届高考化学一轮复习探究实验专题训练18页.docx
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届高考化学一轮复习探究实验专题训练18页
2020届高考化学一轮复习探究实验专题训练
1、某化学小组以铁为阳极，探究不同条件下阳极发生的电极反应。
实验装置
实验
电压
电解液
实验现象
ⅰ
3V
3mol/LNa2SO4溶液
碳棒表面有大量气泡产生，溶液变黄，有红褐色沉淀产生
ⅱ
3V
3mol/LKI溶液
碳棒表面有大量气泡产生，铁丝附近溶液变为棕色，逐渐变为棕褐色，约5min后，棕褐色消失，逐渐产生灰绿色絮状物
ⅲ
3V
3mol/LNaOH溶液
两电极上都有大量气泡产生，5min后停止实验，取出铁丝，铁丝明显受腐，附有红棕色固体，溶液中未见沉淀物。
（1）①实验ⅰ中碳棒表面产生的气体是__________。
②实验ⅲ中铁丝上生成气体的电极反应式为__________。
③在实验ⅱ中，为验证铁丝电极的产物，取少量铁丝附近棕色溶液于试管中，滴加2滴K3Fe（CN）6溶液，无明显变化；另取少量铁丝附近棕色溶液检验发现溶液中有I2，检验方法是__________；对比实验ⅰ、ⅱ、ⅲ，可得出的结论是__________。
（2）为进一步探究增大c（OH-）对阳极反应的影响，该小组利用原装置做了实验ⅳ。
实验
电压
电解液
实验现象
ⅳ
3V
10mol/LNaOH溶液
两电极上都有大量气泡产生，但碳棒上的速率远大于铁丝，且阳极区溶液逐渐变紫红色；停止实验，铁丝明显变细，电解液仍然澄清
查阅资料：
FeO42-在溶液中呈紫红色。
阳极电极反应式是__________。
（3）为探究实验ⅰ中溶液变黄的原因，该小组利用原装置做了实验ⅴ和ⅵ。
实验
电压
电解液
实验现象
ⅴ
3V
煮沸冷却的3mol/L
Na2SO4溶液
碳棒表面有大量气泡产生，铁丝外围包裹一层白色絮状沉淀，2min后表层变为褐色。
ⅵ
8V
煮沸冷却的3mol/L
Na2SO4溶液
碳棒表面迅速产生大量气泡，铁丝表面有气泡，1min后外围包裹一层白色絮状沉淀，2min后变绿，溶液中有红褐色悬浮物。
1实验ⅵ中白色絮状沉淀变为红褐色的反应化学方程式是__________。
②由此确定实验ⅰ中溶液变黄的原因是__________。
（4）综合上述实验，当铁为阳极时，影电解过程中的阳极电极产物的因素有__________。
答案
（1）①H22分
②4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=4H++O2↑2分
③取少量铁丝附近棕色溶液于试管中,滴加淀粉溶液,变为蓝色,说明该溶液含有I22分
相同条件下，还原性I-强于Fe，先放电（其他合理答案均给分）2分
（2）Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O2分
（3）①4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）32分
②溶液中溶解的氧气将Fe2+氧化成了Fe3+2分
（4）电极材料、电解电压、电解液中阴离子的种类（还原性）及氢氧根浓度、溶解氧气等（其他合理答案均给分）2分
2、实验小组探究碳与浓硝酸的反应，进行下表中的实验：
实验操作
实验现象
a．用干燥洁净的烧杯取约10mL浓硝酸，加热。
b．把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。
红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。
（1）能证明浓硝酸表现氧化性的实验现象是。
（2）反应产生的热量会使少量浓硝酸发生分解反应，产生红棕色气体、一种无色无味的单质气体X和水，气体X的化学式是。
（3）实验现象中液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。
甲同学认为可能是木炭与气体X反应产生的现象；同学乙猜测NO2可能具有助燃性，木炭能在NO2中燃烧。
他们设计了以下实验验证猜想。
Ⅰ．制取NO2气体
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图（夹持仪器略）。
②NaOH溶液的作用是处理尾气，该反应生成两种物质的量相等的正盐，反应的化学方程式为。
Ⅱ．木炭在NO2气体中燃烧。
实验操作：
在空气中引燃木炭，使其燃烧并带有火焰，将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。
实验现象：
木炭在NO2气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式。
