届二轮复习 科学探究 作业全国通用.docx

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届二轮复习科学探究作业全国通用

科学探究

1、某校学习小组探究不同条件对电解FeCl2溶液产物的影响。

所用实验装置如下图所示，其中电极为石墨电极。

【查阅文献】i.Fe2+、Fe3+在溶液中通过与Cl-结合分别形成

FeCl42-、FeCl63-，可降低正电荷。

ii.电解过程中，外界条件（如电解液pH、离子

浓度、电压、电极材料等）会影响离子的放电能力。

【实验记录】

序号

实验条件

实验现象

阴极

阳极

I

pH=0

1mol·L-1

FeCl2溶液

电压1.5V

电极上产生无色气体。

湿润淀粉碘化钾试纸始终未见变蓝。

取阳极附近溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液变红。

II

pH=4.9

1mol·L-1

FeCl2溶液

电压1.5V

未观察到气泡产生，电极表面有银灰色金属光泽的固体析出。

电解结束后，将电极浸泡在盐酸中，观察到有大量气泡产生。

湿润淀粉碘化钾试纸始终未见变蓝。

阳极附近出现红褐色浑浊。

取阳极附近浊液于试管中，先用盐酸酸化，再滴加KSCN溶液，溶液变红。

（1）结合阴极实验现象的分析

实验I中阴极的电极反应式为。

用化学用语表示实验II中产生阴极现象的原因：

。

对比实验I、II的阴极现象，可以获得的结论是。

（2）结合阳极实验现象的分析

甲同学认为实验I中Cl-没有放电，得出此结论依据的实验现象是________。

阳极附近溶液滴加KSCN溶液变红，依据此现象分析，阳极反应可能是Fe2+-e-===Fe3+、________。

对比实验I、II的阳极现象，解释产生差异的原因：

。

【实验讨论】

（3）有同学提出，改变条件有可能在阳极看到“湿润淀粉碘化钾试纸变蓝”的现象，可能改变的条件是，对应的实验方案是。

2、某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。

装置（尾气处理装置略）

现象

Ⅰ中开始无明显现象，渐有小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。

Ⅱ中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色。

（1）试管Ⅰ中Cu与稀HNO3反应的化学方程式是。

（2）Ⅱ中反应的速率比Ⅰ中的快，原因是。

（3）针对Ⅱ中溶液呈绿色的原因，提出假设：

假设1：

Cu2+的浓度较大所致；

假设2：

溶解了生成的NO2。

探究如下：

取Ⅱ中绿色溶液，分为两等份。

①取一份于右图所示装置中，（填“操作”和“现象”），

证实Ⅱ中溶解了NO2。

②向另一份溶液加入（填化学试剂），溶液变为蓝色。

证实假设1不成立，假设2成立。

（4）对于稀HNO3与铜生成NO、浓HNO3与铜生成NO2的原因，提出两种解释：

解释1．HNO3浓度越稀，溶液中NO3-的数目越少，被还原时，每个NO3-从还原剂处获得较多电子的机会（填“增多”或“减少”），因此被还原为更低价态。

解释2．推测下列平衡导致了产物的不同，并通过如下实验证实了推测的合理性。

①B中盛放的试剂是。

②C中盛放Cu（NO3）2和。

③该小组证实推测的合理性所依据的实验现象是。

3、探究0.5mol/LFeCl3溶液（pH=1）与不同金属反应时的多样性的原因。

（各组实验中：

所用FeCl3溶液体积相同；金属过量；静置、不振荡）

编号

金属

现象及产物检验

Ⅰ

镁条

立即产生大量气体，金属表面变黑，该黑色固体能被磁铁吸引，液体颜色由棕黄色逐渐变为红褐色；

片刻后气泡减少，金属表面覆盖有红褐色沉淀，此时取反应后的液体，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀。

