2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新高考版）大單元6 第16章　第74講　以性質(zhì)為主的探究類綜合實(shí)驗(yàn)

第74講以性質(zhì)為主的探究類綜合實(shí)驗(yàn)[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.能根據(jù)不同情景、不同類型實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)評(píng)價(jià)或設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的簡(jiǎn)單方案。2.建立解答探究類綜合實(shí)驗(yàn)的思維模型。類型一物質(zhì)性質(zhì)的探究1．物質(zhì)性質(zhì)探究類實(shí)驗(yàn)的類型(1)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(2)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(或官能團(tuán))設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案2．物質(zhì)性質(zhì)探究類實(shí)驗(yàn)的常見(jiàn)操作及原因操作目的或原因沉淀水洗除去××(可溶于水)雜質(zhì)沉淀用乙醇洗滌a.減小固體的溶解度；b.除去固體表面吸附的雜質(zhì)；c.乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥冷凝回流防止××蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系；提高××物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率控制溶液pH防止××離子水解；防止××離子沉淀；確?！痢岭x子沉淀完全；防止××溶解等“趁熱過(guò)濾”后，有時(shí)先向?yàn)V液中加入少量水，加熱至沸騰，然后再“冷卻結(jié)晶”稀釋溶液，防止降溫過(guò)程中雜質(zhì)析出，提高產(chǎn)品的純度加過(guò)量A試劑使B物質(zhì)反應(yīng)完全(或提高B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率等)溫度不高于××℃溫度過(guò)高××物質(zhì)分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)或××物質(zhì)揮發(fā)(如濃硝酸、濃鹽酸)或××物質(zhì)氧化(如Na2SO3等)或促進(jìn)××物質(zhì)水解(如AlCl3等)減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))減小壓強(qiáng)，使液體沸點(diǎn)降低，防止××物質(zhì)受熱分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制××離子的水解(如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時(shí)需在HCl氣流中進(jìn)行，加熱MgCl2·6H2O制MgCl2時(shí)需在HCl氣流中進(jìn)行等)配制某溶液前先煮沸水除去溶解在水中的氧氣，防止××物質(zhì)被氧化反應(yīng)容器中用玻璃管和大氣相通指示容器中壓強(qiáng)大小，避免反應(yīng)容器中壓強(qiáng)過(guò)大1．(2021·福建，12)NaNO2溶液和NH4Cl溶液可發(fā)生反應(yīng)：NaNO2＋NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))N2↑＋NaCl＋2H2O。為探究反應(yīng)速率與c(NaNO2)的關(guān)系，利用如圖裝置(夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟：往A中加入一定體積(V)的2.0mol·L－1NaNO2溶液、2.0mol·L－1NH4Cl溶液和水，充分?jǐn)嚢??？刂企w系溫度，通過(guò)分液漏斗往A中加入1.0mol·L－1醋酸，當(dāng)導(dǎo)管口氣泡均勻穩(wěn)定冒出時(shí)，開(kāi)始用排水法收集氣體，用秒表測(cè)量收集1.0molN2所需的時(shí)間，重復(fù)多次取平均值(t)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)儀器A的名稱為_(kāi)_______。(2)檢驗(yàn)裝置氣密性的方法：關(guān)閉止水夾K，_________________________________________________________________________________________________________。(3)若需控制體系的溫度為36℃，采取的合理加熱方式為_(kāi)_________________。(4)每組實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，反應(yīng)物濃度變化很小，忽略其對(duì)反應(yīng)速率測(cè)定的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)編號(hào)V/mLt/sNaNO2溶液NH4Cl溶液醋酸水14.0V14.08.03342V24.04.0V315038.04.04.04.083412.04.04.00.038①V1＝________，V3＝________。②該反應(yīng)的速率方程為v＝k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H＋)，k為反應(yīng)速率常數(shù)。