第16講　化學(xué)實驗探究-2025年高考化學(xué)全國一輪

第16講化學(xué)實驗探究備考導(dǎo)航復(fù)習(xí)目標(biāo)1.在解決化學(xué)問題的過程中，運用化學(xué)原理和科學(xué)方法，能設(shè)計合理方案，初步實踐科學(xué)探究。2．設(shè)計實驗方案；正確選用實驗裝置；掌握控制實驗條件的方法。3．預(yù)測或描述實驗現(xiàn)象、分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論。4．評價或改進(jìn)實驗方案。5．以上各部分知識與技能的綜合應(yīng)用熟記網(wǎng)絡(luò)課前思考問題1探究影響反應(yīng)速率的因素(如濃度、溫度、壓強、催化劑、顆粒物的規(guī)格等)時，應(yīng)該注意哪些問題？【答案】要控制其他的因素完全相同，只有一種因素不同。如探究溫度對反應(yīng)速率的影響，要控制濃度、壓強、催化劑、顆粒物的規(guī)格等完全相同，只有溫度不同。問題2實驗探究和驗證的關(guān)系是什么？【答案】實驗探究過程包括提出問題和猜想、設(shè)計實驗驗證、觀察分析現(xiàn)象、得出結(jié)論等；驗證實驗是探究實驗的方向之一，主要是驗證物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。1.(2023·廣州二模)某小組從電極反應(yīng)的角度研究物質(zhì)氧化性和還原性的變化規(guī)律。(1)實驗室以MnO2和濃鹽酸為原料制取氯氣的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是________。將該反應(yīng)設(shè)計成原電池，氧化反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，還原反應(yīng)為。(2)當(dāng)氯氣不再逸出時，固液混合物A中仍存在MnO2和鹽酸。小組同學(xué)分析認(rèn)為隨著反應(yīng)的進(jìn)行、MnO2的氧化性和Cl－的還原性均減弱，為此進(jìn)行探究。[實驗任務(wù)]探究離子濃度對MnO2氧化性的影響。[提出猜想]猜想a：隨c(H＋)減小，MnO2的氧化性減弱。猜想b：隨c(Mn2＋)增大，MnO2的氧化性減弱。[查閱資料]電極電勢(φ)是表征氧化劑的氧化性(或還原劑的還原性)強弱的物理量。電極電勢越大，氧化劑的氧化性越強；電極電勢越小，還原劑的還原性越強。[驗證猜想]用0.10mol/LH2SO4溶液、0.10mol/LMnSO4溶液和蒸餾水配制混合液(溶液總體積相同)，將MnO2電極置于混合液中測定其電極電勢φ，進(jìn)行表中實驗1～3，數(shù)據(jù)記錄。實驗序號V(H2SO4)/mLV(MnSO4)/mLV(H2O)/mL電極電勢/V120200φ12mn10φ23201010φ3①根據(jù)實驗1和2的結(jié)果，猜想a成立。補充數(shù)據(jù)：m＝________，n＝________。②根據(jù)實驗1和3的結(jié)果，猜想b成立。判斷依據(jù)是________________(用電極電勢關(guān)系表示)。[探究結(jié)果]固液混合物A中仍存在MnO2和鹽酸的原因是隨著反應(yīng)進(jìn)行，溶液中c(H＋)減小、c(Mn2＋)增大，MnO2氧化性減弱。③根據(jù)上述探究結(jié)果，小組同學(xué)作出如下推斷：隨c(Cl－)增大，Cl－還原性增強。實驗驗證在固液混合物A中加入________(填化學(xué)式)固體，加熱。證明推斷正確的實驗現(xiàn)象是。(3)根據(jù)電化學(xué)的相關(guān)知識，小組同學(xué)分別利用電解池(圖1)和原電池(圖2)裝置，成功實現(xiàn)了銅與稀硫酸制氫氣。①圖1中陽極的電極反應(yīng)式為____________________________________。②結(jié)合(2)的探究結(jié)論，圖2中試劑X是________，試劑Y是__________[可選試劑：稀硫酸、Na2SO4溶液、NaOH溶液、NaNO3溶液、CuSO4溶液(濃度均為1.0mol/L)]?！敬鸢浮?1)Cl2MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O(2)①1020②φ1<φ3③NaCl產(chǎn)生黃綠色氣體(3)①Cu－2e－=Cu2＋②稀硫酸NaOH【解析】(2)①根據(jù)溶液的總體積相同可知，m＋n＝40，由于實驗1、2驗證c(H＋)不同對MnO2氧化性的影響，則兩組實驗中V(H2SO4)不同，而V(MnSO4)相同，n＝20，m＝40－n－10＝40－20－10＝10。②由于實驗1、3中c(Mn2＋)不同且實驗1中c(Mn2＋)更大，MnO2的氧化性較弱，則實驗1的電極電勢較低，故φ1<φ3。③在固液混合物中加入NaCl固體，使得溶液中c(Cl－)增大，加熱后，若有黃綠色氣體(Cl2)生成，則證明Cl－的還原性增強。(3)①Cu電極為陽極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋。②由于該實驗需要制備H2，故試劑X為稀硫酸，根據(jù)(2)的探究結(jié)論可知，溶液中c(Cu2＋)越小，Cu的還原性越強，故試劑Y為NaOH，生成的Cu2＋立即與OH－結(jié)合生成Cu(OH)2沉淀，從而降低溶液中c(Cu2＋)。2.(2023·廈門二檢)某小組探究CuCl2溶液和Na2SO3溶液的反應(yīng)物，開展如下活動。[理論預(yù)測]預(yù)測反應(yīng)的離子方程式實驗現(xiàn)象1Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)=CuSO3↓生成綠色沉淀2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=Cu(OH)2↓＋SO2↑________32Cu2＋＋2SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=Cu2SO3↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋生成紅色沉淀4____________生成白色沉淀(CuCl)(1)預(yù)測2中的實驗現(xiàn)象為____________。(2)預(yù)測4中反應(yīng)的離子方程式為。[實驗探究]實驗11mL0.2mol/LNa2SO3溶液eq\o(→,\s\up7(混合))立即生成橙黃色沉淀，3min后沉淀顏色變淺并伴有少量白色沉淀產(chǎn)生，振蕩1min沉淀全部變?yōu)榘咨?mL0.2mol/LCuCl2溶液(3)為證明實驗1中白色沉淀為CuCl，設(shè)計實驗如下。①已知[Cu(NH3)2]＋在水中呈無色。實驗2總反應(yīng)的離子方程式為。②為證明深藍(lán)色溶液中含有Cl－，進(jìn)一步實驗所需的試劑為__________(填化學(xué)式)。[進(jìn)一步探究]查閱資料獲知橙黃色沉淀可能為xCuSO4·yCu2SO3·zH2O。在實驗1獲得橙黃色沉淀后，立即離心分離并洗滌。為探究其組成進(jìn)行如下實驗3。橙黃色沉淀KI溶液無色溶液eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液))無明顯現(xiàn)象白色沉淀(CuI)(4)離心分離的目的是加快過濾速度，防止___________________________。(5)已知2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I(xiàn)2。實驗3能否證明橙黃色沉淀中含有Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)，結(jié)合實驗現(xiàn)象做出判斷并說明理由：。(6)橙黃色沉淀轉(zhuǎn)化為CuCl的原因可能是Cl－提高了Cu2＋的氧化性，進(jìn)行如下實驗(已知裝置中物質(zhì)氧化性與還原性強弱差異越大，電壓越大)。