第16讲　化学实验探究-2025年高考化学全国一轮

第16讲化学实验探究备考导航复习目标1.在解决化学问题的过程中，运用化学原理和科学方法，能设计合理方案，初步实践科学探究。2．设计实验方案；正确选用实验装置；掌握控制实验条件的方法。3．预测或描述实验现象、分析或处理实验数据，得出合理结论。4．评价或改进实验方案。5．以上各部分知识与技能的综合应用熟记网络课前思考问题1探究影响反应速率的因素(如浓度、温度、压强、催化剂、颗粒物的规格等)时，应该注意哪些问题？【答案】要控制其他的因素完全相同，只有一种因素不同。如探究温度对反应速率的影响，要控制浓度、压强、催化剂、颗粒物的规格等完全相同，只有温度不同。问题2实验探究和验证的关系是什么？【答案】实验探究过程包括提出问题和猜想、设计实验验证、观察分析现象、得出结论等；验证实验是探究实验的方向之一，主要是验证物质的化学性质。1.(2023·广州二模)某小组从电极反应的角度研究物质氧化性和还原性的变化规律。(1)实验室以MnO2和浓盐酸为原料制取氯气的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。该反应的氧化产物是________。将该反应设计成原电池，氧化反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，还原反应为。(2)当氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在MnO2和盐酸。小组同学分析认为随着反应的进行、MnO2的氧化性和Cl－的还原性均减弱，为此进行探究。[实验任务]探究离子浓度对MnO2氧化性的影响。[提出猜想]猜想a：随c(H＋)减小，MnO2的氧化性减弱。猜想b：随c(Mn2＋)增大，MnO2的氧化性减弱。[查阅资料]电极电势(φ)是表征氧化剂的氧化性(或还原剂的还原性)强弱的物理量。电极电势越大，氧化剂的氧化性越强；电极电势越小，还原剂的还原性越强。[验证猜想]用0.10mol/LH2SO4溶液、0.10mol/LMnSO4溶液和蒸馏水配制混合液(溶液总体积相同)，将MnO2电极置于混合液中测定其电极电势φ，进行表中实验1～3，数据记录。实验序号V(H2SO4)/mLV(MnSO4)/mLV(H2O)/mL电极电势/V120200φ12mn10φ23201010φ3①根据实验1和2的结果，猜想a成立。补充数据：m＝________，n＝________。②根据实验1和3的结果，猜想b成立。判断依据是________________(用电极电势关系表示)。[探究结果]固液混合物A中仍存在MnO2和盐酸的原因是随着反应进行，溶液中c(H＋)减小、c(Mn2＋)增大，MnO2氧化性减弱。③根据上述探究结果，小组同学作出如下推断：随c(Cl－)增大，Cl－还原性增强。实验验证在固液混合物A中加入________(填化学式)固体，加热。证明推断正确的实验现象是。(3)根据电化学的相关知识，小组同学分别利用电解池(图1)和原电池(图2)装置，成功实现了铜与稀硫酸制氢气。①图1中阳极的电极反应式为____________________________________。②结合(2)的探究结论，图2中试剂X是________，试剂Y是__________[可选试剂：稀硫酸、Na2SO4溶液、NaOH溶液、NaNO3溶液、CuSO4溶液(浓度均为1.0mol/L)]。【答案】(1)Cl2MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O(2)①1020②φ1<φ3③NaCl产生黄绿色气体(3)①Cu－2e－=Cu2＋②稀硫酸NaOH【解析】(2)①根据溶液的总体积相同可知，m＋n＝40，由于实验1、2验证c(H＋)不同对MnO2氧化性的影响，则两组实验中V(H2SO4)不同，而V(MnSO4)相同，n＝20，m＝40－n－10＝40－20－10＝10。②由于实验1、3中c(Mn2＋)不同且实验1中c(Mn2＋)更大，MnO2的氧化性较弱，则实验1的电极电势较低，故φ1<φ3。③在固液混合物中加入NaCl固体，使得溶液中c(Cl－)增大，加热后，若有黄绿色气体(Cl2)生成，则证明Cl－的还原性增强。(3)①Cu电极为阳极，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋。②由于该实验需要制备H2，故试剂X为稀硫酸，根据(2)的探究结论可知，溶液中c(Cu2＋)越小，Cu的还原性越强，故试剂Y为NaOH，生成的Cu2＋立即与OH－结合生成Cu(OH)2沉淀，从而降低溶液中c(Cu2＋)。2.(2023·厦门二检)某小组探究CuCl2溶液和Na2SO3溶液的反应物，开展如下活动。[理论预测]预测反应的离子方程式实验现象1Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)=CuSO3↓生成绿色沉淀2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=Cu(OH)2↓＋SO2↑________32Cu2＋＋2SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=Cu2SO3↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋生成红色沉淀4____________生成白色沉淀(CuCl)(1)预测2中的实验现象为____________。(2)预测4中反应的离子方程式为。[实验探究]实验11mL0.2mol/LNa2SO3溶液eq\o(→,\s\up7(混合))立即生成橙黄色沉淀，3min后沉淀颜色变浅并伴有少量白色沉淀产生，振荡1min沉淀全部变为白色2mL0.2mol/LCuCl2溶液(3)为证明实验1中白色沉淀为CuCl，设计实验如下。①已知[Cu(NH3)2]＋在水中呈无色。实验2总反应的离子方程式为。②为证明深蓝色溶液中含有Cl－，进一步实验所需的试剂为__________(填化学式)。[进一步探究]查阅资料获知橙黄色沉淀可能为xCuSO4·yCu2SO3·zH2O。在实验1获得橙黄色沉淀后，立即离心分离并洗涤。为探究其组成进行如下实验3。橙黄色沉淀KI溶液无色溶液eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液))无明显现象白色沉淀(CuI)(4)离心分离的目的是加快过滤速度，防止___________________________。(5)已知2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2。实验3能否证明橙黄色沉淀中含有Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)，结合实验现象做出判断并说明理由：。(6)橙黄色沉淀转化为CuCl的原因可能是Cl－提高了Cu2＋的氧化性，进行如下实验(已知装置中物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大)。