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2026人教版高中化学必修第一册
实验整合练　常见金属及其化合物相关的实验
实验1　验证型实验
1.(2025河北石家庄阶段检测)某化学兴趣小组在研究“铁及其化合物性质”时,发现向2 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液中滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液,无明显现象,再滴加2 mL 1.0 mol/L H2O2溶液(pH约为5),溶液先变红,后褪色,并有气泡产生。为了弄清楚产生这种异常现象的原因,他们进行了如下探究:
(1)溶液先变红的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　(只写其中的氧化还原过程,并用离子方程式表示)。
(2)同学们对溶液褪色的原因提出了不同的看法并进行实验:
Ⅰ.甲同学认为是Fe3+被H2O2还原。
取褪色后溶液,滴加　　　,无明显现象,证明甲同学观点不正确。
Ⅱ.乙同学认为是SCN-被氧化。
取褪色后溶液,滴加KSCN溶液,出现红色。
根据上述实验现象,同学们认为溶液褪色的原因可能有两种:
乙同学认为SCN-被O2氧化。
丙同学认为　　　　　　　　。
为了探究溶液褪色的原因究竟是上述的哪种,该兴趣小组进行了如下实验。
向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液,后通入O2,发现溶液　　　　,证明溶液褪色的原因不是乙同学认为的原因,而是丙同学认为的原因。
(3)该兴趣小组通过查阅资料,发现SCN-可以被氧化成S
:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)写出上述实验中SCN-被氧化的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)根据题目所给信息及实验现象推断物质还原性强弱:Fe2+
　　SCN-(填“>”或“<”)。
实验2　探究型实验
2.(2025广东广州大学附中月考)草酸亚铁不溶于水,可用于制药工业。草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)呈淡黄色,可用作照相显影剂。某化学活动小组分别设计了相应装置进行实验。回答下列问题:
Ⅰ.制备草酸亚铁晶体(装置如图所示):
(1)盛放稀硫酸的仪器名称为　　　　;植物油的作用是　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验过程中,制备草酸亚铁的具体操作是　　　　　　。
(3)检验草酸亚铁晶体已洗净的操作方法为　　　　　　　　　。
Ⅱ.草酸亚铁晶体热分解产物的探究:
A B C
　
D E
(4)按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为　　　　　　　　　　　→尾气处理装置(填图中字母,装置可重复使用)。
(5)实验结束后,C中黑色固体变为红色,B中澄清石灰水变浑浊,D中无水硫酸铜变为蓝色,A中反应管中残留FeO,则A中反应管中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.(2024北京首师大附中月考)兴趣小组在课外实验中意外发现:将镁条放入Na2CO3溶液中,快速产生较多气泡,有白色沉淀生成,小组同学对此进行了系列探究活动。
探究Ⅰ:反应产生的气体是什么
【作出猜想】
(1)小组同学经查阅资料和讨论,根据化学变化过程中元素不变,且反应体系中含有　　　三种元素,作出如下猜想:
①氢气;②二氧化碳;③氢气和二氧化碳。
【实验1】取适量镁条、100 mL Na2CO3溶液于反应装置A中,按如图1所示方案进行实验,B中澄清石灰水不变浑浊;C处气体燃烧,烧杯内壁有水珠。说明猜想①正确。
图1
(2)反应装置A应选用图2中的　　　　(填字母)。
图2
(3)小组同学讨论认为,上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠,且仍能一次性地验证三个猜想,只需在图1所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
探究Ⅱ:快速产生气体的原因是什么
【查阅资料】镁与水缓慢反应生成氢气;Na2CO3溶液显碱性,其溶液中除Na+、C外,还有OH-。
【作出猜想】可能是Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。
【实验2】按图3所示方案进行实验。G、I中缓慢产生气泡,H中快速产生较多气泡,说明是C而不是Na+、OH-促进了镁与水的反应。
图3
(4)G中实验的作用是　　　　。
(5)试剂X是　　　　溶液。
探究Ⅲ:反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3
【实验3】取实验1反应生成的沉淀于试管中,加入试剂Y,根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3。
