高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第11章化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)第56講性質(zhì)、原理探究型綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)案

第56講性質(zhì)、原理探究型綜合實(shí)驗(yàn)1．能根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)原理選取實(shí)驗(yàn)裝置、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等。2．能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析和推理，得出合理的結(jié)論?？键c(diǎn)一物質(zhì)性質(zhì)的探究型實(shí)驗(yàn)1．物質(zhì)性質(zhì)探究型實(shí)驗(yàn)的類型(1)根據(jù)物質(zhì)的性質(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．探究實(shí)驗(yàn)中常見操作及其目的或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(1)減小固體的溶解度；(2)除去固體表面吸附的雜質(zhì)；(3)乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥冷凝回流(1)防止××蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系；(2)提高××物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率控制溶液pH(1)防止××離子水解；(2)防止××離子沉淀；(3)確?！痢岭x子沉淀完全；(4)防止××溶解等“趁熱過濾”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，防止降溫過程中雜質(zhì)析出，提高產(chǎn)品的純度加過量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)被氧化(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)過大或平衡氣壓1．FeCl3易潮解，加熱易升華，常用于金屬蝕刻、污水處理、印染工業(yè)。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)生產(chǎn)制備氯化鐵并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行探究(部分夾持裝置省略)的裝置如下圖所示。(1)盛放MnO2的儀器名稱為_________________________________。(2)裝置A中制取氯氣的離子方程式為________________________________。(3)若缺少裝置E，對(duì)本實(shí)驗(yàn)造成的影響是________________________________。(4)將鐵粉分散到石棉絨中的優(yōu)點(diǎn)是____________________________。當(dāng)硬質(zhì)玻璃管中__________________________時(shí)，開始點(diǎn)燃D處酒精燈。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束并冷卻后，將收集器中的固體物質(zhì)轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：查閱資料可知：SCN－能被氧化劑氧化。該小組對(duì)紅色褪去的原因進(jìn)行如下探究。假設(shè)1：O2將SCN－氧化；假設(shè)2：H2O2將SCN－氧化。通過設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)得出假設(shè)2成立，請(qǐng)?jiān)谙卤砜崭裰刑顚懍F(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)Ⅰ(取褪色后的溶液兩等份)第1份滴加FeCl3溶液無明顯變化第2份滴加過量KSCN溶液_________實(shí)驗(yàn)Ⅱ向?qū)嶒?yàn)Ⅰ的第2份溶液中再通入O2________________答案：(1)蒸餾燒瓶(2)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(3)有水蒸氣進(jìn)入收集器中，引起FeCl3潮解(4)增大鐵與Cl2的接觸面積使反應(yīng)更充分，增大反應(yīng)速率充滿黃綠色氣體(5)溶液變?yōu)榧t色溶液紅色不褪去2．(2024·江門聯(lián)考)NaHSO3是常見的亞硫酸鹽，在潮濕的空氣中易被氧化，在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室都有著廣泛的應(yīng)用。為探究NaHSO3溶液的性質(zhì)，甲同學(xué)配制了100mL0.1mol·L－1NaHSO3溶液。(1)配制溶液需用到的玻璃儀器有玻璃棒、量筒、燒杯、__________、__________。(2)常溫下，用pH計(jì)測(cè)量新配制的0.1mol·L－1NaHSO3溶液的pH，測(cè)得pH約為4.1。①若在實(shí)驗(yàn)室用pH試紙測(cè)量溶液的pH，其簡(jiǎn)單操作為_________________________________________________________________________________________________________________________________________。②0.1mol·L－1NaHSO3溶液呈酸性，說明H2SO3的第二步電離常數(shù)Ka2____________(填“>”“<”或“＝”)SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的第二步水解常數(shù)Kh2。