资源简介

(共136张PPT)
第64讲　以性质为主的探究类综合实验
第十二章 化学综合实验
1.能根据不同情景、不同类型实验特点评价或设计解决问题的简单方案。
2.建立解答探究类综合实验的思维模型。
3.能正确选用实验装置，掌握控制实验条件的方法。
4.能预测或描述实验现象、分析或处理实验数据、得出合理结论。
复习目标
类型一　物质性质的探究
类型二　反应产物、反应原理的探究
课时测评
内容索引
类型一
物质性质的探究
1.物质性质探究类实验的类型
(1)根据物质性质设计实验方案
(2)根据物质的结构(或官能团)设计实验方案
必备知识 整合
2.物质性质探究类实验的常见操作及原因
操作 目的或原因
沉淀水洗 除去××(可溶于水)杂质
沉淀用乙醇洗涤 a.减小固体的溶解度；
b.除去固体表面吸附的杂质；
c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥
冷凝回流 防止××蒸气逸出脱离反应体系；提高××物质的转化率
控制溶液pH 防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等
操作 目的或原因
“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶” 稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度
加过量A试剂 使B物质反应完全(或提高B物质的转化率等)
温度不高于××℃ 温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)
减压蒸馏(减压蒸发) 减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)
操作 目的或原因
蒸发、反应时的气体氛围 抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O制MgCl2时需在HCl气流中进行等)
配制某溶液前先煮沸水 除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化
反应容器中用玻璃管和大气相通 指示容器中压强大小；平衡气体压强避免反应容器中压强过大
1.某研究性学习小组通过下列实验验证AgI沉淀的生成会使I2的氧化能力增强，可将Fe2＋氧化。
关键能力 提升
回答下列问题：
(1)由AgNO3固体配制0.1 mol·L－1的AgNO3溶液50 mL，下列仪器中不需要使用的有　　　　　　 .(填名称)，配制好的溶液应转移到
　　　 (填试剂瓶的名称)中保存。
蒸馏烧瓶、分液漏斗
棕色细口瓶
(2)步骤1的实验现象是　　　　　　；
步骤2无明显现象；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，　 .　　　
　　　　　。由此可知，步骤3反应的离子方程式为　　　　　　　 .
　　　　　 。
溶液变蓝
溶液
蓝色褪去
I2＋2Fe2＋＋2Ag＋
2AgI↓＋2Fe3＋
(3)为了确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，学习小组在上述实验基础上进行补充实验：分别取少量的　　　　　　　　和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，向两支试管中加入适量的　　 .　
　 ，观察到的现象为　　　　 。
步骤2中的溶液
KSCN溶
液
试管a溶液不变红，试管b溶液变红
由于步骤2的溶液中有亚铁离子而没有铁离子，要确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，只要证明步骤3的溶液中存在氧化产物铁离子即可。
2.某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略)，以验证Fe3＋、Cl2、SO2氧化性的强弱。根据题目要求回答下列问题：
(1)检查装置气密性后，关闭K1、K3、K4，打开K2，旋开旋塞a，加热A，则B中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。
Cl2＋2Fe2＋2Fe3＋＋2Cl－
(2)B中溶液变黄时，停止加热A，关闭K2。打开旋塞b，使约2 mL的溶液流入试管D中，关闭旋塞b，检验B中生成离子的方法是　　　　　　 .　　
　　　　 。
向试管D中滴加KSCN溶液，观察试管D中溶液是否变红色
(3)若要继续证明Fe3＋和SO2氧化性的强弱，需要进行的操作是　 .　　　　　
　　　 .
.
。
关闭K1、K2、K4，打开K3，打开旋塞c，向C中加入70％硫酸，一段时间后关闭K3。更换试管D，打开旋塞b，使少量溶液流入D中，检验D溶液中的S和Fe2＋
(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如表所示，他们的检测结果一定能够证明氧化性强弱顺序为Cl2＞Fe3＋＞SO2的有　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)。
过程(2)B中溶液含有的离子 过程(3)B中溶液含有的离子
甲 既有Fe3＋又有Fe2＋
乙 有Fe3＋无Fe2＋
丙 有Fe3＋无Fe2＋ 有Fe2＋
甲、丙
(5)验证结束后，将D换成盛有NaOH溶液的烧杯，打开K1、K2、K3和K4，关闭旋塞a、c，打开旋塞b，从两端鼓入N2，这样做的目的是　　 .　　　　
　　　　　　 　。
除去A和C中分别产生的氯气和二氧化硫，防止污染大气
A中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，C中亚硫酸钠与
70％硫酸反应生成二氧化硫，通过控制止水夹可以实现实验探究：将氯气通入B中可以验证Fe3＋、Cl2的氧化性；将氯气通入C中可以验证Cl2、SO2的氧化性，将二氧化硫通入B中可以验证Fe3＋、SO2的氧
化性。
返回
类型二
反应产物、反应原理的探究
1.解答产物确定题的思路分析
由性质确定反应产物是解此类题目的根本思路，而题目中所涉及的物质，一般分为两类。
必备知识 整合
第一类 常见的熟悉物质 要注意物质的特殊性质，比如颜色、状态、气味、溶解性等物理性质，或能与哪些物质反应生成特殊的沉淀、气体等化学性质
第二类 能类比迁移的陌生物质 虽然平时接触不多，但其某种组成成分、结构成分(如离子、原子团、官能团等)必然学过，则可以考虑与其结构相似的物质的性质，进而推断其具体组成
2.寻求反应机理类探究性实验解题流程
3.文字表述题的各种答题规范
(1)检验沉淀洗涤是否完全的答题模板
取少许最后一次洗涤液，滴入少量……溶液(试剂)，若……(现象)，表示已经洗涤完全。
解答此类题目要注意四个得分点：取样＋试剂＋现象＋结论。
取样 要取“少许最后一次”洗涤液
试剂 选择合理的试剂
现象 需有明显的现象描述
结论 根据现象得出结论
(2)实验操作的原因、目的、作用的答题要点
答题要素 明确实验目的：做什么
明确操作目的：为什么这样做
明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么
得分点及关键词 操作：怎么“做”，为什么这样“做”
作用：需有明确的结论、判断、理由
(3)实验现象的准确、全面描述
答题要素 现象描述要全面：看到的、听到的、触摸到的、闻到的
现象描述要准确：如A试管中……B处有……
按“现象＋结论”格式描述，忌现象结论不分、由理论推现象、指出具体生成物的名称
得分点及 关键词 溶液中：颜色由……变成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液变浑浊，生成(产生)……沉淀，溶液发生倒吸，产生大量气泡(或有气体从溶液中逸出)，有液体溢出等
固体：表面产生大量气泡，逐渐溶解，体积逐渐变小，颜色由……变成……等
气体：生成……色(味)气体，气体由……色变成……色，先变……后……
(加深、变浅、褪色)等
(4)试剂的作用的答题模板
答题要素 试剂的作用是什么？要达到的目的是什么
得分点及 关键词 作用类：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要准确
作用－目的类：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要准确全面
1.(2024·首都师大附中检测)实验小组探究酸对Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡的影响。将0.005 mol/L FeCl3溶液(接近无色)和0.01 mol/L KSCN溶液等体积混合，得到红色溶液。取两等份红色溶液，进行如下操作并记录
现象。
(1)FeCl3水解显酸性的原因是　　　　　　　　　　　　 . (用方程式表示)。
关键能力 提升
Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋
FeCl3水解显酸性的原因是溶液中的铁离子水解，溶液显酸性，反应的离子方程式：Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋；
(2)甲同学认为加入酸后，会使Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3体系中　　　 .　浓度改变，导致该平衡正向移动，溶液颜色加深。
[设计并实施实验]
[查阅资料]
ⅰ.Fe3＋和Cl－、S均能发生络合反应：
Fe3＋＋4Cl－ [FeCl4]－(黄色)；
Fe3＋＋2S[Fe(SO4)2]－(无色)。
ⅱ.浓度为0.005 mol/L时，Fe3＋显无色。
Fe3＋
甲同学认为加入酸后，Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋平衡逆向移动，Fe3＋浓度增大，会使Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3平衡正向移动，溶液颜色加深；
实验Ⅰ.探究现象a中溶液颜色变化的原因
(3)实验①的目的是　　　　　　 　。
编号 操作 现象
① 向2 mL红色溶液中滴加5滴水 溶液颜色无明显变化
② 向2 mL红色溶液中滴加5滴3 mol/L KCl溶液 溶液颜色变浅，呈橙色
排除稀释使溶液颜色变化的干扰
滴入KCl溶液时，溶液被稀释，实验①滴入相同体积的水，可以排除稀释使溶液颜色变化的干扰；
(4)根据实验①和实验②的结果，从平衡移动角度解释现象a：　　　 　　. 　　　　　　
