高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義版物質(zhì)的性質(zhì)探究化學(xué)反應(yīng)條件控制

物質(zhì)的性質(zhì)探究化學(xué)反應(yīng)條件控制

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.物質(zhì)的性質(zhì)探究方法

2.化學(xué)反應(yīng)條件控制

3.化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價

?感知高考

1.[2020?新課標(biāo)皿]氯可形成多種含氧酸鹽，廣泛應(yīng)用于殺菌、消毒及化工領(lǐng)域。實驗室中利用下圖

裝置(部分裝置省略)制備KClOs和NaClO,探究其氧化還原性質(zhì)。

-水

-KOH溶液

回答下列問題：

(1)盛放MnO?粉末的儀器名稱是,a中的試劑為o

(2)b中采用的加熱方式是,c中化學(xué)反應(yīng)的離子方程式是,采用冰水浴

冷卻的目的是o

(3)d的作用是,可選用試劑(填標(biāo)號)。

A.Na2SB.NaClC.Ca(0H)2D.H2S04

(4)反應(yīng)結(jié)束后，取出b中試管，經(jīng)冷卻結(jié)晶，,,干燥，得到KClOs晶體。

(5)取少量KClOs和NaClO溶液分別置于1號和2號試管中，滴加中性KI溶液。1號試管溶液顏色不

變。2號試管溶液變?yōu)樽厣?，加入CCL振蕩，靜置后CCL層顯—色。可知該條件下KClOs的氧化能力

NaClO(填“大于”或“小于”)。

【答案】(1)圓底燒瓶飽和食鹽水

(2)水浴加熱Cl2+20H-=C10-+Cr+H20避免生成NaClOs

(3)吸收尾氣(Ck)AC

(4)過濾少量(冷)水洗滌

(5)紫小于

【解析】(1)氯氣發(fā)生裝置，是在圓底燒瓶中完成，故盛放MnOz粉末的儀器名稱是圓底燒瓶，b中是氯

氣與氫氧化鉀反應(yīng)，因此a中的試劑應(yīng)該除去氯氣中的氯化氫氣體，即a中的試劑為飽和食鹽水；(2)b中

采用的加熱方式是水浴加熱，由題意可知b中是氯氣與氫氧化鉀在熱水浴中反應(yīng)生成的是KCIO3,c中是氯

氣與冷的氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO,故化學(xué)反應(yīng)的離子方程式Cl2+20H-=C10-+Cl-+H20,采用冰水浴冷卻的目

的是防止生成NaClOs；(3)d的作用是除去多以的氯氣，防止污染大氣，可選用能與氯氣反的物質(zhì)，根據(jù)題

給選項只有Na2s和Ca(OH)z符合條件，故選AC；(4)冷卻結(jié)晶后是過濾，過濾接下來就是洗滌，(5)1

號試管溶液顏色不變，表明KClOs不與KI溶液反應(yīng)，即KClOs不能氧化KI。2號試管溶液變?yōu)樽厣?，表明與

KI溶液反應(yīng)生成了I,加入CCL振蕩，萃取，L的CCL溶液顯紫色，故KClOs的氧化能力小于NaClO的氧化

能力。

2.[2020?天津]為測定CuSO,溶液的濃度，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計了兩個方案?；卮鹣铝袉栴}：

I.甲方案

實驗原理：CuSO4+BaCl2=BaSO4J+CuCl2

實驗步驟：

(1)判斷so：沉淀完全的操作為o

(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為o

(3)步驟③灼燒時盛裝樣品的儀器名稱為o

⑷固體質(zhì)量為wg,貝!|c(CuS0j=mol-U'o

(5)若步驟①從燒杯中轉(zhuǎn)移沉淀時未洗滌燒杯，則測得c(CuSO4)(填“偏高”、“偏低”或“無

影響”)。

II.乙方案

實驗原理：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2T

實驗步驟：

①按右圖安裝裝置（夾持儀器略去）

③在儀器A、B、C、D、E…中加入圖示的試劑

④調(diào)整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，讀數(shù)并記錄。

⑤將CuSO&溶液滴入A中攪拌，反應(yīng)完成后，再滴加稀硫酸至體系不再有氣體產(chǎn)生

⑥待體系恢復(fù)到室溫，移動E管，保持D、E中兩液面相平，讀數(shù)并記錄

⑦處理數(shù)據(jù)

（6）步驟②為。

（7）步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫的原因是（填序號）。

a.反應(yīng)熱受溫度影響b.氣體密度受溫度影響c.反應(yīng)速率受溫度影響

（8）Zn粉質(zhì)量為ag,若測得壓體積為bmL,已知實驗條件下p（H2）=dgx!；i,貝|c（CuSOjmol,

L（列出計算表達(dá)式）。

⑼若步驟⑥E管液面高于D管，未調(diào)液面即讀數(shù)，則測得c（CuSOj（填“偏高”、“偏低”或

“無影響”）。

（10）是否能用同樣的裝置和方法測定MgSCh溶液的濃度：（填“是”或“否”）。

【答案】(1).向上層清液中繼續(xù)滴加BaCb溶液，無白色沉淀生成，則沉淀完全(2).AgNO3

40w

溶液(3).堪堀(4).——(5).偏低(6).檢查裝置氣密性(7).b(8).