(3)將0.1mol·L－1NaHSO3溶液與0.1mol·L－1Ba(OH)2溶液等體積混合，產(chǎn)生白色沉淀，寫出等物質(zhì)的量的NaHSO3與Ba(OH)2在溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。探究白色沉淀的成分：提出猜想：a.只有BaSO3；b.只有BaSO4；c.____________。驗(yàn)證猜想：乙同學(xué)認(rèn)為猜想b不正確，原因?yàn)開_________________________________________________________________________________________________。將白色沉淀加入足量鹽酸中，若有氣泡生成，且沉淀全部溶解，則證明猜想a正確；若________________________________________________________________________________________________________________，則證明猜想c正確。(4)將0.1mol·L－1NaHSO3溶液和Na2S溶液混合，再滴入適量稀硫酸，有淡黃色渾濁物出現(xiàn)。寫出該反應(yīng)的離子方程式：_____________________________。該現(xiàn)象說明NaHSO3溶液具有____________(填“氧化性”“還原性”或“氧化性和還原性”)。解析：(1)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，所需步驟有計(jì)算、稱量、溶解(冷卻)、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻、裝瓶貼簽，配制100mL0.1mol·L－1NaHSO3溶液需用到的玻璃儀器有玻璃棒、量筒、燒杯、膠頭滴管、100mL容量瓶。(2)①若在實(shí)驗(yàn)室用pH試紙測(cè)量溶液的pH，其簡(jiǎn)單操作為在白瓷板或玻璃片上放一小塊pH試紙，用玻璃棒蘸取0.1mol·L－1NaHSO3溶液，點(diǎn)在pH試紙中部，待其變色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，讀出pH。②0.1mol·L－1NaHSO3溶液呈酸性，說明HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的電離程度大于水解程度，故H2SO3的第二步電離常數(shù)Ka2>SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的第二步水解常數(shù)Kh2。(3)等物質(zhì)的量的NaHSO3與Ba(OH)2在溶液中發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀、水和氫氧化鈉，離子方程式為HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋Ba2＋＋OH－=BaSO3↓＋H2O。NaHSO3溶液容易被空氣中的氧氣氧化為硫酸鈉，結(jié)合猜想a、b可知，猜想c為BaSO3和BaSO4的混合物。若只有BaSO4，則0.1mol·L－1NaHSO3溶液完全被空氣中的氧氣氧化為硫酸鈉和硫酸，則溶液中氫離子濃度為0.1mol·L－1，測(cè)得溶液的pH應(yīng)小于4.1，溶液的pH約為4.1，說明沒有完全被氧化，乙同學(xué)認(rèn)為猜想b不正確。硫酸鋇沉淀不溶于鹽酸，將白色沉淀加入足量鹽酸中，若有氣泡生成，且沉淀全部溶解，則證明猜想a正確；若有氣泡生成，且有白色沉淀剩余，則證明猜想c正確。(4)將0.1mol·L－1NaHSO3溶液和Na2S溶液混合，再滴入適量稀硫酸，有淡黃色渾濁物出現(xiàn)，說明二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫單質(zhì)，離子方程式為5H＋＋HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2S2－=3S↓＋3H2O，NaHSO3中硫元素化合價(jià)由＋4價(jià)降低到0價(jià)，為氧化劑，故具有氧化性。答案：(1)膠頭滴管100mL容量瓶(2)①在白瓷板或玻璃片上放一小塊pH試紙，用玻璃棒蘸取0.1mol·L－1NaHSO3溶液，點(diǎn)在pH試紙中部，待其變色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，讀出pH②＞(3)HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋Ba2＋＋OH－=BaSO3↓＋H2OBaSO3和BaSO4若只有BaSO4，則測(cè)得0.1mol·L－1NaHSO3溶液的pH應(yīng)小于4.1有氣泡生成，且有白色沉淀剩余(4)5H＋＋HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2S2－=3S↓＋3H2O氧化性考點(diǎn)二反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)機(jī)理的探究型實(shí)驗(yàn)1．確定產(chǎn)物問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，見下表：第一類常見的熟悉物質(zhì)要注意物質(zhì)的特殊性質(zhì)，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，但其某種組成成分的結(jié)構(gòu)(如離子、原子團(tuán)、官能團(tuán)等)必然學(xué)過，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.探究反應(yīng)機(jī)理實(shí)驗(yàn)的解題流程3．文字表述題的各種答題規(guī)范(1)實(shí)驗(yàn)操作的原因、目的及作用的答題要素。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(2)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……描述現(xiàn)象時(shí)，忌現(xiàn)象結(jié)論不分、由結(jié)論推現(xiàn)象、指出具體生成物的名稱等得分點(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(3)試劑作用的答題模板。