高中化学一轮复习讲义版物质的性质探究化学反应条件控制

物质的性质探究化学反应条件控制

【学习目标】

1.物质的性质探究方法

2.化学反应条件控制

3.化学实验方案的设计与评价

♦感知高考

1.[2020•新课标皿]氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图

装置(部分装置省略)制备KClOs和NaClO,探究其氧化还原性质。

-水

-KOH溶液

回答下列问题：

(1)盛放MnO?粉末的仪器名称是,a中的试剂为o

(2)b中采用的加热方式是,c中化学反应的离子方程式是,采用冰水浴

冷却的目的是o

(3)d的作用是,可选用试剂(填标号)。

A.Na2SB.NaClC.Ca(0H)2D.H2S04

(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，,,干燥，得到KClOs晶体。

(5)取少量KClOs和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不

变。2号试管溶液变为棕色，加入CCL振荡，静置后CCL层显—色。可知该条件下KClOs的氧化能力

NaClO(填“大于”或“小于”)。

【答案】(1)圆底烧瓶饱和食盐水

(2)水浴加热Cl2+20H-=C10-+Cr+H20避免生成NaClOs

(3)吸收尾气(Ck)AC

(4)过滤少量(冷)水洗涤

(5)紫小于

【解析】(1)氯气发生装置，是在圆底烧瓶中完成，故盛放MnOz粉末的仪器名称是圆底烧瓶，b中是氯

气与氢氧化钾反应，因此a中的试剂应该除去氯气中的氯化氢气体，即a中的试剂为饱和食盐水；(2)b中

采用的加热方式是水浴加热，由题意可知b中是氯气与氢氧化钾在热水浴中反应生成的是KCIO3,c中是氯

气与冷的氢氧化钠反应生成NaClO,故化学反应的离子方程式Cl2+20H-=C10-+Cl-+H20,采用冰水浴冷却的目

的是防止生成NaClOs；(3)d的作用是除去多以的氯气，防止污染大气，可选用能与氯气反的物质，根据题

给选项只有Na2s和Ca(OH)z符合条件，故选AC；(4)冷却结晶后是过滤，过滤接下来就是洗涤，(5)1

号试管溶液颜色不变，表明KClOs不与KI溶液反应，即KClOs不能氧化KI。2号试管溶液变为棕色，表明与

KI溶液反应生成了I,加入CCL振荡，萃取，L的CCL溶液显紫色，故KClOs的氧化能力小于NaClO的氧化

能力。

2.[2020•天津]为测定CuSO,溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题：

I.甲方案

实验原理：CuSO4+BaCl2=BaSO4J+CuCl2

实验步骤：

(1)判断so：沉淀完全的操作为o

(2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为o

(3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为o

⑷固体质量为wg,贝!|c(CuS0j=mol-U'o

(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，则测得c(CuSO4)(填“偏高”、“偏低”或“无

影响”)。

II.乙方案

实验原理：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2T

实验步骤：

①按右图安装装置（夹持仪器略去）

③在仪器A、B、C、D、E…中加入图示的试剂

④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读数并记录。

⑤将CuSO&溶液滴入A中搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生

⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录

⑦处理数据

（6）步骤②为。

（7）步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是（填序号）。

a.反应热受温度影响b.气体密度受温度影响c.反应速率受温度影响

（8）Zn粉质量为ag,若测得压体积为bmL,已知实验条件下p（H2）=dgx!；i,贝|c（CuSOjmol,

L（列出计算表达式）。

⑼若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得c（CuSOj（填“偏高”、“偏低”或

“无影响”）。

（10）是否能用同样的装置和方法测定MgSCh溶液的浓度：（填“是”或“否”）。

【答案】(1).向上层清液中继续滴加BaCb溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完全(2).AgNO3

40w

溶液(3).堪堀(4).——(5).偏低(6).检查装置气密性(7).b(8).