233

abdxlO-3

65-2(9).偏高(10).否

25xl(y3

【解析】

I.(1)硫酸根離子的檢驗是滴加氯化領(lǐng)溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，證明溶液中含有硫酸根離子，故判斷

SO：沉淀完全的操作向上層清液中繼續(xù)滴加BaCk溶液，無白色沉淀生成，則沉淀完全；

(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為AgNOs溶液，硫酸鋼沉淀中可能附著有氯化銀，為了證明

還有沒氯離子，需要加入硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，證明沒有洗凈；

(3)步驟③灼燒時盛裝樣品的儀器為生煙；

(4)固體質(zhì)量為wg,為硫酸/的質(zhì)量’硫酸領(lǐng)的物質(zhì)的量為止詬就面,根據(jù)硫酸根守恒可知,

W2

?r./、n-------------40w,

CuS0BaS0,貝！Jtc(CuS0)=一=233g/mol=------mol-L；

444V------------233

0.025L

(5)若步驟①從燒杯中轉(zhuǎn)移沉淀時未洗滌燒杯，會使固體的質(zhì)量偏小，物質(zhì)的量偏小，根據(jù)c=?可知,

則測得c(CuS0j偏低;

II.(6)加入藥品之前需檢查裝置的氣密性；步驟②為檢查裝置氣密性；

(7)氣體的體積受溫度和壓強的影響較大，氣體的質(zhì)量不隨溫度和壓強的變化而改變，密度也受溫度和

壓強的影響，步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫的原因是氣體密度受溫度影響；反應(yīng)熱不受溫度的影響，只與

反應(yīng)物和生成物自身的能量有關(guān)，不隨溫度壓強而改變；反應(yīng)速率受溫度影響，溫度越高，反應(yīng)速率越快,

步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫與反應(yīng)速率無關(guān)；

(8)Zn粉質(zhì)量為ag,若測得艮體積為bmL,已知實驗條件下p(H2)=dgxlji,氫氣的質(zhì)量

3

=p(H2)V=dbxlO-g,利用氫氣的質(zhì)量得到氫氣的物質(zhì)的量爐學(xué)衛(wèi)華=9段”二mol,根據(jù)

2g/mol2

Zn+H2SO4-ZnSO4+H2T,與酸反應(yīng)的鋅的物質(zhì)的量為9±遼2;1nol,鋅的總物質(zhì)的量為

265g/mol

與硫酸銅反應(yīng)的鋅的物質(zhì)的量為一?—--dxb^1Q-mol,根據(jù)211+€：11504=211504+01,則

65g/mol2

agdbxlO-3,

,、----------------mol

c(CuS04)=65g/mol2；

25x10"

(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調(diào)液面即讀數(shù)，得到氫氣的體積偏小，與硫酸反應(yīng)的鋅的質(zhì)量偏小,

與硫酸銅反應(yīng)的鋅的質(zhì)量偏大，則測得c(CuSOj偏高；

(10)不能用同樣的裝置和方法測定MgSO&溶液的濃度，硫酸鎂不和鋅發(fā)生置換反應(yīng)。

?核心知識

1.實驗條件的選擇與實驗原理的分析

常見設(shè)問思考方向

增大原料浸出率的

攪拌、升高溫度、延長浸出時間、增大氣液或固液接觸面積

措施

(1)控制低溫的目的：①防止某反應(yīng)物及目標(biāo)產(chǎn)物分解，如NaHCOs、H2O2、

Ca(HC03)2.KMnOoAgNO3>HNCU濃)等物質(zhì)；②防止某反應(yīng)物或目標(biāo)產(chǎn)物

揮發(fā)，如鹽酸、醋酸和氨水等；③抑制某物質(zhì)的水解；④反應(yīng)放熱，低溫

使反應(yīng)正向進(jìn)行；⑤避免副反應(yīng)的發(fā)生

(2)控制某一溫度范圍：①低溫反應(yīng)速率慢，高溫消耗能源；②確保催化

控制體系的溫度劑的催化效果，兼顧速率和轉(zhuǎn)化率，追求更好的經(jīng)濟(jì)效益；③防止副反應(yīng)