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得m＝________(填整數(shù))。③醋酸的作用是_________________________________________________________。(5)如果用同濃度的鹽酸代替醋酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1，NaNO2與鹽酸反應(yīng)生成HNO2，HNO2分解產(chǎn)生等物質(zhì)的量的兩種氣體，反應(yīng)結(jié)束后，A中紅棕色氣體逐漸變淺，裝置中還能觀察到的現(xiàn)象有____________________。HNO2分解的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________。答案(1)錐形瓶(2)通過(guò)分液漏斗往A中加水，一段時(shí)間后水難以滴入，則氣密性良好(3)水浴加熱(4)①4.06.0②2③作催化劑，加快反應(yīng)速率(5)量筒中收集到無(wú)色氣體，導(dǎo)管里上升一段水柱2HNO2=NO↑＋NO2↑＋H2O解析(4)①為探究反應(yīng)速率與c(NaNO2)的關(guān)系，NH4Cl濃度不變，根據(jù)數(shù)據(jù)3和4可知溶液總體積為20.0mL，故V1為4.0；根據(jù)變量單一可知V2為6.0，V3為6.0。②濃度增大化學(xué)反應(yīng)速率加快，根據(jù)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)3的c(NaNO2)是實(shí)驗(yàn)1的2倍，實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3所用的時(shí)間比eq\f(334,83)≈4，根據(jù)分析可知速率和NaNO2濃度的平方成正比，故m＝2。(5)HNO2分解產(chǎn)生等物質(zhì)的量的兩種氣體，根據(jù)氧化還原反應(yīng)可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HNO2=NO↑＋NO2↑＋H2O，反應(yīng)結(jié)束后量筒收集到NO，因?yàn)镹O2溶于水生成NO，A中紅棕色氣體逐漸變淺，錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)降低，導(dǎo)管里上升一段水柱。2．(2023·江西上饒統(tǒng)考一模)碘化亞銅(CuI)是重要的有機(jī)催化劑。某學(xué)習(xí)小組用如圖裝置制備CuI，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究其性質(zhì)。已知：碘化亞銅(CuI)是白色固體，難溶于水，易與KI形成K[CuI2]，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。(1)儀器D的名稱是____________。(2)實(shí)驗(yàn)完畢后，用圖2所示裝置分離CuI的突出優(yōu)點(diǎn)是_______________________。(3)某同學(xué)向裝置C的燒杯中傾倒NaOH溶液時(shí)，不慎將少量溶液濺到皮膚上，處理的方法是________________________________________________________________________。(4)裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________________________________________________________________________。(5)小組同學(xué)設(shè)計(jì)下表方案對(duì)CuI的性質(zhì)進(jìn)行探究：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象Ⅰ取少量CuI放入試管中，加入KI溶液，白色固體溶解得到無(wú)色溶液；加水，又生成白色沉淀Ⅱ取少量CuI放入試管中，加入NaOH溶液，振蕩，產(chǎn)生磚紅色沉淀。過(guò)濾，向所得上層清液中滴加淀粉溶液，無(wú)明顯變化；將磚紅色沉淀溶于稀硫酸，產(chǎn)生紅色固體和藍(lán)色溶液①在實(shí)驗(yàn)Ⅰ中“加水，又生成白色沉淀”的原理是___________________________________________________________________________________________________。②根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ，CuI與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________________________________________________________。(6)測(cè)定CuI樣品純度。取agCuI樣品與適量NaOH溶液充分反應(yīng)后，過(guò)濾；在濾液中加入足量的酸化的雙氧水，滴幾滴淀粉溶液，用bmol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液的體積為VmL[已知：滴定反應(yīng)為I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)(無(wú)色)＋2I－]。該樣品純度為_(kāi)_______(用含a、b、V的代數(shù)式表示)。如果其他操作均正確，僅滴定前盛標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管用蒸餾水洗凈后沒(méi)有用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗，測(cè)得結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。