233

abdxlO-3

65-2(9).偏高(10).否

25xl(y3

【解析】

I.(1)硫酸根离子的检验是滴加氯化领溶液，若产生白色沉淀，证明溶液中含有硫酸根离子，故判断

SO：沉淀完全的操作向上层清液中继续滴加BaCk溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完全；

(2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为AgNOs溶液，硫酸钢沉淀中可能附着有氯化银，为了证明

还有没氯离子，需要加入硝酸银溶液，若产生白色沉淀，证明没有洗净；

(3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器为生烟；

(4)固体质量为wg,为硫酸/的质量’硫酸领的物质的量为止诟就面,根据硫酸根守恒可知,

W2

〜r./、n-------------40w,

CuS0BaS0,贝！Jtc(CuS0)=一=233g/mol=------mol-L；

444V------------233

0.025L

(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，会使固体的质量偏小，物质的量偏小，根据c=?可知,

则测得c(CuS0j偏低;

II.(6)加入药品之前需检查装置的气密性；步骤②为检查装置气密性；

(7)气体的体积受温度和压强的影响较大，气体的质量不随温度和压强的变化而改变，密度也受温度和

压强的影响，步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是气体密度受温度影响；反应热不受温度的影响，只与

反应物和生成物自身的能量有关，不随温度压强而改变；反应速率受温度影响，温度越高，反应速率越快,

步骤⑥需保证体系恢复到室温与反应速率无关；

(8)Zn粉质量为ag,若测得艮体积为bmL,已知实验条件下p(H2)=dgxlji,氢气的质量

3

=p(H2)V=dbxlO-g,利用氢气的质量得到氢气的物质的量炉学卫华=9段”二mol,根据

2g/mol2

Zn+H2SO4-ZnSO4+H2T,与酸反应的锌的物质的量为9±辽2;1nol,锌的总物质的量为

265g/mol

与硫酸铜反应的锌的物质的量为一?—--dxb^1Q-mol,根据211+€：11504=211504+01,则

65g/mol2

agdbxlO-3,

,、----------------mol

c(CuS04)=65g/mol2；

25x10"

(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，得到氢气的体积偏小，与硫酸反应的锌的质量偏小,

与硫酸铜反应的锌的质量偏大，则测得c(CuSOj偏高；

(10)不能用同样的装置和方法测定MgSO&溶液的浓度，硫酸镁不和锌发生置换反应。

♦核心知识

1.实验条件的选择与实验原理的分析

常见设问思考方向

增大原料浸出率的

搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气液或固液接触面积

措施

(1)控制低温的目的：①防止某反应物及目标产物分解，如NaHCOs、H2O2、

Ca(HC03)2.KMnOoAgNO3>HNCU浓)等物质；②防止某反应物或目标产物

挥发，如盐酸、醋酸和氨水等；③抑制某物质的水解；④反应放热，低温

使反应正向进行；⑤避免副反应的发生

(2)控制某一温度范围：①低温反应速率慢，高温消耗能源；②确保催化

控制体系的温度剂的催化效果，兼顾速率和转化率，追求更好的经济效益；③防止副反应

的发生，如乙醇的消去反应需迅速升温至170℃,防止140。。时生成乙

醴

(3)采取加热的目的：①加速某固体的溶解；②减少气体生成物的溶解并

加速其逸出；③加快反应速率；④使平衡向需要的方向移动；⑤趁热过滤，

防止某物质降温时析出而损失或带入新的杂质

防止XX离子水解;防止X义离子沉淀;确保XX离子沉淀完全;防止XX

控制溶液pH的目的

溶解等

加过量A试剂的原

使B物质反应完全(或提高B物质的转化率)等

因

温度过高，xX物质分解（如H202＞浓硝酸、NH&HC03等）或X义物质挥发（如

温度不高于XX℃

浓硝酸、浓盐酸）或义X物质被氧化（如NafOs等）或促进XX物质水解（如

的原因

A1CL等）

减压蒸储（减压蒸减小压强，使液体沸点降低，防止XX物质受热分解（如HzO?、浓硝酸、

发）的原因NH&HCO3等）

蒸发、反应时的气抑制XX离子的水解（如加热蒸发A1CL溶液时需在HC1气流中进行，加

体氛围热MgCL-6H20得MgCL时需在HC1气流中进行等）

配制某溶液前先煮

除去溶解在水中的氧气，防止XX物质被氧化

沸水的原因

反应容器中和大气

相通的玻璃管的作指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大

用

反应物配比选择低于配比，反应物转化率低；高于配比，浪费原料

2.常见探究物质性质实验装置分析

实验目的实验装置注意事项

①反应前通Nz是为了隔绝空气；反应

后通N?是为了使反应产生的气体全

部进入后续装置

②B装置作用是检验分解产物中有

CO2生成

探究三草酸合铁酸钾N样品CuO

®耨窸®翦

{K3[Fe（C204）3]•3H20}③C装置作用是除去CO?