实验4装置试剂a试剂b电压表读数0.2mol/LNa2SO3溶液0.2mol/LCuCl2溶液V10.2mol/LNa2SO3溶液XV2①表中X为________________。②能证实实验结论的实验现象为________。[解释和结论]综上，Cu2＋与SOeq\o\al(2－,3)发生复分解反应速率较快，发生氧化还原反应趋势更大。【答案】(1)溶液中生成蓝色沉淀，并伴有刺激性气味气体生成(2)2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O＋2Cl－=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋(3)①4CuCl＋O2＋16NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2＋＋4Cl－＋4OH－＋14H2O②HNO3、AgNO3(4)防止沉淀长时间与空气接触而被氧化(5)可行。实验中生成白色沉淀CuI，说明橙黄色沉淀中含有铜离子被碘离子还原；溶液无色、无明显现象，说明橙黄色沉淀中含有亚硫酸根离子将最初生成的碘单质还原为碘离子(6)①0.2mol/LCuSO4溶液②V1>V2【解析】(3)①已知[Cu(NH3)2]＋在水中呈无色，根据题意，实验中白色沉淀为CuCl，放在一段时间后溶液变为蓝色，说明空气氧气将一价铜氧化为二价铜，则实验2离子方程式为4CuCl＋O2＋16NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2＋＋4Cl－＋4OH－＋14H2O。②氯离子和银离子生成不溶于酸的氯化银沉淀，故为证明深蓝色溶液中含有Cl－，进一步实验所需的试剂为稀硝酸和硝酸银溶液。(4)一价铜容易被空气中氧气氧化为二价铜，故离心分离的目的是加快过滤速度，防止沉淀长时间与空气接触而被氧化。(6)①实验探究橙黄色沉淀转化为CuCl的原因可能是Cl－提高了Cu2＋的氧化性，则试剂b应该不含氯离子的同浓度铜离子的溶液，故表中X为0.2mol/LCuSO4溶液。②已知装置中物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大，则能证实实验结论的实验现象为电压V1更大，故为V1>V2。考点1实验装置、条件、操作与现象知识梳理仪器的连接顺序化学综合实验常以给定的实验仪器，考查仪器连接的顺序。仪器连接成实验装置的要求：“从下往上，从左往右”。1.如涉及气体的制取和处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为发生→除杂→干燥→主体实验→尾气处理。2.注意仪器间连接细节问题是否正确。如洗气时“进气管长、出气管短”等。化学综合实验常考的基本操作1.检查装置的气密性在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。命题点装置图解题指导如何检查装置的气密性含分液漏斗的装置实验开始前，关闭止水夹，打开分液漏斗活塞，向锥形瓶中滴加水，若一段时间后水不能滴下，则气密性良好(或关闭分液漏斗活塞，打开止水夹，将导管口置于水槽中液面下，微热锥形瓶，若导管口有气泡产生，停止加热一段时间后，管口倒吸形成一段水柱，则气密性良好)含长颈漏斗的装置实验开始前，关闭止水夹，由长颈漏斗向广口瓶中加水至长颈漏斗中的液面高于广口瓶液面，一段时间后液面差不变，则气密性良好2.防止倒吸命题点装置图解题指导如何“防倒吸”常见的防倒吸装置：不能用苯代替CCl4)不需要防倒吸的情况：如氯气尾气用氢氧化钠溶液吸收3.除去装置中的空气命题点方法与装置解题指导如何除去装置中的空气①利用载气，排除装置中的空气；②利用实验本身产生的气体(如氢气)来排除装置中的空气，防止在物质制备的过程中，制备的物质被氧气氧化。如制备氢氧化亚铁Fe(OH)2的制取根据装置的封闭性，让反应生成的气体将反应后生成的溶液顺利压入另一反应器中再反应。如铁与稀盐酸生成氯化亚铁和氢气，将装置形成一定的特定封闭体系后，氢气可将生成的氯化亚铁溶液压入另一个含氢氧化钠溶液的反应容器内，从而制得氢氧化亚铁4.控制载气的流速不要过快实验常用其他稳定的气体(如氮气)作载气，为了充分吸收某种需分析或测定的气体，要控制载气的流速不要过快。5.实验过程是否安全，污染处理是否得当(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止倒吸。(2)防氧化、防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯)等。6.控制“实验温度”的目的控温手段控温目的加热加快化学反应速率或使化学平衡向某方向移动降温防止某物质在高温时分解(或挥发)或使化学平衡向某方向移动控制温度在一定范围若温度过低，则反应速率(或溶解速率)较慢；若温度过高，则某物质(如H2O2、铵盐、浓硝酸、草酸等)会分解或挥发水浴加热受热均匀，温度可控，且温度不超过100冰水浴冷却防止某物质分解或挥发趁热过滤保持过滤温度，防止温度降低后某物质析出减压蒸发减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)实验探究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.探究的分类(1)探究物质的性质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。(2)探究反应所生成的物质及某成分的含量等(3)探究化学实验中的反常现象(4)探究化学反应的规律①通过对实验现象分析、比较得出结论。②在对未知的反应机理或规律的研究中，如果有多个影响因素(如浓度、温度、压强、催化剂、颗粒物规格等)，通常采用控制变量法，从而得出正确的反应机理或规律与多个影响因素之间的关系。化学定量计算从定量实验的目的来分类——“应用角度”(1)获得实验数据，进行确定物质组成化学式的计算(如：滴定法、热重法)。(2)获得实验数据，进行混合物中物质含量的计算(如：关系式法、守恒法)。