2020年高考化学大题专项复习无机定量定性型探究实验pdf含解析.pdf
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- 2020 年高 化学 专项 复习 无机 定量 定性 探究 实验 pdf 解析
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1、2020 年高考化学大题专项复习:无机定量、定性型探究实验1某学习小组探究 SO2与 Cu(OH)2悬浊液的反应。实验:向 NaOH 溶液中加入浓 CuCl2溶液,制得含 Cu(OH)2的悬浊液,测溶液 pH13。向悬浊液中通入 SO2,产生大量白色沉淀,测溶液 pH3。推测白色沉淀中可能含有 Cu+、Cu2+、Cl-、SO42-、SO32-、HSO3-。已知:i.Cu(NH3)42+(蓝色);Cu+32NH H O Cu(NH3)2+(无色);Cu+HCu+Cu2+ii.Ag2SO4 微溶于水,可溶于一定浓度的硝酸。实验:(1)通过“白色沉淀 A”确定一定存在的离子是_。判断白色沉淀中金属离
2、子仅含有 Cu+、不含 Cu2+的实验证据是_。用以证实白色沉淀中无 SO42-、SO32-、HSO3-的试剂 a 是_。生成 CuCl 的离子方程式是_。(2)小组同学基于上述实验认为:SO2与 Cu(OH)2悬浊液能发生氧化还原反应不仅基于本身的性质,还受到“生成了沉淀促进了氧化还原反应的发生”的影响。设计实验验证了此观点。用实验方法制得含 Cu(OH)2 的悬浊液,过滤、洗涤获取纯净的 Cu(OH)2固体。检验Cu(OH)2 固体是否洗涤干净的方法是_。编号实验现象III向 Cu(OH)2固体中加入一定量的水,制得悬浊液(pH8),向悬浊液中通入 SO2a.底部产生少量浅黄色沉淀,慢慢消
3、失b.静置,底部产生少量红色固体IV向 CuSO4溶液中通入 SO2无沉淀产生经确认浅黄色沉淀是 CuOH,红色固体是 Cu,证明 SO2与 Cu(OH)2悬浊液发生了氧化还原反应。最终生成 Cu 的原因是_。由实验 III、IV 可以得出的结论除“生成了沉淀促进了氧化还原反应的发生”外还有_。【答案】(1)Cl-白色沉淀溶于氨水后无色说明无 Cu2+,后变成蓝色说明含 Cu+硝酸酸化的 BaCl2或 Ba(NO3)2溶液 SO2+2Cl-+2 Cu(OH)2=2CuCl+SO42-+2H2O(2)用小试管接取最后的几滴洗涤液,加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液,无沉淀产生SO2 与 Cu(OH
4、)2 反应生成 CuOH,过量 SO2 溶于水使溶液显酸性,CuOH 在酸性溶液里反应最终生成 Cu 和 Cu2+SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应【解析】(1)根据实验可知,蓝色溶液中加入硝酸和硝酸银得到“白色沉淀 A”,A 为 AgCl,说明溶液中一定存在 Cl-,故答案为:Cl-;白色沉淀中加入氨水得到无色溶液,说明无 Cu2+,后变成蓝色说明含 Cu+,因此白色沉淀中金属离子仅含有 Cu+、不含 Cu2+,故答案为:白色沉淀溶于氨水后无色说明无 Cu2+,后变成蓝色说明含 Cu+;SO32-、HSO3-都能被硝酸氧化生成 SO42-,因此证实白色沉淀中无 SO42-、SO
5、32-、HSO3-的试剂 a 是硝酸酸化的 BaCl2或 Ba(NO3)2溶液,故答案为:硝酸酸化的 BaCl2或Ba(NO3)2溶液;根据实验可知,白色沉淀为 CuCl,即实验 I 中生成的白色沉淀为 CuCl,反应的离子方程式为 SO2+2Cl-+2 Cu(OH)2=2CuCl+SO42-+2H2O,故答案为:SO2+2Cl-+2Cu(OH)2=2CuCl+SO42-+2H2O;(2)用实验方法制得含 Cu(OH)2的悬浊液,过滤得到的 Cu(OH)2固体上吸附了 Cl-,洗涤获取纯净的 Cu(OH)2 固体,因此检验 Cu(OH)2固体是否洗涤干净只需要检验洗涤后的滤液中是否含有 Cl-
