届高考化学复习专题四探究性试验.docx
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届高考化学复习专题四探究性试验
专题四探究性试验(综合训练)
1、(2020年朝阳5月)学习小组探究AgNO3、Ag2O(棕黑色固体,难溶于水)对氯水漂白性的影响。
实验记录如下:
实验
方案和现象
ⅰ
加入1mL蒸馏水,再滴加1滴品红溶液,品红溶液较快褪色
ⅱ
加入少量Ag2O固体,产生白色沉淀a。
再加入1mL蒸馏水和
1滴品红溶液,品红溶液褪色比i快
ⅲ
加入1mL较浓AgNO3溶液,产生白色沉淀b。
再滴加1滴品红溶液,品红溶液褪色比i慢
(1)用离子方程式表示i中品红溶液褪色的原因:
。
(2)经检验,ii中的白色沉淀a是AgCl。
产生AgCl的化学方程式是。
(3)ⅰ是iii的对比实验,目的是排除iii中造成的影响。
(4)研究白色沉淀b的成分。
进行实验iv(按实验iii的方案再次得到白色沉淀b,过
滤、洗涤,置于试管中):
①设计对比实验证实白色沉淀b不只含有AgCl,实验方案和现象是_______。
②FeCl2溶液的作用是_______。
由此判断,白色沉淀b可能含有AgClO。
(5)进一步研究白色沉淀b和实验iii品红溶液褪色慢的原因,进行实验v:
①结合离子方程式解释加入饱和NaCl溶液的目的:
_______。
②推测品红溶液褪色的速率:
实验iii比实验v______(填“快”或“慢”)。
答案
(1)Cl2+H2O
H++Cl-+HClO
(2)Ag2O+2Cl2+2H2O==2AgCl+HClO
(3)稀释对溶液颜色
(4)①用纯净的AgCl沉淀代替白色沉淀b,先滴加盐酸,再滴加FeCl2溶液(含KSCN)后,溶液不变红。
或:
(其他答案合理给分)
②检验白色沉淀b中是否含有氧化性粒子
(5)①AgClO(s)+Cl-(aq)
AgCl(s)+ClO-(aq),使白色沉淀b中的ClO-进入上层清液便于检测
②慢
2、(2020年顺义4月二模)常温下,某化学小组探究硝酸银溶液的性质。
装置
实验序号
实验操作
实验现象
1mL0.1mol•L-1AgNO3溶液(pH≈4)
实验I
向试管中滴加2%氨水并不断振荡
产生棕褐色沉淀,继续滴加沉淀消失
实验II
1.向试管中加入0.1mol•L-1NaOH溶液1mL
2.继续滴加3%H2O2至过量
1.产生棕褐色沉淀
2.产生大量无色无味气体,有黑色沉淀生成
实验Ⅲ
1.向试管中滴加1mL0.1mol•L-1KI溶液
2.取少量上层清液于试管甲中,加入淀粉溶液
1.产生黄色沉淀
2.溶液无明显变化
已知:
AgOH是一种白色固体,常温下极不稳定,易分解为棕褐色难溶于水的Ag2O固体
(1)常温下,0.1mol•L-1AgNO3溶液pH约为4,请用离子方程式解释原因___________。
(2)实验Ⅰ中,反应的化学方程式是___________。
(3)实验Ⅱ中,经检验,黑色沉淀的成分为Ag。
有Ag产生的化学方程式是___________。
经测定,实验产生的气体体积远远大于该反应的理论值,可能的原因是___________。
(4)实验Ⅲ中,产生黄色沉淀的离子方程式是___________。
有同学猜想,I—有还原性,Ag+有氧化性,AgNO3溶液与KI溶液应该可以发生氧化还原反应,他设计了如下原电池,做实验Ⅳ证明了猜想成立:
其中,在A烧杯中,石墨电极表面变亮,经检测这种光亮的物质为Ag。
乙溶液是___________,检验B烧杯中产物的操作及现象是___________,该氧化还原反应的离子方程式是___________。
(5)对比实验Ⅲ和实验Ⅳ,实验Ⅲ中无I2生成的可能原因是___________(写出两点)。
答案
(1)Ag++H2O
AgOH+H+1分
(2)AgNO3+3NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+NH4NO3+2H2O2分
(3)Ag2O+H2O2===2Ag+O2+H2O2分
Ag2O有催化作用,可以催化H2O2的分解,导致气体体积增多2分
(4)Ag++I—===AgI1分0.1mol•L-1KI溶液1分
取少量反应后B烧杯中溶液,滴加淀粉溶液,有蓝色出现1分
2Ag++2I—===2Ag+I2、1分
