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第78讲　以物质性质、反应原理探究为载体的综合实验
复习要求　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。
考点一　物质性质的探究或验证
【知识梳理】
1.物质性质的探究实验的类型
(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)设计性质实验方案
2.性质验证实验的注意事项
(1)在离子检验、气体成分检验的过程中，要严格掌握检验的先后顺序，防止各成分检验过程中的相互干扰。
(2)若有水蒸气生成，先检验水蒸气，再检验其他成分，如C和浓硫酸的反应，产物有SO2、CO2和H2O(g)，通过实验可检验三种气体物质的存在，但SO2、CO2都要通过溶液进行检验，对检验H2O(g)有干扰。
(3)对于需要进行转化才能检验的成分，如CO的检验，要注意先检验CO中是否含有CO2，如果有CO2，应先除去CO2再对CO实施转化，最后再检验转化产物CO2，如HOOC—COOHCO2↑＋CO↑＋H2O↑中CO的检验。
(4)要重视试剂名称的描述，如有些试剂的准确描述为无水硫酸铜、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外还应注意某些仪器的规格。
3.物质性质探究类实验的常见答题模板
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)
温度不高于或××℃ 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
【知能通关】
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。
(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.某小组通过实验探究NO的某些性质。
(1)从氮元素的价态角度分析，NO有________性和________性。
(2)设计实验探究NO的氧化性。
实验Ⅰ:用排水法收集一瓶NO，将其倒扣在盛有碱性Na2SO3溶液的水槽中，振荡，观察到集气瓶中液面上升。
资料:ⅰ.NO与碱性Na2SO3溶液会发生氧化还原反应，NO被还原为N2。
ⅱ.Ag＋与N2反应生成黄色沉淀。
①检验S的氧化产物。取少量实验Ⅰ反应后集气瓶中的溶液，_______________
(填操作和实验现象)。
②某同学认为，需通过进一步实验验证NO的氧化性，补充以下实验:
实验Ⅱ:取饱和Na2SO4溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，无明显变化。
实验Ⅲ:取少量实验Ⅰ反应后集气瓶中的溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，_______________(填实验现象)。
上述实验证明NO有氧化性。
实验Ⅱ的目的是________________。
③写出NO与碱性Na2SO3溶液反应的离子方程式:________________。
④从电极反应角度分析NO与碱性Na2SO3溶液的反应。
还原反应:2NO＋2e－===N2；
氧化反应:________________。
实验Ⅳ:用排水法收集两瓶NO，将其分别倒扣在饱和Na2SO3溶液和加有NaOH的饱和Na2SO3溶液中，后者集气瓶中液面上升更快。
根据上述实验所得结论:________________。
(3)写一反应的化学方程式证明NO具有还原性:________________。
答案　(1)氧化　还原
(2)①先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，出现白色沉淀
②出现黄色沉淀　排除S对Ag＋检验N2的干扰
③2OH－＋2NO＋S===N2＋S＋H2O
④S＋2OH－－2e－===S＋H2O　NO和S反应体现了NO的氧化性，碱性增强，反应更快
(3)2NO＋O2===2NO2
考点二　反应原理的探究
【知识梳理】
1.寻求反应机理类探究性实验解题流程
2.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要点
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、由结论推现象、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
【知能通关】
1.(2025·安徽卷节选)已知常温下Na2CO3和NaHCO3的溶解度分别为30.7 g和10.3 g。向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2气体会产生NaHCO3晶体。实验小组进行相应探究:
实验 操作 现象
a 将CO2匀速通入置于烧杯中的20 mL饱和Na2CO3溶液，持续20 min，消耗600 mL CO2 无明显现象
b 将20 mL饱和Na2CO3溶液注入充满CO2的500 mL矿泉水瓶中，密闭，剧烈摇动矿泉水瓶1~2 min，静置 矿泉水瓶变瘪，3 min后开始有白色晶体析出
ⅰ.实验a无明显现象的原因是_______________________________。
ⅱ.析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H2O。称取0.42 g晾干后的白色晶体，加热至恒重，将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液，NaOH溶液增重0.088 g，则白色晶体中NaHCO3的质量分数为________。
答案　ⅰ.CO2的吸收率低，生成NaHCO3的量小，未达到饱和　ⅱ.80%
解析　ⅰ.实验a中盛装饱和碳酸钠溶液的烧杯为敞口体系，通入二氧化碳时，部分CO2逸出，且CO2在水中的溶解度小，导致CO2无法全部与碳酸钠反应，生成的NaHCO3的量少，没有达到饱和状态，故无NaHCO3晶体析出。ⅱ.CaCl2用于除去水蒸气，故NaOH溶液增加的质量为产生的二氧化碳的质量，n(CO2)＝0.088 g÷44 g·mol－1＝0.002 mol，由2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑知，n(NaHCO3)＝0.004 mol，故NaHCO3的质量为0.004 mol×84 g·mol－1＝0.336 g，白色晶体中NaHCO3的质量分数为(0.336 g÷0.42 g)×100%＝80%。