實驗4裝置試劑a試劑b電壓表讀數(shù)0.2mol/LNa2SO3溶液0.2mol/LCuCl2溶液V10.2mol/LNa2SO3溶液XV2①表中X為________________。②能證實實驗結(jié)論的實驗現(xiàn)象為________。[解釋和結(jié)論]綜上，Cu2＋與SOeq\o\al(2－,3)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)速率較快，發(fā)生氧化還原反應(yīng)趨勢更大?！敬鸢浮?1)溶液中生成藍(lán)色沉淀，并伴有刺激性氣味氣體生成(2)2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O＋2Cl－=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋(3)①4CuCl＋O2＋16NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2＋＋4Cl－＋4OH－＋14H2O②HNO3、AgNO3(4)防止沉淀長時間與空氣接觸而被氧化(5)可行。實驗中生成白色沉淀CuI，說明橙黃色沉淀中含有銅離子被碘離子還原；溶液無色、無明顯現(xiàn)象，說明橙黃色沉淀中含有亞硫酸根離子將最初生成的碘單質(zhì)還原為碘離子(6)①0.2mol/LCuSO4溶液②V1>V2【解析】(3)①已知[Cu(NH3)2]＋在水中呈無色，根據(jù)題意，實驗中白色沉淀為CuCl，放在一段時間后溶液變?yōu)樗{(lán)色，說明空氣氧氣將一價銅氧化為二價銅，則實驗2離子方程式為4CuCl＋O2＋16NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2＋＋4Cl－＋4OH－＋14H2O。②氯離子和銀離子生成不溶于酸的氯化銀沉淀，故為證明深藍(lán)色溶液中含有Cl－，進(jìn)一步實驗所需的試劑為稀硝酸和硝酸銀溶液。(4)一價銅容易被空氣中氧氣氧化為二價銅，故離心分離的目的是加快過濾速度，防止沉淀長時間與空氣接觸而被氧化。(6)①實驗探究橙黃色沉淀轉(zhuǎn)化為CuCl的原因可能是Cl－提高了Cu2＋的氧化性，則試劑b應(yīng)該不含氯離子的同濃度銅離子的溶液，故表中X為0.2mol/LCuSO4溶液。②已知裝置中物質(zhì)氧化性與還原性強弱差異越大，電壓越大，則能證實實驗結(jié)論的實驗現(xiàn)象為電壓V1更大，故為V1>V2?？键c1實驗裝置、條件、操作與現(xiàn)象知識梳理儀器的連接順序化學(xué)綜合實驗常以給定的實驗儀器，考查儀器連接的順序。儀器連接成實驗裝置的要求：“從下往上，從左往右”。1.如涉及氣體的制取和處理，對這類實驗的操作程序及裝置的連接順序大體可概括為發(fā)生→除雜→干燥→主體實驗→尾氣處理。2.注意儀器間連接細(xì)節(jié)問題是否正確。如洗氣時“進(jìn)氣管長、出氣管短”等?；瘜W(xué)綜合實驗?？嫉幕静僮?.檢查裝置的氣密性在整套儀器連接完畢后，應(yīng)先檢查裝置的氣密性，然后裝入藥品。命題點裝置圖解題指導(dǎo)如何檢查裝置的氣密性含分液漏斗的裝置實驗開始前，關(guān)閉止水夾，打開分液漏斗活塞，向錐形瓶中滴加水，若一段時間后水不能滴下，則氣密性良好(或關(guān)閉分液漏斗活塞，打開止水夾，將導(dǎo)管口置于水槽中液面下，微熱錐形瓶，若導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱一段時間后，管口倒吸形成一段水柱，則氣密性良好)含長頸漏斗的裝置實驗開始前，關(guān)閉止水夾，由長頸漏斗向廣口瓶中加水至長頸漏斗中的液面高于廣口瓶液面，一段時間后液面差不變，則氣密性良好2.防止倒吸命題點裝置圖解題指導(dǎo)如何“防倒吸”常見的防倒吸裝置：不能用苯代替CCl4)不需要防倒吸的情況：如氯氣尾氣用氫氧化鈉溶液吸收3.除去裝置中的空氣命題點方法與裝置解題指導(dǎo)如何除去裝置中的空氣①利用載氣，排除裝置中的空氣；②利用實驗本身產(chǎn)生的氣體(如氫氣)來排除裝置中的空氣，防止在物質(zhì)制備的過程中，制備的物質(zhì)被氧氣氧化。如制備氫氧化亞鐵Fe(OH)2的制取根據(jù)裝置的封閉性，讓反應(yīng)生成的氣體將反應(yīng)后生成的溶液順利壓入另一反應(yīng)器中再反應(yīng)。如鐵與稀鹽酸生成氯化亞鐵和氫氣，將裝置形成一定的特定封閉體系后，氫氣可將生成的氯化亞鐵溶液壓入另一個含氫氧化鈉溶液的反應(yīng)容器內(nèi)，從而制得氫氧化亞鐵4.控制載氣的流速不要過快實驗常用其他穩(wěn)定的氣體(如氮氣)作載氣，為了充分吸收某種需分析或測定的氣體，要控制載氣的流速不要過快。5.實驗過程是否安全，污染處理是否得當(dāng)(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止倒吸。(2)防氧化、防爆炸(如H2還原CuO應(yīng)先通H2，氣體點燃前先驗純)等。6.控制“實驗溫度”的目的控溫手段控溫目的加熱加快化學(xué)反應(yīng)速率或使化學(xué)平衡向某方向移動降溫防止某物質(zhì)在高溫時分解(或揮發(fā))或使化學(xué)平衡向某方向移動控制溫度在一定范圍若溫度過低，則反應(yīng)速率(或溶解速率)較慢；若溫度過高，則某物質(zhì)(如H2O2、銨鹽、濃硝酸、草酸等)會分解或揮發(fā)水浴加熱受熱均勻，溫度可控，且溫度不超過100冰水浴冷卻防止某物質(zhì)分解或揮發(fā)趁熱過濾保持過濾溫度，防止溫度降低后某物質(zhì)析出減壓蒸發(fā)減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度，可以防止某物質(zhì)分解或失去結(jié)晶水(如題目要求制備結(jié)晶水合物產(chǎn)品)實驗探究1.實驗探究的基本程序(1)提出問題：質(zhì)疑的提出就是發(fā)現(xiàn)新問題的開始。(2)提出猜想：對質(zhì)疑的問題提出幾種可能的情況。(3)設(shè)計探究方案：提出猜想后，設(shè)計實驗方案，進(jìn)行科學(xué)探究。注意探究實驗中試劑的選擇和試劑用量、條件的控制。(4)觀察實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論：觀察現(xiàn)象，做好記錄，數(shù)據(jù)計算，分析推理，得出結(jié)論。2.探究的分類(1)探究物質(zhì)的性質(zhì)在探究過程中往往可以利用對比實驗，即設(shè)置幾組平行實驗來進(jìn)行對照和比較，從而研究和揭示某種規(guī)律，解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機理。無機物、有機物性質(zhì)的探究，必須在牢牢掌握元素化合物知識的基礎(chǔ)上，大膽猜想，細(xì)心論證。脫離元素化合物知識，獨立看待實驗問題是不科學(xué)的，只有靈活運用已有的元素化合物知識，才能變探究型實驗為驗證型實驗，使復(fù)雜問題簡單化。(2)探究反應(yīng)所生成的物質(zhì)及某成分的含量等(3)探究化學(xué)實驗中的反?，F(xiàn)象(4)探究化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律①通過對實驗現(xiàn)象分析、比較得出結(jié)論。②在對未知的反應(yīng)機理或規(guī)律的研究中，如果有多個影響因素(如濃度、溫度、壓強、催化劑、顆粒物規(guī)格等)，通常采用控制變量法，從而得出正確的反應(yīng)機理或規(guī)律與多個影響因素之間的關(guān)系?；瘜W(xué)定量計算從定量實驗的目的來分類——“應(yīng)用角度”(1)獲得實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行確定物質(zhì)組成化學(xué)式的計算(如：滴定法、熱重法)。(2)獲得實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行混合物中物質(zhì)含量的計算(如：關(guān)系式法、守恒法)。