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第48讲
探究性综合实验
1.学习研究物质性质、探究反应规律、体会实验条件控制对完成实验
及探究活动的作用。
2.发展对化学实验、探究活动的兴趣，养成注重市政、严谨求实的科学
态度，增强合作探究意识，形成独立思考、敢于质疑和勇于创新的精神。
01
考点一 物质性质探究实验
02
考点二 反应原理探究实验
03
经典真题·明考向
04
作业手册
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答案速查【作】
考点一
物质性质探究实验
1.实验探究的基本程序
（1）提出问题：质疑的提出就是发现新问题的开始。
（2）提出猜想：对质疑的问题提出几种可能的情况。
（3）设计探究方案：提出猜想后，设计实验方案，进行科学探究。
注意探究实验中试剂的选择和试剂用量、条件的控制。
（4）观察实验现象，得出结论：观察现象，做好记录，数据计算，
分析推理，得出结论。
2.物质的性质探究
在探究过程中往往可以利用对比实验,即设置几组平行实验来进行对照
和比较,从而研究和揭示某种规律,解释某种现象形成的原因或证明某
种反应机理。
无机物、有机物性质的探究,必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上,
大胆猜想,细心论证。脱离元素化合物知识,独立看待实验问题是不科
学的,只有灵活运用已有的元素化合物知识,才能变探究型实验为验证
型实验,使复杂问题简单化。
题组 物质性质探究实验
1.[2024·广东惠州一模] 连四硫酸钠 是生物酶的修复剂，其
与盐酸反应的离子方程式为 ，
按如下装置制备足量 并探究其性质，下列表述不正确的是( )
A.Ⅱ 中溶液由紫色变成红色一定能证明 是酸性氧化物
B.Ⅲ 中溶液褪色说明 有还原性
C.Ⅳ 中溶液有白色沉淀生成
D.Ⅳ 装置后连接浓 溶液可进行尾气处理
√
[解析] 装置Ⅰ中连四硫酸钠和盐酸反应制备二氧化硫，盐酸具有挥发性，
制得的二氧化硫中混有氯化氢，装置Ⅱ中二氧化硫和水生成亚硫酸和氯
化氢溶于水得到的盐酸使溶液呈酸性，能使紫色石蕊溶液变红色，则
溶液由紫色变成红色不能证明二氧化硫是酸性氧化物，A错误；
装置Ⅲ中二氧化硫和高锰酸钾溶液反应使溶液褪色说明二氧化硫具有还原性，B正确；
装置Ⅳ中二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸与硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、一氧化氮和水，C正确；
装置Ⅳ后应连接盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收二氧化硫，防止污染空气，D正确。
2.[2025·湖南名校联合体联考] 常作有机反应的催化剂。某实验
小组拟制备 并探究其性质。
实验（一）制备
甲
装置如图甲所示。已知： 沸点为
。实验中，观察到烧瓶中产生红棕
色气体。
（1）试剂 宜选择______（填“溴水”或“液溴”）。用铁粉替代铁片的
目的是______________________________________。
液溴
增大固体与液体接触面积，加快反应速率
[解析] 溴化铁在水中易水解，故宜选择液溴；用铁粉替代铁片的目的
是增大固体与液体接触面积，加快反应速率。
（2）装置中利用到的四氯化碳的性质是_________________。实验完
毕后，将烧瓶中混合物经____________（填实验操作名称）得到
固体。
是非极性溶剂
过滤、干燥
[解析] 铁与溴的反应是放热反应，溴易挥发，溴单质、四氯化碳都是
非极性分子，相溶，用四氯化碳吸收溴蒸气；实验完毕后，将烧瓶中
混合物经过滤、干燥得到 固体。
实验（二）探究性质
为了探究 的稳定性，进行如图乙所示实验。
乙
（3）当__________________________________________________
（填实验现象）时，可以确认发生分解反应，生成了 。
试管中溶液变蓝色（或硬质玻璃管中出现红棕色气体）
[解析] 沸点为，加热分解 ，烧瓶中产生红棕色气体，
溴蒸气能与碘化钾发生置换反应，生成碘，使淀粉溶液变蓝，故实验
现象为试管中溶液变蓝色（或硬质玻璃管中出现红棕色气体）。
（4）实验过程中，先通入一会儿 ，再点燃酒精灯，这样操作的目
的是____________________________________。
排尽装置内空气，避免氧化亚铁离子
[解析] 实验过程中，先通入一会儿 ，再点燃酒精灯，这样操作的目
的是排尽装置内空气，避免 氧化亚铁离子。
（5）为确认玻璃管中残留物有 ，宜选择试剂__（填标号）。
溶液 .酸性 溶液
溶液，氯水 溶液
[解析] 能氧化溴离子而褪色，不能证明有亚铁离子存在；残留
物中若有，加入溶液显红色，则不能证明残留物有 存
在； 溶液能证明有溴离子存在，不能证明有亚铁离子存在；
是用于检测亚铁离子的有效试剂，其反应原理是通过生成
带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀来检测亚铁离子的存在，故选 。
（6）为了探究浓度对 氧化性的影响，实验操作及现象如下：
实验 操作 现象
ⅰ 向溶液中滴加 淀粉溶 液 溶液变蓝
色
ⅱ 向 溶液中先加入适量 固体，后滴加 淀粉溶液 溶液不变
蓝色
已知： 呈无色。
写出实验ⅰ中反应的离子方程式：_________________________。
实验ⅱ“不变蓝色”的原因是______________________________________
__________________（结合必要化学用语和文字解释）。
铁离子生成六氟合铁离子，降低了铁离子浓度，其氧化性降低
实验 操作 现象
ⅰ 向溶液中滴加 淀粉溶 液 溶液变蓝
色
ⅱ 向 溶液中先加入适量 固体，后滴加 淀粉溶液 溶液不变
蓝色
[解析] 向溶液中滴加 淀粉溶液，铁离子与碘
离子发生氧化还原反应，离子方程式为 ；
实验ⅱ“不变蓝色”的原因是发生了反应 ，导致
浓度降低， 氧化性减弱。
实验 操作 现象
ⅰ 向溶液中滴加 淀粉溶 液 溶液变蓝
色
ⅱ 向 溶液中先加入适量 固体，后滴加 淀粉溶液 溶液不变
蓝色
思维建模
猜想型性质探究实验题的思维流程
考点二
反应原理探究实验
1.反应原理探究命题角度
类型 思考方向
酸性强弱比 较 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 等方法来比较
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 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
类型 思考方向
弱酸酸式盐 的电离程度 与水解程度 比较 可通过测定溶液的酸碱性的方法来比较
的大小比 较 （以 、 为例） ①向少量的溶液中滴加 溶液至不再有白
色沉淀生成，再向其中滴加 溶液，产生黄色沉淀；
②向浓度均为的、 混合溶液中滴
加 溶液，先产生黄色沉淀
续表
类型 思考方向
一元酸、二 元酸判断 可用 溶液进行中和滴定，通过测定消耗
来确定
羟基的数目 判断 可通过取一定量试剂与足量 反应，通过测定放出
氢气的量来确定
羧基的数目 判断 可通过取一定量试剂与足量 反应，通过测定
放出 的量来确定
续表
2.反应原理探究示例
探究示例 探究原理与方法
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 ，气体净化后通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉
淀
探究 、 、 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：将氯气通入溶液中，氯气将 氧化成
，将溶液滴入淀粉溶液中，将 氧化
成
探究示例 探究原理与方法
探究 、 的溶度积 大小 向浓度相同的、的混合液中滴入 溶
液，若先生成黑色沉淀、后生成白色沉淀 ，则
说明
探究 、 电 离能力的强 弱 用试纸（或计）分别测定同浓度的 溶
液、溶液的
用试纸（或计）分别测定同浓度的 溶
液、溶液的，盐溶液的 越大，则对应
酸的酸性越弱
续表
题组 反应原理探究实验
1.遇会生成 蓝色沉淀，因此
常用于的检验。文献显示： 具有氧化性，
可以氧化；还原性大于 。
某科研小组探究与 能否直接反应的实验如下：
实验1：取加热至沸腾并快速冷却的 溶
液（加热、冷却过程中溶液颜色无变化）于试管中，并加入 的苯，
再加入铁粉，长时间无蓝色沉淀出现。
实验2：在“实验1”中，若使用砂纸打磨过的铁粉，一会儿就出现蓝色
沉淀。
实验3：在“实验1”中，若加少量 ，立即出现蓝色沉淀；若换成加
入或 ；则不出现蓝色沉淀。
实验4：在“实验1”中，若将铁粉换成在稀硫酸中反应一段时间的铁片，
立即出现蓝色沉淀。
下列说法错误的是( )
A.实验1中长时间无蓝色沉淀出现，可能是因为铁粉表面有氧化膜
B. 可能起破坏铁粉表面氧化膜的作用
C.与 可以直接反应
D.在、C、溶液组成的原电池中，通过直接滴加 溶
液至电解质溶液中的方法，可以检验是否发生原电池反应
√
[解析] 实验1中长时间无蓝色沉淀出现可能是因为铁粉表面的氧化膜
阻碍了铁与铁氰化钾溶液的反应，A正确；
由实验3可得，氯离子可能起破坏铁粉表面的氧化膜的作用，有利于铁与铁氰化钾溶液的反应，B正确；
实验2、3、4说明铁与铁氰化钾溶液能直接反应，C正确；
铁、碳、氯化钠溶液组成的原电池中，若直接向原电池中滴加铁氰化钾溶液，铁与铁氰化钾溶液能直接反应，无法检验溶液中是否存在 ，不能检验是否发生原电池反应，D错误。
2.[2024·广东六校联考] 某化学兴趣小组对乙醛与新制 悬浊液
反应的实验进行探究。
Ⅰ.配制 悬浊液
（1）配制悬浊液需要用到的溶液，配制
的 溶液需要用到的玻璃仪器有__________（填序号）
烧杯 ② 容量瓶 ③量筒
④ 烧杯 ⑤玻璃棒 ⑥药匙
⑦天平 ⑧酒精灯
①③④⑤
[解析] Ⅰ.配制 的氢氧化钠溶液需要用到的玻璃仪器有烧杯、
量筒、玻璃棒，容量瓶用于配制一定物质的量浓度的溶液。
（1）根据分析，配制的氢氧化钠溶液，其体积 ，
需要用到烧杯、量筒、 烧杯和玻璃棒。
Ⅱ.探究在乙醛与新制 反应中的作用，实验记录如下：
文献资料：与反应生成 （蓝紫色）。
在碱性条件下稳定，在酸性溶液中不稳定，如：
序 号 溶液体积 溶液的体积 振荡后 现象 加入 的乙醛溶液加
热后现象
ⅰ 5滴 浅蓝绿 色沉淀 仍然为浅蓝绿色沉淀
序 号 溶液体积 溶液的体积 振荡后 现象 加入 的乙醛溶液加
热后现象
ⅱ 浅蓝色 沉淀 浅蓝色沉淀 黑色沉淀
ⅲ 5滴 蓝色浊 液 蓝色浊液 黄绿色浊液
橙黄色浊液 砖红色浊液
续表
（2）实验ⅰ中的浅蓝绿色沉淀的主要成分为 ，受热不易
分解。写出生成 的化学方程式：
_______________________________________________。
[解析] Ⅱ.探究氢氧化钠在乙醛与新制氢氧化铜反应中的作用，实验ⅰ产生浅蓝绿色沉淀，且加入乙醛溶液后加热，沉淀不变，说明该沉淀不是氢氧化铜，且该沉淀不与乙醛反应；实验ⅱ产生浅蓝色沉淀，且加入乙醛溶液后加热，浅蓝色沉淀转化为黑色沉淀，黑色沉淀为氢氧化铜受热分解产生的氧化铜；实验ⅲ产生蓝色浊液，是氢氧化铜在过量碱的情况下，形成了蓝色络合物，再加入乙醛溶液加热，最后转变为砖红色浊液，氧化亚铜为砖红色沉淀，则实验ⅲ产生了 氧化亚铜；（2）硫酸铜与氢氧化钠反应生成碱式硫酸铜，其反应的化学方程式
为 。
（3）实验___（填“ⅰ”“ⅱ”或“ⅲ”）的新制 与乙醛反应生成了
。
ⅲ
[解析] 根据分析，实验ⅲ产生了蓝色浊液，加入乙醛溶液后加热，最
后转变为砖红色浊液，产生了氧化亚铜。
Ⅲ.为进一步探究新制 与乙醛反应的本质，科研小组又进行如
下实验：
序号 实验 加入试剂 加入 的乙醛溶液加
热后现象
ⅳ 新制 固体 ________ 蓝色沉淀 黑色沉淀
ⅴ 蓝色浊液 黄绿色浊液
橙黄色浊液 砖红色浊液
（4）由实验ⅳ的现象推测：实验ⅱ的黑色沉淀是_____。实验ⅴ能够产
生砖红色沉淀的原因是____________________________________
（结合微粒符号解释），写出实验 中该微粒与乙醛发生反应的离子
方程式：
_ _______________________________________________________。