常见滴定分析法的定量关系滴定类型举例定量关系原理酸碱中和滴定凯氏定氮法n(N)＝n(HCl)NH3·H3BO3＋HCl=NH4Cl＋H3BO3沉淀滴定K2CrO4与AgNO3n(Ag＋)＝2n(K2CrO4)2Ag＋＋CrOeq\o\al(2－,4)=Ag2CrO4↓(砖红色)氧化还原滴定KMnONa2C2O5n(KMnO4)＝2n(Na2C2O42MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2OKMnO4与H2O25n(KMnO4)＝2n(H2O2)2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O氧化还原滴定K2Cr2O7与Fe2＋6n(K2Cr2O7)＝n(Fe2＋)6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2OKIO3与I－5n(KIO3)＝n(I－)5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋6H＋=3I2＋3H2OI2与SOeq\o\al(2－,3)n(I2)＝n(SOeq\o\al(2－,3))I2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋I2与S2Oeq\o\al(2－,3)2n(I2)＝n(S2Oeq\o\al(2－,3))2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－配位滴定EDTA(用Y4－表示)与金属离子n(Y4－)＝n(Mn＋)Mn＋＋Y4－=MY(4－n)－[及时巩固](2023·茂名二模)“84”消毒液的有效成分为NaClO，广泛应用于物体表面和环境等的消毒。实验室利用以下装置制备NaClO并进行性质探究。(1)装置B的作用是。(2)生成NaClO的离子方程式为。(3)某小组研究25℃提出假设：NaClO溶液中加入Na2SiO3或改变NaCl浓度，对NaClO的稳定性有影响。设计方案并完成实验：用浓度为1mol/L的NaClO溶液、NaCl溶液，Na2SiO3溶液和NaOH溶液按下表配制总体积相同的系列溶液；相同时间内测定溶液中有效氯(指次氯酸钠中氯元素质量占样品的百分含量)，记录数据。序号V(NaClO)/mLV(Na2SiO3)/mLV(NaCl)/mLV(NaOH)/mLV(H2O)/mL有效氯/%Ⅰ40.00///10.003.6Ⅱ40.00/4.00a4.18Ⅲ40.00/2.008.004.12Ⅳ40.00/1.009.004.24Ⅴ40.00b8.004.28Ⅵ40.006.004.004.38①根据表中信息，补充数据：a＝________；b＝________。②由实验Ⅱ和Ⅲ可知，增加NaCl的浓度，NaClO溶液的稳定性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。③由实验可知，增加Na2SiO3浓度NaClO稳定性增加，结合上述数据用相关原理解释：。实验结论：假设成立。实验拓展：(4)探索NaClO分解规律，发现其浓度和速率常数k满足下列关系：lnc(NaClO)＝－kt＋b[其中b为常数，t为时间(单位：h)]。①25℃下速率常数k＝0.003h－1，c(NaClO)变为原来一半时，所需的时间约为________h(已知ln2≈②除添加NaCl、NaOH、Na2SiO3浓溶液外，提出一条减缓NaClO分解的措施：。【答案】(1)除去Cl2中的HCl，长颈漏斗可以平衡气压，减缓Cl2的通入，使反应更充分(2)Cl2＋2OH=Cl－＋ClO－＋H2O(3)①6.002.00②增强③NaClO溶液水解生成HClO，HClO不稳定，所以NaClO溶液不稳定，加入硅酸钠溶液，硅酸钠溶液显碱性，可以减少NaClO的水解，增强NaClO溶液的稳定性(4)①231h②降低储存温度【解析】(3)①探究Na2SiO3或改变NaCl浓度，对NaClO的有效氯的影响，保证溶液的总体积不变，所以总体积为50mL，a＝6.00，b＝2.00。(4)①当c(NaClO)变为原来的一半时，存在eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(ln1＝0.003t＋b,ln0.5＝0.003t＋b′))，解得t－t′＝eq\f(ln2,0.003)≈231h。(2023·汕头二模)红矾钠(重铬酸钠：Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料，在印染工业、电镀工业和皮革工业中作助剂，在化学工业和制药工业中也用作氧化剂，应用领域十分广泛。实验室中红矾钠可用铬铁矿(主要成分：FeO·Cr2O3)利用以下过程来制取。铬铁矿等原料eq\o(→,\s\up7(Ⅰ氧化))eq\o(→,\s\up7(Ⅱ浸取))eq\o(→,\s\up7(Ⅲ))Na2CrO4黄色溶液eq\o(→,\s\up7(Ⅳ),\s\do5(加H2SO4酸化))eq\o(→,\s\up7(Ⅴ))产品：Na2Cr2O7·2H2O铬渣(含硫酸钠)(1)基态Cr原子的价层电子排布式是____________，这样排布使整个体系能量最低，原因是。(2)步骤Ⅱ中所得溶液显碱性，其中除含有Na2CrO4外，还含有铝、硅元素的化合物，它们的化学式可能是________、________。(3)步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为____________________________；反应完成的标志是。(4)利用复分解反应，将红矾钠与KCl固体按物质的量比1∶2混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体：Na2Cr2O7＋2KCl=K2Cr2O7＋2NaCl(已知：温度对NaCl的溶解度影响很小，对K2Cr2O7的溶解度影响较大)。获得K2Cr2O7晶体的基本实验步骤为：①溶解、②________、③________、④冷却结晶，最后过滤。(5)Cr3＋也有一定毒性，会污染水体，常温下要除去废液中多余的Cr3＋，调节pH至少为________，才能使铬离子沉淀完全[已知溶液中离子浓度小于1×10－5mol/L，则认为离子完全沉淀；Cr(OH)3的溶度积常数为1.0×10－32]。(6)Na2Cr2O7可用于测定废水的化学耗氧量(即COD，指每升水样中还原性物质被氧化所需要O2的质量)。现有某水样100.00mL，酸化后加入c1mol/L的Na2Cr2O7溶液V1mL，使水中的还原性物质完全被氧化(Cr2Oeq\o\al(2－,7)还原为Cr3＋)；再用c2mol/L的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2Oeq\o\al(2－,7)，结果消耗FeSO4溶液V2mL。该水样的COD为______________mg/L。【答案】(1)3d54s13d、4s轨道上的电子均为半充满状态(2)NaAlO2Na2SiO3(3)2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O溶液由黄色变成橙色(4)②蒸发浓缩③趁热过滤(5)5.0(6)480c1V1－80c2V2【解析】(4)由于温度对NaCl的溶解度影响小而对K2Cr2O7的溶解度大，故将混合物溶于水后，加热蒸发浓缩，趁热过滤后得到部分K2Cr2O7晶体，再通过冷却结晶，最后过滤得到更多的K2Cr2O7晶体。(5)当溶液中c(Cr3＋)＝1×10－5mol/L时，结合Cr(OH)3的溶度积可知，溶液中c(OH－)＝eq\r(3,\f(Ksp,cCr3＋))＝eq\r(3,\f(1.0×10－32,1.0×10－5))＝10－9mol/L，此时溶液的pH＝5.0。