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02 物质性质、实验原理的探究型综合实验 （附答案解析）-备战2023年高考化学大题逐空突破系列（全国通用）
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物质性质、实验原理的探究型综合实验
【方法与技巧】
1．探究物质性质的基本方法和程序
2．性质、原理探究类实验的设计角度分析
(1)酸性强弱比较：可通过强酸制弱酸、对应盐溶液的碱性、同浓度溶液导电能力或pH等方法来比较
探究盐酸、碳酸、硅酸的酸性强弱
利用“强酸制弱酸”的原理探究：盐酸与碳酸盐反应制取CO2，气体净化后通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀
利用盐的水解原理探究：用pH试纸(或pH计)测定同浓度的NaCl溶液、NaHCO3溶液、Na2SiO3溶液的pH，pH越大，则对应酸的酸性越弱
探究HCOOH、CH3COOH电离能力的强弱
用pH试纸(或pH计)分别测定同浓度的HCOOH溶液、CH3COOH溶液的pH
用pH试纸(或pH计)分别测定同浓度的HCOONa溶液、CH3COONa溶液的pH，盐溶液的pH越大，则对应酸的酸性越弱
(2)金属性强弱比较：可通过与水或酸反应置换氢的能力、最高价氧化物对应水化物的碱性、置换反应、原电池的正负极、电解池中阴极阳离子的放电顺序等方法来比较
(3)非金属性强弱比较：可通过最高价氧化物对应水化物的酸性、气态氢化物的稳定性、与H2化合的难易程度、相互之间的置换、对应阴离子的还原性等方法来比较
探究Cl2、Fe3＋、I2的氧化性强弱
利用“氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性”原理探究：将氯气通入FeCl2溶液中，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，将FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液中，Fe3＋将I－氧化成I2
(4)弱酸酸式盐的电离程度与水解程度比较：可通过测定溶液的酸碱性的方法来比较
(5)Ksp的大小比较
探究AgCl、AgI的溶度积大小
向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成，再向其中滴加KI溶液，产生黄色沉淀
向浓度均为0.1 mol·L－1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，先产生黄色沉淀
探究CuS、ZnS的溶度积大小
向浓度相同的CuSO4、ZnSO4的混合液中滴入Na2S溶液，若先生成黑色沉淀CuS、后生成白色沉淀ZnS，则说明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
(6)一元酸、二元酸判断：可用NaOH溶液进行中和滴定测定消耗V(NaOH)来确定
(7)羟基的数目判断：可通过取一定量试剂与足量Na反应测定放出氢气的量来确定
(8)羧基的数目判断：可通过取一定量试剂与足量NaHCO3反应测定放出CO2的量来确定
3．解性质、原理探究类试题的思维流程
(1)第一步，明确实验目的，知道该实验要干什么
(2)第二步，逆推实验原理，依据目的联系所学知识，再结合提给信息设想探究方案
(3)第三步，回归题干寻找对应的情境信息与实验装置，迁移运用所学知识，锁定探究方案
(4)第四步，整体验证分析，定答案
【题组训练】
1．某实验小组研究溶液中AgNO3和Na2S的反应。
实验
试剂
现象
试管
滴管
出现黑色沉淀
0.1 mol·L－1 AgNO3溶液(pH＝4)
0.1 mol·L－1 Na2S溶液(pH＝9)
(1)用离子方程式解释AgNO3溶液pH<7的原因是_________________________________________________
(2)实验小组同学认为黑色沉淀中可能含有Ag2O、Ag2S或Ag，设计实验验证
已知：ⅰ.浓硝酸能将Ag2S转化为Ag＋和SO(Ag2SO4可溶于硝酸)；
ⅱ.Ag2O能溶解在浓氨水中形成银氨溶液[Ag(NH3)2OH]，而Ag2S和Ag均不能。
①设计并实施如下实验，证实沉淀中含有Ag2S，试剂1和试剂2分别是________、________
现象1中出现的现象是_________________________________________________________
②设计并实施如下实验，证实沉淀中不含有Ag2O，将实验操作补充完整。
实验操作
实验现象
步骤ⅰ
取少量银氨溶液，向其中滴加盐酸
出现白色沉淀
步骤ⅱ
取少量洗涤后的黑色沉淀，________
没有沉淀出现
写出步骤ⅰ中反应的化学方程式：_____________________________________________________
③经检验，沉淀中不含有Ag
(3)实验小组同学认为AgNO3溶液具有氧化性，在一定条件下能够氧化Na2S，设计实验进行研究(实验装置如图所示)，测得电压为a(a>0)。对AgNO3溶液中氧化S2－的物质进行推测：
假设1：0.1 mol·L－1 AgNO3溶液(pH＝4)中的Ag＋氧化了S2－
假设2：0.1 mol·L－1 AgNO3溶液(pH＝4)中的NO氧化了S2－