2.(2025·北京卷)化学反应平衡常数对认识化学反应的方向和限度具有指导意义。实验小组研究测定“MnO2＋2Br－＋4H＋Mn2＋＋Br2＋2H2O”平衡常数的方法，对照理论数据判断方法的可行性。
(1)理论分析
①Br2易挥发，需控制生成c(Br2)较小。
②根据25 ℃时K＝6.3×104分析，控制合适pH，可使生成c(Br2)较小；用浓度较大的KBr溶液与过量MnO2反应，反应前后c(Br－)几乎不变；c(Mn2＋)＝c(Br2)，仅需测定平衡时溶液pH和c(Br2)。
③Br2与水反应的程度很小，可忽略对测定干扰；低浓度HBr挥发性很小，可忽略。
(2)实验探究
序号 实验内容及现象
Ⅰ 25 ℃，将0.200 mol·L－1 KBr溶液(pH≈1)与过量MnO2混合，密闭并搅拌，充分反应后，溶液变为黄色，容器液面上方有淡黄色气体
Ⅱ 25 ℃，将0.200 mol·L－1 KBr溶液(pH≈2)与过量MnO2混合，密闭并搅拌，反应时间与Ⅰ相同，溶液变为淡黄色，容器液面上方未观察到黄色气体
Ⅲ 测定Ⅰ、Ⅱ反应后溶液的pH；取一定量反应后溶液，加入过量KI固体，用Na2S2O3标准溶液滴定，测定c(Br2)
已知:I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6；Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色。
①Ⅲ中，滴定时选用淀粉作指示剂，滴定终点时的现象是________________。
用离子方程式表示KI的作用________________。
②Ⅰ中，与反应前的溶液相比，反应后溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。平衡后，按计算所得值小于25 ℃的K值，是因为Br2挥发导致计算时所用________的浓度小于其在溶液中实际浓度。
③Ⅱ中，按计算所得值也小于25 ℃的K值，可能原因是_______________
________________。
(3)实验改进
分析实验Ⅰ、Ⅱ中测定结果均偏小的原因，改变实验条件，再次实验。
控制反应温度为40 ℃，其他条件与Ⅱ相同，经实验准确测得该条件下的平衡常数。
①判断该实验测得的平衡常数是否准确，应与________值比较。
②综合调控pH和温度的目的是_______________________________。
答案　(2)①加入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复　Br2＋2I－===2Br－＋I2　②增大　Mn2＋　③实验Ⅱ的c(H＋)浓度低于实验Ⅰ，反应相同时间下，实验Ⅱ未达到平衡状态，导致溶液中c(Mn2＋)、c(Br2)偏低，计算的K值偏小
(3)①40 ℃下的理论K　②使反应更快的达到平衡状态，使Br2处于溶解平衡且挥发最少的状态，从而准确测定K值
解析　(2)①淀粉遇I2显蓝色，I2被Na2S2O3消耗后蓝色消失，故滴定终点现象:加入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复；KI的作用为将Br2转化为I2，便于滴定测定Br2浓度。离子方程式:Br2＋2I－===2Br－＋I2；②该反应消耗H＋生成水，pH增大；因为Br2挥发导致实测c(Br2)偏小，根据题目信息可知，c(Mn2＋)＝c(Br2)，则计算时所用Mn2＋的浓度小于其在溶液中实际浓度；③实验Ⅱ液面上方未观察到黄色气体，说明不是由于Br2挥发导致实测c(Br2)偏小，题目已知信息③也说明了Br2与水反应的程度很小，可忽略对测定干扰；低浓度HBr挥发性很小，可忽略，对比实验Ⅰ和Ⅱ可知，实验Ⅱ的pH更大，且反应后溶液为淡黄色，则可能原因是，实验Ⅱ的c(H＋)浓度低于实验Ⅰ，反应相同时间下，实验Ⅱ未达到平衡状态，导致溶液中c(Mn2＋)、c(Br2)偏低，计算的K值偏小；(3)①平衡常数准确性验证:应与40 ℃下的理论K值比较，因为K值只与温度有关；②实验Ⅰ和实验Ⅱ反应时间相同，实验Ⅰ由于c(H＋)过大，反应速率过快，Br2挥发导致计算的K值小，实验Ⅱ由于c(H＋)过小，反应速率过慢，未达平衡状态，导致计算的K值小，故综合调控pH和温度的目的是使反应更快的达到平衡状态，使Br2处于溶解平衡且挥发最少的状态，从而准确测定K值。
3.利用电极反应可探究物质氧化性、还原性的变化规律:
已知:酸性介质中，1 mol·L－1不同电对的电极电势见下表。电极电势越高，其氧化型物质的氧化性越强；电极电势越低，其还原型物质的还原性越强。
电对(氧化型/还原型) 电极电势φ/V
Fe3＋/Fe2＋ 0.771
H2O2/H2O 1.776
O2/H2O2 0.695
MnO2/Mn2＋ 1.224
I2/I－ 0.536
回答下列问题:
Ⅰ.探究H2O2的分解反应
Fe3＋催化H2O2分解反应过程包括ⅰ、ⅱ两步:
反应ⅰ:Fe3＋＋H2O2—→Fe2＋＋H＋＋__________(未配平)
反应ⅱ:2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(1)反应ⅰ的离子方程式为_______________________________。
(2)验证Fe2＋生成:反应过程中，加入________溶液，产生蓝色沉淀，证明有Fe2＋生成。
(3)酸性条件下MnO2也可催化H2O2分解。结合表中数据判断，上述条件下H2O2、O2、MnO2的氧化性由强到弱的顺序为________。
Ⅱ.探究物质氧化性变化对电化学反应方向的影响用可逆反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计电池，按图a装置进行实验，测得电压E(E＝φ正极－φ负极)随时间t的变化如图b所示:
(4)电池初始工作时，正极的电极反应式为_______________________________。
(5)某小组从还原型物质浓度、氧化性变化的角度分析图b，提出以下猜想:
猜想1:c(Fe2＋)增大，Fe3＋的氧化性减弱，正极的电极电势降低。
猜想2:c(I－)减小，I2的氧化性增强，负极的电极电势升高。
①t1时间后，按图a装置探究，验证上述猜想的合理性，完成表中填空。
实验 实验操作 电压E/V 结论
ⅰ 往烧杯A中加入适量Fe E________0 猜想1成立
ⅱ 往烧杯B中加入适量_______ E<0 猜想2成立
②有同学认为，上述实验不足以证明猜想1成立。利用上述反应，从化学平衡移动的角度解释猜想1不足以成立的理由_______________________________。
③为进一步验证猜想1，进行实验ⅲ，完成表中填空。