常見滴定分析法的定量關(guān)系滴定類型舉例定量關(guān)系原理酸堿中和滴定凱氏定氮法n(N)＝n(HCl)NH3·H3BO3＋HCl=NH4Cl＋H3BO3沉淀滴定K2CrO4與AgNO3n(Ag＋)＝2n(K2CrO4)2Ag＋＋CrOeq\o\al(2－,4)=Ag2CrO4↓(磚紅色)氧化還原滴定KMnONa2C2O5n(KMnO4)＝2n(Na2C2O42MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2OKMnO4與H2O25n(KMnO4)＝2n(H2O2)2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O氧化還原滴定K2Cr2O7與Fe2＋6n(K2Cr2O7)＝n(Fe2＋)6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2OKIO3與I－5n(KIO3)＝n(I－)5I－＋I(xiàn)Oeq\o\al(－,3)＋6H＋=3I2＋3H2OI2與SOeq\o\al(2－,3)n(I2)＝n(SOeq\o\al(2－,3))I2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋I(xiàn)2與S2Oeq\o\al(2－,3)2n(I2)＝n(S2Oeq\o\al(2－,3))2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－配位滴定EDTA(用Y4－表示)與金屬離子n(Y4－)＝n(Mn＋)Mn＋＋Y4－=MY(4－n)－[及時鞏固](2023·茂名二模)“84”消毒液的有效成分為NaClO，廣泛應(yīng)用于物體表面和環(huán)境等的消毒。實驗室利用以下裝置制備NaClO并進(jìn)行性質(zhì)探究。(1)裝置B的作用是。(2)生成NaClO的離子方程式為。(3)某小組研究25℃提出假設(shè)：NaClO溶液中加入Na2SiO3或改變NaCl濃度，對NaClO的穩(wěn)定性有影響。設(shè)計方案并完成實驗：用濃度為1mol/L的NaClO溶液、NaCl溶液，Na2SiO3溶液和NaOH溶液按下表配制總體積相同的系列溶液；相同時間內(nèi)測定溶液中有效氯(指次氯酸鈉中氯元素質(zhì)量占樣品的百分含量)，記錄數(shù)據(jù)。序號V(NaClO)/mLV(Na2SiO3)/mLV(NaCl)/mLV(NaOH)/mLV(H2O)/mL有效氯/%Ⅰ40.00///10.003.6Ⅱ40.00/4.00a4.18Ⅲ40.00/2.008.004.12Ⅳ40.00/1.009.004.24Ⅴ40.00b8.004.28Ⅵ40.006.004.004.38①根據(jù)表中信息，補充數(shù)據(jù)：a＝________；b＝________。②由實驗Ⅱ和Ⅲ可知，增加NaCl的濃度，NaClO溶液的穩(wěn)定性________(填“增強”“減弱”或“不變”)。③由實驗可知，增加Na2SiO3濃度NaClO穩(wěn)定性增加，結(jié)合上述數(shù)據(jù)用相關(guān)原理解釋：。實驗結(jié)論：假設(shè)成立。實驗拓展：(4)探索NaClO分解規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其濃度和速率常數(shù)k滿足下列關(guān)系：lnc(NaClO)＝－kt＋b[其中b為常數(shù)，t為時間(單位：h)]。①25℃下速率常數(shù)k＝0.003h－1，c(NaClO)變?yōu)樵瓉硪话霑r，所需的時間約為________h(已知ln2≈②除添加NaCl、NaOH、Na2SiO3濃溶液外，提出一條減緩NaClO分解的措施：?！敬鸢浮?1)除去Cl2中的HCl，長頸漏斗可以平衡氣壓，減緩Cl2的通入，使反應(yīng)更充分(2)Cl2＋2OH=Cl－＋ClO－＋H2O(3)①6.002.00②增強③NaClO溶液水解生成HClO，HClO不穩(wěn)定，所以NaClO溶液不穩(wěn)定，加入硅酸鈉溶液，硅酸鈉溶液顯堿性，可以減少NaClO的水解，增強NaClO溶液的穩(wěn)定性(4)①231h②降低儲存溫度【解析】(3)①探究Na2SiO3或改變NaCl濃度，對NaClO的有效氯的影響，保證溶液的總體積不變，所以總體積為50mL，a＝6.00，b＝2.00。(4)①當(dāng)c(NaClO)變?yōu)樵瓉淼囊话霑r，存在eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(ln1＝0.003t＋b,ln0.5＝0.003t＋b′))，解得t－t′＝eq\f(ln2,0.003)≈231h。(2023·汕頭二模)紅礬鈉(重鉻酸鈉：Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料，在印染工業(yè)、電鍍工業(yè)和皮革工業(yè)中作助劑，在化學(xué)工業(yè)和制藥工業(yè)中也用作氧化劑，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。實驗室中紅礬鈉可用鉻鐵礦(主要成分：FeO·Cr2O3)利用以下過程來制取。鉻鐵礦等原料eq\o(→,\s\up7(Ⅰ氧化))eq\o(→,\s\up7(Ⅱ浸取))eq\o(→,\s\up7(Ⅲ))Na2CrO4黃色溶液eq\o(→,\s\up7(Ⅳ),\s\do5(加H2SO4酸化))eq\o(→,\s\up7(Ⅴ))產(chǎn)品：Na2Cr2O7·2H2O鉻渣(含硫酸鈉)(1)基態(tài)Cr原子的價層電子排布式是____________，這樣排布使整個體系能量最低，原因是。(2)步驟Ⅱ中所得溶液顯堿性，其中除含有Na2CrO4外，還含有鋁、硅元素的化合物，它們的化學(xué)式可能是________、________。(3)步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________；反應(yīng)完成的標(biāo)志是。(4)利用復(fù)分解反應(yīng)，將紅礬鈉與KCl固體按物質(zhì)的量比1∶2混合溶于水后經(jīng)適當(dāng)操作可得到K2Cr2O7晶體：Na2Cr2O7＋2KCl=K2Cr2O7＋2NaCl(已知：溫度對NaCl的溶解度影響很小，對K2Cr2O7的溶解度影響較大)。獲得K2Cr2O7晶體的基本實驗步驟為：①溶解、②________、③________、④冷卻結(jié)晶，最后過濾。(5)Cr3＋也有一定毒性，會污染水體，常溫下要除去廢液中多余的Cr3＋，調(diào)節(jié)pH至少為________，才能使鉻離子沉淀完全[已知溶液中離子濃度小于1×10－5mol/L，則認(rèn)為離子完全沉淀；Cr(OH)3的溶度積常數(shù)為1.0×10－32]。(6)Na2Cr2O7可用于測定廢水的化學(xué)耗氧量(即COD，指每升水樣中還原性物質(zhì)被氧化所需要O2的質(zhì)量)?，F(xiàn)有某水樣100.00mL，酸化后加入c1mol/L的Na2Cr2O7溶液V1mL，使水中的還原性物質(zhì)完全被氧化(Cr2Oeq\o\al(2－,7)還原為Cr3＋)；再用c2mol/L的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2Oeq\o\al(2－,7)，結(jié)果消耗FeSO4溶液V2mL。該水樣的COD為______________mg/L?！敬鸢浮?1)3d54s13d、4s軌道上的電子均為半充滿狀態(tài)(2)NaAlO2Na2SiO3(3)2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O溶液由黃色變成橙色(4)②蒸發(fā)濃縮③趁熱過濾(5)5.0(6)480c1V1－80c2V2【解析】(4)由于溫度對NaCl的溶解度影響小而對K2Cr2O7的溶解度大，故將混合物溶于水后，加熱蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾后得到部分K2Cr2O7晶體，再通過冷卻結(jié)晶，最后過濾得到更多的K2Cr2O7晶體。