利用如图装置继续研究(已知：电压大小反映了物质氧化性与还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱的差异越大，电压越大)
①将pH＝4的0.1 mol·L－1 AgNO3溶液替换为____________溶液，记录电压为b(b>0)
②上述实验证实了氧化S2－的物质中一定包含了Ag＋，其证据是________________
实验结论：AgNO3溶液与Na2S溶液的反应类型与反应条件有关。
2．某探究学习小组用如图所示装置进行SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱比较实验，实验过程如下：
Ⅰ．先向B中的FeCl2溶液(约10 mL)中通入Cl2，当B中溶液变黄时，停止通气
Ⅱ．打开活塞b，使约2 mL的溶液流入D试管中，检验取出溶液中的离子
Ⅲ．接着再向B中通入一定量的SO2气体
Ⅳ．更新试管D，重复过程Ⅱ，检验取出溶液中的离子
(1)棉花中浸润的溶液为________，目的是________
(2)过程Ⅲ中一定发生反应的离子方程式为____________________________________，过程Ⅳ中检验取出溶液中是否含有Fe2＋的操作是__________________________________________________
(3)该小组对SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱比较期望达到的结论是________________
(4)甲、乙、丙三同学分别完成了上述实验，下表是他们的检测结果，他们的检测结果一定能够证明SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱关系的是________
过程Ⅱ中检出离子
过程Ⅳ中检出离子
甲
有Fe3＋无Fe2＋
有SO
乙
既有Fe3＋又有Fe2＋
有SO
丙
有Fe3＋无Fe2＋
有Fe2＋
3．某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验
实验Ⅰ：将Fe3＋转化为Fe2＋
(1)Fe3＋与Cu粉发生反应的离子方程式为________________________
(2)探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案：
实验方案
现象
结论
步骤1：取4 mL________mol·L－1 CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液
产生白色沉淀
CuSO4溶液与KSCN溶液反应产生了白色沉淀
步骤2：取__________________
无明显现象
查阅资料：①SCN－的化学性质与I－相似；②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2
Cu2＋与SCN－反应的离子方程式为___________________________________________________
实验Ⅱ：将Fe2＋转化为Fe3＋
实验方案
现象
向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入1 mL稀硝酸
溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色
探究上述现象出现的原因：
查阅资料：Fe2＋＋NOFe(NO)2＋(棕色)
(3)用离子方程式解释NO产生的原因：________________________________
(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析：
反应Ⅰ：Fe2＋与HNO3反应；反应Ⅱ：Fe2＋与NO反应。
①依据实验现象，可推知反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的________(填“快”或“慢”)
②反应Ⅰ是一个不可逆反应，设计实验方案加以证明：______________________________________________
_________________________________________________________________________________
③请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因：__________________________________________
_________________________________________________________________________________
4．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种可溶于水的白色或淡黄色小晶体，食品级焦亚硫酸钠可作为贮存水果的保鲜剂等。某化学研究兴趣小组欲自制焦亚硫酸钠并探究其部分化学性质等
(1)制备Na2S2O5，如图(夹持及加热装置略)
可用试剂：饱和Na2SO3溶液、浓NaOH溶液、浓H2SO4、苯、Na2SO3固体(试剂不重复使用)。
焦亚硫酸钠的析出原理：NaHSO3(饱和溶液)Na2S2O5(晶体)＋H2O(l)
①F中盛装的试剂是________，作用是________
②通入N2的作用是____________________________________