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．(2024·廣州第65中學(xué)開學(xué)考試)某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行金屬的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)探究。(1)回答下列問題。實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作ⅰ.將0.5g瓊脂加入250mL燒杯中，再加入25mL飽和食鹽水和75mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解，轉(zhuǎn)入培養(yǎng)皿中。滴入5～6滴酚酞溶液和0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液ⅱ.將一個(gè)鐵釘用砂紙打磨光滑，一端纏有銅絲，放入培養(yǎng)皿中一段時(shí)間實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象銅絲的區(qū)域溶液變紅色；鐵釘區(qū)域出現(xiàn)藍(lán)色沉淀①請(qǐng)解釋銅絲區(qū)域溶液變紅的原因是________________________________(用電極反應(yīng)式并結(jié)合文字解釋)。②寫出生成藍(lán)色沉淀的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________________。(2)回答下列問題。實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)二取2mL飽和KI溶液于試管中，滴加幾滴淀粉，振蕩。繼續(xù)滴加5～6滴0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液，振蕩溶液變藍(lán)色根據(jù)實(shí)驗(yàn)二的現(xiàn)象，推測(cè)K3[Fe(CN)6]可能具有___________(填“氧化性”或“還原性”)。(3)依據(jù)實(shí)驗(yàn)二的現(xiàn)象，甲同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)一不一定能說明Fe發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)證明其結(jié)論。實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)三ⅰ.取2mL煮沸過的0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液于試管中，向試管中加入一小段鐵片，再加入1mL煤油液封溶液無明顯變化ⅱ.繼續(xù)向試管中加入少許NaCl固體一段時(shí)間后，鐵片表面產(chǎn)生大量藍(lán)色沉淀根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推出實(shí)驗(yàn)三的結(jié)論：在NaCl溶液中，_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)結(jié)合實(shí)驗(yàn)一～實(shí)驗(yàn)三，乙同學(xué)設(shè)計(jì)如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)四，證明金屬可以發(fā)生電化學(xué)腐蝕，當(dāng)電極X為Fe時(shí)，實(shí)驗(yàn)四的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案均可以證明Fe發(fā)生電化學(xué)腐蝕。①補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)方案ⅱ中的空格部分。實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)四方案一：按圖連接好裝置，準(zhǔn)確讀取電流表讀數(shù)電流表指針偏轉(zhuǎn)，讀數(shù)為I方案二：取____________于試管中，加入____________溶液，振蕩產(chǎn)生藍(lán)色沉淀②思考：若電極X為Mg時(shí)，電流表讀數(shù)為1.5I，推測(cè)電極X為Zn時(shí)電流表讀數(shù)的范圍是____________。解析：(1)鐵與銅絲連接，在氯化鈉溶液中形成原電池裝置，其中銅為正極，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，反應(yīng)生成OH－，使銅絲附近溶液顯堿性，遇酚酞變紅色；鐵為負(fù)極，失電子生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成KFe[Fe(CN)6]藍(lán)色沉淀。(2)加入0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液后溶液變藍(lán)，可知KI被氧化生成碘單質(zhì)，故K3[Fe(CN)6]具有氧化性。(3)由實(shí)驗(yàn)三現(xiàn)象可知，未加氯化鈉時(shí)，沒有明顯現(xiàn)象，加入氯化鈉后鐵片與K3[Fe(CN)6]發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成KFe[Fe(CN)6]藍(lán)色沉淀。(4)①驗(yàn)證產(chǎn)物是否有Fe2＋，應(yīng)取少量反應(yīng)后燒杯中溶液于試管中，滴加0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液，觀察是否生成KFe[Fe(CN)6]藍(lán)色沉淀。②該裝置中鐵為負(fù)極時(shí)電流表讀數(shù)為I，換成比鐵活潑的鎂時(shí)電流表讀數(shù)增大到1.5I，故電流表讀數(shù)隨金屬的活潑性增強(qiáng)而增大，Zn的活潑性介于Fe和Mg之間，故Zn為負(fù)極時(shí)電流表讀數(shù)應(yīng)介于I和1.5I之間。