6、,方法为:用小试管接取最后的几滴洗涤液,加入(硝酸酸化的)AgNO3 溶液,无沉淀产生,说明沉淀已洗净,故答案为:用小试管接取最后的几滴洗涤液,加入(硝酸酸化的)AgNO3 溶液,无沉淀产生;经确认浅黄色沉淀是 CuOH,说明 SO2与 Cu(OH)2悬浊液发生了氧化还原反应。过量 SO2溶于水使溶液显酸性,CuOH 在酸性溶液里反应最终生成 Cu 和 Cu2+,因此红色固体是Cu,故答案为:SO2 与 Cu(OH)2 反应生成 CuOH,过量 SO2溶于水使溶液显酸性,CuOH在酸性溶液里反应最终生成 Cu 和 Cu2+;根据实验 III、IV 可知 SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化
7、还原反应,故答案为:SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应。【点睛】本题的易错点为(1)中试剂 a 的选择,要注意除了证实白色沉淀中无 SO42-,还需要证实没有 SO32-、HSO3-,因此不能选用盐酸酸化的氯化钡溶液。2有学生将铜与稀硝酸反应实验及 NO、NO2性质实验进行改进、整合,装置如图(洗耳球:一种橡胶为材质的工具仪器)。实验步骤如下:(一)组装仪器:按照如图装置连接好仪器,关闭所有止水夹;(二)加入药品:在装置 A 中的烧杯中加入 30%的氢氧化钠溶液,连接好铜丝,在装置 C 的 U型管中加入 4.0 mol/L 的硝酸,排除 U 型管左端管内空气;(三)发生反应:将铜
8、丝向下移动,在硝酸与铜丝接触时可以看到螺旋状铜丝与稀硝酸反应产生气泡,此时打开止水夹,U 型管左端有无色气体产生,硝酸左边液面下降与铜丝脱离接触,反应停止;进行适当的操作,使装置 C 中产生的气体进入装置 B 的广口瓶中,气体变为红棕色;(四)尾气处理:气体进入烧杯中与氢氧化钠溶液反应;(五)实验再重复进行。回答下列问题:(1)实验中要保证装置气密性良好,检验其气密性操作应该在_。a.步骤(一)(二)之间b.步骤(二)(三)之间(2)装置 A 的烧杯中玻璃仪器的名称是。(3)加入稀硝酸,排除 U 型管左端管内空气的操作是。(4)步骤(三)中“进行适当的操作”是打开止水夹_(填写序号),并用洗耳
9、球在 U 型管右端导管口挤压空气进入。(5)在尾气处理阶段,使 B 中广口瓶内气体进入烧杯中的操作是。尾气中主要含有 NO2和空气,与 NaOH 溶液反应只生成一种盐,则离子方程式为。(6)某同学发现,本实验结束后硝酸还有很多剩余,请你改进实验,使能达到预期实验目的,反应结束后硝酸的剩余量尽可能较少,你的改进是。【答案】(1)a(2)球形干燥管(3)加入硝酸时,不断向左端倾斜 U 型管(4)(5)打开止水夹,关闭止水夹,并将洗耳球尖嘴插在止水夹处的导管上,打开止水夹挤压洗耳球4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O(6)取少量的稀硝酸和四氯化碳注入 U 型管中【解析】(1)气密性检验在连
10、接好装置之后,加药品之前,故答案选 a;(2)根据装置中仪器的形状,可以判定该装置为球形干燥管或干燥管;(3)根据实验目的是铜和稀硝酸反应的性质实验,加入硝酸时,不断向左端倾斜 U 型管;(4)使装置 C 中产生的气体进入装置 B 的广口瓶中,必须保持气流畅通,气体若进入三孔洗气瓶,在需要打开,只打开,气体也很难进入,因为整个体系是密封状态,需用洗耳球尖嘴插在止水夹处的导管上,打开止水夹挤压洗耳球;(5)尾气处理阶段需要让氮氧化物进入氢氧化钠溶液中,必须打开止水夹,并关闭,并通过通入空气,排出氮氧化物;根据反应物主要是 NO2和 O2,产物只有一种盐,说明只有 NaNO3,方程式为:4NO2+
11、O2+4OH-=4NO3-+2H2O;(6)硝酸浓度越低,反应越慢,该反应又没有加热装置,最好是放入四氯化碳,密度比硝酸溶液大,且难溶于水,反应后通过分液便于分离,则改进的方法为取少量的稀硝酸和四氯化碳注入 U 型管中,二者不互溶,可填充 U 型管的空间不改变硝酸的浓度。3亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂,其沸点为5.5,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3+HNO2,某学习小组在实验室用 Cl2 和NO 制备 ClNO 并测定其纯度,相关实验装置如图所示。(1)制备 Cl2的发生装置可以选用_(填字母代号)装置,发生反应的离子方程式为_。