③Na2S2O5晶体在________(填“A”“D”或“F”)中得到，再经离心分离，干燥后可得纯净的样品
④若撤去E，则可能发生________
(2)设计实验探究Na2S2O5的性质，完成表中填空：
预测Na2S2O5的性质
探究Na2S2O5性质的操作及现象
探究一
Na2S2O5的溶液呈酸性
①
探究二
Na2S2O5晶体具有还原性
取少量Na2S2O5晶体于试管中，滴加1 mL 2 mol·L－1酸性KMnO4溶液，剧烈反应，溶液紫红色很快褪去
①________________________________________________________________________
(提供：pH试纸、蒸馏水及实验必需的玻璃仪器)
②探究二中反应的离子方程式为__________________________________________(KMnO4Mn2＋)
5．为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。回答下列问题：
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L－1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择，写出名称)
(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择 作为电解质
阳离子
u∞×108/
(m2·s－1·V－1)
阴离子
u∞×108/
(m2·s－1·V－1)
Li＋
4.07
HCO
4.61
Na＋
5.19
NO
7.40
Ca2＋
6.59
Cl－
7.91
K＋
7.62
SO
8.27
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入 电极溶液中
(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为 ，铁电极的电极反应式为 ，因此，验证了Fe2＋氧化性小于 、还原性小于
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是____________________________________
6．文献表明：相同条件下，草酸根(C2O)的还原性强于Fe2＋。为检验这一结论，某研究性小组进行以下实验：
资料：i.无水氯化铁在300 ℃以上升华，遇潮湿空气极易潮解。
ii.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O为亮绿色晶体，光照易分解；FeC2O4·2H2O为黄色固体，微溶于水，可溶于强酸。
iii.配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量，如Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋，其稳定常数表达式为
K＝，已知K{[Fe(C2O4)3]3－}＝1020，K[Fe(SCN)3]＝2×103
(实验1)用以下装置制取无水氯化铁
(1)仪器X的名称是________。装置D的作用是______________
(2)欲制得纯净的FeCl3，实验过程中点燃装置F处酒精灯的时机是________
(3)装置的连接顺序为A→________(按气流方向，用大写字母表示)
(实验2)通过Fe3＋和C2O在溶液中的反应比较Fe2＋和C2O的还原性强弱。
操作
现象
在避光处，向10 mL 0.5 mol·L－1FeCl3溶液中缓慢加入0.5 mol·L－1K2C2O4溶液至过量，搅拌，充分反应后，冰水浴冷却，过滤
得到亮绿色溶液和亮绿色晶体
(4)取实验2中少量晶体洗净，配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红。继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体含有＋3价的铁元素。其原因是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
(5)经检验，亮绿色晶体为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。设计实验，确认实验2中没有发生氧化还原反应的操作和现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(6)取实验2中的亮绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式：________[Fe(C2O4)3]3－________FeC2O4↓＋________↑＋________
(实验3)又设计以下装置直接比较Fe2＋和C2O的还原性强弱，并达到了预期的目的
(7)描述达到预期目的可能产生的现象：______________________________________________________________
7．某研究小组将纯净的SO2气体缓缓地通入到盛有25 mL 0.1 mol·L－1的Ba(NO3)2溶液中，得到BaSO4沉淀。为探究该反应中的氧化剂，该小组提出了如下假设：
假设Ⅰ：溶液中的NO；假设Ⅱ：____________
(1)该小组设计了以下实验验证了假设Ⅰ成立(为排除假设Ⅱ对假设Ⅰ的干扰，在配制下列实验所用溶液时，应______________________________________)，请填写下表