过量碱与反应生成
[解析] Ⅲ.实验ⅳ中只加入水后就加入乙醛溶液与氢氧化铜反应，最后产生黑色沉淀；实验ⅴ加入氢氧化钠溶液后再加入乙醛溶液与氢氧化铜反应，此时出现橙黄色浊液，根据实验ⅳ和ⅴ对比，该现象可能来源于碱。（4）根据分析，实验ⅱ产生浅蓝色沉淀，且加入乙醛溶液后加热，浅蓝色沉淀转化为黑色沉淀，黑色沉淀为氢氧化铜受热分解产生的氧化铜；实验ⅲ产生蓝色浊液，是氢氧化铜在过量碱的情况下，形成了蓝色络合物， 与乙醛反应生成氧化亚铜，其反应的离子方程式为 。
（5）针对实验ⅲ、ⅴ中“黄绿色浊液 橙黄色浊液”的异常现象，通过
实验证明了“橙黄色”与乙醛在碱性条件下发生反应生成的有色物质有
关。实验方案为____________________________________________，
加热，无色溶液先变为亮黄色，逐渐加深为橙黄色。
取，加入的乙醛溶液
[解析] 针对橙黄色的异常现象，与橙黄色和乙醛在碱性条件下发生反
应生成的有色物质有关，则将实验ⅲ、ⅴ中氢氧化铜去掉即可，则实验
方案为取溶液，加入 的乙醛溶液。
（6）为分离实验ⅴ中砖红色物质，进行如下操作：取实验ⅴ反应后浊
液，加入乙醇溶液，过滤，得到砖红色固体 ，为进一步确定砖
红色固体 的成分，该小组同学设计以下实验方案；取少量砖红色固
体于试管中，加入过量稀 ，振荡，溶液变为蓝色并有紫红色
固体。由实验现象能否得出该砖红色固体是 ，理由是________
___________________________________。
不能，砖红色固体也可能是和的混合物
[解析] 取少量砖红色固体于试管中，加入过量稀 ，振荡，溶
液变为蓝色并有紫红色固体。砖红色固体也可能是和 的混合物，
所以由实验现象不能得出该砖红色固体是 。
经典真题·明考向
1.[2024·湖北卷节选] 学习小组为探究、能否催化 的分
解及相关性质，室温下进行了实验 Ⅰ~Ⅳ 。
已知：为粉红色、为蓝色、
为红色、 为墨绿色。
回答下列问题：
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
______________________________ ______________________________________________ _____________________________________________
无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡 产生 溶液变为墨绿色，并
持续产生能使带火星木
条复燃的气体
（1）实验 Ⅰ 表明______（填“能”或“不能”）催化
的分解。实验 Ⅱ 中 大大过量的原因是__________________
____________________________。
实验 Ⅲ 初步表明能催化的分解，写出 在实验
Ⅲ 中所发生反应的离子方程式：
______________________________________________________________、
_ __________________________。
不能
维持，有利于转化为
[解析] 溶液中存在大量的，向其中加入 的
后无明显变化，因此，实验Ⅰ表明不能催化 的
分解。实验Ⅱ中存在，与 反应生
成红色的，促进电离平衡正向移动，溶液中
增大，因此需要过量吸收，生成 气体，有利于
转化为。实验Ⅲ的实验现象表明在 的
作用下能与反应生成 ，然后
能催化的分解，因此， 在实验Ⅲ中所发生反应
的离子方程式为
、 。
（2）实验 Ⅰ 表明，反应
难以正向进行，
利用化学平衡移动原理，分析、分别与 配位后，正向反
应能够进行的原因：__________________________________________
____________________________________________________________
_______________。
、与配位时，两种的水合离子浓度均减小，形成的络离子更稳定，浓度减小更大，平衡正向移动
[解析] 实验Ⅰ表明，反应
难以正向进行。实验Ⅲ的现象表明， 、
分别与配位时，更稳定， 更易与
反应生成，使得 的浓度减小的幅度远
远大于 减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成
物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行。
（3）实验 Ⅳ 中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B到C溶液变为
粉红色，并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为_____、
____。
实验Ⅳ
____________________________________________________________________
[解析] 实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体，说明发生了
；B到C溶液
变为粉红色，并产生气体，说明发生了
，因此从A到
C所产生的气体分别为和 。
实验Ⅳ
____________________________________________________________________
2.[2023·北京卷] 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。
（1）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：
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
①初始阶段，被氧化的反应速率：实验 Ⅰ___实验 Ⅱ （填“ ”“ ”
或“ ”）。
[解析] 是固体，在水中溶解度很小，铜主要被溶液中生成的 氧化。
初始阶段，实验Ⅱ中的浓度比实验Ⅰ中的浓度更大，生成 的速率
更快，则实验Ⅱ中 被氧化的速率更快。
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.取实验 Ⅲ 的深红棕色溶液，加入 ，多次萃取、分液。
步骤 .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 的目的是____________________________________。
ⅱ.查阅资料， ，
排除的颜色对判断铜氧化产物的干扰
（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：
_______________________________________________________
________________________________________。
、
[解析] ⅰ.实验Ⅲ所得深红棕色溶液中存在平衡，加入 ，
多次萃取分液可以分离出溶液中的，使 的平衡不断逆向
移动，最终可以除去溶液中红棕色的 ，防止对判断铜氧化产物的干扰。
ⅱ.结合查阅资料信息可知，实验Ⅲ所得溶液中， 元素以无色的
形式存在，加入浓氨水，发生反应：
，生成的 又被空气中的氧气不断氧化
为蓝色的 ，发生反应：
。
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_____________________________________________。
白色沉淀溶解
浓度小，覆盖在表面，阻止反应继续进行
[解析] 若实验Ⅰ中生成的白色沉淀为，实验Ⅰ中 被氧化的化学方程
式为 ；分别取少量实验Ⅰ和实验Ⅱ中白色固体，
洗涤后得到白色沉淀，由题意可知白色沉淀主要成分是，加入浓
溶液，发生反应 ，则可以观察到的现象是白色沉
淀溶解，溶液为无色；由 可知，实验Ⅰ和实验Ⅱ中碘未完全反应，
由白色沉淀加浓溶液后观察到少量红色的铜，说明实验Ⅰ和Ⅱ中 浓
度小，覆盖在表面，阻止反应继续进行，未能氧化全部的 。
（2）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_______________
________。
铜片、和的混合溶液
[解析] 通过原电池装置证实可以将 氧化为铜离子，则铜片作负极，
因为碘在水中溶解度很小，由已知信息可知碘的氧化性和 几乎相同，
则正极的电解质溶液可以是和 的混合溶液。
（3）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： ___________________________________________
____________________________________________________________
___________________________________ 。
电化学实验中，由于氧化性，将
氧化为；实验Ⅰ~Ⅲ，体系中有，生成或，使 价铜
的还原性减弱，不能氧化或
1.[2025·山西朔州怀仁一中检测] 某研究小组利用如图所示装置制备氯
气并进行卤素性质的探究。回答下列问题：
Ⅰ.制备 并进行性质实验（夹持装置和加热仪器略）
[解析] Ⅰ.A装置制取氯气，B装置氯气和氯化亚铁反应生成氯化铁，C
装置探究氯气和溴单质的氧化性强弱，D装置为尾气处理装置，可以
将多余的氯气等吸收；
（1）实验室用与浓盐酸反应制取 ，反应的化学方程式为
_ ______________________________________。
[解析] 实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，其反应的化学方程
式为 。
（2）B中发生反应的离子方程式为___________________________。
[解析] 根据分析，B装置中氯气将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离
子方程式为 。
（3）装置D的作用是______________________________________。
除去尾气中的氯气等气体，防止污染空气
[解析] 根据分析，D装置可以吸收多余的氯气，故D装置的作用为除
去尾气中的氯气等气体，防止污染空气。
（4）取一支试管，加入中橙黄色溶液，再滴入几滴淀粉 溶液，
观察到溶液变为蓝色。通过以上实验，______（填“能”或“不能”）得出
结论：的氧化性强于 ，理由是______________________________。
不能
有可能是过量的将氧化为
[解析] 氯气通入C装置时，可能过量，过量的
氯气能与碘化钾溶液反应，所以不能得出溴
单质的氧化性强于碘单质的结论。
Ⅱ.研究小组为了验证和能否将氧化为 ，设计如下实验：
实 验 操作 现象
ⅰ 先向试管中加入溶液和 苯 （浮于液面上），将胶头滴管伸入下层溶液中， 滴加少量稀溴水 下层溶液为
黄色
ⅱ 先向试管中加入溶液和 苯 （浮于液面上），将胶头滴管伸入下层溶液中， 滴加 稀碘水 下层溶液为
黄色
再滴加 溶液于下层溶液中 无红色出现
（5）同学甲认为实验ⅰ的现象说明溴水能将 氧化；同学乙认为仅
从“溶液为黄色”不能得出“溴水能将 氧化”的结论，黄色可能是溴
水溶于水溶液形成的颜色。同学乙补充了实验方案，证明了“溴水能将
氧化”。同学乙补充的实验方案是 __________________________
____________________________________________________________
___________________________________________________________ 。
取少量实验ⅰ的下层黄色溶液
于试管中，滴加少量 溶液，振荡，溶液变为红色；另取
溶液于试管中，滴加少量 溶液，振荡，无红色出现
[解析] Ⅱ.验证溴单质和碘单质能否将亚铁离子氧化为铁离子，实验ⅰ加入 苯是为了防止空气中的氧气将亚铁离子氧化为铁离子，排除干扰因素；实验ⅱ同样也排除了氧气的干扰，滴加碘水后的下层溶液虽然为黄色，但往下层溶液中滴加硫氰化钾溶液无红色出现，说明碘单质并没有将亚铁离子氧化为铁离子。
（5）根据分析，实验ⅰ的下层溶液虽然是黄色，可能是溴单质溶于
水形成的颜色，也可能是氯化亚铁溶液本身已经变质，检验亚铁离子