　　　　 　 .　　　　　　 　
　　　　 　 .
　 。
在Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3 平衡体系中加入盐酸，铁离子、氯离子发生络合反应，使得铁离子浓度减小，平衡逆向移动，Fe(SCN)3浓度减小，溶液颜色变浅，呈橙色
编号 操作 现象
① 向2 mL红色溶液中滴加5滴水 溶液颜色无明显变化
② 向2 mL红色溶液中滴加5滴3 mol/L KCl溶液 溶液颜色变浅，呈橙色
由实验①②的现象分析，Fe3＋和Cl－、S均能发生络合反应，在Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3平衡体系中加入盐酸，铁离子、氯离子发生络合反应，使得铁离子浓度减小，平衡逆向移动，Fe(SCN)3浓度减小，溶液颜色变浅，呈橙色；
实验Ⅱ.探究现象b中溶液呈浅黄色的原因
(5)结合实验③可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，分别是[FeCl4]－和　　　 　。
编号 操作 现象
③ 取1 mL 0.002 5 mol/L Fe2(SO4)3溶液(无色)，加入1 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液 溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色
④ 取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，　　　 . 　　　　　 .
Fe(SCN)3
硫酸铁溶液中加入KSCN溶液得到红色溶液，再加入稀硫酸，题干中得到[Fe(SO4)2]－为无色，溶液中的离子结合实验③可以推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，为[FeCl4]－或Fe(SCN)3；
(6)乙同学进一步补充了实验④，确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒不是[FeCl4]－，请将实验④的操作及现象补充完整：　　　　　 　 .
　　　　　 　　、　　　　　　　。
加入1 mL蒸馏水，再加
入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液
得到无色溶液
编号 操作 现象
③ 取1 mL 0.002 5 mol/L Fe2(SO4)3溶液(无色)，加入1 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液 溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色
④ 取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，　　　 . 　　　　　 .
若要确证现象b中使溶液呈浅黄色的微粒不是[FeCl4]－，应取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，加入1 mL蒸馏水，与实验③加入的1 mL KSCN溶液体积相同，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液，观察溶液是否变化，最后得到无色溶液，说明实验③中使溶液呈浅黄色的是Fe(SCN)3。
编号 操作 现象
③ 取1 mL 0.002 5 mol/L Fe2(SO4)3溶液(无色)，加入1 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液 溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色
④ 取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，___________　　　 __________
2.某小组为探究Mg与NH4Cl溶液的反应机理，常温下进行以下实验。实验中所取镁粉质量均为0.5 g，分别加入选取的实验试剂中，资料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－对该反应几乎无影响。
(1)经检验实验2中刺激性气味气体为NH3，检验方法是　　　　 　　 .
　 。再用排水法收集一小试管产生的气体，经检验小试管中气体为H2。
实验 实验试剂 实验现象
1 5 mL蒸馏水 反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2)
2 5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6) 剧烈反应，产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝
(2)已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－。为研究固体成分，进行实验：将生成的灰白色固体洗涤数次，至洗涤液中滴加AgNO3溶液后无明显浑浊。将洗涤后的固体溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀。推测沉淀中含有　　　　，灰白色固体可能是　　　　 　　(填化学式)。
Cl－
Mg(OH)Cl
实验 实验试剂 实验现象
1 5 mL蒸馏水 反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2)
2 5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6) 剧烈反应，产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体
将洗涤后的固体溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀，说明灰白色沉淀含有Cl－，结合已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－和化合物中各元素化合价代数和为0，可推测灰白色固体可能是Mg(OH)Cl。
实验 实验试剂 实验现象
1 5 mL蒸馏水 反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2)
2 5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6) 剧烈反应，产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体
(3)甲同学认为实验2比实验1反应剧烈的原因是NH4Cl溶液中c(H＋)大，与Mg反应快。用化学用语解释NH4Cl溶液显酸性的原因是　　　 .　　　
　　　　　 　。
N＋H2O
NH3·H2O＋H＋
实验 实验试剂 实验现象
1 5 mL蒸馏水 反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2)
2 5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6) 剧烈反应，产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体
(4)乙同学通过实验3证明甲同学的说法不合理。
①X是　　　　　　　　 。
实验 实验装置
3
5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液
由(3)分析可知，NH4Cl溶液因水解呈酸性，故为了进行对照实验，必须找到一种含有相同阳离子即N且溶液显中性的试剂，由题干信息可知，X是5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液。
②由实验3获取的证据为　　 　　　 。
实验 实验装置
3
两试管反应剧烈程度相当
乙同学通过实验3来证明甲同学的说法是不合理的，故由实验3获取的证据为两试管反应剧烈程度相当。
(5)为进一步探究实验2反应剧烈的原因，进行实验4。
依据上述实验，可以得出Mg能与N反应生成H2。乙同学认为该方案不严谨，需要补充的实验方案是　　　　　　　　　　　 　 .
　 。
实验 实验试剂 实验现象
4 5 mL NH4Cl乙醇溶液 有无色无味气体产生(经检验为H2)
取5 mL无水乙醇，加入0.5 g镁粉，无明显
变化
依据上述实验，可以得出Mg能与N反应生成H2，乙同学认为该方案不严谨，故需要补充对照实验，验证在无N的情况下乙醇是否也能与Mg反应放出H2，故实验方案为取5 mL无水乙醇，加入0.5 g 镁粉无明显变化。
(6)由以上实验可以得出的结论是　　　　　　　　 . 　　　　
　 。
N对反应影响大
NH4Cl水解产生的H＋对反应影响小，
实验 实验试剂 实验现象
4 5 mL NH4Cl乙醇溶液 有无色无味气体产生(经检验为H2)
1.(2024·湖北卷)学习小组为探究Co2＋、Co3＋能否催化H2O2的分解及相关性质，室温下进行了实验Ⅰ～Ⅳ。
已知：[Co(H2O)6]2＋为粉红色、[Co(H2O)6]3＋为蓝色、[Co(CO3)2]2－为红色、[Co(CO3)3]3－为墨绿色。回答下列问题：
高考真题 感悟
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体
(1)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2＋　　　(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HC大大过量的原因是　　　　　　　　　 　　　　 .
　 。
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体
不能
促进反应4HC＋Co2＋[Co(CO3)2]2－＋2CO2↑＋2H2O发生
实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3－能催化H2O2的分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式：　　　　　　 　、
　　　 　　　　。
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体
2Co2＋＋10HC＋H2O22[Co(CO3)3]3－＋6H2O＋4CO2↑
2H2O2 2H2O＋O2↑
CoSO4溶液中存在大量的[Co(H2O)6]2＋，向其中加入30％的H2O2后无明显变化，因此，实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2＋不能催化H2O2的分解。实验ⅡHC大大过量的原因是促进反应4HC＋Co2＋[Co(CO3)2]2－＋2CO2↑＋2H2O发生。实验Ⅲ的实验现象表明在H2O2的作用下Co2＋能与HC反应生成[Co(CO3)3]3－，然后[Co(CO3)3]3－能催化H2O2的分解，因此，H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为2Co2＋＋10HC＋H2O22[Co(CO3)3]3－＋6H2O＋4CO2↑、2H2O2 2H2O＋O2↑。
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体
(2)实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2＋＋H2O2＋2H＋2[Co(H2O)6]3＋＋2H2O难以正向进行，利用化学平衡移动原理，分析Co3＋、Co2＋分别与C配位后，正向反应能够进行的原因：　　　　　　　　　 .　　　
