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
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