实验步骤
实现现象
结论
实验①
向盛有25 mL 0.1 mol·L－1BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入纯净的SO2气体
假设 Ⅰ 成 立
实验②
向盛有25 mL 0.1 mol·L－1Ba(NO3)2溶液的烧杯中缓慢通入纯净的SO2气体
(2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如图。V1时，实验②中溶液pH小于实验①的原因是(用离子方程式表示)：_______________________________________________
(3)验证假设Ⅱ。某同学设计了以下方案，请完成下列表格(可以不填满)
实验步骤
实验现象
实验目的
实验③
同实验①步骤
同实验①的相关现象
实验④
实验⑤
(4)查资料知：H2SO3是二元酸(K1＝1.54×10－2，K2＝1.02×10－7)，请设计实验方案验证H2SO3是二元酸__________
______________________________________________________________________________(试剂及仪器自选)
8．某兴趣小组设计实验探究SO2与新制Cu(OH)2悬浊液反应的产物
按图连接好装置(夹持装置省略)，打开磁搅拌器，先往20 mL 1.00 mol·L－1的CuCl2溶液中加入20 mL 2.00 mol/L的NaOH溶液，再通入一定量SO2，三口烧瓶中生成大量白色沉淀X
回答下列问题：
(1)以亚硫酸钠和浓硫酸为原料制取SO2，虚框中应选用______(填“A”或“B”)装置，通入SO2过程中不断搅拌的目的是______________
(2)仪器a的名称为____________，烧杯中发生反应的离子方程式为__________________________________
(3)据SO2是酸性氧化物，推测X可能为____________，取少量X加入稀硫酸进行验证，观察到______________，说明该推测错误
(4)据SO2的还原性，推测X可能为CuCl，做如下验证实验
①取少量的X，加过量的氨水溶解，露置于空气中迅速得到深蓝色溶液，其中阳离子的化学式为__________
②向深蓝色溶液中先加入过量的__________，再滴加__________溶液，产生白色沉淀
③生成X的离子方程式为______________________________________
9．某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验
实验一：制取氯酸钾和氯水
利用如图所示的实验装置(部分夹持装置已省略)进行实验
(1)将Cl2通入B装置中得到的含氯产物为KClO3和KCl，该反应的离子方程式为______________________
(2)制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤。过滤时需要用到的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、________、________
(3)写出D装置中处理尾气的离子方程式：______________________________________________
实验二：氯酸钾碘化钾反应的探究。
(4)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表(实验在室温下进行)：
试管编号
1
2
3
4
0.20 mol·L－1KI/mL
1.0
1.0
1.0
1.0
KClO3(s)/g
0.10
0.10
0.10
0.10
6.0 mol·L－1H2SO4/mL
0
3.0
6.0
9.0
蒸馏水/mL
9.0
6.0
3.0
0
实验现象
①系列a实验的实验目的是___________________________________________________________
②设计1号试管实验的作用是_________________________________________________________
③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为_____________________________________________________________
实验三：比较Cl2、Br2、I2的氧化性强弱。
为比较Cl2、Br2、I2的氧化性强弱，设计了如图所示的实验步骤：
(5)加入10滴KI溶液时，溶液的颜色由橙黄色变为橙红色，说明氧化性：Br2________I2(填“强于”或“弱于”)
(6)加入1 mL CCl4后，振荡静置，最终试管中的现象为___________________________________。
10．氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质，回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________，a中的试剂为________
(2)b中采用的加热方式是________。c中化学反应的离子方程式是____________________________________，采
用冰水浴冷却的目的是________________________
