2025高考化学三轮复习之性质实验方案的设计（解答大题）

第94页（共94页）2025高考化学三轮复习之性质实验方案的设计（解答大题）一．解答题（共20小题）1．（2025•江岸区校级模拟）以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。实验试剂现象滴管试管0.2mol•L﹣1Na2SO3溶液饱和Ag2SO4溶液Ⅰ．产生白色沉淀0.2mol•L﹣1CuSO4Ⅱ．溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀0.1mol•L﹣1Al2（SO4）3溶液Ⅲ．开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀（1）经验检，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：。（2）经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO42-，含有Cu+、Cu2+已知：Cu+→稀硫酸Cu+Cu2+，Cu2+→I-CuI↓（白色）+I①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是。②通过如图实验证实，沉淀中含有Cu2+和SOa．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是。b．证实沉淀中含有Cu2+和SO32-的理由是（3）已知：Al2（SO3）3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO42-，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性①推测沉淀中含有亚硫酸根和。②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：ⅰ．Al（OH）3所吸附；ⅱ．存在于铝的碱式盐中。对假设ⅱ设计了对比实验，证实了假设ⅱ成立。a．将对比实验方案补充完整。步骤一：步骤二：（按如图形式呈现）。b．假设ii成立的实验证据是。（4）根据实验，亚硫酸盐的性质有。盐溶液间反应的多样性与有关。2．（2025•汕头一模）氢氧化亚铁在工业上是一种重要的除氧剂、水处理剂。（1）向试管中加入1mL1mol•L﹣1的新制FeSO4溶液，滴加1mL1mol•L﹣1的NaOH溶液，生成白色沉淀，涉及的离子反应方程式为。白色沉淀会迅速转为灰绿色，一段时间后转为红褐色，此时元素被氧化。ⅰ.灰绿色沉淀的研究（2）查阅资料得知，Fe（OH）2为层状结构（如右图），当部分Fe（Ⅱ）被氧化为Fe（Ⅲ）时，层状结构不被破坏，生成（1）中灰绿色沉淀——绿锈。夹层内填充有SO42-OH﹣等阴离子，化学式可表示为Fe（Ⅱ）xFe（Ⅲ）y（OH）z（SO4）流程中试剂A为（填化学式），经实验测定x＝4、y＝2、m＝1，则z＝。（3）查阅资料得知：绿锈无法稳定存在于高浓度碱性溶液中，Fe（OH）3某些性质类似Al（OH）3，在浓度极高的强碱溶液中无法稳定存在。某同学拟用不同浓度NaOH溶液与Fe2+反应，利用Fe（OH）3性质，减少灰绿色沉淀生成。实验方案为：取3支试管分别加入0.1gFeSO4固体，再加入不同浓度的NaOH溶液1.5mL。实验结果如表：NaOH（mol•L﹣1）FeSO4（g）沉淀颜色20.1灰绿色80.1出现白色，灰绿色极少生成27.3（饱和）0.1明显白色，灰绿色几乎不出现结合合适的化学用语，试分析NaOH浓度增大后白色沉淀明显的原因可能是。ⅱ.氢氧化亚铁白色沉淀制备研究（4）甲同学猜测常温下可以利用Fe2+与HCO3-的双水解反应产生Fe（OH）2白色沉淀。该离子反应为Fe2++2HCO3-+2H2O⇌Fe（OH）2↓+2H2CO3乙同学猜测二者混合发生复分解反应产生碳酸亚铁，该反应的离子方程式为请通过计算这两个反应的平衡常数来分析说明哪种猜测更合理（填“甲”或“乙”），其原因是。（已知Ksp[Fe（OH）2]＝8.0×10﹣16，Ksp（FeCO3）＝2.1×10﹣11，H2CO3的Ka1、Ka2分别为4.5×10﹣7和5.9×10﹣11，溶于水的CO2以H2CO3形式存在）3．（2024秋•徐汇区校级期末）化学小组同学用铜与过量浓硝酸反应制备NO2气体，实验后发现溶液呈绿色，对其原因进行如下探究：甲同学提出猜想：浓硝酸中溶解了生成的NO2呈黄色，黄色与蓝色叠加显绿色。实验：向2mL6mol•L﹣1HNO3中通入稳定的NO2气流，溶液变黄。取该溶液与蓝色Cu（NO3）2溶液混合，观察到溶液显绿色，验证了猜想。甲同学进一步探究硝酸溶液中何种粒子与NO2作用显黄色。实验装置操作编号溶液a现象向溶液a中通入稳定的NO2气流8s实验1溶液基本无色实验23mol•L﹣1H2SO4立即变黄实验33mol•L﹣1Na2SO4溶液基本无色（1）写出铜和浓硝酸反应产生NO2的离子方程式。（2）实验1中溶液a是。（3）依据上述实验推知，浓硝酸中溶液NO2呈黄色是溶液中与NO2作用的结果。资料：ⅰ．铜与浓硝酸反应过程中可生成HNO2，HNO2易分解产生无色气体ⅱ．HNO2是一种弱酸。HNO2电离出NO2-，NO2-与Cu2+发生如下反应：Cu2++4NO2-⇌[Cu（NO2乙同学依据资料提出猜想：铜与浓硝酸反应过程中生成[Cu（NO2）4]2﹣，使溶液呈绿色。实验4：2mLNaNO2溶液与2mLCu（NO3）2溶液混合，溶液呈绿色，加入1mL浓硝酸后，溶液变蓝。丙同学对加入浓硝酸后溶液变蓝的原因提出猜想并进行实验验证。猜想1：加入浓硝酸后发生反应：NO2-+H+＝HNO2猜想2：酸性条件下HNO2分解，NO2将实验4中蓝色溶液分成两份加入2mLNaOH溶液，振荡溶液变绿色加入2mLH2O，振荡溶液仍为蓝色（4）用离子方程式表示加入NaOH溶液的作用：。（5）丙同学依据实验推知猜想（填“1”或“2”）成立。（6）综合上述实验得出：过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是。4．（2024秋•梅河口市校级期末）某小组根据SO2既有还原性又有氧化性，探究其能否实现Cu2+→Cu或Cu→Cu2+的转化。已知：ⅰ.水合Cu+既易被氧化也易被还原，因此水溶液中无法生成水合Cu+；ⅱ.CuCl为白色固体，难溶于水，可溶于c（Cl﹣）较大的溶液生成[CuCl3Ⅰ.SO2与Cu2+的反应：向试管中通入足量SO2（尾气处理装置已略），记录如表。装置编号试剂实验现象a1mol•L﹣1CuSO4溶液始终无明显变化b1mol•L﹣1CuCl2溶液溶液变绿，进而变棕黄色，一段时间后出现白色沉淀（1）将b所得沉淀过滤，充分洗涤，进行下列实验，证实该沉淀为CuCl。①证明白色沉淀中有Cu+，推理过程是。②ⅲ排除了干扰Cl﹣检验的因素。写出ⅲ中反应离子方程式；[Cu（2）进一步证实b中SO2作还原剂，补全实验方案和预期现象：取b中反应后的上层清液于试管中，。（3）由实验Ⅰ可推知，该条件下：①a中SO2不能将Cu2+还原为Cu+或Cu；②SO2、CuCl、Cu的还原性由强到弱的顺序为。综上所述，改变还原产物的价态或形态可以影响氧化还原反应能否发生。Ⅱ.SO2与Cu的反应：向试管中通入足量SO2（尾气处理装置已略），记录如表。装置编号试剂实验现象c3mol•L﹣1稀硫酸始终无明显变化d3mol•L﹣1稀盐酸铜片表面变黑，溶液变为棕色（4）证明d所得棕色溶液中含有[CuCl3]2-：用滴管吸取少量棕色溶液，滴入蒸馏水中，出现白色沉淀。用平衡移动原理解释产生该现象的原因：（5）经进一步检验，铜表面黑色沉淀为Cu2S。补全d中反应的离子方程式：。□Cu+SO（6）与c对比，d能够发生反应的原因是。5．