的發(fā)生，如乙醇的消去反應(yīng)需迅速升溫至170℃,防止140。。時生成乙

醴

(3)采取加熱的目的：①加速某固體的溶解；②減少氣體生成物的溶解并

加速其逸出；③加快反應(yīng)速率；④使平衡向需要的方向移動；⑤趁熱過濾，

防止某物質(zhì)降溫時析出而損失或帶入新的雜質(zhì)

防止XX離子水解;防止X義離子沉淀;確保XX離子沉淀完全;防止XX

控制溶液pH的目的

溶解等

加過量A試劑的原

使B物質(zhì)反應(yīng)完全(或提高B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率)等

因

溫度過高，xX物質(zhì)分解（如H202＞濃硝酸、NH&HC03等）或X義物質(zhì)揮發(fā)（如

溫度不高于XX℃

濃硝酸、濃鹽酸）或義X物質(zhì)被氧化（如NafOs等）或促進(jìn)XX物質(zhì)水解（如

的原因

A1CL等）

減壓蒸儲（減壓蒸減小壓強，使液體沸點降低，防止XX物質(zhì)受熱分解（如HzO?、濃硝酸、

發(fā)）的原因NH&HCO3等）

蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣抑制XX離子的水解（如加熱蒸發(fā)A1CL溶液時需在HC1氣流中進(jìn)行，加

體氛圍熱MgCL-6H20得MgCL時需在HC1氣流中進(jìn)行等）

配制某溶液前先煮

除去溶解在水中的氧氣，防止XX物質(zhì)被氧化

沸水的原因

反應(yīng)容器中和大氣

相通的玻璃管的作指示容器中壓強大小，避免反應(yīng)容器中壓強過大

用

反應(yīng)物配比選擇低于配比，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率低；高于配比，浪費原料

2.常見探究物質(zhì)性質(zhì)實驗裝置分析

實驗?zāi)康膶嶒炑b置注意事項

①反應(yīng)前通Nz是為了隔絕空氣；反應(yīng)

后通N?是為了使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全

部進(jìn)入后續(xù)裝置

②B裝置作用是檢驗分解產(chǎn)物中有

CO2生成

探究三草酸合鐵酸鉀N樣品CuO

?耨窸?翦

{K3[Fe（C204）3]?3H20}③C裝置作用是除去CO?

澄清NaOH濃HzSO“澄清

的熱分解產(chǎn)物石灰水溶液石灰水

ABCDEF@F裝置作用是檢驗分解產(chǎn)物中有CO

生成

⑤為防止倒吸，停止實驗時應(yīng)先熄滅

裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通

入氮氣

①通入干燥的N?是為了排除裝置中

的空氣。

②根據(jù)實驗后反應(yīng)管中殘留固體為

探究硫酸亞鐵的分解紅色粉末，其分解的化學(xué)方程式為

J

產(chǎn)物2FeSO4^Fe2O3+SO2t+S03t0

③欲檢驗SO?和S03,必須先用C中

BaCk溶液檢驗S03,再用D中的品紅

溶液檢驗so2?

【典例】研究金屬與硝酸的反應(yīng)，具體實驗如表所示（氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）。

實驗(20℃)現(xiàn)象

I.過量銅粉、2mL0.5mol/LHNO3溶液無色氣體（遇空氣變紅棕色），溶液變?yōu)樗{(lán)色

II.過量鐵粉、2mL0.5mol/LHNO3溶液6mL無色氣體（經(jīng)檢測為H2）,溶液幾乎無色

（1）實驗I中產(chǎn)生的無色氣體是。

（2）研究實驗n中的氧化劑

①甲同學(xué)認(rèn)為該濃度的硝酸中H+的氧化性大于NOJ,所以NO「沒有發(fā)生反應(yīng)。乙同學(xué)依據(jù)實驗I和實驗

II證明了甲同學(xué)的說法不正確，其依據(jù)是O

②乙同學(xué)通過分析，推測出NO「也能被還原，依據(jù)是,進(jìn)而他通過實驗證實該溶液中含有NHj,

其實驗操作是。

③補全實驗II中NO?被還原為NHj的過程：Nor+葭+=NHZ+H2O0

（3）研究影響硝酸還原產(chǎn)物的因素

實驗現(xiàn)象

III.過量鐵粉、2mL0.5mol/LHNO3溶液、40℃3.4mL氣體（經(jīng)檢測為㈤,溶液略帶黃色

IV.過量鐵粉、2mL0.5mol/LHNO3溶液、60℃2.6mL氣體（經(jīng)檢測為H2）,黃色溶液

V.過量鐵粉、2mL3mol/LHNO3溶液、20℃無色氣體（遇空氣變紅棕色），深棕色溶液

資料：［Fe（N0）］2+在溶液中呈棕色。

①對比實驗ii、m、iv,溫度不同時收集到氫氣的體積不同，原因是o

②實驗V中無色氣體是混合氣體，則一定含有遇空氣變紅棕色的氣體和o

(4)根據(jù)實驗，金屬與硝酸反應(yīng)時，影響硝酸的還原產(chǎn)物不同的因素有o

【答案】(DNO

(2)①硝酸濃度相同，銅的還原性弱于鐵，但實驗I中溶液變藍(lán)，同時沒有氫氣放出②NO；中氮元素

的化合價為最高價，具有氧化性取實驗II中反應(yīng)后的溶液，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生有刺激性氣