(3)d的作用是____________，可选用试剂__________(填标号)
A．Na2S B．NaCl C．Ca(OH)2 D．H2SO4
(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，________，干燥，得到KClO3晶体
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________NaClO(填“大于”或“小于”)
11．某研究性学习小组通过下列实验验证AgI沉淀的生成会使I2的氧化能力增强，可将Fe2＋氧化。回答下列问题：
(1)由AgNO3固体配制0.1 mol·L－1的AgNO3溶液50 mL，下列仪器中不需要使用的有________(写出名称)，配制好的溶液应转移到________试剂瓶中保存
(2)步骤1的实验现象是________；步骤2无明显现象；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，______________________________________________________________________，由此可知，步骤3反应的离子方程式为___________________________________
(3)某同学在实验时漏掉步骤2，直接加入过量AgNO3溶液，也观察到与步骤3相同的实验现象。该同学推测溶液中还有碘的离子________(填离子符号)生成，并由此对I2氧化Fe2＋产生了质疑
(4)为了证明AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，学习小组在上述实验基础上进行补充实验：分别取少量的________和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，往两支试管中加入过量的__________，观察到的现象为___________________________________________
12．某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3是否反应产生Cl2。已知FeCl3固体易升华，其蒸气为黄色
实验操作和现象：
实验操作
现象
点燃酒精喷灯，加热
加热一段时间后，装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝
(1)该实验装置从安全角度分析，存在的问题是____________________________________
(2)在进行上述实验前还必需进行的操作为______________________________
(3)装置A中产生黄色气体能不能说明一定产生Cl2？原因为________________
(4)除了生成的氯气可使B中溶液变蓝外，推测还有两种可能。
①推测一：装置A中产生的另一种黄色气体也可使B中溶液变蓝。为排除这种黄色气体应作如何改进？
__________________________________________________
②推测二：在酸性条件下，装置中的空气可使B中溶液变蓝。发生反应的离子方程式为_____________________；
为排除这种情况应如何操作？______________________________________。
(5)按照上述改进措施进行实验，观察到装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝，则A中发生反应的化学方程式为____________________________
【物质性质、实验原理的探究型综合实验】答案
1．(1)Ag＋＋H2OAgOH＋H＋
(2)①浓硝酸 Ba(NO3)2溶液 黑色沉淀溶解，有红棕色刺激性气味的气体生成
②加入浓氨水，充分振荡后过滤，向滤液中滴加足量盐酸 Ag(NH3)2OH＋3HCl===AgCl↓＋2NH4Cl＋H2O (3)①pH＝4的0.1 mol·L－1 NaNO3
②a>b
解析：(1)银离子水解使硝酸银溶液显酸性，故其pH<7，离子方程式为Ag＋＋H2OAgOH＋H＋；(2)①检验Ag2S，先用浓硝酸将硫离子氧化成硫酸根离子，再用钡离子检验硫酸根离子，所以试剂1是浓硝酸，试剂2是硝酸钡溶液，反应现象为黑色沉淀溶解，有红棕色刺激性气味的气体生成；②已知Ag2O能溶解在浓氨水中形成银氨溶液[Ag(NH3)2OH]，而Ag2S和Ag均不能，参考步骤ⅰ，取少量洗涤后的黑色沉淀，加入浓氨水，充分振荡后过滤，向滤液中滴加足量盐酸，根据是否有白色沉淀生成判断沉淀中是否有Ag2O，步骤ⅰ盐酸与银氨溶液的反应方程式为Ag(NH3)2OH＋3HCl===AgCl↓＋2NH4Cl＋H2O；(3)①根据控制变量法的原理，将pH＝4的0.1 mol·L－1 AgNO3溶液替换为pH＝4的0.1 mol·L－1 NaNO3溶液； ②由题意，pH＝4的0.1 mol·L－1 AgNO3溶液的氧化性强于pH＝4的0.1 mol·L－1 NaNO3溶液，氧化性越强电压差越大，则a>b。
2．(1)NaOH溶液 吸收未反应的Cl2、SO2
(2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋
取溶液少许于试管中，滴加几滴黄色K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀则有Fe2＋，反之则无