答案：(1)①銅絲發(fā)生電極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，反應(yīng)生成OH－，使銅絲附近溶液顯堿性，遇酚酞變紅色②Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＋K＋=KFe[Fe(CN)6]↓(2)氧化性(3)K3[Fe(CN)6]可將Fe氧化為Fe2＋(4)①少量燒杯中溶液0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]②I～1.5I2．(2021·新高考北京卷)某小組探究鹵素參與的氧化還原反應(yīng)，從電極反應(yīng)角度分析物質(zhì)氧化性和還原性的變化規(guī)律。(1)濃鹽酸與MnO2混合加熱生成氯氣。氯氣不再逸出時(shí)，固液混合物A中仍存在鹽酸和MnO2。①反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________。②電極反應(yīng)式：i．還原反應(yīng)：MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2O；ii.氧化反應(yīng)：_______________________________________________。③根據(jù)電極反應(yīng)式，分析A中仍存在鹽酸和MnO2的原因。i.隨c(H＋)降低或c(Mn2＋)升高，MnO2氧化性減弱。ii.隨c(Cl－)降低，____________________________________________。④補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)證實(shí)了③中的分析。編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作試劑產(chǎn)物Ⅰ較濃H2SO4有氯氣Ⅱa有氯氣Ⅲa＋b無氯氣a是________，b是________。(2)利用c(H＋)對(duì)MnO2氧化性的影響，探究鹵素離子的還原性。相同濃度的KCl、KBr和KI溶液，能與MnO2反應(yīng)所需的最低c(H＋)由大到小的順序是______________，從原子結(jié)構(gòu)角度說明理由：____________________________。(3)根據(jù)(1)中結(jié)論推測(cè)：酸性條件下，加入某種化合物可以提高溴的氧化性，將Mn2＋氧化為MnO2。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了推測(cè)，該化合物是________。(4)Ag分別與1mol·L－1的鹽酸、氫溴酸和氫碘酸混合，Ag只與氫碘酸發(fā)生置換反應(yīng)，試解釋原因：_______________________________________________。(5)總結(jié)：物質(zhì)氧化性和還原性變化的一般規(guī)律是________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)①M(fèi)nO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O②2Cl－－2e－=Cl2↑③Cl－的還原性減弱(或Cl2的氧化性增強(qiáng))④KCl固體(或KCl飽和溶液)MnSO4固體(或MnSO4飽和溶液)(2)KCl>KBr>KICl、Br、I位于第ⅦA族，從上到下電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，陰離子的還原性逐漸增強(qiáng)(3)AgNO3(4)比較AgX的溶解度，AgI的溶解度最小，Ag＋＋I(xiàn)－=AgI↓使得Ag還原性增強(qiáng)得最多，使得反應(yīng)2Ag＋2H＋=2Ag＋＋H2↑得以發(fā)生(5)氧化劑(還原劑)的濃度越大，其氧化性(還原性)越強(qiáng)，還原產(chǎn)物(氧化產(chǎn)物)的濃度越大，氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)越弱1．(2023·新高考湖南卷)金屬Ni對(duì)H2有強(qiáng)吸附作用，被廣泛用于硝基或羰基等不飽和基團(tuán)的催化氫化反應(yīng)。將塊狀Ni轉(zhuǎn)化成多孔型雷尼Ni后，其催化活性顯著提高。已知：①雷尼Ni暴露在空氣中可以自燃，在制備和使用時(shí)，需用水或有機(jī)溶劑保持其表面“濕潤(rùn)”；②鄰硝基苯胺在極性有機(jī)溶劑中更有利于反應(yīng)的進(jìn)行。某實(shí)驗(yàn)小組制備雷尼Ni并探究其催化氫化性能的實(shí)驗(yàn)如下：步驟1：雷尼Ni的制備步驟2：鄰硝基苯胺的催化氫化反應(yīng)反應(yīng)的原理和實(shí)驗(yàn)裝置圖如下(夾持裝置和攪拌裝置略)。裝置Ⅰ用于儲(chǔ)存H2和監(jiān)測(cè)反應(yīng)過程?；卮鹣铝袉栴}：(1)操作(a)中，反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________。(2)操作(d)中，判斷雷尼Ni被水洗凈的方法是______________________________________________________________________________________________。(3)操作(e)中，下列溶劑中最有利于步驟2中氫化反應(yīng)的是________。A．丙酮 B．四氯化碳C．乙醇 D．正己烷(4)向集氣管中充入H2時(shí)，三通閥的孔路位置如下圖所示；發(fā)生氫化反應(yīng)時(shí)，集氣管向裝置Ⅱ供氣，此時(shí)孔路位置需調(diào)節(jié)為________。(5)儀器M的名稱是________。(6)反應(yīng)前應(yīng)向裝置Ⅱ中通入N2一段時(shí)間，目的是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)如果將三頸瓶N中的導(dǎo)氣管口插入液面以下，可能導(dǎo)致的后果是___________________________________________________________________。