实验 实验操作 电压E/V 结论
ⅲ 往烧杯A中加入适量_______ E<0 猜想1成立
结论:可逆氧化还原反应中，浓度的变化引起电对氧化性变化，从而改变电池反应方向。
答案　Ⅰ.(1)2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋2H＋＋O2↑
(2)K3[Fe(CN)6]　(3)H2O2>MnO2>O2
Ⅱ.(4)Fe3＋＋e－===Fe2＋
(5)①<　AgNO3固体　②加入铁粉后，同时造成c(Fe2＋)增大，c(Fe3＋)减小，都能使2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2平衡逆移，使E<0　③FeCl2固体
解析　Ⅰ.(3)酸性介质中，1 mol·L－1不同电对的电极电势越高，其氧化型物质的氧化性越强，结合表中数据判断，上述条件下氧化性由强到弱的顺序为H2O2>MnO2>Fe3＋>O2>I2。Ⅱ.(4)电池初始工作时，由2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2可知，铁离子得电子发生还原反应生成亚铁离子，作正极，则正极的电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋。(5)①ⅰ.t1时E＝φ正极－φ负极＝0，若往烧杯A中加入适量Fe，则铁与铁离子反应生成Fe2＋，c(Fe2＋)增大，结合猜想1，Fe3＋的氧化性减弱，正极的电极电势降低，则E<0；ⅱ.t1时E＝φ正极－φ负极＝0，若往烧杯B中加入适量AgNO3固体，可使碘离子产生沉淀，使c(I－)减小，I2的氧化性增强，负极的电极电势升高，使E<0，猜想2成立。③ⅲ.t1时E＝φ正极－φ负极＝0，若往烧杯A中加入适量FeCl2固体，c(Fe2＋)增大，Fe3＋的氧化性减弱，正极的电极电势降低，使E<0，猜想1成立。
我的收获
知识建构 感悟笔记
1.方法规律:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　 2.盲点误区:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 　　
分层训练　提升考能
1.(2025·广东江门一模)某学习小组欲探究Fe3＋/SCN－平衡体系的影响因素，并用色度计检测离子浓度变化。
Ⅰ.配制FeCl3溶液
(1)用FeCl3晶体配制FeCl3溶液时，用浓盐酸溶解晶体的原因是________________。
(2)用0.1 mol·L－1 FeCl3溶液配制100 mL 0.005 mol·L－1 FeCl3溶液，需用量筒量取0.1 mol·L－1 FeCl3溶液________mL，配制过程需要用到的仪器有________。(填序号)
Ⅱ.探究影响Fe3＋/SCN－平衡的因素
20 ℃时，在烧杯中将25 mL 0.005 mol·L－1 FeCl3溶液与25 mL 0.01 mol·L－1 KSCN溶液混合，发生系列反应Fe3＋＋nSCN－[Fe(SCN)n]3－n(n＝1~6)，其中[Fe(SCN)n]3－n都显红色。反应得到红色混合溶液，用色度计测得溶液透光率为T。各取3 mL红色混合溶液分装于若干试管中备用。完成下列实验:
实验序号 实验操作 透光率
ⅰ 试管①:加热至40 ℃ T1
ⅱ 试管②:加入少量铁粉 T2
ⅲ 试管③:加入0.1 mL 0.04 mol·L－1 KCl溶液 T3
已知:有色离子浓度越大，颜色越深，透光率(T)越小；T1、T2、T3均大于T。
(3)Fe3＋与SCN－的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应；实验ⅱ中发生反应_________________
(写离子方程式)；用低浓度FeCl3溶液进行实验的原因是________________。
(4)乙同学查阅资料发现存在反应a:[Fe(SCN)]2＋＋4Cl－[FeCl4]－(浅黄色)＋SCN－，并依据实验ⅲ得出结论:反应a可导致透光率升高。丙同学认为推断依据不严谨，为证明该结论的正确，进一步完善实验，实验方案为_______________________________。
(5)已知:Fe3＋与SCN－的系列反应分6步进行，反应ⅰ:Fe3＋＋SCN－[Fe(SCN)]2＋；反应ⅱ:[Fe(SCN)]2＋＋SCN－[Fe(SCN)2]＋……，平衡常数依次为K1、K2……，K逐渐减少，其中K2＝26.9，平衡时c(SCN－)≈1×10－4 mol·L－1。甲同学认为决定透光率测定结果的是反应ⅰ，其余反应影响可忽略。请结合计算证明该观点_____________________________________________
________________。
(6)学习小组进一步查阅资料发现:盐在水溶液中电离产生的离子可产生盐效应，使离子运动受到牵制，离子有效浓度降低。若往装有3 mL红色混合溶液试管中加入少量NaNO3固体，测得透光率为T'，则T'________T。(填“>”“<”或“＝”)
答案　(1)抑制Fe3＋的水解
(2)5.0　CD
(3)放热　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　浓度低时Fe3＋颜色较浅，可减少对透光率测定结果的影响
(4)取3 mL红色混合溶液于试管中，向试管中加入少量KCl固体，测得溶液透光率大于T，说明结论正确(或取3 mL红色混合溶液于试管中，向试管中加入0.1 mL蒸馏水，测得溶液透光率小于T3，说明结论正确)
(5)K2＝＝＝26.9，
故＝26.9×10－4，c([Fe(SCN)]2＋)远大于c([Fe(SCN)2]＋)，故以反应ⅰ为主
(6)>
解析　(1)用FeCl3晶体配制FeCl3溶液时，用浓盐酸溶解晶体的原因是抑制Fe3＋的水解；(2)稀释前后溶质的物质的量守恒，故需要用量筒量取0.1 mol·L－1 FeCl3溶液的体积为＝5.0 mL；配制过程需要用到的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100 mL容量瓶，故选CD；(3)由实验①可知，升高温度，透光度增大，即有色离子浓度减小，即Fe3＋＋nSCN－[Fe(SCN)n]3－n(n＝1~6)逆向移动，故Fe3＋与SCN－的反应是放热反应；实验ⅱ中发生的离子反应为 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；Fe3＋显黄色，用低浓度FeCl3溶液进行实验的原因是:浓度低时Fe3＋颜色较浅，可减少对透光率测定结果的影响；(4)实验ⅲ中加入0.1 mL 0.04 mol·L－1 KCl溶液，可能是水或KCl对透光率产生影响，故可取3 mL红色混合溶液于试管中，向试管中加入少量KCl固体，测得溶液透光率大于T，说明结论正确(或取3 mL红色混合溶液于试管中，向试管中加入0.1 mL蒸馏水，测得溶液透光率小于T3，说明结论正确)；(6)根据题意，盐在水溶液中电离产生的离子可产生盐效应，使离子运动受到牵制，离子有效浓度降低，使得铁离子与硫氰根离子的反应受阻，平衡Fe3＋＋SCN－[Fe(SCN)]2＋逆向移动，[Fe(SCN)]2＋浓度减小，透光率增大，故加入NaNO3固体后，T'>T。