12、(2)欲收集一瓶干燥的氯气,选择合适的装置,其连接顺序为 a_(按气流方向,用小写字母表示)。(3)实验室可用图示装置制备亚硝酰氯:实验室也可用 B 装置制备 NO,X 装置的优点为_。检验装置气密性并装入药品,打开 K2,然后再打开 K3,通入一段时间气体,其目的是_,然后进行其他操作,当 Z 中有一定量液体生成时,停止实验。(4)已知:ClNO 与 H2O 反应生成 HNO2和 HCl。设计实验证明 HNO2是弱酸:_。(仅提供的试剂:1 molL-1盐酸、1molL-1HNO2溶液、NaNO2溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)。通过以下实验测定 ClNO 样品的纯度。取 Z 中所得液体
13、m g 溶于水,配制成 250 mL 溶液;取出 25.00 mL 样品溶于锥形瓶中,以 K2CrO4溶液为指示剂,用 c molL-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为 20.00mL。滴定终点的现象是_,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为_。(已知:Ag2CrO4为砖红色固体;Ksp(AgCl)1.5610-10,Ksp(Ag2CrO4)110-12)【答案】(1)A(或 B)MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2+5Cl2+8H2O)(2)fgcbdejh(3)随开随用,随关随停排干净三颈烧瓶中的空气(4)用玻璃棒
14、蘸取 NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明 HNO2 是弱酸滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化1310cm【解析】(1)二氧化锰和浓盐酸加热下制氯气,发生装置属于固液加热型(或 KMnO4与浓盐酸常温下制备 Cl2)。(2)制得的氯气中会混有水蒸气和氯化氢,用饱和食盐水除氯化氢,浓硫酸吸收水分,用向上排空气法收集氯气,最后进行尾气处理。(3)实验室也可用 B 装置制备 NO,X 装置的优点为随开随用,随关随停。通入一段时间气体,其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽,防止 NO 被空气中的氧气氧化。(4)要证明 HNO2是弱酸可证明 HNO2 中存在电离平衡或证明
15、NaNO2能发生水解,结合题给试剂分析。以 K2CrO4溶液为指示剂,用 c molL-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象是:滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化;根据(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+),然后结合 m=nM 来计算。【详解】(1)可以用二氧化锰和浓盐酸加热下制备氯气,发生装置属于固液加热型的,反应的化学方程式为 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O,离子方程式为:MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O,(或用 KMnO4 与浓盐酸常温下制备 Cl2,发生装置属于固液不加热型,反应的离子方程式为 2MnO4-+10Cl