澄清NaOH浓HzSO“澄清

的热分解产物石灰水溶液石灰水

ABCDEF@F装置作用是检验分解产物中有CO

生成

⑤为防止倒吸，停止实验时应先熄灭

装置A、E的酒精灯，冷却后停止通

入氮气

①通入干燥的N?是为了排除装置中

的空气。

②根据实验后反应管中残留固体为

探究硫酸亚铁的分解红色粉末，其分解的化学方程式为

J

产物2FeSO4^Fe2O3+SO2t+S03t0

③欲检验SO?和S03,必须先用C中

BaCk溶液检验S03,再用D中的品红

溶液检验so2„

【典例】研究金属与硝酸的反应，具体实验如表所示（气体体积均为标准状况下的体积）。

实验(20℃)现象

I.过量铜粉、2mL0.5mol/LHNO3溶液无色气体（遇空气变红棕色），溶液变为蓝色

II.过量铁粉、2mL0.5mol/LHNO3溶液6mL无色气体（经检测为H2）,溶液几乎无色

（1）实验I中产生的无色气体是。

（2）研究实验n中的氧化剂

①甲同学认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NOJ,所以NO「没有发生反应。乙同学依据实验I和实验

II证明了甲同学的说法不正确，其依据是O

②乙同学通过分析，推测出NO「也能被还原，依据是,进而他通过实验证实该溶液中含有NHj,

其实验操作是。

③补全实验II中NO?被还原为NHj的过程：Nor+葭+=NHZ+H2O0

（3）研究影响硝酸还原产物的因素

实验现象

III.过量铁粉、2mL0.5mol/LHNO3溶液、40℃3.4mL气体（经检测为㈤,溶液略带黄色

IV.过量铁粉、2mL0.5mol/LHNO3溶液、60℃2.6mL气体（经检测为H2）,黄色溶液

V.过量铁粉、2mL3mol/LHNO3溶液、20℃无色气体（遇空气变红棕色），深棕色溶液

资料：［Fe（N0）］2+在溶液中呈棕色。

①对比实验ii、m、iv,温度不同时收集到氢气的体积不同，原因是o

②实验V中无色气体是混合气体，则一定含有遇空气变红棕色的气体和o

(4)根据实验，金属与硝酸反应时，影响硝酸的还原产物不同的因素有o

【答案】(DNO

(2)①硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但实验I中溶液变蓝，同时没有氢气放出②NO；中氮元素

的化合价为最高价，具有氧化性取实验II中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气

味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体③810H+3

(3)①相同条件下，温度升高时，化学反应速率增大，但NOr的还原速率增大的更多②H?

(4)金属的种类、硝酸的浓度、温度

♦变式再现

1.下列说法中，正确的是()

A.向澳乙烷中加入NaOH溶液，加热，充分反应，再加入AgNOs溶液，产生淡黄色沉淀，证明澳乙烷中

含有澳元素

B.实验室制备乙烯时，温度计水银球应该插入浓硫酸和无水乙醇的混合液液面以下

C.澳乙烷和NaOH醇溶液共热，产生的气体通入KMnO”酸性溶液，发现溶液褪色，证明澳乙烷发生了消

去反应

D.制备新制Cu(OH)2悬浊液时，将4〜6滴2%的NaOH溶液滴入2mL2%的CuSO」溶液中，边滴边振荡

【答案】B

【解析】A项，澳乙烷与NaOH溶液混合共热，发生水解反应生成澳离子，检验漠离子先加硝酸酸化，

再滴加AgNOs溶液，生成浅黄色沉淀可证明，A错误；B项，实验室制备乙烯时，温度计水银球应该插入浓

硫酸和无水乙醇的混合液液面以下，以测定反应物的温度，迅速加热至170℃,B正确；C项，乙醇易挥发,

乙醇与乙烯均能被高镒酸钾氧化，则不能证明澳乙烷发生了消去反应一定生成了乙烯，C错误；D项，制备

新制Cu(OH)2悬浊液时，将4〜6滴2%的NaOH溶液滴入2mL2%的CuSO”溶液中，氢氧化钠不足，得不到氢

氧化铜悬浊液，D错误；故选B。

2.下列实验方案能达到实验目的的是()