(6)在废水耗氧量的测定实验中，水中的还原性物质与FeSO4共同消耗了Na2Cr2O7，根据电子守恒可得关系式：Na2Cr2O7～6FeSO4、2Na2Cr2O7～3O2，依题意可得每升水样的COD值＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(c1V1×10－3－c2V2×10－3×\f(1,6)))×3,2)×eq\f(1000mL,100.00mL)×32×103＝480c1V1－80c2V2。有关返滴定法的计算一定量待测液eq\o(→,\s\up7(标准液A),\s\do5(过量))eq\o(→,\s\up7(标准液B))终点1.试题特点第一步：样品待测液先与已知量(过量)的标准液A反应；第二步：反应后剩余的标准液A，再与另一种标准液B反应，并达到终点。2.解题方法(1)计算标准液A的总量。(2)根据第二步反应的定量关系，由标准液B的量求算出标准液A过量的量。(3)第一步参加反应的标准液A的量＝标准液A的总量－标准液A过量的量。(4)根据第一步反应的定量关系，由第一步参加反应的标准液A的量求算出待测液的量。1.(2023·广州模拟)高氯酸铵(NH4ClO4可用作火箭推进剂，已知NH4ClO4受热不稳定，400℃时发生分解反应：2NH4ClO4eq\o(=,\s\up7(△))N2↑＋2O2↑＋Cl2↑＋4H2O。某化学兴趣小组利用实验室常用试剂，设计如图装置(已略去夹持装置)对NH4ClO4热分解产生的气体进行分步吸收或收集。回答下列问题：(1)装置A为NH4ClO4的热分解装置，可选取的装置是________(填字母)。eq\o(\s\up7(),\s\do5(a))eq\o(\s\up7(),\s\do5(b))eq\o(\s\up7(),\s\do5(c))eq\o(\s\up7(),\s\do5(d))(2)暂不连接装置A，仪器组装完毕后，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，点燃酒精灯微热装置D中的玻璃管，装置F中有气泡从导管口冒出，关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，停止微热，若____________________________，则装置气密性良好。(3)装置B吸收的是NH4ClO4分解产生的Cl2，装置B中加入的试剂可以是________，发生反应的离子方程式为______________________________。(4)装置C中的试剂为浓硫酸，其作用是______________，装置E的作用是___________________________________________________________________，装置F中收集到的气体是___________________________________________________________________(写分子式)。(5)装置D中加入铜粉，吸收NH4ClO4分解产生的O2，实验结束后，某同学取少量装置D中的固体物质倒入洁净的试管中，加入蒸馏水，振荡、静置，观察到上层溶液为蓝色，产生该现象的原因可能是________________________，试设计实验进行验证：_____________________________。【答案】(1)b(2)装置B、C中有气泡从导管口冒出(3)NaOH溶液Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(4)吸收水蒸气安全瓶(或防止F中液体倒吸入装置D)N2(5)D中有少量CuCl2生成(或Cl2未被完全吸收)取上层蓝色溶液，滴加过量NaOH溶液，出现蓝色沉淀，过滤，在滤液中加入稀硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成【解析】装置A中高氯酸铵受热分解生成氯气、氮气、氧气和水蒸气，装置B中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收氯气，装置C中盛有的浓硫酸用于吸收反应生成的水蒸气，装置D中盛有的铜粉在加热条件下用于吸收反应生成的氧气，装置E为空载仪器，作安全瓶，起防倒吸的作用，装置F为收集反应生成氮气的装置。2.(2022·安徽合肥二模)二氯异氰尿酸钠[(CNO)3Cl2Na]是常用的杀菌消毒剂，常温下为白色固体，难溶于冷水。利用高浓度的NaClO溶液和异氰尿酸[(CNO)3H3]固体制备二氯异氰尿酸钠，实验装置如下图所示(部分夹持装置略)。已知：①3Cl2＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))5NaCl＋NaC1O3＋3H2O；②2NaClO＋(CNO)3H3=(CNO)3Cl2Na＋NaOH＋H2O。回答下列问题：(1)装置A中发生反应的离子方程式为________________________________。(2)装置B中盛放的试剂为____________________________________________________________________，若撤去该装置，对C中制备实验产生的影响是。(3)三颈烧瓶液面上出现黄绿色气体时，由上口加入(CNO)3H3固体，反应过程中仍需不断通入Cl2，原因是。(4)装置C中冰水浴的目的是。(5)通过下列实验可测定二氯异氰尿酸钠样品中有效氯的含量(样品中不含NaClO)：反应原理：[(CNO)3Cl2]－＋H＋＋2H2O=(CNO)3H3＋2HClO；HClO＋2I－＋H＋=I2＋Cl－＋H2O；I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。实验步骤：准确称取wg样品配成100mL溶液，取25.00mL于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，暗处静置充分反应后，用0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂继续滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液VmL。①滴定终点的现象是________________________________________________________________________。②该样品中有效氯含量的表达式为______(有效氯＝eq\f(测定中转化为HClO的氯的质量×2,样品的质量)×100%)。③若滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，则有效氯的测定值将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。