(8)判斷氫化反應(yīng)完全的現(xiàn)象是__________________________________________________________________________________________________。解析：(1)結(jié)合圖示流程可知，操作(a)為用NaOH溶液處理Ni/Al合金，Al和NaOH溶液反應(yīng)生成Na[Al(OH)4]和H2，離子方程式為2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑。(2)水洗的上一步是堿洗，若雷尼Ni被水洗凈，則最后一次水洗液中不含堿，加入酚酞溶液不變紅。(3)根據(jù)題中信息可知，雷尼Ni被廣泛用于硝基或羰基等不飽和基團(tuán)的催化氫化反應(yīng)，故不能選丙酮，否則會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，又因?yàn)猷徬趸桨吩跇O性有機(jī)溶劑中更有利于反應(yīng)進(jìn)行，而CCl4、正己烷均為非極性分子，乙醇為極性分子，所以應(yīng)選乙醇。(4)根據(jù)向集氣管中通入H2時(shí)三通閥的孔路位置，可確定集氣管向裝置Ⅱ中供氣時(shí)，應(yīng)保證下側(cè)、右側(cè)孔路通氣，故B正確。(6)為了排除裝置中空氣產(chǎn)生的干擾，反應(yīng)前應(yīng)向裝置Ⅱ中通入一段時(shí)間N2。(7)三頸瓶N中為雷尼Ni的懸浮液，若將導(dǎo)氣管插入液面以下，雷尼Ni會(huì)堵塞導(dǎo)管。(8)氫化反應(yīng)完全時(shí)，裝置Ⅱ中不再消耗H2，裝置Ⅰ中水準(zhǔn)瓶的液面不再發(fā)生變化。答案：(1)2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑(2)向最后一次水洗液中加入酚酞，溶液不變紅(3)C(4)B(5)恒壓滴液漏斗(6)排除空氣產(chǎn)生的干擾(7)雷尼Ni堵塞導(dǎo)管(8)水準(zhǔn)瓶中液面不再發(fā)生變化2．(2023·新高考廣東卷)化學(xué)反應(yīng)常伴隨熱效應(yīng)。某些反應(yīng)(如中和反應(yīng))的熱量變化，其數(shù)值Q可通過量熱裝置測(cè)量反應(yīng)前后體系溫度變化，用公式Q＝CρV總·ΔT計(jì)算獲得。(1)鹽酸濃度的測(cè)定：移取20.00mL待測(cè)液，加入指示劑，用0.5000mol·L－1NaOH溶液滴定至終點(diǎn)，消耗NaOH溶液22.00mL。①上述滴定操作用到的儀器有__________________________________。②該鹽酸濃度為________mol·L－1。(2)熱量的測(cè)定：取上述NaOH溶液和鹽酸各50mL進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)前后體系的溫度值(℃)分別為T0、T1，則該過程放出的熱量為____________J(C和ρ分別取4.18J·g－1·℃－1和1.0g·mL－1，忽略水以外各物質(zhì)吸收的熱量，下同)。(3)借鑒(2)的方法，甲同學(xué)測(cè)量放熱反應(yīng)Fe(s)＋CuSO4(aq)=FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓變?chǔ)(忽略溫度對(duì)焓變的影響，下同)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表。序號(hào)反應(yīng)試劑體系溫度/℃反應(yīng)前反應(yīng)后i100mL0.20mol·L－1CuSO4溶液1．20gFe粉abii0．56gFe粉ac①溫度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。②ΔH＝____________________(選擇表中一組數(shù)據(jù)計(jì)算)，結(jié)果表明，該方法可行。(4)乙同學(xué)也借鑒(2)的方法，測(cè)量反應(yīng)A：Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓變。[查閱資料]配制Fe2(SO4)3溶液時(shí)需加入酸。加酸的目的是_________________________________________________________________。[提出猜想]Fe粉與Fe2(SO4)3溶液混合，在反應(yīng)A進(jìn)行的過程中，可能存在Fe粉和酸的反應(yīng)。[驗(yàn)證猜想]用pH試紙測(cè)得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液顏色變淺的同時(shí)有氣泡冒出，說明存在反應(yīng)A和____________________________(用離子方程式表示)。[實(shí)驗(yàn)小結(jié)]猜想成立，不能直接測(cè)反應(yīng)A的焓變。[教師指導(dǎo)]鑒于以上問題，特別是氣體生成帶來的干擾，需要設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)過程中無氣體生成的實(shí)驗(yàn)方案。[優(yōu)化設(shè)計(jì)]乙同學(xué)根據(jù)相關(guān)原理，重新設(shè)計(jì)了優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方案，獲得了反應(yīng)A的焓變。該方案為_______________________________________________________________________________________________________________________。(5)化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為熱能，寫出其在生產(chǎn)或生活中的一種應(yīng)用：_________________________________________________________________。解析：(1)①酸堿中和滴定操作需要用到的儀器有錐形瓶、酸式滴定管、堿式滴定管、鐵架臺(tái)等，故選AD。