选项实验目的实验方案

验证海带中含有碘元将海带剪碎，加蒸储水浸泡，取滤液滴加几滴稀硫酸和1mLHG,再

A

素加入几滴淀粉溶液，观察溶液颜色的变化

取5mL0.Imol/L的KI溶液，滴加0.Imol/LFeCl?溶液5〜6滴,充分反

B探究化学反应的限度

应，可根据溶液中既含L又含厂的实验事实判断该反应是可逆反应

向淀粉溶液中加入稀ISO」,加热一段时间，冷却后加入新制Cu(OH)z,

C检验淀粉是否水解

煮沸，观察是否有砖红色沉淀生成

CU(0H)2、Mg(OH)2Ksp向2mL0.Imol/L的MgSO4溶液中加入2mL0.2mol/LNaOH溶液，再滴加

D

相对大小的比较5〜6滴0.Imol/LCuSO,溶液，观察沉淀的生成及其颜色的变化

【答案】D

【解析】A项，验证海带中含碘元素，先将其中碘元素转化为易溶于水的碘化物，水浸提取碘化物后，

再将碘离子氧化为单质碘，用淀粉检验。故海带剪碎后，须灼烧成灰，A项错误；B项，使用少量FeCh溶

液，必有KI剩余。故反应后溶液中有Iz证明反应已经发生，有「不能说明反应有一定限度，B项错误；C

项，检验淀粉是否水解，须在碱性条件下用新制Cu(OH)z检验有无产物葡萄糖。故应向淀粉水解液中先加入

NaOH溶液，以中和催化剂H2s04,C项错误;D项,2mL0.Imol/LMgSCh溶液与2mL0.2moi/LNaOH溶液恰好反

应生成Mg(OH)z沉淀，再滴加少量0.Imol/LCuSOi溶液,若白色沉淀变蓝色，则Ksp：Mg(0H)2>Cu(0H)2,D项

正确。故选D。

3.Fenton法常用于处理含难降解有机物的工、业废水，往调节好pH和Fe"浓度的废水中加入HQ,所产

生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物P-CP,控制p-CP的初始浓度相同，恒

定实验温度在298K或313K进行实验。实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如图所示，下列说法不正

确的是()

z

-

J.S0

.L

o

F

oL.2

IS

'

Q

JO.

s—O..4

a

A.由①可得,降解反应在50〜150s内的反应速率：v(p»CP)=8.0X10-

B.升高温度，有利于加快降解反应速率，但温度过高反应速率又会变慢

C.③目的为探究溶液的pH对降解反应速率的影响

D.298K下，有机物p-CP降解速率pH=10时比pH=3快

【答案】D

【解析】A项，根据图象可知，曲线①中在50s时的浓度为1.2X10-3mol/L,在150s时浓度为0.4义10

Ac(1.2-0.4)X10~3mol/L

mol/L,则50—150s内的平均反应速率为：v(p-CP)=At~(150-50)s~8.0X10-6

mol/(L.s),故A正确；B项，温度较高时，过氧化氢不稳定易分解，所以温度过高时反而导致降解反应速

率减小，升高温度，有利于加快降解反应速率，但温度过高反应速率又会变慢，故B正确；C项，③目的为

探究溶液的pH对降解反应速率的影响，通过图象曲线变化可知，当pH=10,随着时间的变化，其浓度基本

不变，即反应速率趋向于零，故C正确；D项，根据曲线③可以得出，该反应在pH=10的溶液中停止，故

可在反应液中加入碱溶液，使溶液的pH迅速增大，从而使反应停止，298K下，有机物p-CP降解速率pH

=10时比pH=3慢，故D错误；故选D。

4.下列对相关实验操作和现象的解释或结论错误的是()

