專題6-10-性質(zhì)探究類實(shí)驗(yàn)題(解析版)

專題6.10性質(zhì)探究類實(shí)驗(yàn)題1．題型特點(diǎn)該類題型以探究物質(zhì)未知的性質(zhì)，主要包括酸堿性、氧化性、還原性、熱穩(wěn)定性等以及可能發(fā)生的反應(yīng)為主要目的。在性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)中主要考查試劑的選擇、裝置儀器的規(guī)范、步驟優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、現(xiàn)象的探究和結(jié)論的評(píng)價(jià)等綜合分析能力。2．研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法和程序3．注意事項(xiàng)(1)若探究影響性質(zhì)的因素，首先應(yīng)確定變量，其次是“定多變一”，即其他因素不變，只改變一種因素，看這種因素與探究的問(wèn)題存在怎樣的關(guān)系。(2)多角度辯證地看問(wèn)題。①研究反應(yīng)物中各微粒的性質(zhì)(即內(nèi)因)。②研究反應(yīng)條件的影響(溫度、濃度、環(huán)境中的其他物質(zhì))。[鞏固提升]1．(2016·全國(guó)卷Ⅱ，28)某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_____________________________________________________________________________。(2)甲組同學(xué)取2mLFeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是__________________________________________________。(4)丙組同學(xué)取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀；③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是________(填離子符號(hào))；實(shí)驗(yàn)①和③說(shuō)明：在I－過(guò)量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號(hào))，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為________。(5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________；一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是________________，生成沉淀的原因是_______________________________________(用平衡移動(dòng)原理解釋)。2．SO2雖是大氣污染物之一，但也是重要的工業(yè)原料，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，對(duì)SO2的部分性質(zhì)進(jìn)行了探究。(1)二氧化硫的水溶性①SO2易溶于水，常溫常壓下溶解度為1∶40，溶解過(guò)程中有H2SO3生成。向SO2的飽和溶液中加入NaHSO3固體，有氣體冒出，原因是_______________________________。(結(jié)合有關(guān)平衡方程式簡(jiǎn)要說(shuō)明)②欲驗(yàn)證酸性：H2SO3>HClO，選用下面的裝置，其連接順序：A→________________(按氣流方向用大寫字母表示即可)。能證明H2SO3的酸性強(qiáng)于HClO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為________________________________。(2)二氧化硫的還原性已知SO2具有還原性，可以還原I2，可以與Na2O2發(fā)生反應(yīng)，按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(部分固定裝置未畫出)操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋原因關(guān)閉彈簧夾2，打開彈簧夾1，將硫酸注入三頸燒瓶至浸沒固體若將帶火星的木條放在D試管口處，木條不復(fù)燃SO2與Na2O2反應(yīng)無(wú)O2生成，可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為①____________________________________若將帶火星的木條放在D試管口處，木條復(fù)燃SO2與Na2O2反應(yīng)有O2生成，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：2SO2＋2Na2O2=2Na2SO3＋O2關(guān)閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，殘余氣體進(jìn)入E、F中E中②____________E中反應(yīng)的離子方程式③______________________F中④____________F中反應(yīng)為2OH－＋SO2=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O3．某小組對(duì)碳與濃硝酸的反應(yīng)進(jìn)行探究，已知：2NaOH＋2NO2=NaNO3＋NaNO2＋H2O,2NaOH＋NO2＋NO=2NaNO2＋H2O。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：Ⅰ.甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備并收集NO(1)碳與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________。(2)裝置C的作用為__________________________________________________________。(3)乙同學(xué)認(rèn)為用裝置F代替B更合理，理由為______________________________________________________。(4)乙同學(xué)用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①將濃HNO3滴入圓底燒瓶中的操作為________________________________________________。②點(diǎn)燃A處酒精燈開始反應(yīng)后，圓底燒瓶中的現(xiàn)象為_________________________________________。Ⅱ.探究NO與Na2O2反應(yīng)已知NaNO2既有氧化性，又有還原性；J處硬質(zhì)玻璃管中制得的NaNO2中含有少量NaNO3。(5)檢驗(yàn)上圖裝置氣密性的方法為________________________________________。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明J處硬質(zhì)玻璃管中有NaNO2生成：__________________________________________。供選試劑：蒸餾水、KI-淀粉溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、稀硫酸。