16、-+16H+=2Mn2+5Cl2+8H2O)故答案为 A(或 B);MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2+5Cl2+8H2O)。(2)制得的氯气中会混有水蒸气和氯化氢,用饱和食盐水除氯化氢,浓硫酸吸收水分,用向上排空气法收集氯气,最后进行尾气处理,故其连接顺序为 fgcbdejh;故答案为 fgcbdejh。(3)实验室也可用 B 装置制备 NO,X 装置的优点为随开随用,随关随停,故答案为随开随用,随关随停。检验装置气密性并装入药品,打开 K2,然后再打开 K3,通入一段时间气体,其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽,防止 NO 被空气中
17、的氧气氧化,故答案为排干净三颈烧瓶中的空气;(4)要证明 HNO2是弱酸可证明 HNO2 中存在电离平衡或证明 NaNO2能发生水解,根据题目提供的试剂,应证明 NaNO2溶液呈碱性;故设计的实验方案为:用玻璃棒蘸取 NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明 HNO2是弱酸,故答案为用玻璃棒蘸取NaNO2 溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明 HNO2是弱酸。以 K2CrO4溶液为指示剂,用 c molL-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象是:滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化;取 Z 中所得液体 m g 溶于水,配制成 250 mL 溶液
18、;取出 25.00 mL 中满足:n(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+)=c0.02L=0.02cmol,则 250mL 溶液中 n(ClNO)=0.2cmol,m(ClNO)=nM=0.2cmol65.5g/mol=13.1cg,亚硝酞氯(ClNO)的质量分数为(13.1cgm g)100=1310cm,故答案为滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化;1310cm【点睛】本题考查了物质制备方案设计,为高频考点和常见题型,主要考查了方程式的书写,实验装置的连接,实验方案的设计,氧化还原反应,环境保护等,侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力。4向硝酸酸化的 2 mL 0.1
19、 molL1 AgNO3溶液(pH2)中加入过量铁粉,振荡后静置,溶液先呈浅绿色,后逐渐呈棕黄色,试管底部仍存在黑色固体,过程中无气体生成。实验小组同学针对该实验现象进行了如下探究。.探究 Fe2产生的原因。(1)提出猜想:Fe2可能是 Fe 与_或_反应的产物。(均填化学式)(2)实验探究:在两支试管中分别加入与上述实验等量的铁粉,再加入不同的液体试剂,5min 后取上层清液,分别加入相同体积和浓度的铁氰化钾溶液。液体试剂加入铁氰化钾溶液1 号试管2 mL 0.1 molL1AgNO3溶液无蓝色沉淀2 号试管硝酸酸化的 2 mL 0.1 molL1_溶液(pH2)蓝色沉淀2 号试管中所用的试
20、剂为_。资料显示:该温度下,0.1 molL1 AgNO3溶液可以将 Fe 氧化为 Fe2。但 1 号试管中未观察到蓝色沉淀的原因可能为。小组同学继续进行实验,证明了由 2 号试管得出的结论正确。实验如下:取 100 mL 0.1molL1硝酸酸化的 AgNO3 溶液(pH2),加入铁粉并搅拌,分别插入 pH 传感器和NO 传感器(传感器可检测离子浓度),得到图甲、图乙,其中 pH 传感器测得的图示为_(填“图甲”或“图乙”)。实验测得 2 号试管中有 NH4+生成,则 2 号试管中发生反应的离子方程式为_。.探究 Fe3产生的原因。查阅资料可知,反应中溶液逐渐变棕黄色是因为 Fe2被 Ag氧
21、化了。小组同学设计了不同的实验方案对此进行验证。(3)方案一:取出少量黑色固体,洗涤后,(填操作和现象),证明黑色固体中有 Ag。(4)方案二:按下图连接装置,一段时间后取出左侧烧杯中的溶液,加入 KSCN 溶液,溶液变红。该实验现象_(填“能”或“不能”)证明 Fe2可被 Ag氧化,理由为。【答案】(1)HNO3AgNO3(2)NaNO3该反应速率很小(或该反应的活化能较大)图乙4Fe10HNO3-=4Fe2NH4+3H2O(3)加入足量稀硝酸并加热将固体全部溶解,再向所得溶液中加入稀盐酸,产生白色沉淀(或加入足量稀盐酸,有黑色固体剩余)(答案合理均可)(4)不能Fe2可能被 HNO3氧化或