是否被溴单质氧化，应补充实验方案为取少量实验ⅰ的下层黄色溶液于
试管中，滴加少量溶液，振荡，溶液变为红色；另取
溶液于试管中，滴加少量 溶液，振荡，无红色出现。
（6）分析上述实验，判断、、 的氧化性由强到弱的顺序是
_______________。
[解析] 根据实验现象，溴单质能够将亚铁离子氧化为铁离子，但碘单
质不能将亚铁离子氧化为铁离子，故氧化性由强到弱的顺序是
。
2.[2024·广东广州模拟] 某项目式学习小组设计如表所示实验，探究饱
和 溶液对新制氯水漂白性的影响，褪色时间的差异引起该小组
的讨论。
实验步 骤 试剂A 现象
_________________ 蒸馏水 后品红溶液褪色
饱和 溶液 生成白色沉淀， 后品红
溶液褪色
查阅资料： 。回答下列问题：
（1）和 反应的离子方程式为___________________________。
[解析] 和反应的离子方程式为 。
（2）甲同学认为为 ，乙同学认为甲是错误的，乙的证据是
______________________________________________。
次氯酸根离子和硝酸银反应可以生成次氯酸银沉淀
[解析] 氯水中含有次氯酸，次氯酸电离出的次氯酸根离子和硝酸银反
应可生成次氯酸银沉淀，所以乙同学认为甲是错误的。
（3）丙同学认为为 ，丁同学认为丙是错误的，丁的证据是
________________________________________（填化学方程式）。
[解析] 丙同学认为为 ，丁同学认为丙是错误的，因为次氯酸银
不稳定，最终会转化为氯化银沉淀，发生反应的化学方程式为
。
（4）为了验证中除有外还含有 ，该小组取过滤、洗涤后
的 分别装入3支洁净的试管中，进行如表所示的实验：
实验 序号 加入试剂及操作 实验现象 解释
① 加入 浓盐 酸，用湿润的淀粉 试纸靠近试管口 产生黄绿 色气体，淀 粉 试纸变 蓝 产生气体的化学方程式
为
_______________________
_______________
实验 序号 加入试剂及操作 实验现象 解释
② 加入 溶液，再滴加3滴 __________溶液 溶液出现 红色 —
硫氰化钾
续表
实验 序号 加入试剂及操作 实验现象 解释
③ 加入饱和 溶 液，静置 ，取上层 清液，滴加1滴品红 溶液 品红溶液 褪色 __________________
______________________
______________________
续表
发生沉淀转化， 增大，水解生成了具
有强氧化性的次氯酸
[解析] ①产生的黄绿色气体为氯气，淀粉 试纸变蓝，说明氯气和碘
化钾发生了置换反应，生成了碘，产生气体的化学方程式为
。
②亚铁离子可以被次氯酸银氧化为铁离子，铁离子遇到硫氰化钾溶液变红，加入 溶液，再滴加3滴硫氰化钾溶液，溶液变红。
③加入饱和溶液，静置 ，取上层清液，滴加1滴品红溶液，品红
溶液褪色，说明发生沉淀转化：
， 水解生成了具有强氧
化性的次氯酸。
（5）取新制氯水与足量饱和 溶液反应后得到的固体，用蒸馏水
洗涤3次，干燥后称取装入一洁净试管，测得总质量为 ，
用酒精灯加热，待氧气释放完全并恢复至室温，测得试管总质量为
，则白色固体中 _____。
[解析] 次氯酸银分解生成氯化银和氧气的化学方程式
为 ，反应后质量减轻
，减轻质量为氧气质量，氧气的物质的量为
，则次氯酸银物质的量为， 的物质的量为
，则白色固体中
。
3.[2025·河北部分学校联考] 液氨是一种无色液体，有强烈刺激性气味，
其在工业上应用广泛，具有腐蚀性且容易挥发。某小组拟探究液氨与
钾的反应。
【资料】①氨的熔点是，沸点是 。碱金属的液氨
溶液中含有蓝色溶剂化电子 。
时，溶解 ，形成蓝色溶液并发生置换
反应，产物之一是氨基化钾 。
【装置】
[解析] 装置A为 的制备装置，碱石灰可吸收浓氨水中的水分，并
放出大量的热，使浓氨水受热分解产生氨气，有利于氨气逸出；装置
B是为了产生较稳定的气流，空的集气瓶可作为安全瓶起缓冲作用；
装置C用碱石灰来吸收 中的水蒸气，起干燥作用；装置D为制备装
置，液氨与钾发生反应： ；装置 为
尾气处理装置，吸收氨气防止氨气直接排入
空气中污染环境，同时避免空气中的水蒸气
进入装置干扰实验，可用 固体吸收氨气
和水蒸气。
回答下列问题：
（1）A、C装置中碱石灰的作用依次是___________________________
__________、__________。
碱石灰与水反应放热，促进氨气的逸出
干燥氨气
[解析] 由分析可知装置A为 的制备装置，碱石灰可吸收浓氨水中
的水分，并放出大量的热，使浓氨水受热分解产生氨气，有利于氨气
逸出；装置C用碱石灰来吸收 中的水蒸气，起干燥作用。
（2）D装置中制冷温度控制在 的依据是______________。
确保氨为液态
[解析] 氨的熔点是，沸点是 ，D装置中制冷温度
控制在 的依据是确保氨为液态。
（3）若D装置中钾片表面有氧化膜（主要成分为 ），氧化膜溶于
液氨生成两种产物，其中一种是氨基化钾 ，另一种是_____
（填化学式）。
[解析] 氧化膜（主要成分为 ）溶于液氨
生成两种产物，其中一种是氨基化钾，
根据元素守恒可知另一种是 。
（4）钾和液氨生成溶剂化电子的离子方程式为___________________
__________；钾和液氨发生置换反应的化学方程式为
___________________________。
[解析] 由分析可知钾和液氨生成溶剂化电子的离子方程式为
；钾和液氨发生置换反应的化学方程式
为 。
（5） 装置中试剂宜选择___（填标号）。
.碱石灰 .五氧化二磷
.无水氯化钙 .生石灰
[解析] 装置 为尾气处理装置，吸收氨气防止氨气直接排入空气中污
染环境，同时避免空气中的水蒸气进入装置干扰实验，可用 固体
或无水氯化钙吸收氨气和水蒸气，故选 。
（6）设计实验证明D装置中产物之一是 _____________________
____________________________________________________________
________________________________________________ 。
证明D装置中产物之一是的方法是将 装置导出的气体通过浓硫酸，
并点燃（或通入灼热的氧化铜中），若产生蓝色火焰（或黑色粉末变
为红色粉末），则D装置中生成了氢气。
将 装置导出的气体通
过浓硫酸，并点燃（或通入灼热的氧化铜中），若产生蓝色火焰
（或黑色粉末变为红色粉末），则D装置中生成了氢气
Exercise
作业手册
考点一 物质性质探究实验
1.[2025·广东深圳外国语学校模拟] 为研究 溶液的性质，某小组
同学进行了如下探究实验。
Ⅰ.配制 溶液
（1）溶液的配制：取 固体溶于________，再稀释至指定浓度。
浓盐酸
[解析] 为强酸弱碱盐，铁离子水解而使其溶液呈酸性，水解反
应的离子方程式为 ，根据方程式知，
为防止铁离子水解，在配制氯化铁溶液时常将 固体先溶于浓盐酸
中，再稀释至指定浓度。
（2）将溶液稀释成 溶
液，稀释过程中一定不需要使用的仪器有________________
（填下列仪器名称）。
漏斗、分液漏斗
[解析] 将溶液稀释成
溶液，需要 容量瓶、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、量筒，不需要
漏斗、分液漏斗。
Ⅱ. 溶液与锌粉反应的探究
小组同学进行如下实验探究，操作及现象如下：
操作 现象
向反应瓶中加入过量锌粉，然 后加入 的 溶液，搅拌，充分反应 一段时间后有气泡产生，反应
缓慢， 逐渐增大，产生了大量
红褐色沉淀后，无气泡冒出，此
时溶液为
收集检验反应过程中产生的气 体 集气管口靠近火焰，有爆鸣声
（3）结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因：
____________________________________________________________
______________________________________________。
，与反应使溶液中降低，会促进上述平衡正向移动，出现红褐色沉淀
[解析] 为强酸弱碱盐，铁离子水解而使其溶液呈酸性，水解反
应离子方程式为，与 反应使溶液
中降低，会促进上述平衡正向移动，出现红褐色 沉淀。
（4）取实验后的溶液，滴加____________溶液，证明有 生成，
依据的现象是______________，原体系中生成 的离子方程式：
__________________________。
产生蓝色沉淀
[解析] 取实验后的溶液，滴加溶液，证明有 生成，
依据的现象是产生蓝色沉淀，原体系中将还原生成 ，该反
应的离子方程式为 。
（5）分离出固体，甲同学提出固体中除了有 ，可能还有铁单
质，于是设计下列实验检验固体的成分：
ⅰ.用蒸馏水洗涤固体后、加入足量的稀盐酸并加热，产生气泡，固体
全部溶解。
ⅱ.向反应后的溶液中滴加 溶液，无变化。
由此甲同学得出结论，一定含有铁单质。但乙同学认为不严谨，他的
理由是________________________________________________。乙同
学用很简单的方法证明了沉淀中不含铁单质，方法是
_________________。
过量的锌粉也会与盐酸反应产生气体，也能还原
用磁铁吸引固体
[解析] 用蒸馏水洗涤固体后、加入足量的稀盐酸并加热，产生气泡，
固体全部溶解，再加 溶液，无变化，该现象不能说明固体中一定
存在 单质，因为过量的锌粉也会与盐酸反应产生气体，也能还原
。单质具有磁性， 单质没有，为了证明沉淀中不含铁单质，
方法是用磁铁吸引固体。
（6）针对原实验中为何没有产生铁单质，查阅资料，得知可能是产
生的红褐色沉淀包裹在粉上，阻碍了与 的反应。实验证实了
粉被包裹。资料：开始沉淀的约为 ，完全
沉淀的约为3。于是重新做实验，当溶液为 时，不取出固体，
向固-液混合物中持续加入盐酸，控制 ，__________________
___________________（填实验操作和现象），停止加入盐酸，待
为时，取出固体，固体中检测到 单质。
加入几滴溶液，待溶液红色消失后
[解析] 实验中未检测到单质的原因可能是的干扰以及
沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成 沉淀时
利用将还原为 ，即可排除两个干扰因素，具体操作：重新
做实验，当溶液为 时，不取出固体，向固-液混合物中持续加
入盐酸，控制，红褐色沉淀逐渐溶解，产生，过量 与
溶液中的、、反应，加入几滴 溶液，当溶液红色消
失，说明无，停止加入盐酸，待为 时，取出固体，固体
中检测到 单质。
（7）写出 在生活或生产中的一种应用：_____________________
______________________________。
刻蚀覆铜板、金属板刻蚀液、作净水剂等（合理均可）
[解析] 在生活或生产中可用于刻蚀覆铜板、作金属板刻蚀液、
作净水剂等。
[解析] 实验Ⅱ中，向反应瓶中加入过量锌粉，然后加入
的 溶液，搅拌，发生反应
、 、
，一段时间后有气泡产生，反应缓
慢， 逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液
为 ，收集检验反应过程中产生的气体，集气管口靠近火焰，
有爆鸣声，该气体为 ，分离出固体，甲同学提出固体中除了有
，可能还有铁单质，实验中未检测到 单质的原因可能是
干扰以及 沉淀对锌粉的包裹，因
此可控制反应条件，在未生成沉淀时利用过量将 还原
为 ，即可排除两个干扰因素。
2.三氯化铬为紫色单斜晶体，熔点为 ，易潮解，易升华，
溶于水但不易水解，高温下能被氧气氧化，工业上主要用作媒染剂和
催化剂。
（1）某化学小组用和 在
高温下制备无水三氯化铬，部分实
验装置如图所示，其中三颈烧瓶内
装有，其沸点为 。
[解析] A中四氯化碳进入装置B中和 反应生成三氯化铬，生成物
在C中冷凝，尾气进行处理以减少污染。
①基态 原子的价层电子排布为________。
[解析] 为24号元素，其基态原子的价层电子排布为 。
②实验前先往装置A中通入 ，其目的是排尽装置中的空气，在实验
过程中还需要持续通入 ，其作用是____________________________
_____________________。
将四氯化碳吹入管式炉中和反应生成三氯化铬
[解析] 三氯化铬易升华，高温下能被氧气氧化，实验前先往装置A中
通入 ，其目的是排尽装置中的空气，防止空气中的氧气氧化三氯化
