2020年高考化学二轮复习大题精准训练——猜想假设型探究实验题[共34页]

1、2020年高考化学二轮温习大题精准训练猜想假设型探究实验题1. 某无色溶液中可能含有H+、OH、K+、NO3,加入铝粉后,只产生H2.试回答：(1)加入铝粉产生H2,说明铝具有_(填“氧化性”或“还原性”)(2)甲同学分析：若H+大量存在,则NO3就不能大量存在设计实验证实如表：装置现象.实验初始,未见明显现象.过一会儿,出现气泡,液面上方呈浅棕色.试管变热,溶液沸腾盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是_根据现象,推测溶液中产生了NO,为进一步确认,进行如下实验：实验内容现象实验1将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝实验2用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝a.浅棕色气体是_b.实验1的目的

2、是_c.实验1、2说明反应生成了NO,写出该反应的离子方程式：_(3)再假设：若OH大量存在,NO3也可能不能大量存在重新设计实验证实如表：装置现象.实验初始,未见明显现象.过一会儿,出现气泡,有刺激性气味为确认“刺激性气味”气体,进行如下实验：用湿润KI淀粉试纸检验,未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝则：刺激性气味的气体是_产生该气体的离子方程式是_(4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成实验结果证实：NO3在酸、碱性环境中都有一定的氧化性,能氧化铝单质,产生含氮化合物因此无色溶液一定能大量存在的是_2. 某兴趣小组利用文献资料设计方案对氯及其化合物进行探究.用高锰酸钾和

3、浓盐酸反应制取氯气(1)该小组利用右图装置及试剂制备并收集适量Cl2,装置B、C的作用分别是_、_(2)制得的氯气中加入适量水,得到饱和氯水,饱和氯水中含氯元素的微粒有_(写出全部微粒)(3)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一在过量的石灰石中加入饱和氯水充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去,过滤,得到的滤液其漂白性比饱和氯水更强滤液漂白性增强的原因是_(用化学平衡移动原理解释)饱和氯水与石灰石反应生成HClO的方程式是_.ClO3、Cl和H+反应的探究(4)KClO3、KCl与硫酸可以反应该小组设计了系列实验研究反应条件对反应的影响,实验记录如下(实验在室温下进行)：

4、烧杯编号1234氯酸钾饱和溶液1mL1mL1mL1mL氯化钾固体1g1g1g1g水8mL6mL3mL0mL硫酸(6mol/L)0mL2mL(_ )mL8mL现象无现象溶液呈浅黄色溶液呈黄绿色,生成浅黄绿色气体溶液呈黄绿色,生成黄绿色气体该系列实验的目的_烧杯3取用硫酸的体积应为_mL(5)该小组同学查资料得知：将氯酸钾固体和浓盐酸混合也能生成氯气,同时有大量ClO2生成；ClO2沸点为10,熔点为59,液体为红色；Cl2沸点为34,液态为黄绿色设计最简单的实验验证Cl2中含有ClO2_3. 含重金属离子(如铬、锰、铅等)废水的常见治理方法有化学还原法、化学氧化法、吸附法等工艺。(1)化学还原法

5、除Cr2O72.取合Cr2O72的模拟水样分别在不同PH条件下,向每个水样中分别加一定量的FeSO4、NaHSO3,搅拌,充分反应,然后滴加Ca(OH)2悬浊液,静置沉淀,测定铬去除率,实验结果如图1所示。在酸性条件下,NaHSO3使Cr2O72还原成为Cr3+,请写出NaHSO3与Cr2O72反应的离子方程式：_pH8时,亚铁盐对+6价Cr的去除效果反而下降,可能的原因是_分析比较亚铁盐和亚硫酸盐去除+6价Cr的效果。.亚铁盐在中性和碱性条件下,对+6价Cr的去除效果优于酸性条件下的去除效果,亚硫酸盐则相反；_。(2)化学氧化法除Mn2+。相同条件下,按、两种方案氧化除去水样中Mn2+,调定

6、不同pH,相同反应时间的c(Mn2+),结果如图2所示,产生该差异的可能原因是_氧化实验中除Mn2+的最佳条件为_(3)石墨烯吸附法除Pb2+.不同的PH会使石墨烯吸附剂表面带上不同的电荷,如图3为pH对Pb2+吸附率的影响,其原因是_4. 以黄铜矿(主要成分二硫化亚铁铜CuFeS2为原料,用Fe2(SO4)3溶液作浸取剂提取铜,总反应的离子方程式是：CuFeS2+4Fe3+=Cu2+5Fe2+2S(1)上述总反应的原理如图1所示正极的电极反应式是_(2)一定温度下,控制浸取剂pH=1,总体积为1L,取三份相同质量黄铜矿粉末分别进行实验,结果如图272：实验操作I加入足量0.100molL1F