答案(1)恒壓滴液漏斗(2)過(guò)濾速率快(3)立即用大量水沖洗，再涂上稀硼酸溶液(4)2Cu2＋＋SO2＋2I－＋2H2O=2CuI↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋(5)①無(wú)色溶液中存在平衡：I－＋CuI[CuI2]－，加水，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化成更多的CuI，因其難溶于水而析出②2CuI＋2NaOH=Cu2O＋2NaI＋H2O(6)eq\f(191bV,10a)%偏高解析(2)圖2裝置有抽氣泵，可以降低布氏漏斗下部的氣體壓強(qiáng)，布氏漏斗上部氣體壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)，由于上部壓強(qiáng)大于下部壓強(qiáng)，混合物質(zhì)中的液體在重力及上下氣體壓強(qiáng)作用下可以迅速過(guò)濾，分離得到CuI固體，即該裝置的優(yōu)點(diǎn)是過(guò)濾速率快。(4)在裝置B中SO2、CuSO4、KI發(fā)生氧化還原反應(yīng)制取CuI，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒，結(jié)合物質(zhì)的拆分原則，可知該反應(yīng)的離子方程式為2Cu2＋＋SO2＋2I－＋2H2O=2CuI↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。(6)agCuI樣品與適量NaOH溶液充分反應(yīng)：2CuI＋2NaOH=Cu2O＋2NaI＋H2O，過(guò)濾后，向?yàn)V液中加入足量的酸化的雙氧水，發(fā)生反應(yīng)：2I－＋H2O2＋2H＋=I2＋2H2O，再以淀粉溶液為指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)(無(wú)色)＋2I－，當(dāng)恰好反應(yīng)完全時(shí)，溶液藍(lán)色褪去。根據(jù)反應(yīng)方程式可得關(guān)系式：2CuI～2NaI～I(xiàn)2～2Na2S2O3，n(CuI)＝n(Na2S2O3)＝bV×10－3mol，則樣品中CuI的純度為eq\f(bV×10－3mol×191g·mol－1,ag)×100%＝eq\f(191bV,10a)%。如果其他操作均正確，僅滴定前盛標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管用蒸餾水洗凈后沒(méi)有用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，會(huì)因標(biāo)準(zhǔn)溶液被稀釋而使其濃度變小，CuI反應(yīng)產(chǎn)生的NaI溶液消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大，最終使測(cè)得的結(jié)果偏高。類型二反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)機(jī)理的探究1．解答產(chǎn)物確定題的思路分析由性質(zhì)確定反應(yīng)產(chǎn)物是解此類題目的根本思路，而題目中所涉及的物質(zhì)，一般分為兩類。第一類常見(jiàn)的熟悉物質(zhì)要注意物質(zhì)的特殊性質(zhì)，比如顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性等物理性質(zhì)，或能與哪些物質(zhì)反應(yīng)生成特殊的沉淀、氣體等化學(xué)性質(zhì)第二類能類比遷移的陌生物質(zhì)雖然平時(shí)接觸不多，但其某種組成成分、結(jié)構(gòu)成分(如離子、原子團(tuán)、官能團(tuán)等)必然學(xué)過(guò)，則可以考慮與其結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)的性質(zhì)，進(jìn)而推斷其具體組成2.文字表述題的各種答題規(guī)范(1)沉淀洗滌是否完全的檢驗(yàn)答題模板取少許最后一次洗滌液，滴入少量……溶液(試劑)，若……(現(xiàn)象)，表示已經(jīng)洗滌完全。解答此類題目要注意四個(gè)得分點(diǎn)：取樣＋試劑＋現(xiàn)象＋結(jié)論。取樣要取“少許最后一次”洗滌液試劑選擇合理的試劑現(xiàn)象須有明顯的現(xiàn)象描述結(jié)論根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論(2)實(shí)驗(yàn)操作的原因、目的、作用的答題要點(diǎn)答題要素明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤鍪裁疵鞔_操作目的：為什么這樣做明確結(jié)論：這樣做會(huì)有什么結(jié)果？理由是什么得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞操作：怎么“做”，為什么這樣“做”作用：須有明確的結(jié)論、判斷、理由(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確、全面描述答題要素現(xiàn)象描述要全面：看到的、聽(tīng)到的、觸摸到的、聞到的現(xiàn)象描述要準(zhǔn)確：如A試管中……B處有……按“現(xiàn)象＋結(jié)論”格式描述，忌現(xiàn)象結(jié)論不分、由理論推現(xiàn)象、指出具體生成物的名稱得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞溶液中：顏色由……變成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液變渾濁，生成(產(chǎn)生)……沉淀，溶液發(fā)生倒吸，產(chǎn)生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出)，有液體溢出等固體：表面產(chǎn)生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色由……變成……等氣體：生成……色(味)氣體，氣體由……色變成……色，先變……后……(加深、變淺、褪色)等(4)試劑的作用的答題模板答題要素試劑的作用是什么？