②分析是否需要增加带火焰的木炭与纯净的X气体反应的实验并说明理由：
。
③由上述实验推断“液面上木炭迅速燃烧，发出光亮”的现象产生的原因为：
。
答案
（1）有大量红棕色气体生成
（2）O2
（3）Ⅰ①（3分）
（两处导气管进出长短对各1分，漏斗对1分）
②2NO2+2NaOH==NaNO2+NaNO3+H2O
Ⅱ①2NO2+2C
N2+2CO2
②当木炭燃烧时，体系中氧气浓度低于空气中氧气浓度，所以不用补充木炭在纯氧中燃烧的实验。
③主要是NO2具有助燃性，使木炭燃烧，同时也会发生与氧气的燃烧反应。
3、某小组同学在实验室研究Al与CuCl2溶液的反应。
实验操作
实验现象
ⅰ.红色物质附着于铝片表面
ⅱ.大量无色气体从红色物质表面逸出，放出大量的热
ⅲ.烧杯底部出现白色沉淀
（1）现象ⅰ中的红色物质是。
（2）经检验现象ⅱ中的无色气体为氢气。
①甲认为Al与H+反应产生了氢气，用离子方程式表示溶液中存在大量H+的原因。
②氢气从红色物质表面逸出的原因是。
（3）探究白色沉淀的化学成分。
查阅资料：
Cu+可与浓氨水反应生成Cu（NH3）2＋（无色），该无色物质在空气中易被氧化变为蓝色。
乙认为白色沉淀可能是CuCl，并通过实验证明其猜测正确，实验步骤如下：
a.取白色沉淀，充分洗涤；
b.向其中加入浓氨水，沉淀溶解得到无色溶液，将无色溶液分为两份；
c.取其中一份无色溶液……
d.将另一份无色溶液放置于空气中，一段时间后，溶液变为蓝色。
①步骤c的实验方案是。
②用化学平衡移动原理解释CuCl溶于浓氨水的原因。
（4）探究CuCl产生的原因。
①丙猜测可能是Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl，因为Cu具有性。
②取Cu粉与1mol/LCuCl2溶液混合，无白色沉淀产生，丙再次分析Al与CuCl2溶液反应的实验现象，改进实验方案，证明了Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl，改进之处是。
答案
（1）Cu
（2）①Cu2++2H2O
Cu（OH）2+2H+
②Cu和Al在酸性条件下形成原电池，Cu为正极，H+在正极表面得电子生成氢气
（3）①加入足量的稀硝酸，再滴加几滴硝酸银溶液
②CuCl在水溶液中存在平衡：
CuCl（s）
Cu+（aq）+Cl-（aq），加入浓氨水，浓氨水与Cu+
反应生成Cu（NH3）2+，Cu+浓度减小，平衡正向移动，促进CuCl溶解。
（3分）
（4）①还原②加热
4、为研究铁盐与亚硫酸盐之间的反应，某研究小组利用孔穴板进行了实验探究：
0.4mol/LFe（NO3）3溶液2mL+0.4mol/LNa2SO3溶液2滴
0.4mol/LFeCl3溶液2滴+0.4mol/LNa2SO3溶液2mL
0.4mol/LFeCl3溶液2mL+0.4mol/LNa2SO3溶液2滴
小组记录的实验现象如下表所示：
开始时
5min后
3天后
实验I
溶液立即变为红褐色，
比II、III中略浅
与开始混合时一致
溶液呈黄色，
底部出现红褐色沉淀
实验II
溶液立即变为红褐色
红褐色明显变浅
溶液呈黄绿色
实验III
溶液立即变为红褐色
红褐色变浅，
比II中深
溶液呈黄色
（1）测得实验所用0.4mol/LFeCl3溶液及Fe（NO3）3溶液pH均约为1.0。
两溶液均呈酸性的原因是
（用离子方程式表示）。
（2）开始混合时，实验I中红褐色比II、III中略浅的原因是。
（3）为了探究5min后实验II、III中溶液红褐色变浅的原因，小组同学设计了实验IV：
分别取少量5min后实验I、II、III中溶液，加入2滴铁氰化钾溶液，发现实验II、III中出现蓝色沉淀，实验I中无明显变化。
根据实验IV的现象，结合化学用语解释红褐色变浅的原因是
。
（4）针对5min后实验III中溶液颜色比实验II中深，小组同学认为可能存在三种因素：
①Cl-可以加快Fe3+与SO32-的氧化还原反应；
②；
③NO3-在酸性环境下代替Fe3+氧化了SO32-，同时消耗H+，使Fe3+水解出的Fe（OH）3较多。
通过实验V和实验VI进行因素探究：
实验操作（已知Na+对实验无影响）
5min后的现象
实验V
在2mLpH=1.0的0.4mol/LFe（NO3）3溶液中溶解约
固体，再加入2滴0.4mol/LNa2SO3溶液
溶液的红褐色介于II、III之间
实验VI
在2mLpH=1.0的稀硝酸中溶解约0.19gNaNO3固体，再加入2滴0.4mol/LNa2SO3溶液。
向其中滴入少量BaCl2溶液
实验结论：
因素①和因素②均成立，因素③不明显。
请将上述方案填写完整。
（5）通过上述实验，以下结果或推论合理的是（填字母）。
答案a．Fe3+与SO32-同时发生水解反应和氧化还原反应，且水解反应的速率快，等待足够长时间后，将以氧化还原反应为主