（2024秋•茂名校级期末）某小组同学探究CaCl2溶液能否与NaHCO3溶液反应。回答下列问题：（1）常温下，测得0.01mol/LNaHCO3溶液呈碱性，则：①溶液中的c(CO32-)、c(HCO3-)、②溶液中（存在）：c(H2CO3该小组设计实验进行探究查阅资料：Ksp(CaCO实验1：向5.0×10﹣3mol/LNaHCO3溶液中加入等体积1.0×10﹣4mol/LCaCl2溶液，无现象。实验2：向0.5mol/LNaHCO3溶液中加入等体积0.5mol/LCaCl2溶液，有白色沉淀产生，有少量气体产生。（2）实验2产生白色沉淀的原因是Q（CaCO3）Ksp（CaCO3）（填“＞”、“＝”或“＜”），室温下，测得0.50mol•L﹣1NaHCO3溶液pH＝8.48，该溶液中c(HCO3-)=0.49mol⋅（3）该小组在查阅资料过程中得知该反应可以通过HCO3-的自偶电离解释，类似水的自偶电离（2H2O⇌H3O++OH-），HCO3-（4）实验2发生反应的离子方程式为。6．（2024秋•山东校级期末）某校化学社团活动小组同学在学习完钠、氯及其化合物后设计了如下两组探究实验。请回答下列问题：实验一：探究钠及其化合物的性质，实验装置如图所示（已知：试管A中装入足量的NaHCO3固体，D为固定蚊香的硬纸片）。（l）Na2O2固体呈色。（2）试管A中发生反应的化学方程式为。（3）C处观察到的实验现象是，D处观察到的实验现象是，故推测Na2O2可用于。实验二：某化学兴趣小组用图甲装置制备了氯气，并进行了一系列实验。（4）实验室制备氯气的反应的化学方程式是。（5）乙同学认为图甲装置制备的氯气不纯净，其中混有HCl气体和水蒸气，对装置进行了如图乙改进。你认为合理吗？（合理则填入“合理”二字，如不合理则填入“不合理”并用文字说明理由）；（6）最后将气体通入NaOH溶液中，作用是（用离子方程式表示）7．（2024秋•上海校级期末）为探究+1价Ag的氧化性，开展如下活动。Ⅰ．配制0.1mol•L﹣1FeCl3溶液：（1）用FeCl3•6H2O配制100mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液时，应称量g固体，然后将固体直接在浓盐酸中溶解，其目的是（用离子反应方程式说明），在后续配制溶液过程中还需要的定量仪器是。Ⅱ．通过如下实验，比较Ag+、Fe3+、I2的氧化性。实验现象：a中产生黑色沉淀，滴加KSCN溶液，变红；b中溶液滴加淀粉溶液后变蓝；c中产生黄色沉淀，滴加淀粉溶液未变蓝。（2）b中反应的离子方程式为：。（3）a、b中的现象说明：。A．氧化性顺序：Ag+＞Fe2+＞I﹣B．氧化性顺序：Ag+＞Fe3+＞I2C．还原性顺序：I﹣＞Ag＞Fe2+D．还原性顺序：Fe2+＞Ag＞I﹣（4）根据c中现象，分析未发生Ag+氧化I﹣的原因可能是。Ⅲ．利用如图所示装置，继续探究Ag+氧化I﹣的反应。（5）图中盐桥中的电解质可用。A.KClB.KNO3C.Fe2（SO4）3（6）闭合K，电流计指针偏转。“石墨2”作。A．阴极B．阳极C．正极D．负极（7）石墨1上发生的电极反应是。（8）已知0.1mol•L﹣1AgNO3溶液的pH＝6。上述实验中可能是NO3-氧化了I﹣，将装置中的溶液（填“KI”或“AgNO3”）换成，闭合K，指针未发生偏转。确认Ag+氧化了8．（2025•珠海一模）兴趣小组在实验室探究饱和Na2CO3溶液可用于收集乙酸乙酯的原因。Ⅰ.研究乙酸乙酯在喊性溶液中的水解程度。查阅资料：常温下，乙酸乙酯在NaOH溶液，Na2CO3溶液中水解的平衡常数分别为K1＝3.14×109，K2＝7.03×105，说明在Na2CO3溶液中乙酸乙酯理论上也可以完全水解。（1）乙酸乙能在NaOH溶液中水解的化学反应方程式为。Ⅱ.探究影响乙酸乙酯水解速率的因素。（2）兴趣小组探究OH﹣浓度及温度对乙酸乙酯的水解速率的影响。①配制100mL0.400mol•L﹣1NaOH溶液。该过程中用到的仪器有（填序号）。②取①中的NaOH溶液，按下表配制系列溶液，水浴加热和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH随时间t变化的曲线如图。序号V（NaOH）/mLV（H2O）/mLV（乙酸乙酯）/mL温度/℃ⅰ35.05.010.025ⅱ10.0x10.025ⅲ10.030.0y60则x＝，y＝。根据实验数据，至少可获得三点实验结论。结论1：增大OH﹣浓度，乙酸乙酯水解速率（填“增大”或“减小”）；结论2：当c（OH﹣）低于一定数值时，乙酸乙酯水解速率较小；结论3：水解速率与温度有关，水解速率随温度升高而增大。（a）根据结论3，忽略温度对水电离的影响，在图2中，画出实验ⅲ中pH变化曲线；（b）已知25℃时饱和Na2CO3溶液中c（OH﹣）约为0.03mol•L﹣1，依据上述结论，甲同学认为乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中水解速率较小的原因是；（3）兴趣小组继续探究乙酸乙酯在水中的溶解度对其水解速率的影响。提出假设：乙同学提出乙酸乙酯在水中溶解度较小，也可能使得水解速率较慢。验证假设：已知有关物质的极性值（极性值越大，物质极性越大）如下表：物质乙醇乙酸乙酯水0.40mol•L﹣1NaOH溶液极性值4.34.410.2＞10.2以（2）中“实验ⅰ”为对照组，限选以上试剂，设计实验方案验证乙同学的假设，并给出判断依据：。实验小结：乙同学假设成立。结论应用：室温下，向密闭容器中加入10.0mL饱和Na2CO3溶液，5.0mL乙酸乙酯，振荡静置。测得油层高度随时间t变化曲线如图，t1时间点之后油层高度变化加快的原因是。9．（2024秋•龙岗区期末）阅读下列材料并结合材料内容填空。为“探究溶液中KMnO4，H2O2、H2SO4三者反应生成①O2的实质”，某兴趣小组设计了一组数字化实验。实验过程如下：步骤一：分别配制三种不同浓度（0.384mol/L、0.192mol/L、0.096mol/L）的双氧水。步骤二：移取5.00mL0.096mol/L双氧水、10.00mL0.5mol/L②H2SO4溶液与10.00mL0.5mol/L③KMnO4溶液反应，常温时，测定容器内气压变化，气体压强不再变化时停止采集。步骤三：换用不同浓度的双氧水重复上述操作。测得不同浓度的H2O2与KMnO4、H2SO4反应装置内气压随时间变化如图。（1）硫元素在元素周期表中的位置为。（2）①②③中，能导电的是（填序号）。（3）H2O2的电子式为，H2O2为（填“离子化合物”或“共价化合物”）。（4）完成化学方程式：□KMnO4+5H2O2+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+8H2O+□_____；其离子方程式为：。（5）配制100mL0.096mol/L的双氧水需量取0.384mol/L的双氧水mL（保留到小数点后两位），配制过程中用到的仪器有：、移液管、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。若定容时俯视容量瓶，会导致所配双氧水浓度（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。（6）由图8中的数据可知，A、B、C三组实验中生成的O2的物质的量之比为。（7）甲同学认为该反应还有以下多种配平方式：2KMnO4+7H2O2+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10H2O+6O2↑2KMnO4+9H2O2+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+12H2O+7O2↑2KMnO4+xH2O2+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+（x+3）H2O+x+52乙同学认为甲同学的配平方式不正确，请结合实验有关数据说明。