Ⅱ

铜粉

无气体产生，溶液逐渐变为蓝绿色；

取反应后的溶液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀。

（1）根据实验Ⅰ中的现象，推测红褐色液体为胶体，并用光束照射该液体，在与光束垂直的方向观察到得以证实。

（2）已知：

Fe和Fe3O4均能被磁铁吸引。

①为了确定黑色固体的成分是否含有Fe与Fe3O4，重复实验Ⅰ，及时取少量镁条表面生成的黑色粉末，洗净后进行实验如下：

该实验说明黑色固体中一定含有，结合现象写出判断的理由：

。

②除上述结论外，分析实验Ⅰ的现象，可知被还原得到的产物一定还有。

（3）实验Ⅰ、Ⅱ中现象的差异，与Fe3+、Mg2+、Fe2+、H+、Cu2+的氧化性强弱有关，其顺序是Mg2+＜Fe2+＜。

（4）继续探究0.5mol/LFeCl3溶液（pH=1）与Fe的反应。

编号

金属

现象及产物检验

Ⅲ

铁粉

持续产生少量气体；一段时间后，溶液颜色变浅，底部有红褐色沉淀，经检验，溶液pH=4，含有Fe2+，无Fe3+。

Ⅳ

铁丝

无明显的气泡产生；一段时间后，溶液变为浅绿色，经检验，溶液pH=2，含有Fe2+和Fe3+；Fe3+被还原的量多于实验Ⅲ。

2实验Ⅲ中发生反应的离子方程式有　　　　。

②已知：

相同条件下，H+在溶液中的移动速率远大于Fe3+。

结合实验Ⅰ、Ⅱ，由反应中金属表面离子浓度的变化，推测实验Ⅲ、Ⅳ现象差异的原因：

　　　　。

4、实验小组研究酸性条件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反应。

【实验Ⅰ】向盛有H2O2溶液的试管中，加入过量的K2Cr2O7溶液和硫酸，振荡，溶液立即变为紫红色，此时pH＝1。

溶液中持续产生气泡，最终溶液变为绿色。

资料：

ⅰ．Cr2（SO4）3溶液呈绿色。

ⅱ．酸性条件下，K2Cr2O7溶液和H2O2溶液反应生成CrO5，CrO5进一步反应生成Cr3+和O2。

ⅲ．CrO5是一种+6价Cr的过氧化物，其结构如右图，CrO5可溶于水，

易溶于乙醚得到蓝色溶液。

ⅳ．乙醚是一种无色、不溶于水、密度比水小的有机溶剂，化学性质稳定。

（1）实验Ⅰ中产生的气体是O2，检验的方法是________。

（2）实验Ⅰ的紫红色溶液中含有CrO5。

①验证紫红色溶液中含有CrO5的操作及现象是________。

②生成CrO5的反应不是氧化还原反应，反应的离子方程式是________。

（3）对实验Ⅰ中溶液变为绿色和产生O2的原因，作出如下假设：

a．CrO5在酸性溶液中不稳定，自身氧化还原生成Cr3+和O2。

b．CrO5在酸性条件下氧化了溶液中的H2O2，生成Cr3+和O2。

为验证上述假设，用下图装置进行实验Ⅱ和实验Ⅲ（夹持装置已略，B中石蜡油

用于吸收挥发出的乙醚）。

实验操作及现象如下：

【实验Ⅱ】

ⅰ．将20mLCrO5的乙醚溶液加入A中的20mL

pH＝1的稀硫酸中，不断搅拌，乙醚层由蓝色

变为无色，水层变为绿色，O2体积为VmL。

ⅱ．步骤ⅰ结束后向A中加入少量K2Cr2O7溶

液，轻轻搅拌，静置，乙醚层又显出蓝色。

【实验Ⅲ】

仅将实验Ⅱ中的pH＝1的稀硫酸替换为等量的含H2O2的pH＝1的稀硫酸，重复实验。

现象与实验Ⅱ相同，且O2体积仍为VmL。

①实验Ⅱ步骤ⅰ中消耗的CrO5与生成的O2的物质的量之比为2∶3，补全离子方程式：

2CrO5+________==2Cr3++3O2↑+________+________。

②甲同学认为依据实验Ⅱ和Ⅲ中生成O2的体积相同，无法说明假设b是否成立，其理由是________。

（4）实验Ⅰ中总反应的离子方程式是________。

5、实验小组制备硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）并探究其性质。

资料：

Na2S2O3·5H2O在中性溶液中较稳定，在酸性溶液中分解产生S、SO2。

Ⅰ.以SO2、Na2S、Na2CO3为原料制备Na2S2O3·5H2O，装置如下图所示：

△

（1）A是SO2气体发生装置，常温下用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应制取SO2，实验过程中需要控制SO2产生的速率。