【答案】(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)饱和食盐水挥发的氯化氢会和装置C中的NaOH反应，降低NaOH溶液的利用率，导致产率下降(3)使反应生成的NaOH再次生成次氯酸钠，提高原料的利用率(4)增大Cl2溶解度，防止温度过高生成NaClO3，同时降低二氯异氰尿酸钠溶解度(5)①滴入最后半滴Na2S2O3溶液时，溶液的浅蓝色褪去且半分钟内颜色不恢复②eq\f(1.42V,w)%③偏高【解析】在装置A中用MnO2和浓盐酸制取氯气，用饱和食盐水除去氯气中的HCl，氯气通入NaOH溶液中，生成的NaClO和异氰尿酸反应生成二氯异氰尿酸钠，最后用NaOH吸收多余的氯气。(5)①二氯异氰尿酸钠在酸溶液中转化为HClO，HClO将KI氧化为I2，加入淀粉作指示剂，淀粉遇I2变蓝，加入的Na2S2O3溶液和I2反应生成I－，所以当滴入最后半滴Na2S2O3溶液时，溶液的浅蓝色褪去且半分钟颜色不恢复，达到滴定终点。②根据反应原理可知：HClO～2Na2S2O3，25.00mL溶液消耗的Na2S2O3的物质的量为0.1000mol/L×V×10－3L＝V×10－4mol，n(HClO)＝5V×10－5mol,100mL溶液中n(HClO)＝2V×10－4mol，根据有效氯的表达式，有效氯＝eq\f(2V×10－4mol×35.5g/mol×2,wg)×100%＝eq\f(1.42V,w)%。③若滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，则消耗的标准液体积偏大，有效氯的测定值将偏高。练习1化学实验探究(一)1.(2023·广州模拟)某小组同学对Na2SO3与AgNO3在不同pH下的反应进行探究。(1)测得Na2SO3溶液pH为10，AgNO3溶液pH为5，用离子方程式表示Na2SO3溶液显碱性的原因：。(2)调节Na2SO3与AgNO3混合后的初始pH，实验记录如下：实验pH现象a10产生白色沉淀，稍后沉淀溶解b6产生白色沉淀，一段时间后，沉淀未溶解c2产生大量白色沉淀，一段时间后，产生海绵状棕黑色物质X资料：ⅰ.Ag2SO3：白色，不溶于水，可溶于过量Na2SO3溶液。ⅱ.Ag2O：棕黑色，不溶于水，能和酸反应。针对实验a中白色沉淀提出两种推测：推测1：白色沉淀为Ag2SO3。推测2：白色沉淀为Ag2SO4。①用离子方程式表示推测1中沉淀产生的反应：________________________________。②推测2的理论依据是_______________________________________________________________________________________。③取b、c中白色沉淀，分别置于过量Na2SO3溶液中，沉淀均溶解，经实验证明白色沉淀不是Ag2SO4，实验过程：另取Ag2SO4固体置于______________溶液中，未溶解。(3)为确认X组成，将c中X过滤、洗涤，继续实验：Ⅰ.向X中滴加稀盐酸，无明显变化；Ⅱ.向X中加入过量浓硝酸，产生红棕色气体；Ⅲ.用Ba(NO3)2、BaCl2检验Ⅱ中反应后的溶液，前者无变化，后者产生白色沉淀。①Ⅰ的目的是________________________________________________________________。②根据Ⅲ的现象，可判断X的元素组成情况：______________________。③Ⅱ中反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________。(4)综合以上实验，分析X产生的可能原因：①甲同学认为随着溶液酸性增强，Ag2SO3中的Ag＋氧化性增强。②乙同学认为________________________________________________________________________。【答案】(1)SOeq\o\al(2－,3)＋H2OHSOeq\o\al(－,3)＋OH－(2)①2Ag＋＋SOeq\o\al(2－,3)=Ag2SO3↓②SOeq\o\al(2－,3)有还原性，可能被氧化为SOeq\o\al(2－,4)，与Ag＋反应生成Ag2SO4白色沉淀③过量Na2SO3(3)①证明X不是Ag2O②含有Ag元素，不含S元素③Ag＋2HNO3(浓)=AgNO3＋NO2↑＋H2O(4)随着溶液酸性增强，Ag2SO3中的SOeq\o\al(2－,3)还原性增强【解析】(2)③若硫酸银固体置于过量亚硫酸钠溶液中，固体不溶解，由题给b、c中白色沉淀可溶于亚硫酸钠溶液可知，白色沉淀不是硫酸银，故答案为过量Na2SO3。(3)②由实验Ⅱ可知，X具有还原性，能将浓硝酸还原为二氧化氮气体，由实验Ⅲ可知，用硝酸钡检验实验Ⅱ中反应的溶液，没有白色沉淀生成，说明反应没有生成硫酸根离子，X中不含有硫元素，用氯化钡溶液检验，有白色沉淀生成，说明X中银元素，结合实验Ⅱ可知X为银单质。2.(2023·深圳二调)某学习小组按如图所示流程，在实验室模拟处理含苯酚的工业废水，并进行相关实验探究。回答下列问题：(1)“操作Ⅰ”所使用的玻璃仪器有烧杯和________(填仪器名称)，流程中可循环使用的物质是________(填名称)。(2)“水层2”中主要溶质为________________(填化学式)。(3)将所得苯酚配制成一定浓度的苯酚溶液，探究铁盐种类和pH对苯酚与Fe3＋显色反应的影响。查阅资料：ⅰ.[Fe(C6H5O)6]3－为紫色。ⅱ.Na＋对苯酚与Fe3＋的显色反应无影响。ⅲ.[Fe(C6H5O)6]3－对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与[Fe(C6H5O)6]3－的浓度在一定范围内成正比。提出猜想：猜想1：Cl－对苯酚与Fe3＋的显色反应有影响。猜想2：SOeq\o\al(2－,4)对苯酚与Fe3＋的显色反应有影响。猜想3：H＋对苯酚与Fe3＋的显色反应有影响。进行实验：常温下，用盐酸调节pH配制得到pH分别为a和b的0.1mol/LFeCl3溶液(a>b)，用硫酸调节pH配制得到pH分别为a和b的0.05mol/LFe2(SO4)3溶液。取5mL苯酚溶液于试管中，按实验1～4分别再加入0.1mL含Fe3＋的试剂，显色10min后，用紫外可见分光光度计测定该溶液的吸光度(本实验条件下，pH改变对Fe3＋水解程度的影响可忽略)。序号含Fe3＋的试剂吸光度0.1mol/LFeCl3溶液0.05mol/LFe2(SO4)3溶液1pH＝a/A12pH＝b/A23/pH＝aA34/pH＝bA4结果讨论：实验结果为A1>A2>A3>A4。①根据实验结果，小组同学认为此结果不足以证明猜想3成立的理由是______________________________________________________________________________________________。②为进一步验证猜想，小组同学设计了实验5和6，补充下表中相关内容(限选试剂：NaCl溶液、Na2SO4溶液、NaCl固体、Na2SO4固体)。