实验操作和现象解释或结论

向含Fe?+的溶液中滴加几滴黄色的Fe?+与[Fe(CN)6厂结合生成蓝色的

K；i[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成

Fe3[Fe(CN'b沉淀

在氨气的喷泉实验中，先挤压胶头滴

氨气易溶于水，氨气溶于水后形成压强差

管，再打开止水夹，能看到美丽的喷泉

将一小块钠加入溶有苯酚的煤油中，钠的密度比煤油大且与煤油不反应，苯酚可溶

有气泡产生于煤油中，钠与苯酚反应能生成氢气

将带火星的木条伸入N?与NO?的体积混合气体中Nz与NOz的体积比与空气中Nz与。2

比为4：1的混合气体中，带火星的木条复的体积比相近，但是带火星的木条在空气中不能复

燃燃，由此可知NO?比更支持燃烧

【答案】B

【解析】在氨气的喷泉实验中，先打开止水夹，无明显现象，说明烧瓶内外无明显压强差，再挤压

胶头滴管，形成喷泉，说明氨气极易溶于水，使烧瓶内外产生较大的压强差；如果先挤压胶头滴管，后打

开止水夹，也会形成喷泉，但可能是烧瓶内压强本来就比较小，并非是氨气溶于水的缘故，B项错误。

5.草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。

⑴为证明浓度对反应速率的影响，教科书《化学反应原理》中设计了如下实验：取两支试管，各加入4

mL0.01mol•口的KMnOa酸性溶液,分别向其中加入0.1mol•0.2mol.廿H£q溶液2mL,记录

溶液褪色所需时间。

实验中发生反应的离子方程式为0

预期现象是：

①溶液的颜色由_______色变为_________色。

②其中加入mol-f1H2c24的那支试管中的溶液先变色。然而实验结果并不尽如人意。

实验过程颜色复杂，且褪色先缓慢后逐渐加快；最大的问题是草酸浓度大，反应速率却更慢。

本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响？适宜的条件是怎样的？某校一研究小组对

此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分：

表1试验安排及结果

实验ACKMnOi溶液B（草酸溶液C（硫酸溶液

褪色时

编号浓度/mol•『）浓度/mol•L）浓度/mol-L-1）间/s

1331336

212382

331376

4132133

5233102

6322156

7221300

8212115

9111200

应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析，结果如下表:

⑶由表2可知，当高铳酸钾浓度为mol-L-1＞草酸浓度为mol・LT时，反应最快。

即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。

根据以上实验结果，该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的，测得实验结果如下：

表3不同硫酸浓度下的褪色时间

c(H2soD/mol•L-1181614121086

褪色时间/s678390103129146200

⑷根据课堂实验的合适时间，可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液，即此时硫酸的浓

度为mol•和mol•这也有利于观察这两个反应速率的差异。

结论：草酸与酸性高铳酸钾溶液的反应，可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。

+2+

【答案】(1)2MnO7+5H2C2O4+6H=2Mn+10C02t+8H20(2分)

紫（或紫红）（1分）无（1分）0.2（1分）

⑵C（1分）A、B（1分）

（3）0.005（1分）0.1（1分）⑷18（1分）10（1分）

【解析】⑴由于MnO「被还原成Mn?+,所以溶液由紫红色变为无色。浓度越大，反应速率越快，所以加

入0.2mol-L-1的HzCzCk溶液先变色。⑵根据表2中的数据可判断，H2s04溶液的浓度对反应速率影响显著,

而KMnO4,H2c2O4的浓度对反应速率影响不显著。⑶由表2中数据判断，当KMnO,溶液浓度为0.005mol•

HEzCk溶液浓度为0.1mol•I'时，反应速率最快。⑷褪色时间大约为1分钟时，硫酸浓度为18mol-L-1,

褪色时间大约为2min时，H2s0“浓度为10mol•L

♦深度理解

1.某研究小组利用BaS的还原性提纯HBr溶液，并制取澳化镁的方案如下：

H,SO4

BaS感液Mg（OH）2

HBr,r_L_,r^TT-l,____,

更液避卜恒但H阿卜嘉聚3科MgBr?

（含BrJ—J__1；'

