2025版高考化学一轮总复习提升训练第10章化学实验基础和综合探究第38讲物质的制备与性质综合实验探究考点四物质性质探究性实验微考点1物质性质探究实验及分析

微考点1物质性质探究试验及分析(经典真题)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：(1)晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]eq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学方程式为3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按如图所示装置进行试验。①通入氮气的目的是隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置。②试验中视察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此推断热分解产物中确定含有CO2、CO。③为防止倒吸，停止试验时应进行的操作是先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是取少许固体粉末置于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3。(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。①称量mg样品于锥形瓶中，溶解后加稀硫酸酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是粉红色出现且半分钟内不变色。②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀硫酸酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。该晶体中铁的质量分数的表达式为eq\f(5cV×56,m×1000)×100%。[解析](1)加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2，反应的化学方程式为3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①空气中含有O2，为防止Fe2＋被O2氧化，应先通入N2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。②B中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生CO2；F中澄清石灰水变浑浊，E中固体变为红色，说明E中发生反应：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2，所以分解产物中确定含有CO。③试验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。④检验Fe2O3的方法是取少许固体粉末置于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3。(3)①滴定终点的现象是有粉红色出现且半分钟内不变色。②加入锌粉后将Fe3＋还原为Fe2＋，再用KMnO4溶液滴定，将Fe2＋氧化为Fe3＋，MnOeq\o\al(－,4)转化为Mn2＋，可得关系式：5Fe2＋～MnOeq\o\al(－,4)，已知n(MnOeq\o\al(－,4))＝(cV×10－3)mol，则n(Fe2＋)＝(5cV×10－3)mol，则m(Fe2＋)＝(5cV×10－3×56)g，故该晶体中铁的质量分数w(Fe)＝eq\f(5cV×10－3×56g,mg)×100%＝eq\f(5cV×56,m×1000)×100%。【对点训练】(2024·北京房山区模拟)某试验小组在探讨硝酸与铜的反应时，发觉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，为此对产生绿色的缘由开展探究。按要求回答下列问题：[猜想假设](1)假设1：硝酸铜溶液颜色与溶液浓度有关假设2：硝酸铜溶液中溶解了NO2[试验操作及现象分析]试验一：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。甲同学依据试验一的现象证明白假设1不成立，请补全假设。试验二：(2)甲同学在试验一的基础上接着开展了试验二，并初步验证了假设2成立，他的试验操作及现象是加热硝酸铜溶液，温度上升，放出红棕色气体，溶液颜色变为蓝色。乙同学认为假设2不严谨，用以下试验对假设2进行了深化探究：试验三：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)结合试验三，乙同学认为假设2不严谨的证据是向混合溶液中通入氮气会将溶液中溶解的二氧化氮气体带出，而溶液仍保持一段时间绿色。(4)乙同学查阅资料发觉：①铜与浓硝酸反应后溶液呈现绿色是由于HNO2(或NOeq\o\al(－,2))与铜离子作用的结果。②金属和浓硝酸的反应一旦发生后速率不断加快，缘由是过程中有HNO2生成。如Cu和浓硝酸反应，起先生成的NO2溶于水形成HNO2，HNO2再和Cu反应，速率就大大加快。请依据资料完成以下反应的离子方程式。ⅰ.eq\x(2)NO2＋eq\x(1)H2O=eq\x(1)HNO2＋eq\x(1)H＋＋eq\x(1)NOeq\o\al(－,3)；ⅱ.Cu＋2HNO2＋eq\x(2)H＋=eq\x(1)Cu2＋＋eq\x(2)H2O＋eq\x(2)NO↑，ⅲ.2NO＋4H＋＋4NOeq\o\al(－,3)=6NO2＋2H2O。试验四：乙同学通过以下试验证明白反应过程中HNO2的生成。试验操作现象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，说明试验3产生该现象的缘由是过氧化氢具有强氧化性，和亚硝酸反应生成硝酸，导致溶液中亚硝酸的浓度降低。[解析](1)结合试验一操作可知，试验探究的是硝酸铜溶液浓度对溶液颜色的影响，故假设1：硝酸铜溶液颜色与溶液浓度有关。(2)猜想2为硝酸铜溶液中溶解了NO2且甲同学初步验证了假设2成立，则试验设计如下：加热硝酸铜溶液，温度上升二氧化氮气体溶解度减小而逸出，放出红棕色气体，溶液颜色变为蓝色，说明颜色的变更与溶解了二氧化氮气体有关。(3)试验三向混合溶液中通入氮气会将溶液中溶解的二氧化氮气体带出，而溶液仍保持一段时间绿色，说明绿色的产生不是溶解了二氧化氮气体的缘由，假设2不严谨。(4)由资料可知，NO2溶于水形成HNO2，反应中氮元素化合价降低则必需有元素化合价上升，则部分氮元素化合价上升生成硝酸，反应ⅰ为2NO2＋H2O=HNO2＋H＋＋NOeq\o\al(－,3)；由反应ⅲ可如，一氧化氮可参与反