　　　　　　　 　　　 .　　
　 。
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体
ⅰ.Co2＋与Co3＋均与C配位，HCH＋＋C平衡正向移动，H＋浓度增大，题干中平衡正向移动　ⅱ.Co3＋与C配位能力强于Co2＋与C配位能力，故[Co(H2O)6]3＋浓度减少得比[Co(H2O)6]2＋更多，Q＜K，题干中平衡也可正向移动
实验Ⅳ：
实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2＋＋H2O2＋2H＋2[Co(H2O)6]3＋＋2H2O难以正向进行。第1个原因为Co2＋、Co3＋均与C配位，HCH＋＋C平衡正向移动，H＋浓度增大，题干中平衡正向移动，第2个原因为Co3＋与C配位能力强于Co2＋与C配位能力，[Co(H2O)6]3＋浓度降低得比[Co(H2O)6]2＋更多，Q＜K，题干中平衡正向移动，因此，上述反应能够正向进行。
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体
(3)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B到C溶液变为粉红色，并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为　　　、　　　　。
CO2
O2
实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体，说明发生了[Co(CO3)3]3－＋6H＋＋3H2O[Co(H2O)6]3＋＋3CO2↑；B到C溶液变为粉红色，并产生气体，说明发生了4[Co(H2O)6]3＋＋2H2O4[Co(H2O)6]2＋＋O2↑＋4H＋，唯一可升价的元素只有O，因此从A到C所产生的气体的分子式分别为CO2和O2。
2.(2024·北京卷)某小组同学向pH＝1的0.5 mol·L－1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。
(1)理论分析
依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3＋还原为Fe的金属是
　 　。
Mg、Zn
实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中
未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。在金属活动性顺序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3＋还原为Fe；
(2)实验验证
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，证明都有Fe2＋生成，依据的现象是　　　　　　　。
产生蓝色沉淀
实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有气泡
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。Fe2＋与K3[Fe(CN)6]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀；
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因：　 .　　　　　
　　　　　　 .
　。
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为红褐色Fe(OH)3沉淀
实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有气泡
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀；
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。
ⅰ.a.甲认为实验Ⅱ中，当Fe3＋、H＋浓度较大时，即使Zn与Fe2＋反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3＋、H＋消耗。写出Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式：　　　　　　 .
　　　　　 。
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
4Fe2＋＋H2↑(或2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2H＋＋FeFe2＋＋H2↑)
2Fe3＋＋2Fe＋2H＋
实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有气泡
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式为2Fe3＋＋2Fe＋2H＋4Fe2＋＋H2↑(或2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2H＋＋FeFe2＋＋H2↑)；
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
b.乙认为在pH为3～4的溶液中即便生成Fe也会被H＋消耗。设计实验：　　　 .　　　
　　　　　　 .
(填实验操作和现象)。
证实了此条件下可忽略H＋对Fe的消耗。
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀
实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有气泡
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。要证实在pH为3～4的溶液中可忽略H＋对Fe的消耗，可向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H＋反应生成Fe2＋；
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2＋的反应。实验证实了Zn粉被包裹。
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
ⅱ.查阅资料：0.5 mol·L－1 Fe3＋开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。
结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，　　　　　　　　　 　 .
(填实验操作和现象)，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸
实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有气泡
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。结合a、b和c
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe(OH)3沉淀时使Fe3＋被Zn还原，即可排除两个干扰因素，具体操作为重新做实验Ⅱ，
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质；
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因：　 .　　　　　
　　　　　　 。
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹
实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有气泡
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
返回
课 时 测 评
1.(12分)某小组为了探究硫酸的性质，设计如下实验：
序号 操作 现象
① 常温下，在铁片中加入过量的浓硫酸 没有明显现象
② 常温下，在铜片上加入过量的浓硫酸 没有明显现象
③ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入Na2SO4溶液 没有明显现象
④ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入稀硫酸 溶液变蓝色，并产生气泡
回答下列问题：
(1)实验①没有明显现象的原因是　　　　　　　　 ；改变一个条件，为使实验①中的反应持续发生，改变条件是　　　 . 。
序号 操作 现象
① 常温下，在铁片中加入过量的浓硫酸 没有明显现象
② 常温下，在铜片上加入过量的浓硫酸 没有明显现象
③ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入Na2SO4溶液 没有明显现象
④ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入稀硫酸 溶液变蓝色，并产生气泡
铁片表面生成一层致密保护膜
加热、将铁片粉碎
(2)为了引发实验②中的反应，宜采取的措施是　　　　；实验后，观察产物水溶液的颜色，其操作方法是　　　　　　　　　　　　　　。
序号 操作 现象
① 常温下，在铁片中加入过量的浓硫酸 没有明显现象
② 常温下，在铜片上加入过量的浓硫酸 没有明显现象
③ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入Na2SO4溶液 没有明显现象
④ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入稀硫酸 溶液变蓝色，并产生气泡
加热
将混合物倒入盛有水的烧杯中
(3)实验④产生的气体是　　(填化学式)，比较实验③和④可知，从氧化还原角度分析，H＋的作用是　　　　　　 　；写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　　　 　　　。
序号 操作 现象
① 常温下，在铁片中加入过量的浓硫酸 没有明显现象
② 常温下，在铜片上加入过量的浓硫酸 没有明显现象
③ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入Na2SO4溶液 没有明显现象
④ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入稀硫酸 溶液变蓝色，并产生气泡
O2
增强了H2O2的氧化性
Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O
(4)向实验④所得溶液中加入过量NaOH溶液得到沉淀M，用元素分析，M为铜的氧化物，提纯干燥后的M在惰性气体氛围下加热，12 g M完全分解为10 g CuO。M的化学式为　　　　；
序号 操作 现象
① 常温下，在铁片中加入过量的浓硫酸 没有明显现象
② 常温下，在铜片上加入过量的浓硫酸 没有明显现象
③ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入Na2SO4溶液 没有明显现象
④ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入稀硫酸 溶液变蓝色，并产生气泡
CuO2
M能与稀硫酸酸化的KI溶液反应生成白色沉淀CuI(碘化亚铜)，在滤液中加入淀粉溶液，溶液变蓝色。写出M和稀硫酸酸化的KI溶液反应的离子方程式：　　　　　　　　　 　　　　。
序号 操作 现象
① 常温下，在铁片中加入过量的浓硫酸 没有明显现象
② 常温下，在铜片上加入过量的浓硫酸 没有明显现象
③ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入Na2SO4溶液 没有明显现象
④ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入稀硫酸 溶液变蓝色，并产生气泡
2CuO2＋8I－＋8H＋2CuI＋3I2＋4H2O
2.(10分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。某学习小组用如图装置模拟古法制硫酸，同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。
已知：①绿矾化学式为FeSO4·7H2O，2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O；
②SO3的沸点为44.8 ℃；
③Na2S2O3中S元素的化合价分别为－2价和＋6价。
回答下列问题：
Ⅰ.硫代硫酸钠的制备
(1)检查装置气密性，加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，煮沸的目的是　　　　　　　　；B装置的作用是　　　　　 .