7、e2(SO4)3溶液II加入足量0.100molL1Fe2(SO4)3溶液,通入空气加入足量0.100molL1Fe2(SO4)3溶液,再加入少量0.000500molL1Ag2SO4溶液曲线IV是在实验I的基础上改变溶液的pH所得实验结果,请分析pH从2到3,Cu2+浸出率明显下降的原因_(用离子方程式描述)对比实验I、,通入空气,Cu2+浸出率提髙的原因是_由实验推测,在浸取Cu2+过程中Ag+作催化剂,催化原理是：i.CuFeS2+4Ag+=Fe2+Cu2+2Ag2Sii.写出上述ii的离子方程式_为证明该催化原理,进行如下实验：a.取少量黄铜矿粉末,加入少量0.0005molLlAg2

8、SO4溶液,充分混合后静置取上层淸液,加入稀盐酸,观察到溶液中_,证明发生反应ib.取少量Ag2S粉末,加入_溶液,充分混合后静置取上层淸液,加入稀盐酸,有白色沉淀,证明发生反应ii若实验中样品含铜amol,则实验I的平衡常数K=_(杂质不参与反应,只要求列出计算式,不必算出结果)(3)为了进一步研究上述实验结论的可靠性,査得资料Ksp(Ag2S)=6.41050,Ksp(AgCl)=1.81010,试计算,使饱和Ag2S溶液中的Ag+开始转化为AgCl沉淀所需盐酸的最低浓度为_mol/L(已知3162.5)5. 某学生欲探究FeSO4溶液与浓HNO3的反应该同学向盛有FeSO4溶液的试管中滴

9、入数滴浓硝酸,并振荡试管,预期现象为试管中会立即产生红棕色气体,溶液焰色逐渐变黄但实际操作时观察到液面上方气体变化红棕色,且试管中溶液颜色变为深棕色为了进一步探究溶液变为深棕色的原因,该同学进行如下实验回答下列问题(1)向FeSO4溶液和反应后溶液中加入KSCN溶液,前者不变红色,后者变红,该现象的结论是_(2)该同学通过查阅资料,认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe2+或Fe3+发生反应而得到的为此他利用如图装置(气密性已检验,尾气处理装备略)进行探究.打开活塞a、关闭b,并使甲装置中反应开始后,观察到丙中溶液逐渐变为深棕色,而丁中溶液无明显变化.打开活塞b、关闭a,一段时间后再停

10、止甲中反应.为与中实验进行对照重新更换丙、丁后,使甲中反应重复进行步骤实验,观察到的现象与步骤中相同铜与足量浓硝酸反应的离子方程式是_装置乙的试剂为_步骤的目的是_该实验可得出的结论是_(3)该同学重新进行FeSO4溶液与浓HNO3的反应的实验,观察到了预期现象,其实验操作是_,反应的离子方程式为_6. 为检验溶液中是否含有Cl,某同学采用向溶液中先加HNO3,再加AgNO3溶液的实验方案,若有白色沉淀生成,则证明有Cl。对此结论,有人提出了质疑,设计了如下探究性实验。 实验一：向Na2SO4溶液中滴加AgNO3溶液 编号 Na2SO4溶液 AgNO3溶液 现象 体积/mL 浓度/(molL1

11、) 体积/滴 浓度/(molL1) 1 l 3 2 出现大量白色沉淀 1 1 3 0.5 出现少量白色沉淀 1 1 3 0.1 有些许浑浊 1 1 3 0.0l 无明显变化 (1)实验一中产生沉淀的离子方程式为_。(2)学生设计了如下表格对实验一进行理论计算推理,请完成表格(表中不要留空格)。 已知：25时, Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42(aq) K=1.2105 AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq) K=1.81010编号 AgNO3起始浓度/(molL1) 混合后Ag+浓度/(molL1) 混合液中SO42的最小理论检出浓度/(molL1) 2 0.2 0.0003

12、0.5 0.0048 0.1 0.0l 0.12 0.001 若向1mL某溶液中加入3滴0.1molL1AgNO3溶液,结合上面数据,下列推理合理的是_(填字母序号)。 a.混合液中c(SO42)=0.1molL1时不会产生Ag2SO4沉淀 b.混合液中c(SO42)=1molL1时不会产生Ag2SO4沉淀 c.无论SO42浓度如何都会产生Ag2SO4沉淀 d.若使用0.01molL1AgNO3溶液,可基本排除SO42对Cl检验组成的干扰(3)将实验一中编号中的理论计算结果与现象对照,发现理论上大部分Ag+应该形成沉淀,这与“有些许浑浊”的现象相矛盾。为探究真相,在实验一的基础上继续设计了以下