2.(2025·北京平谷一模)某实验小组制取少量NaHSO3溶液并探究其性质。
Ⅰ.制备NaHSO3(装置如图所示)。
(1)甲中发生反应的方程式是________________。
(2)证明丙中NaOH已完全转化为NaHSO3的操作和现象是________________。
Ⅱ.将所得NaHSO3溶液稀释到1 mol·L－1后，进行实验a和b。
编号 操作 现象
a 向2 mL 1 mol·L－1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L－1 CuSO4溶液 溶液变为蓝绿色，且3 min内无明显变化
b 向2 mL 1 mol·L－1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L－1 CuCl2溶液 溶液变为蓝绿色，30 s时有无色有刺激性气味气体和白色沉淀，上层溶液变浅
(3)用蘸有碘水的淀粉试纸接近反应b的试管口，观察到________，证实有SO2生成，反应的离子方程式为________________。
(4)对实验b产生气体的原因进行分析，提出两种假设:
假设1:Cu2＋水解使溶液中c(H＋)增大。
假设2:Cl－存在时，Cu2＋与HS反应生成CuCl白色沉淀溶液中c(H＋)增大。
①假设1不合理，实验证据是________________。
②实验证实假设2合理，实验b中发生反应的离子方程式有________________，H＋＋HS===SO2↑＋H2O。
(5)小组同学继续提出假设3:Cl－增强了Cu2＋的氧化性，并设计原电池实验(如图所示)证明该假设。未加入NaCl固体时，溶液无明显变化，请补全加入NaCl固体后的实验现象________________。
(6)实验室中经常用KSCN溶液检验含Fe2＋的溶液否因氧化而变质，但是如果溶液中存在少量Cu2＋时，会干扰检验结果，试分析其中的原因_______________________________。
(资料:SCN－是一种拟卤离子，其性质与卤离子相似。)
答案　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(2)把针筒中的品红溶液推入锥形瓶中，若品红溶液褪色，说明NaOH已完全转化为NaHSO3
(3)试纸蓝色褪去　I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2I－＋S
(4)①实验a中没有无色气体生成　②2Cu2＋＋HS＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋S＋3H＋
(5)电流表指针发生偏转，右侧烧杯有白色沉淀生成
(6)SCN－增强了Cu2＋的氧化性，会将Fe2＋氧化为Fe3＋
解析　(1)甲中Cu与浓硫酸加热反应，生成硫酸铜、SO2气体和水，反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；(2)若NaOH完全转化为NaHSO3，则SO2过量，过量的SO2能使品红溶液褪色；(3)SO2与I2发生氧化还原反应生成硫酸和HI，蘸有碘水的淀粉试纸接近反应b的试管口，若蓝色褪去，证明气体是SO2；离子方程式为I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2I－＋S；(4)实验a是向2 mL 1 mol·L－1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L－1 CuSO4溶液，若Cu2＋水解使溶液中H＋浓度增大，H＋与亚硫酸氢根离子反应有SO2产生，实验a中没有气体产生，故假设1不成立；假设2中Cl－存在时，Cu2＋与HS反应生成CuCl白色沉淀和H＋，离子方程式为2Cu2＋＋HS＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋S＋3H＋；(5)加入NaCl后，Cu2＋的氧化性增强，两极发生氧化还原反应，形成原电池，有电流产生，Cu2＋被还原为Cu＋，同时与Cl－生成CuCl沉淀；(6)SCN－是一种拟卤离子，其性质与卤离子相似，能够增强Cu2＋的氧化性，Cu2＋会把Fe2＋氧化为Fe3＋，对实验产生干扰。
3.(2025·天津宁河一模)生活中不少同学都被蚊虫叮咬过，感觉又疼又痒，原因是蚊虫叮咬时能分泌出蚊酸刺激皮肤。蚊酸化学式为HCOOH，化学名称为甲酸，是一种有刺激性气味的无色液体，具有很强的腐蚀性，为探究甲酸的部分化学性质，同学们进行了如下实验:
Ⅰ.(1)向盛有1 mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量甲酸溶液，观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为________________。
(2)向盛有甲酸饱和溶液的试管中滴入几滴有硫酸的KMnO4溶液，振荡，发现混合溶液的紫红色褪去，说明甲酸具有________(填“氧化性”“还原性”或“酸性”)。
(3)用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:HCOOHH2O＋CO，实验的部分装置如甲所示。制备时先加热浓硫酸至80~90 ℃，再逐滴滴入甲酸。
①欲组装成甲图制取CO气体的发生装置，从乙图挑选所需仪器________(填序号)。
②装置Ⅱ的作用是________________。
(4)某同学分析甲酸的结构式发现，甲酸中还有醛基，推测甲酸还应具有醛的性质。请帮助该同学设计实验验证其推测:______________________________________________。
Ⅱ.甲酸能与醇发生酯化反应
该兴趣小组用如图所示装置进行甲酸(HCOOH)与甲醇(CH3OH)的酯化反应实验:
有关物质的性质如下:
沸点/℃ 密度(g·cm－3) 水中溶解性
甲醇 64.5 0.79 易溶
甲酸 100.7 1.22 易溶
甲酸甲酯 31.5 0.98 易溶