　　　　 。
除去溶解的氧气
冷凝收集SO3
并除去SO2中的SO3
(2)从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止，使用水浴加热的原因是　　　　　　　　　　 　。
Ⅱ.硫代硫酸钠性质的探究
①取Na2S2O3晶体，溶解，配成0.2 mol·L－1的溶液。
防止温度过高造成硫代硫酸钠分解
②取4 mL所配溶液，向其中加入1 mL饱和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出现浑浊，经检验浑浊物为S。
实验小组研究S产生的原因，提出了
以下假设：
假设1：Cl2等含氯的氧化性微粒氧
化了－2价硫元素。
假设2：酸性条件下，Na2S2O3分解产生S(不考虑空气中氧气氧化)。
依据假设设计实验方案：
所加试剂 现象
第①组 1 mL饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出现浑浊
第②组 1 mL某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液 一段时间后出现浑浊，且浑浊度比第①组小
(3)第②组实验中的某试剂是　　　　 　　　。
所加试剂 现象
第①组 1 mL饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出现浑浊
第②组 1 mL某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液 一段时间后出现浑浊，且浑浊度比第①组小
pH＝2.4的盐酸
根据控制变量法，与第①组相比，第②组只能缺少氧化性微粒，所以第②组实验中的某试剂是pH＝2.4的盐酸。
所加试剂 现象
第①组 1 mL饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出现浑浊
第②组 1 mL某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液 一段时间后出现浑浊，且浑浊度比第①组小
(4)依据现象，S产生的主要原因是　　　　　　　　　 .　　　 　
　　　　　 (用离子方程式表示)。
所加试剂 现象
第①组 1 mL饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出现浑浊
第②组 1 mL某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液 一段时间后出现浑浊，且浑浊度比第①组小
S2＋Cl2＋H2OS↓＋S＋
2H＋＋2Cl－
第①组反应快且生成沉淀多，说明S产生的主要原因是Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2价硫元素。
所加试剂 现象
第①组 1 mL饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出现浑浊
第②组 1 mL某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液 一段时间后出现浑浊，且浑浊度比第①组小
3.(14分)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料：ⅰ.Mn2＋在一定条件下被Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、Mn(绿色)、Mn(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下，Mn可被OH－还原为Mn。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)：
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
(1)B中试剂是　　　　 　。
饱和NaCl溶液
(2)通入Cl2前，实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为　　　　　　
　　　　　　 。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
2Mn(OH)2＋O22MnO2＋2H2O
在装置A中盐酸与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置。通入Cl2前，实验Ⅱ、Ⅲ中
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Mn2＋与溶液中NaOH电离产生的OH－反应产生Mn(OH)2白色沉淀，该沉淀不稳定，会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色的MnO2，则沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为2Mn(OH)2＋O22MnO2＋2H2O。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是　　　　　 　　。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)根据资料ⅱ，实验Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将Mn氧化为Mn。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
①用离子方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因：　　　　　 .　
　 ，但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Cl2＋2OH－Cl－
＋ClO－＋H2O
在装置A中盐酸与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证
不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置。
Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减
弱，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
②取实验Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL 40％ NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为　　　　　　　　 .　
　　　 ，溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被　　 . (填化学式)氧化，可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
4Mn＋O2↑＋2H2O
4Mn＋4OH－
ClO－
在装置A中盐酸与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置。溶液紫色变为绿色就是由
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
于在浓碱条件下，Mn可被OH－还原为Mn；溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被ClO－氧化，可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂
过量。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
③取实验Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL水，溶液紫色缓慢加深，发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　 　　　　。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
3ClO－＋2MnO2＋2OH－2Mn＋3Cl－＋H2O
在装置A中盐酸与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置。溶液紫色缓慢加深，说明ClO－将MnO2氧化为Mn。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因：　　　 .　　　
　　　　　　　 。
实验 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
在浓碱条件下，Mn被ClO－氧化速率大于Mn被OH－还原速率
4.(12分)某小组探究Cu和H2O2的反应为氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
[实验探究]
实验ⅰ：向装有0.5 g Cu的烧杯中加入20 mL 30％H2O2溶液，一段时间内无明显现象，10小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，Cu片表面附着少量蓝色固体。
装置 实验 试剂a 现象
ⅱ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
ⅲ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物
(1)写出该反应的化学方程式：　　　　　 　　。
[继续探究]
针对该反应速率较慢，该小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
装置 实验 试剂a 现象
ⅱ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
ⅲ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物
Cu＋H2O2Cu(OH)2
由实验ⅰ的现象说明有氢氧化铜生成，故可推测Cu和H2O2反应生成氢氧化铜，反应的化学方程式为Cu＋H2O2Cu(OH)2。
装置 实验 试剂a 现象
ⅱ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
ⅲ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物
(2)实验ⅱ中溶液变蓝的原因是　　　　　　　　　 　　　　(用离子方程式表示)；经检验产生的气体为氧气，产生氧气的原因是　　　 .
　。
Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O
产生的铜
离子催化了过氧化氢分解
装置 实验 试剂a 现象
ⅱ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
ⅲ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物
实验ⅱ中溶液变蓝，说明Cu与H2O2在酸性条件下可以发生反应生成Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O；经检验，产生的气体为氧气，说明溶液反应生成的Cu2＋有催化作用，可以催化过氧化氢分解，产生大量气泡。
装置 实验 试剂a 现象
ⅱ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
ⅲ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物
(3)对比实验ⅰ和ⅲ，为探究氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响，该同学利用如图装置继续实验。
装置 实验 试剂a 现象
ⅱ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
ⅲ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物
已知：电压大小反映了物质氧化性与还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。
a.K闭合时，电压为x。
b.向U形管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变。
c.继续向U形管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。
①利用电极反应解释该实验的结论：　　　　　　　 .　
　　　　　　 .
　 。
②利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2的氧化性，与上述实验操作不同的是　　　 　　　　。
闭合K时，Cu极发生反应：Cu－2e－Cu2＋，向U形管左侧加入氨水，
氨水与Cu2＋形成[Cu(NH3)4]2＋，使c(Cu2＋)减小，提高了Cu的还原性
先后向U形管左右两侧溶液中滴加硫酸
(4)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是　　　　　　　 　　　.　
　　　　　　　 .
. 。
在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强
(5)应用：Ag分别与1 mol·L－1的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应产生H2，试解释原因：　　　　　　　　　　　　 .
　 .
.
。
Br－、Cl－均可使氧化反应Ag－e－Ag＋中的c(Ag＋)降低，提高Ag的还原性，其中Ksp(AgI)最小，可使c(Ag＋)降低最多，故只有I－能使Ag的还原性提高到能将H＋还原
溶解度：AgI＜AgBr＜AgCl，I－、
5.(12分)某化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
实验一：用如图装置制备SO2，并将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B(省略夹持、加热仪器)。
(1)制备的SO2中会混有少量的SO3，原因可能为　　　　　　　　 .
　。为了排除SO3的干扰，试剂a可以为　　　　(填字母)。
a.浓硫酸
b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHS溶液
d.饱和NaHSO3溶液
浓硫酸或硫酸铜受热分
解产生SO3
ad
制备的SO2中会混有少量的SO3，烧瓶内没有SO2催化氧化的催化剂，则不是SO2氧化生成，可能是浓硫酸或硫酸铜受热分解产生SO3。为了排除SO3的干扰，试剂a可以为浓硫酸或饱和NaHSO3溶液，故选ad。
实验二：验证白色沉淀B的成分。
分析：沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或两者混合物。滴加氨水可释放出其阴离子，便于后续检验。
相关反应为①Ag2SO3＋4NH3·H2O2[Ag(NH3)2]＋＋S＋4H2O；
②Ag2SO4＋4NH3·H2O2[Ag(NH3)2]＋＋S＋4H2O。
流程如下：
(2)欲检验溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已经过量，请简述实验方法：　　.　 　　　　　　
　　　　　　 .