(5)當(dāng)溶液中c(Cr3＋)＝1×10－5mol/L時，結(jié)合Cr(OH)3的溶度積可知，溶液中c(OH－)＝eq\r(3,\f(Ksp,cCr3＋))＝eq\r(3,\f(1.0×10－32,1.0×10－5))＝10－9mol/L，此時溶液的pH＝5.0。(6)在廢水耗氧量的測定實驗中，水中的還原性物質(zhì)與FeSO4共同消耗了Na2Cr2O7，根據(jù)電子守恒可得關(guān)系式：Na2Cr2O7～6FeSO4、2Na2Cr2O7～3O2，依題意可得每升水樣的COD值＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(c1V1×10－3－c2V2×10－3×\f(1,6)))×3,2)×eq\f(1000mL,100.00mL)×32×103＝480c1V1－80c2V2。有關(guān)返滴定法的計算一定量待測液eq\o(→,\s\up7(標(biāo)準(zhǔn)液A),\s\do5(過量))eq\o(→,\s\up7(標(biāo)準(zhǔn)液B))終點1.試題特點第一步：樣品待測液先與已知量(過量)的標(biāo)準(zhǔn)液A反應(yīng)；第二步：反應(yīng)后剩余的標(biāo)準(zhǔn)液A，再與另一種標(biāo)準(zhǔn)液B反應(yīng)，并達(dá)到終點。2.解題方法(1)計算標(biāo)準(zhǔn)液A的總量。(2)根據(jù)第二步反應(yīng)的定量關(guān)系，由標(biāo)準(zhǔn)液B的量求算出標(biāo)準(zhǔn)液A過量的量。(3)第一步參加反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)液A的量＝標(biāo)準(zhǔn)液A的總量－標(biāo)準(zhǔn)液A過量的量。(4)根據(jù)第一步反應(yīng)的定量關(guān)系，由第一步參加反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)液A的量求算出待測液的量。1.(2023·廣州模擬)高氯酸銨(NH4ClO4可用作火箭推進(jìn)劑，已知NH4ClO4受熱不穩(wěn)定，400℃時發(fā)生分解反應(yīng)：2NH4ClO4eq\o(=,\s\up7(△))N2↑＋2O2↑＋Cl2↑＋4H2O。某化學(xué)興趣小組利用實驗室常用試劑，設(shè)計如圖裝置(已略去夾持裝置)對NH4ClO4熱分解產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步吸收或收集?；卮鹣铝袉栴}：(1)裝置A為NH4ClO4的熱分解裝置，可選取的裝置是________(填字母)。eq\o(\s\up7(),\s\do5(a))eq\o(\s\up7(),\s\do5(b))eq\o(\s\up7(),\s\do5(c))eq\o(\s\up7(),\s\do5(d))(2)暫不連接裝置A，儀器組裝完畢后，關(guān)閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，點燃酒精燈微熱裝置D中的玻璃管，裝置F中有氣泡從導(dǎo)管口冒出，關(guān)閉彈簧夾2，打開彈簧夾1，停止微熱，若____________________________，則裝置氣密性良好。(3)裝置B吸收的是NH4ClO4分解產(chǎn)生的Cl2，裝置B中加入的試劑可以是________，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________。(4)裝置C中的試劑為濃硫酸，其作用是______________，裝置E的作用是___________________________________________________________________，裝置F中收集到的氣體是___________________________________________________________________(寫分子式)。(5)裝置D中加入銅粉，吸收NH4ClO4分解產(chǎn)生的O2，實驗結(jié)束后，某同學(xué)取少量裝置D中的固體物質(zhì)倒入潔凈的試管中，加入蒸餾水，振蕩、靜置，觀察到上層溶液為藍(lán)色，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是________________________，試設(shè)計實驗進(jìn)行驗證：_____________________________?！敬鸢浮?1)b(2)裝置B、C中有氣泡從導(dǎo)管口冒出(3)NaOH溶液Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(4)吸收水蒸氣安全瓶(或防止F中液體倒吸入裝置D)N2(5)D中有少量CuCl2生成(或Cl2未被完全吸收)取上層藍(lán)色溶液，滴加過量NaOH溶液，出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，過濾，在濾液中加入稀硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成【解析】裝置A中高氯酸銨受熱分解生成氯氣、氮氣、氧氣和水蒸氣，裝置B中盛有的氫氧化鈉溶液用于吸收氯氣，裝置C中盛有的濃硫酸用于吸收反應(yīng)生成的水蒸氣，裝置D中盛有的銅粉在加熱條件下用于吸收反應(yīng)生成的氧氣，裝置E為空載儀器，作安全瓶，起防倒吸的作用，裝置F為收集反應(yīng)生成氮氣的裝置。2.(2022·安徽合肥二模)二氯異氰尿酸鈉[(CNO)3Cl2Na]是常用的殺菌消毒劑，常溫下為白色固體，難溶于冷水。利用高濃度的NaClO溶液和異氰尿酸[(CNO)3H3]固體制備二氯異氰尿酸鈉，實驗裝置如下圖所示(部分夾持裝置略)。已知：①3Cl2＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))5NaCl＋NaC1O3＋3H2O；②2NaClO＋(CNO)3H3=(CNO)3Cl2Na＋NaOH＋H2O?；卮鹣铝袉栴}：(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________。(2)裝置B中盛放的試劑為____________________________________________________________________，若撤去該裝置，對C中制備實驗產(chǎn)生的影響是。(3)三頸燒瓶液面上出現(xiàn)黃綠色氣體時，由上口加入(CNO)3H3固體，反應(yīng)過程中仍需不斷通入Cl2，原因是。(4)裝置C中冰水浴的目的是。(5)通過下列實驗可測定二氯異氰尿酸鈉樣品中有效氯的含量(樣品中不含NaClO)：反應(yīng)原理：[(CNO)3Cl2]－＋H＋＋2H2O=(CNO)3H3＋2HClO；HClO＋2I－＋H＋=I2＋Cl－＋H2O；I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。實驗步驟：準(zhǔn)確稱取wg樣品配成100mL溶液，取25.00mL于碘量瓶中，加入適量稀硫酸和過量KI溶液，暗處靜置充分反應(yīng)后，用0.1000mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈微黃色，加入淀粉指示劑繼續(xù)滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液VmL。①滴定終點的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。②該樣品中有效氯含量的表達(dá)式為______(有效氯＝eq\f(測定中轉(zhuǎn)化為HClO的氯的質(zhì)量×2,樣品的質(zhì)量)×100%)。③若滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失，則有效氯的測定值將________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)?！