北京市高三各区一模化学试题分类汇编科学探究

北京市20212022学年高三各区一模化学试题分类汇编科学探究（海淀区）1.某兴趣小组同学探究KMnO4溶液与草酸（H2C2O4）溶液反应速率的影响因素。 配制1.0×10−3mol·L−1KMnO4溶液、0.40mol·L−1草酸溶液。将KMnO4溶液与草酸溶液 按如下比例混合。 【设计实验】序号V(KMnO4)/mLV(草酸)/mLV(H2O)/mL反应温度①020oC②20oC （1）实验①和②的目的是__________。 （2）甲认为上述实验应控制pH相同，可加入的试剂是_________（填序号）。 a.盐酸 b.硫酸c.草酸 【实施实验】 小组同学将溶液pH调至1并进行实验①和②，发现紫色并未直接褪去，而是分成 两个阶段：i.紫色溶液变为青色溶液，ii.青色溶液逐渐褪至无色溶液。 资料：(a)Mn2+在溶液中无色，在草酸中不能形成配合物； (b)Mn3+无色，有强氧化性，发生反应Mn3++2C2O42[Mn(C2O4)2]−（青绿色）后氧化性减弱； （c）MnO42呈绿色，在酸性条件下不稳定，迅速分解产生MnO4和MnO2。 （3）乙同学从氧化还原角度推测阶段i中可能产生了MnO42。你认为该观点是否合理， 并说明理由：___________。 【深入探究】 进一步实验证明溶液中含有[Mn(C2O4)2]−，反应过程中MnO4−和[Mn(C2O4)2]−浓度随时间的变化如下图。 （4）第i阶段中检测到有CO2气体产生，反应的离子方程式为___________。 （5）实验②在第ii阶段的反应速率较大，可能的原因是___________。（6）据此推测，若在第ii阶段将c(H+)调节至0.2mol/L，溶液褪至无色的时间会_________（填“增加”“减少”或“不变”）。 【结论与反思】 （7）上述实验涉及的反应中，草酸的作用是_________。 结论：反应可能是分阶段进行的。草酸浓度的改变对不同阶段反应速率的影响可能不同。（朝阳区）2.某小组验证“2Fe3+＋2I2Fe2+＋I2”（反应A）存在限度，并探究外加试剂对该平衡的影响。（1）从正反应方向探究实验．取5mL0.01mol·L1KI溶液，加入2mL0.01mol·L1FeCl3溶液（pH＝1），溶液呈棕黄色，不再发生变化。①通过检测出_________，证实反应A存在限度。②加入CCl4，振荡，平衡向_________移动。③除反应A外，KI还发生_________（写方程式），促进Fe3+与I的反应。（2）从逆反应方向探究实验．向碘水（含淀粉）中加入酸性FSO4溶液，无明显变化。未检出Fe3+。①甲同学认为加入Ag2SO4溶液可增大Fe2+与I2的反应程度。甲同学依据的原理是_________。②验证：加入Ag2SO4溶液，产生沉淀a，溶液蓝色褪去。能检出Fe3+。（3）乙同学认为碘水中含有I，加入Ag2SO4溶液也可能产生沉淀。做对照实验：直接向碘水（含淀粉）中加入Ag2SO4溶液。产生沉淀，溶液蓝色褪去。查阅资料：3I2＋3H2O5HI＋HIO3。实验验证：已知：Ksp（AgI）=8.5×1017、Ksp（AgIO3）=3.2×108（微溶）①Ⅲ中KI溶液的作用是_________。②Ⅳ中KI溶液的作用是_________（用离子方程式表示）。（4）检验、比较沉淀a、b的成分，可明确Ag2SO4的作用。（5）问题思考：向FeSO4与碘水的混合液中加入Ag2SO4溶液，可能发生如下反应：i．Fe2+与I2在Ag+的促进下发生的氧化还原反应ⅱ．I2与H2O在Ag+促进下发生的反应ⅲ．Fe2+与Ag+的反应确认是否发生反应ⅲ，设计实验：将反应后混合物过滤，_________。供选择试剂：稀HNO3、Na2S2O3溶液、KI溶液已知：AgI、AgIO3溶于Na2S2O3溶液；AgI难溶于稀HNO3（东城区）3.