(3)SO2＞Fe2＋＞Cl－
(4)乙、丙
解析：(1)Cl2、SO2有毒污染空气，应有尾气处理，装置中的棉花需要浸润强碱溶液如NaOH溶液吸收Cl2、SO2；(2)根据分析，过程Ⅲ中一定发生反应为二氧化硫还原三价铁，生成二价铁和硫酸根，离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋；由于取出液中可能含有Fe3＋，所以检验Fe2＋最好的方法是取溶液少许于试管中，滴加几滴黄色K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀则有Fe2＋，反之则无； (3)根据通入Cl2，B的溶液变黄，说明氯气将二价铁氧化成三价铁，则氧化性氯气大于三价铁离子，还原性Fe2＋＞Cl－；当通入一定量的SO2气体时，且之前的氯气没有剩余，同时有硫酸根生成，说明二氧化硫将三价铁还原成二价铁，则还原性SO2＞Fe2＋；所以期望达到的结论为还原性：SO2＞Fe2＋＞Cl－；(4)甲同学：过程Ⅱ中有Fe3＋无Fe2＋说明Fe2＋完全反应，无法证明是否含有氯气，如有氯气也可以氧化二氧化硫从而影响判断结果，故甲同学不符合题意；乙同学：B中存在Fe3＋、Fe2＋，说明Cl2氧化性强于Fe3＋，且没有Cl2剩余，证明Fe2＋的还原性强于Cl－，后有SO能说明SO2将Fe3＋还原成Fe2＋，证明SO2的还原性强于Fe2＋，故乙同学符合题意；丙同学：B中有Fe3＋无Fe2＋，说明Cl2氧化性强于Fe3＋，证明Fe2＋的还原性强于Cl－，后生成了Fe2＋，只能是Fe3＋被SO2还原，证明SO2的还原性强于Fe2＋，故丙同学符合题意。
3．(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)0.1 4 mL 0.2 mol·L－1 FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液
2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋(SCN)2
(3)3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(4)①慢
②取少量反应Ⅰ的溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应Ⅰ是一个
不可逆反应
③Fe2＋被稀硝酸氧化为Fe3＋，溶液中Fe2＋浓度降低，导致平衡Fe2＋＋NOFe(NO)2＋逆向移动，最终
Fe(NO)2＋完全转化为Fe3＋，溶液由棕色变为黄色
解析：(1)Fe3＋与Cu反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)由反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，可知得到的溶液中Fe2＋为0.2 mol·L－1，Cu2＋为0.1 mol·L－1，分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液，滴入KSCN溶液进行对照实验；由题目信息可知，Cu2＋与SCN－反应生成CuSCN沉淀，同时生成(SCN)2，反应的离子方程式为2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋(SCN)2。
(3)Fe2＋具有还原性，酸性条件下NO具有强氧化性，二者反应生成Fe3＋、NO与水，反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(4)①溶液先变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，反应速率快的反应现象最先表现，反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的慢。
4．(1)①浓NaOH溶液 吸收剩余的SO2 ②排尽空气，防止Na2S2O5被氧化 ③D ④倒吸
(2)①用适量蒸馏水溶解少量Na2S2O5固体于试管中，用玻璃棒蘸取少量Na2S2O5溶液点在pH试纸上，试纸变红
②5S2O＋4MnO＋2H＋===10SO＋4Mn2＋＋H2O
解析：(1)A装置中制备SO2，SO2通入D(盛装饱和Na2SO3溶液)中生成NaHSO3，当NaHSO3溶液达到饱和时就会析出Na2S2O5晶体，多余的SO2通入F(盛装浓氢氧化钠溶液)中被吸收，E的作用是防倒吸。
(2)①探究Na2S2O5溶液呈酸性，需溶解Na2S2O5固体并测溶液的pH。
②根据S2O被氧化为SO，KMnO4被还原为Mn2＋可写出反应的离子方程式。
5．(1)烧杯、量筒、托盘天平
(2)KCl
(3)石墨
(4)0.09 mol·L－1
(5)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Fe3＋ Fe
(6)取少量活化后溶液于试管，滴入KSCN溶液，不出现红色