铬，在实验过程中还需要持续通入 ，其作
用是将四氯化碳吹入管式炉中和 反应
生成三氯化铬。
③装置C的水槽中应盛有______（填“冰水”或“沸水”）。
冰水
[解析] 三氯化铬熔点为 ，则装置C的水槽中
应盛有冰水，便于生成物冷凝。
④装置B中还会生成光气 ，B中反应的化学方程式为
_ _______________________________。
[解析] 装置B中四氯化碳和 反应生成三氯化铬，还会生成光气
，B中反应的化学方程式为 。
（2）的工业制法：先用的溶液将红矾钠 转
化为铬酸钠，加入过量，再加入 溶液，可以
看到有气泡产生。写出用将铬酸钠还原为 的离
子方程式：_______________________________________________。
[解析] 将铬酸钠还原为 ，同时甲醇被氧化为二
氧化碳气体，离子方程式为
。
（3）为进一步探究 的性质，某同学取试管若干支，分别加入10
滴溶液，并用4滴 溶液酸化，再分
别加入不同滴数的 溶液，并在不同的温度下进行
实验，反应现象记录于表格中。
的用量 （滴数） 在不同温度下的反应现象
1 紫红色 蓝绿色溶液
紫红色 黄绿色溶液，且随 滴数
增加，黄色成分增多
的用量 （滴数） 在不同温度下的反应现象
10 紫红色 澄清的橙黄色溶液
紫红色 橙黄色溶液，有棕褐色沉淀，
且随 滴数增加，沉淀增多
紫红色 紫红色溶液，有较多的棕褐色
沉淀
续表
①温度对反应的影响。
与在常温下反应，观察不到 的橙色，甲同学认为
其中一个原因是的橙色被 的紫红色掩盖，另一种可能的
原因是________________________________________，所以必须将反
应液加热至沸腾 后，才能观察到反应液由紫红色逐渐变为橙
黄色的实验现象。
反应的活化能较高，需要较高温度才能进行
[解析] 与在常温下反应，观察不到 的橙色，另一
种可能的原因是反应的活化能较高，需要较高温度才能进行，所以必
须将反应液加热至沸腾 后，才能观察到反应液由紫红色逐渐
变为橙黄色的实验现象。
②与 的用量对反应的影响。
对表格中数据进行分析，在上述反应条件下，欲将 氧化为
，与 最佳用量比为_____。这与由反应
所推断得到
的用量比不符，你推测的原因是________________________________
_________________________________________。
高锰酸根离子和溶液中氯离子发生了氧化还原反应，导致高锰酸钾溶液用量增加
[解析] 由表中数据可知，在题述反应条件下，欲将氧化为 ，
高锰酸钾最佳用量为10滴，则 与
最佳用量比为 ；这与由反应
所推断得到
的用量比不符，可能原因是高锰酸根离子和溶液中氯离子发生了氧化
还原反应，导致高锰酸钾溶液用量增加。
考点二 反应原理探究实验
3.[2024·北京大学附中检测] 实验小组探究溶液与 溶液的
反应：
［资料］ 是强电解质，具有强氧化性。 易被还原
为 ；
可与发生反应： ；
③在溶液中 淀粉复合物必须有足够的浓度才能显示明显的蓝色。
Ⅰ .实验小组设计了下列实验验证了溶液与 溶液的反应：
编号
实验操作 ____________________________________________________ ________________________________________________________
现象 无明显现象 溶液立即变蓝
（1）实验 的目的是_______________________________________
________________________________。
作对比实验，证明将氧化为碘单质，排除氧气氧化碘离子的干扰
[解析] 实验的目的是作对比实验，证明将 氧化为
碘单质而使淀粉溶液变蓝色，排除氧气氧化碘离子的干扰。
（2）请用离子方程式表示实验 中的化学反应：_______________
_______________。
[解析] 实验中溶液与 溶液反应生成碘单质而使淀
粉溶液变蓝色，反应的离子方程式为 。
Ⅱ .实验小组发现，溶液中若含有 ，溶液并不会立刻变蓝，
而会等待一段时间后再变蓝。为了解释这一现象，甲同学对此提出两
种猜想：
（3）猜想1：其他条件相同时，与 反应速率___
与的反应速率，使溶液中 浓度降低，化学反应速
率变慢。（填“ ”或“ ”）
猜想2：其他条件相同时，与 不反应。
与反应速率___与的反应速率（填“ ”或“
”）。
[解析] 溶液中若含有 ，溶液并不会立刻变蓝，而会等待一
段时间后再变蓝，可能的原因为猜想与 反应
速率大于与的反应速率，使溶液中 浓度降低，化
学反应速率变慢；猜想2：其他条件相同时，与 不
反应，而与反应速率小于与 的反应速率，所
以溶液并不会立刻变蓝。
（4）根据资料②可知 的还原性______（填“强于”或“弱于”）
，甲同学认为，该事实可以用来作为_______（填“猜想1”或“猜想2”）
的依据。
强于
猜想1
[解析] 根据资料可与 发生反应：
，还原剂的还原性强于还原产物，所以
的还原性强于 ，该事实可验证猜想1：其他条件相同时，
与（还原性强于）反应速率大于 与
的反应速率，使溶液中 浓度降低，化学反应速率变慢。
Ⅲ.为了进一步研究 的作用，小组同学分别向两支试管中依次
加入下列试剂，并记录变色时间，如下表所示。
编号
溶液
溶液
淀粉溶液 2滴 2滴
溶液
① ②
变色时间 立即
（5）请补全表格中信息：①________、②_______。
蒸馏水
[解析] 表格中①为蒸馏水，根据控制变量法，为了使溶液的总体积相
同，应加入 蒸馏水。
（6）乙同学根据现有数据证明 Ⅱ 中猜想1不成立，理由是_________
____________________________________________________________
______________________________________________________。
在实验中与完全反应后的溶液中，仍高于实验中的起始，溶液应该立即变成蓝色，所以猜想1不成立
[解析] 在实验中与完全反应后的溶液中， 仍高于
实验中的起始 ，溶液应立即变成蓝色，所以猜想1不成立。
Ⅳ.查阅文献表明 Ⅱ 中猜想2成立。
（7）下列说法正确的是_____（填字母）。
A.增加溶液中浓度， 的初始反应速率会增加
B.增加溶液中 浓度，溶液变蓝时间可能增加
C.增加溶液中 浓度，溶液可能无法变蓝
D.升高溶液温度，溶液开始变蓝时间可能增加
√
√
[解析] 由猜想2可知，与反应生成后再与反应，
的初始反应速率由浓度决定，实验增加溶液中 浓度，
初始反应速率不会增加，A错误；
由猜想2可知，增加溶液中浓度，溶液变蓝时间可能增加，B正确；
增加溶液中 浓度，将生成的碘单质完全反应，溶液可能无法变蓝，C正确；
升高溶液温度，反应速率加快，溶液开始变蓝时间可能减小，D错误。
（8）结合实验的数据，计算内的 消耗的速率
_________ 。
[解析] 根据反应 和
得到关系式： ，实验
中出现蓝色时，消耗完，所以 ，
。
4.某小组探究、能否将 氧化，甲同学设计了如下实验：
______________________________________________________ 实验现象
A中溶液呈棕黄色，滴加淀粉溶液，
溶液变蓝
B中产生黄色沉淀，滴加淀粉溶液，
未变蓝
（1）A中反应的离子方程式为_________________________，说明氧
化性： 。
[解析] 实验A中的现象为溶液呈棕黄色，滴加淀粉溶液，溶液变蓝，
说明产生了 ，因此A中反应的离子方程式为
。
（2）乙同学认为B中溶液滴加淀粉
溶液，未变蓝，原因是
，于是设计了如下
实验：
①盐桥中电解质可以使用______（填“”或“ ”）。
[解析] 盐桥中电解质可以使用，若用 则其中氯离子会与银离
子产生沉淀。
② 闭合时，电流表指针向右偏转，石墨2作____极，电极反应为
_______________。
正
[解析] 当 闭合时，电流表指针向右偏转，说明形成了原电池，向右
偏转则说明石墨2作正极，电极反应为 。
③当指针归零后，向右侧烧杯中滴加 溶液或向左侧
烧杯中滴加溶液，指针均向右偏转，说明（或 ）浓
度越大，溶液的氧化性（或还原性）越____（填“强”或“弱”）。
强
[解析] 当指针归零后，向右侧烧杯中加入更大浓度 溶液或向左
侧烧杯中加入更大浓度 溶液，指针仍向右偏转，再次发生反应，可
知（或 ）浓度越大，溶液的氧化性（或还原性）越强。
④乙同学查阅资料，已知，当等体积等浓度 和
溶液混合时，溶液中_________ ，溶
液中和 很小，的氧化性和 的还原性很弱，二者直
接接触，不发生氧化还原反应。
[解析] 根据，当等体积等浓度和 溶液混
合时，溶液中
。
（3）丙同学测得溶液的 ，认为实验过程中
可能是硝酸氧化了 ，请设计实验方案验证丙同学的猜想：
____________________________________________________________
____________________________________________________________
__________________________________ 。
[解析] 丙同学认为可能是硝酸氧化了，那么要先有 生成，故
实验步骤为向溶液中滴加滴淀粉 溶液，再滴
加少量浓硫酸（或硝酸），调节溶液 ，若溶液变蓝，则说明硝
酸有影响，若溶液不变蓝，则说明硝酸无影响。
向溶液中滴加滴淀粉 溶液，再滴加少量
浓硫酸（或硝酸），调节溶液 ，若溶液变蓝，则说明硝酸有影
响，若溶液不变蓝，则说明硝酸无影响
5.[2025·湖北沙市中学检测]
具有强氧化性， 具有还原性，某
探究小组的同学学习氧化还原反应
的知识后推测与 可以发生
Ⅰ.实验探究：
反应。为了验证他们的猜想，设计了如图所示的实验进行验证。
（1）利用装置A制取 ，装有稀盐酸的仪器名称为__________，B装
置里面盛放的试剂可以是___（填序号），作用是_________________
______________。
A.浓硫酸
B.碱石灰
C.无水氯化钙
D.无水硫酸铜
分液漏斗
B
干燥、并除去挥发出的气体
[解析] 根据仪器的结构特点知，装有稀盐酸的仪器的名称为分液漏斗；
A装置制得的中混有和，和会与 反应，
干扰与的反应，故B装置的作用是干燥 、并除去挥发出的
气体；浓硫酸、无水氯化钙只能干燥，不能除去 ；无水硫酸
铜用于检验，不用于干燥气体、且不能除去 ；碱石灰既能
干燥、又能吸收 气体；
故B装置中盛放的试剂可以是B。
（2）下面是实验过程中的重要步骤，选出正确的操作顺序：_______
_____（填序号）。
①用小试管收集气体，并检验其纯度
②组装好实验装置，检查装置的气密性
③加热装有 的硬质玻璃管，使其逐渐熔化，反应一段时间
④打开止水夹和 ，通过分液漏斗向A中滴加稀盐酸
⑤停止加热，充分冷却后，关闭止水夹和
②④①③⑤
[解析] 该实验是与气体有关的实验，故先组装好实验装置，检查装置
的气密性；由于要加热和，同时要排除空气中和
对实验的干扰，故接着打开止水夹和 ，通过分液漏斗向A中滴加
稀盐酸，利用 排出装置中的空气；用小试管收集气体，检验其纯度
确定空气是否排尽；然后加热装有 的硬质玻璃管，使其逐渐熔
化，反应一段时间；停止加热，充分冷却后，关闭止水夹和 ；即
正确的操作顺序为②④①③⑤。
（3）在实验过程中观察到C中淡黄色固体逐渐变成白色，无水硫酸铜
未变成蓝色，则与 反应的化学方程式为
_________________________。
[解析] 在实验过程中观察到C中淡黄色固体逐渐变成白色，无水硫酸
铜未变成蓝色，说明反应没有生成，则与 加热反应生成
，反应的化学方程式为 。
（4）若只用水和酚酞溶液____（填“能”或“不能”）检验C中 是
否反应完全。
能
[解析] 取C中反应的固体少量于试管中，加水后滴加酚酞溶液，若溶液
先变红后褪色，说明 没有反应完全；若溶液仅变红不褪色说明
反应完全；即只用水和酚酞溶液能检验C中 是否反应完全。
Ⅱ.数据处理：
（5）实验结束以后，该小组的同学还想测定C装置内白色固体中未反
应完的 含量。
操作流程如下：
①白色固体中的质量分数为_ ________________（用含和
的式子表示）。
[解析] 装置C中的样品加入足量的水发生反应
，经操作1、溶液转移、操作2，得
固体产品的质量为 ；根据
列式，解得 ，白色固
体中的质量分数为 。
②若在转移溶液的过程中，不小心将溶液溅到蒸发皿外面，则测得