序号含Fe3＋的试剂再加入的试剂吸光度0.1mol/LFeCl3溶液0.05mol/LFe2(SO4)3溶液5/pH＝aNaCl固体A56pH＝a/______A6③根据实验1～6的结果，小组同学得出猜想1不成立，猜想2成立，且SOeq\o\al(2－,4)对苯酚与Fe3＋的显色反应起抑制作用，得出此结论的依据是。④根据实验1～6的结果，小组同学得出猜想3成立，且H＋对Fe3＋与苯酚的显色反应有抑制作用，从化学平衡角度解释其原因是。(4)小组同学利用滴定法测定所得“水层2”中苯酚的含量：向V1mL样品溶液中加入过量溴水，将苯酚全部转化为化合物M；再加入过量KI溶液，充分反应后，用cmol/LNa2S2O3标准溶液滴定。已知：ⅰ.ⅱ.I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6①加入KI溶液前需加热除去多余的Br2，否则会使测定结果________(填“偏高”或“偏低”)。②若消耗Na2S2O3标准溶液的体积为V2mL，则样品中苯酚的浓度为________g/L(用含c、V1、V2的代数式表示)。【答案】(1)分液漏斗苯(2)NaHCO3(3)①Cl－或SOeq\o\al(2－,4)对苯酚与Fe3＋的显色可能有影响②Na2SO4固体③A5＝A3，A6<A1(或A5＝A3<A1)④Fe3＋与苯酚发生显色反应：Fe3＋＋6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3－＋6H＋，c(H＋)增大，平衡逆向移动，[Fe(C6H5O)6]3－的浓度减小，溶液颜色变浅(4)①偏高②eq\f(47cV2,V1)【解析】(2)“反应Ⅱ”发生C6H5ONa＋CO2＋H2O=C6H5OH＋NaHCO3，故水层为NaHCO3。(3)②为了探究Cl－与SOeq\o\al(2－,4)对显色反应的影响，保证变量唯一，故选用Na2SO4固体。③为了证明猜想1不成立，猜想2成立，且SOeq\o\al(2－,4)对苯酚与Fe3＋的显色反应起抑制作用，则注意变量唯一性，利用实验3与实验5，若吸光度不变，可以证明猜想1不成立；利用实验1与实验6(或实验1和实验3)，若吸光度减小，可以证明猜想2成立，且SOeq\o\al(2－,4)对苯酚与Fe3＋的显色反应起抑制作用。(4)①若没有除去多余Br2，发生反应：Br2＋2I－=I2＋2Br－，则产生的I2多，消耗标准液，测量结果偏高；②苯酚～I2～2Na2S2O3，已知n(Na2S2O3)＝cV2×10－3mol，故n(苯酚)＝eq\f(1,2)cV2×10－3mol，则苯酚浓度＝eq\f(m苯酚,V1)＝eq\f(\f(1,2)cV2×10－3mol×94g/mol,V1×10－3L)＝eq\f(47cV2,V1)g/L。3.(2023·安徽示范高中4月联考)某化学实验小组探究草酸盐的性质。(1)文献表明：相同条件下，C2Oeq\o\al(2－,4)的还原性强于Fe2＋。为验证此结论，小组同学完成了如下实验：向10mL0.5mol/LFeCl3溶液中缓慢加入0.5mol/LK2C2O4溶液至过量，充分反应后得到翠绿色溶液和翠绿色晶体。已知：[K3Fe(C2O4)3·3H2O]为翠绿色晶体；Fe3＋＋3C2Oeq\o\al(2－,4)[Fe(C2O4)3]3－K＝1.6×1020。①取少量翠绿色晶体，洗净配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红，继续加入硫酸，溶液变红。解释溶液变红的原因：________________________________________________________________________。②经检验反应后的翠绿色溶液中无Fe2＋，解释C2Oeq\o\al(2－,4)和Fe3＋未发生氧化还原反应的可能原因：_____________________。③某同学利用电化学原理来比较Fe2＋和C2Oeq\o\al(2－,4)的还原性强弱(装置如下图)：闭合开关K，电流表指针发生偏转，经过一段时间后，__________________________________________________________________________________________________(填操作与现象)，则证明C2Oeq\o\al(2－,4)的还原性大于Fe2＋，该装置的优点是________________________________________________________。(2)利用Na2C2O4测定某KMnO4粗产品的纯度，实验步骤如下：①称取agKMnO4粗产品，配成50mL溶液。②称取bgNa2C2O4，置于锥形瓶中，加蒸馏水使其溶解，再加入过量的硫酸。③将锥形瓶中溶液加热到75～80℃，恒温，用①中所配溶液滴定至终点，消耗①中的溶液VmL。进行滴定时，①中所配溶液应置于______________中(填写仪器名称)，步骤③中滴定终点的现象是_____________________，粗产品中KMnO4的质量分数表达式为__________(K—39，Mn—55)。【答案】(1)①加硫酸，H＋和C2Oeq\o\al(2－,4)结合，c(C2Oeq\o\al(2－,4))减小，Fe3＋＋3C2Oeq\o\al(2－,4)[Fe(C2O4)3]3－平衡逆向移动，c(Fe3＋)增大，遇KSCN溶液变红②Fe3＋与C2Oeq\o\al(2－,4)生成[Fe(C2O4)3]3－的反应速率快且反应限度大③取U形管左侧溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀避免发生Fe3＋＋3C2Oeq\o\al(2－,4)[Fe(C2O4)3]3－，干扰氧化还原反应的发生(2)酸式滴定管当滴入最后半滴KMnO4溶液时，溶液从无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色eq\f(1580b,67aV)×100%【解析】(2)KMnO4溶液强氧化性对橡胶有腐蚀性，应装于酸式滴定管中。由得失电子守恒可得到关系式：2KMnO4～5Na2C2O4，n(Na2C2O4)＝eq\f(m,M)＝eq\f(bg,134g/mol)，VmL溶液中，n(KMnO4)＝eq\f(2,5)×eq\f(b,134)mol，则50mL溶液中KMnO4的物质的量为eq\f(50b,134×2.5V)mol＝eq\f(10b,67V)mol，粗品中KMnO4质量分数＝eq\f(\f(10b,67V)×158g/mol,ag)×100%＝eq\f(1580b,67Va)×100%。4.(2023·广州调研)铁是人体必需的微量元素之一，菠菜、黑木耳等食品中富含铁元素，其中菠菜中的铁元素主要以草酸亚铁(FeC2O4)的形式存在，草酸亚铁粉末难溶于水。某小组设计实验检验和测定菠菜中的铁元素。(1)草酸亚铁溶于稀硫酸的化学方程式是_____________________。(2)菠菜的预处理：上述预处理流程中需要用到的仪器有烧杯、玻璃棒、酒精灯、________________________(从下图中选择，写出名称)。