b．浓度为1.2mol/L的稀硝酸在5min内不能将Fe2+氧化
c．向pH大于1的稀硝酸中加入少量Ba（NO3）2，使其完全溶解，可用来检验实验I的上层清液中是否存在SO42-
5、某学习小组探究铁和硝酸银溶液的反应，实验过程如下：
实验序号
实验操作
实验现象
将一束光亮洁净的铁丝伸入到0.1mol/L的AgNO3溶液中
铁丝表面有银白色固体析出，溶液逐渐变为浅绿色
取少量实验
中上层清液，滴入K3[Fe（CN）6]溶液
有蓝色沉淀生成
（1）根据上述实验现象，甲同学认为有Fe2+生成，铁和硝酸银溶液的反应的离子方程式是
____________________。
（2）乙同学认为实验中可能生成Fe3+，设计并完成如下实验
实验序号
实验操作
实验现象
取少量实验
中上层清液，滴入少量KSCN溶液，振荡
产生白色沉淀，溶液局部变红，振荡后红色消失，沉淀量增加
查阅资料：
Ag+与SCN－生成白色沉淀AgSCN
乙同学判断有Fe3+，理由是____________________。
（3）乙同学继续探究红色褪去的原因，设计并完成如下实验
实验序号
实验操作
实验现象
IV
取少量实验
中上层清液，滴加几滴稀盐酸
有白色沉淀生成
V
取1mL Fe（NO3）3溶液，滴加2滴等浓度的KSCN溶液，振荡，再滴加少量AgNO3溶液
溶液变红；振荡溶液颜色无变化，滴加AgNO3后溶液红色褪去，产生白色沉淀．
实验IV的目的是____________________；
用平衡移动原理解释，实验V中溶液红色褪去的原因____________________。
（4）丙认为溶液中Fe3+是Fe2+被Ag+氧化所致。
按下图连接装置并进行实验，一段时间后取出左侧烧杯溶液加入KSCN溶液，溶液变红
其中X溶液是____________________；
由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是
____________________；
丙同学的实验设计及结论是否合理，请说明理由____________________。
答案
（1）2Ag+＋Fe====Fe2+＋2Ag
（2）溶液局部变红
（3）
证明实验I上层清液中存在Ag+
Fe3+＋3SCN－
Fe（SCN）3，加入硝酸银后，Ag+与SCN－生成白色沉淀AgSCN，SCN－浓度降低促使平衡逆向移动红色褪去。
（4）
Fe（NO3）2（aq）
Ag+＋Fe2+====Ag＋Fe3+
不合理，有可能空气中的氧气将Fe2+氧化为Fe3+（其他答案合理即可）
6、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、实验小组探究银氨溶液与甲酸（HCOOH，其中C为+2价）的反应及银镜产生的原因。
（1）配制银氨溶液。
在洁净的试管中加入适量AgNO3溶液，逐滴滴入氨水，边滴边振荡，至，制得银氨溶液，测得溶液pH略大于7。
（2）进行甲酸的银镜反应实验。
向2mL银氨溶液中滴加溶液X后，置于90℃水浴中加热30min
编号
溶液X
现象
i
10滴蒸馏水
始终无明显现象
ii
10滴5%
HCOOH溶液
加HCOOH后立即产生白色浑浊，测得溶液pH略小于7；水浴开始时白色浊液变为土黄色，随后变黑，有气体产生；最终试管壁附着少量银镜，冷却测得溶液pH略小于5
iii
5滴10%NaOH溶液和5滴蒸馏水
加NaOH后立即产生棕黑色浑浊。
最终试管壁附着光亮银镜,冷却测得溶液pH>7
iv
5滴10%NaOH溶液和5滴5%HCOOH溶液
加NaOH后立即产生棕黑色浑浊，加HCOOH后沉淀部分溶解。
最终试管壁附着光亮银镜，冷却测得溶液pH>7
查阅资料：
i.银氨溶液中存在平衡：
Ag（NH3）2+
Ag++2NH3
ⅱ.白色AgOH沉淀不稳定，极易分解生成棕黑色Ag2O
ⅲ.Ag2O、AgCl等难溶物均可溶于浓氨水，生成Ag（NH3）2+
1与实验ii对照，实验i的目的是。
2经检验，实验ii中白色浑浊的主要成分为甲酸银（HCOOAg），推断是甲酸银分解产生银镜，则甲酸银分解的产生的气体中一定含。
③实验iii和实验iv是为了探究pH较高时的银镜反应。
实验iv的现象（填“能”或“不能”）证明pH较高时是甲酸发生反应产生了银镜。
④甲同学认为实验iii、实验iv中，水浴前的棕黑色浊液中含有银单质，乙同学通过实验排除了这种可能性，他的实验操作及实验现象是。
（3）探究实验iv中的含碳产物。
取实验iv试管中的产物静置后，取上层清夜继续实验：
1白色沉淀1溶解的离子方程式为。
②上述实验能证实iv的清液中含HCO3-的理由是。
（4）综合以上实验，小组同学得出以下结论：
a.溶液pH较低时，银氨溶液与甲酸反应产生银镜的主要原因是甲酸银的分解。