的质量分数______（填“偏大”“偏小”或“不变”）
偏小
[解析] 若在转移溶液的过程中，不小心将溶液溅到蒸发皿外面，导致
偏小，则测得 的质量分数偏小。
快速核答案
第48讲 探究性综合实验
考点一 物质性质探究实验
提升关键能力
题组 物质性质探究实验
1.A
2.（1）液溴 增大固体与液体接触面积，加快反应速率 （2）是非极性溶剂 过滤、干燥
（3）试管中溶液变蓝色（或硬质玻璃管中出现红棕色气体）
（4）排尽装置内空气，避免氧化亚铁离子
（5） （6） 铁离子生成六氟合铁离子，
降低了铁离子浓度，其氧化性降低
考点二 反应原理探究实验
提升关键能力
题组 反应原理探究实验
1.D 2.（1）①③④⑤
（2）
（3）ⅲ （4）反应生成,
（5）取，加入的乙醛溶液 （6）不能，砖红色固体也可能是和的混合物
经典真题·明考向
1.（1）不能 维持，有利于转化为
（2）、与配位时，两
种的水合离子浓度均减小，形成的络离子更稳定，
浓度减小更大，平衡正向移动 （3）
2.（1）① ②排除的颜色对判断铜氧化产物的干扰
、
③ 白色沉淀溶解 浓度小，覆盖在表面，阻止反应继续进行 （2）铜片、和的混合溶液 （3）电化学实验中，由于氧化性，将氧化为；实验Ⅰ~Ⅲ，体系中有，生成或，使价铜的还原性减弱，不能氧化或
教师备用习题
1.（1）
（2） （3）除去尾气中的氯气等气体，防止污染空气 （4）不能 有可能是过量的将氧化为 （5）取少量实验ⅰ的下层黄色溶液于试管中，滴加少量溶液，振荡，溶液变为红色；另取溶液于试管中，滴加少量溶液，振荡，无红色出现 （6）
2.（1） （2）次氯酸根离子和硝酸银
反应可以生成次氯酸银沉淀
（3）
（4） 硫氰化钾 发生沉淀转化，
增大，水解生成了具有强氧化性的次氯酸 （5）
3.（1）碱石灰与水反应放热，促进氨气的逸出 干燥氨气 （2）确保
氨为液态 （3） （4）,
（5） （6）将装置导出的气体通
过浓硫酸，并点燃（或通入灼热的氧化铜中），若产生蓝色火焰
（或黑色粉末变为红色粉末），则D装置中生成了氢气
作业手册
考点一 物质性质探究实验
1.（1）浓盐酸 （2）漏斗、分液漏斗
（3），与反应使溶液中降低，会促进上述平衡正向移动，出现红褐色沉淀
（4） 产生蓝色沉淀
（5）过量的锌粉也会与盐酸反应产生气体，也能还原 用磁铁吸引固体 （6）加入几滴溶液，待溶液红色消失后
（7）刻蚀覆铜板、金属板刻蚀液、作净水剂等（合理均可）
2.（1）① ②将四氯化碳吹入管式炉中和反应生成三氯化铬 ③冰水 ④
（2）
（3）①反应的活化能较高，需要较高温度才能进行 ② 高锰酸根离子和溶液中氯离子发生了氧化还原反应，导致高锰酸钾溶液用量
增加 考点二 反应原理探究实验
3.（1）作对比实验，证明将氧化为碘单质，排除氧气氧
化碘离子的干扰 （2） （3）
（4） 强于 猜想1 （5）蒸馏水 （6）在实验中与完全反应后的溶液中，仍高于实验中的起始，溶液应该立即变成蓝色，所以猜想1不成立 （7）BC （8）
4.（1） （2）① ②正
③强 ④ （3）向
溶液中滴加滴淀粉溶液，再滴加少量浓硫酸（或硝酸），调节
溶液，若溶液变蓝，则说明硝酸有影响，若溶液不变蓝，则说 明硝酸无影响
5.（1）分液漏斗 B 干燥、并除去挥发出的气体
（2）②④①③⑤ （3） （4）能
（5）①
②偏小第48讲 探究性综合实验
考点一
● 提升关键能力
题组
1.A [解析] 装置Ⅰ中连四硫酸钠和盐酸反应制备二氧化硫,盐酸具有挥发性,制得的二氧化硫中混有氯化氢,装置Ⅱ中二氧化硫和水生成亚硫酸和氯化氢溶于水得到的盐酸使溶液呈酸性,能使紫色石蕊溶液变红色,则溶液由紫色变成红色不能证明二氧化硫是酸性氧化物,A错误;装置Ⅲ中二氧化硫和高锰酸钾溶液反应使溶液褪色说明二氧化硫具有还原性,B正确;装置Ⅳ中二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸与硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、一氧化氮和水,C正确;装置Ⅳ后应连接盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收二氧化硫,防止污染空气,D正确。
2.(1)液溴 增大固体与液体接触面积,加快反应速率
(2)CCl4是非极性溶剂 过滤、干燥
(3)试管中溶液变蓝色(或硬质玻璃管中出现红棕色气体)
(4)排尽装置内空气,避免O2氧化亚铁离子
(5)a
(6)2Fe3++2I-2Fe2++I2 铁离子生成六氟合铁离子,降低了铁离子浓度,其氧化性降低
[解析] (1)溴化铁在水中易水解,故宜选择液溴;用铁粉替代铁片的目的是增大固体与液体接触面积,加快反应速率。(2)铁与溴的反应是放热反应,溴易挥发,溴单质、四氯化碳都是非极性分子,相溶,用四氯化碳吸收溴蒸气;实验完毕后,将烧瓶中混合物经过滤、干燥得到FeBr3固体。(3)Br2沸点为58.8 ℃,加热分解FeBr3,烧瓶中产生红棕色气体,溴蒸气能与碘化钾发生置换反应,生成碘,使淀粉溶液变蓝,故实验现象为试管中溶液变蓝色(或硬质玻璃管中出现红棕色气体)。(4)实验过程中,先通入一会儿N2,再点燃酒精灯,这样操作的目的是排尽装置内空气,避免O2氧化亚铁离子。(5)KMnO4能氧化溴离子而褪色,不能证明有亚铁离子存在;残留物中若有FeBr3,加入KSCN溶液显红色,则不能证明残留物有FeBr2存在;AgNO3溶液能证明有溴离子存在,不能证明有亚铁离子存在;K3[Fe(CN)6]是用于检测亚铁离子的有效试剂,其反应原理是通过生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀来检测亚铁离子的存在,故选a。(6)向2 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中滴加KI淀粉溶液,铁离子与碘离子发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2;实验ⅱ“不变蓝色”的原因是发生了反应Fe3++6F-[FeF6]3-,导致Fe3+浓度降低,Fe3+氧化性减弱。
考点二
● 提升关键能力
题组
1.D [解析] 实验1中长时间无蓝色沉淀出现可能是因为铁粉表面的氧化膜阻碍了铁与铁氰化钾溶液的反应,A正确;由实验3可得,氯离子可能起破坏铁粉表面的氧化膜的作用,有利于铁与铁氰化钾溶液的反应,B正确;实验2、3、4说明铁与铁氰化钾溶液能直接反应,C正确;铁、碳、氯化钠溶液组成的原电池中,若直接向原电池中滴加铁氰化钾溶液,铁与铁氰化钾溶液能直接反应,无法检验溶液中是否存在Fe2+,不能检验是否发生原电池反应,D错误。
2.(1)①③④⑤
(2)2CuSO4+2NaOHCu2(OH)2SO4↓+Na2SO4
(3)ⅲ
(4)CuO 过量碱与Cu(OH)2反应生成[Cu(OH)4]2- CH3CHO+2[Cu(OH)4]2-CH3COO-+Cu2O↓+3OH-+3H2O
(5)取3 mL 10% NaOH,加入0.5 mL 40%的乙醛溶液
(6)不能,砖红色固体也可能是Cu2O和Cu的混合物
[解析] Ⅰ.配制100 g 10%的氢氧化钠溶液需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒,容量瓶用于配制一定物质的量浓度的溶液。Ⅱ.探究氢氧化钠在乙醛与新制氢氧化铜反应中的作用,实验ⅰ产生浅蓝绿色沉淀,且加入乙醛溶液后加热,沉淀不变,说明该沉淀不是氢氧化铜,且该沉淀不与乙醛反应;实验ⅱ产生浅蓝色沉淀,且加入乙醛溶液后加热,浅蓝色沉淀转化为黑色沉淀,黑色沉淀为氢氧化铜受热分解产生的氧化铜;实验ⅲ产生蓝色浊液,是氢氧化铜在过量碱的情况下,形成了蓝色络合物,再加入乙醛溶液加热,最后转变为砖红色浊液,氧化亚铜为砖红色沉淀,则实验ⅲ产生了 氧化亚铜;Ⅲ.实验ⅳ中只加入水后就加入乙醛溶液与氢氧化铜反应,最后产生黑色沉淀;实验ⅴ加入氢氧化钠溶液后再加入乙醛溶液与氢氧化铜反应,此时出现橙黄色浊液,根据实验ⅳ和ⅴ对比,该现象可能来源于碱。(1)根据分析,配制100 g 10%的氢氧化钠溶液,其体积>50 mL,需要用到250 mL烧杯、量筒、50 mL烧杯和玻璃棒。(2)硫酸铜与氢氧化钠反应生成碱式硫酸铜,其反应的化学方程式为2CuSO4+2NaOHSO4↓+Na2SO4。(3)根据分析,实验ⅲ产生了蓝色浊液,加入乙醛溶液后加热,最后转变为砖红色浊液,产生了氧化亚铜。(4)根据分析,实验ⅱ产生浅蓝色沉淀,且加入乙醛溶液后加热,浅蓝色沉淀转化为黑色沉淀,黑色沉淀为氢氧化铜受热分解产生的氧化铜;实验ⅲ产生蓝色浊液,是氢氧化铜在过量碱的情况下,形成了蓝色络合物Cu[(OH)4]2-,Cu[(OH)4]2-与乙醛反应生成氧化亚铜,其反应的离子方程式为CH3CHO+2[Cu(OH)4]2-CH3COO-+Cu2O↓+3OH-+3H2O。(5)针对橙黄色的异常现象,与橙黄色和乙醛在碱性条件下发生反应生成的有色物质有关,则将实验ⅲ、ⅴ中氢氧化铜去掉即可,则实验方案为取3 mL 10% NaOH溶液,加入0.5 mL 40%的乙醛溶液。(6)取少量砖红色固体W于试管中,加入过量稀H2SO4,振荡,溶液变为蓝色并有紫红色固体。砖红色固体也可能是Cu2O和Cu的混合物,所以由实验现象不能得出该砖红色固体W是Cu2O。
经典真题·明考向
1.(1)不能 维持pH,有利于[Co(H2O)6]2+转化为[Co(CO3)2]2-
2[Co(H2O)6]2++10HC+H2O22[Co(CO3)3]3-+18H2O+4CO2↑ 2H2O22H2O+O2↑
(2)Co2+、Co3+与C配位时,两种Co的水合离子浓度均减小,Co3+形成的络离子更稳定,[Co(H2O)6]3+浓度减小更大,平衡正向移动
(3)CO2 O2
[解析] (1)CoSO4溶液中存在大量的[Co(H2O)6]2+,向其中加入30%的H2O2后无明显变化,因此,实验Ⅰ表明
[Co(H2O)6]2+不能催化H2O2的分解。实验Ⅱ中存在HCH++C,C与[Co(H2O)6]2+反应生成红色的[Co(CO3)2]2-,促进HC电离平衡正向移动,溶液中c(H+)增大,因此需要过量HC吸收H+,生成CO2气体,有利于[Co(H2O)6]2+转化为[Co(CO3)2]2-。实验Ⅲ的实验现象表明在H2O2的作用下[Co(H2O)6]2+能与HC反应生成[Co(CO3)3]3-,然后[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解,因此,H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为2[Co(H2O)6]2++10HC+H2O22[Co(CO3)3]3-+18H2O+4CO2↑、2H2O22H2O+O2↑ 。
(2)实验Ⅰ表明,反应2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进行。实验Ⅲ的现象表明,Co3+、Co2+分别与C配位时,[Co(CO3)3]3-更稳定,[Co(H2O)6]3+更易与C反应生成[Co(CO3)3]3-,使得[Co(H2O)6]3+的浓度减小的幅度远远大于[Co(H2O)6]2+减小的幅度,根据化学平衡移动原理,减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动,因此,上述反应能够正向进行。
(3)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体,说明发生了[Co(CO3)3]3-+6H++3H2O[Co(H2O)6]3++3CO2↑;B到C溶液变为粉红色,并产生气体,说明发生了4[Co(H2O)6]3++2H2O4[Co(H2O)6]2++O2↑+4H+,因此从A到C所产生的气体分别为CO2和O2。
2.(1)①< ②ⅰ.排除的颜色对判断铜氧化产物的干扰
ⅱ.[CuI2]-+2NH3[Cu(NH3)2]++2I-、4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3+2H2O4[Cu(NH3)4]2++4OH- ③2Cu+KI32CuI+KI 白色沉淀溶解 I-浓度小,CuI覆盖在Cu表面,阻止反应继续进行
(2)铜片、I2和KI的混合溶液
(3)电化学实验中,由于氧化性I2>Cu2+,I2将Cu氧化为Cu2+;实验Ⅰ~Ⅲ,体系中有I-,生成CuI或[CuI2]-,使+1价铜的还原性减弱,I2不能氧化CuI或[CuI2]-