(3)检验待测液中是否含有Fe2＋、Fe3＋：检验试剂现象结论①________________溶液变为红色滤液中含有Fe3＋②________________③____________滤液中含有Fe2＋(4)利用KMnO4标准溶液测定菠菜中铁元素的含量：步骤Ⅰ：取10.00mL待测液于锥形瓶中，滴加KMnO4溶液至溶液显紫色。步骤Ⅱ：向步骤Ⅰ得到的混合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。步骤Ⅲ：向步骤Ⅱ所得待测液中加入适量稀硫酸，用cmol/LKMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。①步骤Ⅰ滴加KMnO4溶液的目的是。②步骤Ⅲ滴加KMnO4溶液时发生反应的离子方程式为。③菠菜中铁的含量为________mg/100g(即每100g菠菜中含铁元素的质量)。【答案】(1)FeC2O4＋H2SO4=FeSO4＋H2C2O4(2)坩埚、漏斗、100mL容量瓶(3)①KSCN溶液②K3[Fe(CN)6]溶液③生成蓝色沉淀(4)①将滤液中H2C2O4等还原性杂质氧化除去②5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O③2800cV【解析】(4)①待测液中含有的草酸等还原性杂质也可以和高锰酸钾溶液反应，步骤Ⅰ滴加KMnO4溶液的目的是将滤液中H2C2O4等还原性杂质氧化除去。③由化学方程式可得关系式：5Fe～5FeC2O4～MnOeq\o\al(－,4)，n(Fe2＋)＝5n(MnOeq\o\al(－,4))，则100g菠菜中铁的质量为cmol/L×V×10－3L×5×eq\f(100mL,10.00mL)×56g/mol＝2.8cVg＝2800cVmg。5.(2023·安徽宣城期末)某校课外小组总结二氧化硫的性质时进行了“SO2与AgNO3溶液反应”的探究。(1)在进行SO2与AgNO3溶液反应的实验前，小组有以下猜想，请补充完整。猜想一：SO2具有________性，与AgNO3溶液反应仅生成Ag沉淀；猜想二：SO2溶于水生成亚硫酸，可与AgNO3发生________(填基本反应类型)，生成Ag2SO3沉淀；猜想三：SO2被AgNO3溶液中的稀硝酸氧化后，生成Ag2SO4沉淀。(2)甲同学认可猜想一，该反应的离子方程式为____________________________________。甲同学按如图装置进行实验ⅰ：装置(加热装置省略)操作现象打开分液漏斗活塞使98%H2SO4溶液滴入烧瓶中的Cu上气体进入AgNO3溶液，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B试剂X是____________________。乙同学设计并完成了实验ⅱ：操作现象①将实验ⅰ所得白色沉淀B过滤，洗涤—②将洗涤后固体加入试管中，加足量稀盐酸振荡，将产生的气体通入品红溶液品红褪色③再将②得到的混合物，过滤，向滤液中滴加________溶液(填化学式)未观察到白色沉淀乙同学通过实验ⅱ，发现在该条件下SO2与AgNO3溶液反应生成的是Ag2SO3，未生成Ag2SO4。(3)丙同学查阅相关资料：亚硫酸Ka1＝1.4×10－2，Ka2＝6.0×10－8，Ksp(Ag2SO3)＝1.5×10－14，Ksp(Ag2SO4)＝1.2×10－5，若该条件下c(AgNO3)＝0.1mol/L，溶液的pH＝2、c(HSOeq\o\al(－,3))＝0.8mol/L，请计算证明一定有Ag2SO3生成：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)丁同学测得无色溶液A中c(SOeq\o\al(2－,4))＝0.02mol/L，通过计算证明可以得到Ag2SO4沉淀，而实验ⅱ未出现Ag2SO4沉淀，请给出合理解释：。【答案】(1)还原复分解反应(2)2H2O＋SO2＋2Ag＋=SOeq\o\al(2－,4)＋2Ag↓＋4H＋饱和亚硫酸氢钠溶液BaCl2(3)c(SOeq\o\al(2－,3))＝eq\f(Ka2·cHSO\o\al(－,3),cH＋)＝eq\f(6.0×10－8×0.8,10－2)mol/L＝4.8×10－6mol/L，Q(Ag2SO3)＝c2(Ag＋)·c(SOeq\o\al(2－,3))＝0.12×4.8×10－6＝4.8×10－8＞Ksp(Ag2SO3)，故有Ag2SO3沉淀生成(4)SOeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)竞争Ag＋生成沉淀，而Ksp(Ag2SO3)远小于Ksp(Ag2SO4)，反应会向生成溶解度更小的Ag2SO3方向进行【解析】(2)铜与浓硫酸共热反应时可能生成发烟硫酸，实验ⅰ中选用饱和亚硫酸氢钠溶液吸收发烟硫酸防止干扰后续实验；根据乙同学实验ⅱ发现，SO2和AgNO3溶液反应没有Ag2SO4生成，则操作③中的没有白色沉淀产生，即没有BaSO4产生，所以实验ⅱ的操作③为向滤液中加入氯化钡溶液，未观察到白色沉淀说明没有硫酸银生成。

练习2化学实验探究(二)1.(2023·安徽宣城二调)无水Na2SO3广泛应用于阳极泥中贵金属的提炼，久置的工业无水Na2SO3纯度的测定方法有多种。Ⅰ.固体质量分析法取固体样品mg于试管中加水溶解，向试管中滴入过量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量得固体ng，计算Na2SO3纯度为eq\f(126n,217m)×100%(1)检验沉淀是否洗净的方法是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.气体体积分析法①按照如图(夹持装置已略)组装好装置，并检查装置气密性备用。称量mg样品加入抽滤瓶；②……，记录量气管读数为V1mL；③打开恒压滴液漏斗下端的活塞，加入过量的稀硫酸，让其充分反应；④……，记录量气管读数为V2mL(已知V2<V1)。(2)在②、④两步读数之前必要的操作是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)相比分液漏斗，恒压滴液漏斗在该实验中的优点是________(填字母)。A.可以起到冷凝回流的作用B.方便检验装置的气密性C.使漏斗中液体顺利流下D.减小加入液体体积对测量气体体积的误差(4)若该实验条件为标准状况，则Na2SO3纯度为________________(用含V1、V2、m的式子表达)。Ⅲ.滴定法①称取2.10g样品于锥形瓶中，加入0.50mol/L酸性KMnO4溶液20.00mL，塞紧塞子，振荡让其充分反应；②过量的酸性KMnO4溶液用1.00mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定；③重复①、②实验三次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00mL。(5)第②步中发生反应的离子方程式为。(6)该样品的纯度为________。