敬鸢浮?1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)飽和食鹽水揮發(fā)的氯化氫會和裝置C中的NaOH反應(yīng)，降低NaOH溶液的利用率，導(dǎo)致產(chǎn)率下降(3)使反應(yīng)生成的NaOH再次生成次氯酸鈉，提高原料的利用率(4)增大Cl2溶解度，防止溫度過高生成NaClO3，同時降低二氯異氰尿酸鈉溶解度(5)①滴入最后半滴Na2S2O3溶液時，溶液的淺藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)顏色不恢復(fù)②eq\f(1.42V,w)%③偏高【解析】在裝置A中用MnO2和濃鹽酸制取氯氣，用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl，氯氣通入NaOH溶液中，生成的NaClO和異氰尿酸反應(yīng)生成二氯異氰尿酸鈉，最后用NaOH吸收多余的氯氣。(5)①二氯異氰尿酸鈉在酸溶液中轉(zhuǎn)化為HClO，HClO將KI氧化為I2，加入淀粉作指示劑，淀粉遇I2變藍(lán)，加入的Na2S2O3溶液和I2反應(yīng)生成I－，所以當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜰a2S2O3溶液時，溶液的淺藍(lán)色褪去且半分鐘顏色不恢復(fù)，達(dá)到滴定終點。②根據(jù)反應(yīng)原理可知：HClO～2Na2S2O3，25.00mL溶液消耗的Na2S2O3的物質(zhì)的量為0.1000mol/L×V×10－3L＝V×10－4mol，n(HClO)＝5V×10－5mol,100mL溶液中n(HClO)＝2V×10－4mol，根據(jù)有效氯的表達(dá)式，有效氯＝eq\f(2V×10－4mol×35.5g/mol×2,wg)×100%＝eq\f(1.42V,w)%。③若滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失，則消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，有效氯的測定值將偏高。練習(xí)1化學(xué)實驗探究(一)1.(2023·廣州模擬)某小組同學(xué)對Na2SO3與AgNO3在不同pH下的反應(yīng)進(jìn)行探究。(1)測得Na2SO3溶液pH為10，AgNO3溶液pH為5，用離子方程式表示Na2SO3溶液顯堿性的原因：。(2)調(diào)節(jié)Na2SO3與AgNO3混合后的初始pH，實驗記錄如下：實驗pH現(xiàn)象a10產(chǎn)生白色沉淀，稍后沉淀溶解b6產(chǎn)生白色沉淀，一段時間后，沉淀未溶解c2產(chǎn)生大量白色沉淀，一段時間后，產(chǎn)生海綿狀棕黑色物質(zhì)X資料：ⅰ.Ag2SO3：白色，不溶于水，可溶于過量Na2SO3溶液。ⅱ.Ag2O：棕黑色，不溶于水，能和酸反應(yīng)。針對實驗a中白色沉淀提出兩種推測：推測1：白色沉淀為Ag2SO3。推測2：白色沉淀為Ag2SO4。①用離子方程式表示推測1中沉淀產(chǎn)生的反應(yīng)：________________________________。②推測2的理論依據(jù)是_______________________________________________________________________________________。③取b、c中白色沉淀，分別置于過量Na2SO3溶液中，沉淀均溶解，經(jīng)實驗證明白色沉淀不是Ag2SO4，實驗過程：另取Ag2SO4固體置于______________溶液中，未溶解。(3)為確認(rèn)X組成，將c中X過濾、洗滌，繼續(xù)實驗：Ⅰ.向X中滴加稀鹽酸，無明顯變化；Ⅱ.向X中加入過量濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色氣體；Ⅲ.用Ba(NO3)2、BaCl2檢驗Ⅱ中反應(yīng)后的溶液，前者無變化，后者產(chǎn)生白色沉淀。①Ⅰ的目的是________________________________________________________________。②根據(jù)Ⅲ的現(xiàn)象，可判斷X的元素組成情況：______________________。③Ⅱ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________。(4)綜合以上實驗，分析X產(chǎn)生的可能原因：①甲同學(xué)認(rèn)為隨著溶液酸性增強，Ag2SO3中的Ag＋氧化性增強。②乙同學(xué)認(rèn)為________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)SOeq\o\al(2－,3)＋H2OHSOeq\o\al(－,3)＋OH－(2)①2Ag＋＋SOeq\o\al(2－,3)=Ag2SO3↓②SOeq\o\al(2－,3)有還原性，可能被氧化為SOeq\o\al(2－,4)，與Ag＋反應(yīng)生成Ag2SO4白色沉淀③過量Na2SO3(3)①證明X不是Ag2O②含有Ag元素，不含S元素③Ag＋2HNO3(濃)=AgNO3＋NO2↑＋H2O(4)隨著溶液酸性增強，Ag2SO3中的SOeq\o\al(2－,3)還原性增強【解析】(2)③若硫酸銀固體置于過量亞硫酸鈉溶液中，固體不溶解，由題給b、c中白色沉淀可溶于亞硫酸鈉溶液可知，白色沉淀不是硫酸銀，故答案為過量Na2SO3。(3)②由實驗Ⅱ可知，X具有還原性，能將濃硝酸還原為二氧化氮氣體，由實驗Ⅲ可知，用硝酸鋇檢驗實驗Ⅱ中反應(yīng)的溶液，沒有白色沉淀生成，說明反應(yīng)沒有生成硫酸根離子，X中不含有硫元素，用氯化鋇溶液檢驗，有白色沉淀生成，說明X中銀元素，結(jié)合實驗Ⅱ可知X為銀單質(zhì)。2.(2023·深圳二調(diào))某學(xué)習(xí)小組按如圖所示流程，在實驗室模擬處理含苯酚的工業(yè)廢水，并進(jìn)行相關(guān)實驗探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)“操作Ⅰ”所使用的玻璃儀器有燒杯和________(填儀器名稱)，流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是________(填名稱)。(2)“水層2”中主要溶質(zhì)為________________(填化學(xué)式)。(3)將所得苯酚配制成一定濃度的苯酚溶液，探究鐵鹽種類和pH對苯酚與Fe3＋顯色反應(yīng)的影響。查閱資料：ⅰ.[Fe(C6H5O)6]3－為紫色。ⅱ.Na＋對苯酚與Fe3＋的顯色反應(yīng)無影響。ⅲ.[Fe(C6H5O)6]3－對特定波長光的吸收程度(用吸光度A表示)與[Fe(C6H5O)6]3－的濃度在一定范圍內(nèi)成正比。提出猜想：猜想1：Cl－對苯酚與Fe3＋的顯色反應(yīng)有影響。猜想2：SOeq\o\al(2－,4)對苯酚與Fe3＋的顯色反應(yīng)有影響。猜想3：H＋對苯酚與Fe3＋的顯色反應(yīng)有影響。進(jìn)行實驗：常溫下，用鹽酸調(diào)節(jié)pH配制得到pH分別為a和b的0.1mol/LFeCl3溶液(a>b)，用硫酸調(diào)節(jié)pH配制得到pH分別為a和b的0.05mol/LFe2(SO4)3溶液。取5mL苯酚溶液于試管中，按實驗1～4分別再加入0.1mL含F(xiàn)e3＋的試劑，顯色10min后，用紫外可見分光光度計測定該溶液的吸光度(本實驗條件下，pH改變對Fe3＋水解程度的影響可忽略)。序號含F(xiàn)e3＋的試劑吸光度0.1mol/LFeCl3溶液0.05mol/LFe2(SO4)3溶液1pH＝a/A12pH＝b/A23/pH＝aA34/pH＝bA4結(jié)果討論：實驗結(jié)果為A1>A2>A3>A4。