向KI溶液中持续通入Cl2，发现溶液先由无色变为棕黄色，一段时间后褪色。探究溶液变色的原因。（1）溶液变为棕黄色的原因是KI被C12氧化为I2，离子方程式是_________。【猜测】棕黄色褪去的原因是I2被氧化，氧化产物中I的化合价记为。【实验I】设计如下实验验证I2被氧化装置序号试剂a现象甲Na2SO3溶液溶液均变黄，遇淀粉变蓝乙KI溶液（2）①本实验中，试剂a作_________剂（填“氧化”或“还原”）。②甲能证实I2被氧化而乙不能，原因是_________。【实验Ⅱ】通过如下实验可测定i．取vmLcmol·L1KI溶液于锥形瓶中，通入过量Cl2至棕黄色褪去。ii．边搅拌边加热锥形瓶中的溶液，一段时间后，操作A，试纸不变蓝。iii．冷却至室温后，加入过量KI固体，生成大量紫黑色沉淀（I2）。iv．立即用amol·L1Na2S2O3溶液滴定。滴定过程中沉淀逐渐溶解，溶液颜色逐渐变深再变浅。当溶液变为浅黄色时，加入淀粉溶液，继续滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液bmL。已知：（棕黄色）I2在纯水中溶解度很小，饱和碘水呈浅黄色（3）ⅱ的目的是除去溶液中的Cl2，操作A是__________。（4）结合数据，计算可得x=__________（用代数式表示）。【反思】（5）实验过程中，在未知x具体数值的情况下，iii中为保证所加的KI固体过量，理论上加入的应大于i中的________（填数字）倍。（6）从平衡移动的角度解释iv中“溶液颜色逐渐变深再变浅”的原因：________。（西城区）4．探究溶液中Ag+与单质S的反应。资料：Ag2S不溶于6mo1/L盐酸，Ag2SO3和Ag2SO4在6mol/L盐酸中均发生沉淀的转化3溶液与0.01gS粉混合，水浴加热，充分反应后，过滤，得到无色溶液a（pH≈1），沉淀除S、洗涤后得到黑色固体b。（1）研究黑色固体b的组成①根据S具有______性，推测b中可能含有Ag2S、Ag、Ag2SO3或Ag2SO4。②检验黑色固体b的成分实验Ⅱ：i．取少量滤液c，先加入足量稀盐酸，再滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，判断黑色固体b中不含_________。ii．用滤液c继续实验证明了黑色固体b中不含Ag2SO3，可选择的试剂是_________（填序号）。a．酸性KMnO4溶液b．H2O2和BaCl2的混合溶液c．溴水iii．进一步实验证实了黑色固体b中不含Ag。根据沉淀e含有Ag、气体含有H2S，写出同时生成Ag和H2S的离子方程式：_________。（2）研究无色溶液a的组成结合上述实验结果，分析溶液a中可能存在或H2SO3，依据是_________。实验Ⅲ：说明溶液a中不含H2SO3的实验证据是_________。②加入足量稀盐酸的作用是_________。（3）在注射器中进行实验IV，探究Ag2SO4溶液与S的反应，所得产物与实验I相同。①向注射器中加入的物质是_________。②改用Ag2SO4溶液的目的是_________。（4）用NaNO3溶液与S进行实验V，发现二者不反应。综合以上实验，写出溶液中Ag+与S反应的离子方程式并简要说明Ag+的作用：_________。（丰台区）5．实验室研究不同价态铜元素之间的转化。Ⅰ．研究、的转化（1）下列试剂能实现转化的是______。A．浓硝酸 B．硫黄 C．氯气（2）两种转化所需试剂在性质上具有的共性和差异性是______。Ⅱ．研究的转化已知：为无色，在空气中极易被氧化为物质CuCl（白色）CuI（白色）（黑色）CuS（黑色）Ksp实验如下：实验a实验b现象：无明显变化现象：产生白色沉淀（3）实验a中反应难以发生的原因是______。