[強(qiáng)化練習(xí)]1．為探究催化劑對(duì)雙氧水分解的催化效果，某研究小組做了如下實(shí)驗(yàn)：(1)甲同學(xué)欲用如圖所示實(shí)驗(yàn)來(lái)確認(rèn)MnO2是H2O2分解反應(yīng)的催化劑。該實(shí)驗(yàn)________(填“能”或“不能”)達(dá)到目的，原因是_________________________________________。(2)為探究MnO2的量對(duì)催化效果的影響，乙同學(xué)分別量取50mL1%H2O2溶液加入容器中，在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，加入不同質(zhì)量的MnO2，測(cè)量所得氣體體積，數(shù)據(jù)如下：MnO2的質(zhì)量/g0.10.20.440s末O2體積/mL496186由此得出的結(jié)論是_________________________________________________________，原因是________________________________________________________________________。(3)為分析Fe3＋和Cu2＋對(duì)H2O2分解反應(yīng)的催化效果，丙同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(三支試管中均盛有10mL5%H2O2溶液)：試管ⅠⅡⅢ滴加試劑5滴0.1mol·L－1FeCl3溶液5滴0.1mol·L－1CuCl2溶液5滴0.3mol·L－1NaCl溶液產(chǎn)生氣泡情況較快產(chǎn)生細(xì)小氣泡緩慢產(chǎn)生細(xì)小氣泡無(wú)氣泡產(chǎn)生結(jié)論是________________________________________________________________________，實(shí)驗(yàn)Ⅲ的目的是___________________________________________________________。(4)查閱資料得知：將作為催化劑的FeCl3溶液加入H2O2溶液后，溶液中會(huì)發(fā)生兩個(gè)氧化還原反應(yīng)，且兩個(gè)反應(yīng)中H2O2均參加了反應(yīng)，試從催化劑的角度分析，這兩個(gè)氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是__________________________________和__________________________________(按反應(yīng)發(fā)生的順序?qū)?。(5)在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，分別檢測(cè)出溶液中有二價(jià)錳、二價(jià)鐵和一價(jià)銅，由此得出選擇作為H2O2分解反應(yīng)的催化劑需要滿足的條件是______________________________________________________________。2．某研究性學(xué)習(xí)小組在研究二氧化硫的漂白作用時(shí)，從“氯氣的漂白作用實(shí)際上是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸的漂白作用”得到啟發(fā)。為了探究起漂白作用的到底是二氧化硫本身還是二氧化硫與水作用的產(chǎn)物，該小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題。(1)實(shí)驗(yàn)室用亞硫酸鈉粉末跟硫酸反應(yīng)制取二氧化硫，現(xiàn)有下列三種硫酸溶液，應(yīng)選用________(填字母)。A．98%濃硫酸B．70%硫酸C．10%稀硫酸(2)為了探究干燥的SO2能否使品紅褪色，該同學(xué)選擇了正確的藥品后設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)中的不合理之處。①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(3)該同學(xué)選擇了正確裝置后，實(shí)驗(yàn)中控制二氧化硫以大約每秒3個(gè)氣泡的速度通過(guò)品紅的酒精溶液時(shí)，經(jīng)過(guò)一小時(shí)后，品紅仍不褪色。為此，你認(rèn)為使品紅的水溶液褪色的微?？赡苁莀__________________________________。(4)該同學(xué)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)如下：取等量相同濃度的品紅水溶液于兩支試管中，再分別加入少量亞硫酸鈉固體和亞硫酸氫鈉固體，兩支試管中的品紅都褪色，他得出的結(jié)論：使品紅褪色的微粒肯定是HSOeq\o\al(－,3)或SOeq\o\al(2－,3)。你認(rèn)為他的結(jié)論是否正確：_______________________________，其理由是____________________________________________________________。3．(2018·貴州模擬)已知：NOx能與Na2O2反應(yīng)；NO和NO2均能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成NOeq\o\al(－,3)和Mn2＋。Ⅰ.用如圖所示裝置(略去夾持儀器)可制得少量亞硝酸鈉(2NO＋Na2O2=2NaNO2)。(1)B、D的儀器名稱是________，D的作用是___________________________________________________。(2)通NO前，需先通一段時(shí)間N2，目的是____________________________________________________。(3)E中主要反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________。(4)常溫下，測(cè)得實(shí)驗(yàn)前后C的質(zhì)量差值為0.30g，則制得NaNO2為________g。Ⅱ.NO2和Na2O2都有較強(qiáng)氧化性，為探究NO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物，提出如下假設(shè)：假設(shè)ⅰ.NO2氧化Na2O2；假設(shè)ⅱ.Na2O2氧化NO2。甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(5)單向閥在實(shí)現(xiàn)氣體單向流通的同時(shí)，還有一個(gè)作用是__________________________________。(6)待試管G中收集滿氣體，向試管G中加入適量Na2O2粉末，塞緊塞子，輕輕振蕩試管內(nèi)粉末，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將帶火星的木條迅速伸進(jìn)試管內(nèi)，木條復(fù)燃，甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為假設(shè)ⅰ正確。乙同學(xué)認(rèn)為該裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑸檫_(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?yīng)在F、G之間增加一個(gè)M裝置，M中應(yīng)盛裝________(可供選擇的試劑：堿石灰，濃硫酸，飽和氯化鈉溶液)；乙同學(xué)用改進(jìn)后的裝置，重復(fù)了甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失，帶火星的木條未復(fù)燃。