(5)装置中，仪器A的名称是________。
(6)甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式为_______________________________。
(7)要从锥形瓶内所得的混合物中提取甲酸甲酯，可采用的方法为________。
Ⅲ.甲酸能脱水制取一氧化碳，一定条件下，CO能与NaOH固体发生反应:CO＋NaOHHCOONa
(8)测定产物中甲酸钠(HCOONa)的纯度:CO与足量NaOH充分反应后，消耗标况下2.24 L CO所得固体物质为8.0 g，则所得固体物质中甲酸钠的质量分数为________(计算结果精确到0.1%)。
答案　(1)HC＋HCOOH—→HCOO－＋CO2↑＋H2O
(2)还原性
(3)①ace　②防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中
(4)取少量甲酸于洁净的小试管中，加入NaOH溶液中和使其显碱性，再加入银氨溶液，加热，产生了光亮银镜，可证明甲酸中含有醛基
(5)直形冷凝管
(6)HCOOH＋ CH3OHHCOOCH3＋H2O
(7)蒸馏
(8)85.0%
解析　(1)NaHCO3与甲酸发生复分解反应:HC＋HCOOH→HCOO－＋CO2↑＋H2O；(2)酸性KMnO4具有强氧化性，HCOOH具有还原性，二者发生氧化还原反应，使高锰酸钾溶液褪色；(3)①甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:HCOOHH2O＋CO↑，该反应为液液加热的反应，则需要的仪器为蒸馏烧瓶和分液漏斗，需要控制温度，则用到温度计；②装置Ⅱ是一个空的试剂瓶，可以防止倒吸的水进入蒸馏烧瓶中；(4)醛基能与银氨溶液反应生成银镜，则操作方法为:取少量甲酸于洁净的小试管中，加入NaOH溶液中和其酸性，再加入银氨溶液，加热，产生了光亮银镜，可证明甲酸中含有醛基；(6)甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式HCOOH＋ CH3OHHCOOCH3＋H2O；(7)根据甲酸、甲醇和甲酸甲酯的沸点都有较大差别，可采用蒸馏的方法提取混合物中的甲酸甲酯；(8)标准状况下2.24 L CO的物质的量为0.1 mol，根据CO＋NaOHHCOONa，生成甲酸钠的物质的量为0.1 mol，则甲酸钠的质量为0.1 mol×68 g·mol－1＝6.8 g，所得固体物质为8.0 g，则所得固体物质中甲酸钠的质量分数为×100%＝85.0%。(共71张PPT)
大单元六　有机综合和实验综合
第二单元　实验综合
第78讲　以物质性质、反应原理探究为载体的综合实验
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。
复习要求
考点一　物质性质的探究或验证
考点二　反应原理的探究
目
录
CONTENTS
分层训练　提升考能
考点一
物质性质的探究或验证
知识梳理
知能通关
1.物质性质的探究实验的类型
(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)设计性质实验方案
2.性质验证实验的注意事项
(1)在离子检验、气体成分检验的过程中，要严格掌握检验的先后顺序，防止各成分检验过程中的相互干扰。
(2)若有水蒸气生成，先检验水蒸气，再检验其他成分，如C和浓硫酸的反应，产物有SO2、CO2和H2O(g)，通过实验可检验三种气体物质的存在，但SO2、CO2都要通过溶液进行检验，对检验H2O(g)有干扰。
3.物质性质探究类实验的常见答题模板
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)
温度不高于或××℃ 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)
操作 目的或原因
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。
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_______________________________。
(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 ____________________________________。
溶液变蓝
溶液蓝色褪去
I2+2Fe2++2Ag+===2AgI↓+2Fe3+
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.某小组通过实验探究NO的某些性质。
(1)从氮元素的价态角度分析，NO有________性和________性。
(2)设计实验探究NO的氧化性。
实验Ⅰ:用排水法收集一瓶NO，将其倒扣在盛有碱性Na2SO3溶液的水槽中，振荡，观察到集气瓶中液面上升。
资料:ⅰ.NO与碱性Na2SO3溶液会发生氧化还原反应，NO被还原为N2。
ⅱ.Ag+与N2反应生成黄色沉淀。
①检验S的氧化产物。取少量实验Ⅰ反应后集气瓶中的溶液，______________________________________________(填操作和实验现象)。
氧化
还原
先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，出现白色沉淀
②某同学认为，需通过进一步实验验证NO的氧化性，补充以下实验:
实验Ⅱ:取饱和Na2SO4溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴0.1 mol·L-1的AgNO3溶液，无明显变化。
实验Ⅲ:取少量实验Ⅰ反应后集气瓶中的溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴0.1 mol·L-1的AgNO3溶液，_______________(填实验现象)。
上述实验证明NO有氧化性。
实验Ⅱ的目的是_________________________________。
③写出NO与碱性Na2SO3溶液反应的离子方程式:
____________________________________________。
出现黄色沉淀
排除S对Ag+检验N2的干扰
2OH-+2NO+S===N2+S+H2O
④从电极反应角度分析NO与碱性Na2SO3溶液的反应。
还原反应:2NO+2e-===N2；
氧化反应:________________。
实验Ⅳ:用排水法收集两瓶NO，将其分别倒扣在饱和Na2SO3溶液和加有NaOH的饱和Na2SO3溶液中，后者集气瓶中液面上升更快。