(5)Ag+与I—发生氧化还原反应的速率慢于发生沉淀反应的速率;物质的氧化性还原性受浓度影响,溶液中离子浓度较小时,氧化还原反应不易发生1分
3、(2020年北京西城4月)研究不同pH时CuSO4溶液对H2O2分解的催化作用。
资料:
a.Cu2O为红色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成Cu和Cu2+。
b.CuO2为棕褐色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成Cu2+和H2O2。
c.H2O2有弱酸性:
H2O2
H++HO2-,HO2-
H++O22-。
编号
实验
现象
Ⅰ
向1mLpH=2的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30%H2O2溶液
出现少量气泡
Ⅱ
向1mLpH=3的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30%H2O2溶液
立即产生少量棕黄色沉淀,出现较明显气泡
Ⅲ
向1mLpH=5的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30%H2O2溶液
立即产生大量棕褐色沉淀,产生大量气泡
(1)经检验生成的气体均为O2,Ⅰ中CuSO4催化分解H2O2的化学方程式是______。
(2)对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出2种假设:
ⅰ.CuO2,ⅱ.Cu2O和CuO2的混合物。
为检验上述假设,进行实验Ⅳ:
过滤Ⅲ中的沉淀,洗涤,加入过量硫酸,沉淀完
全溶解,溶液呈蓝色,并产生少量气泡。
①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2,其反应的离子方程式是______。
②依据Ⅳ中沉淀完全溶解,甲同学认为假设ⅱ不成立,乙同学不同意甲同学的观点,理由是______。
③为探究沉淀中是否存在Cu2O,设计如下实验:
将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后,取ag固体溶于过量稀硫酸,充分加热。
冷却后调节溶液pH,以PAN为指示剂,向溶液中滴加cmol·L−1EDTA溶液至滴定终点,消耗EDTA溶液VmL。
V=______,可知沉淀中不含Cu2O,假设ⅰ成立。
(已知:
Cu2++EDTA==EDTA-Cu2+,M(CuO2)=96g·mol−1,M(Cu2O)=144g·mol−1)
(3)结合方程式,运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因:
______。
(4)研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2分解速率不同的原因。
实验Ⅴ:
在试管中分别取1mLpH=2、3、5的1mol·L−1Na2SO4溶液,向其中各加入0.5mL30%H2O2溶液,三支试管中均无明显现象。
实验Ⅵ:
______(填实验操作和现象),说明CuO2能够催化H2O2分解。
(5)综合上述实验,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2的分解速率不同的原因是______。
CuSO4
答案(每空2分,共14分)
(1)2H2O2======O2↑+2H2O
(2)①H2O2+Cu2+==CuO2↓+2H+
②CuO2与H+反应产生的H2O2具有强氧化性,在酸性条件下可能会氧化Cu2O或Cu,无法观察到红色沉淀Cu
③
(3)溶液中存在H2O2
H++HO2-,HO2-
H++O22-,溶液pH增大,两个平衡
均正向移动,O22-浓度增大,使得CuO2沉淀量增大
(4)将Ⅲ中沉淀过滤,洗涤,干燥,称取少量于试管中,加入30%H2O2溶液,立即
产生大量气泡,反应结束后,测得干燥后固体的质量不变
(5)CuO2的催化能力强于Cu2+;随pH增大,Cu2+与H2O2反应生成CuO2增多
4、(2020年北京海淀5月)某研究小组查阅资料发现Fe3+与I-的反应具有可逆性,推测亚铁盐与饱和碘水的混合液中会存在Fe3+,并据此设计实验1(如下图所示),发现溶液未变红。