（4）实验b中反应的离子方程式为______。（5）通过对上述实验的分析，甲预测溶液与KI溶液混合也能实现转化①甲预测的理由是______。②为了验证猜测，甲进行实验c；向溶液中加入KI溶液，观察到溶液变为棕色，并伴有浑浊产生。甲认为仅依据溶液变为棕色这一现象，无法证明实现了转化，理由是______。③甲将实验c中反应所得浊液过滤，______，观察到______，证明实验c中实现了转化。（6）基于实验c，乙认为与也能反应得到，但将两溶液混合后只得到了CuS。①从速率角度分析与反应没有生成的原因______。②乙利用上述实验中的试剂，改进实验方案，证明在一定条件下可以将转化为＋1价Cu，并进一步得到了，实验方案是______。（石景山区）6．某实验小组从电极反应角度探究银镜反应中物质氧化性和还原性的变化。资料：ⅰ.[Ag(NH3)2]+[Ag(NH3)]++NH3K1=10−[Ag(NH3)]+Ag++NH3K2=10−ⅱ.AgOH不稳定，极易分解为黑色Ag2O，Ag2O溶于氨水（1）实验发现：乙醛和AgNO3溶液水浴加热无明显现象；银氨溶液水浴加热无明显现象；滴加乙醛的银氨溶液水浴加热，试管壁逐渐出现一层光亮的银镜。①有研究表明：配制银氨溶液时，AgNO3和氨水生成Ag(NH3)2，写出生成Ag(NH3)2的化学方程式______。②从氧化还原角度分析：发生银镜反应时，氧化性微粒可能是Ag+、______。（2）甲同学查阅资料：银镜反应时，Ag+被还原成Ag。①电极反应式：ⅰ.还原反应：Ag++e−=Agⅱ.氧化反应：______。（碱性条件下）②从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化：ⅰ.随c(Ag+)降低，Ag+氧化性减弱。ⅱ.随c(OH−)增大，乙醛还原性增强。饱和硝酸钾溶液惰性电极惰性电极硝酸银溶液乙醛和硝酸钾溶液棉花饱和硝酸钾溶液惰性电极惰性电极硝酸银溶液乙醛和硝酸钾溶液棉花e−实验操作及现象：实验Ⅰ.插入“饱和KNO3溶液”盐桥，电流表指针偏转；实验Ⅱ.电流稳定后向右侧烧杯滴加NaOH溶液，指针偏转幅度增大；实验Ⅲ.电流再次稳定后向左侧烧杯滴加氨水，指针偏转幅度减小乙同学认为实验Ⅲ不能证明“随c(Ag+)降低，Ag+氧化性减弱”，理由是______。（3）设计实验进一步验证。实验实验操作实验现象Ⅳ往盛有银氨溶液的试管中滴加浓氨水，无明显现象，加入3滴乙醛，振荡，水浴加热闻到刺激性气味，溶液略显灰色，试管壁未见银镜Ⅴ往盛有银氨溶液的试管中滴加较浓的NaOH溶液至pH与实验Ⅳ相同，振荡，溶液变浑浊，加入3滴乙醛，振荡，水浴加热试管壁立即出现银镜−3①乙同学认为通过实验Ⅳ能证明“随c(Ag+)降低，Ag+氧化性减弱”，你认为是否合理并说明原因______。−3+1②分析实验Ⅴ中“立即出现银镜的原因”，提出假设：随c(OH−)增大，可能是N也参与了还原Ag。经检验该假设成立，实验方案及现象是______。+1（4）总结：ⅰ.银氨溶液和乙醛发生银镜反应时，氧化剂主要是Ag+，还原剂主要是乙醛；ⅱ.银氨溶液中滴加较浓的NaOH溶液能促进银镜反应的发生，此法不适用于检验醛基，请解释原因______。（门头沟区）7.某实验小组探究Mn2+的检测方法。查阅资料：Mn2+的稀溶液几乎无色，在酸性介质中，S2O28能将Mn2+氧化成MnO4。资料中检测Mn2+方法的反应为（用离子方程式表示）。甲同学设计实验如下。序号实验操作实验现象Ⅰ向1mL0.002mol·L1MnSO4溶液中滴入3滴3mol·L1H2SO4溶液并加入一粒米大的K2S2O8固体5min无明显现象实验Ⅰ并未观察到预期现象，查阅资料，并进行以下实验。