①根據(jù)實驗結(jié)果，小組同學(xué)認(rèn)為此結(jié)果不足以證明猜想3成立的理由是______________________________________________________________________________________________。②為進(jìn)一步驗證猜想，小組同學(xué)設(shè)計了實驗5和6，補充下表中相關(guān)內(nèi)容(限選試劑：NaCl溶液、Na2SO4溶液、NaCl固體、Na2SO4固體)。序號含F(xiàn)e3＋的試劑再加入的試劑吸光度0.1mol/LFeCl3溶液0.05mol/LFe2(SO4)3溶液5/pH＝aNaCl固體A56pH＝a/______A6③根據(jù)實驗1～6的結(jié)果，小組同學(xué)得出猜想1不成立，猜想2成立，且SOeq\o\al(2－,4)對苯酚與Fe3＋的顯色反應(yīng)起抑制作用，得出此結(jié)論的依據(jù)是。④根據(jù)實驗1～6的結(jié)果，小組同學(xué)得出猜想3成立，且H＋對Fe3＋與苯酚的顯色反應(yīng)有抑制作用，從化學(xué)平衡角度解釋其原因是。(4)小組同學(xué)利用滴定法測定所得“水層2”中苯酚的含量：向V1mL樣品溶液中加入過量溴水，將苯酚全部轉(zhuǎn)化為化合物M；再加入過量KI溶液，充分反應(yīng)后，用cmol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。已知：ⅰ.ⅱ.I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6①加入KI溶液前需加熱除去多余的Br2，否則會使測定結(jié)果________(填“偏高”或“偏低”)。②若消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為V2mL，則樣品中苯酚的濃度為________g/L(用含c、V1、V2的代數(shù)式表示)?！敬鸢浮?1)分液漏斗苯(2)NaHCO3(3)①Cl－或SOeq\o\al(2－,4)對苯酚與Fe3＋的顯色可能有影響②Na2SO4固體③A5＝A3，A6<A1(或A5＝A3<A1)④Fe3＋與苯酚發(fā)生顯色反應(yīng)：Fe3＋＋6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3－＋6H＋，c(H＋)增大，平衡逆向移動，[Fe(C6H5O)6]3－的濃度減小，溶液顏色變淺(4)①偏高②eq\f(47cV2,V1)【解析】(2)“反應(yīng)Ⅱ”發(fā)生C6H5ONa＋CO2＋H2O=C6H5OH＋NaHCO3，故水層為NaHCO3。(3)②為了探究Cl－與SOeq\o\al(2－,4)對顯色反應(yīng)的影響，保證變量唯一，故選用Na2SO4固體。③為了證明猜想1不成立，猜想2成立，且SOeq\o\al(2－,4)對苯酚與Fe3＋的顯色反應(yīng)起抑制作用，則注意變量唯一性，利用實驗3與實驗5，若吸光度不變，可以證明猜想1不成立；利用實驗1與實驗6(或?qū)嶒?和實驗3)，若吸光度減小，可以證明猜想2成立，且SOeq\o\al(2－,4)對苯酚與Fe3＋的顯色反應(yīng)起抑制作用。(4)①若沒有除去多余Br2，發(fā)生反應(yīng)：Br2＋2I－=I2＋2Br－，則產(chǎn)生的I2多，消耗標(biāo)準(zhǔn)液，測量結(jié)果偏高；②苯酚～I(xiàn)2～2Na2S2O3，已知n(Na2S2O3)＝cV2×10－3mol，故n(苯酚)＝eq\f(1,2)cV2×10－3mol，則苯酚濃度＝eq\f(m苯酚,V1)＝eq\f(\f(1,2)cV2×10－3mol×94g/mol,V1×10－3L)＝eq\f(47cV2,V1)g/L。3.(2023·安徽示范高中4月聯(lián)考)某化學(xué)實驗小組探究草酸鹽的性質(zhì)。(1)文獻(xiàn)表明：相同條件下，C2Oeq\o\al(2－,4)的還原性強于Fe2＋。為驗證此結(jié)論，小組同學(xué)完成了如下實驗：向10mL0.5mol/LFeCl3溶液中緩慢加入0.5mol/LK2C2O4溶液至過量，充分反應(yīng)后得到翠綠色溶液和翠綠色晶體。已知：[K3Fe(C2O4)3·3H2O]為翠綠色晶體；Fe3＋＋3C2Oeq\o\al(2－,4)[Fe(C2O4)3]3－K＝1.6×1020。①取少量翠綠色晶體，洗凈配成溶液，滴加KSCN溶液，不變紅，繼續(xù)加入硫酸，溶液變紅。解釋溶液變紅的原因：________________________________________________________________________。②經(jīng)檢驗反應(yīng)后的翠綠色溶液中無Fe2＋，解釋C2Oeq\o\al(2－,4)和Fe3＋未發(fā)生氧化還原反應(yīng)的可能原因：_____________________。③某同學(xué)利用電化學(xué)原理來比較Fe2＋和C2Oeq\o\al(2－,4)的還原性強弱(裝置如下圖)：閉合開關(guān)K，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，經(jīng)過一段時間后，__________________________________________________________________________________________________(填操作與現(xiàn)象)，則證明C2Oeq\o\al(2－,4)的還原性大于Fe2＋，該裝置的優(yōu)點是________________________________________________________。(2)利用Na2C2O4測定某KMnO4粗產(chǎn)品的純度，實驗步驟如下：①稱取agKMnO4粗產(chǎn)品，配成50mL溶液。②稱取bgNa2C2O4，置于錐形瓶中，加蒸餾水使其溶解，再加入過量的硫酸。③將錐形瓶中溶液加熱到75～80℃，恒溫，用①中所配溶液滴定至終點，消耗①中的溶液VmL。進(jìn)行滴定時，①中所配溶液應(yīng)置于______________中(填寫儀器名稱)，步驟③中滴定終點的現(xiàn)象是_____________________，粗產(chǎn)品中KMnO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為__________(K—39，Mn—55)。【答案】(1)①加硫酸，H＋和C2Oeq\o\al(2－,4)結(jié)合，c(C2Oeq\o\al(2－,4))減小，F(xiàn)e3＋＋3C2Oeq\o\al(2－,4)[Fe(C2O4)3]3－平衡逆向移動，c(Fe3＋)增大，遇KSCN溶液變紅②Fe3＋與C2Oeq\o\al(2－,4)生成[Fe(C2O4)3]3－的反應(yīng)速率快且反應(yīng)限度大③取U形管左側(cè)溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀避免發(fā)生Fe3＋＋3C2Oeq\o\al(2－,4)[Fe(C2O4)3]3－，干擾氧化還原反應(yīng)的發(fā)生(2)酸式滴定管當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜬MnO4溶液時，溶液從無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色eq\f(1580b,67aV)×100%【解析】(2)KMnO4溶液強氧化性對橡膠有腐蝕性，應(yīng)裝于酸式滴定管中。由得失電子守恒可得到關(guān)系式：2KMnO4～5Na2C2O4，n(Na2C2O4)＝eq\f(m,M)＝eq\f(bg,134g/mol)，VmL溶液中，n(KMnO4)＝eq\f(2,5)×eq\f(b,134)mol，則50mL溶液中KMnO4的物質(zhì)的量為eq\f(50b,134×2.5V)mol＝eq\f(10b,67V)mol，粗品中KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝eq\f(\f(10b,67V)×158g/mol,ag)×100%＝eq\f(1580b,67Va)×100%。