[解析] (1)①I2是固体,在水中溶解度很小,铜主要被溶液中生成的氧化。初始阶段,实验Ⅱ中I-的浓度比实验Ⅰ中I-的浓度更大,生成的速率更快,则实验Ⅱ中Cu被氧化的速率更快。②ⅰ.实验Ⅲ所得深红棕色溶液中存在平衡I2+I-,加入CCl4,多次萃取分液可以分离出溶液中的I2,使I2+I-的平衡不断逆向移动,最终可以除去溶液中红棕色的,防止对判断铜氧化产物的干扰。ⅱ.结合查阅资料信息可知,实验Ⅲ所得溶液中,Cu元素以无色的[CuI2]-形式存在,加入浓氨水,发生反应:[CuI2]-+2NH3 [Cu(NH3)2]++2I-,生成的[Cu(NH3)2]+又被空气中的氧气不断氧化为蓝色的[Cu(NH3)4]2+,发生反应:4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3+2H2O4[Cu(NH3)4]2++4OH-。③若实验Ⅰ中生成的白色沉淀为CuI,实验Ⅰ中Cu被氧化的化学方程式为2Cu+KI32CuI+KI;分别取少量实验Ⅰ和实验Ⅱ中白色固体,洗涤后得到白色沉淀,由题意可知白色沉淀主要成分是CuI,加入浓KI溶液,发生反应CuI+I-[CuI2]-,则可以观察到的现象是白色沉淀溶解,溶液为无色;由n>m可知,实验Ⅰ和实验Ⅱ中碘未完全反应,由白色沉淀加浓KI溶液后观察到少量红色的铜,说明实验Ⅰ和Ⅱ中I-浓度小,CuI覆盖在Cu表面,阻止反应继续进行,未能氧化全部的Cu。(2)通过原电池装置证实I2可以将Cu氧化为铜离子,则铜片作负极,因为碘在水中溶解度很小,由已知信息可知碘的氧化性和几乎相同,则正极的电解质溶液可以是I2和KI的混合溶液。第48讲 探究性综合实验
1.(1)浓盐酸
(2)漏斗、分液漏斗
(3)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,Zn与H+反应使溶液中c(H+)降低,会促进上述平衡正向移动,出现红褐色Fe(OH)3沉淀
(4)K3[Fe(CN)6] 产生蓝色沉淀 2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+
(5)过量的锌粉也会与盐酸反应产生气体,也能还原Fe3+ 用磁铁吸引固体
(6)加入几滴KSCN溶液,待溶液红色消失后
(7)刻蚀覆铜板、金属板刻蚀液、作净水剂等(合理均可)
[解析] 实验Ⅱ中,向反应瓶中加入过量锌粉,然后加入50 mL 0.50 mol·L-1的FeCl3溶液,搅拌,发生反应2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+、Zn+2H+Zn2++H2↑、Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,一段时间后有气泡产生,反应缓慢,pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,无气泡冒出,此时溶液pH为3~4,收集检验反应过程中产生的气体,集气管口靠近火焰,有爆鸣声,该气体为H2,分离出固体,甲同学提出固体中除了有Fe(OH)3,可能还有铁单质,实验中未检测到Fe单质的原因可能是Fe3+干扰(Fe+2Fe3+3Fe2+)以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹,因此可控制反应条件,在未生成Fe(OH)3沉淀时利用过量Zn将Fe3+还原为Fe2+,即可排除两个干扰因素。(1)FeCl3为强酸弱碱盐,铁离子水解而使其溶液呈酸性,水解反应的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,根据方程式知,为防止铁离子水解,在配制氯化铁溶液时常将FeCl3固体先溶于浓盐酸中,再稀释至指定浓度。(2)将5.00 mol·L-1 FeCl3溶液稀释成250 mL 0.50 mol·L-1 FeCl3溶液,需要250 mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、量筒,不需要漏斗、分液漏斗。(3)FeCl3为强酸弱碱盐,铁离子水解而使其溶液呈酸性,水解反应离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,Zn与H+反应使溶液中c(H+)降低,会促进上述平衡正向移动,出现红褐色Fe(OH)3沉淀。(4)取实验后的溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,证明有Fe2+生成,依据的现象是产生蓝色沉淀,原体系中Zn将Fe3+还原生成Fe2+,该反应的离子方程式为2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+。(5)用蒸馏水洗涤固体后、加入足量的稀盐酸并加热,产生气泡,固体全部溶解,再加KSCN溶液,无变化,该现象不能说明固体中一定存在Fe单质,因为过量的锌粉也会与盐酸反应产生气体,也能还原Fe3+。Fe单质具有磁性,Zn单质没有,为了证明沉淀中不含铁单质,方法是用磁铁吸引固体。(6)实验中未检测到Fe单质的原因可能是的Fe3+干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹,因此可控制反应条件,在未生成Fe(OH)3沉淀时利用Zn将Fe3+还原为Fe2+,即可排除两个干扰因素,具体操作:重新做实验,当溶液pH为3~4时,不取出固体,向固-液混合物中持续加入盐酸,控制pH<1.2,红褐色沉淀逐渐溶解,产生Fe3+,过量Zn与溶液中的Fe3+、Fe2+、H+反应,加入几滴KSCN溶液,当溶液红色消失,说明无Fe3+,停止加入盐酸,待pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质。(7)FeCl3在生活或生产中可用于刻蚀覆铜板、作金属板刻蚀液、作净水剂等。
2.(1)①3d54s1 ②将四氯化碳吹入管式炉中和Cr2O3反应生成三氯化铬 ③冰水 ④Cr2O3+3CCl43COCl2+2CrCl3
(2)CH3OH+2Cr+10H+2Cr3++7H2O+CO2↑
(3)①反应的活化能较高,需要较高温度才能进行
②1∶1 高锰酸根离子和溶液中氯离子发生了氧化还原反应,导致高锰酸钾溶液用量增加
[解析] A中四氯化碳进入装置B中和Cr2O3反应生成三氯化铬,生成物在C中冷凝,尾气进行处理以减少污染。
(1)①Cr为24号元素,其基态原子的价层电子排布为3d54s1。②三氯化铬易升华,高温下能被氧气氧化,实验前先往装置A中通入N2,其目的是排尽装置中的空气,防止空气中的氧气氧化三氯化铬,在实验过程中还需要持续通入N2,其作用是将四氯化碳吹入管式炉中和Cr2O3反应生成三氯化铬。③三氯化铬熔点为83 ℃,则装置C的水槽中应盛有冰水,便于生成物冷凝。 ④装置B中四氯化碳和Cr2O3反应生成三氯化铬,还会生成光气(COCl2),B中反应的化学方程式为Cr2O3+3CCl43COCl2+2CrCl3。(2)CH3OH将铬酸钠(Na2CrO4)还原为CrCl3,同时甲醇被氧化为二氧化碳气体,离子方程式为CH3OH+2Cr+10H+2Cr3++7H2O+CO2↑。(3)①CrCl3与KMnO4在常温下反应,观察不到Cr2的橙色,另一种可能的原因是反应的活化能较高,需要较高温度才能进行,所以必须将反应液加热至沸腾4~5 min后,才能观察到反应液由紫红色逐渐变为橙黄色的实验现象。②由表中数据可知,在题述反应条件下,欲将Cr3+氧化为Cr2,高锰酸钾最佳用量为10滴,则CrCl3与KMnO4最佳用量比为10∶10=1∶1;这与由反应10Cr3++6Mn+11H2O5Cr2+6Mn2++22H+所推断得到的用量比不符,可能原因是高锰酸根离子和溶液中氯离子发生了氧化还原反应,导致高锰酸钾溶液用量增加。
3.(1)作对比实验,证明(NH4)2S2O8将KI氧化为碘单质,排除氧气氧化碘离子的干扰
(2)S2+2I-2S+I2
(3)> <
(4)强于 猜想1
(5)蒸馏水 2.8 mL
(6)在实验2-2中与Na2S2O3完全反应后的溶液中,n(S2)仍高于实验2-1中的起始n(S2),溶液应该立即变成蓝色,所以猜想1不成立
(7)BC (8)8×10-5
[解析] (1)实验1-1的目的是作对比实验,证明(NH4)2S2O8将KI氧化为碘单质而使淀粉溶液变蓝色,排除氧气氧化碘离子的干扰。(2)实验1-2中(NH4)2S2O8溶液与KI溶液反应生成碘单质而使淀粉溶液变蓝色,反应的离子方程式为S2+2I-2S+I2。(3)KI溶液中若含有Na2S2O3,溶液并不会立刻变蓝,而会等待一段时间后再变蓝,可能的原因为猜想1:(NH4)2S2O8与Na2S2O3反应速率大于(NH4)2S2O8与KI的反应速率,使溶液中S2浓度降低,化学反应速率变慢;猜想2:其他条件相同时,(NH4)2S2O8与Na2S2O3不反应,而(NH4)2S2O8与KI反应速率小于I2与Na2S2O3的反应速率,所以溶液并不会立刻变蓝。(4)根据资料②I2可与Na2S2O3发生反应:2S2+I2S4+2I-,还原剂的还原性强于还原产物,所以Na2S2O3的还原性强于KI,该事实可验证猜想1:其他条件相同时,(NH4)2S2O8与Na2S2O3(还原性强于KI)反应速率大于(NH4)2S2O8与KI的反应速率,使溶液中S2浓度降低,化学反应速率变慢。(5)表格中①为蒸馏水,根据控制变量法,为了使溶液的总体积相同,2-1应加入2.8 mL蒸馏水。(6)在实验2-2中与Na2S2O3完全反应后的溶液中,n(S2)仍高于实验2-1中的起始n(S2),溶液应立即变成蓝色,所以猜想1不成立。(7)由猜想2可知,S2与I-反应生成I2后再与S2反应,S2的初始反应速率由I2浓度决定,实验2-2增加溶液中Na2S2O3浓度,Na2S2O3初始反应速率不会增加,A错误;由猜想2可知,增加溶液中Na2S2O3浓度,溶液变蓝时间可能增加,B正确;增加溶液中Na2S2O3浓度,将生成的碘单质完全反应,溶液可能无法变蓝,C正确;升高溶液温度,反应速率加快,溶液开始变蓝时间可能减小,D错误。(8)根据反应S2+2I-2S+I2和2S2+I2S4+2I-得到关系式:S2~I2~2S2,实验2-2中出现蓝色时,S2消耗完,所以|Δn(S2)|=|Δn(S2)|=0.5×0.01×0.8×10-3mol=4×10-6 mol,v(S2)==8×10-5 mol·L-1·s-1。
4.(1)2Fe3++2I-2Fe2++I2
(2)①KNO3 ②正 Ag++e-Ag ③强 ④1×10-8
(3)向0.1 mol·L-1 KNO3溶液中滴加2~3滴淀粉KI溶液,再滴加少量浓硫酸(或硝酸),调节溶液pH=6,若溶液变蓝,则说明硝酸有影响,若溶液不变蓝,则说明硝酸无影响
[解析] (1)实验A中的现象为溶液呈棕黄色,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明产生了I2,因此A中反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2。(2)①盐桥中电解质可以使用KNO3,若用KCl则其中氯离子会与银离子产生沉淀。②当K闭合时,电流表指针向右偏转,说明形成了原电池,向右偏转则说明石墨2作正极,电极反应为Ag++e-Ag。③当指针归零后,向右侧烧杯中加入更大浓度AgNO3溶液或向左侧烧杯中加入更大浓度KI溶液,指针仍向右偏转,再次发生反应,可知Ag+(或I-)浓度越大,溶液的氧化性(或还原性)越强。④根据Ksp(AgI)=1×10-16,当等体积等浓度KI和AgNO3溶液混合时,溶液中c(Ag+)=c(I-)== mol·L-1=1×10-8 mol·L-1。(3)丙同学认为可能是硝酸氧化了I-,那么要先有HNO3生成,故实验步骤为向0.1 mol·L-1 KNO3溶液中滴加2~3滴淀粉KI溶液,再滴加少量浓硫酸(或硝酸),调节溶液pH=6,若溶液变蓝,则说明硝酸有影响,若溶液不变蓝,则说明硝酸无影响。
5.(1)分液漏斗 B 干燥H2、并除去挥发出的HCl气体
(2)②④①③⑤
(3)Na2O2+H22NaOH
(4)能
(5)①×100% ②偏小