序号实验操作实验现象Ⅱ向1mL0.002mol·L1MnSO4溶液中滴入3滴3mol·L1H2SO4溶液并加入一粒米大的K2S2O8固体，加热至沸腾溶液变棕黄色，1min后出现紫红色Ⅲ向1mL0.002mol·L1MnSO4溶液中滴入3滴3mol·L1H2SO4溶液并加入一粒米大的K2S2O8固体，再滴入2滴0.1mol·L1AgNO3溶液溶液变棕黄色，5min出现紫红色Ⅳ向1mL0.05mol·L1MnSO4溶液中滴入3滴3mol·L1H2SO4溶液并加入一粒米大的K2S2O8固体，加热至沸腾迅速生成棕黑色沉淀对比实验Ⅱ、Ⅲ，推测实验Ⅰ无明显现象的原因 。解释实验Ⅱ、Ⅲ中溶液变棕黄色的原因。结合离子方程式解释实验Ⅳ中产生棕黑色沉淀的原因 。乙同学继续设计实验序号实验操作实验现象Ⅴ向1mL0.002mol·L1MnSO4溶液中滴入3滴3mol·L1H2SO4溶液并加入一粒米大的K2S2O8固体+ ，微热1min后出现紫红色完成表格中空白处。总结：探究Mn2+的检测方法需要考虑的因素有。（房山区）8.某实验小组在研究硝酸与铜的反应时，发现稀硝酸和铜反应后的混合液为蓝色，而浓硝酸和铜反应后的混合液为绿色，为此对产生绿色的原因开展探究。按要求完成下列问题：【猜想假设】假设1：假设2：硝酸铜溶液中溶解了NO2【实验操作及现象分析】实验一：向蒸馏水中不断加入硝酸铜晶体，最终配成饱和溶液。配制过程中溶液颜色始终是蓝色，未见绿色出现。（1）甲同学根据实验一的现象证明了假设1不成立，请补全假设。实验二：（2）甲同学在实验一的基础上继续开展了实验二，并初步验证了假设2成立，他的实验操作及现象是。乙同学认为假设2不严谨，用以下实验对假设2进行了深入探究：实验三：操作及试剂现象向浓硝酸和铜反应后的混合液中通入N2大量红棕色气体放出,短时间内溶液仍保持绿色,长时间后变成蓝色（3）结合实验三，乙同学认为假设2不严谨的证据是：__________（4）乙同学查阅资料发现：=1\*GB3①铜与浓硝酸反应后溶液呈现绿色是由于HNO2（或NO−2）与铜离子作用的结果。=2\*GB3②金属和浓HNO3的反应一旦发生后速率不断加快。原因是过程中有HNO2生成。如Cu和浓HNO3反应，开始生成的NO2溶于水形成HNO2，它再和Cu反应,速率就大大加快。请依据资料完成以下离子反应方程式。=1\*romani□NO2+□H2O=□HNO2+□+□;=2\*romaniiCu+2HNO2+□=□+□+□;=3\*romaniii2NO+4H++4NO−3=6NO2+2H2O实验四：乙同学通过以下实验证实了反应过程中HNO2的生成。实验操作现象1向试管a中加入1ml浓硝酸，再插入铜丝快速产生红棕色气体,溶液变为绿色2向试管b中加入1ml浓硝酸，3滴蒸馏水，再插入铜丝快速产生红棕色气体,溶液变为绿色3向试管c中加入1ml浓硝酸，3滴30%H2O2，再插入铜丝反应较慢，溶液变为蓝色（5）结合化学用语，解释实验3产生该现象的原因是____________（延庆区）9．某小组通过观察电流表的指针偏转探究电极上发生的氧化还原反应。（1）连接装置（如图Ⅰ所示），断开开关K时，将铁片和铜片同时插入稀硫酸中，Fe表面产生大量无色气泡，Cu表面无明显变化；闭合开关K，电流表指针向右偏转，Fe和Cu表面均产生大量无色气泡。①欲验证铁电极发生氧化反应的产物，实验操作和现象是________。②分别用化学用语表示Fe和Cu表面均产生无色气泡的原因：_________；__________。（2）该小组同学将（1）中装置的稀硫酸换成浓硝酸，两极均产生大量红棕色气体。改进实验装置（如图=2\*ROMANII所示），闭合开关K后，将铁电极快速插入浓硝酸中，观察到指针快速向右偏转，约2秒后指针缓缓向左偏转，并在一段时间内电流表示数几乎不变。①铜与浓硝酸反应的离子方程式为_______。