(6)试剂Y为　　　　,实验操作及现象为　　　　　　　　　　　,写出MgCO3与试剂Y反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
反思交流与结论:Mg与Na2CO3溶液反应产生氢气,白色沉淀中含有MgCO3,Na2CO3溶液中C促进了镁与水的反应。
答案与分层梯度式解析
1.答案　(1)2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O
(2)FeCl3溶液　SCN-被H2O2氧化　不褪色
(3)取少量褪色后的溶液于试管中,先加稀盐酸,再加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明褪色后的溶液中存在S
(4)2SCN-+11H2O2 2S+2CO2↑+N2↑+10H2O+2H+
(5)>
解析　(1)FeCl2溶液不与KSCN溶液发生显色反应,滴加H2O2溶液,H2O2氧化Fe2+:2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O,含Fe3+的溶液遇KSCN变红。
(2)甲同学认为是Fe3+被H2O2还原,溶液中无Fe3+,向褪色后的溶液中滴加FeCl3溶液,溶液不变红,证明甲同学观点不正确。取褪色后溶液,滴加KSCN溶液,出现红色,说明SCN-被氧化,SCN-可能是被O2氧化,也可能是被H2O2氧化。向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液,后通入O2,发现溶液不褪色,证明溶液褪色的原因是SCN-被H2O2氧化。
(4)实验中SCN-被氧化生成S+2CO2↑+N2↑+10H2O+2H+。
(5)氧化还原反应中还原性强的物质先与氧化剂反应,在FeCl2和KSCN混合液中滴加少量H2O2溶液,溶液先变红,说明H2O2先与Fe2+反应生成Fe3+,即Fe2+的还原性强于SCN-。
2.答案　(1)分液漏斗　隔绝空气,防止生成的草酸亚铁被空气中的氧气氧化
(2)组装好装置后,检查装置的气密性,添加试剂后,打开K1、K3,关闭K2,将一定量稀硫酸加入A中试管后再关闭K1,一段时间后,打开K2关闭K3,将装置A中的硫酸亚铁溶液压入装置B中
(3)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸无现象,再滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀产生,则证明草酸亚铁晶体已洗净
(4)A→D→B→E→C→B
(5)FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O
解析　(1)盛放稀硫酸的仪器为分液漏斗;植物油能隔绝空气,防止生成的草酸亚铁晶体被空气中的氧气氧化。(3)草酸亚铁晶体表面有附着的S等,检验草酸亚铁晶体是否已洗净的方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸无现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则证明草酸亚铁晶体已洗净。(4)草酸亚铁晶体在A中反应管中受热分解,生成的气体经装置D可检验水蒸气的存在,通过装置B可检验有CO2生成,装置E中碱石灰可吸收CO2,气体再通过装置C,CO与CuO反应生成CO2和Cu,再经装置B可检验C中生成的CO2。综上按照气流从左到右的方向,装置的连接顺序为A→D→B→E→C→B,最后连接尾气处理装置。(5)根据题中描述可判断草酸亚铁晶体受热分解生成CO、CO2、H2O、FeO,其化学方程式为FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O。
3.答案　(1)碳、氢、氧　(2)D　(3)在BC之间增加干燥装置　(4)做对比　(5)NaOH　(6)稀盐酸(答案合理即可)　有气泡生成,将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊　MgCO3+2HCl MgCl2+CO2↑+H2O(答案合理即可)
解析　(1)Na2CO3溶液中含有C、H、O三种非金属元素。(2)Mg与Na2CO3溶液的反应属于固液不加热反应,E是加热固体制气装置,F中导气管应刚刚露出橡皮塞,反应装置A应选用图2中的D装置。(3)B中水蒸气有可能进入C中产生水珠,故改进方案是在BC之间增加干燥装置。(5)探究Na+、C、OH-对反应的影响,G、I中缓慢产生气泡,H中快速产生较多气泡,说明是C而不是Na+、OH-促进了镁与水的反应,故应该证明Na+、OH-对反应无影响,则试剂X为NaOH溶液。(6)若试剂Y为稀盐酸,MgCO3能与HCl反应,其化学方程式为MgCO3+2HCl MgCl2+CO2↑+H2O;要证明白色沉淀中含有MgCO3,可取实验1反应生成的沉淀少许于试管中,加入稀盐酸有气泡生成,将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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