该小组对溶液未变红的原因进行了如下探究。
I.初步探究
实验2:
用煮沸冷却后的蒸馏水重新配制两种饱和溶液进行实验,实验记录如下表。
编号
饱和(NH4)2Fe(SO4)2溶液
饱和
碘水
石蜡油
操作
KSCN
溶液
现象
2-1
1滴
5mL
1mL
不加热
1滴
无明显现象
2-2
1滴
5mL
1mL
加热一段时间后冷却
1滴
无明显现象
(1)研究小组同学根据所查阅资料写出的Fe3+与I-反应的离子方程式为________。
(2)实验2中,加入石蜡油的目的是________。
(3)小组同学做出推断:
反应速率不是导致实验1中溶液未变红的主要原因,他们的理
由是________。
II.查阅资料,继续探究
【资料】AgSCN为不溶于水的白色固体。
实验3:
试管b
(4)试管a的实验现象说明滤液1中含有________。
(5)试管b中,加入KSCN溶液后所产生实验现象的原因是________。
(6)甲同学对实验3提出了质疑,认为其实验现象并不能证明I2氧化了Fe2+。
他提出如
下假设:
i.可能是AgNO3氧化了Fe2+;ii.可能是空气中的O2氧化了Fe2+。
他设计、实施了实验4,实验记录如下表。
编号
实验操作
实验现象
4
在试管中加入1滴0.2mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液,5mL蒸馏水,1滴试剂a,一段时间后加入1滴KSCN溶液
溶液不变红
①试剂a是________。
②依据实验4,甲同学做出判断:
_______。
(7)根据实验1~4所得结论是________。
答案
(1)2Fe3++2I-
2Fe2++I2
(2)隔绝空气中的O2,防止O2氧化Fe2+
(3)实验2中,采取了增大反应物浓度、升高温度的措施提高化学反应速率,但溶液仍
未变红(1分)
(4)Fe3+(1分)
(5)加入KSCN后,Fe3+先与SCN-反应生成Fe(SCN)3,溶液变红;Ag+与SCN-反应生
成AgSCN,使平衡Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3逆向移动,红色褪去,产生白色沉
淀(3分)
(6)①0.1mol/LAgNO3溶液(1分)
②假设i、ii均不成立
(7)实验1溶液未变红是因为反应2Fe2++I2
2Fe3++2I-的限度很小,溶液中Fe3+浓
度太低,未能检出(其他合理答案均可得分)
5、(2020年北京朝阳二模)某小组设计不同实验方案比较Cu2+、Ag+的氧化性。
(1)方案1:
通过置换反应比较
向酸化的AgNO3溶液插入铜丝,析出黑色固体,溶液变蓝。
反应的离子方程式是,说明氧化性Ag+>Cu2+。
(2)方案2:
通过Cu2+、Ag+分别与同一物质反应进行比较
实验
试剂
编号及现象
试管
滴管
1.0mol·L-1
KI溶液
1.0mol·L-1
AgNO3溶液
Ⅰ.产生黄色沉淀,溶液无色
1.0mol·L-1
CuSO4溶液
Ⅱ.产生白色沉淀A,溶液变黄
①经检验,Ⅰ中溶液不含I2,黄色沉淀是。
②经检验,Ⅱ中溶液含I2。
推测Cu2+做氧化剂,白色沉淀A是CuI。
确认A的实验如下:
a.检验滤液无I2。
溶液呈蓝色说明溶液含有(填离子符号)。
b.白色沉淀B是。
c.白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是,说明氧化性Ag+>Cu2+。
(3)分析方案2中Ag+未能氧化I-,但Cu2+氧化了I-的原因,设计实验如下:
编号
实验1
实验2
实验3
实验
现象
无明显变化
a中溶液较快变棕黄色,b中电上析出银;电流计指针偏转
c中溶液较慢变浅黄色;电流计指针偏转
(电极均为石墨,溶液浓度均为1mol/L,b、d中溶液pH≈4)
①a中溶液呈棕黄色的原因是(用电极反应式表示)。
②“实验3”不能说明Cu2+氧化了I-。
依据是空气中的氧气也有氧化作用,设计实验证实了该依据,实验方案及现象是。
③方案2中,Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-的原因:
(资料:
Ag++I-=AgI↓K1=1.2×1016;2Ag++2I-=2Ag↓+I2K2=8.7×108)
答案
(1)
(2)①AgI
②a.
b.AgClc.