（8）丙同学用H218O2进行示踪原子实验，生成的氧气全部是18O2，其他含氧生成物中不含18O证明只有（4）中反应方程式合理，在KMnO4、H2O2、H2SO4三者反应时H2O2只做还原剂。其中18O与16O互为（填“同位素”或“同素异形体”）。10．（2023秋•黄浦区校级期末）某实验小组为了探究卤代烃的性质，做了以下几个实验。实验1：取一支试管，滴入15滴1﹣溴丁烷（CH3CH2CH2CH2Br），加入1mL5%的NaOH溶液，振荡后放入盛有热水的烧杯中水浴加热，为证明1﹣溴丁烷在NaOH水溶液中能否发生取代反应，同学们提出可以通过检验产物中是否存在溴离子来确定。请回答问题：（1）甲同学进行如下操作：将1﹣溴丁烷与NaOH溶液混合后充分振荡，加热，取反应后的上层清液，加硝酸银溶液来进行溴离子的检验。①1﹣溴丁烷在NaOH水溶液中反应的化学方程式为：。②乙同学认为甲同学的设计不合理，理由是。③乙同学将实验方案补充完整确定了溴离子的生成，乙同学的方案是：取反应后的上层清液，。（2）丙同学提出质疑：通过检验溴离子不能证明该反应类型为取代反应。理由是。（3）综合上述实验，检测实验1中（填结构简式）的生成可判断发生取代反应，实验小组用先进的检测仪器证实了该物质的生成。实验2：向圆底烧瓶中加入2.0gNaOH和15mL无水乙醇，搅拌，再加入5mL1﹣溴丁烷和几片碎瓷片，微热，一段时间后，B中酸性高锰酸钾溶液褪色。（加热和夹持装置略去）。请回答问题：（4）甲同学认为，依据实验2中酸性高锰酸钾溶液褪色，不能判断A中发生了消去反应，理由是。（5）乙同学对实验进行了如下改进（加热和夹持装置略去），依据实验现象可判断是否发生消去反应，B中物质可以为。（6）下列实验方案中，能达到相应实验目的的是。ABCD利用乙醇反应制取乙烯制备溴苯并验证有HBr产生制取乙酸乙酯（必要时可加沸石）检验电石与水反应产生的混合气体中有乙炔（7）制备苯甲酸甲酯的一种反应机理如图（其中Ph﹣代表苯基）。下列说法错误的是。A.化合物1直接催化反应的进行B.反应过程涉及氧化反应C.化合物3和4互为同分异构体D.可以用苯甲醛和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯（8）下列实验操作现象和结论均正确的是。选项实验操作实验现象结论A往CH2＝CHCHO溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液酸性高锰酸钾溶液褪色含有碳碳双键的有机物能使酸性高锰酸钾溶液褪色B在试管中加入聚氯乙烯薄膜碎片，将润湿的蓝色石蕊试纸置于试管口，加热试纸变红说明聚氯乙烯受热分解产生酸性气体C向2mL甲苯中加入3滴酸性KMnO4溶液，振荡；向2mL苯中加入3滴酸性KMnO4溶液，振荡甲苯中褪色，苯中不褪色说明甲基活化了苯环上的氢原子D检验乙醇中是否含有水，向乙醇中加入一小粒金属钠产生无色气体乙醇中含有水11．（2023秋•浦东新区校级期末）下表是某城市某日空气质量报告：污染指数首要污染物空气质量级别空气质量状况55SO2Ⅱ良该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。（1）以下氧化物引起的环境问题对应不正确的是。选项ABCD氧化物CO2SO2CONO2环境问题温室效应酸雨破坏臭氧层光化学烟雾（2）将装满气体X的试管倒置于装有液体Y的水槽中，下列说法合理的是。气体X液体Y试管内现象ASO2滴有品红的水溶液无明显现象BNO2水充满无色溶液CNH3滴有酚酞的水溶液充满红色溶液DCO2NaOH溶液无明显现象利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系：（3）X的浓溶液与碳在一定条件下可以发生反应，体现了X的性。从硫元素化合价变化的角度分析，图中只有还原性的物质有（填化学式）。（4）收集了一些含有S元素的酸雨，放置一段时间后，pH变小，小攀认为可能是因为酸雨中的亚硫酸被氧化为了。小登觉得可以设计实验验证这一推论，具体操作是。（5）配平下列反应：Na2S+Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+S↓+H2O。（6）如图是验证二氧化硫性质的实验装置。二氧化硫具有：①漂白性、②酸性氧化物性质、③还原性、④氧化性，上述装置中对应表现出的性质是：A中（填序号，下同）；B中；C中。D装置的作用是。12．（2024秋•高州市月考）学习小组欲探究影响84消毒液漂白性的因素。已知：Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O；3Cl2+6NaOH△¯5（1）实验室常用强氧化剂如KMnO4、K2Cr2O7、MnO2与HCl反应制氯气，完成化学方程式：K2Cr2O7+14HCl＝2KCl++3Cl2↑+。（2）将氯气通入NaOH溶液中模拟制备84消毒液。实验结束后测得溶液中n（ClO﹣）：n（ClO3-）＝2：1，则Cl2与NaOH反应时，被还原的Cl原子和被氧化的Cl原子的个数比为。若需提高产物中NaClO含量，可采取的措施是（3）探究84消毒液的漂白原理。实验步骤：取一只100mL玻璃瓶和一个烧杯，分别加入大小相同的红色布条，向玻璃瓶中装满84消毒液原液，盖紧瓶盖；烧杯中加20mL84消毒液原液，滴入5滴家用醋精（主要成分为醋酸）。记录有色布条褪色的时间如下：实验装置消毒液开始褪色完全褪色玻璃㼛未加酸（不与空气接触）5h48h烧杯加酸1min15min实验结论：84消毒液中起漂白作用的物质是（填化学式）。（4）探究浓度对84消毒液漂白性的影响。已知：氧化还原电位（ORP）是用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化还原性，其受浓度、温度和pH的影响。氧化还原电位数值越高，氧化性越强，则84消毒液漂白性越好。浓度（V消毒液：V水）pH温度/℃ORP/mV1：1009.18186671：2510.10186101：1011.2018577优化设计：甲同学根据以上数据得出结论“其他条件相同时，84消毒液浓度越小其漂白性越好”，乙同学认为甲同学没有完全做好控制变量，他优化了实验方案，获得了正确的结论。该方案为。（5）NaClO溶液中含氯粒子的物质的量分数与pH的关系如图所示。使用84消毒液时不能过度酸化，理由是。（6）氧化还原反应原理在生产生活中有很多应用，任写一种应用：。13．（2023秋•徐汇区校级期末）硫是重要的非金属元素，也是人类较早认识的化学元素之一。人们对硫元素的利用，其本质就是通过各种化学反应，实现含硫元素的物质之间的转化。请回答下列问题：（1）下列不能用启普发生器制备的气体是。A．SO2B．CO2C．H2D．H2S（2）下列物质与其化学式和用途的对应关系中，正确的是。A．重晶石—BaCO3—钡餐B．明矾—KAlSO4•12H2O—净水剂C．生石膏—2CaSO4•H2O—模型、粉笔D．食盐—NaCl—氯碱工业重要原料（3）含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列有关说法正确的是。A．a在氧气中充分燃烧可转化为dB．附着有b的试管，可用热碱液清洗C．气体a、c均可用f的浓溶液干燥D．分别往f、e的溶液中滴加少量氯化钡溶液，均可产生白色沉淀（4）下列物质的检验中，其结论一定正确的是。A．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入稀HNO3后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明原溶液中一定含有SB．