　 。
往上层清液中继续滴加Ba(NO3)2溶液，若无沉淀产生，表明Ba(NO3)2已过量，否则未过量
欲检验溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已经过量，可检验溶液中是否含有S。
(3)沉淀D中主要含BaSO3，理由是　　　　　 　　　 .　　　　
　 。
向滤液E中加入H2O2溶液，产生的现象是　　　　　 　　，可进一步证实B中含Ag2SO3。
实验三：探究S的产生途径。
猜想1：实验一中，
SO2在AgNO3溶液
中被氧化生成Ag2SO4，
随沉淀B进入D。
猜想2：实验二中，S被氧化为S进入D。
BaSO3易溶于盐酸，而BaSO4不溶于盐酸，加入过量稀盐酸后，只有少量沉淀剩余，则表明大部分沉淀为BaSO3
有白色沉淀生成
滤液E中含有亚硫酸，加入H2O2溶液后，被氧化为硫酸，与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀。
(4)取少量溶液A，滴加过量盐酸，产生白色沉淀。静置后，取上层清液再滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断猜想1不合理。理由是　 .　　　　　
　　　　　　 。
Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4时，必定没有Ag2SO4
取少量溶液A，滴加过量盐酸，产生AgCl白色沉淀。静置后，取上层清液再滴加BaCl2溶液，未出现BaSO4白色沉淀，则表明溶液中不含有S，可判断猜想1不合理。
(5)不同反应的速率也有所不同。将实验一所得混合物放置一段时间，也会有S生成，同时生成单质Ag。请从化学反应速率的角度分析原因：　 .　　　　　
　　　　　　 .
　 。
SO2与AgNO3溶液既能生成沉淀，又能发生氧化还原反应，但生成沉淀反应的速率比氧化还原反应快
将实验一所得混合物放置一段时间，也会有S生成，同时生成单质Ag，而起初生成Ag2SO3，从而表明生成Ag2SO3的反应速率快。
(6)实验探究可知，S在　　(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液中更易被氧化为S。
碱性
实验探究可知，酸性溶液中一段时间后才生成S，而碱性溶液中，S中混有S，从而表明S在碱性溶液中更易被氧化为S。
返回第64讲　以性质为主的探究类综合实验
【复习目标】　1.能根据不同情景、不同类型实验特点评价或设计解决问题的简单方案。2.建立解答探究类综合实验的思维模型。3.能正确选用实验装置，掌握控制实验条件的方法。4.能预测或描述实验现象、分析或处理实验数据、得出合理结论。
类型一　物质性质的探究
1.物质性质探究类实验的类型
(1)根据物质性质设计实验方案
(2)根据物质的结构(或官能团)设计实验方案
2.物质性质探究类实验的常见操作及原因
操作 目的或原因
沉淀水洗 除去××(可溶于水)杂质
沉淀用乙醇洗涤 a.减小固体的溶解度； b.除去固体表面吸附的杂质； c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥
冷凝回流 防止××蒸气逸出脱离反应体系；提高××物质的转化率
控制溶液pH 防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等
“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶” 稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度
加过量A试剂 使B物质反应完全(或提高B物质的转化率等)
操作 目的或原因
温度不高于××℃ 温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)
减压蒸馏(减压蒸发) 减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)
蒸发、反应时的气体氛围 抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O制MgCl2时需在HCl气流中进行等)
配制某溶液前先煮沸水 除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化
反应容器中用玻璃管和大气相通 指示容器中压强大小；平衡气体压强避免反应容器中压强过大
1.某研究性学习小组通过下列实验验证AgI沉淀的生成会使I2的氧化能力增强，可将Fe2＋氧化。
回答下列问题：
(1)由AgNO3固体配制0.1 mol·L－1的AgNO3溶液50 mL，下列仪器中不需要使用的有　　　　　　
(填名称)，配制好的溶液应转移到　　　　(填试剂瓶的名称)中保存。
学生用书 第347页
(2)步骤1的实验现象是　　　　　　　；
步骤2无明显现象；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，　　　　　　　　　。由此可知，步骤3反应的离子方程式为　　　　　　　
　　　　　　　。
(3)为了确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，学习小组在上述实验基础上进行补充实验：分别取少量的　　　　　　　　和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，向两支试管中加入适量的　　　　　　，观察到的现象为　　　　　　　
　　　　　　　。
答案：(1)蒸馏烧瓶、分液漏斗　棕色细口瓶
(2)溶液变蓝　溶液蓝色褪去　I2＋2Fe2＋＋2Ag＋2AgI↓＋2Fe3＋　(3)步骤2中的溶液　KSCN溶液　试管a溶液不变红，试管b溶液变红
解析：(3)由于步骤2的溶液中有亚铁离子而没有铁离子，要确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，只要证明步骤3的溶液中存在氧化产物铁离子即可。
2.某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略)，以验证Fe3＋、Cl2、SO2氧化性的强弱。根据题目要求回答下列问题：
(1)检查装置气密性后，关闭K1、K3、K4，打开K2，旋开旋塞a，加热A，则B中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(2)B中溶液变黄时，停止加热A，关闭K2。打开旋塞b，使约2 mL的溶液流入试管D中，关闭旋塞b，检验B中生成离子的方法是　　　　　　　　　　　　　。
(3)若要继续证明Fe3＋和SO2氧化性的强弱，需要进行的操作是　　　　　　
　　　　　　　。
(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如表所示，他们的检测结果一定能够证明氧化性强弱顺序为Cl2＞Fe3＋＞SO2的有　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)。
过程(2)B中溶液含有的离子 过程(3)B中溶液 含有的离子
甲 既有Fe3＋又有Fe2＋ 有S
乙 有Fe3＋无Fe2＋ 有S
丙 有Fe3＋无Fe2＋ 有Fe2＋
(5)验证结束后，将D换成盛有NaOH溶液的烧杯，打开K1、K2、K3和K4，关闭旋塞a、c，打开旋塞b，从两端鼓入N2，这样做的目的是　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)Cl2＋2Fe2＋2Fe3＋＋2Cl－　(2)向试管D中滴加KSCN溶液，观察试管D中溶液是否变红色　(3)关闭K1、K2、K4，打开K3，打开旋塞c，向C中加入70％硫酸，一段时间后关闭K3。更换试管D，打开旋塞b，使少量溶液流入D中，检验D溶液中的S和Fe2＋　(4)甲、丙　(5)除去A和C中分别产生的氯气和二氧化硫，防止污染大气
解析：A中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，C中亚硫酸钠与70％硫酸反应生成二氧化硫，通过控制止水夹可以实现实验探究：将氯气通入B中可以验证Fe3＋、Cl2的氧化性；将氯气通入C中可以验证Cl2、SO2的氧化性，将二氧化硫通入B中可以验证Fe3＋、SO2的氧化性。
类型二　反应产物、反应原理的探究
1.解答产物确定题的思路分析
由性质确定反应产物是解此类题目的根本思路，而题目中所涉及的物质，一般分为两类。
第一类 常见的熟悉物质 要注意物质的特殊性质，比如颜色、状态、气味、溶解性等物理性质，或能与哪些物质反应生成特殊的沉淀、气体等化学性质
第二类 能类比迁移的陌生物质 虽然平时接触不多，但其某种组成成分、结构成分(如离子、原子团、官能团等)必然学过，则可以考虑与其结构相似的物质的性质，进而推断其具体组成
2.寻求反应机理类探究性实验解题流程
3.文字表述题的各种答题规范
(1)检验沉淀洗涤是否完全的答题模板
取少许最后一次洗涤液，滴入少量……溶液(试剂)，若……(现象)，表示已经洗涤完全。
学生用书 第348页
解答此类题目要注意四个得分点：取样＋试剂＋现象＋结论。
取样 要取“少许最后一次”洗涤液
试剂 选择合理的试剂
现象 需有明显的现象描述
结论 根据现象得出结论
(2)实验操作的原因、目的、作用的答题要点
答题要素 明确实验目的：做什么
明确操作目的：为什么这样做
明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么
得分点及关键词 操作：怎么“做”，为什么这样“做”
作用：需有明确的结论、判断、理由
(3)实验现象的准确、全面描述
答题要素 现象描述要全面：看到的、听到的、触摸到的、闻到的
现象描述要准确：如A试管中……B处有……
按“现象＋结论”格式描述，忌现象结论不分、由理论推现象、指出具体生成物的名称
得分点及 关键词 溶液中：颜色由……变成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液变浑浊，生成(产生)……沉淀，溶液发生倒吸，产生大量气泡(或有气体从溶液中逸出)，有液体溢出等
固体：表面产生大量气泡，逐渐溶解，体积逐渐变小，颜色由……变成……等
气体：生成……色(味)气体，气体由……色变成……色，先变……后……(加深、变浅、褪色)等
(4)试剂的作用的答题模板
答题要素 试剂的作用是什么？要达到的目的是什么
得分点及 关键词 作用类：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要准确
作用－目的类：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要准确全面
1.(2024·首都师大附中检测)实验小组探究酸对Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡的影响。将0.005 mol/L FeCl3溶液(接近无色)和0.01 mol/L KSCN溶液等体积混合，得到红色溶液。取两等份红色溶液，进行如下操作并记录现象。
(1)FeCl3水解显酸性的原因是　　　　　　　　　　　　(用方程式表示)。
(2)甲同学认为加入酸后，会使Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3体系中　　　　浓度改变，导致该平衡正向移动，溶液颜色加深。
[设计并实施实验]
[查阅资料]
ⅰ.Fe3＋和Cl－、S均能发生络合反应：
Fe3＋＋4Cl－ [FeCl4]－(黄色)；