13、实验。 实验二：编号 AgNO3溶液 浓度/(molL1) 现象 向沉淀中滴加硝酸后的现象 2 出现大量白色沉淀 滴加稀硝酸,沉淀大量溶解；改加浓硝酸,沉淀较快消失 0.5 出现少量白色沉淀 滴加稀硝酸,沉淀基本消失 对于Ag2SO4溶于硝酸的原因提出了如下假设,请补全假设一。(已知：H2SO4=H+HSO4、 HSO4H+SO42；假设二可能的原因是NO3与Ag+形成配位化合物) 假设一：_。 假设二： NO3对Ag2SO4溶解起作用。(4)从下列 限 选 试 剂中选择适当试剂并设计实验方案,分别验证假设一和假设二是否成立。 请写出实验步骤和结论。(限选试剂：Ag2SO4固体、浓HNO3、N

14、aNO3饱和溶液、CaSO4固体)_。 (5)通过(4)的实验,若证实假设一成立,请用平衡理论解释Ag2SO4溶解的原因：_。 7. 甲、乙两化学活动小组对中学化学教材中“氨的催化氧化”进行了实验探究。(1)甲小组设计了如下图所示的实验装置(固定装置已略去)。 若装置A中使用的药品是NH4HCO3固体,则A需要的仪器有试管、导管、橡胶塞和_(填选项序号)。a.锥形瓶 b.酒精灯c.烧瓶 d.蒸发皿装置B的作用是_；装置D的作用是_。装置C中发生反应的化学方程式为_。若A、B中药品足量,则可以观察到装置F中的实验现象是_。该装置存在的主要缺陷是_。(2)乙小组认为可将甲小组的装置中A、B部分换成

15、如图所示装置(其余部分相同)进行实验。 烧瓶中加入的是过氧化钠固体,则分液漏斗中加入的最佳试剂是_,U型管中加入的试剂是_。此装置能产生大量氨气的原因是_。8. 某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2+2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。 向硝酸酸化的0.05molL1硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。(1)检验产物 取出少量黑色固体,洗涤后,_(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。取上层清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有_。(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有

16、Fe3+,乙依据的原理是_(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验：取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下：序号取样时间/min现象3产生大量白色沉淀；溶液呈红色30产生白色沉淀；较3min时量少；溶液红色较3min时加深120产生白色沉淀；较30min时量少；溶液红色较30min时变浅(资料：Ag+与SCN生成白色沉淀AgSCN)对Fe3+产生的原因作出如下假设：假设a：可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+；假设b：空气中存在O2,由于_(用离子方程式表示),可产生Fe3+；假设c：酸性溶

17、液中NO3具有氧化性,可产生Fe3+；假设d：根据_现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。下列实验 可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验可证实假设d成立。实验：向硝酸酸化的_溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。实验：装置如图。其中甲溶液是_,操作及现象是_。(3)根据实验现象,结合方程式推测实验中Fe3+浓度变化的原因：_。9. 向硝酸酸化的2mL0.1molL1AgNO3溶液(pH=2)中加入过量铁粉,振荡后静置,溶液先呈浅绿色,后逐渐呈棕黄色,试管底部仍存有黑色固体,过程中无气

18、体生成。实验小组同学针对该实验现象进行如下探究。 .探究Fe2+产生的原因。 (1)提出猜想：Fe2+可能是Fe与_或_反应的产物。 (2)实验探究：在两支试管中分别加入与上述实验等量的铁粉,再加入不同的液体试剂,5min后取上层清液,分别加入相同体积和浓度的铁氰化钾溶液。 液体试剂 加入铁氰化钾溶液 1 号试管 2mL0.1molL1AgNO3 溶液 无蓝色沉淀 2 号试管 _ 蓝色沉淀 2号试管中所用的试剂为_。 资料显示：该温度下,0.1molL1的AgNO3溶液可以将Fe氧化为Fe2+。但1号试管中未观察到蓝色沉淀的原因可能为_。 小组同学继续进行实验,证明了2号试管得出的结论正确。实

19、验如下：取100mL0.1molL1硝酸酸化的AgNO3溶液pH=2,加入铁粉并搅拌,分别插入pH传感器和NO3传感器(传感器可检测离子浓度),得到如图图示,其中pH传感器测得的图示为_(填“图甲”或“图乙”)。 实验测得2号试管中有NH4+生成,则2号试管中发生反应的离子方程式为_。.探究Fe3+产生的原因。 查阅资料可知,反应中溶液逐渐变棕黄色是因为Fe2+被Ag+氧化。小组同学设计不同实验方案对此进行验证。(1)方案一：取出少量黑色固体,洗涤后,_(填操作和现象),证明黑色固体中有Ag。 (2)方案二：按图连接装置,一段时间后取出左侧烧杯溶液,加入KSCN溶液,溶液变红。该实验现象_(填