向某溶液中加入盐酸产生无色气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有CO3C．取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解，若加足量盐酸时有气体产生，再加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，则说明Na2SO3样品已部分被氧化D．将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体一定是SO2（5）（双选）某同学设计了蔗糖与浓硫酸反应的装置，并对气体产物进行检验，实验装置如图所示。下列结论中错误的是。选项现象结论AⅠ中注入浓硫酸后，可观察到试管中白色固体变为黑色体现了浓硫酸的吸水性BⅡ中无水硫酸铜变蓝不能说明反应产物中H2OCⅡ中观察到棉球a、b都褪色均体现了SO2的漂白性DⅢ中溶液颜色变浅，Ⅳ中澄清石灰水变浑浊说明有CO2产生（6）（双选）在20℃时一刚性容器内部有一不漏气且可滑动的活塞将容器分隔成左、右室两室。左室充入N2，右室充入H2S和O2，活塞正好停留离左端14处（如图a）然后点燃H2S和O2，反应完毕恢复至原来温度，活塞恰好停在中间（如图b），水蒸气的体积可忽略，则反应前H2S和O2的体积比可能是A．4：5B．5：4C．1：1D．7：2（7）某实验小组欲探究SO2和Cl2能否发生反应，设计如图所示的实验装置进行实验。注：已检验装置气密性，且实验前已经用氮气排净装置内的空气。ⅰ.装置C中反应的化学方程式ⅱ.装置A中的反应为KMnO4+HCl（浓）＝KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O，①配平该反应并用单线桥表示电子转移。②反应中的氧化剂和还原剂的物质的量之比是，生成71gCl2转移的电子是mol。ⅲ.打开装置A、C中仪器a的活塞，一段时间后关闭活塞。待反应完全后，又继续如下实验甲同学取适量B中溶液于试管中，向其中滴加一滴A˙①甲同学由此认为SO2和Cl2发生了反应，理由是该反应中生成了离子（写离子符号）。②乙认为甲的结论不合理，认为A中生成的Cl2中混有杂质，乙认为混有的杂质是；③丙认为白色沉淀不能证明SO2和Cl2发生反应，因氯气的水溶液加AgNO3溶液也有白色沉淀产生，可改为取B中溶液于试管中滴加X，有白色沉淀生成即可证明，X是（填编号）。a．BaCl2溶液b．Ba（OH）2溶液c．Ba（NO3）2溶液d．品红溶液④SO2与Cl2同时通入水中反应的离子方程式。14．（2023秋•阳江期末）已知三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如图探究实验。（1）装置的连接顺序为a→→→→→→→。（2）B中收集器里盛放冷水的作用是。D中碱石灰的作用是、。（3）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸，充分反应后，进行如下实验：固体混合物→过量稀盐酸淡黄色溶液→试剂X淡红色溶液→①试剂X为（填化学式）。②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是。（4）该小组同学对上述溶液红色褪去的原因进行探究。①取褪色后的溶液三份，分别进行以下实验，研究溶液中存在的微粒。a、一份中滴加FeCl3溶液无明显变化，说明；b、另一份滴加试剂X，溶液出现红色，说明；c、还有一份滴加稀盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明。②另取FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化。实验②的目的是；得出结论：。15．（2023秋•浦东新区校级期末）虽然现代化学的飞速进步已经产生了各种各样新的研究方法，但时至今日，实验仍然是化学研究不可缺少的手段。（1）将充满氯化氢气体的试管倒扣在水槽中，下列现象正确的是（2）用如图装置测定气体摩尔体积。反应结束后包括3个步骤。①调整b，使a、b液面相平；②冷却至室温；③读数。正确的顺序是。A．①②③B．②①③C．①③②D．②③①（3）实验室提供的玻璃仪器有：试管、导管、酒精灯、玻璃棒、胶头滴管，选用上述仪器（其它非玻璃仪器及必要的试剂任选）能完成的实验是。A．粗盐提纯B．检验溶液中Cl﹣是否完全沉淀C．海带提碘D．配制100mL0.1mol•L﹣1的硫酸溶液（4）为研究氯水性质，某同学将新制氯水逐滴加入下列溶液中，现象描述错误的是。选项溶液现象A紫色石蕊试液溶液先变红后褪色BNaHCO3溶液产生气泡C溴水溶液褪色DAgNO3溶液有白色沉淀生成（5）某同学借助数字化实验仪器，对新制饱和氯水在光照过程中的变化进行检测，所得相关图像如下表所示，其中正确的是。ABCD氯水的pH随时间的变化溶液中氯离子浓度随时间的变化氯水的电导率随时间的变化液面上O2体积分数随时间的变化（6）实验室以碳棒为电极电解饱和食盐水的装置如图所示。下列判断正确的是。A．电解过程中水是氧化剂B．X电极上发生氧化反应C．X电极上有Cl2产生D．通电一段时间后，Na+物质的量增大（7）科学家目前致力于常压条件下合成氨。以N2和H2O为原料，在催化剂条件下电解生成NH3：2N2+6H2O通直流电¯¯催化剂4NH3+3O2。电解过程中N2在A．阳极区发生氧化反应B．阴极区发生还原反应C．阳极区发生还原反应D．阴极区发生氧化反应（8）（CN）2与Cl2的化学性质相似。（CN）2与NaOH溶液反应生成、和H2O。（9）已知：SO42-可能会干扰Cl﹣的检验。写出含Na2SO4和NaCl的混合溶液中Cl﹣的检验方法（10）试设计实验证明一瓶黄色溶液是溴水而不是碘水。16．（2023秋•信宜市期末）氯化铁（FeCl3）在工农业生产中有着广泛的应用，某化学小组在实验室进行有关FeCl3的实验探究。（1）配制100mL浓度约为0.1mol/LFeCl3溶液，先将1.7g固体FeCl3溶解在盛有适量浓盐酸的烧杯中，再加水到100mL，盐酸的作用是。（2）用试管取2mL0.1mol/LFeCl3溶液，加入少量0.1mol/LKI溶液，该反应的离子方程式为：2Fe3++2I﹣＝2Fe2++I2，要验证反应已发生的方法和现象是。（3）同学甲查阅资料发现上述反应是可逆反应，于是设计了如下实验：用试管另取2mL0.1mol/LFeCl3溶液，加入VmL0.1mol/LKI溶液充分振荡反应，再加入W溶液，溶液呈红色，则可证明上述反应是可逆反应，则V的取值范围为，物质W的化学式为。（4）根据上述结论，同学乙设计了如下原电池（电极为石墨）：①刚接通开关时，B极的电极反应式为。②反应达到平衡时，外电路导线中（填“有”或“无”）电流通过。③平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时电极A变为（填“正”或“负”）极。17．（2023秋•杨浦区校级期末）H2O2通常被称为绿色氧化剂，在生产生活中有广泛的应用。（1）保存H2O2溶液的试剂瓶上最适合贴上的一个标签是（填字母）。Ⅰ．H2O2的性质探究。（2）有以下4个涉及H2O2的反应：A．H2O2+Ba（OH）2═BaO2+2H2OB．Ag2O+H2O2═2Ag+O2↑+H2OC．2H2O2═2H2O+O2↑D．3H2O2+Cr2（SO4）3+10KOH═2K2CrO4+3K2SO4+8H2O①以上反应属于图阴影部分所表示的反应类型的是。（不定项）②反应D中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。