要達(dá)到的目的是什么得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準(zhǔn)確作用—目的類：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要準(zhǔn)確全面1．(2023·北京，19)資料顯示，I2可以將Cu氧化為Cu2＋。某小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究Cu被I2氧化的產(chǎn)物及銅元素的價(jià)態(tài)。已知：I2易溶于KI溶液，發(fā)生反應(yīng)I2＋I(xiàn)－Ieq\o\al(－,3)(紅棕色)；I2和Ieq\o\al(－,3)氧化性幾乎相同。(1)將等體積的KI溶液加入到mmol銅粉和nmolI2(n>m)的固體混合物中，振蕩。實(shí)驗(yàn)記錄如下：c(KI)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)Ⅰ0.01mol·L－1極少量I2溶解，溶液為淡紅色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為白色沉淀，溶液仍為淡紅色實(shí)驗(yàn)Ⅱ0.1mol·L－1部分I2溶解，溶液為紅棕色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為白色沉淀，溶液仍為紅棕色實(shí)驗(yàn)Ⅲ4mol·L－1I2完全溶解，溶液為深紅棕色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉完全溶解，溶液為深紅棕色①初始階段，Cu被氧化的反應(yīng)速率：實(shí)驗(yàn)Ⅰ________(填“>”“<”或“＝”)實(shí)驗(yàn)Ⅱ。②實(shí)驗(yàn)Ⅲ所得溶液中，被氧化的銅元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2＋(藍(lán)色)或[CuI2]－(無(wú)色)，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究：步驟a.取實(shí)驗(yàn)Ⅲ的深紅棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。步驟b.取分液后的無(wú)色水溶液，滴入濃氨水。溶液顏色變淺藍(lán)色，并逐漸變深。ⅰ.步驟a的目的是_______________________________________________________。ⅱ.查閱資料，2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I(xiàn)2，[Cu(NH3)2]＋(無(wú)色)容易被空氣氧化。用離子方程式解釋步驟b的溶液中發(fā)生的變化：_________________________________________。③結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅲ，推測(cè)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實(shí)驗(yàn)Ⅰ中銅被氧化的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。分別取實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ充分反應(yīng)后的固體，洗滌后得到白色沉淀，加入濃KI溶液，______________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)，觀察到少量紅色的銅。分析銅未完全反應(yīng)的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，I2僅將Cu氧化為＋1價(jià)。在隔絕空氣的條件下進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了I2能將Cu氧化為Cu2＋。裝置如圖所示，a、b分別是___________________________。(3)運(yùn)用氧化還原反應(yīng)規(guī)律，分析在上述實(shí)驗(yàn)中Cu被I2氧化的產(chǎn)物中價(jià)態(tài)不同的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)①<②ⅰ.除去Ieq\o\al(－,3)，防止干擾后續(xù)實(shí)驗(yàn)ⅱ.