根据上述实验所得结论:
_______________________________________________________________。
(3)写一反应的化学方程式证明NO具有还原性:_______________________。
S+2OH--2e-===S+H2O
NO和S反应体现了NO的氧化性，碱性增强，反应更快
2NO+O2===2NO2
考点二
反应原理的探究
知识梳理
知能通关
1.寻求反应机理类探究性实验解题流程
2.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要点
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、由结论推现象、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.(2025·安徽卷节选)已知常温下Na2CO3和NaHCO3的溶解度分别为30.7 g和10.3 g。向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2气体会产生NaHCO3晶体。实验小组进行相应探究:
实验 操作 现象
a 将CO2匀速通入置于烧杯中的20 mL饱和Na2CO3溶液，持续20 min，消耗600 mL CO2 无明显现象
b 将20 mL饱和Na2CO3溶液注入充满CO2的500 mL矿泉水瓶中，密闭，剧烈摇动矿泉水瓶1~2 min，静置 矿泉水瓶变瘪，3 min后开始有白色晶体析出
ⅰ.实验a无明显现象的原因是
___________________________________________________________________。
ⅱ.析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H2O。称取0.42 g晾干后的白色晶体，加热至恒重，将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液，NaOH溶液增重0.088 g，则白色晶体中NaHCO3的质量分数为________。
CO2的吸收率低，生成NaHCO3的量小，未达到饱和
80%
(1)理论分析
①Br2易挥发，需控制生成c(Br2)较小。
②根据25 ℃时K＝6.3×104分析，控制合适pH，可使生成c(Br2)较小；用浓度较大的KBr溶液与过量MnO2反应，反应前后c(Br-)几乎不变；c(Mn2+)＝c(Br2)，仅需测定平衡时溶液pH和c(Br2)。
③Br2与水反应的程度很小，可忽略对测定干扰；低浓度HBr挥发性很小，可忽略。
(2)实验探究
序号 实验内容及现象
Ⅰ 25 ℃，将0.200 mol·L-1 KBr溶液(pH≈1)与过量MnO2混合，密闭并搅拌，充分反应后，溶液变为黄色，容器液面上方有淡黄色气体
Ⅱ 25 ℃，将0.200 mol·L-1 KBr溶液(pH≈2)与过量MnO2混合，密闭并搅拌，反应时间与Ⅰ相同，溶液变为淡黄色，容器液面上方未观察到黄色气体
Ⅲ 测定Ⅰ、Ⅱ反应后溶液的pH；取一定量反应后溶液，加入过量KI固体，用Na2S2O3标准溶液滴定，测定c(Br2)
已知:I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6；Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色。
①Ⅲ中，滴定时选用淀粉作指示剂，滴定终点时的现象是___________________
_______________________________________________________。用离子方程式表示KI的作用_______________________。
②Ⅰ中，与反应前的溶液相比，反应后溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。平衡后，按计算所得值小于25 ℃的K值，是因为Br2挥发导致计算时所用________的浓度小于其在溶液中实际浓度。
加入最后半滴
Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复
Br2+2I-===2Br-+I2
增大
Mn2+
③Ⅱ中，按计算所得值也小于25 ℃的K值，可能原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)实验改进
分析实验Ⅰ、Ⅱ中测定结果均偏小的原因，改变实验条件，再次实验。
控制反应温度为40 ℃，其他条件与Ⅱ相同，经实验准确测得该条件下的平衡常数。
①判断该实验测得的平衡常数是否准确，应与_________________值比较。
②综合调控pH和温度的目的是_________________________________________
____________________________________________________________________。
实验Ⅱ的c(H+)浓度低于实验Ⅰ，反应相同时间下，实验Ⅱ未达到平衡状态，
导致溶液中c(Mn2+)、c(Br2)偏低，计算的K值偏小
40 ℃下的理论K
使反应更快的达到平衡状态，使Br2处于溶解
平衡且挥发最少的状态，从而准确测定K值
解析　(2)①淀粉遇I2显蓝色，I2被Na2S2O3消耗后蓝色消失，故滴定终点现象:加入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复；KI的作用为将Br2转化为I2，便于滴定测定Br2浓度。离子方程式:Br2+2I-===2Br-+I2；②该反应消耗H+生成水，pH增大；因为Br2挥发导致实测c(Br2)偏小，根据题目信息可知，c(Mn2+)＝c(Br2)，则计算时所用Mn2+的浓度小于其在溶液中实际浓度；③实验Ⅱ液面上方未观察到黄色气体，说明不是由于Br2挥发导致实测c(Br2)偏小，题目已知信息③也说明了Br2与水反应的程度很小，可忽略对测定干扰；低浓度HBr挥发性很小，可忽略，对比实验Ⅰ和Ⅱ可知，实验Ⅱ的pH更大，且反应后溶液为淡黄色，则可能原因是，实验Ⅱ的c(H+)浓度低于实验Ⅰ，反应相同时间下，实验Ⅱ未达到平衡状态，导致溶液中c(Mn2+)、c(Br2)偏低，计算的K值偏小；
(3)①平衡常数准确性验证:应与40 ℃下的理论K值比较，因为K值只与温度有关；②实验Ⅰ和实验Ⅱ反应时间相同，实验Ⅰ由于c(H+)过大，反应速率过快，Br2挥发导致计算的K值小，实验Ⅱ由于c(H+)过小，反应速率过慢，未达平衡状态，导致计算的K值小，故综合调控pH和温度的目的是使反应更快的达到平衡状态，使Br2处于溶解平衡且挥发最少的状态，从而准确测定K值。