(7)Ⅰ中所测的纯度明显大于Ⅲ，分析可能的原因是________________________________________________________________________。【答案】(1)取最后一次洗涤溶液1～2mL于一支洁净的小试管中，向试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加几滴AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，说明已洗净(2)调节储液瓶与量气管的相对高度，让两边液面在同一水平线上(3)CD(4)eq\f(V1－V2×10－3×126,22.4m)(5)5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(6)60%(7)久置的Na2SO3可能部分被氧化为Na2SO4，导致生成的BaSO3沉淀质量增大【解析】(3)恒压滴液漏斗因为有玻璃管连通抽滤瓶和漏斗，体系压强保持一致，使漏斗中的液体顺利滴下，另一方面，本实验中加入的液体也会占用体积，恒压滴液漏斗可以减小加入液体体积对测量气体体积的误差，C、D选。(4)生成的SO2体积为(V1－V2)mL，物质的量为eq\f(V1－V2×10－3L,22.4L/mol)＝eq\f(V1－V2×10－3,22.4)mol，则Na2SO3的纯度为eq\f(\f(V1－V2×10－3,22.4)mol×126g/mol,mg)＝eq\f(V1－V2×10－3×126,22.4m)。(6)与1.00mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液反应的KMnO4的物质的量为eq\f(1,5)n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝eq\f(1,5)×1.00mol/L×30×10－3L＝6×10－3mol，则与亚硫酸钠反应的KMnO4的物质的量为0.50mol/L×20×10－3L－6×10－3mol＝4×10－3mol，再根据反应2MnOeq\o\al(－,4)＋5SOeq\o\al(2－,3)＋6H＋=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(2－,4)＋3H2O，可得亚硫酸钠的物质的量＝eq\f(5,2)×4×10－3mol＝1×10－2mol，则样品的纯度为eq\f(1×10－2mol×126g/mol,2.10g)×100%＝60%。2.(2023·梅州一模)乙二酸俗称草酸(H2C2O4)，是一种二元弱酸，易溶于水，具有还原性。25℃时，H2C2O4的电离平衡常数Ka1＝5.6×10－2，Ka2＝1.5×10－4。Ⅰ.学习小组甲用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸溶液。(1)H2C2O4中C元素的化合价是________，写出NaHC2O4的电离方程式：________________________________________________________________________。(2)某学生的滴定方式(夹持部分略去)如图1所示，合理的是________(填“a”或“b”)，由图2可知消耗KMnO4溶液体积为________mL，若滴定终点时俯视滴定管刻度读数，则由此测得的草酸溶液的物质的量浓度会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。Ⅱ.学习小组乙查阅文献获得以下信息：①三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3·3H2O]为翠绿色晶体，光照易分解，[Fe(C2O4)3]3－是一种稳定的配离子，能类似于Fe(SCN)3中的[Fe(SCN)]2＋在溶液中稳定存在。[Fe(C2O4)3]3－和[Fe(SCN)]2＋存在平衡：ⅰ.[Fe(SCN)]2＋(红色)Fe3＋＋SCN－K＝1.1×10－3；ⅱ.[Fe(C2O4)3]3－Fe3＋＋3C2Oeq\o\al(2－,4)K＝6.3×10－21。②相同条件下，C2Oeq\o\al(2－,4)的还原性强于Fe2＋；③FeC2O4·2H2O为黄色固体，微溶于水，可溶于强酸。探究Fe3＋和草酸根离子在溶液中的反应实验如下：操作现象在避光处，向10mL0.5mol/LFeCl3溶液中缓慢加入0.5mol/LK2C2O4溶液至过量，搅拌，充分反应后，冰水浴冷却，过滤得到翠绿色溶液和翠绿色晶体(3)取上述实验中少量晶体洗净，配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红，原因是________________________________________________________________(结合ⅰ、ⅱ平衡，用必要的化学用语和数据解释原因)，继续加入硫酸，溶液变红，说明加入硫酸，H＋与C2Oeq\o\al(2－,4)结合使ⅱ平衡________移动(填“正向”或“逆向”)。经检验发现上述实验中Fe3＋和C2Oeq\o\al(2－,4)未发生氧化还原反应。(4)取上述实验中少量的翠绿色溶液于试管中光照一段时间，产生黄色沉淀和气泡，离子方程式为2[Fe(C2O4)3]3－＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4·2H2O↓＋3C2Oeq\o\al(2－,4)＋2CO2↑，用单线桥法在该离子方程式中表示电子转移情况：____________________。(5)写出一种利用盐类水解原理在生产或生活中应用的实例：。【答案】(1)＋3NaHC2O4=Na＋＋HC2Oeq\o\al(－,4)(2)b26.10偏小(3)[Fe(C2O4)3]3－＋SCN－[Fe(SCN)]2＋＋3C2Oeq\o\al(2－,4)K≈5.7×10－18，该反应的K值极小，很难发生正向(4)eq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4·2H2O↓＋3C2Oeq\o\al(2－,4)＋2CO2↑(5)明矾净水或泡沫灭火器等3.(2023·深圳一调)某学习小组将Cu与H2O2溶液在酸性条件下的反应设计为原电池，并进行相关实验探究。回答下列问题：Ⅰ.实验准备：稀硫酸的配制(1)配制100mL0.3mol/LH2SO4溶液，需6mol/LH2SO4溶液的体积为________mL。在实验室配制上述溶液的过程中，下图所示仪器，需要用到的是______________(填仪器名称)。(2)Cu与H2O2溶液在酸性条件下反应的离子方程式为。Ⅱ.实验探究：利用相关原电池装置进行实验，探究物质氧化性或还原性的影响因素。[查阅资料]其他条件相同时，参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，原电池的电压越大。利用如表所示装置进行实验1～4，