[CuI2]－＋2NH3·H2O=[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O③2Cu＋I(xiàn)2=2CuI(或2Cu＋KI3=2CuI＋KI)白色沉淀逐漸溶解，溶液變?yōu)闊o(wú)色銅與碘的反應(yīng)為可逆反應(yīng)(或Ieq\o\al(－,3)濃度小未能氧化全部的Cu)(2)銅、含nmolI2的4mol·L－1的KI溶液(3)在實(shí)驗(yàn)Ⅰ、實(shí)驗(yàn)Ⅱ、實(shí)驗(yàn)Ⅲ中Cu＋可以進(jìn)一步與I－結(jié)合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋濃度減小使得Cu2＋氧化性增強(qiáng)，發(fā)生反應(yīng)2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I(xiàn)2和2Cu2＋＋6I－=2[CuI2]－＋I(xiàn)2解析(1)①I2在水中溶解度很小，銅主要被Ieq\o\al(－,3)氧化，初始階段，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中I－的濃度比實(shí)驗(yàn)Ⅰ中I－的濃度更大，生成Ieq\o\al(－,3)的速率更快，則實(shí)驗(yàn)Ⅱ中Cu被氧化的速率更快。②ⅰ.加入CCl4，I2＋I(xiàn)－Ieq\o\al(－,3)平衡逆向移動(dòng)，可以除去Ieq\o\al(－,3)，防止干擾后續(xù)實(shí)驗(yàn)。ⅱ.加入濃氨水后[CuI2]－轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)2]＋，無(wú)色的[Cu(NH3)2]＋被氧化為藍(lán)色的[Cu(NH3)4]2＋。③結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅲ，推測(cè)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實(shí)驗(yàn)Ⅰ中銅被氧化的化學(xué)方程式是2Cu＋I(xiàn)2=2CuI或2Cu＋KI3=2CuI＋KI；加入濃KI溶液，發(fā)生反應(yīng)CuI＋I(xiàn)－=[CuI2]－，則可以觀察到的現(xiàn)象是白色沉淀逐漸溶解，溶液變?yōu)闊o(wú)色。(2)要驗(yàn)證I2能將Cu氧化為Cu2＋，需設(shè)計(jì)原電池負(fù)極材料a為Cu，b為含nmolI2的4mol·L－1的KI溶液。2．某化學(xué)小組實(shí)驗(yàn)探究SO2與AgNO3溶液的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)一：用如圖裝置制備SO2，并將足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反應(yīng)，得到無(wú)色溶液A和白色沉淀B(省略?shī)A持、加熱儀器)。(1)制備的SO2中會(huì)混有少量的SO3，原因可能為_(kāi)_____________________________________________________________________________________________________。為了排除SO3的干擾，試劑a可以為_(kāi)_______(填字母)。a．濃硫酸b．飽和Na2SO3溶液c．飽和NaHS溶液d．飽和NaHSO3溶液實(shí)驗(yàn)二：驗(yàn)證白色沉淀B的成分。分析：沉淀B可能為Ag2SO3、Ag2SO4或兩者混合物。滴加氨水可釋出其陰離子，便于后續(xù)檢驗(yàn)。相關(guān)反應(yīng)為①Ag2SO3＋4NH3·H2O=2[Ag(NH3)2]＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋4H2O；②Ag2SO4＋4NH3·H2O=2[Ag(NH3)2]＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O。流程如下：(2)欲檢驗(yàn)溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已經(jīng)過(guò)量，請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法：__________________________________________________________________________________。(3)沉淀D中主要含BaSO3，理由是________________________________________________________________________________________________________________。向?yàn)V液E中加入H2O2溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象是__________________________________________________________________________________________________________，可進(jìn)一步證實(shí)B中含Ag2SO3。實(shí)驗(yàn)三：探究SOeq\o\al(2－,4)的產(chǎn)生途徑。猜想1：實(shí)驗(yàn)一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，隨沉淀B進(jìn)入D。猜想2：實(shí)驗(yàn)二中，SOeq\o\al(2－,3)被氧化為SOeq\o\al(2－,4)進(jìn)入D。(4)取少量溶液A，滴加過(guò)量鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀。靜置后，取上層清液再滴加BaCl2溶液，未出現(xiàn)白色沉淀，可判斷猜想1不合理。理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)不同反應(yīng)的速率也有所不同。將實(shí)驗(yàn)一所得混合物放置一段時(shí)間，也會(huì)有SOeq\o\al(2－,4)生成，同時(shí)生成單質(zhì)Ag。