20、“能”或“不能”)证明Fe2+可被Ag+氧化,理由为_。 10. 某小组同学设计如下实验,研究亚铁盐与H2O2溶液的反应【实验】试剂：酸化的0.5molL1FeSO4溶液(pH=0.2),5%H2O2溶液(pH=5)操作现象取2mL上述FeSO4溶液于试管中,加入5滴5%H2O2溶液溶液立即变为棕黄色,稍后,产生气泡测得反应后溶液pH=0.9向反应后的溶液中加入KSCN溶液溶液变红(1)上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是_(2)产生气泡的原因是_【实验】试剂：未酸化的0.5molL1FeSO4溶液(pH=3),5%H2O2溶液(pH=5)操作现象取2mL5%H2O2溶液于

21、试管中,加入5滴上述FeSO4溶液溶液立即变为棕黄色,产生大量气泡,并放热,反应混合物颜色加深且有浑浊测得反应后溶液pH=1.4(3)将上述混合物分离,得到棕黄色沉淀和红褐色胶体取部分棕黄色沉淀洗净,加4molL1盐酸,沉淀溶解得到黄色溶液初步判断该沉淀中含有Fe2O3,经检验还含有SO42.检验棕黄色沉淀中SO42的方法是_(4)对于生成红褐色胶体的原因,提出两种假设：i.H2O2溶液氧化Fe2+消耗H+ii.Fe2+氧化的产物发生了水解根据实验II记录否定假设 i,理由是_实验验证假设 ii：取_,加热,溶液变为红褐色,pH下降,证明假设 ii成立(5)将FeSO4溶液加入H2O2溶液后,

22、产生红褐色胶体,反应的离子方程式是_【实验】若用FeCl2溶液替代FeSO4溶液,其余操作与实验 II相同,除了产生与 II相同的现象外,还生成刺激性气味气体,该气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红但不褪色(6)产生刺激性气味气体的原因是_(7)由实验、可知,亚铁盐与H2O2反应的现象与_(至少写两点)有关11. 亚硫酰氯(SOCl2)又名氯化亚砜,其熔点105,沸点79,140以上时易分解。是一种无色或淡黄色发烟液体,遇水剧烈水解生成两种酸性气体,常用作脱水剂,广泛应用于医药、农药、染料工业及有机合成工业。(1)二氯化砜应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房,但久置后微显黄色,其原因是_,用硫黄(用S

23、表示)、液氯和三氧化硫为原料在一定条件合成二氯业砜,如果想达到原子利用率最大化,则三者的物质的量之比为_。(2)甲同学设计如图装置用ZnCl2xH2O晶体制取无水ZnCl2,回收剩余的SOCl2并验证生成物中含有SO2(夹持及加热装置略)：装置的连接顺序为AB_。向仪器A中缓慢滴加SOCl2,需打开活塞_(填“a”、“b”或“a和b”),为了更加充分的回收SOCl2,写出可对装置B采取的有效措施_。实验结束后,为检测ZnCl2xH2O晶体是否完全脱水,称取蒸干后的固体ag溶于水,加入足量稀硝酸和硝酸银溶液,过滤,洗涤,干燥,称得固体为bg.若ba=_(保留一位小数),即可证明ZnCl2xH2O

24、晶体已完全脱水。装置A中发生的反应化学方程式是_。(3)丙同学认为SOCl2还可用作由FeCl36H2O制取无FeCl3的脱水剂,但丁同学认为该实验会发生氧化还原反应。戊同学设计了如下实验方案判断丁同学的观点：取少量FeCl36H2O于试管中,加入过量SOCl2,振荡使两种物质充分反应；再往试管中加水溶解,滴加KSCN溶液,若_,则证明脱水过程中发生了氧化还原反应,按照戊同学的思路方法,还可以选择验证_或_(填离子符号)是否存在让明该过程是否发生了氧化还原反应。12. 某研究小组探究在隔绝空气条件下加热FeSO4分解的气体产物及相关性质。已知：SO2的沸点为10、SO3的沸点为44.8。 a.