22、被氧气氧化(答案合理均可)【解析】.(1)向硝酸酸化的 AgNO3溶液(pH2)中加入过量的铁粉,过量的铁粉可与硝酸反应生成亚铁离子,也可与 AgNO3溶液反应生成 Fe2,Fe2AgNO3=Fe(NO3)22Ag,因此溶液中的 Fe2可能是 Fe 与 HNO3或 AgNO3反应的产物,故答案为:HNO3;AgNO3;(2)探究 Fe2的产生原因时,2 号试管作为 1 号试管的对比实验,要排除 Ag的影响,可选用等浓度、等体积且 pH 相同的不含 Ag的 NaNO3 溶液进行对比实验,故答案为:NaNO3;AgNO3可将 Fe 氧化为 Fe2,但 1 号试管中未观察到蓝色沉淀,说明 AgNO3
23、 溶液和 Fe反应的速率较慢,生成的 Fe2浓度较小,故答案为:该反应速率很小(或该反应的活化能较大);由 2 号试管得出的结论正确,说明 Fe2是 Fe 与 HNO3反应的产物,随着反应的进行,HNO3溶液的浓度逐渐减小,溶液的 pH 逐渐增大,则图乙为 pH 传感器测得的图示,故答案为:图乙;实验测得 2 号试管中有 NH 生成,说明 Fe 与 HNO3 反应时,Fe 将 HNO3还原为 NH,根据氧化还原反应的原理可写出反应的离子方程式为 4Fe10HNO3-=4Fe2NH4+3H2O,故答案为:4Fe10HNO3-=4Fe2NH4+3H2O;.(3)Ag氧化 Fe2时发生反应 AgFe
24、2=AgFe3,而黑色固体中一定含有过量的铁,所以可加入足量 HCl 或 H2SO4溶液溶解 Fe,若有黑色固体剩余,则证明黑色固体中有 Ag;或向黑色固体中加入足量稀硝酸加热溶解后再加入稀盐酸,若产生白色沉淀,则证明黑色固体中有 Ag,故答案为:加入足量稀硝酸并加热将固体全部溶解,再向所得溶液中加入稀盐酸,产生白色沉淀(或加入足量稀盐酸,有黑色固体剩余)(答案合理均可)(4)取左侧烧杯中的溶液,加入 KSCN 溶液后,溶液变红,只能证明有 Fe3生成,不能证明 Fe2可被 Ag氧化,因为 Fe(NO3)2溶液呈酸性,酸性条件下 NO 可将 Fe2氧化为Fe3,且 Fe(NO3)2溶液直接与空
25、气接触,Fe2也可被空气中的氧气氧化为 Fe3;故答案为:不能;Fe2可能被 HNO3 氧化或被氧气氧化(答案合理均可)。5某学习小组通过下列装置探究 MnO2与 FeCl36H2O 能否反应产生 Cl2,FeCl3的升华温度为 315。实验操作和现象:操作现象点燃酒精灯,加热.A 中部分固体溶解,上方出现白雾.稍后,产生黄色气体,管壁附着黄色液滴.B 中溶液变蓝(1)现象中的白雾是。(2)分析现象,该小组探究黄色气体的成分,实验如下:a.加热 FeCl36H2O,产生白雾和黄色气体。b.用 KSCN 溶液检验现象和 a 中的黄色气体,溶液均变红。通过该实验说明现象中黄色气体含有。(3)除了氯
26、气可使 B 中溶液变蓝外,推测还可能的原因是:实验 b 检出的气体使之变蓝,反应的离子方程式是。经实验证实推测成立。溶液变蓝的另外一种原因是:在酸性条件下,装置中的空气使之变蓝。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是。(4)为进一步确认黄色气体是否含有 Cl2,小组提出两种方案,均证实了 Cl2 的存在。方案 1:在 A、B 间增加盛有某种试剂的洗气瓶 C。方案 2:将 B 中 KI 淀粉溶液替换为 NaBr 溶液;检验 Fe2+。现象如下:方案 1B 中溶液变为蓝色方案 2B 中溶液呈浅橙红色,未检出 Fe2+方案 1 的 C 中盛放的试剂是_(填字母)。ANaCl 饱和溶液BNaOH