②闭合开关K后，将铁电极快速插入浓硝酸中，观察到指针快速向右偏转的原因是（结合铜电极反应式说明）。③电流表指针向左偏转后，示数几乎不变的原因之一是铁电极上氧化膜放电，但氧化膜的生成速率大于（或等于）氧化膜的消耗速率。请设计实验方案证明：______________。北京市20212022学年高三各区一模化学试题分类汇编科学探究参考答案（海淀区）1.（1）探究草酸浓度对反应速率的影响（2）b（3）不合理，酸性条件下MnO42不稳定，未观察到溶液中产生黑色（MnO2）沉淀（4）MnO4−+4H2C2O4=[Mn(C2O4)2]−+4CO2↑+4H2O（5）实验②中c(H2C2O4)低，电离产生的c(C2O42−)低，Mn3++2C2O42−[Mn(C2O4)2]− 平衡逆移，c(Mn3+)增大，反应速率加快。（6）减少（7）作还原剂，电离出C2O42−与Mn3+形成配合物（朝阳区）2.（1）①Fe3+②正反应方向③I–+I2I3–（2）①生成AgI沉淀，c(I–)降低，2Fe3++2I–2Fe2++I2逆向进行（生成AgI沉淀，提高了I2的氧化能力）（3）①还原IO3–②AgIO3(s)+I–(aq)AgI(s)+IO3–(aq)（5）方法一：取滤渣，加入足量Na2S2O3溶液。过滤，若有固体剩余，加入稀HNO3，产生的气体遇空气变红棕色，说明滤渣中含银，iii成立方法二：取滤渣，加入足量KI溶液。过滤，若有固体剩余，加入稀HNO3，产生的气体遇空气变红棕色，说明滤渣中含银，iii成立（东城区）3.（1）（2）①还原②通过还原产物为I2可证明原溶液中含有高价态的含碘物质。甲用Na2SO3不引入碘元素，则生成的I2一定是还原产物；乙中I2可能是KI被其他氧化剂氧化生成（3）将湿润的淀粉KI试纸放于锥形瓶口（4）（5）7（6）随滴定反应进行，增大，使平衡正向移动，促进I2溶解，增大，溶液颜色变深；I2完全溶解后，c（I2）随滴定反应进行而减小，且减小的程度大于增大的程度，上述平衡逆向移动，溶液颜色变浅（西城区）4．（1）①氧化性和还原②i．Ag2SO4ii．bciii．（2）S转化为Ag2S发生了还原反应，反应必然同时发生氧化反应，能发生氧化反应的只有S，故在pH≈1的溶液中可能存在或H2SO3①向溶液a中加入足量稀盐酸后，再加入碘水和淀粉溶液，蓝色不褪去②排除Ag+对和H2SO3检验的干扰（3）①10mL0．02mol/LAg2SO4溶液与0．01gS粉②排除对反应的影响（4）形成Ag2S难溶物，降低，提高S的氧化性，利于反应发生（丰台区）5．（1）B（2）都具有氧化性，但氧化性强弱不同（3）反应限度太小或者溶液中不稳定极易转化为Cu和（4）（5）①具有还原性且CuI是难溶于水的沉淀②可能存在氧化的干扰，同时无法判断是否转化为Cu③洗涤沉淀物，向其中加入氨水，观察到沉淀溶解，溶液变为蓝色（6）①与生成CuS的反应速率比氧化还原反应速率快，导致与的浓度降低，使得的氧化性和的还原性降低，从而无法发生氧化还原反应②按照下图所示的装置进行实验，一段时间后，U型管的左侧产生白色沉淀，取该沉淀，洗涤后，向其中加入溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀。（石景山区）6．（1）①AgNO3+2NH3·H2OAg(NH3)2②[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+（2）①CH3CHO–2e−+3OH−CH3COO−③可能是硝酸银溶液中的NO−3或O2等微粒做氧化剂，其氧化性随酸性减弱而减弱（3）①合理，[Ag(NH3)]+Ag++NH3，c(NH3)增大，平衡逆向移动，c(Ag+)降低，Ag+氧化性减弱，未发生银镜反应；或不合理，灰色浑浊