滤渣

①“还原”步骤中BaS不宜过量太多的原因是o

②滤渣的成分是。

③结晶获得的MgBn-6H20用乙醇洗涤，从洗涤液中回收乙醇的实验方法是o

④利用如图装置将MgBn•6H20脱水得到MgBr2o

（I）通入HBr的目的是____________

HB

8--NaOH

脚L昌:半溶液

（【I）图中框内装置的作用是________

⑤已知：BaS+H202=Ba（0H）2+S3。请补充完整实验室由BaS制取高纯BaSOs的实验方案：取BaS加水

浸出，边搅拌边在浸出液中加入过量压,过滤，，（实验中须使用的试剂：S02气体，溶

有SO?的水，除常用仪器外须使用的仪器：真空干燥箱、pH计）。

【答案】①后续反应会使用更多的H2s实验过程中会产生有毒的H2s气体

②S、BaSOi③蒸储

④（I）带走水蒸气，抑制MgBr2的水解（II）防止倒吸

⑤将滤液加热煮沸，向冷却后的溶液中缓慢通入SO?气体至反应液的pH约为7（用pH计测得），过滤，

用溶有SO2的水洗涤滤渣，在真空干燥箱中干燥

【解析】①BaS过量，过量的BaS会消耗更多的H2S04,同时放出有毒的H2s气体：BaS+H2SO4=BaSO4

+H2Sto②还原步骤主要反应为BaS+Br2=BaBrz+S,沉淀主要反应是BaBr?+H2s04=BaS0&I+2HBr,滤

渣主要成分是S、BaS04o④（I）由于MgBr2-6H2加热时水解生成Mg（OH）2或［Mg（OH）Br］和HBr,HBr易挥发，

通入HBr以抑制MgBr2的水解，同时带走生成的水蒸气；（II）安全瓶，防止倒吸。⑤+4价硫易被氧化，制

得Ba（OH）z溶液需加热煮沸以除去氧气；通SO2时防止SO2过量生成Ba（HSO3）2,由于BaSOs是沉淀，只需要测

反应液的pH,若SO2过量，反应液呈酸性，控制pH约为7；过滤后，为防止被氧化，用溶有SO2的水洗涤滤

渣，且在真空干燥箱中干燥。

2.钢材在社会发展中应用广泛。为研究某种碳素钢（含少量碳和硫）的成分，科研小组进行了如下探究

活动。

称取碳素钢（已除表面氧化物）24.0g放入耐高温反应管中与0?反应，除去未反应的02,收集到干燥混

合气体X1.12L（已折算成标准状况下的体积）。

（1）科研小组用下图所示实验装置检验混合气体X的组成。

酸性灼热CuO粉末

」澄清W澄清

KMnO

（?石灰水碱石灰

溶液n石灰水

ABCDEF

①装置B中的试剂是,装置C的作用是

②若观察到。（填实验现象），证明X中含有C0。

2+2+

（2）反应后，耐高温反应管内固体中除含有Fe3+之外，还可能含有FeO要确定其中的Fe,可选用

（填序号）。

a.KSCN溶液和氯水b.KSCN溶液和铁粉

c.稀盐酸和K31Fe（CN）6］溶液d.稀H2sO4和KMnOa溶液

（3）科研小组用下图所示装置（部分）测定SO?的体积分数，并计算碳素钢的含碳量。将气体X缓慢通过

实验装置，当观察到_________________________

（填实验现象）时，停止通气，此时气体流量仪显示的流量为112mL（己换算成标准状况下的体积）。则

气体X中S02的体积分数为，碳素钢中碳元素的质量分数为（保留1位小数）。

颗粒吸附剂棉花

I

25mL（）.01mobL_1

注:气体流量仪是用来测量O碘溶液（滴有2〜3

气体体积的仪器滴淀粉试液）

nm

【答案】（1）①品红溶液验证X中是否含有co?