3.利用电极反应可探究物质氧化性、还原性的变化规律:
已知:酸性介质中，1 mol·L-1不同电对的电极电势见下表。电极电势越高，其氧化型物质的氧化性越强；电极电势越低，其还原型物质的还原性越强。
电对(氧化型/还原型) 电极电势φ/V
Fe3+/Fe2+ 0.771
H2O2/H2O 1.776
O2/H2O2 0.695
MnO2/Mn2+ 1.224
I2/I- 0.536
回答下列问题:
Ⅰ.探究H2O2的分解反应
Fe3+催化H2O2分解反应过程包括ⅰ、ⅱ两步:
反应ⅰ:Fe3++H2O2—→Fe2++H++__________(未配平)
反应ⅱ:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
(1)反应ⅰ的离子方程式为_______________________________。
(2)验证Fe2+生成:反应过程中，加入______________溶液，产生蓝色沉淀，证明有Fe2+生成。
(3)酸性条件下MnO2也可催化H2O2分解。结合表中数据判断，上述条件下H2O2、O2、MnO2的氧化性由强到弱的顺序为_________________。
2Fe3++H2O2===2Fe2++2H++O2↑
K3[Fe(CN)6]
H2O2>MnO2>O2
解析　Ⅰ.(3)酸性介质中，1 mol·L-1不同电对的电极电势越高，其氧化型物质的氧化性越强，结合表中数据判断，上述条件下氧化性由强到弱的顺序为H2O2>MnO2>Fe3+>O2>I2。
(4)电池初始工作时，正极的电极反应式为_______________________________。
(5)某小组从还原型物质浓度、氧化性变化的角度分析图b，提出以下猜想:
猜想1:c(Fe2+)增大，Fe3+的氧化性减弱，正极的电极电势降低。
猜想2:c(I-)减小，I2的氧化性增强，负极的电极电势升高。
①t1时间后，按图a装置探究，验证上述猜想的合理性，完成表中填空。
Fe3++e-===Fe2+
实验 实验操作 电压E/V 结论
ⅰ 往烧杯A中加入适量Fe E________0 猜想1成立
ⅱ 往烧杯B中加入适量___________ E<0 猜想2成立
<
AgNO3固体
②有同学认为，上述实验不足以证明猜想1成立。利用上述反应，从化学平衡移动的角度解释猜想1不足以成立的理由____________________________________
_____________________________________________________________________。
③为进一步验证猜想1，进行实验ⅲ，完成表中填空。
结论:可逆氧化还原反应中，浓度的变化引起电对氧化性变化，从而改变电池反应方向。
加入铁粉后，同时造成c(Fe2+)增大，
实验 实验操作 电压E/V 结论
ⅲ 往烧杯A中加入适量____________ E<0 猜想1成立
FeCl2固体
分层训练 提升考能
1.(2025·广东江门一模)某学习小组欲探究Fe3+/SCN-平衡体系的影响因素，并用色度计检测离子浓度变化。
Ⅰ.配制FeCl3溶液
(1)用FeCl3晶体配制FeCl3溶液时，用浓盐酸溶解晶体的原因是________________。
(2)用0.1 mol·L-1 FeCl3溶液配制100 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3溶液，需用量筒量取0.1 mol·L-1 FeCl3溶液________mL，配制过程需要用到的仪器有________。(填序号)
抑制Fe3+的水解
5.0
CD
解析　(1)用FeCl3晶体配制FeCl3溶液时，用浓盐酸溶解晶体的原因是抑制Fe3+的水解；(2)稀释前后溶质的物质的量守恒，故需要用量筒量取0.1 mol·L-1 FeCl3溶液的体积为＝5.0 mL；配制过程需要用到的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100 mL容量瓶，故选CD；
实验序号 实验操作 透光率
ⅰ 试管①:加热至40 ℃ T1
ⅱ 试管②:加入少量铁粉 T2
ⅲ 试管③:加入0.1 mL 0.04 mol·L-1 KCl溶液 T3
已知:有色离子浓度越大，颜色越深，透光率(T)越小；T1、T2、T3均大于T。
(3)Fe3+与SCN-的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应；实验ⅱ中发生反应_________________(写离子方程式)；用低浓度FeCl3溶液进行实验的原因是___________________________________________________________________。
放热
2Fe3++Fe===3Fe2+
浓度低时Fe3+颜色较浅，可减少对透光率测定结果的影响
取3 mL红色混合溶液于试管中，向试管中加入少量KCl固体，测得溶液透光
率大于T，说明结论正确(或取3 mL红色混合溶液于试管中，向试管中加入
0.1 mL蒸馏水，测得溶液透光率小于T3，说明结论正确)
解析　(4)实验ⅲ中加入0.1 mL 0.04 mol·L-1 KCl溶液，可能是水或KCl对透光率产生影响，故可取3 mL红色混合溶液于试管中，向试管中加入少量KCl固体，测得溶液透光率大于T，说明结论正确(或取3 mL红色混合溶液于试管中，向试管中加入0.1 mL蒸馏水，测得溶液透光率小于T3，说明结论正确)；
K2＝＝＝26.9，故＝
26.9×10-4，c([Fe(SCN)]2+)远大于c([Fe(SCN)2]+)，故以反应ⅰ为主
(5)已知:Fe3+与SCN-的系列反应分6步进行，反应ⅰ:Fe3++SCN- [Fe(SCN)]2+；
反应ⅱ:[Fe(SCN)]2++SCN- [Fe(SCN)2]+……，平衡常数依次为K1、K2……，K逐渐减少，其中K2＝26.9，平衡时c(SCN-)≈1×10-4 mol·L-1。甲同学认为决定透光率测定结果的是反应ⅰ，其余反应影响可忽略。请结合计算证明该观点
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)学习小组进一步查阅资料发现:盐在水溶液中电离产生的离子可产生盐效应，使离子运动受到牵制，离子有效浓度降低。若往装有3 mL红色混合溶液试管中加入少量NaNO3固体，测得透光率为T'，则T'_____T。(填“>”“<”或“＝”)
>
2.(2025·北京平谷一模)某实验小组制取少量NaHSO3溶液并探究其性质。
Ⅰ.制备NaHSO3(装置如图所示)。