请在虚框内将装置A补充完整。

（2）B中生成硫代硫酸钠的实质是：

S+Na2SO3===Na2S2O3

①S是由、、H2O反应得到。

②实验过程中有大量CO2产生，化学方程式为。

（3）装置C中的试剂为，作用是。

（4）当装置B中溶液的pH约为7时应停止通入SO2，否则Na2S2O3的产率下降，其原因是。

Ⅱ.探究Na2S2O3的性质：

（5）研究S产生的原因：

已知：

Na2S2O3中S元素的化合价分别为-2和+6

提出假设：

假设1：

Cl2、HClO等含氯的氧化性微粒氧化了-2价硫元素

假设2：

空气中的O2也可能氧化-2价硫元素

步骤1

取Na2S2O3晶体，溶解，配成0.2mol/L溶液。

步骤2

取4mL溶液，向其中加入1mL饱和氯水（pH=2.4），溶液立即出现浑浊，经检验浑浊物为S。

步骤3

继续滴加氯水，浑浊度增大，最后消失，溶液变澄清。

假设3：

酸性条件下Na2S2O3分解产生S

设计实验方案：

①向试管b中加入。

②依据现象，S产生的主要原因是，说明理由。

（6）步骤3，继续加入氯水，沉淀消失的原因是（写化学方程式）。

6、Na2S2O4俗称保险粉，常用做纺织工业的漂白剂、脱色剂等。

某科研小组制备并探究其性质。

资料：

Na2S2O4易溶于水，具有极强的还原性，易被空气氧化，在碱性介质中稳定。

Ⅰ．制备Na2S2O4（加热等辅助仪器略去）

（1）仪器①的名称是。

（2）B装置用于制备Na2S2O4。

第一步反应：

Zn+2SO2

ZnS2O4；第二步，加入NaOH溶液，于28～35℃下反应生成Na2S2O4，该步反应的化学方程式为。

（3）B装置反应前，先进行的实验操作是。

（4）反应后除去B中的沉淀，在滤液中加入一定量的NaCl固体搅拌，有Na2S2O4晶体析出。

加入NaCl固体的作用是。

Ⅱ．探究Na2S2O4的性质

（5）隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小组没有做到完全隔绝空气，得到的固体产物中还含有Na2SO4。

请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。

实验方案是。

（可选试剂：

稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液）

（6）制备纳米级银粉

用NaOH溶液溶解Na2S2O4，加入一定量的AgNO3溶液，生成纳米级的银粉。

在制备银粉的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2︰1，且生成的含硫物质只有一种，写出该反应的离子方程式。

7、某兴趣小组欲探究SO2与Cu（OH）2的反应。

实验

实验步骤

现象

步骤1：

打开分液漏斗，向烧瓶中加入30mL0.5mol/LNaOH溶液

I.有蓝色絮状沉淀，静置后分层。

步骤2：

从左侧导管通入SO2气体

II.静置后分层，上层溶液为淡绿色，

底部有白色沉淀，

（1）现象I中产生蓝色沉淀的离子方程式是。

（2）甲为了确认现象II中白色沉淀的成分，进行如下探究。

查阅资料：

CuSO3

CuCl

Cu2O

溶解性

不溶于水，浅黄色沉淀

不溶于水，白色沉淀

不溶于水，砖红色沉淀

性质

与酸反应

能溶于较浓的HCl溶液

酸性体系中不稳定，进一步反应生成Cu和Cu2+

并进行如下实验：

①试剂a是。

②现象II中生成白色沉淀的离子方程式是。

（3）甲认为Cu（OH）2沉淀全部转化为CuCl，乙依据实验现象对甲的观点进行反驳，依

据的实验现象是