③上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4氧化性由强到弱的顺序是。（3）在H2O2的参与下，S2O32-（硫代硫酸根）可以与Fe2+反应制备Fe2O3纳米颗粒。反应为：Fe2++S2O32-+H2O2+OH﹣═Fe2O3+S2O62-+H2O（未配平），已知S2O①下列关于该反应的说法中正确的是（不定项）。A．该反应中的还原剂只有S2OB．已知生成的Fe2O3纳米颗粒直径为10纳米，则Fe2O3纳米颗粒为胶体C．该反应中H2O2只作氧化剂D．该反应需要在碱性条件下进行②反应中转移0.8mol电子时，生成Fe2O3纳米颗粒g。（4）亚硝酸（HNO2）是一种有毒的弱酸，H2O2与HNO2溶液反应的主要产物是。A．O2、HNO3B．O2、NO2C．H2O、HNO3D．H2O、NO（5）小复同学研究亚铁盐与H2O2溶液的反应。取2mL5%H2O2溶液于试管中，加入5滴FeSO4（pH＝3）溶液，溶液立即变为棕黄色，并放出热量，反应混合物颜色加深变为红褐色，该混合物有丁达尔现象，测得反应后溶液pH＝1.4。上述实验中产生红褐色物质的离子方程式是。Ⅱ．H2O2的实际应用（6）若将H2O2消毒液与84消毒液混合使用，会产生一种无色无味的气体单质，同时混合溶液的消毒能力严重降低，该反应现象说明氧化性NaClOH2O2（填“＞”或“＜”）。（7）H2O2可消除采矿业废液中的剧毒氰化物KCN（N为﹣3价），生成一种酸式盐A和一种碱性气体，反应中被氧化的元素是，A的化学式为。（8）双氧水曾在文艺复兴时期的油画修复中发挥很大的作用，请配平相关方程式并用单线桥法标出电子转移方向和数目。_____H2O2+_____PbS（黑色）═_____PbSO4（白色）+_____H2O（9）为了方便贮存、运输，工业上将H2O2转化为固态过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）。该物质具有Na2CO3与H2O2的双重性质，可用作无毒漂白剂和供氧剂。制备过碳酸钠的工艺流程如图所示：在反应器内，先将饱和Na2CO3溶液和稳定剂混合均匀，再缓慢滴入30%H2O2溶液，在磁力搅拌下充分反应。下列物质中，可作为稳定剂使用的是。A．FeCl3B．Na2SO4C．MnO2D．Na2SO318．（2023秋•延边州期末）家中的食品、调味品、洗涤剂和药品等都含有化学物质，以下是胃药和加碘食盐的标签，请回答下列问题。铝镁咀嚼片【药品名】铝镁咀嚼片【成分】氢氧化镁、氢氧化铝、二甲基硅油【适应症】胃酸过多引起的胃痛、烧心等胃胀气的治疗食用盐【配料表】精制盐、碘酸钾【碘含量（以I计）】21mg/kg～39mg/kg【保质期】36个月（1）标签中涉及到的金属元素有、Mg、Al、K，非金属元素有H、O、C、Si、Cl、I；Cl在元素周期表中的位置是，K+的结构示意图为。（2）写出由C、O两种元素组成的常见温室气体的电子式。（3）比较下列性质，用“＞”、“＝”或“＜”填空。①酸性：H2CO3H2SiO3②还原性：HClHI③离子半径：r（Na+）r（Mg2+）（4）用以下对比实验探究Mg、Al的金属性强弱以及Cl、I的非金属性强弱。比较Mg、Al金属性强弱比较Cl、I非金属性强弱选择的试剂：MgCl2溶液、AlCl3溶液、氨水、NaOH溶液选择的试剂：新制氯水、KI溶液操作：向两支试管中分别加入少许MgCl2溶液和AlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色沉淀Mg（OH）2和白色沉淀Al（OH）3为止，再向两支试管中分别加入NaOH溶液，边加边振荡，观察现象。操作：向盛有4mLKI溶液的试管中加入1mL新制氯水，振荡现象：现象：溶液由无色变为棕黄色化学方程式：结论：金属性Mg强于Al结论：非金属性Cl强于I19．（2023秋•房山区期末）某实验小组探究Cu与Fe（NO3）3溶液的反应。取3g铜粉加入到100mL0.6‍mol/LFe（NO3）3溶液（用HNO3调pH＝1）中，振荡、静置30分钟，铜粉减少，溶液呈棕绿色，未见有气泡产生。（1）预测NO3-和Fe3+分别与反应Ⅰ3Cu+2NO3-+8H+═3Cu2++2NO↑反应Ⅱ（2）探究反应Ⅰ是否发生①设计实验：取3g铜粉加入到100mL溶液中，振荡、静置30分钟。②若反应Ⅰ能够发生，预计观察到的现象有。实际现象不明显，借助传感器证明反应Ⅰ能够发生。（3）探究反应Ⅱ是否发生步骤1：取3g铜粉加入到100mL0.3mol/LFe2（SO4）3溶液（用H2SO4调pH＝1）中，溶液迅速变为蓝绿色。步骤2：取步骤1中上层清液，滴加少量KSCN溶液，出现白色浑浊，溶液变红，振荡后红色褪去。①KSCN溶液的作用是。②已知，CuSCN是难溶于水的白色固体。结合平衡移动原理，解释步骤2中“溶液变红，振荡后红色褪去”的原因。（4）查阅资料可知，反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数分别为KⅠ＝6.3×1062和KⅡ＝5×1014。请从化学反应速率和限度的角度简述对Cu与Fe（NO3）3溶液反应的认识。20．（2023秋•石景山区期末）某化学小组同学对FeCl3溶液与Na2SO3溶液的反应进行探究实验操作现象①滴加5滴0.5mol•L﹣1Na2SO3溶液5mL0.5mol•L﹣1FeCl3溶液（pH约为1.5）溶液由棕黄色变为红色，无沉淀生成。放置6小时后，溶液变为淡黄色，始终无沉淀生成。②滴加5滴0.5mol•L﹣1FeCl3溶液5mL0.5mol•L﹣1Na2SO3溶液（pH约为10）溶液由棕黄色变为红色，无沉淀生成。放置6小时后，生成红褐色沉淀，上层清液为无色。（1）请用离子方程式表示Na2SO3溶液显碱性的原因。（2）甲同学认为实验①发生了氧化还原，其反应的离子方程式为，取反应后的溶液中加入K3[Fe（CN）6]溶液，观察到（填现象），证实了此结论。（3）乙同学检验红褐色沉淀为Fe（OH）3，请用平衡移动原理解释生成沉淀的原因。（4）丙组同学检验实验②中无Fe2+，为探究此浓度下是否能发生氧化还原反应，做了如下实验：向U型管的左侧加入，观察到（填实验现象），证实此浓度下的FeCl3溶液与Na2SO3溶液可以发生氧化还原反应。（5）查阅资料已知：Fe3+、OH﹣、SO3HOFeOSO2（红色）═Fe3++OH﹣+SO请解释实验②中无Fe2+生成的原因。（6）通过以上探究，FeCl3溶液与Na2SO3溶液的反应受因素影响（至少写出两项）。

2025高考化学三轮复习之性质实验方案的设计（解答大题）参考答案与试题解析一．解答题（共20小题）1．（2025•江岸区校级模拟）以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。实验试剂现象滴管试管0.2mol•L﹣1Na2SO3溶液饱和Ag2SO4溶液Ⅰ．产生白色沉淀0.2mol•L﹣1CuSO4Ⅱ．溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀0.1mol•L﹣1Al2（SO4）3溶液Ⅲ．开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀（1）经验检，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：2Ag++SO32-=Ag2SO3（2）经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO42-，含有Cu+、Cu2+已知：Cu+→稀硫酸Cu+Cu2+，Cu2+→I-CuI↓（白色）+I①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是有红色固体生成。