Fe3＋＋2S[Fe(SO4)2]－(无色)。
ⅱ.浓度为0.005 mol/L时，Fe3＋显无色。
实验Ⅰ.探究现象a中溶液颜色变化的原因
编号 操作 现象
① 向2 mL红色溶液中滴加5滴水 溶液颜色无明显变化
② 向2 mL红色溶液中滴加5滴3 mol/L KCl溶液 溶液颜色变浅，呈橙色
(3)实验①的目的是　　　　　　　。
(4)根据实验①和实验②的结果，从平衡移动角度解释现象a：　　　　　　
　　　　　　　。
学生用书 第349页
实验Ⅱ.探究现象b中溶液呈浅黄色的原因
编号 操作 现象
③ 取1 mL 0.002 5 mol/L Fe2(SO4)3溶液(无色)，加入1 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液 溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色
④ 取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，　　　 　　　
(5)结合实验③可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，分别是[FeCl4]－和　　　　。
(6)乙同学进一步补充了实验④，确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒不是[FeCl4]－，请将实验④的操作及现象补充完整：　　　　　　　　　　　、　　　　　　　。
答案：(1)Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋
(2)Fe3＋　(3)排除稀释使溶液颜色变化的干扰
(4)在Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3 平衡体系中加入盐酸，铁离子、氯离子发生络合反应，使得铁离子浓度减小，平衡逆向移动，Fe(SCN)3浓度减小，溶液颜色变浅，呈橙色　(5)Fe(SCN)3　(6)加入1 mL蒸馏水，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液　得到无色溶液
解析：(1)FeCl3水解显酸性的原因是溶液中的铁离子水解，溶液显酸性，反应的离子方程式：Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋；(2)甲同学认为加入酸后，Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋平衡逆向移动，Fe3＋浓度增大，会使Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3平衡正向移动，溶液颜色加深；(3)滴入KCl溶液时，溶液被稀释，实验①滴入相同体积的水，可以排除稀释使溶液颜色变化的干扰；(4)由实验①②的现象分析，Fe3＋和Cl－、S均能发生络合反应，在Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3平衡体系中加入盐酸，铁离子、氯离子发生络合反应，使得铁离子浓度减小，平衡逆向移动，Fe(SCN)3浓度减小，溶液颜色变浅，呈橙色；(5)硫酸铁溶液中加入KSCN溶液得到红色溶液，再加入稀硫酸，题干中得到[Fe(SO4)2]－为无色，溶液中的离子结合实验③可以推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，为[FeCl4]－或Fe(SCN)3；(6)若要确证现象b中使溶液呈浅黄色的微粒不是[FeCl4]－，应取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，加入1 mL蒸馏水，与实验③加入的1 mL KSCN溶液体积相同，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液，观察溶液是否变化，最后得到无色溶液，说明实验③中使溶液呈浅黄色的是Fe(SCN)3。
2.某小组为探究Mg与NH4Cl溶液的反应机理，常温下进行以下实验。实验中所取镁粉质量均为0.5 g，分别加入选取的实验试剂中，资料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－对该反应几乎无影响。
实验 实验试剂 实验现象
1 5 mL蒸馏水 反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2)
2 5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液(pH＝4.6) 剧烈反应，产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体
(1)经检验实验2中刺激性气味气体为NH3，检验方法是　　　　　　　。
再用排水法收集一小试管产生的气体，经检验小试管中气体为H2。
(2)已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－。为研究固体成分，进行实验：将生成的灰白色固体洗涤数次，至洗涤液中滴加AgNO3溶液后无明显浑浊。将洗涤后的固体溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀。推测沉淀中含有　　　　，灰白色固体可能是　　　　　　(填化学式)。
(3)甲同学认为实验2比实验1反应剧烈的原因是NH4Cl溶液中c(H＋)大，与Mg反应快。用化学用语解释NH4Cl溶液显酸性的原因是　　　　　　
　　　　　　　。
(4)乙同学通过实验3证明甲同学的说法不合理。
实验 实验装置
3
①X是　　　　　　　　　。
②由实验3获取的证据为　　　　　　　。
(5)为进一步探究实验2反应剧烈的原因，进行实验4。
实验 实验试剂 实验现象
4 5 mL NH4Cl乙醇溶液 有无色无味气体产生(经检验为H2)
依据上述实验，可以得出Mg能与N反应生成H2。乙同学认为该方案不严谨，需要补充的实验方案是　　　　　　　　　　　　　。
(6)由以上实验可以得出的结论是　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝　(2)Cl－　Mg(OH)Cl　(3)N＋H2O NH3·H2O＋H＋　(4)①5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液　②两试管反应剧烈程度相当
(5)取5 mL无水乙醇，加入0.5 g镁粉，无明显变化
(6)NH4Cl水解产生的H＋对反应影响小，N对反应影响大
解析：(2)将洗涤后的固体溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀，说明灰白色沉淀含有Cl－，结合已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－和化合物中各元素化合价代数和为0，可推测灰白色固体可能是Mg(OH)Cl。(4)①由(3)分析可知，NH4Cl溶液因水解呈酸性，故为了进行对照实验，必须找到一种含有相同阳离子即N且溶液显中性的试剂，由题干信息可知，X是5 mL 1.0 mol·L－1 CH3COONH4溶液。②乙同学通过实验3来证明甲同学的说法是不合理的，故由实验3获取的证据为两试管反应剧烈程度相当。 (5)依据上述实验，可以得出Mg能与N反应生成H2，乙同学认为该方案不严谨，故需要补充对照实验，验证在无N的情况下乙醇是否也能与Mg反应放出H2，故实验方案为取5 mL无水乙醇，加入0.5 g 镁粉无明显变化。
1.(2024·湖北卷)学习小组为探究Co2＋、Co3＋能否催化H2O2的分解及相关性质，室温下进行了实验Ⅰ～Ⅳ。
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体
已知：[Co(H2O)6]2＋为粉红色、[Co(H2O)6]3＋为蓝色、[Co(CO3)2]2－为红色、[Co(CO3)3]3－为墨绿色。回答下列问题：
学生用书 第350页
(1)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2＋　　　　(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HC大大过量的原因是　　　　　　　　　　　　　　。
实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3－能催化H2O2的分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式：　　　　　　　、　　　　　　　。
(2)实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2＋＋H2O2＋2H＋2[Co(H2O)6]3＋＋2H2O难以正向进行，利用化学平衡移动原理，分析Co3＋、Co2＋分别与C配位后，正向反应能够进行的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
实验Ⅳ：
(3)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B到C溶液变为粉红色，并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为　　　　、　　　　。
答案：(1)不能　促进反应4HC＋Co2＋[Co(CO3)2]2－＋2CO2↑＋2H2O发生　2Co2＋＋10HC＋H2O22[Co(CO3)3]3－＋6H2O＋4CO2↑　2H2O22H2O＋O2↑
(2)ⅰ.Co2＋与Co3＋均与C配位，HCH＋＋C平衡正向移动，H＋浓度增大，题干中平衡正向移动　ⅱ.Co3＋与C配位能力强于Co2＋与C配位能力，故[Co(H2O)6]3＋浓度减少得比[Co(H2O)6]2＋更多，Q＜K，题干中平衡也可正向移动　(3)CO2　O2
解析：(1)CoSO4溶液中存在大量的[Co(H2O)6]2＋，向其中加入30％的H2O2后无明显变化，因此，实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2＋不能催化H2O2的分解。实验ⅡHC大大过量的原因是促进反应4HC＋Co2＋[Co(CO3)2]2－＋2CO2↑＋2H2O发生。实验Ⅲ的实验现象表明在H2O2的作用下Co2＋能与HC反应生成[Co(CO3)3]3－，然后[Co(CO3)3]3－能催化H2O2的分解，因此，H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为2Co2＋＋10HC＋H2O22[Co(CO3)3]3－＋6H2O＋4CO2↑、2H2O22H2O＋O2↑。(2)实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2＋＋H2O2＋2H＋2[Co(H2O)6]3＋＋2H2O难以正向进行。第1个原因为Co2＋、Co3＋均与C配位，HCH＋＋C平衡正向移动，H＋浓度增大，题干中平衡正向移动，第2个原因为Co3＋与C配位能力强于Co2＋与C配位能力，[Co(H2O)6]3＋浓度降低得比[Co(H2O)6]2＋更多，Q＜K，题干中平衡正向移动，因此，上述反应能够正向进行。(3)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体，说明发生了[Co(CO3)3]3－＋6H＋＋3H2O[Co(H2O)6]3＋＋3CO2↑；B到C溶液变为粉红色，并产生气体，说明发生了4[Co(H2O)6]3＋＋2H2O4[Co(H2O)6]2＋＋O2↑＋4H＋，唯一可升价的元素只有O，因此从A到C所产生的气体的分子式分别为CO2和O2。