請(qǐng)從化學(xué)反應(yīng)速率的角度分析原因：________________________________________________________________________________________________。(6)實(shí)驗(yàn)探究可知，SOeq\o\al(2－,3)在________(填“酸性”“中性”或“堿性”)溶液中更易被氧化為SOeq\o\al(2－,4)。答案(1)濃硫酸或硫酸銅受熱分解產(chǎn)生SO3ad(2)往上層清液中繼續(xù)滴加Ba(NO3)2溶液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生，表明Ba(NO3)2已過(guò)量，否則未過(guò)量(3)BaSO3易溶于鹽酸，而B(niǎo)aSO4不溶于鹽酸，加入過(guò)量稀鹽酸后，只有少量沉淀剩余，則表明大部分沉淀為BaSO3有白色沉淀生成(4)Ag2SO4溶解度大于BaSO4，沒(méi)有BaSO4時(shí)，必定沒(méi)有Ag2SO4(5)SO2與AgNO3溶液反應(yīng)生成Ag2SO3和H＋，同時(shí)生成少量Ag2SO4，既能發(fā)生沉淀反應(yīng)，又能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，但沉淀反應(yīng)的速率比氧化還原反應(yīng)快(6)堿性解析(1)制備的SO2中會(huì)混有少量的SO3，燒瓶?jī)?nèi)沒(méi)有SO2催化氧化的催化劑，則不是SO2氧化生成，原因可能為濃硫酸或硫酸銅受熱分解產(chǎn)生SO3。為了排除SO3的干擾，試劑a可以為濃硫酸或飽和NaHSO3溶液，故選ad。(2)欲檢驗(yàn)溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已經(jīng)過(guò)量，可檢驗(yàn)溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)。(3)濾液E中含有亞硫酸，加入H2O2溶液后，被氧化為硫酸，與Ba2＋反應(yīng)生成BaSO4白色沉淀。(4)取少量溶液A，滴加過(guò)量鹽酸，產(chǎn)生AgCl白色沉淀。靜置后，取上層清液再滴加BaCl2溶液，未出現(xiàn)BaSO4白色沉淀，則表明溶液中不含有SOeq\o\al(2－,4)，可判斷猜想1不合理。(5)將實(shí)驗(yàn)一所得混合物放置一段時(shí)間，也會(huì)有SOeq\o\al(2－,4)生成，同時(shí)生成單質(zhì)Ag，則起初未生成Ag2SO4，從而表明生成Ag2SO4的反應(yīng)速率慢。(6)實(shí)驗(yàn)探究可知，酸性溶液中一段時(shí)間后才生成SOeq\o\al(2－,4)，而堿性溶液中，SOeq\o\al(2－,3)中混有SOeq\o\al(2－,4)，從而表明SOeq\o\al(2－,3)在堿性溶液中更易被氧化為SOeq\o\al(2－,4)。反應(yīng)機(jī)理類探究性實(shí)驗(yàn)解題流程課時(shí)精練1．(2020·全國(guó)卷Ⅰ，27)為驗(yàn)證不同化合價(jià)鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)由FeSO4·7H2O固體配制0.10mol·L－1FeSO4溶液，需要的儀器有藥匙、玻璃棒、________________________________________________________________________________________________________________________________________________(從下列圖中選擇，寫(xiě)出名稱)。(2)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽(yáng)離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且電遷移率(u∞)應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇________作為電解質(zhì)。陽(yáng)離子u∞×108/(m2·s－1·V－1)陰離子u∞×108/(m2·s－1·V－1)Li＋4.07HCOeq\o\al(－,3)4.61Na＋5.19NOeq\o\al(－,3)7.40Ca2＋6.59Cl－7.91K＋7.62SOeq\o\al(2－,4)8.27(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極。可知，鹽橋中的陽(yáng)離子進(jìn)入________電極溶液中。(4)電池反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)得鐵電極溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1。石墨電極上未見(jiàn)Fe析出?？芍?，石墨電極溶液中c(Fe2＋)＝____________________________。(5)根據(jù)(3)、(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知石墨電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________，鐵電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________。因此，驗(yàn)證了Fe2＋氧化性小于________，還原性小于________。(6)實(shí)驗(yàn)前需要對(duì)鐵電極表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液，將鐵電極浸泡一段時(shí)間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成的方法是_______________________________________________________________________________________。