(3)①
②将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1mol/L
溶液,c中溶液较慢变浅黄,电流计指针偏转
(4)K1>K2,故
更易与
发生复分解反应,生成AgI。
2Cu2++4I-=2CuI+I2,生成了CuI沉淀,使得
的氧化性增强。
6、(2020年朝阳一模)某小组以4H++4I–+O2=2I2+2H2O为研究对象,探究影响氧化还原反应的因素。
实验
气体a
编号及现象
HCl
Ⅰ.溶液迅速呈黄色
SO2
Ⅱ.溶液较快呈亮黄色
CO2
Ⅲ.长时间后,溶液呈很浅的黄色
空气
Ⅳ.长时间后,溶液无明显变化
(1)实验Ⅳ的作用是。
用CCl4萃取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的溶液,萃取后下层CCl4的颜色均无明显变化。
(2)取萃取后上层溶液,用淀粉检验:
Ⅰ、Ⅲ的溶液变蓝;Ⅱ、Ⅳ的溶液未变蓝。
溶液
变蓝说明Ⅰ、Ⅲ中生成了。
(3)查阅资料:
I2易溶于KI溶液。
下列实验证实了该结论并解释Ⅰ、Ⅲ的萃取现象。
现象x是。
(4)针对Ⅱ中溶液未检出I2的原因,提出三种假设:
假设1:
溶液中c(H+)较小。
小组同学认为此假设不成立,依据是_____
、
假设2:
O2只氧化了SO2,化学方程式是_____
假设3:
I2不能在此溶液中存在。
(5)设计下列实验,验证了假设3,并继续探究影响氧化还原反应的因素。
ⅰ.取Ⅱ中亮黄色溶液,滴入品红,红色褪去。
ⅱ.取Ⅱ中亮黄色溶液,加热,黄色褪去,经品红检验无SO2。
加入酸化的AgNO3
溶液,产生大量AgI沉淀,长时间静置,沉淀无明显变化。
加热检验无SO2可能的原因是:
ⅲ.取Ⅱ中亮黄色溶液,控制一定电压和时间进行电解,结果如下。
电解时间/min
溶液
阳极
阴极
t1
黄色变浅、有少量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
t2(t2>t1)
溶液无色、有大量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
结合化学反应,解释上表中的现象:
(6)综合实验证据说明影响I–被氧化的因素及对应关系________。
答案
(1)对照组,证明只有
时很难氧化
(2)
(3)上层黄色,下层无色
(4)假设1:
在水中的溶解度比
大,且
的酸性强于
,因此溶液
酸性更强
假设2:
(5)加热加快了SO2和I2的反应
阳极发生
,生成的
与溶液中的
发生反应:
,以上过程循环进行,
减少,
增多。
(6)通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ,说明c(H+)越大,I-越易被氧化;在酸性条件下,KI比AgI易氧化,说明
越大越易被氧化;与反应条件有关,相同条件下,电解时检出I2,未电解时未检出I2。
7、(2020年北京东城一模)化学变化是有条件的。
某小组同学探究I-与金属阳离子的氧化还原反应,实验过程如下。
已知:
同浓度的稀溶液中氧化性:
Ag+>Fe3+>Cu2+。
实验
现象
编号
溶液X
Ⅰ
0.1mol/LFe(NO3)3,
pH≈1
溶液黄色立即加深,30s后溶液变为褐色,无浑浊
Ⅱ
KNO3和HNO3,其中
c(NO3-)=0.3mol/L,
pH≈1
1小时内溶液颜色始终保持无色
Ⅲ
0.1mol/LAgNO3
迅速变浑浊,离心分离后上层溶液为无色(经检测无I2),固体为黄色(AgI)
Ⅳ
0.1mol/LCu(NO3)2,