得到結(jié)論：假設(shè)ⅱ正確。請(qǐng)做出正確判斷，寫出NO2和Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________。[鞏固提升答案]1．答案：(1)防止Fe2＋被氧化(2)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(3)隔絕空氣(排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)(4)Fe2＋Fe3＋可逆反應(yīng)(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2OFe3＋催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3＋的水解平衡正向移動(dòng)解析：(1)亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2＋被空氣氧化。(2)Cl2可將Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得電子生成Cl－，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油的作用是隔絕空氣，防止空氣中的氧氣將Fe2＋氧化，產(chǎn)生干擾。(4)根據(jù)Fe2＋的檢驗(yàn)方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，一定含有Fe2＋，則實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈＋，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)為2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2。(5)H2O2溶液中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，鐵離子的溶液呈棕黃色；一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成，產(chǎn)生氣泡的原因是反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3＋是H2O2分解的催化劑，促使H2O2分解生成O2，同時(shí)H2O2分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，促進(jìn)了Fe3＋水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋正向移動(dòng)，產(chǎn)生較多Fe(OH)3，聚集形成沉淀。2．答案：(1)①SO2的飽和水溶液中存在如下平衡：SO2＋H2OH2SO3H＋＋HSOeq\o\al(－,3)，加入NaHSO3固體增加了c(HSOeq\o\al(－,3))，平衡左移，降低了SO2的溶解度②C→B→E→D→FD中品紅不褪色，F(xiàn)中產(chǎn)生白色沉淀(2)①Na2O2＋SO2=Na2SO4②溶液藍(lán)色褪去③SO2＋I(xiàn)2＋2H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋④紅色變淺或褪色解析：(1)②次氯酸具有強(qiáng)氧化性、二氧化硫具有還原性，不能利用二氧化硫與次氯酸鈣直接反應(yīng)判斷亞硫酸與次氯酸的酸性強(qiáng)弱，先驗(yàn)證亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，再結(jié)合碳酸酸性比HClO強(qiáng)判斷。A裝置制備二氧化硫，由于鹽酸易揮發(fā)，制備的二氧化硫中混有HCl，用飽和的亞硫酸氫鈉溶液除去HCl，再通過(guò)碳酸氫鈉溶液，可以驗(yàn)證亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，用酸性高錳酸鉀溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化碳中二氧化硫是否除盡，再通入F中，則：裝置連接順序?yàn)锳→C→B→E→D→F，其中裝置C的作用是除去HCl氣體，D中品紅不褪色，F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀，可證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸。(2)A中制備二氧化硫，X干燥二氧化硫，C中SO2與Na2O2反應(yīng)，D中氫氧化鈉溶液吸收剩余的二氧化硫，防止污染空氣。E裝置驗(yàn)證I－還原性弱于SO2，F(xiàn)裝置驗(yàn)證二氧化硫?yàn)樗嵝詺怏w，并吸收二氧化硫，防止污染空氣。①SO2與Na2O2反應(yīng)無(wú)O2生成，可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2O2＋SO2=Na2SO4。②E中溶液藍(lán)色褪去。③說(shuō)明SO2有還原性，被I2氧化，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO2＋I(xiàn)2＋2H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。④因SO2是酸性氧化物，能發(fā)生反應(yīng)2OH－＋SO2=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O。3．答案：Ⅰ.(1)C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O(2)除去反應(yīng)生成的CO2(3)裝置F可以起到防倒吸的作用(4)①打開分液漏斗玻璃塞(或?qū)⒎忠郝┒凡Ａ陌疾叟c分液漏斗口的小孔對(duì)準(zhǔn))，旋轉(zhuǎn)活塞，使?jié)庀跛岬稳雸A底燒瓶②劇烈反應(yīng)，木炭逐漸減少，液體中有氣泡冒出，燒瓶中出現(xiàn)紅棕色氣體Ⅱ.(5)關(guān)閉K，由長(zhǎng)頸漏斗向廣口瓶中加水至長(zhǎng)頸漏斗中的液面高于廣口瓶的液面，一段時(shí)間后液面差不變則氣密性良好(6)取少量反應(yīng)后的固體溶于蒸餾水，滴幾滴經(jīng)稀硫酸酸化的KMnO4溶液，溶液褪色則有NaNO2生成解析：Ⅰ.(1)碳與濃硝酸反應(yīng)生成CO2、NO2和H2O。(2)碳與濃硝酸反應(yīng)生成的CO2、NO2通入裝置B的水中，NO2與水反應(yīng)生成HNO3和NO，再將混合氣體通入裝置C的NaOH溶液中，可以除去NO中混有的CO2。(3)將碳與濃硝酸反應(yīng)生成的CO2、NO2通入裝置B的水中，因NO2與水反應(yīng)生成HNO3和NO，造成氣體減少、壓強(qiáng)減小，從而產(chǎn)生倒吸，若將混合氣體通入CCl4中，則不會(huì)產(chǎn)生倒吸。(4)①將分液漏斗中的濃HNO3順利滴入圓底燒瓶，需先平衡壓強(qiáng)，則正確的操作步驟為：打開分液漏斗玻璃塞(或?qū)⒎忠郝┒凡Ａ陌疾叟c分液漏斗口的小孔對(duì)準(zhǔn))，旋轉(zhuǎn)活塞，使?jié)庀跛岬稳雸A底燒瓶，并控制滴加速度。②向圓底燒瓶中加入濃硝酸后，點(diǎn)燃A處酒精燈，碳與濃硝酸劇烈反應(yīng)，木炭