答案(1)燒杯、量筒、托盤天平(2)KCl(3)石墨(4)0.09mol·L－1(5)Fe3＋＋e－=Fe2＋Fe－2e－=Fe2＋Fe3＋Fe(6)取活化后溶液少許于試管中，加入KSCN溶液，若溶液不出現(xiàn)紅色，說(shuō)明活化反應(yīng)完成解析(2)鹽橋中陰、陽(yáng)離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，兩燒杯溶液中含有Fe2＋、Fe3＋和SOeq\o\al(2－,4)，Ca2＋與SOeq\o\al(2－,4)生成微溶于水的CaSO4，F(xiàn)e2＋、Fe3＋均與HCOeq\o\al(－,3)反應(yīng)，酸性條件下NOeq\o\al(－,3)與Fe2＋發(fā)生反應(yīng)，故鹽橋中不能含有Ca2＋、HCOeq\o\al(－,3)和NOeq\o\al(－,3)。K＋和Cl－的電遷移率(u∞)相差較小，故鹽橋中應(yīng)選擇KCl作為電解質(zhì)。(4)假設(shè)兩個(gè)燒杯中溶液體積均為VL，鐵電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，一段時(shí)間后，鐵電極溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1，則電路中通過(guò)的電子為0.02mol·L－1×VL×2＝0.04Vmol。石墨電極上未見(jiàn)Fe析出，則石墨電極反應(yīng)式為Fe3＋＋e－=Fe2＋，據(jù)得失電子守恒可知，石墨電極生成的Fe2＋為0.04Vmol，故石墨電極溶液中c(Fe2＋)＝eq\f(0.05mol·L－1×VL＋0.04Vmol,VL)＝0.09mol·L－1。(6)鐵電極表面發(fā)生活化反應(yīng)：Fe＋Fe2(SO4)3=3FeSO4，活化反應(yīng)完成后，溶液中不含F(xiàn)e3＋。2．(2023·廣州模擬)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(shí)驗(yàn)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(jì)成原電池，氧化反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，還原反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________________。(2)當(dāng)氯氣不再逸出時(shí)，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(shí)驗(yàn)任務(wù)探究離子濃度對(duì)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(shì)(φ)是表征氧化劑的氧化性(或還原劑的還原性)強(qiáng)弱的物理量。電極電勢(shì)越大，氧化劑的氧化性越強(qiáng)；電極電勢(shì)越小，還原劑的還原性越強(qiáng)。驗(yàn)證猜想用0.10mol·L－1H2SO4溶液、0.10mol·L－1MnSO4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(cè)定其電極電勢(shì)φ，進(jìn)行表中實(shí)驗(yàn)1～3，數(shù)據(jù)記錄如表。實(shí)驗(yàn)序號(hào)V(H2SO4)/mLV(MnSO4)/mLV(H2O)/mL電極電勢(shì)/V120200φ12mn10φ23201010φ3①根據(jù)實(shí)驗(yàn)1和2的結(jié)果，猜想a成立。補(bǔ)充數(shù)據(jù)：m＝________，n＝________。②根據(jù)實(shí)驗(yàn)1和3的結(jié)果，猜想b成立。判斷依據(jù)是________(用電極電勢(shì)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(qiáng)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________________________________________________________。答案(1)Cl2MnO2＋2e－＋4H＋=2H2O＋Mn2＋(2)①1020②φ1<φ3③NaCl又產(chǎn)生黃綠色氣體解析(2)①分析表格數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)1為對(duì)比實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)3改變了MnSO4溶液的體積，實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3組合研究Mn2＋濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響。那么實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)1組合可以研究H＋濃度的影響，所以改變H2SO4溶液的體積而不改變MnSO4溶液的體積，同時(shí)保證總體積為40mL，則m＝10、n＝20。②隨著Mn2＋濃度增大MnO2氧化性減弱，電極電勢(shì)降低，即φ1<φ3。③已知溶液中c(H＋)減小、c(Mn2＋)增大，MnO2氧化性減弱，保證單一變量，只改變Cl－的量，可加入NaCl固體，若加熱又產(chǎn)生黃綠色氣體，說(shuō)明Cl－的濃度增大其還原性增強(qiáng)。3．