味并能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體③810H+3

(3)①相同條件下，溫度升高時，化學(xué)反應(yīng)速率增大，但NOr的還原速率增大的更多②H?

(4)金屬的種類、硝酸的濃度、溫度

?變式再現(xiàn)

1.下列說法中，正確的是()

A.向澳乙烷中加入NaOH溶液，加熱，充分反應(yīng)，再加入AgNOs溶液，產(chǎn)生淡黃色沉淀，證明澳乙烷中

含有澳元素

B.實驗室制備乙烯時，溫度計水銀球應(yīng)該插入濃硫酸和無水乙醇的混合液液面以下

C.澳乙烷和NaOH醇溶液共熱，產(chǎn)生的氣體通入KMnO”酸性溶液，發(fā)現(xiàn)溶液褪色，證明澳乙烷發(fā)生了消

去反應(yīng)

D.制備新制Cu(OH)2懸濁液時，將4?6滴2%的NaOH溶液滴入2mL2%的CuSO」溶液中，邊滴邊振蕩

【答案】B

【解析】A項，澳乙烷與NaOH溶液混合共熱，發(fā)生水解反應(yīng)生成澳離子，檢驗?zāi)x子先加硝酸酸化，

再滴加AgNOs溶液，生成淺黃色沉淀可證明，A錯誤；B項，實驗室制備乙烯時，溫度計水銀球應(yīng)該插入濃

硫酸和無水乙醇的混合液液面以下，以測定反應(yīng)物的溫度，迅速加熱至170℃,B正確；C項，乙醇易揮發(fā),

乙醇與乙烯均能被高鎰酸鉀氧化，則不能證明澳乙烷發(fā)生了消去反應(yīng)一定生成了乙烯，C錯誤；D項，制備

新制Cu(OH)2懸濁液時，將4?6滴2%的NaOH溶液滴入2mL2%的CuSO”溶液中，氫氧化鈉不足，得不到氫

氧化銅懸濁液，D錯誤；故選B。

2.下列實驗方案能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?)

選項實驗?zāi)康膶嶒灧桨?/p>

驗證海帶中含有碘元將海帶剪碎，加蒸儲水浸泡，取濾液滴加幾滴稀硫酸和1mLHG,再

A

素加入幾滴淀粉溶液，觀察溶液顏色的變化

取5mL0.Imol/L的KI溶液，滴加0.Imol/LFeCl?溶液5?6滴,充分反

B探究化學(xué)反應(yīng)的限度

應(yīng)，可根據(jù)溶液中既含L又含廠的實驗事實判斷該反應(yīng)是可逆反應(yīng)

向淀粉溶液中加入稀ISO」,加熱一段時間，冷卻后加入新制Cu(OH)z,

C檢驗淀粉是否水解

煮沸，觀察是否有磚紅色沉淀生成

CU(0H)2、Mg(OH)2Ksp向2mL0.Imol/L的MgSO4溶液中加入2mL0.2mol/LNaOH溶液，再滴加

D

相對大小的比較5?6滴0.Imol/LCuSO,溶液，觀察沉淀的生成及其顏色的變化

【答案】D

【解析】A項，驗證海帶中含碘元素，先將其中碘元素轉(zhuǎn)化為易溶于水的碘化物，水浸提取碘化物后，

再將碘離子氧化為單質(zhì)碘，用淀粉檢驗。故海帶剪碎后，須灼燒成灰，A項錯誤；B項，使用少量FeCh溶

液，必有KI剩余。故反應(yīng)后溶液中有Iz證明反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生，有「不能說明反應(yīng)有一定限度，B項錯誤；C

項，檢驗淀粉是否水解，須在堿性條件下用新制Cu(OH)z檢驗有無產(chǎn)物葡萄糖。故應(yīng)向淀粉水解液中先加入

NaOH溶液，以中和催化劑H2s04,C項錯誤;D項,2mL0.Imol/LMgSCh溶液與2mL0.2moi/LNaOH溶液恰好反

應(yīng)生成Mg(OH)z沉淀，再滴加少量0.Imol/LCuSOi溶液,若白色沉淀變藍(lán)色，則Ksp：Mg(0H)2>Cu(0H)2,D項

正確。故選D。

3.Fenton法常用于處理含難降解有機物的工、業(yè)廢水，往調(diào)節(jié)好pH和Fe"濃度的廢水中加入HQ,所產(chǎn)

