加入20mL30％H2O2溶液，一段時間內無明顯現象，10小時后，溶液中有少量藍色渾濁，Cu片表面附著少量藍色固體。(1)寫出該反應的化學方程式：。[繼續(xù)探究]針對該反應速率較慢，該小組同學查閱資料，設計并完成了下列實驗。裝置實驗試劑a現象ⅱ20mL30％H2O2與4mL5mol·L－1H2SO4混合液Cu表面很快產生少量氣泡，溶液逐漸變藍，產生較多氣泡ⅲ20mL30％H2O2與4mL5mol·L－1氨水混合液溶液立即變?yōu)樯钏{色，產生大量氣泡，Cu表面有少量藍色不溶物(2)實驗ⅱ中溶液變藍的原因是(用離子方程式表示)；經檢驗產生的氣體為氧氣，產生氧氣的原因是。(3)對比實驗ⅰ和ⅲ，為探究氨水對Cu的還原性或H2O2氧化性的影響，該同學利用如圖裝置繼續(xù)實驗。已知：電壓大小反映了物質氧化性與還原性強弱的差異；物質氧化性與還原性強弱差異越大，電壓越大。a.K閉合時，電壓為x。b.向U形管右側溶液中滴加氨水后，電壓不變。c.繼續(xù)向U形管左側溶液中滴加氨水后，電壓增大了y。①利用電極反應解釋該實驗的結論：。②利用該方法也可證明酸性增強可提高H2O2的氧化性，與上述實驗操作不同的是。(4)總結：物質氧化性和還原性變化的一般規(guī)律是。(5)應用：Ag分別與1mol·L－1的鹽酸、氫溴酸、氫碘酸混合，Ag只與氫碘酸發(fā)生置換反應產生H2，試解釋原因：。答案：(1)Cu＋H2O2Cu(OH)(2)Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O(3)①閉合K時，Cu極發(fā)生反應：Cu－2e－Cu2＋，向U形管左側加入氨水，氨水與Cu2＋形成[Cu(NH3)4]2＋，使c(Cu2＋)減小，提高了Cu的還原性②先后向U(4)在還原反應(氧化反應)中，增大反應物濃度或降低生成物濃度，氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)增強(5)溶解度：AgI＜AgBr＜AgCl，I－、Br－、Cl－均可使氧化反應Ag－e－Ag＋中的c(Ag＋)降低，提高Ag的還原性，其中Ksp(AgI)最小，可使c(Ag＋)降低最多，故只有I－能使Ag的還原性提高到能將H＋解析：(1)由實驗ⅰ的現象說明有氫氧化銅生成，故可推測Cu和H2O2反應生成氫氧化銅，反應的化學方程式為Cu＋H2O2Cu(OH)2。(2)實驗ⅱ中溶液變藍，