25、用如图所示装置设计实验,验证分解FeSO4生成的气态产物。 (1)实验前必须进行的操作是_。 (2)按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序：a_。 (3)若观察到装置丙中有无色液体产生,装置丁中溶液变成无色,则FeSO4分解的化学方程式为_。 b.为探究SO2使品红溶液褪色的原理,进行如下实验： 实验1：将稀盐酸和NaOH溶液分别滴入品红水溶液中。观察到前者溶液颜色变浅,但未能完全褪色,后者溶液颜色几乎不变。 实验2：在滴有稀盐酸和NaOH溶液的两份品红水溶液中分别通入SO2。观察到前者溶液逐渐褪色,后者溶液很快褪色。 实验3：在两份品红水溶液中分别加入一小粒Na2SO3固体和NaHS

26、O3固体,前者溶液很快褪色,后者溶液褪色很慢。 (1)由实验1可推测品红水溶液呈_性。 (2)由实验2、3可推知,使品红水溶液褪色的主要微粒是_(填化学式)。 (3)若将SO2通入品红的无水乙醇溶液,试预测可能出现的现象_。 (4)加热溶有Na2SO3的品红水溶液,发现不能恢复红色,试解释原因_。13. 某化学小组对卤素及其化合物的制备和性质进行如下探究实验,根据实验回答问题。 .探究氯化亚铁与氧气反应的产物已知氯化亚铁的熔点为674,沸点为1023；三氯化铁在100左右时升华,极易水解。在500条件下氯化亚铁与氧气可能发生下列反应：12FeCl2+3O2=2Fe2O3+8FeCl3、4FeC

27、l2+3O2=2Fe2O3+4Cl2,该化学小组选用下图部分装置(装置可以重复选用)进行氯化亚铁与氧气反应产物的探究。(1)实验装置的合理连接顺序为：A_D,(2)装置E的作用是_。(3)控制在500下发生反应,一段时间后,B中反应剩余固体的成分可能是Fe2O3和FeCl2的混合物。设计实验对上述剩余固体含有FeCl2进行验证：_。(4)实验室保存1molL1的FeCl3溶液,应控制溶液的pH不大于_。已知：Fe(OH)3的Ksp为11039.卤素化合物之间反应实验条件控制的探究(5)室温下,KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。下面是该小组设计的一组实验数据记录表：试管标号 1 2 3 4

28、 0.20molL1KI溶液/mL 1.0 1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0molL1H2SO4溶液/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸馏水/mL 9.0 6.0 3.0 0 该组实验的目的是_； (6)上述反应2号试管反应完全后,取少量2号试管中的溶液加淀粉溶液后显蓝色,假设还原产物只有KCl,写出反应的离子方程式：_。14. 为检验溶液中是否含有Cl,某同学采用向溶液中先加HNO3,再加AgNO3溶液的实验方案,若有白色沉淀生成,则证明溶液中有Cl。对此结论,有人提出了质疑,设计了如下探究性实验。实验一：向Na2SO4溶液中滴加

29、AgNO3溶液编号Na2SO4溶液AgNO3溶液现象体积/mL浓度/molL1体积/滴浓度/molL11132出现大量白色沉淀1130.5出现少量白色沉淀1130.1有些许浑浊1130.01无明显变化(1)实验一中产生沉淀的离子方程式为_。(2)某学生设计了如下表格,对实验一内容进行理论计算,请帮他完成表格。已知25时Ksp(Ag2SO4)=1.2105,Ksp(AgCl)=1.81010编号AgNO3溶液浓度/molL1稀释后Ag+浓度/molL1混合液中 SO42 的最小理论检出浓度/molL120.20.00030.5_0.00480.10.010.12_0.001_若向1mL某溶液中加

30、入3滴0.1molL1AgNO3溶液,分析上面数据,判断下列说法正确的是_(填字母序号,假设30滴为1mL)。A.混合液中c(SO42)=0.1molL1时不会产生Ag2SO4沉淀B.混合液中c(SO42)=1molL1时不会产生Ag2SO4沉淀C.无论SO42浓度大小都会产生Ag2SO4沉淀D.若使用0.01molL1AgNO3溶液,可基本排除SO42对Cl检验组成的干扰(3)将实验一中编号中的理论计算结果与现象对照,发现理论上大部分Ag+应该形成沉淀,这与“有些许浑浊”的现象相矛盾。为探究真相,在实验一的基础上继续设计了以下实验。实验二：编号AgNO3溶液浓度/molL1现象向沉淀中滴加硝

31、酸后的现象2出现大量白色沉淀滴加稀硝酸,沉淀大量溶解；改加浓硝酸,沉淀较快消失0.5出现少量白色沉淀滴加稀硝酸,沉淀基本消失对于Ag2SO4溶于硝酸的原因提出了如下假设,请完成假设一。(已知：H2SO4=H+HSO4、；假设二可能的原因是NO3与Ag+形成配位化合物)假设一：_。假设二：NO3对Ag2SO4溶解起作用。(4)从下列限选试剂中选择适当试剂并设计实验方案,分别验证假设一和假设二是否成立。请写出实验步骤和结论(限选试剂：Ag2SO4固体、浓HNO3、NaNO3饱和溶液、CaSO4固体)_。(5)通过(4)的实验,若证实假设一成立,请用平衡理论解释Ag2SO4溶解的原因_。15. 某小