生的羥基自由基能氧化降解污染物。現(xiàn)運用該方法降解有機污染物P-CP,控制p-CP的初始濃度相同，恒

定實驗溫度在298K或313K進(jìn)行實驗。實驗測得p-CP的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖所示，下列說法不正

確的是()

z

-

J.S0

.L

o

F

oL.2

IS

'

Q

JO.

s—O..4

a

A.由①可得,降解反應(yīng)在50?150s內(nèi)的反應(yīng)速率：v(p?CP)=8.0X10-

B.升高溫度，有利于加快降解反應(yīng)速率，但溫度過高反應(yīng)速率又會變慢

C.③目的為探究溶液的pH對降解反應(yīng)速率的影響

D.298K下，有機物p-CP降解速率pH=10時比pH=3快

【答案】D

【解析】A項，根據(jù)圖象可知，曲線①中在50s時的濃度為1.2X10-3mol/L,在150s時濃度為0.4義10

Ac(1.2-0.4)X10~3mol/L

mol/L,則50—150s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為：v(p-CP)=At~(150-50)s~8.0X10-6

mol/(L.s),故A正確；B項，溫度較高時，過氧化氫不穩(wěn)定易分解，所以溫度過高時反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速

率減小，升高溫度，有利于加快降解反應(yīng)速率，但溫度過高反應(yīng)速率又會變慢，故B正確；C項，③目的為

探究溶液的pH對降解反應(yīng)速率的影響，通過圖象曲線變化可知，當(dāng)pH=10,隨著時間的變化，其濃度基本

不變，即反應(yīng)速率趨向于零，故C正確；D項，根據(jù)曲線③可以得出，該反應(yīng)在pH=10的溶液中停止，故

可在反應(yīng)液中加入堿溶液，使溶液的pH迅速增大，從而使反應(yīng)停止，298K下，有機物p-CP降解速率pH

=10時比pH=3慢，故D錯誤；故選D。

4.下列對相關(guān)實驗操作和現(xiàn)象的解釋或結(jié)論錯誤的是()

實驗操作和現(xiàn)象解釋或結(jié)論

向含F(xiàn)e?+的溶液中滴加幾滴黃色的Fe?+與[Fe(CN)6廠結(jié)合生成藍(lán)色的

K；i[Fe(CN)6]溶液，有藍(lán)色沉淀生成

Fe3[Fe(CN'b沉淀

在氨氣的噴泉實驗中，先擠壓膠頭滴

氨氣易溶于水，氨氣溶于水后形成壓強差

管，再打開止水夾，能看到美麗的噴泉

將一小塊鈉加入溶有苯酚的煤油中，鈉的密度比煤油大且與煤油不反應(yīng)，苯酚可溶

有氣泡產(chǎn)生于煤油中，鈉與苯酚反應(yīng)能生成氫氣

將帶火星的木條伸入N?與NO?的體積混合氣體中Nz與NOz的體積比與空氣中Nz與。2

比為4：1的混合氣體中，帶火星的木條復(fù)的體積比相近，但是帶火星的木條在空氣中不能復(fù)

燃燃，由此可知NO?比更支持燃燒

【答案】B

【解析】在氨氣的噴泉實驗中，先打開止水夾，無明顯現(xiàn)象，說明燒瓶內(nèi)外無明顯壓強差，再擠壓

膠頭滴管，形成噴泉，說明氨氣極易溶于水，使燒瓶內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強差；如果先擠壓膠頭滴管，后打

開止水夾，也會形成噴泉，但可能是燒瓶內(nèi)壓強本來就比較小，并非是氨氣溶于水的緣故，B項錯誤。

5.草酸是一種重要的試劑。下面是利用草酸探究濃度對反應(yīng)速率影響的實驗。

⑴為證明濃度對反應(yīng)速率的影響，教科書《化學(xué)反應(yīng)原理》中設(shè)計了如下實驗：取兩支試管，各加入4

mL0.01mol?口的KMnOa酸性溶液,分別向其中加入0.1mol?0.2mol.廿H￡q溶液2mL,記錄

溶液褪色所需時間。

實驗中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為0

預(yù)期現(xiàn)象是：

①溶液的顏色由_______色變?yōu)開________色。

②其中加入mol-f1H2c24的那支試管中的溶液先變色。然而實驗結(jié)果并不盡如人意。

實驗過程顏色復(fù)雜，且褪色先緩慢后逐漸加快；最大的問題是草酸濃度大，反應(yīng)速率卻更慢。

本實驗?zāi)芊褡鳛檎n堂實驗研究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響？適宜的條件是怎樣的？某校一研究小組對