[解析] (1)根据仪器的结构特点知,装有稀盐酸的仪器的名称为分液漏斗;A装置制得的H2中混有HCl和H2O(g),HCl和H2O(g)会与Na2O2反应,干扰Na2O2与H2的反应,故B装置的作用是干燥H2、并除去挥发出的HCl气体;浓硫酸、无水氯化钙只能干燥H2,不能除去HCl;无水硫酸铜用于检验H2O(g),不用于干燥气体、且不能除去HCl;碱石灰既能干燥H2、又能吸收HCl气体;故B装置中盛放的试剂可以是B。(2)该实验是与气体有关的实验,故先组装好实验装置,检查装置的气密性;由于要加热H2和Na2O2,同时要排除空气中CO2和H2O(g)对实验的干扰,故接着打开止水夹K1和K2,通过分液漏斗向A中滴加稀盐酸,利用H2排出装置中的空气;用小试管收集气体,检验其纯度确定空气是否排尽;然后加热装有Na2O2的硬质玻璃管,使其逐渐熔化,反应一段时间;停止加热,充分冷却后,关闭止水夹K1和K2;即正确的操作顺序为②④①③⑤。(3)在实验过程中观察到C中淡黄色固体逐渐变成白色,无水硫酸铜未变成蓝色,说明反应没有生成H2O,则Na2O2与H2加热反应生成NaOH,反应的化学方程式为Na2O2+H22NaOH。(4)取C中反应的固体少量于试管中,加水后滴加酚酞溶液,若溶液先变红后褪色,说明Na2O2没有反应完全;若溶液仅变红不褪色说明Na2O2反应完全;即只用水和酚酞溶液能检验C中Na2O2是否反应完全。(5)①装置C中的样品加入足量的水发生反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,经操作1、溶液转移、操作2,得固体产品NaOH的质量为m2 g;根据
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ 增加的质量
2×78 g 4×40 g 4×40 g-2×78 g=4 g
m(Na2O2) (m2-m1)g
列式=,解得m(Na2O2)=39(m2-m1) g,白色固体中Na2O2的质量分数为×100%。②若在转移溶液的过程中,不小心将溶液溅到蒸发皿外面,导致m2偏小,则测得Na2O2的质量分数偏小。第48讲 探究性综合实验
1.学习研究物质性质、探究反应规律、体会实验条件控制对完成实验及探究活动的作用。
2.发展对化学实验、探究活动的兴趣,养成注重市政、严谨求实的科学态度,增强合作探究意识,形成独立思考、敢于质疑和勇于创新的精神。
考点一 物质性质探究实验
1.实验探究的基本程序
(1)提出问题:质疑的提出就是发现新问题的开始。
(2)提出猜想:对质疑的问题提出几种可能的情况。
(3)设计探究方案:提出猜想后,设计实验方案,进行科学探究。注意探究实验中试剂的选择和试剂用量、条件的控制。
(4)观察实验现象,得出结论:观察现象,做好记录,数据计算,分析推理,得出结论。
2.物质的性质探究
在探究过程中往往可以利用对比实验,即设置几组平行实验来进行对照和比较,从而研究和揭示某种规律,解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。
无机物、有机物性质的探究,必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上,大胆猜想,细心论证。脱离元素化合物知识,独立看待实验问题是不科学的,只有灵活运用已有的元素化合物知识,才能变探究型实验为验证型实验,使复杂问题简单化。
题组 物质性质探究实验
1.[2024·广东惠州一模] 连四硫酸钠(Na2S4O6)是生物酶的修复剂,其与盐酸反应的离子方程式为2S4+4H+3S↓+5SO2↑+2H2O,按如下装置制备足量SO2并探究其性质,下列表述不正确的是( )
A.Ⅱ中溶液由紫色变成红色一定能证明SO2是酸性氧化物
B.Ⅲ中溶液褪色说明SO2有还原性
C.Ⅳ中溶液有白色沉淀生成
D.Ⅳ装置后连接浓NaOH溶液可进行尾气处理
2.[2025·湖南名校联合体联考] FeBr3常作有机反应的催化剂。某实验小组拟制备FeBr3并探究其性质。
实验(一)制备FeBr3
装置如图甲所示。已知:Br2沸点为58.8 ℃。实验中,观察到烧瓶中产生红棕色气体。
甲
(1)试剂X宜选择 (填“溴水”或“液溴”)。用铁粉替代铁片的目的是 。
(2)装置中利用到的四氯化碳的性质是 。实验完毕后,将烧瓶中混合物经 (填实验操作名称)得到FeBr3固体。
实验(二)探究性质
为了探究FeBr3的稳定性,进行如图乙所示实验。
乙
(3)当 (填实验现象)时,可以确认FeBr3发生分解反应,生成了Br2。
(4)实验过程中,先通入一会儿N2,再点燃酒精灯,这样操作的目的是 。
(5)为确认玻璃管中残留物有FeBr2,宜选择试剂 (填标号)。
a.K3[Fe(CN)6]溶液 b.酸性KMnO4溶液
c.KSCN溶液,氯水 d.AgNO3溶液
(6)为了探究浓度对Fe3+氧化性的影响,实验操作及现象如下:
实验 操作 现象
ⅰ 向2 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中滴加KI淀粉溶液 溶液变 蓝色
ⅱ 向2 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中先加入适量NaF固体,后滴加KI淀粉溶液 溶液不 变蓝色
已知:[FeF6]3-呈无色。
写出实验ⅰ中反应的离子方程式: 。
实验ⅱ“不变蓝色”的原因是 (结合必要化学用语和文字解释)。
思维建模
猜想型性质探究实验题的思维流程
考点二 反应原理探究实验
1.反应原理探究命题角度
类型 思考方向
酸性强弱比较 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
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
弱酸酸式盐的电离程度与水解程度比较 可通过测定溶液的酸碱性的方法来比较
Ksp的大 小比较(以AgCl、AgI为例) ①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;②向浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,先产生黄色沉淀
一元酸、二元酸判断 可用NaOH溶液进行中和滴定,通过测定消耗V(NaOH)来确定
羟基的数 目判断 可通过取一定量试剂与足量Na反应,通过测定放出氢气的量来确定
羧基的数 目判断 可通过取一定量试剂与足量NaHCO3反应,通过测定放出CO2的量来确定
2.反应原理探究示例
探究示例 探究原理与方法
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
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)
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
题组 反应原理探究实验
1.Fe2+遇K3[Fe(CN)6]会生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀,因此K3[Fe(CN)6]常用于Fe2+的检验。文献显示:K3[Fe(CN)6]具有氧化性,可以氧化S2-;还原性Fe大于S2-。
某科研小组探究Fe与K3[Fe(CN)6]能否直接反应的实验如下:
实验1:取加热至沸腾并快速冷却的3 mL 0.1 mol·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液(加热、冷却过程中溶液颜色无变化)于试管中,并加入1 mL的苯,再加入铁粉,长时间无蓝色沉淀出现。
实验2:在“实验1”中,若使用砂纸打磨过的铁粉,一会儿就出现蓝色沉淀。
实验3:在“实验1”中,若加少量NaCl,立即出现蓝色沉淀;若换成加入Na2SO4或NaNO3;则不出现蓝色沉淀。
实验4:在“实验1”中,若将铁粉换成在稀硫酸中反应一段时间的铁片,立即出现蓝色沉淀。
下列说法错误的是 ( )
A.实验1中长时间无蓝色沉淀出现,可能是因为铁粉表面有氧化膜
B.Cl-可能起破坏铁粉表面氧化膜的作用
C.Fe与K3[Fe(CN)6]可以直接反应
D.在Fe、C、NaCl溶液组成的原电池中,通过直接滴加K3[Fe(CN)6]溶液至电解质溶液中的方法,可以检验是否发生原电池反应
2.[2024·广东六校联考] 某化学兴趣小组对乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应的实验进行探究。
Ⅰ.配制Cu(OH)2悬浊液
(1)配制Cu(OH)2悬浊液需要用到10%的NaOH溶液,配制100 g 10%的NaOH溶液需要用到的玻璃仪器有 (填序号)
①250 mL烧杯 ②100 mL容量瓶 ③量筒 ④50 mL烧杯 ⑤玻璃棒 ⑥药匙 ⑦天平
⑧酒精灯
Ⅱ.探究NaOH在乙醛与新制Cu(OH)2反应中的作用,实验记录如下:
文献资料:a.Cu(OH)2与OH-反应生成[Cu(OH)4]2-(蓝紫色)。
b.Cu2O在碱性条件下稳定,在酸性溶液中不稳定,如:Cu2OCu+Cu2+
序号 5% CuSO4 溶液体积 10% NaOH 溶液的 体积 振荡后 现象 加入0.5 mL 40% 的乙醛溶液加 热后现象
ⅰ 2 mL 5滴 浅蓝绿 色沉淀 仍然为浅蓝绿色沉淀
ⅱ 2 mL 0.5 mL 浅蓝色 沉淀 浅蓝色沉淀→黑色沉淀
ⅲ 5滴 2 mL 蓝色 浊液 蓝色浊液→黄绿色浊液→橙黄色浊液→砖红色浊液
(2)实验ⅰ中的浅蓝绿色沉淀的主要成分为Cu2(OH)2SO4,受热不易分解。写出生成
Cu2(OH)2SO4的化学方程式: 。
(3)实验 (填“ⅰ”“ⅱ”或“ⅲ”)的新制Cu(OH)2与乙醛反应生成了Cu2O。
Ⅲ.为进一步探究新制Cu(OH)2与乙醛反应的本质,科研小组又进行如下实验:
序号 实验 加入试剂 加入0.5 mL 40% 的乙醛溶液 加热后现象
ⅳ 新制Cu(OH)2 固体 3 mL H2O 蓝色沉淀→黑色沉淀
ⅴ 3 mL 10% NaOH 蓝色浊液→黄绿色浊液→橙黄色浊液→砖红色浊液
(4)由实验ⅳ的现象推测:实验ⅱ的黑色沉淀是 。实验ⅴ能够产生砖红色沉淀的原因是 (结合微粒符号解释),写出实验ⅴ中该微粒与乙醛发生反应的离子方程式: 。
(5)针对实验ⅲ、ⅴ中“黄绿色浊液→橙黄色浊液”的异常现象,通过实验证明了“橙黄色”与乙醛在碱性条件下发生反应生成的有色物质有关。实验方案为 ,加热,无色溶液先变为亮黄色,逐渐加深为橙黄色。
(6)为分离实验ⅴ中砖红色物质,进行如下操作:取实验ⅴ反应后浊液,加入50%乙醇溶液,过滤,得到砖红色固体W,为进一步确定砖红色固体W的成分,该小组同学设计以下实验方案;取少量砖红色固体W于试管中,加入过量稀H2SO4,振荡,溶液变为蓝色并有紫红色固体。由实验现象能否得出该砖红色固体W是Cu2O,理由是 。
经典真题·明考向
1.[2024·湖北卷节选] 学习小组为探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质,室温下进行了实验Ⅰ~Ⅳ。
已知:[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)3]3-为墨绿色。
回答下列问题:
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
无明显变化 溶液变为红色,伴有气泡产生 溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体
(1)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2+ (填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HC大大过量的原因是 。实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解,写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式: 、 。
(2)实验Ⅰ表明,反应2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进行,利用化学平衡移动原理,分析Co3+、Co2+分别与C配位后,正向反应能够进行的原因: 。
实验Ⅳ
(3)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体;B到C溶液变为粉红色,并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为 、 。