32、组研究溶液中Fe2+与NO2、NO3的反应。实验 试剂 现象 滴管 试管 1molL1FeSO4溶液(pH=4) 1molL1NaNO2溶液 (pH=8) a.滴入1滴FeSO4溶液,溶液变黄色,继续滴加,溶液变为棕色,2小时后,无明显变化 1molL1NaNO3溶液(加NaOH溶液至pH=8) b.持续滴加FeSO4溶液,无明显变化 资料：Fe(NO)2+在溶液中呈棕色。(1)研究现象a中的黄色溶液。用_溶液检验出溶液中含有Fe3+。甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2+,乙认为O2不是主要原因,理由是_。进行实验,装置如下图所示。左侧烧杯中的溶液只变为黄色,不变为棕色,右侧电极上产生无色气泡,

33、经检验该气体为NO。产生NO的电极反应式是_,实验的目的是_。(2)研究现象a中的棕色溶液。综合实验和实验,提出假设：现象a中溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2+或Fe3+发生了反应。进行实验,证实溶液呈棕色只是因为Fe2+与NO发生了反应。实验的操作和现象是_。(3)研究酸性条件下,溶液中Fe2+与NO2、NO3的反应。序号 操作 现象 取1molL1的NaNO2溶液,加稀硫酸至pH=3,加入1molL1FeSO4溶液 溶液立即变为棕色 取1molL1的NaNO3溶液,加硫酸至pH=3,加入1molL1FeSO4溶液 无明显变化 分别取0.5mL1molL1的NaNO3溶液与1molL1

34、的FeSO4溶液,混合,小心加入0.5mL浓硫酸 液体分为两层,稍后,在两层液体界面上出现棕色环 中溶液变为棕色的离子方程式是_、_。实验结论：本实验条件下,溶液中NO2、NO3的氧化性与溶液的酸碱性等有关。参考答案和解析1.【参考答案】还原性 6H+Al2O3=2Al3+3H2O NO2 对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能 Al+NO3+4H+=Al3+NO+2H2O NH3 8Al+3NO3+5OH+2H2O=3NH3+8AlO2 K+、OH【解析】解：无色溶液中可能含有“H+、OH、Na+、NO3”,加入铝粉后,只产生H2,因硝酸具有强氧化性,则无色溶液应为NaOH溶液,

35、(1)加入铝粉产生H2,Al失去电子,H得到电子,则Al为还原剂,具有还原性,故参考答案为：还原性； (2)盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水,该离子反应为：6H+Al2O3=2Al3+3H2O,故参考答案为：6H+Al2O3=2Al3+3H2O； 液面上方呈浅棕色,一定不是氢气,为氮的氧化物,由将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝,说明KI在空气中不能被氧化,而用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝,则KI被氧化,即二氧化氮与水反应生成硝酸,再氧化碘离子生成碘单质, a.由上述分析可知,浅棕色气体是NO2,故参考答案为：NO2； b.实验1的目的是对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能

36、,故参考答案为：对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能； c.Al与H+、NO3发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水,反应的离子反应为：Al+NO3+4H+=Al3+NO+2H2O,故参考答案为：Al+NO3+4H+=Al3+NO+2H2O； (3)用湿润KI淀粉试纸检验,未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,则气体为NH3,故参考答案为：NH3； 由上述分析可知,碱性条件下Al与NO3发生氧化还原反应生成氨气,离子反应为8Al+3NO3+5OH+2H2O=3NH3+8AlO2, 故参考答案为：8Al+3NO3+5OH+2H2O=3NH3+8AlO2； (4)实验结果证实：NO3

37、在酸、碱性环境中都有一定的氧化性,能氧化铝单质,产生含氮化合物,则溶液中一定不存在NO3；根据溶液电中性可知,溶液中一定存在阴离子OH,则一定不存在大量的H+,故溶液中一定存在的离子为：K+、OH, 故参考答案为：K+、OH无色溶液中可能含有“H+、OH、Na+、NO3”,加入铝粉后,只产生H2,因硝酸具有强氧化性,则无色溶液应为NaOH溶液, (1)加入铝粉产生H2,Al失去电子,H得到电子； (2)盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水； 液面上方呈浅棕色,一定不是氢气,为氮的氧化物,由将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝,说明KI在空气中不能被氧化,而用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝,则K

38、I被氧化,即二氧化氮与水反应生成硝酸,再氧化碘离子生成碘单质；Al与H+、NO3发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水； (3)用湿润KI淀粉试纸检验,未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,则气体为氨气,碱性条件下Al与NO3发生氧化还原反应生成氨气； (4)根据实验结果可知,溶液中一定不存在硝酸根离子,再结合电荷守恒可知溶液中一定存在氢氧根离子,最后结合离子共存判断溶液中一定存在的阳离子本题考查物质中的组成及性质,为高频考点,题目难度中等,把握实验方案的设计及发生的氧化还原反应为解答的关键,注意设计思路与物质性质的关系,侧重实验学生分析能力、综合应用能力的考查,较好考查学生实验基本技能2.