4.(2023·廣州調(diào)研)鐵是人體必需的微量元素之一，菠菜、黑木耳等食品中富含鐵元素，其中菠菜中的鐵元素主要以草酸亞鐵(FeC2O4)的形式存在，草酸亞鐵粉末難溶于水。某小組設(shè)計實驗檢驗和測定菠菜中的鐵元素。(1)草酸亞鐵溶于稀硫酸的化學(xué)方程式是_____________________。(2)菠菜的預(yù)處理：上述預(yù)處理流程中需要用到的儀器有燒杯、玻璃棒、酒精燈、________________________(從下圖中選擇，寫出名稱)。(3)檢驗待測液中是否含有Fe2＋、Fe3＋：檢驗試劑現(xiàn)象結(jié)論①________________溶液變?yōu)榧t色濾液中含有Fe3＋②________________③____________濾液中含有Fe2＋(4)利用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液測定菠菜中鐵元素的含量：步驟Ⅰ：取10.00mL待測液于錐形瓶中，滴加KMnO4溶液至溶液顯紫色。步驟Ⅱ：向步驟Ⅰ得到的混合液中加入過量鋅粉至反應(yīng)完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。步驟Ⅲ：向步驟Ⅱ所得待測液中加入適量稀硫酸，用cmol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液VmL。①步驟Ⅰ滴加KMnO4溶液的目的是。②步驟Ⅲ滴加KMnO4溶液時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。③菠菜中鐵的含量為________mg/100g(即每100g菠菜中含鐵元素的質(zhì)量)?！敬鸢浮?1)FeC2O4＋H2SO4=FeSO4＋H2C2O4(2)坩堝、漏斗、100mL容量瓶(3)①KSCN溶液②K3[Fe(CN)6]溶液③生成藍(lán)色沉淀(4)①將濾液中H2C2O4等還原性雜質(zhì)氧化除去②5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O③2800cV【解析】(4)①待測液中含有的草酸等還原性雜質(zhì)也可以和高錳酸鉀溶液反應(yīng)，步驟Ⅰ滴加KMnO4溶液的目的是將濾液中H2C2O4等還原性雜質(zhì)氧化除去。③由化學(xué)方程式可得關(guān)系式：5Fe～5FeC2O4～MnOeq\o\al(－,4)，n(Fe2＋)＝5n(MnOeq\o\al(－,4))，則100g菠菜中鐵的質(zhì)量為cmol/L×V×10－3L×5×eq\f(100mL,10.00mL)×56g/mol＝2.8cVg＝2800cVmg。5.(2023·安徽宣城期末)某校課外小組總結(jié)二氧化硫的性質(zhì)時進(jìn)行了“SO2與AgNO3溶液反應(yīng)”的探究。(1)在進(jìn)行SO2與AgNO3溶液反應(yīng)的實驗前，小組有以下猜想，請補充完整。猜想一：SO2具有________性，與AgNO3溶液反應(yīng)僅生成Ag沉淀；猜想二：SO2溶于水生成亞硫酸，可與AgNO3發(fā)生________(填基本反應(yīng)類型)，生成Ag2SO3沉淀；猜想三：SO2被AgNO3溶液中的稀硝酸氧化后，生成Ag2SO4沉淀。(2)甲同學(xué)認(rèn)可猜想一，該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。甲同學(xué)按如圖裝置進(jìn)行實驗ⅰ：裝置(加熱裝置省略)操作現(xiàn)象打開分液漏斗活塞使98%H2SO4溶液滴入燒瓶中的Cu上氣體進(jìn)入AgNO3溶液，迅速反應(yīng)，得到無色溶液A和白色沉淀B試劑X是____________________。乙同學(xué)設(shè)計并完成了實驗ⅱ：操作現(xiàn)象①將實驗ⅰ所得白色沉淀B過濾，洗滌—②將洗滌后固體加入試管中，加足量稀鹽酸振蕩，將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液品紅褪色③再將②得到的混合物，過濾，向濾液中滴加________溶液(填化學(xué)式)未觀察到白色沉淀乙同學(xué)通過實驗ⅱ，發(fā)現(xiàn)在該條件下SO2與AgNO3溶液反應(yīng)生成的是Ag2SO3，未生成Ag2SO4。(3)丙同學(xué)查閱相關(guān)資料：亞硫酸Ka1＝1.4×10－2，Ka2＝6.0×10－8，Ksp(Ag2SO3)＝1.5×10－14，Ksp(Ag2SO4)＝1.2×10－5，若該條件下c(AgNO3)＝0.1mol/L，溶液的pH＝2、c(HSOeq\o\al(－,3))＝0.8mol/L，請計算證明一定有Ag2SO3生成：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)丁同學(xué)測得無色溶液A中c(SOeq\o\al(2－,4))＝0.02mol/L，通過計算證明可以得到Ag2SO4沉淀，而實驗ⅱ未出現(xiàn)Ag2SO4沉淀，請給出合理解釋：。【答案】(1)還原復(fù)分解反應(yīng)(2)2H2O＋SO2＋2Ag＋=SOeq\o\al(2－,4)＋2Ag↓＋4H＋飽和亞硫酸氫鈉溶液BaCl2(3)c(SOeq\o\al(2－,3))＝eq\f(Ka2·cHSO\o\al(－,3),cH＋)＝eq\f(6.0×10－8×0.8,10－2)mol/L＝4.8×10－6mol/L，Q(Ag2SO3)＝c2(Ag＋)·c(SOeq\o\al(2－,3))＝0.12×4.8×10－6＝4.8×10－8＞Ksp(Ag2SO3)，故有Ag2SO3沉淀生成(4)SOeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)競爭Ag＋生成沉淀，而Ksp(Ag2SO3)遠(yuǎn)小于Ksp(Ag2SO4)，反應(yīng)會向生成溶解度更小的Ag2SO3方向進(jìn)行【解析】(2)銅與濃硫酸共熱反應(yīng)時可能生成發(fā)煙硫酸，實驗ⅰ中選用飽和亞硫酸氫鈉溶液吸收發(fā)煙硫酸防止干擾后續(xù)實驗；根據(jù)乙同學(xué)實驗ⅱ發(fā)現(xiàn)，SO2和AgNO3溶液反應(yīng)沒有Ag2SO4生成，則操作③中的沒有白色沉淀產(chǎn)生，即沒有BaSO4產(chǎn)生，所以實驗ⅱ的操作③為向濾液中加入氯化鋇溶液，未觀察到白色沉淀說明沒有硫酸銀生成。

練習(xí)2化學(xué)實驗探究(二)1.(2023·安徽宣城二調(diào))無水Na2SO3廣泛應(yīng)用于陽極泥中貴金屬的提煉，久置的工業(yè)無水Na2SO3純度的測定方法有多種。Ⅰ.固體質(zhì)量分析法取固體樣品mg于試管中加水溶解，向試管中滴入過量的BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量得固體ng，計算Na2SO3純度為eq\f(126n,217m)×100%(1)檢驗沉淀是否洗凈的方法是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.氣體體積分析法①按照如圖(夾持裝置已略)組裝好裝置，并檢查裝置氣密性備用。稱量mg樣品加入抽濾瓶；②……，記錄量氣管讀數(shù)為V1mL；③打開恒壓滴液漏斗下端的活塞，加入過量的稀硫酸，讓其充分反應(yīng)；④……，記錄量氣管讀數(shù)為V2mL(已知V2<V1)。(2)在②、④兩步讀數(shù)之前必要的操作是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)相比分液漏斗，恒壓滴液漏斗在該實驗中的優(yōu)點是________(填字母)。A.可以起到冷凝回流的作用B.方便檢驗裝置的氣密性C.使漏斗中液體順利流下D.減小加入液體體積對測量氣體體積的誤差(4)若該實驗條件為標(biāo)準(zhǔn)狀況，則Na2SO3純度為________________(用含V1、V2、m的式子表達(dá))。Ⅲ.