②E中黑色固体逐渐变红，F中澄清石灰水变浑浊

(2)cd

（3）III中溶液由蓝色突变为无色5%2.4%

【解析】（1）碳素钢在耐高温反应管中与&反应，碳和硫可能转化为CO、CO?、S02o①气体X通过装置

A,酸性高铳酸钾溶液褪色，可以证明其中含有SOz并能除去SO?,装置B中盛装品红溶液，品红溶液不褪色,

说明S0?已经除尽；装置C中盛装澄清石灰水，作用是检验气体X中是否含有C02o装置D中碱石灰的作用

是除去COz。②若气体X中含有CO,则装置E中灼热CuO粉末（黑色）转化成Cu（红色），装置F中澄清石灰

水变浑浊。（2）取反应后耐高温反应管内的固体于试管中，先加稀盐酸或稀硫酸溶解，此时溶液中一定含有

Fe3+,可能含有Fe?+,因此不能通过先将Fe'+氧化为Fe时,再用KSCN溶液检验F「+的方法来检验Fe"。当

利用Fe?+的还原性来检验时，可以选择KMnOa溶液，现象是KMnCh溶液褪色；利用Fe"的颜色反应来检验时，

可以选择K3[Fe（CN）6]溶液,现象是生成蓝色沉淀。⑶测定S02的体积分数的实验原理是:S02+L+2H20=2HI

+H2sO4,开始时III中溶液为蓝色，当溶液由蓝色变为无色时，停止通气。77（S02）=72（I2）=0.01mol•f

,_,,,,,..止小,0.00025molX22.4L,mol-11,,

^0.025L=0.00025mol,气体X中SO2的体积分数为---------Qn2L----------X100%=5%o气体X

112L

中SO2占总体积的5临则CO、COz共占总体积的95%,~KX95%=0.0475mol,故碳素钢

22.4L•mol

上一.一土心―0、，12g•mol0.0475mol

中碳兀素的质里分数为---------77^-----------X100%=2.4%o

24.0g

3.连二亚硫酸钠（Na2s2OJ俗称保险粉，是一种漂白剂、脱氧剂和防腐剂。某研究小组对NaS04的性质

进行了如下探究。

（1）测定0.05mol-L-1Na2s2O4溶液在空气中pH的变化如图所示。

①写出0〜心段发生反应的化学方程式：。

②友〜k段溶液的pH变小的原因是。

+

(2)已知：S20r+2H=S02t+S；+H20„Na2s2O4固体在隔绝空气的条件下加热至75℃以上完全分解

得到Na£03、NaBOs和SO2,检验产物中是否含有NazSO"实验方法是。

(3)由工业废气制备Na2s2。4的实验原理如下：

NaOH溶液Ce4+ce“

♦髓［

LN

।----O-y----*°2、N°3

①向装置II中加入C/+的目的是O

②写出装置III中发生反应的离子方程式：O

【答案】⑴①2Na2s2。4+。2+2H20=4NaHS03

②NaHSOs被氧化为NaHS04使溶液酸性增强

(2)取少量固体溶于足量稀盐酸，向上层清液中滴加BaCL溶液，若有白色沉淀，则产物中含Na2s。4

(3)①将NO氧化为NO7和NOr

通申

@2SOr+2Ce3++2H厂+2Ce4++401r

【解析】(1)由图示可知此时生成物呈酸性，说明生成NaHS03(Na2s呈碱性，NaBO,呈中性)，而pH继

续变小至1,说明生成NaHSCh。⑵由题给信息NazSOs、Na2s2O3溶于盐酸得NaCl、S、S02,静置后用BaCL溶

液检验有无SO/。(3)①由图可知Ce"+fCe3+,作氧化剂，S0?被NaOH溶液吸收生成S0『，说明Ce"将NO

氧化为N0「和NOr；②由流程的进和出可知反应物有C5+、SOt,生成物有Ce"+、SzOT,前面用NaOH溶液

吸收SO?且NazS()3溶液呈碱性，用平衡电荷。

4.草酸(H?CzOj是一种二元弱酸，部分性质如下：

能溶于水，易溶于乙醇;在100℃开始升华(189.5℃分解生成H20>C02CO)；H2C204+Ca(OH)2=CaC204I

+2H2OO现用H2c2。4进行如下实验：

（一）探究草酸的不稳定性

通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的C02和CO,A、B、C中所加入的试剂分别是：A.乙醇、

B.溶液、C.NaOH溶液。

（DB中盛装的试剂是（填化学式）。

（2）A中加入乙醇的目的是o

（二）探究草酸的酸性

将0.01mol草酸晶体（H2cA•2H2。）加入到100mL0.2mol•L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后

溶液呈碱性，其原因是_____________________________

（用离子方程式表示）。

（三）用酸性KMn04溶液与H2c仙溶液反应来探究影响化学反应速率的因素

实验前先用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸，反应原理：

2+

]^MnOr+|^H2C2O4+□——=|^Mn+|^C02f+||H20

（1）配平上述离子方程式。

（2）滴定时KMnO,溶液应盛装于（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。

【答案】（一）⑴Ca（0H%或Ba（OH）z

（2）除去H2c避免其对C02的检验造成干扰

（二）CzO：+H?2O4+0H

（三）（1）256H+2108

（2）酸式

【解析】（一）草酸受热分解生成CO?、C0、H2,所得混合气体中还有草酸蒸气，故A中盛装乙醇，目

的是除去H2C2O4,避免其对CO?的检验造成干扰。B的作用是检验CO?,应盛装Ca(0H)z溶液或Ba(0H)z溶液。

1

(二)0.01mol草酸晶体(H2C204•2H2O)与100mL0.2mol-L_的NaOH溶液恰好完全反应,得到NaGO,溶液,

由于G0厂水解，溶液呈碱性，离子方程式为：C20t+H22OI+OH，(三)⑴由MnOlfMn?+得5e",

H2c2O4—2C0?失2e-,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，配平离子方程式为：2Mn01+5H£204+6H+

2+

=2Mn+10C02t+8H20=

(2)KM