②滴定時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為HCl＋NaOH=NaCl＋H2O，故c(HCl)＝eq\f(c(NaOH)·V(NaOH溶液),V(HCl溶液))＝eq\f(0.5000mol·L－1×22.00mL,20.00mL)＝0.5500mol·L－1。(2)由Q＝CρV總·ΔT可知，題述過程放出的熱量為4.18J·g－1·℃－1×1.0g·mL－1×(50mL＋50mL)×(T1－T0)℃＝418(T1－T0)J。(3)①100mL0.20mol·L－1CuSO4溶液含有溶質(zhì)的物質(zhì)的量為0.02mol，1.20gFe粉和0.56gFe粉的物質(zhì)的量分別為0.02mol、0.01mol，實(shí)驗(yàn)i中有0.02molCuSO4發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)ii中有0.01molCuSO4發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)i放出的熱量更多，故b>c。②若按實(shí)驗(yàn)i進(jìn)行計(jì)算，ΔH＝－eq\f(4.18J·g－1·℃－1×1.0g·mL－1×100mL×(b－a)℃,1000J·kJ－1×0.02mol)＝－20.9(b－a)kJ·mol－1；若按實(shí)驗(yàn)ii進(jìn)行計(jì)算，ΔH＝－eq\f(4.18J·g－1·℃－1×1.0g·mL－1×100mL×(c－a)℃,1000J·kJ－1×0.01mol)＝－41.8(c－a)kJ·mol－1。(4)Fe3＋易水解，為抑制Fe3＋水解，在配制Fe2(SO4)3溶液時(shí)需加入酸；用pH試紙測(cè)得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1，說明溶液呈強(qiáng)酸性，向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液顏色變淺的同時(shí)有氣泡產(chǎn)生，說明溶液中還存在Fe與酸的反應(yīng)，離子方程式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；乙同學(xué)根據(jù)相關(guān)原理，重新設(shè)計(jì)優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方案的重點(diǎn)在于如何防止Fe與酸反應(yīng)產(chǎn)生的影響，可以借助蓋斯定律，設(shè)計(jì)分步反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)Fe2(SO4)3溶液與Fe的反應(yīng)，故可將一定量的Cu粉加入一定濃度的Fe2(SO4)3溶液中反應(yīng)，測(cè)量反應(yīng)熱，計(jì)算得到反應(yīng)Cu(s)＋Fe2(SO4)3(aq)=CuSO4(aq)＋2FeSO4(aq)的焓變?chǔ)1；根據(jù)(3)中實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到反應(yīng)Fe(s)＋CuSO4(aq)=Cu(s)＋FeSO4(aq)的焓變?chǔ)2；根據(jù)蓋斯定律計(jì)算得到反應(yīng)Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓變?yōu)棣1＋ΔH2。(5)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用比較廣泛，化石燃料的燃燒、炸藥開山、發(fā)射火箭、鋁熱反應(yīng)焊接鐵軌等都是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的應(yīng)用。答案：(1)①AD②0.5500(2)418(T1－T0)(3)①>②－20.9(b－a)kJ·mol－1[或－41.8(c－a)kJ·mol－1](4)抑制Fe3＋水解Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑將一定量的Cu粉加入一定濃度的Fe2(SO4)3溶液中反應(yīng)，測(cè)量反應(yīng)熱，計(jì)算得到反應(yīng)Cu(s)＋Fe2(SO4)3(aq)=CuSO4(aq)＋2FeSO4(aq)的焓變?chǔ)1；根據(jù)(3)中實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到反應(yīng)Fe(s)＋CuSO4(aq)=Cu(s)＋FeSO4(aq)的焓變?chǔ)2；根據(jù)蓋斯定律計(jì)算得到反應(yīng)Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓變?yōu)棣1＋ΔH2(5)燃料燃燒(或鋁熱反應(yīng)焊接鐵軌等)課時(shí)跟蹤練1．(2024·廣東聯(lián)考)某小組對(duì)Cu和H2O2的反應(yīng)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究?！緦?shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)i：向裝有0.5gCu的燒杯中加入20mL30%H2O2溶液，一段時(shí)間內(nèi)無明顯現(xiàn)象，10小時(shí)后，溶液中有少量藍(lán)色渾濁，Cu片表面附著少量藍(lán)色固體。(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________?！纠^續(xù)探究】針對(duì)該反應(yīng)速率較小，小組同學(xué)查閱資料，設(shè)計(jì)并完成了下列實(shí)驗(yàn)。資料：Cu2＋＋4NH3?[Cu(NH3)4]2＋，[Cu(NH3)4]2＋為深藍(lán)色；Cu(OH)2可溶于氨水形成深藍(lán)色溶液。裝置實(shí)驗(yàn)試劑a現(xiàn)象ii20mL30%H2O2與4mL5mol/LH2SO4混合液Cu表面產(chǎn)生少量氣泡，溶液逐漸變藍(lán)，后產(chǎn)生較多氣泡iii20mL30%H2O2與4mL5mol/L氨水混合液溶液立即變?yōu)樯钏{(lán)色，產(chǎn)生大量氣泡，Cu表面有少量藍(lán)色不溶物(2)實(shí)驗(yàn)ii中：溶液變藍(lán)的原因是____________________________(用離子方程式表示)；經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體為氧氣，產(chǎn)生氧氣先慢后快的原因是____________________________(不考慮溫度的影響)。