(1)甲中发生反应的方程式是__________________________________________。
(2)证明丙中NaOH已完全转化为NaHSO3的操作和现象是___________________
___________________________________________________________________。
Ⅱ.将所得NaHSO3溶液稀释到1 mol·L-1后，进行实验a和b。
编号 操作 现象
a 向2 mL 1 mol·L-1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液 溶液变为蓝绿色，且3 min内无明显变化
b 向2 mL 1 mol·L-1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L-1 CuCl2溶液 溶液变为蓝绿色，30 s时有无色有刺激性气味气体和白色沉淀，上层溶液变浅
把针筒中的品红溶液
推入锥形瓶中，若品红溶液褪色，说明NaOH已完全转化为NaHSO3
(3)用蘸有碘水的淀粉试纸接近反应b的试管口，观察到______________，证实有SO2生成，反应的离子方程式为___________________________________。
(4)对实验b产生气体的原因进行分析，提出两种假设:
假设1:Cu2+水解使溶液中c(H+)增大。
假设2:Cl-存在时，Cu2+与HS反应生成CuCl白色沉淀溶液中c(H+)增大。
①假设1不合理，实验证据是____________________________________。
②实验证实假设2合理，实验b中发生反应的离子方程式有
___________________________________________，H++HS===SO2↑+H2O。
试纸蓝色褪去
I2+SO2+2H2O===4H++2I-+S
实验a中没有无色气体生成
2Cu2++HS+2Cl-+H2O===2CuCl↓+S+3H+
解析　(3)SO2与I2发生氧化还原反应生成硫酸和HI，蘸有碘水的淀粉试纸接近反应b的试管口，若蓝色褪去，证明气体是SO2；离子方程式为I2+SO2+2H2O ===4H++2I-+S；(4)实验a是向2 mL 1 mol·L-1 NaHSO3溶液中加入2 mL
1 mol·L-1 CuSO4溶液，若Cu2+水解使溶液中H+浓度增大，H+与亚硫酸氢根离子反应有SO2产生，实验a中没有气体产生，故假设1不成立；假设2中Cl-存在时，Cu2+与HS反应生成CuCl白色沉淀和H+，离子方程式为2Cu2++HS+2Cl-+H2O===2CuCl↓+S+3H+；
(5)小组同学继续提出假设3:Cl-增强了Cu2+的氧化性，并设计原电池实验(如图所示)证明该假设。未加入NaCl固体时，溶液无明显变化，请补全加入NaCl固体后的实验现象______________________________________________。
电流表指针发生偏转，右侧烧杯有白色沉淀生成
解析　(5)加入NaCl后，Cu2+的氧化性增强，两极发生氧化还原反应，形成原电池，有电流产生，Cu2+被还原为Cu+，同时与Cl-生成CuCl沉淀；
(6)实验室中经常用KSCN溶液检验含Fe2+的溶液否因氧化而变质，但是如果溶液中存在少量Cu2+时，会干扰检验结果，试分析其中的原因
____________________________________________。
(资料:SCN-是一种拟卤离子，其性质与卤离子相似。)
SCN-增强了Cu2+的氧化性，会将Fe2+氧化为Fe3+
解析　(6)SCN-是一种拟卤离子，其性质与卤离子相似，能够增强Cu2+的氧化性，Cu2+会把Fe2+氧化为Fe3+，对实验产生干扰。
3.(2025·天津宁河一模)生活中不少同学都被蚊虫叮咬过，感觉又疼又痒，原因是蚊虫叮咬时能分泌出蚊酸刺激皮肤。蚊酸化学式为HCOOH，化学名称为甲酸，是一种有刺激性气味的无色液体，具有很强的腐蚀性，为探究甲酸的部分化学性质，同学们进行了如下实验:
Ⅰ.(1)向盛有1 mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量甲酸溶液，观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为___________________________________。
(2)向盛有甲酸饱和溶液的试管中滴入几滴有硫酸的KMnO4溶液，振荡，发现混合溶液的紫红色褪去，说明甲酸具有________(填“氧化性”“还原性”或“酸性”)。
HC+HCOOH—→HCOO-+CO2↑+H2O
还原性
解析　(1)NaHCO3与甲酸发生复分解反应:HC+HCOOH→HCOO-+CO2↑+H2O；(2)酸性KMnO4具有强氧化性，HCOOH具有还原性，二者发生氧化还原反应，使高锰酸钾溶液褪色；
①欲组装成甲图制取CO气体的发生装置，从乙图挑选所需仪器______(填序号)。
②装置Ⅱ的作用是______________________________________。
(4)某同学分析甲酸的结构式发现，甲酸中还有醛基，推测甲酸还应具有醛的性质。请帮助该同学设计实验验证其推测:
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中
取少量甲酸于洁净的小试管中，加入NaOH溶液中和使其显碱性，再加入银
氨溶液，加热，产生了光亮银镜，可证明甲酸中含有醛基
Ⅱ.甲酸能与醇发生酯化反应
该兴趣小组用如图所示装置进行甲酸(HCOOH)与甲醇(CH3OH)的酯化反应实验:
有关物质的性质如下:
沸点/℃ 密度(g·cm-3) 水中溶解性
甲醇 64.5 0.79 易溶
甲酸 100.7 1.22 易溶
甲酸甲酯 31.5 0.98 易溶
(5)装置中，仪器A的名称是______________。
(6)甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式为
______________________________________________。
(7)要从锥形瓶内所得的混合物中提取甲酸甲酯，可采用的方法为________。
直形冷凝管
蒸馏
(8)测定产物中甲酸钠(HCOONa)的纯度:CO与足量NaOH充分反应后，消耗标况下2.24 L CO所得固体物质为8.0 g，则所得固体物质中甲酸钠的质量分数为________(计算结果精确到0.1%)。
85.0%
Thanks！
本
讲
内
容
结
束

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