此進(jìn)行了探究。下面是他們的實驗報告的一部分：

表1試驗安排及結(jié)果

實驗ACKMnOi溶液B（草酸溶液C（硫酸溶液

褪色時

編號濃度/mol?『）濃度/mol?L）濃度/mol-L-1）間/s

1331336

212382

331376

4132133

5233102

6322156

7221300

8212115

9111200

應(yīng)用SPSS16.0對正交試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果如下表:

⑶由表2可知，當(dāng)高銃酸鉀濃度為mol-L-1＞草酸濃度為mol?LT時，反應(yīng)最快。

即因素A、B的較適宜實驗條件得以確定。

根據(jù)以上實驗結(jié)果，該小組同學(xué)繼續(xù)探究硫酸的濃度是怎樣影響本反應(yīng)速率的，測得實驗結(jié)果如下：

表3不同硫酸濃度下的褪色時間

c(H2soD/mol?L-1181614121086

褪色時間/s678390103129146200

⑷根據(jù)課堂實驗的合適時間，可選溶液的褪色時間約為1分鐘和2分鐘的兩份溶液，即此時硫酸的濃

度為mol?和mol?這也有利于觀察這兩個反應(yīng)速率的差異。

結(jié)論：草酸與酸性高銃酸鉀溶液的反應(yīng)，可作為課堂實驗探究濃度對反應(yīng)速率的影響。

+2+

【答案】(1)2MnO7+5H2C2O4+6H=2Mn+10C02t+8H20(2分)

紫（或紫紅）（1分）無（1分）0.2（1分）

⑵C（1分）A、B（1分）

（3）0.005（1分）0.1（1分）⑷18（1分）10（1分）

【解析】⑴由于MnO「被還原成Mn?+,所以溶液由紫紅色變?yōu)闊o色。濃度越大，反應(yīng)速率越快，所以加

入0.2mol-L-1的HzCzCk溶液先變色。⑵根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)可判斷，H2s04溶液的濃度對反應(yīng)速率影響顯著,

而KMnO4,H2c2O4的濃度對反應(yīng)速率影響不顯著。⑶由表2中數(shù)據(jù)判斷，當(dāng)KMnO,溶液濃度為0.005mol?

HEzCk溶液濃度為0.1mol?I'時，反應(yīng)速率最快。⑷褪色時間大約為1分鐘時，硫酸濃度為18mol-L-1,

褪色時間大約為2min時，H2s0“濃度為10mol?L

?深度理解

1.某研究小組利用BaS的還原性提純HBr溶液，并制取澳化鎂的方案如下：

H,SO4

BaS感液Mg（OH）2

HBr,r_L_,r^TT-l,____,

更液避卜恒但H阿卜嘉聚3科MgBr?

（含BrJ—J__1；'