(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)i和iii，為探究氨水對(duì)Cu的還原性或H2O2氧化性的影響，該同學(xué)利用如下圖所示的裝置繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。已知：電壓大小反映了物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的差異；物質(zhì)氧化性與還原性強(qiáng)弱差異越大，電壓越大。a.K閉合時(shí)，電壓為x。b．向U形管右側(cè)溶液中滴加氨水后，電壓不變。c．繼續(xù)向U形管左側(cè)溶液中滴加氨水后，電壓增大了y。①解釋步驟c中電壓增大的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②若向U形管左側(cè)溶液中滴加硫酸后，電壓不變，繼續(xù)向U形管右側(cè)溶液中滴加硫酸后，電壓增大了z。可以得出的結(jié)論是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)基于以上實(shí)驗(yàn)，影響Cu與H2O2反應(yīng)的因素有_______________________________________________________________________________________________________________________(任寫一條)。(5)結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________。A．電化學(xué)是研究物質(zhì)氧化性、還原性的重要手段之一B．實(shí)驗(yàn)ii發(fā)生的反應(yīng)中，H2O2只體現(xiàn)氧化性C．在還原反應(yīng)(氧化反應(yīng))中，增大反應(yīng)物濃度或降低生成物濃度，氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)增強(qiáng)解析：(1)根據(jù)溶液中有少量藍(lán)色渾濁，Cu片表面附著少量藍(lán)色固體可知，產(chǎn)物為Cu(OH)2，所以化學(xué)方程式為Cu＋H2O2=Cu(OH)2。(2)實(shí)驗(yàn)ii中，溶液變藍(lán)的原因是產(chǎn)生了Cu2＋，所以離子方程式為Cu＋H2O2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O；經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體為氧氣，氧氣是由H2O2分解得到的，產(chǎn)生氧氣先慢后快的原因是產(chǎn)生的銅離子催化過氧化氫分解。(3)①根據(jù)題給信息可知，氨水與銅離子反應(yīng)形成[Cu(NH3)4]2＋，銅離子濃度減小，Cu的還原性增強(qiáng)，增大了兩側(cè)溶液氧化性與還原性強(qiáng)弱的差異。②若向U形管左側(cè)溶液中滴加硫酸后，電壓不變，繼續(xù)向U形管右側(cè)溶液中滴加硫酸后，電壓增大了z，說明酸性增強(qiáng)可提高H2O2的氧化性，增大了兩側(cè)溶液氧化性與還原性強(qiáng)弱的差異。(4)基于題述實(shí)驗(yàn)，影響Cu與H2O2反應(yīng)的因素有溶液的酸堿性、溶液的濃度等。(5)A．該實(shí)驗(yàn)用電化學(xué)研究物質(zhì)氧化性、還原性，操作簡(jiǎn)便，現(xiàn)象明顯，且易于量化，是該類研究的重要手段之一，A正確；B．實(shí)驗(yàn)ii發(fā)生的反應(yīng)中，H2O2分解生成了O2和H2O，體現(xiàn)其氧化性和還原性，B錯(cuò)誤；C．由實(shí)驗(yàn)可知，在還原反應(yīng)(氧化反應(yīng))中，增大反應(yīng)物濃度或降低生成物濃度，氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)增強(qiáng)，C正確。答案：(1)Cu＋H2O2=Cu(OH)2(2)Cu＋H2O2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O產(chǎn)生的銅離子催化過氧化氫分解(3)①氨水與銅離子反應(yīng)形成[Cu(NH3)4]2＋，銅離子濃度減小，Cu的還原性增強(qiáng)②酸性增強(qiáng)可提高H2O2的氧化性(4)溶液的酸堿性(或濃度)(5)AC2．硫化鈉又稱硫化堿，是無色或微紫色的晶體，可溶于水、微溶于乙醇，在空氣中會(huì)發(fā)生潮解。Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室制備硫化鈉。(1)儀器M中導(dǎo)管的作用為___________________________________________；裝置丙中儀器N的名稱為________________，作用為________________。(2)裝置甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________________________________；裝置乙中，試劑X為________。Ⅱ.某實(shí)驗(yàn)小組探究Na2S固體在空氣中的氧化產(chǎn)物。通過查閱資料獲知：硫化鈉溶液能溶解單質(zhì)硫，生成多硫化鈉(Na2Sx)，多硫化物的溶液顏色通常為黃色。實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：操作實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象操作Ⅰ取適量久置于空氣中的Na2S固體，分為兩份①一份加入CS2溶解攪拌后，固體表面的少量淡黃色固體消失②另一份加水溶解攪拌后，固體完全溶解，得到略帶黃色的溶液操作Ⅱ向上述水溶液中加入過量的CuCl2溶液得到灰黑色懸濁液操作Ⅲ將灰黑色懸濁液離心分離離心管底部出現(xiàn)深褐色沉淀，溶液中出現(xiàn)淡黃色渾濁操作Ⅳ向上述離心分離獲得的溶液中加入足量的氯化鋇溶液產(chǎn)生大量白色沉淀操作Ⅴ過濾，用無水乙醇洗滌，加入稀鹽酸固體部分溶解，產(chǎn)生的氣體可使品紅溶液褪色(3)操作Ⅰ中，加入CS2后固體溶解的現(xiàn)象可證明氧化產(chǎn)物中含有____________；該反應(yīng)中還原產(chǎn)物為________________。