解析：(1)利用固体配制一定物质的量浓度的溶液时需要用托盘天平称量固体，用烧杯溶解固体，用量筒量取蒸馏水。(2)根据盐桥中阴、阳离子不能参与反应，及Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑、Ca2＋＋SO===CaSO4↓，可排除HCO、Ca2＋，再根据FeSO4溶液显酸性，而NO在酸性溶液中具有强氧化性，可排除NO。最后根据阴、阳离子的电迁移率应尽可能地接近，选择KCl作盐桥中电解质较合适。(3)电子由负极流向正极，结合电子由铁电极流向石墨电极，可知铁电极为负极，石墨电极为正极。盐桥中的阳离子流向正极(石墨电极)溶液中。(4)由题意知负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，则铁电极溶液中c(Fe2＋)增加0.02 mol·L－1时，石墨电极溶液中c(Fe2＋)增加0.04 mol·L－1，故此时石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝0.09 mol·L－1。(5)石墨电极的电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故验证了氧化性：Fe3＋>Fe2＋，还原性：Fe>Fe2＋。(6)该活化反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故通过检验Fe3＋可说明活化反应是否完成，具体操作为取少量活化后溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则说明活化反应已完成。
6．(1)圆底烧瓶 收集氯化铁
(2)待装置F的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯
(3)E→C→F→D→B
(4)K{[Fe(C2O4)3]3－}>K[Fe(SCN)3]，说明[Fe(C2O4)3]3－比Fe(SCN)3更稳定，[Fe(C2O4)3]3－中的Fe3＋不能与SCN－
反应转化为Fe(SCN)3，也就不能显示红色。加入硫酸后，H＋与C2O结合可使平衡逆向移动，c(Fe3＋)增大，
遇KSCN溶液变红
(5)取少量实验2中的亮绿色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀
(6)2 2 2CO2 3C2O
(7)电流表的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生
解析：实验1中，装置A为二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气，浓盐酸易挥发，用饱和食盐水除去氯化氢，氯化铁遇到潮湿的空气极易水解，则制备的氯气为干燥的，用装置C除去水蒸气，干燥的氯气与铁粉在装置F中反应，无水氯化铁在300 ℃以上升华，则装置D的作用是收集氯化铁，氯气有毒，未反应的氯气用碱石灰吸收。
实验2通过含Fe3＋和C2O的溶液混合，得到亮绿色晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。
(3)根据分析，装置的连接顺序为A→E→C→F→D→B。(4)已知K{[Fe(C2O4)3]3－}＞K[Fe(SCN)3]，说明[Fe(C2O4)3]3－比Fe(SCN)3更稳定，[Fe(C2O4)3]3－不能电离出Fe3＋，则不能与SCN－反应转化为Fe(SCN)3，也就不能显示红色。加入硫酸后，H＋与C2O结合可使平衡逆向移动，c(Fe3＋)增大，Fe3＋遇KSCN溶液变红。(5)若Fe3＋和C2O发生氧化还原反应，则生成亚铁离子，亚铁离子与铁氰化钾反应显蓝色，则操作为取少量实验2中的亮绿色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀，则未发生氧化还原反应。(6)已知K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，光照易分解，Fe的化合价降低，则部分C的化合价升高，离子方程式为2[Fe(C2O4)3]3－2FeC2O4↓＋2CO2↑＋3C2O。(7)草酸根离子失电子能力大于亚铁离子，该装置为原电池，左侧为正极，铁离子得电子生成亚铁离子，溶液变为浅绿色，右侧为负极，草酸根离子失电子生成二氧化碳，现象为电流表的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生。
7．假设Ⅱ：溶解在溶液中的O2
(1)配制溶液前应将蒸馏水煮沸后密封冷却
实验①：无明显现象。 实验②：产生白色沉淀
(2)3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋或3SO2＋3Ba2＋＋2NO＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋
(3)
实验步骤
实验现象
实现目的
实验③
作对照实验
实验④
见下面
产生白色沉淀
证明O2可将SO2或H2SO3氧化为硫酸或SO
实验④：向盛有未经脱O2处理的25 mL 0.1 mol·L－1BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入纯净的SO2气体(向盛有25
mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入SO2与O2的混合气体)
(4)向一定体积和一定浓度的NaOH溶液中，缓缓通入与NaOH等物质的量的SO2气体至全部溶解，然后用pH试纸测定溶液的pH，若pH<7，则证明H2SO3为二元酸(用pH试纸测定NaHSO3溶液的pH<7，则证明H2SO3为二元酸)