39、【参考答案】(1)收集氯气；防止D中的溶液进入B；(2)Cl、Cl2、ClO、HClO；(3)氯水中存在平衡：Cl2+H2OHClO+HCl,CaCO3与盐酸反应使平衡正移,增大HClO的浓度,漂白效果增强；CaCO3+2Cl2+H2O=2HClO+CO2+CaCl2；(4)其他条件相同时,氢离子浓度不同对化学反应速率的影响；5；(5)收集一试管气体,盖上胶塞,放入冰水混合物中,观察液体(或气体)颜色变化【解析】【分析】(1)用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,氯气的密度比空气大,收集时采用长进短出的方式,C是安全装置；(2)新制的饱和氯水中存在H2O,Cl2,HClO分子,存在H+,OH,Cl,

40、ClO离子；(3)氯水中存在平衡：Cl2+H2OHCl+HClO,加入石灰石后,HCl与CaCO3反应浓度减小,使平衡向右移动,HClO浓度增大,漂白效果好；氯水中含盐酸、次氯酸,加入石灰石后,HCl与CaCO3反应,据此解答；(4)从表中数据看出其他条件相同时,溶液的总体积相同,只有硫酸的浓度不同,得出本实验的目的；根据每组实验的总体积应相同计算出烧杯3取用硫酸的体积；(5)根据物质沸点不同设计实验本题考查了实验室制氯气的方法,氯水的成分,化学平衡移动原理的应用,浓度对化学反应速率影响的探究,重点是实验能力的考查,难度适中,注意阐述的准确性【解答】解：(1)用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,氯

41、气的密度比空气大,收集时采用B装置长进短出的方式,C是安全装置,防止D中的溶液进入B,故参考答案为：收集氯气；防止D中的溶液进入B；(2)新制的饱和氯水中存在H2O,Cl2,HClO分子,存在H+,OH,Cl,ClO离子,含氯元素的微粒有：Cl、Cl2、ClO、HClO,故参考答案为：Cl、Cl2、ClO、HClO；(3)氯水中存在平衡：Cl2+H2OHCl+HClO,加入石灰石后,HCl与CaCO3反应浓度减小,使平衡向右移动,HClO浓度增大,漂白效果好,故参考答案为：氯水中存在平衡：Cl2+H2OHClO+HCl,CaCO3与盐酸反应使平衡正移,增大HClO的浓度,漂白效果增强；氯水中含

42、盐酸、次氯酸,加入石灰石后,HCl与CaCO3反应生成氯化钙、二氧化碳和水,总反应方程式为：CaCO3+2Cl2+H2O=2HClO+CO2+CaCl2,故参考答案为：CaCO3+2Cl2+H2O=2HClO+CO2+CaCl2；(4)从表中数据看出其他条件相同时,溶液的总体积相同,只有氢离子的浓度不同,得出本实验的目的为：其他条件相同时,氢离子浓度不同对化学反应速率的影响,故参考答案为：其他条件相同时,氢离子浓度不同对化学反应速率的影响；根据每组实验的总体积应相同计算出烧杯3取用硫酸的体积,实验1的总体积为1mL+8mL+0mL=9mL,所以烧杯3中硫酸的体积为：9mL1mL3mL=5mL,

43、故参考答案为：5；(5)根据ClO2沸点为10,熔点为59,液体为红色,Cl2沸点为34,液态为黄绿色,为验证Cl2中含有ClO2,收集一试管气体,盖上胶塞,放入冰水混合物中,观察液体(或气体)颜色变化,若出现红色,则说明Cl2中含有ClO2,故参考答案为：收集一试管气体,盖上胶塞,放入冰水混合物中,观察液体(或气体)颜色变化3.【参考答案】3HSO4+Cr2O72+5H+=2Cr3+3SO42+4H2O；pH8时,Fe2+转化为Fe(OH)2而Fe(OH)2易被空气中O2氧化；中性和碱性条件下,亚铁盐对+6价Cr的去除效果明显优于亚硫酸盐的去除效果,在酸性条件下则相反；MnO2对Mn的氧化有