(4)操作Ⅱ中，Cu2＋與Na2Sx發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________。(5)操作Ⅴ中，品紅溶液褪色證明該氣體具有________性；結(jié)合操作Ⅳ、操作Ⅴ的現(xiàn)象判斷：氧化產(chǎn)物中還含有________________。解析：(1)儀器M為恒壓滴液漏斗，M中導(dǎo)管的作用為平衡壓強(qiáng)，使液體順利滴下；儀器N的名稱為球形干燥管，作用是防止倒吸。(2)FeS與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑；裝置乙的作用是除去H2S中的HCl，應(yīng)選用飽和NaHS溶液。(3)操作Ⅰ中，加入CS2后固體表面的少量淡黃色固體溶解，根據(jù)元素守恒關(guān)系判斷，該淡黃色固體為S，即Na2S被氧化，發(fā)生反應(yīng)2Na2S＋O2＋2H2O=4NaOH＋2S，該反應(yīng)中的還原產(chǎn)物為NaOH。(4)操作Ⅱ中，生成了灰黑色懸濁液，即有CuS沉淀生成，故Cu2＋與Na2Sx發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu2＋＋Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(x))=CuS↓＋(x－1)S↓。(5)操作Ⅴ中，品紅溶液褪色證明該氣體具有漂白性；由向白色固體加入稀鹽酸，部分固體溶解的現(xiàn)象判斷，Na2S被氧化的產(chǎn)物中還含有Na2SO3、Na2SO4。答案：(1)平衡壓強(qiáng)，使液體順利滴下球形干燥管防止倒吸(2)FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑飽和NaHS溶液(3)SNaOH(4)Cu2＋＋Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(x))=CuS↓＋(x－1)S↓(5)漂白Na2SO3、Na2SO43．(2024·惠州高三調(diào)研)研究表明：高鐵酸鹽(FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))具有極強(qiáng)的氧化性和優(yōu)良的絮凝功能，在水處理方面有一定的發(fā)展前景。某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組擬制備高鐵酸鹽并探究其穩(wěn)定性。Ⅰ.高鐵酸鹽的制備：在堿性介質(zhì)中NaClO與FeCl3溶液反應(yīng)可獲得Na2FeO4。(1)利用FeCl3固體配制一定濃度的FeCl3溶液，下列不可能用到的玻璃儀器是____________(填字母)。(2)配平離子方程式：____Fe3＋＋____ClO－＋____OH－=____FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋__________＋__________。(3)高鐵酸鹽是一種“懷同雙”的凈水劑，分析其凈水原理：________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.高鐵酸鹽穩(wěn)定性的研究。已知：①Fe3＋(aq)＋3F－(aq)=FeF3(aq)K＝1012.1；②Fe3＋(aq)＋3C2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)=Fe(C2O4)eq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(3))K＝1020.2；③久置的產(chǎn)物Fe(OH)3又可進(jìn)一步催化；④吸光度大小與溶液中c(FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))成正比。(4)堿性環(huán)境下，久置的FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))溶液中除了產(chǎn)生Fe(OH)3紅褐色沉淀外，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生綠色的FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，此過程的反應(yīng)為4FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋10H2O=4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8OH－和______________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅲ.為探究使FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))穩(wěn)定的方法，分別做以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)裝置序號(hào)試劑X現(xiàn)象a2滴0.01mol/LKI紫色迅速褪去b2滴蒸餾水分別用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)三支試管內(nèi)溶液的吸光度，結(jié)果如下圖所示c2滴0.01mol/LNaF溶液d2滴0.01mol/LNa2C2O4溶液(5)①甲同學(xué)預(yù)測(cè)試管d內(nèi)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)與試管a相似，預(yù)測(cè)依據(jù)是___________________________________________________________________。②吸光度結(jié)果圖顯示甲同學(xué)預(yù)