濾渣

①“還原”步驟中BaS不宜過量太多的原因是o

②濾渣的成分是。

③結(jié)晶獲得的MgBn-6H20用乙醇洗滌，從洗滌液中回收乙醇的實驗方法是o

④利用如圖裝置將MgBn?6H20脫水得到MgBr2o

（I）通入HBr的目的是____________

HB

8--NaOH

腳L昌:半溶液

（【I）圖中框內(nèi)裝置的作用是________

⑤已知：BaS+H202=Ba（0H）2+S3。請補充完整實驗室由BaS制取高純BaSOs的實驗方案：取BaS加水

浸出，邊攪拌邊在浸出液中加入過量壓,過濾，，（實驗中須使用的試劑：S02氣體，溶

有SO?的水，除常用儀器外須使用的儀器：真空干燥箱、pH計）。

【答案】①后續(xù)反應(yīng)會使用更多的H2s實驗過程中會產(chǎn)生有毒的H2s氣體

②S、BaSOi③蒸儲

④（I）帶走水蒸氣，抑制MgBr2的水解（II）防止倒吸

⑤將濾液加熱煮沸，向冷卻后的溶液中緩慢通入SO?氣體至反應(yīng)液的pH約為7（用pH計測得），過濾，

用溶有SO2的水洗滌濾渣，在真空干燥箱中干燥

【解析】①BaS過量，過量的BaS會消耗更多的H2S04,同時放出有毒的H2s氣體：BaS+H2SO4=BaSO4

+H2Sto②還原步驟主要反應(yīng)為BaS+Br2=BaBrz+S,沉淀主要反應(yīng)是BaBr?+H2s04=BaS0&I+2HBr,濾

渣主要成分是S、BaS04o④（I）由于MgBr2-6H2加熱時水解生成Mg（OH）2或［Mg（OH）Br］和HBr,HBr易揮發(fā)，

通入HBr以抑制MgBr2的水解，同時帶走生成的水蒸氣；（II）安全瓶，防止倒吸。⑤+4價硫易被氧化，制

得Ba（OH）z溶液需加熱煮沸以除去氧氣；通SO2時防止SO2過量生成Ba（HSO3）2,由于BaSOs是沉淀，只需要測

反應(yīng)液的pH,若SO2過量，反應(yīng)液呈酸性，控制pH約為7；過濾后，為防止被氧化，用溶有SO2的水洗滌濾

渣，且在真空干燥箱中干燥。

2.鋼材在社會發(fā)展中應(yīng)用廣泛。為研究某種碳素鋼（含少量碳和硫）的成分，科研小組進(jìn)行了如下探究

活動。

稱取碳素鋼（已除表面氧化物）24.0g放入耐高溫反應(yīng)管中與0?反應(yīng)，除去未反應(yīng)的02,收集到干燥混

合氣體X1.12L（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）。

（1）科研小組用下圖所示實驗裝置檢驗混合氣體X的組成。

酸性灼熱CuO粉末

」澄清W澄清

KMnO

（?石灰水堿石灰

溶液n石灰水

ABCDEF

①裝置B中的試劑是,裝置C的作用是

②若觀察到。（填實驗現(xiàn)象），證明X中含有C0。

2+2+

（2）反應(yīng)后，耐高溫反應(yīng)管內(nèi)固體中除含有Fe3+之外，還可能含有FeO要確定其中的Fe,可選用

（填序號）。

a.KSCN溶液和氯水b.KSCN溶液和鐵粉

c.稀鹽酸和K31Fe（CN）6］溶液d.稀H2sO4和KMnOa溶液

（3）科研小組用下圖所示裝置（部分）測定SO?的體積分?jǐn)?shù)，并計算碳素鋼的含碳量。將氣體X緩慢通過

實驗裝置，當(dāng)觀察到_________________________

（填實驗現(xiàn)象）時，停止通氣，此時氣體流量儀顯示的流量為112mL（己換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）。則

氣體X中S02的體積分?jǐn)?shù)為，碳素鋼中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（保留1位小數(shù)）。

顆粒吸附劑棉花

I

25mL（）.01mobL_1

注:氣體流量儀是用來測量O碘溶液（滴有2?3

氣體體積的儀器滴淀粉試液）

nm

【答案】（1）①品紅溶液驗證X中是否含有co?

②E中黑色固體逐漸變紅，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁

(2)cd

（3）III中溶液由藍(lán)色突變?yōu)闊o色5%2.4%

【解析】（1）碳素鋼在耐高溫反應(yīng)管中與&反應(yīng)，碳和硫可能轉(zhuǎn)化為CO、CO?、S02o①氣體X通過裝置

A,酸性高銃酸鉀溶液褪色，可以證明其中含有SOz并能除去SO?,裝置B中盛裝品紅溶液，品紅溶液不褪色,

說明S0?已經(jīng)除盡；裝置C中盛裝澄清石灰水，作用是檢驗氣體X中是否含有C02o裝置D中堿石灰的作用

是除去COz。②若氣體X中含有CO,則裝置E中灼熱CuO粉末（黑色）轉(zhuǎn)化成Cu（紅色），裝置F中澄清石灰

水變渾濁。（2）取反應(yīng)后耐高溫反應(yīng)管內(nèi)的固體于試管中，先加稀鹽酸或稀硫酸溶解，此時溶液中一定含有

Fe3+,可能含有Fe?+,因此不能通過先將Fe'+氧化為Fe時,再用KSCN溶液檢驗F「+的方法來檢驗Fe"。當(dāng)

利用Fe?+的還原性來檢驗時，可以選擇KMnOa溶液，現(xiàn)象是KMnCh溶液褪色；利用Fe"的顏色反應(yīng)來檢驗時，

可以選擇K3[Fe（CN）6]溶液,現(xiàn)象是生成藍(lán)色沉淀。⑶測定S02的體積分?jǐn)?shù)的實驗原理是:S02+L+2H20=2HI

+H2sO4,開始時III中溶液為藍(lán)色，當(dāng)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色時，停止通氣。77（S02）=72（I2）=0.01mol?f