2.(2024·北京卷)某小组同学向pH＝1的0.5 mol·L－1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。
(1)理论分析
依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3＋还原为Fe的金属是　　　　。
(2)实验验证
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，证明都有Fe2＋生成，依据的现象是　　　　　　　　　　　　　。
②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因：　　　　　　
　　　　　　　。
③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。
ⅰ.a.甲认为实验Ⅱ中，当Fe3＋、H＋浓度较大时，即使Zn与Fe2＋反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3＋、H＋消耗。写出Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式：　　　　　　
　　　　　　　。
b.乙认为在pH为3～4的溶液中即便生成Fe也会被H＋消耗。设计实验：　　　　　　
　　　　　　　(填实验操作和现象)。
证实了此条件下可忽略H＋对Fe的消耗。
c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2＋的反应。实验证实了Zn粉被包裹。
ⅱ.查阅资料：0.5 mol·L－1 Fe3＋开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。
结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，　　　　　　　　　　(填实验操作和现象)，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。
(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因：　　　　　　
　　　　　　　。
答案：(1)Mg、Zn　(2)①产生蓝色沉淀　②Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为红褐色Fe(OH)3沉淀
③ⅰ.a.2Fe3＋＋2Fe＋2H＋4Fe2＋＋H2↑(或2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2H＋＋FeFe2＋＋H2↑)　b.向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀　ⅱ.加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸　(3)加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹
解析：实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。(1)在金属活动性顺序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3＋还原为Fe；(2)①Fe2＋与K3[Fe(CN)6]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀；②Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀；③ⅰ.a.Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式为2Fe3＋＋2Fe＋2H＋4Fe2＋＋H2↑(或2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2H＋＋FeFe2＋＋H2↑)；b.要证实在pH为3～4的溶液中可忽略H＋对Fe的消耗，可向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H＋反应生成Fe2＋；ⅱ.结合a、b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe(OH)3沉淀时使Fe3＋被Zn还原，即可排除两个干扰因素，具体操作为重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质；(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。
课时测评64　以性质为主的探究类综合实验
(时间：45分钟　满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1.(12分)某小组为了探究硫酸的性质，设计如下实验：
序号 操作 现象
① 常温下，在铁片中加入过量的浓硫酸 没有明显现象
② 常温下，在铜片上加入过量的浓硫酸 没有明显现象
③ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入Na2SO4溶液 没有明显现象
④ 在铜和过量30％ H2O2的混合溶液中加入稀硫酸 溶液变蓝色，并产生气泡
回答下列问题：
(1)实验①没有明显现象的原因是　　　　　　　　　　　　　；
改变一个条件，为使实验①中的反应持续发生，改变条件是　　　　　　　。
(2)为了引发实验②中的反应，宜采取的措施是　　　　；实验后，观察产物水溶液的颜色，其操作方法是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验④产生的气体是　　　　(填化学式)，比较实验③和④可知，从氧化还原角度分析，H＋的作用是　　　　　　　；
写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。
(4)向实验④所得溶液中加入过量NaOH溶液得到沉淀M，用元素分析，M为铜的氧化物，提纯干燥后的M在惰性气体氛围下加热，12 g M完全分解为10 g CuO。M的化学式为　　　　　　　；
M能与稀硫酸酸化的KI溶液反应生成白色沉淀CuI(碘化亚铜)，在滤液中加入淀粉溶液，溶液变蓝色。写出M和稀硫酸酸化的KI溶液反应的离子方程式：　　　　　　
　　　　　　　。
答案：(1)铁片表面生成一层致密保护膜　加热、将铁片粉碎　(2)加热　将混合物倒入盛有水的烧杯中　(3)O2　增强了H2O2的氧化性　Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O　(4)CuO2　2CuO2＋8I－＋8H＋2CuI＋3I2＋4H2O
2.(10分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。某学习小组用如图装置模拟古法制硫酸，同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。
已知：①绿矾化学式为FeSO4·7H2O，2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O；
②SO3的沸点为44.8 ℃；
③Na2S2O3中S元素的化合价分别为－2价和＋6价。
回答下列问题：
Ⅰ.硫代硫酸钠的制备
(1)检查装置气密性，加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，煮沸的目的是　　　　　　　　　　　　　；
B装置的作用是　　　　　　　。
(2)从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止，使用水浴加热的原因是　　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.硫代硫酸钠性质的探究
①取Na2S2O3晶体，溶解，配成0.2 mol·L－1的溶液。
②取4 mL所配溶液，向其中加入1 mL饱和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出现浑浊，经检验浑浊物为S。
实验小组研究S产生的原因，提出了以下假设：
假设1：Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2价硫元素。
假设2：酸性条件下，Na2S2O3分解产生S(不考虑空气中氧气氧化)。
依据假设设计实验方案：
所加试剂 现象
第①组 1 mL饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液 立即出现浑浊
第②组 1 mL某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液 一段时间后出现浑浊，且浑浊度比第①组小
(3)第②组实验中的某试剂是　　　　　　　。
(4)依据现象，S产生的主要原因是　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。
答案：(1)除去溶解的氧气　冷凝收集SO3并除去SO2中的SO3
(2)防止温度过高造成硫代硫酸钠分解
(3)pH＝2.4的盐酸
(4)S2＋Cl2＋H2OS↓＋S＋2H＋＋2Cl－
解析：(3)根据控制变量法，与第①组相比，第②组只能缺少氧化性微粒，所以第②组实验中的某试剂是pH＝2.4的盐酸。(4)第①组反应快且生成沉淀多，说明S产生的主要原因是Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2价硫元素。
3.(14分)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料：ⅰ.Mn2＋在一定条件下被Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、Mn(绿色)、Mn(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下，Mn可被OH－还原为Mn。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)：
实验 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5％ NaOH 溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40％ NaOH 溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
(1)B中试剂是　　　　　。
(2)通入Cl2前，实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为　　　　　　
　　　　　　　。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是　　　　　　　。
(4)根据资料ⅱ，实验Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将Mn氧化为Mn。