滴定法①稱取2.10g樣品于錐形瓶中，加入0.50mol/L酸性KMnO4溶液20.00mL，塞緊塞子，振蕩讓其充分反應(yīng)；②過量的酸性KMnO4溶液用1.00mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定；③重復(fù)①、②實驗三次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00mL。(5)第②步中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(6)該樣品的純度為________。(7)Ⅰ中所測的純度明顯大于Ⅲ，分析可能的原因是________________________________________________________________________。【答案】(1)取最后一次洗滌溶液1～2mL于一支潔凈的小試管中，向試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加幾滴AgNO3溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，說明已洗凈(2)調(diào)節(jié)儲液瓶與量氣管的相對高度，讓兩邊液面在同一水平線上(3)CD(4)eq\f(V1－V2×10－3×126,22.4m)(5)5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(6)60%(7)久置的Na2SO3可能部分被氧化為Na2SO4，導(dǎo)致生成的BaSO3沉淀質(zhì)量增大【解析】(3)恒壓滴液漏斗因為有玻璃管連通抽濾瓶和漏斗，體系壓強保持一致，使漏斗中的液體順利滴下，另一方面，本實驗中加入的液體也會占用體積，恒壓滴液漏斗可以減小加入液體體積對測量氣體體積的誤差，C、D選。(4)生成的SO2體積為(V1－V2)mL，物質(zhì)的量為eq\f(V1－V2×10－3L,22.4L/mol)＝eq\f(V1－V2×10－3,22.4)mol，則Na2SO3的純度為eq\f(\f(V1－V2×10－3,22.4)mol×126g/mol,mg)＝eq\f(V1－V2×10－3×126,22.4m)。(6)與1.00mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量為eq\f(1,5)n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝eq\f(1,5)×1.00mol/L×30×10－3L＝6×10－3mol，則與亞硫酸鈉反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量為0.50mol/L×20×10－3L－6×10－3mol＝4×10－3mol，再根據(jù)反應(yīng)2MnOeq\o\al(－,4)＋5SOeq\o\al(2－,3)＋6H＋=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(2－,4)＋3H2O，可得亞硫酸鈉的物質(zhì)的量＝eq\f(5,2)×4×10－3mol＝1×10－2mol，則樣品的純度為eq\f(1×10－2mol×126g/mol,2.10g)×100%＝60%。2.(2023·梅州一模)乙二酸俗稱草酸(H2C2O4)，是一種二元弱酸，易溶于水，具有還原性。25℃時，H2C2O4的電離平衡常數(shù)Ka1＝5.6×10－2，Ka2＝1.5×10－4。Ⅰ.學(xué)習(xí)小組甲用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的草酸溶液。(1)H2C2O4中C元素的化合價是________，寫出NaHC2O4的電離方程式：________________________________________________________________________。(2)某學(xué)生的滴定方式(夾持部分略去)如圖1所示，合理的是________(填“a”或“b”)，由圖2可知消耗KMnO4溶液體積為________mL，若滴定終點時俯視滴定管刻度讀數(shù)，則由此測得的草酸溶液的物質(zhì)的量濃度會________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。Ⅱ.學(xué)習(xí)小組乙查閱文獻(xiàn)獲得以下信息：①三水三草酸合鐵酸鉀[K3Fe(C2O4)3·3H2O]為翠綠色晶體，光照易分解，[Fe(C2O4)3]3－是一種穩(wěn)定的配離子，能類似于Fe(SCN)3中的[Fe(SCN)]2＋在溶液中穩(wěn)定存在。[Fe(C2O4)3]3－和[Fe(SCN)]2＋存在平衡：ⅰ.[Fe(SCN)]2＋(紅色)Fe3＋＋SCN－K＝1.1×10－3；ⅱ.[Fe(C2O4)3]3－Fe3＋＋3C2Oeq\o\al(2－,4)K＝6.3×10－21。②相同條件下，C2Oeq\o\al(2－,4)的還原性強于Fe2＋；③FeC2O4·2H2O為黃色固體，微溶于水，可溶于強酸。探究Fe3＋和草酸根離子在溶液中的反應(yīng)實驗如下：操作現(xiàn)象在避光處，向10mL0.5mol/LFeCl3溶液中緩慢加入0.5mol/LK2C2O4溶液至過量，攪拌，充分反應(yīng)后，冰水浴冷卻，過濾得到翠綠色溶液和翠綠色晶體(3)取上述實驗中少量晶體洗凈，配成溶液，滴加KSCN溶液，不變紅，原因是________________________________________________________________(結(jié)合ⅰ、ⅱ平衡，用必要的化學(xué)用語和數(shù)據(jù)解釋原因)，繼續(xù)加入硫酸，溶液變紅，說明加入硫酸，H＋與C2Oeq\o\al(2－,4)結(jié)合使ⅱ平衡________移動(填“正向”或“逆向”)。經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)上述實驗中Fe3＋和C2Oeq\o\al(2－,4)未發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(4)取上述實驗中少量的翠綠色溶液于試管中光照一段時間，產(chǎn)生黃色沉淀和氣泡，離子方程式為2[Fe(C2O4)3]3－＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4·2H2O↓＋3C2Oeq\o\al(2－,4)＋2CO2↑，用單線橋法在該離子方程式中表示電子轉(zhuǎn)移情況：____________________。(5)寫出一種利用鹽類水解原理在生產(chǎn)或生活中應(yīng)用的實例：?！敬鸢浮?1)＋3NaHC2O4=Na＋＋HC2Oeq\o\al(－,4)(2)b26.10偏小(3)[Fe(C2O4)3]3－＋SCN－[Fe(SCN)]2＋＋3C2Oeq\o\al(2－,4)K≈5.7×10－18，該反應(yīng)的K值極小，很難發(fā)生正向(4)eq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4·2H2O↓＋3C2Oeq\o\al(2－,4)＋2CO2↑(5)明礬凈水或泡沫滅火器等3.(2023·深圳一調(diào))某學(xué)習(xí)小組將Cu與H2O2溶液在酸性條件下的反應(yīng)設(shè)計為原電池，并進(jìn)行相關(guān)實驗探究?；卮鹣铝袉栴}：Ⅰ.實驗準(zhǔn)備：稀硫酸的配制(1)配制100mL0.3mol/LH2SO4溶液，需6mol/LH2SO4溶液的體積為________mL。在實驗室配制上述溶液的過程中，下圖所示儀器，需要用到的是______________(填儀器名稱)。(2)Cu與H2O2溶液在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式為。Ⅱ.實驗探究：利用相關(guān)原電池裝置進(jìn)行實驗，探究物質(zhì)氧化性或還原性的影響因素。[查閱資料]其他條件相同時，參與原電池反應(yīng)的氧化劑(或還原劑)的氧化性(或還原性)越強，原電池的電壓越大。利用如表所示裝置進(jìn)行實驗1～4，