,_,,,,,..止小,0.00025molX22.4L,mol-11,,

^0.025L=0.00025mol,氣體X中SO2的體積分?jǐn)?shù)為---------Qn2L----------X100%=5%o氣體X

112L

中SO2占總體積的5臨則CO、COz共占總體積的95%,~KX95%=0.0475mol,故碳素鋼

22.4L?mol

上一.一土心―0、，12g?mol0.0475mol

中碳兀素的質(zhì)里分?jǐn)?shù)為---------77^-----------X100%=2.4%o

24.0g

3.連二亞硫酸鈉（Na2s2OJ俗稱保險粉，是一種漂白劑、脫氧劑和防腐劑。某研究小組對NaS04的性質(zhì)

進(jìn)行了如下探究。

（1）測定0.05mol-L-1Na2s2O4溶液在空氣中pH的變化如圖所示。

①寫出0?心段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

②友?k段溶液的pH變小的原因是。

+

(2)已知：S20r+2H=S02t+S；+H20?Na2s2O4固體在隔絕空氣的條件下加熱至75℃以上完全分解

得到Na￡03、NaBOs和SO2,檢驗產(chǎn)物中是否含有NazSO"實驗方法是。

(3)由工業(yè)廢氣制備Na2s2。4的實驗原理如下：

NaOH溶液Ce4+ce“

?髓［

LN

?----O-y----*°2、N°3

①向裝置II中加入C/+的目的是O

②寫出裝置III中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：O

【答案】⑴①2Na2s2。4+。2+2H20=4NaHS03

②NaHSOs被氧化為NaHS04使溶液酸性增強

(2)取少量固體溶于足量稀鹽酸，向上層清液中滴加BaCL溶液，若有白色沉淀，則產(chǎn)物中含Na2s。4

(3)①將NO氧化為NO7和NOr

通申

@2SOr+2Ce3++2H廠+2Ce4++401r

【解析】(1)由圖示可知此時生成物呈酸性，說明生成NaHS03(Na2s呈堿性，NaBO,呈中性)，而pH繼

續(xù)變小至1,說明生成NaHSCh。⑵由題給信息NazSOs、Na2s2O3溶于鹽酸得NaCl、S、S02,靜置后用BaCL溶

液檢驗有無SO/。(3)①由圖可知Ce"+fCe3+,作氧化劑，S0?被NaOH溶液吸收生成S0『，說明Ce"將NO

氧化為N0「和NOr；②由流程的進(jìn)和出可知反應(yīng)物有C5+、SOt,生成物有Ce"+、SzOT,前面用NaOH溶液

吸收SO?且NazS()3溶液呈堿性，用平衡電荷。

4.草酸(H?CzOj是一種二元弱酸，部分性質(zhì)如下：

能溶于水，易溶于乙醇;在100℃開始升華(189.5℃分解生成H20>C02CO)；H2C204+Ca(OH)2=CaC204I

+2H2OO現(xiàn)用H2c2。4進(jìn)行如下實驗：

（一）探究草酸的不穩(wěn)定性

通過如圖實驗裝置驗證草酸受熱分解產(chǎn)物中的C02和CO,A、B、C中所加入的試劑分別是：A.乙醇、

B.溶液、C.NaOH溶液。

（DB中盛裝的試劑是（填化學(xué)式）。

（2）A中加入乙醇的目的是o

（二）探究草酸的酸性

將0.01mol草酸晶體（H2cA?2H2。）加入到100mL0.2mol?L的NaOH溶液中充分反應(yīng)，測得反應(yīng)后

溶液呈堿性，其原因是_____________________________

（用離子方程式表示）。

（三）用酸性KMn04溶液與H2c仙溶液反應(yīng)來探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

實驗前先用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的草酸，反應(yīng)原理：

2+

]^MnOr+|^H2C2O4+□——=|^Mn+|^C02f+||H20

（1）配平上述離子方程式。

（2）滴定時KMnO,溶液應(yīng)盛裝于（填“酸式”或“堿式”）滴定管中。

【答案】（一）⑴Ca（0H%或Ba（OH）z

（2）除去H2c避免其對C02的檢驗造成干擾

（二）CzO：+H?2O4+0H

（三）（1）256H+2108

（2）酸式

【解析】（一）草酸受熱分解生成CO?、C0、H2,所得混合氣體中還有草酸蒸氣，故A中盛裝乙醇，目

的是除去H2C2O4,避免其對CO?的檢驗造成干擾。B的作用是檢驗CO?,應(yīng)盛裝Ca(0H)z溶液或Ba(0H)z溶液。

1

(二)0.01mol草酸晶體(H2C204?2H2O)與100mL0.2mol-L_的NaOH溶液恰好完全反應(yīng),得到NaGO,溶液,

由于G0廠水解，溶液呈堿性，離子方程式為：C20t+H22OI+OH，(三)⑴由MnOlfMn?+得5e",

H2c2O4—2C0?失2e-,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒，配平離子方程式為：2Mn01+5H￡204+6H+

2+

=2Mn+10C02t+8H20=

(2)KM