②通过如图实验证实，沉淀中含有Cu2+和SOa．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是HCl溶液和BaCl2溶液。b．证实沉淀中含有Cu2+和SO32-的理由是在I﹣的作用下，Cu2+转化为白色沉淀CuI，SO32-（3）已知：Al2（SO3）3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO42-，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性①推测沉淀中含有亚硫酸根和Al3+、OH﹣。②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：ⅰ．Al（OH）3所吸附；ⅱ．存在于铝的碱式盐中。对假设ⅱ设计了对比实验，证实了假设ⅱ成立。a．将对比实验方案补充完整。步骤一：步骤二：（按如图形式呈现）。b．假设ii成立的实验证据是V1明显大于V2。（4）根据实验，亚硫酸盐的性质有亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性。盐溶液间反应的多样性与两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件有关。【答案】（1）2Ag++SO32-=Ag（2）①有红色固体生成；②a.HCl溶液和BaCl2溶液；b.在I﹣的作用下，Cu2+转化为白色沉淀CuI，SO32-转化为（3）①Al3+、OH﹣；②a.；b.V1明显大于V2；（4）亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性；两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件。【分析】（1）实验Ⅰ中0.2mol/LNa2SO3溶液滴入饱和Ag2SO4溶液，由于Ag2SO4是饱和溶液且溶液混合后稀释，因此不可能是Ag2SO4沉淀，考虑到SO32-浓度较大，因此推断白色沉淀为Ag2SO（2）①因Cu+和稀硫酸反应生成铜和铜离子，若沉淀中含有Cu+，加入稀硫酸会发生歧化反应生成铜单质；②a.分析实验流程可知，实验原理为2Cu2++4I﹣＝2CuI↓+I2、I2+SO32-+H2O=SO42-+2I﹣+2H+、SO42-+Ba2+＝BaSOb.由白色沉淀A可知，之前所取上层清液中有SO42-，由加入KI生成白色沉淀可知棕黄色沉淀中含有Cu2+，Cu2+和I﹣作用生成CuI白色沉淀，由加淀粉无现象说明上层清液中无I2，而Cu2+和I﹣反应生成I（3）①根据题意知实验Ⅲ的白色沉淀中无SO42-，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO②a.根据假设可知实验的目的是证明产生的沉淀是Al（OH）3还是铝的碱式盐，给定实验首先制备出现象Ⅲ中的沉淀，然后采用滴加NaOH溶液，因此对比实验首先要制备出Al（OH）3沉淀，然后滴加NaOH溶液，若两者消耗的NaOH体积相同，则现象Ⅲ中的沉淀就是Al（OH）3沉淀；b.根据上述分析可知，假设ii成立的实验证据是V1明显大于V2；（4）根据实验可知，亚硫酸盐具有还原性、水解使溶液呈碱性；根据题目，该实验探究的是亚硫酸钠溶液和不同金属的硫酸盐溶液反应。【解答】解：（1）实验Ⅰ中由于Ag2SO4是饱和溶液且溶液混合后稀释，因此不可能是Ag2SO4沉淀，考虑到SO32-浓度较大，则白色沉淀为Ag2SO3，反应的离子方程式为：2Ag++SO32-故答案为：2Ag++SO32-=Ag（2）①因Cu+和稀硫酸反应生成铜和铜离子，若沉淀中含有Cu+，加入稀硫酸会发生歧化反应生成铜单质，实验现象是有红色固体生成，故答案为：有红色固体生成；②a.实验原理为2Cu2++4I﹣＝2CuI↓+I2、I2+SO32-+H2O=SO42-+2I﹣+2H+、SO42-+Ba2+＝BaSO4↓，加入的试剂为含故答案为：HCl溶液和BaCl2溶液；b.之前所取上层清液中有SO42-，由加入KI生成白色沉淀可知棕黄色沉淀中含有Cu2+，Cu2+和I﹣作用生成CuI白色沉淀，由加淀粉无现象说明上层清液中无I2，而Cu2+和I﹣反应生成I2，因而推断生成的I2参与了其他反应，因而有还原剂故答案为：在I﹣的作用下，Cu2+转化为白色沉淀CuI，SO32-转化为（3）①实验Ⅲ的白色沉淀中无SO42-，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4故答案为：Al3+、OH﹣；②a.根据假设可知实验的目的是证明产生的沉淀是Al（OH）3还是铝的碱式盐，然后采用滴加NaOH溶液，首先要制备出Al（OH）3沉淀，然后滴加NaOH溶液，若两者消耗的NaOH体积相同，则现象Ⅲ中的沉淀就是Al（OH）3沉淀，若两者消耗的NaOH体积不同，则现象Ⅲ中的沉淀考虑是铝的碱式盐，故步骤二的实验方案为：，故答案为：；b.假设ii成立的实验证据是V1明显大于V2，故答案为：V1明显大于V2；（4）亚硫酸盐具有还原性、水解使溶液呈碱性；根据题目，该实验探究的是亚硫酸钠溶液和不同金属的硫酸盐溶液反应，所以盐溶液间反应的多样性与盐的性质和溶液的酸碱性等反应条件有关，故答案为：亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性；两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件。【点评】本题考查实验方案的设计，侧重考查学生无机实验的掌握情况，试题难度中等。2．（2025•汕头一模）氢氧化亚铁在工业上是一种重要的除氧剂、水处理剂。（1）向试管中加入1mL1mol•L﹣1的新制FeSO4溶液，滴加1mL1mol•L﹣1的NaOH溶液，生成白色沉淀，涉及的离子反应方程式为Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓。白色沉淀会迅速转为灰绿色，一段时间后转为红褐色，此时Fe元素被氧化。ⅰ.灰绿色沉淀的研究（2）查阅资料得知，Fe（OH）2为层状结构（如右图），当部分Fe（Ⅱ）被氧化为Fe（Ⅲ）时，层状结构不被破坏，生成（1）中灰绿色沉淀——绿锈。夹层内填充有SO42-OH﹣等阴离子，化学式可表示为Fe（Ⅱ）xFe（Ⅲ）y（OH）z（SO4）流程中试剂A为KSCN（填化学式），经实验测定x＝4、y＝2、m＝1，则z＝12。（3）查阅资料得知：绿锈无法稳定存在于高浓度碱性溶液中，Fe（OH）3某些性质类似Al（OH）3，在浓度极高的强碱溶液中无法稳定存在。某同学拟用不同浓度NaOH溶液与Fe2+反应，利用Fe（OH）3性质，减少灰绿色沉淀生成。实验方案为：取3支试管分别加入0.1gFeSO4固体，再加入不同浓度的NaOH溶液1.5mL。实验结果如表：NaOH（mol•L﹣1）FeSO4（g）沉淀颜色20.1灰绿色80.1出现白色，灰绿色极少生成27.3（饱和）0.1明显白色，灰绿色几乎不出现结合合适的化学用语，试分析NaOH浓度增大后白色沉淀明显的原因可能是NaOH会溶解产生的Fe（OH）3，Fe（OH）3+OH﹣═FeO2-+2H2Oⅱ.氢氧化亚铁白色沉淀制备研究（4）甲同学猜测常温下可以利用Fe2+与HCO3-的双水解反应产生Fe（OH）2白色沉淀。该离子反应为Fe2++2HCO3-+2H2O⇌Fe（OH）2↓+2H2CO3乙同学猜测二者混合发生复分解反应产生碳酸亚铁，该反应的离子方程式为Fe2++2HCO3-⇌FeCO3↓请通过计算这两个反应的平衡常数来分析说明哪种猜测更合理乙（填“甲”或“乙”），其原因是K乙远远大于K甲，乙的反应进行的更大，反应倾向更明显，所以乙的推测更合理。