27、 溶液CNaClO 溶液方案 2 中检验 Fe2+的原因是。综合方案 1、2 的现象,说明选择 NaBr 溶液的依据是。(5)将 A 中的产物分离得到 Fe2O3 和 MnCl2,A 中产生 Cl2 的化学方程式是:。【答案】(1)盐酸小液滴(2)FeCl3(3)2Fe3+2I-=2Fe2+I2另取一支试管,向其中加入 KI 淀粉溶液,再滴入几滴 HCl 溶液,在空气中放置,观察溶液是否变蓝(4)A排除 Fe3+将 Br-氧化成 Br2的可能性该实验条件下,Br-可以被 Cl2氧化成 Br2,但不会被 Fe3+氧化为 Br2(5)3MnO2+4FeCl36H2O2Fe2O3+3MnCl2+3C
28、l2+24H2O【解析】(1)FeCl36H2O 受热失去结晶水,同时水解,生成 HCI 气体,HCl 和 H2O 结合形成盐酸小液滴;(2)FeCl3溶液中滴入 KSCN 溶液,发生络合反应,用 KSCN 溶液检验现象 ii 和 A 中的黄色气体,溶液均变红,说明含有 FeCl3;(3)氯化铁具有强氧化性,可以将碘离子氧化为碘单质;作对照实验,需要除去 Cl2 和 Fe3+的干 扰才能检验酸性情况下的 O2影响,所以最好另取溶液对酸性情况下氧气的影响进行检验。因为原题中存在 HC1 气体,所以酸化最好选用盐酸;(4)方案 1:除去 Cl2中的 FeCl3 和 O2(H+),若仍能观察到 B
29、中溶液仍变为蓝色 则证明原气体中确实存在 Cl2,Cl2 中的氯化氢的去除使用饱和 NaCl 溶液,饱和 NaCl 溶液也可以让 FeCl3溶解,并且除去 O2影响过程中提供酸性的 HCI 气体,从而排除两个其他影响因素;方案 2:若 B 中观察到浅橙红色,则证明有物质能够将 Br-氧化成 Br2,若未检查到 Fe2+,则证明是 Cl2氧化的 Br-,而不是 Fe3+另外,因为还原剂用的不是 I-,可不用考虑 O2(H+)的影响问题;方案 2:将 B 中 KI-淀粉溶液替换为 NaBr 溶液,结果 B 中溶液呈橙红色,且未检出 Fe2+,Br-可以被 Cl2 氧化成 Br2,但不会被 Fe3+
30、氧化为 Br 2;(5)二氧化锰与 FeCl36H2O 反应生成 Fe2O3、MnCl2、Cl2及水,据此结合原子守恒书写反应方程式。【详解】(1)FeCl36H2O 受热失去结晶水 FeCl36H2OFeCl3+6H2O,同时水解FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,生成 HCl 气体,HCl 和 H2O 结合形成盐酸小液滴,而形成白雾,故答案为:HCl 小液滴;(2)FeCl3溶液中滴入 KSCN 溶液,发生络合反应,Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3,生成血红色的硫氰化铁,用 KSCN 溶液检验现象 ii 和 A 中的黄色气体,溶液均变红,说明含有 FeCl3,故答案为:FeC
31、l3;(1)碘离子具有还原性,氯化铁具有强氧化性,两者反应,碘离子被氧化为碘单质,反应离子方程式为:2Fe3+2I-=2Fe2+I2,故答案为:2Fe3+2I-=2Fe2+I2;FeCl36H2O 受热水解,生成 HCl 气体,作对照实验,需用盐酸酸化,另取一支试管,向其中加入 KI-淀粉溶液,再滴入几滴 HCl 溶液,在空气中放置,观察一段时间后溶液是否变蓝,若一段时间后溶液变蓝则推测成立,故答案为:另取一支试管,向其中加入 KI 淀粉溶液,再滴入几滴 HCl 溶液,在空气中放置,观察溶液是否变蓝,进行推测;(4)方案 1:氯化铁能氧化碘离子,氧气在酸性条件下,能氧化碘离子,所以需除去Cl2
32、中的 FeCl3和 O2(H+),若仍能观察到 B 中溶液仍变为蓝色,则证明原气体中确实存在Cl2,使用饱和 NaCl 溶液,可以让 FeCl3溶解,并且除去 O2 影响过程中提供酸性的 HCl气体,从而排除两个其他影响因素,故答案为:A;方案 2:若 B 中观察到浅橙红色,为溴水的颜色,则证明有物质能够将 Br-氧化成 Br2,铁离子不能氧化溴离子,若未检查到 Fe2+,则证明是 Cl2氧化的 Br-,而不是 Fe3+另外,因为还原剂用的不是 I-,可不用考虑 O2(H+)的影响问题,故答案为:排除 Fe3+将 Br-氧化成 Br2的可能性;选择 NaBr 溶液的依据是 Br-可以被 Cl2