5秒后溶液由浅蓝色变为黄色并产生浑浊,离心分离后上层溶液为黄色(经检测有I2),固体为白色(CuI)
(1)根据实验I和II回答下列问题。
①由“黄色立即加深”初步判断有I2生成,选择(填试剂)进一步证实生成了I2。
②写出Fe3+与I-反应的离子方程式,该条件下氧化性:
Fe3+____I2(填“>”、“<”)。
③实验II的目的是。
(2)实验IV中Cu2+与I-反应的离子方程式是,甲同学得出氧化性:
Cu2+>I2。
(3)乙同学认为甲同学的结论不合理,分析原因:
实验Ⅲ应该有I2生成,但却生成了AgI沉淀,因此推测实验IV中I2的生成,与CuI沉淀有关,故不能确定氧化性:
Cu2+>I2,并用右图装置进行验证。
K闭合后,较长时间发现两侧溶液均无明显变化。
乙同学为了进一步判断Cu2+和I2的氧化性强弱,将左侧电极改为Cu电极,并向右侧溶液中加入_____(填试剂)
,发现指针偏转,且左侧溶液颜色加深,证明该条件下氧化性:
Cu2+____I2(填“>”、“<”)。
(4)该小组同学进一步分析认为,实验Ⅲ没有发生2Ag++2I-
2Ag+I2的原因是:
Ag+和I-生成AgI沉淀,反应物浓度迅速降低,不利于该反应进行;请分析实验IV发生氧化还原反应的原因是___
_。
(5)小组同学得出反思实验,在反应体系中,各物质浓度对氧化还原反应是否发生都有一定影响。
答案
(1)①淀粉溶液或CCl4
②2Fe3++2I-=2Fe2++I2>
③对比实验排除了本实验条件下,I2可能是由NO3-或溶液中的O2氧化得到的。
(2)Cu2++4I-=2CuI↓+I2
(3)I2<
(4)(2Cu2++2I-
2Cu++I2Cu+与I-生成CuI沉淀,产物浓度迅速降低,促进反应的进行。
8、某小组探究Br2、I2能否将Fe2+氧化,实验如下。
实验
试剂x
现象及操作
溴水
i.溶液呈黄色,取出少量滴加KSCN溶液,变红
碘水
ii.溶液呈黄色,取出少量滴加KSCN溶液,未变红
(1)实验ⅰ中产生Fe3+的离子方程式是。
(2)以上实验体现出氧化性关系:
Br2I2(填“>”或“<”)。
(3)针对实验ⅱ中未检测到Fe3+,小组同学分析:
I2+2Fe2+2Fe3++2I-(反应a)
限度小,产生的c(Fe3+)低;若向ⅱ的黄色溶液中加入AgNO3溶液,可产生黄色
沉淀,平衡移动,c(Fe3+)增大。
(4)针对小组同学的分析,进行实验ⅲ:
向ⅱ的黄色溶液中滴加足量AgNO3溶液。
现象及操作如下:
Ⅰ.立即产生黄色沉淀,一段时间后,又有黑色固体从溶液中析出;取出少量黑
色固体,洗涤后,(填操作和现象),证明黑色固体含有Ag。
Ⅱ.静置,取上层溶液,用KSCN溶液检验,变红;用CCl4萃取,无明显现象。
(5)针对上述现象,小组同学提出不同观点并对之进行研究。
①观点1:
由产生黄色沉淀不能判断反应a的平衡正向移动,说明理由:
。
经证实观点1合理。
②观点2:
Fe3+可能由Ag+氧化产生。
实验ⅳ:
向FeSO4溶液滴加AgNO3溶液,(填现象、操作),观点2合理。
(6)观点1、2虽然合理,但加入AgNO3溶液能否使反应a的平衡移动,还需要进
一步确认。
设计实验:
取ⅱ的黄色溶液,(填操作、现象)。
由此得出结
论:
不能充分说明(4)中产生Fe3+的原因是由反应a的平衡移动造成的。
答案
(1)
(2)>
(3)正向
(4)加入浓硝酸,黑色固体消失,生成红棕色气体。
再向溶液中加入NaCl溶液,出现白
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