（已知Ksp[Fe（OH）2]＝8.0×10﹣16，Ksp（FeCO3）＝2.1×10﹣11，H2CO3的Ka1、Ka2分别为4.5×10﹣7和5.9×10﹣11，溶于水的CO2以H2CO3形式存在）【答案】（1）Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓；Fe；（2）KSCN；12；（3）NaOH会溶解产生的Fe（OH）3，Fe（OH）3+OH﹣═FeO2-+2H（4）Fe2++2HCO3-⇌FeCO3↓+H2CO3；乙；K乙远远大于K【分析】（1）FeSO4溶液与NaOH溶液反应生成沉淀和Na2SO4；白色沉淀会迅速转为灰绿色，一段时间后转为红褐色，该过程中Fe（OH）2被氧化为Fe（OH）3；（2）Fe3+与SCN﹣反应呈红色，可用KSCN溶液检验Fe3+；根据正负化合价的代数和为0计算z的值；（3）Fe（OH）3某些性质类似Al（OH）3，在浓度极高的强碱溶液中无法稳定存在，即Fe（OH）3可与NaOH溶液反应；（4）Fe2+与HCO3【解答】解：（1）FeSO4溶液与NaOH溶液反应生成沉淀和Na2SO4，离子方程式为：Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓；白色沉淀会迅速转为灰绿色，一段时间后转为红褐色，该过程中Fe（OH）2被氧化为Fe（OH）3，Fe元素被氧化，故答案为：Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓；Fe；（2）Fe3+与SCN﹣反应呈红色，可用KSCN溶液检验Fe3+；根据正负化合价的代数和为0可得，2×4+3×2＝1×z+2×1，则z＝12，故答案为：KSCN；12；（3）Fe（OH）3某些性质类似Al（OH）3，在浓度极高的强碱溶液中无法稳定存在，Fe（OH）3可与NaOH溶液反应，Fe（OH）3+OH﹣═FeO2-+2H故答案为：NaOH会溶解产生的Fe（OH）3，Fe（OH）3+OH﹣═FeO2-+2H（4）Fe2+与HCO3-发生复分解反应产生碳酸亚铁和碳酸，离子方程式为：Fe2++2HCO3-⇌FeCO3↓+H2CO3；甲同学认为发生的离子反应为Fe2++2HCO3-+2H2O⇌Fe（OH）2↓+2H2CO3，该反应的K甲=c2(H2CO3)c(Fe2+)×c2(HCO3-)=故答案为：Fe2++2HCO3-⇌FeCO3↓+H2CO3；K乙远远大于K【点评】本题考查性质方案的设计，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握常见元素化合物性质，综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力，题目难度中等。3．（2024秋•徐汇区校级期末）化学小组同学用铜与过量浓硝酸反应制备NO2气体，实验后发现溶液呈绿色，对其原因进行如下探究：甲同学提出猜想：浓硝酸中溶解了生成的NO2呈黄色，黄色与蓝色叠加显绿色。实验：向2mL6mol•L﹣1HNO3中通入稳定的NO2气流，溶液变黄。取该溶液与蓝色Cu（NO3）2溶液混合，观察到溶液显绿色，验证了猜想。甲同学进一步探究硝酸溶液中何种粒子与NO2作用显黄色。实验装置操作编号溶液a现象向溶液a中通入稳定的NO2气流8s实验16mol/LNaNO3溶液基本无色实验23mol•L﹣1H2SO4立即变黄实验33mol•L﹣1Na2SO4溶液基本无色（1）写出铜和浓硝酸反应产生NO2的离子方程式Cu+4H+（2）实验1中溶液a是6mol/LNaNO3。（3）依据上述实验推知，浓硝酸中溶液NO2呈黄色是溶液中H+与NO2作用的结果。资料：ⅰ．铜与浓硝酸反应过程中可生成HNO2，HNO2易分解产生无色气体ⅱ．HNO2是一种弱酸。HNO2电离出NO2-，NO2-与Cu2+发生如下反应：Cu2++4NO2-⇌[Cu（NO2乙同学依据资料提出猜想：铜与浓硝酸反应过程中生成[Cu（NO2）4]2﹣，使溶液呈绿色。实验4：2mLNaNO2溶液与2mLCu（NO3）2溶液混合，溶液呈绿色，加入1mL浓硝酸后，溶液变蓝。丙同学对加入浓硝酸后溶液变蓝的原因提出猜想并进行实验验证。猜想1：加入浓硝酸后发生反应：NO2-+H+＝HNO2猜想2：酸性条件下HNO2分解，NO2将实验4中蓝色溶液分成两份加入2mLNaOH溶液，振荡溶液变绿色加入2mLH2O，振荡溶液仍为蓝色（4）用离子方程式表示加入NaOH溶液的作用：加入氢氧化钠溶液后，HNO2+OH-=（5）丙同学依据实验推知猜想1（填“1”或“2”）成立。（6）综合上述实验得出：过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是过量浓硝酸中H+与NO2作用呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，黄色蓝色叠加显绿色。【答案】（1）Cu+4（2）6mol/LNaNO3；（3）H+；（4）加入氢氧化钠溶液后，HNO2+OH（5）1；（6）过量浓硝酸中H+与NO2作用呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，黄色蓝色叠加显绿色。【分析】甲同学进探究硝酸溶液中何种粒子与NO2作用显黄色，设计思路为研究氢离子、硝酸根与NO2作用后的颜色，待探究的离子浓度应相同且为单一变量，实验3溶液无色，说明钠离子、硫酸根不与NO2作用，故实验1中a溶液为6mol/LNaNO3溶液，探究硝酸根与NO2作用，实验2中a溶液为3mol/LH2SO4溶液，探究氢离子与NO2作用。丙同学将实验4中蓝色溶液分成两份，第一份加入NaOH溶液后溶液变为绿色，HNO2+OH-=【解答】解：（1）铜和浓硝酸反应产生NO2的离子方程式Cu+4故答案为：Cu+4（2）实验1中溶液a是：6mol/LNaNO3，故答案为：6mol/LNaNO3；（3）实验1溶液无色，说明硝酸根不与NO2作用；实验2变黄色，说明H+与NO2作用，故浓硝酸中溶液NO2呈黄色是溶液中H+与NO2作用的结果，故答案为：H+；（4）加入氢氧化钠溶液后，HNO2+OH故答案为：加入氢氧化钠溶液后，HNO2+OH（5）第一份加入NaOH溶液后溶液变为绿色，HNO2+OH-=故答案为：1；（6）综合上述实验得出：过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是：过量浓硝酸中H+与NO2作用呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，黄色蓝色叠加显绿色，故答案为：过量浓硝酸中H+与NO2作用呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，黄色蓝色叠加显绿色。【点评】本题主要考查性质实验方案的设计等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。4．（2024秋•梅河口市校级期末）某小组根据SO2既有还原性又有氧化性，探究其能否实现Cu2+→Cu或Cu→Cu2+的转化。已知：ⅰ.水合Cu+既易被氧化也易被还原，因此水溶液中无法生成水合Cu+；ⅱ.CuCl为白色固体，难溶于水，可溶于c（Cl﹣）较大的溶液生成[CuCl3Ⅰ.SO2与Cu2+的反应：向试管中通入足量SO2（尾气处理装置已略），记录如表。装置编号试剂实验现象a1mol•L﹣1CuSO4溶液始终无明显变化b1mol•L﹣1CuCl2溶液溶液变绿，进而变棕黄色，一段时间后出现白色沉淀（1）将b所得沉淀过滤，充分洗涤，进行下列实验，证实该沉淀为CuCl。