33、氧化成 Br2,但不会被3Fe 氧化为 Br2,故答案为:该实验条件下,Br-可以被 Cl2氧化成 Br2,但不会被 Fe3+氧化为 Br2;(5)二氧化锰与 FeCl36H2O 反应生成 Fe2O3、MnCl2、Cl2及水,反应方程式为:3MnO2+4FeCl36H2O2Fe2O3+3MnCl2+3Cl2+24H2O,故答案为:3MnO2+4FeCl36H2O2Fe2O3+3MnCl2+3Cl2+24H2O。【点睛】本题根据 FeCl3的强氧化性,进行解答;根据 Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3,生成血红色的硫氰化铁,选择用 KSCN 溶液检验 Fe3+。6草酸亚铁是黄色晶体,常用作照相
34、显影剂、新型电池材料等。实验室制备草酸亚铁并测定其中 Fe2+和 C2O42的物质的量之比确定其纯度,步骤如下:称取一定质量的硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2于烧杯中,加蒸馏水和稀硫酸,加热溶解,再加饱和 H2C2O4溶液,加热沸腾数分钟,冷却、过滤、洗涤、晾干,得黄色晶体。称取 m g中制得的晶体于锥形瓶中,加入过量稀硫酸使其溶解,70水浴加热,用 cmolL1 KMnO4 溶液滴定至终点,消耗 KMnO4溶液 v1 mL(其中所含杂质与 KMnO4不反应)。向滴定后的溶液中加入过量锌粉和稀硫酸,煮沸,至反应完全,过滤,用 c molL1KMnO4 溶液滴定滤液至终点,消耗 KMnO4
35、 溶液 v2 mL。重复上述实验 3 次,计算。已知:草酸是弱酸。pH4 时,Fe2+易被 O2氧化。酸性条件下,KMnO4 溶液的还原产物为近乎无色的 Mn2+。回答下列问题:(1)中加入稀硫酸的目的是_、_。(2)中与 KMnO4溶液反应的微粒是_、_。(3)中加入过量锌粉仅将 Fe3+完全还原为 Fe2+。若未除净过量锌粉,则消耗 KMnO4溶液的体积 V _v2mL(填“”、“”或“”)。(4)中,滴定时反应的离子方程式是_,滴定时 KMnO4 溶液装在_(玻璃仪器)中,滴定终点的现象_。(5)m g中制得的晶体中,Fe2+和 C2O42的物质的量之比是_(用含 v1、v2 的计算式表
36、示)。【答案】(1)抑制 Fe2+水解防止 Fe2+被氧化(2)Fe2+H2C2O4(3)(4)5Fe2+24MnO +8H+=5Fe3+Mn2+4H2O酸式滴定管滴入最后一滴标准液,溶液变为浅红色,且半分钟不复原(5)2122vv-v【解析】(1)由题给信息可知 pH4 时,Fe2+易被 O2氧化,中加入稀硫酸,可避免亚铁离子水解以及被氧化而变质;(2)晶体加入硫酸,生成亚铁离子和草酸,高锰酸钾具有强氧化性,可氧化亚铁离子以及草酸,即与高锰酸钾氧化的 Fe2+、H2C2O4;(3)锌粉可与酸性高锰酸钾溶液反应,若未除净过量锌粉,则消耗 KMnO4溶液的体积偏大;(4)中,滴定时涉及亚铁离子和
37、高锰酸钾的反应,反应的离子方程式为 5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+Mn2+4H2O;酸性高锰酸钾有强氧化性,故装在酸式滴定管里;当亚铁离子反应完全,再滴入高锰酸钾,就会有红色出现,所以滴定终点的现象为当滴入最后一滴标准酸性高锰酸钾溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟不复原;(5)中涉及反应为 5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+Mn2+4H2O,n(KMnO4)=cv210-3mol,则 n(Fe2+)=5cv210-3mol,中涉及反应为 5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+Mn2+4H2O、5C2O42-+2MnO4-+16H+10CO2+2Mn2+8H2O,设 n(C2O4
38、2-)=xmol,n(KMnO4)=cv110-3mol,由离子方程式可知 cv210-3mol+2x/5=cv110-3mol,可知 n(C2O42-)=2.5(cv1-cv2)10-3mol,可得 Fe2+和 C2O42-的物质的量之比为2122vv-v。7常温下,三硫代碳酸钠(Na2CS3)是玫瑰红色针状固体,与碳酸钠性质相近。在工农业生产中有广泛的用途。某小组设计实验探究三硫代碳酸钠的性质并测定其溶液的浓度。实验一:探究 Na2CS3的性质(1)向 Na2CS3 溶液中滴入酚酞试液,溶液变红色。用离子方程式说明溶液呈碱性的原因。(2)向 Na2CS3 溶液中滴加酸性 KMnO4溶液,紫