(2023·天津河?xùn)|區(qū)一模)某小組同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置制備高鐵酸鉀K2FeO4(夾持裝置略)，同時(shí)探究制備的適宜條件，已知：常溫下，K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液。(1)裝置A反應(yīng)中的氧化劑為_(kāi)______________________________________________。(2)進(jìn)一步設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)，探究在不同試劑a對(duì)K2FeO4產(chǎn)率的影響。已知實(shí)驗(yàn)中，溶液總體積、FeCl3和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量、Cl2的通入量均相同。實(shí)驗(yàn)編號(hào)試劑a實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象ⅰFeCl3溶液和少量KOH無(wú)明顯現(xiàn)象ⅱFeCl3溶液和過(guò)量KOH得到紫色溶液，無(wú)紫色固體ⅲFe(NO3)3溶液和過(guò)量KOH得到深紫色溶液，有紫色固體①對(duì)比實(shí)驗(yàn)ⅰ與ⅱ現(xiàn)象，提出假設(shè)；“實(shí)驗(yàn)ⅱ溶液堿性較強(qiáng)，增強(qiáng)＋3價(jià)鐵的還原性”，驗(yàn)證此假設(shè)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：當(dāng)通入Cl2，電壓表示數(shù)為V1；再向右側(cè)燒杯中加入的試劑為_(kāi)_______，電壓表示數(shù)為V2；且觀察V1________(填“>”“<”或“＝”)V2，證明上述假設(shè)成立。②配平實(shí)驗(yàn)ⅲ中反應(yīng)的離子方程式：eq\x()Fe3＋＋eq\x()Cl2＋eq\x()eq\x()FeOeq\o\al(2－,4)＋eq\x()Cl－＋eq\x()③實(shí)驗(yàn)ⅱ中K2FeO4的產(chǎn)率比實(shí)驗(yàn)ⅲ的低，其原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)隨著反應(yīng)的發(fā)生，裝置B中不斷有白色片狀固體產(chǎn)生。①結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋該現(xiàn)象：_____________________________________________________________________________________________________________________。②若拆除裝置B，而使K2FeO4的產(chǎn)率降低的原因是__________________________________________________________________________________________________。(4)向?qū)嶒?yàn)ⅱ所得紫色溶液中繼續(xù)通入Cl2，溶液紫色變淺，K2FeO4的產(chǎn)率降低?？赡茉蚴峭ㄈ氲腃l2消耗了KOH，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________。(5)綜上可知制備K2FeO4，所需的適宜條件是________________________________________________________________________________________________________。答案(1)KMnO4(2)①KOH<②2316OH－268H2O③反應(yīng)存在平衡16OH－＋2Fe3＋＋3Cl22FeOeq\o\al(2－,4)＋6Cl－＋8H2O，當(dāng)為FeCl3時(shí)增加了Cl－濃度，使平衡逆向移動(dòng)，產(chǎn)率降低(3)①吸入的HCl增加了Cl－濃度，使NaCl(s)Na＋(aq)＋Cl－(aq)平衡逆向移動(dòng)，產(chǎn)生NaCl晶體②HCl與KOH反應(yīng)，溶液堿性減弱，＋3價(jià)鐵的還原性減弱，產(chǎn)率降低(4)2OH－＋Cl2=Cl－＋ClO－＋H2O(5)Fe(NO3)3溶液和過(guò)量KOH、適量Cl2解析(2)①本實(shí)驗(yàn)探究堿性較強(qiáng)會(huì)增強(qiáng)Fe3＋的還原性，只需改變Fe3＋溶液的堿性即可，即向右池中加入KOH，觀察到電壓增大。②Fe3＋被Cl2氧化為FeOeq\o\al(2－,4)，而Cl2變?yōu)镃l－，按化合價(jià)升降守恒配平，由于堿性環(huán)境需要加入OH－，該反應(yīng)為16OH－＋2Fe3＋＋3Cl22FeOeq\o\al(2－,4)＋6Cl－＋8H2O。③對(duì)比兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的變量，結(jié)合平衡16OH－＋2Fe3＋＋3Cl22FeOeq\o\al(2－,4)＋6Cl－＋8H2O分析，Cl－增加使平衡逆向移動(dòng)，所以實(shí)驗(yàn)ⅱ產(chǎn)率較低。(5)過(guò)量的Cl2和Cl－均會(huì)降低產(chǎn)率，而KOH會(huì)增加產(chǎn)率，所以所需的適宜條件是Fe(NO3)3溶液和過(guò)量KOH、適量Cl2。4．某小組為探究Mg與NH4Cl溶液的反應(yīng)機(jī)理，常溫下進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中所取鎂粉質(zhì)量均為0.5g，分別加入選取的實(shí)驗(yàn)試劑中，資料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－對(duì)該反應(yīng)幾乎無(wú)影響。實(shí)驗(yàn)實(shí)