①证明白色沉淀中有Cu+，推理过程是深蓝色溶液中含[Cu(NH3)4]2+，是无色溶液中的[②ⅲ排除了干扰Cl﹣检验的因素。写出ⅲ中反应离子方程式NH3⋅H2（2）进一步证实b中SO2作还原剂，补全实验方案和预期现象：取b中反应后的上层清液于试管中，滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，说明SO2被氧化成SO42-（3）由实验Ⅰ可推知，该条件下：①a中SO2不能将Cu2+还原为Cu+或Cu；②SO2、CuCl、Cu的还原性由强到弱的顺序为Cu＞SO2＞CuCl。综上所述，改变还原产物的价态或形态可以影响氧化还原反应能否发生。Ⅱ.SO2与Cu的反应：向试管中通入足量SO2（尾气处理装置已略），记录如表。装置编号试剂实验现象c3mol•L﹣1稀硫酸始终无明显变化d3mol•L﹣1稀盐酸铜片表面变黑，溶液变为棕色（4）证明d所得棕色溶液中含有[CuCl3]2-：用滴管吸取少量棕色溶液，滴入蒸馏水中，出现白色沉淀。用平衡移动原理解释产生该现象的原因：棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小，使CuCl（5）经进一步检验，铜表面黑色沉淀为Cu2S。补全d中反应的离子方程式：6Cu+S□Cu+SO（6）与c对比，d能够发生反应的原因是Cl﹣与Cu+结合成[CuCl3]2-，其氧化性弱于SO2，使Cu能够被【答案】（1）①深蓝色溶液中含[Cu(NH3)4]2+②NH（2）滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，说明SO2被氧化成SO（3）Cu＞SO2＞CuCl；（4）棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小，使CuCl(s)+2（5）6Cu（6）Cl﹣与Cu+结合成[CuCl3]2-，其氧化性弱于SO2，使【分析】Ⅰ．分别向硫酸铜溶液和氯化铜溶液中通入二氧化硫气体，通过观察实验现象，判断反应是否发生，探究二氧化硫的还原性；Ⅱ．分别向铜与稀硫酸、铜与稀盐酸中通入二氧化硫气体，探究二氧化硫的氧化性。【解答】（1）①根据如图所示的实验，将实验b中所得固体加入氨水后，白色沉淀溶解，变为无色溶液，最终生成深蓝色溶液，根据已知信息，其中深蓝色溶液中含[Cu(NH3)4]2+故答案为：深蓝色溶液中含[Cu(NH3)4]2+②步骤i中氨水过量，所以步骤iii中加入稀硝酸后，发生的反应有NH故答案为：NH（2）进一步证实b中作还原剂的操作为：取b中反应后的上层清液于试管中，滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，说明SO2被氧化成SO故答案为：滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，说明SO2被氧化成SO（3）根据氧化还原反应规律，还原性：还原剂＞还原产物，向硫酸铜溶液中通入SO2，无明显现象，说明a中不能将Cu2+还原为Cu+或Cu，即还原性：Cu＞SO2；根据实验证实，b中SO2能将Cu2+还原为Cu+，发生反应，即还原性：SO2＞CuCl，综上所述还原性由强到弱的顺序为：Cu＞SO2＞CuCl，故答案为：Cu＞SO2＞CuCl；（4）由题，CuCl为白色固体，难溶于水，可溶于c（Cl﹣）较大的溶液生成[CuCl3]2-，棕色溶故答案为：棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小，使CuCl(s)+2（5）根据氧化还原反应的电子守恒规律，该反应中，S元素化合价降低6价，得到6个电子，即Cu元素化合价也升高6价，失去6个电子，结合元素守恒，等式左边补上氢离子，右边补上水，再由原子守恒，配平该反应为6Cu故答案为：6Cu（6）根据以上实验可知，在硫酸作用下，Cu+不能单独存在，在盐酸中，Cl﹣与Cu+结合成[CuCl3]2-，其氧化性弱于SO2，使故答案为：Cl﹣与Cu+结合成[CuCl3]2-，其氧化性弱于SO2，使【点评】本题主要考查性质实验方案的设计等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。5．（2024秋•茂名校级期末）某小组同学探究CaCl2溶液能否与NaHCO3溶液反应。回答下列问题：（1）常温下，测得0.01mol/LNaHCO3溶液呈碱性，则：①溶液中的c(CO32-)、c(HCO3-)、c（H2CO3）由大到小的顺序为：c（HCO3②溶液中（存在）：c(H2CO3)+c(CO该小组设计实验进行探究查阅资料：Ksp(CaCO实验1：向5.0×10﹣3mol/LNaHCO3溶液中加入等体积1.0×10﹣4mol/LCaCl2溶液，无现象。实验2：向0.5mol/LNaHCO3溶液中加入等体积0.5mol/LCaCl2溶液，有白色沉淀产生，有少量气体产生。（2）实验2产生白色沉淀的原因是Q（CaCO3）＞Ksp（CaCO3）（填“＞”、“＝”或“＜”），室温下，测得0.50mol•L﹣1NaHCO3溶液pH＝8.48，该溶液中c(HCO3-)=0.49mol⋅L-1，计算该溶液中c（3）该小组在查阅资料过程中得知该反应可以通过HCO3-的自偶电离解释，类似水的自偶电离（2H2O⇌H3O++OH-），HCO3-的自偶电离方程式为2HCO3-⇌CO（4）实验2发生反应的离子方程式为2HCO3【答案】（1）①c（HCO3-）＞c（H2CO3）＞c②0.01mol/L或c（Na+）；（2）＞；2.744×10﹣2.52mol/L；（3）2HCO3-⇌CO32-+H2CO3；（4）2HC【分析】（1）根据NaHCO3是强碱弱酸盐，在溶液中NaHCO3电离产生的HCO3-既存在电离作用HCO3-⇌H++CO32-，也存在水解作用：HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH﹣，HCO3-⇌H++CO32-的电离平衡常数Ka2（2）根据电离平衡常数Ka2=c(H+)⋅c(CO32-)c(HCO3-)=5.6×10-11，可知c（CO32-）=Ka2⋅c(HCO3-)=5.6×10-11（3）根据水的自偶电离为2H2O⇌H3O++OH-，可知HCO（4）根据NaHCO3溶液与CaCl2反应生成白色CaCO3沉淀、CO2气体、H2O和NaCl进行分析；【解答】解：（1）①NaHCO3是强碱弱酸盐，在溶液中NaHCO3电离产生的HCO3-既存在电离作用HCO3-⇌H++CO32-，也存在水解作用：HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH﹣，HCO3-⇌H++CO32-的电离平衡常数Ka2＝5.6×10﹣11；HCO3-的水解平衡常数Kh2=c(H2CO3)⋅c(OH-)c故答案为：c（HCO3-）＞c（H2CO3）＞c②在NaHCO3溶液中存在物料守恒，所以c（Na+）＝c（HCO3-）+c（H2CO3）+c（C故答案为：0.01mol/L或c（Na+）；（2）在实验2中，混合溶液中c（NaHCO3）＝0.5mol/L×12=0.25mol/L，根据其电离平衡常数Ka2=c(H+)⋅c(CO32-)c(HCO3-)=5.6×10-11，可知c（CO32-）=Ka2⋅c(HCO3-)=5.6×10-11×0.25mol/L≈3.7×10﹣6mol/L，加入的灯体积0.5mol/LCaCl2溶液，c（Ca2+）＝0.5mol/L×12=0.25mol/L，Q（CaCO3故答案为：＞；2.744×10﹣2.52mol/L；（3）根据水的自偶电离为2H2O⇌H3O++OH-，可知HCO3-的自偶电离方程式为2HCO3故答案为：2HCO3-⇌CO32-+H2CO3；（4）实验2中