2.[2023·北京卷] 资料显示,I2可以将Cu氧化为Cu2+。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物及铜元素的价态。
已知:I2易溶于KI溶液,发生反应I2+I-(红棕色);I2和氧化性几乎相同。
(1)将等体积的KI溶液加入到m mol铜粉和n mol I2(n>m)的固体混合物中,振荡。
实验记录如下:
c(KI) 实验现象
实验Ⅰ 0.01 mol·L-1 极少量I2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 0.1 mol·L-1 部分I2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 4 mol·L-1 I2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
①初始阶段,Cu被氧化的反应速率:实验Ⅰ 实验Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。
②实验Ⅲ所得溶液中,被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2+(蓝色)或[CuI2]-(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CCl4,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,2Cu2++4I-2CuI↓+I2,
[Cu(NH3)2]+(无色)容易被空气氧化。
用离子方程式解释步骤b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CuI,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KI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 。
(2)上述实验结果,I2仅将Cu氧化为+1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了I2能将Cu氧化为Cu2+。装置如图所示,a、b分别是 。
(3)运用氧化还原反应规律,分析在上述实验中Cu被I2氧化的产物中价态不同的原因: 。 第48讲 探究性综合实验
考点一 物质性质探究实验
1.[2025·广东深圳外国语学校模拟] 为研究FeCl3溶液的性质,某小组同学进行了如下探究实验。
Ⅰ.配制FeCl3溶液
(1)FeCl3溶液的配制:取FeCl3固体溶于 ,再稀释至指定浓度。
(2)将5.00 mol·L-1 FeCl3溶液稀释成250 mL 0.50 mol·L-1 FeCl3溶液,稀释过程中一定不需要使用的仪器有 (填下列仪器名称)。
Ⅱ.FeCl3溶液与锌粉反应的探究
小组同学进行如下实验探究,操作及现象如下:
操作 现象
向反应瓶中加入过量锌粉,然后加入50 mL 0.50 mol·L-1的FeCl3溶液,搅拌,充分反应 一段时间后有气泡产生,反应缓慢,pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,无气泡冒出,此时溶液pH为3~4
收集检验反应过程中产生的气体 集气管口靠近火焰,有爆鸣声
(3)结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因: 。
(4)取实验后的溶液,滴加 溶液,证明有Fe2+生成,依据的现象是 ,原体系中生成Fe2+的离子方程式: 。
(5)分离出固体,甲同学提出固体中除了有Fe(OH)3,可能还有铁单质,于是设计下列实验检验固体的成分:
ⅰ.用蒸馏水洗涤固体后、加入足量的稀盐酸并加热,产生气泡,固体全部溶解。
ⅱ.向ⅰ反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无变化。
由此甲同学得出结论,一定含有铁单质。但乙同学认为不严谨,他的理由是 。乙同学用很简单的方法证明了沉淀中不含铁单质,方法是 。
(6)针对原实验中为何没有产生铁单质,查阅资料,得知可能是产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上,阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了Zn粉被包裹。资料:0.50 mol·L-1 Fe3+开始沉淀的pH约为1.2,完全沉淀的pH约为3。于是重新做实验,当溶液pH为3~4时,不取出固体,向固-液混合物中持续加入盐酸,控制pH<1.2, (填实验操作和现象),停止加入盐酸,待pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质。
(7)写出FeCl3在生活或生产中的一种应用: 。
2.三氯化铬(CrCl3)为紫色单斜晶体,熔点为83 ℃,易潮解,易升华,溶于水但不易水解,高温下能被氧气氧化,工业上主要用作媒染剂和催化剂。
(1)某化学小组用Cr2O3和CCl4在高温下制备无水三氯化铬,部分实验装置如图所示,其中三颈烧瓶内装有CCl4,其沸点为76.8 ℃。
①基态Cr原子的价层电子排布为 。
②实验前先往装置A中通入N2,其目的是排尽装置中的空气,在实验过程中还需要持续通入N2,其作用是 。
③装置C的水槽中应盛有 (填“冰水”或“沸水”)。
④装置B中还会生成光气(COCl2),B中反应的化学方程式为 。
(2)CrCl3的工业制法:先用40%的NaOH溶液将红矾钠(Na2Cr2O7)转化为铬酸钠(Na2CrO4),加入过量CH3OH,再加入10%HCl溶液,可以看到有气泡产生。写出用CH3OH将铬酸钠(Na2CrO4)还原为CrCl3的离子方程式: 。
(3)为进一步探究CrCl3的性质,某同学取试管若干支,分别加入10滴0.1 mol·L-1 CrCl3溶液,并用4滴2 mol·L-1 H2SO4溶液酸化,再分别加入不同滴数的0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,并在不同的温度下进行实验,反应现象记录于表格中。
KMnO4的 用量(滴数) 在不同温度下的反应现象
25 ℃ 90~100 ℃
1 紫红色 蓝绿色溶液
2~9 紫红色 黄绿色溶液,且随KMnO4滴数增加,黄色成分增多
10 紫红色 澄清的橙黄色溶液
11~23 紫红色 橙黄色溶液,有棕褐色沉淀,且随KMnO4滴数增加,沉淀增多
24~25 紫红色 紫红色溶液,有较多的棕褐色沉淀
①温度对反应的影响。
CrCl3与KMnO4在常温下反应,观察不到Cr2的橙色,甲同学认为其中一个原因是Cr2的橙色被Mn的紫红色掩盖,另一种可能的原因是 ,所以必须将反应液加热至沸腾4~5 min后,才能观察到反应液由紫红色逐渐变为橙黄色的实验现象。
②CrCl3与KMnO4的用量对反应的影响。
对表格中数据进行分析,在上述反应条件下,欲将Cr3+氧化为Cr2,CrCl3与KMnO4最佳用量比为 。这与由反应10Cr3++6Mn+11H2O5Cr2+6Mn2++22H+所推断得到的用量比不符,你推测的原因是 。
考点二 反应原理探究实验
3.[2024·北京大学附中检测] 实验小组探究(NH4)2S2O8溶液与KI溶液的反应:
[资料] ①(NH4)2S2O8是强电解质,具有强氧化性。S2易被还原为S;
②I2可与Na2S2O3发生反应:2S2+I2S4+2I-;
③在溶液中I2-淀粉复合物必须有足够的浓度才能显示明显的蓝色。
Ⅰ.实验小组设计了下列实验验证了(NH4)2S2O8溶液与KI溶液的反应:
编号 1-1 1-2
实验 操作
现象 无明显现象 溶液立即变蓝
(1)实验1-1的目的是 。
(2)请用离子方程式表示实验1-2中的化学反应: 。
Ⅱ.实验小组发现,KI溶液中若含有Na2S2O3,溶液并不会立刻变蓝,而会等待一段时间后再变蓝。为了解释这一现象,甲同学对此提出两种猜想:
(3)猜想1:其他条件相同时,(NH4)2S2O8与Na2S2O3反应速率 (NH4)2S2O8与KI的反应速率,使溶液中S2浓度降低,化学反应速率变慢。(填“>”或“<”)
猜想2:其他条件相同时,(NH4)2S2O8与Na2S2O3不反应。(NH4)2S2O8与KI反应速率 I2与Na2S2O3的反应速率(填“>”或“<”)。
(4)根据资料②可知Na2S2O3的还原性 (填“强于”或“弱于”)KI,甲同学认为,该事实可以用来作为 (填“猜想1”或“猜想2”)的依据。
Ⅲ.为了进一步研究Na2S2O3的作用,小组同学分别向两支试管中依次加入下列试剂,并记录变色时间,如下表所示。
编号 2-1 2-2
0.2 mol·L-1 KI溶液 2 mL 2 mL
0.01 mol·L-1 Na2S2O3溶液 0 mL 0.8 mL
淀粉溶液 2滴 2滴
0.2 mol·L-1 (NH4)2S2O8溶液 0.2 mL 2 mL
① ② 0.2 mL
变色时间 立即 10 s
(5)请补全表格中信息:① 、② 。
(6)乙同学根据现有数据证明Ⅱ中猜想1不成立,理由是 。
Ⅳ.查阅文献表明Ⅱ中猜想2成立。
(7)下列说法正确的是 (填字母)。
A.增加溶液中Na2S2O3浓度,Na2S2O3的初始反应速率会增加
B.增加溶液中Na2S2O3浓度,溶液变蓝时间可能增加
C.增加溶液中Na2S2O3浓度,溶液可能无法变蓝
D.升高溶液温度,溶液开始变蓝时间可能增加
(8)结合实验2-2的数据,计算10 s内的S2消耗的速率v(S2)= mol·L-1·s-1。
4.某小组探究Ag+、Fe3+能否将I-氧化,甲同学设计了如下实验:
实验现象
A中溶液呈棕黄色,滴加淀粉溶液,溶液变蓝
B中产生黄色沉淀,滴加淀粉溶液,未变蓝
(1)A中反应的离子方程式为 ,说明氧化性:Fe3+>I2。
(2)乙同学认为B中溶液滴加淀粉溶液,未变蓝,原因是Ag++I-AgI↓,于是设计了如下实验:
①盐桥中电解质可以使用 (填“KCl”或“KNO3”)。
②K闭合时,电流表指针向右偏转,石墨2作 极,电极反应为 。
③当指针归零后,向右侧烧杯中滴加1 mol·L-1 AgNO3溶液或向左侧烧杯中滴加1 mol·L-1 KI溶液,指针均向右偏转,说明Ag+(或I-)浓度越大,溶液的氧化性(或还原性)越 (填“强”或“弱”)。
④乙同学查阅资料,已知Ksp(AgI)=1×10-16,当等体积等浓度KI和AgNO3溶液混合时,溶液中c(Ag+)= c(I-)= mol·L-1,溶液中c(Ag+)和 c(I-)很小,Ag+的氧化性和I-的还原性很弱,二者直接接触,不发生氧化还原反应。
(3)丙同学测得0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的pH=6,认为实验过程中可能是硝酸氧化了I-,请设计实验方案验证丙同学的猜想: 。
5.[2025·湖北沙市中学检测] Na2O2具有强氧化性,H2具有还原性,某探究小组的同学学习氧化还原反应的知识后推测Na2O2与H2可以发生反应。为了验证他们的猜想,设计了如图所示的实验进行验证。
Ⅰ.实验探究:
(1)利用装置A制取H2,装有稀盐酸的仪器名称为 ,B装置里面盛放的试剂可以是 (填序号),作用是 。
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.无水氯化钙 D.无水硫酸铜
(2)下面是实验过程中的重要步骤,选出正确的操作顺序: (填序号)。
①用小试管收集气体,并检验其纯度
②组装好实验装置,检查装置的气密性
③加热装有Na2O2的硬质玻璃管,使其逐渐熔化,反应一段时间
④打开止水夹K1和K2,通过分液漏斗向A中滴加稀盐酸
⑤停止加热,充分冷却后,关闭止水夹K1和K2
(3)在实验过程中观察到C中淡黄色固体逐渐变成白色,无水硫酸铜未变成蓝色,则Na2O2与H2反应的化学方程式为 。
(4)若只用水和酚酞溶液 (填“能”或“不能”)检验C中Na2O2是否反应完全。
Ⅱ.数据处理:
(5)实验结束以后,该小组的同学还想测定C装置内白色固体中未反应完的Na2O2含量。
操作流程如下:
①白色固体中Na2O2的质量分数为 (用含m1和m2的式子表示)。
②若在转移溶液的过程中,不小心将溶液溅到蒸发皿外面,则测得Na2O2的质量分数
(填“偏大”“偏小”或“不变”)