44、催化作用；MnO2作催化剂pH控制在9左右；随pH值增大,吸附剂表面吸附的OH越多,带负电荷越多,有利于吸附带正电荷的Pb2+【解析】解：(1)在酸性条件下,NaHSO3使Cr2O72还原成为Cr3+,NaHSO3被氧化为硫酸钠,反应的离子方程式为：3HSO4+Cr2O72+5H+=2Cr3+3SO42+4H2O； 故参考答案为：3HSO4+Cr2O72+5H+=2Cr3+3SO42+4H2O； pH8时,溶液显碱性,亚铁离子与氢氧根离子结合形成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁易被氧气氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3不能把Cr2O72还原成为Cr3+； 故参考答案为：pH8时,Fe2+转化为Fe(

45、OH)2而Fe(OH)2易被空气中O2氧化； 由图中曲线变化可知,中性和碱性条件下,亚铁盐对+6价Cr的去除效果明显优于亚硫酸盐的去除效果,在酸性条件下,亚硫酸盐对+6价Cr的去除效果明显优于亚铁盐对+6价Cr的去除效果； 故参考答案为：中性和碱性条件下,亚铁盐对+6价Cr的去除效果明显优于亚硫酸盐的去除效果,在酸性条件下则相反； (2)催化剂能加快反应速率,图中曲线II的反应速率快,所以MnO2对Mn的氧化有催化作用； 故参考答案为：MnO2对Mn的氧化有催化作用； 在催化剂条件下,pH=9时,水中锰离子即达到最小值,即氧化实验中除Mn2+的最佳条件为MnO2作催化剂pH控制在9左右； 故参

46、考答案为：MnO2作催化剂pH控制在9左右； (3)pH越大,溶液中氢氧根离子浓度越大,石墨烯吸附剂表面的负电荷越多,正负电荷相互吸引,带负电荷越多,有利于吸附带正电荷的Pb2+； 故参考答案为：随pH值增大,吸附剂表面吸附的OH越多,带负电荷越多,有利于吸附带正电荷的Pb2+。(1)在酸性条件下,NaHSO3使Cr2O72还原成为Cr3+,NaHSO3被氧化为硫酸钠,结合得失电子守恒和原子守恒分析； 碱性条件下,亚铁离子易形成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁易被氧气氧化； 根据溶液的酸碱性,结合图象中铬去除率分析； (2)催化剂能加快反应速率,图中曲线II的反应速率快； 在催化剂条件下,pH=9时,水

47、中锰离子即达到最小值； (3)pH越大,溶液中氢氧根离子浓度越大,石墨烯吸附剂表面的负电荷越多。本题考查了物质分离提纯方法和基本操作的综合应用,题目难度中等,注意把握图中所给的信息以及图象中曲线的含义,侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力。4.【参考答案】Fe3+e=Fe2+ 2Fe3+3H2O2Fe(OH)3+3H+ 通入O2后,发生反应4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O,c(Fe2+)降低,c(Fe3+)升高,总反应的平衡正向移动 Ag2S+2Fe3+=2Ag+2Fe2+S 无明显现象 pH=1的0.10molL1Fe2(SO4)3 (50.98a)50.98a(0.

48、240.98a)4 3.6106【解析】解：(1)CuFeS2+4Fe3+Cu2+5Fe2+2S,负极是CuFeS2失电子发生氧化反应,电极反应为：CuFeS24e=Fe2+2S+Cu2+,正极是铁离子得到电子生成亚铁离子,电极反应为：Fe3+e=Fe2+,故参考答案为：Fe3+e=Fe2+；(2)曲线IV是在实验I的基础上改变溶液的pH所得实验结果,请分析pH从2到3,Cu2+浸出率明显下降的原因：2Fe3+3H2O2Fe(OH)3+3H+,故参考答案为：2Fe3+3H2O2Fe(OH)3+3H+；一定温度下,控制浸取剂pH=1,取三份相同质量黄铜矿粉末,加入足量0.10molL1Fe2(S

49、O4)3溶液,发生反应生成亚铁离子、铜离子和单质硫,其中亚铁离子被氧气氧化为铁离子,通入O2后,发生反应4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O,c(Fe2+)降低,c(Fe3+)升高,总反应的平衡正向移动,故参考答案为：通入O2后,发生反应4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O,c(Fe2+)降低,c(Fe3+)升高,总反应的平衡正向移动；由实验III推测,在浸取Cu2+过程中Ag+作催化剂,催化原理是银离子参与反应最后又生成,Ag2S和铁离子发生氧化还原反应生成银离子和硫单质：.CuFeS2+4Ag+=Fe2+Cu2+2Ag2S.Ag2S+2Fe3+=2Ag+2Fe2+S,故参考答案为：Ag2S+2Fe3+=