39、色褪去。该反应中被氧化的元素是。实验二:测定 Na2CS3溶液的浓度按如图所示连接好装置,取 50.0mLNa2CS3 溶液置于三颈瓶中,打开分液漏斗的活塞,滴入足量 2.0molL-1 稀 H2SO4,关闭活塞。已知:Na2CS3+H2SO4=Na2SO4+CS2+H2S。CS2 和 H2S 均有毒。CS2不溶于水,沸点 46,密度 1.26gmL-1,与 CO2某些性质相似,与 NaOH 作用生成 Na2COS2 和 H2O。(3)盛放碱石灰的仪器的名称是,碱石灰的主要成分是(填化学式)。(4)反应结束后打开活塞 K,再缓慢通入热 N2一段时间,其目的是。(5)C 中发生反应的离子方程式是
40、。(6)为了计算 Na2CS3 溶液的浓度,对充分反应后 B 中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,得 8.4g 固体,则三颈瓶中 Na2CS3的物质的量浓度为。(7)分析上述实验方案,还可以通过测定 C 中溶液质量的增加值来计算 Na2CS3溶液的浓度,若反应结束后将通热 N2 改为通热空气,计算值(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。【答案】(1)CS32-+H2OHCS3-+OH-(2)S(3)干燥管CaO 和 NaOH(4)将装置中残留的 CS2和 H2S 全部排入后续装置中,使其被完全吸收(5)CS2+2OH-=COS22-+H2O(6)1.75mol/L(7)偏高【解析】(1)碳酸钠
41、溶液因碳酸根离子水解而显碱性,因为三硫代碳酸钠(Na2CS3)与碳酸钠性质相近,所以 Na2CS3溶液中 CS32-也会发生水解显碱性,其反应的离子方程式为CS32-+H2OHCS3-+OH-,所以滴入酚酞试液后,溶液也会变红色。故答案:CS32-+H2OHCS3-+OH-;(2)由 Na2CS3 化学式可知:S 为-2 价具有还原性,碳为+4 价具有氧化性,Na 为+1 价,所以向溶液中滴加酸性 KMnO4 溶液,紫色褪去说明发生了氧化还原反应,该反应中被氧化的元素是硫,故答案:S;(3)由装置图可知,盛放碱石灰的仪器是干燥管,碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠的混合物,故答案:干燥管;Ca
42、O 和 NaOH;(4)因为 CS2和 H2S 均有毒,CS2不溶于水。装置中有 CS2和 H2S 残留,所以反应结束后打开活塞 K,再缓慢通入热 N2 将残留在装置中的 CS2和 H2S 气体全部赶出到下一个装置被全部吸收,故答案:赶出残留在装置中的 CS2 和 H2S 气体到下一个装置被全部吸收;(5)CS2不溶于水,和 CO2某些性质相似,能与 NaOH 作用,生成 Na2COS2和 H2O,所以 C 中发生反应的离子方程式是 CS2+2OH-=COS22-+H2O,故答案:CS2+2OH-=COS22-+H2O;(6)由 Na2CS3+H2SO4=Na2SO4+CS2+H2S和 H2S
43、+Cu2+=2H+CuS可知。Na2CS3CuS,B 中的固体 8.4g 是 CuS 的质量,所以物质的量为 n(Na2CS3)=n(CuS)=8.4g96/g mol,Na2CS3溶液的浓度 c=8.4g96/0.05g molL=1.75mol/L,故答案:1.75mol/L;(7)因为 C 中溶液为氢氧化钠溶液,如果反应结束后将通热 N2改为通热空气,空气中含有二氧化碳也会和氢氧化钠反应,在成 C 中的质量偏高,使测量的结果也偏高,故答案:偏高。8砂质土壤分析中常用 KarlFischer 法是测定其中微量水含量,该方法原理是 I2和 SO2反应定量消耗水(假设土壤中其他成分不参加反应)
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