b.溶液pH较高时，银氨溶液与甲酸反应产生银镜的原因可能有（写出两点）。
答案
（1）最初产生的棕黑色沉淀恰好溶解为止（此空1分）
（2）①排除银氨溶液受热反应生成银镜的可能性
②CO2
③不能
④取棕黑色浊液，加入浓氨水，黑色沉淀完全溶解，形成无色溶液
（3）①AgCl+2NH3·H2O
Ag（NH3）2++Cl－+2H2O
②滴加BaCl2生成能溶于浓氨水的沉淀，说明清液中不含CO32-,加Ba（OH）2生成的沉淀溶于盐酸并放出酸性气体，说明其中含HCO3-。
（4）黑色浊液中的氧化银分解产生银，甲酸直接与银氨溶液反应产生银
8、某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。
【初步探究】
示意图
序号
温度
试剂A
现象
0°C
0.5mol·L-1稀硫酸
4min左右出现蓝色
20°C
1min左右出现蓝色
20°C
0.1mol·L-1稀硫酸
15min左右出现蓝色
④
20°C
蒸馏水
30min左右出现蓝色
（1）为探究温度对反应速率的影响，实验②中试剂A应为________。
（2）写出实验③中I-反应的离子方程式：
________。
（3）对比实验②③④，可以得出的结论：
________。
【继续探究】溶液pH对反应速率的影响
查阅资料：
i．pH<11.7时，I-能被O2氧化为I2。
ii．pH>9.28时，I2发生歧化反应：
3I2+6OH-===IO3-+5I-+3H2O，pH越大，歧化速率越快。
（4）小组同学用4支试管在装有O2的储气瓶中进行实验，装置如图所示。
序号
⑤
⑥
⑦
⑧
试管中溶液的pH
8
9
10
11
放置10小时内的现象
出现蓝色
颜色无明显变化
分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因________。
（5）甲同学利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I-被O2氧化为I2的反应，如右图所示，请你填写试剂和实验现象。
【深入探究】较高温度对反应速率的影响
小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。
序号
温度
试剂
现象
⑨
敞口试管
水浴
70°C
5mL1mol·L-1KI溶液
5mL0.5mol·L-1稀硫酸
20min内仍保持无色，冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色
⑩
密闭试管
溶液迅速出现黄色，且黄色逐渐加深，冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色
（6）对比实验⑨和⑩的现象差异，该小组同学经过讨论对实验⑨中的现象提出两种假设，请你补充假设1。
假设1：
________。
假设2：
45°C以上I2易升华，70°C水浴时，c（I2）太小难以显现黄色。
（7）针对假设2有两种不同观点。
你若认为假设2成立，请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因（写出一条）。
你若认为假设2不成立，请设计实验方案证明。
答案
（1）0.5mol·L-1稀硫酸（2分）
（2）4I-+O2+4H+====2I2+2H2O（2分）
（3）相同温度下，KI溶液被O2氧化成I2，c（H+）越大，氧化反应速率越快（2分）
（4）试管⑦、⑧中，pH为10、11时，既发生氧化反应又发生歧化反应，因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率（或歧化速率最快），所以观察颜色无明显变化（2分）
（5）试剂1：
1mol·L-1KI溶液，滴加1%淀粉溶液（1分）
试剂2：
pH=10的KOH溶液（1分）
现象：
电流表指针偏转，左侧电极附近溶液蓝色（t<30min）（2分）
（6）加热使O2逸出，c（O2）降低，导致I-氧化为I2的速率变慢（2分）
（7）【假设2成立】
理由：
KI溶液过量（即使加热时有I2升华KI仍有剩余），实验⑨冷却室温后过量的KI仍可与空气继续反应生成I2，所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色
[其他理由合理给分，如淀粉与I2反应非常灵敏（少量的I2即可以与淀粉显色），所以实验⑨中残留的少量I2冷却至室温后滴加淀粉溶液还可以看到蓝色]。
【假设2不成立】
实验方案：
水浴加热70℃时，用湿润的淀粉试纸放在试管⑨的管口，若不变蓝，则证明假设2不成立（其他方案合理给分）。
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