①用离子方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因：　　　　　　　，
但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取实验Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL 40％ NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为　　　　　　
　　　　　　　，
溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被　　　　(填化学式)氧化，可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取实验Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL水，溶液紫色缓慢加深，发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　。
④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因：　　　　　　
　　　　　　　。
答案：(1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2＋O22MnO2＋2H2O
(3)Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)①Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O
②4Mn＋4OH－4Mn＋O2↑＋2H2O　ClO－　③3ClO－＋2MnO2＋2OH－2Mn＋3Cl－＋H2O　④在浓碱条件下，Mn被ClO－氧化速率大于Mn被OH－还原速率
解析：在装置A中盐酸与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置。(2)通入Cl2前，实验Ⅱ、Ⅲ中Mn2＋与溶液中NaOH电离产生的OH－反应产生Mn(OH)2白色沉淀，该沉淀不稳定，会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色的MnO2，则沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为2Mn(OH)2＋O22MnO2＋2H2O。(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。②溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下，Mn可被OH－还原为Mn；溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被ClO－氧化，可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。③溶液紫色缓慢加深，说明ClO－将MnO2氧化为Mn。
4.(12分)某小组探究Cu和H2O2的反应为氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
[实验探究]
实验ⅰ：向装有0.5 g Cu的烧杯中加入20 mL 30％H2O2溶液，一段时间内无明显现象，10小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，Cu片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式：　　　　　　　。
[继续探究]
针对该反应速率较慢，该小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
装置 实验 试剂a 现象
ⅱ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1 H2SO4混合液 Cu表面很快产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
ⅲ 20 mL 30％H2O2与4 mL 5 mol·L－1氨水混合液 溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物
(2)实验ⅱ中溶液变蓝的原因是　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)；
经检验产生的气体为氧气，产生氧气的原因是　　　　　　　　　　　　　。
(3)对比实验ⅰ和ⅲ，为探究氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响，该同学利用如图装置继续实验。
已知：电压大小反映了物质氧化性与还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。
a.K闭合时，电压为x。
b.向U形管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变。
c.继续向U形管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。
①利用电极反应解释该实验的结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2的氧化性，与上述实验操作不同的是　　　　　　　。
(4)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　。
(5)应用：Ag分别与1 mol·L－1的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应产生H2，试解释原因：　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)Cu＋H2O2Cu(OH)2
(2)Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O　产生的铜离子催化了过氧化氢分解
(3)①闭合K时，Cu极发生反应：Cu－2e－Cu2＋，向U形管左侧加入氨水，氨水与Cu2＋形成[Cu(NH3)4]2＋，使c(Cu2＋)减小，提高了Cu的还原性　②先后向U形管左右两侧溶液中滴加硫酸
(4)在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强
(5)溶解度：AgI＜AgBr＜AgCl，I－、Br－、Cl－均可使氧化反应Ag－e－Ag＋中的c(Ag＋)降低，提高Ag的还原性，其中Ksp(AgI)最小，可使c(Ag＋)降低最多，故只有I－能使Ag的还原性提高到能将H＋还原
解析：(1)由实验ⅰ的现象说明有氢氧化铜生成，故可推测Cu和H2O2反应生成氢氧化铜，反应的化学方程式为Cu＋H2O2Cu(OH)2。(2)实验ⅱ中溶液变蓝，说明Cu与H2O2在酸性条件下可以发生反应生成Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O；经检验，产生的气体为氧气，说明溶液反应生成的Cu2＋有催化作用，可以催化过氧化氢分解，产生大量气泡。
5.(12分)某化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
实验一：用如图装置制备SO2，并将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B(省略夹持、加热仪器)。
(1)制备的SO2中会混有少量的SO3，原因可能为　　　　　　　　　　　　　。
为了排除SO3的干扰，试剂a可以为　　　　(填字母)。
a.浓硫酸
b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHS溶液
d.饱和NaHSO3溶液
实验二：验证白色沉淀B的成分。
分析：沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或两者混合物。滴加氨水可释放出其阴离子，便于后续检验。
相关反应为①Ag2SO3＋4NH3·H2O2[Ag(NH3)2]＋＋S＋4H2O；
②Ag2SO4＋4NH3·H2O2[Ag(NH3)2]＋＋S＋4H2O。
流程如下：
(2)欲检验溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已经过量，请简述实验方法：　　　　　　
　　　　　　　。
(3)沉淀D中主要含BaSO3，理由是　　　　　　　　　　　　　。
向滤液E中加入H2O2溶液，产生的现象是　　　　　　　　　　　　　，
可进一步证实B中含Ag2SO3。
实验三：探究S的产生途径。
猜想1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。
猜想2：实验二中，S被氧化为S进入D。
(4)取少量溶液A，滴加过量盐酸，产生白色沉淀。静置后，取上层清液再滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断猜想1不合理。理由是　　　　　　
　　　　　　　。
(5)不同反应的速率也有所不同。将实验一所得混合物放置一段时间，也会有S生成，同时生成单质Ag。请从化学反应速率的角度分析原因：　　　　　　
　　　　　　　。
(6)实验探究可知，S在　　　　(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液中更易被氧化为S。
答案：(1)浓硫酸或硫酸铜受热分解产生SO3　ad
(2)往上层清液中继续滴加Ba(NO3)2溶液，若无沉淀产生，表明Ba(NO3)2已过量，否则未过量
(3)BaSO3易溶于盐酸，而BaSO4不溶于盐酸，加入过量稀盐酸后，只有少量沉淀剩余，则表明大部分沉淀为BaSO3　有白色沉淀生成
(4)Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4时，必定没有Ag2SO4
(5)SO2与AgNO3溶液既能生成沉淀，又能发生氧化还原反应，但生成沉淀反应的速率比氧化还原反应快　(6)碱性
解析：(1)制备的SO2中会混有少量的SO3，烧瓶内没有SO2催化氧化的催化剂，则不是SO2氧化生成，可能是浓硫酸或硫酸铜受热分解产生SO3。为了排除SO3的干扰，试剂a可以为浓硫酸或饱和NaHSO3溶液，故选ad。(2)欲检验溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已经过量，可检验溶液中是否含有S。(3)滤液E中含有亚硫酸，加入H2O2溶液后，被氧化为硫酸，与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀。(4)取少量溶液A，滴加过量盐酸，产生AgCl白色沉淀。静置后，取上层清液再滴加BaCl2溶液，未出现BaSO4白色沉淀，则表明溶液中不含有S，可判断猜想1不合理。(5)将实验一所得混合物放置一段时间，也会有S生成，同时生成单质Ag，而起初生成Ag2SO3，从而表明生成Ag2SO3的反应速率快。(6)实验探究可知，酸性溶液中一段时间后才生成S，而碱性溶液中，S中混有S，从而表明S在碱性溶液中更易被氧化为S。
学生用书 第351页

展开更多......

收起↑