解析：已知氧化剂有NO，综合分析其他氧化剂的来源，唯有溶解在溶液中的O2。(1)要验证假设Ⅰ，需要排除假设Ⅱ溶液中溶有的O2对假设Ⅰ的干扰，所以配制溶液前应将BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液加热煮沸，并密封冷却待用。实验①中没有SO生成，故无明显现象。实验②中因NO氧化SO2而有SO生成，故生成白色沉淀BaSO4。(2)实验①对应曲线pH下降的原因是生成亚硫酸，实验②对应曲线pH显然更小，意味着在通入等量SO2的情况下有比亚硫酸更强的酸性物质生成，所以根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋或3SO2＋3Ba2＋＋2NO＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋。(3)实验①和实验③，分别作为对照实验，排除其他因素，让溶液中溶有的O2或通入的O2氧化SO2或H2SO3验证有SO生成，实验④：向盛有未经脱O2处理的25 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入纯净的SO2气体(向盛有25 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入SO2与O2的混合气体)。(4)由二级电离常数可知，其酸式盐中HSO的电离常数(K2＝1.02×10－7)大于水解常数，溶液显酸性，若为一元酸，则由于水解溶液呈碱性。向一定体积和一定浓度的NaOH溶液中，缓缓通入与NaOH等物质的量的SO2气体至全部溶解，然后用pH试纸测定溶液的pH，若pH<7，则证明H2SO3为二元酸(用pH试纸测定NaHSO3溶液的pH<7，则证明H2SO3为二元酸)。
8．(1)B 加快反应速率
(2)球形干燥管 SO2＋2OH－===SO＋H2O
(3)亚硫酸盐 无气体产生
(4)①[Cu(NH3)4]2＋
②稀HNO3 AgNO3
③2Cu(OH)2＋2Cl－＋SO2===2CuCl↓＋SO＋2H2O
解析：(1)Na2SO3是可溶性固体，选用A装置不能控制反应速率，不能做到“随开随用”；通入SO2并不断搅拌是为了使反应物充分接触，加快反应速率。(2)由装置图可知仪器a是球形干燥管，用来做SO2尾气吸收的防倒吸装置，烧杯中发生反应的离子方程式为SO2＋2OH－===SO＋H2O。(3)据SO2是酸性氧化物，推测X可能为亚硫酸盐，取少量X加入稀硫酸进行验证，观察到无气体产生，说明推测错误。(4)①CuCl加过量的氨水溶解，可形成无色配合物离子[Cu(NH3)2]＋，露置于空气中被氧化得到蓝色的[Cu(NH3)4]2＋。②向深蓝色溶液中先加入过量的稀HNO3，调节溶液显酸性，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀AgCl，证明X中含有Cl－。③实验中由Cu(OH)2与SO2发生氧化还原反应生成CuCl，反应的离子方程式为2Cu(OH)2＋2Cl－＋SO2===2CuCl↓＋SO＋2H2O。
9．(1)3Cl2＋6OH－ClO＋5Cl－＋3H2O
(2)漏斗 玻璃棒
(3)Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
(4)①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响
②硫酸浓度为0的对照实验
③ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O
(5)强于
(6)液体分层，上层液体呈无色，下层液体呈紫红色
解析：实验一制取氯酸钾和氯水，A装置二氧化锰和浓盐酸反应来制取氯气，该反应为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，B装置：氯气与热的KOH溶液发生反应3Cl2＋6KOH(浓) 5KCl＋KClO3＋3H2O，产生氯酸钾和氯化钾及水，挥发出的HCl极易溶于水并和氢氧化钾反应HCl＋KOH===KCl＋H2O，尾气用氢氧化钠吸收Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。(1)将Cl2通入B装置中得到的含氯产物为KClO3和KCl，该反应的离子方程式为3Cl2＋6OH－ClO＋5Cl－＋3H2O；(2)制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤，需要漏斗、玻璃棒、烧杯、胶头滴管；(3)尾气用氢氧化钠溶液吸收，离子方程式为Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O；(4)①根据表格数据分析：对照试管1、2、3、4中数据发现都是1 mL的0.20 mol·L－1KI，KClO3(s)0.10 g，改变的只有硫酸的体积和水的量，所以实验的目的是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；②1号试管硫酸浓度为0，设计1号试管实验的作用是做对照实验，比较硫酸浓度影响反应产物；③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色说明有碘单质生成，假设氧化产物唯一，还原产物为氯化钾，根据氧化还原反应中电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O；(5)加入10滴KI溶液时，溶液的颜色由橙黄色变为橙红色，说明Br2把I－氧化为I2，根据氧化还原反应的规律可知，Br2 的氧化性强于I2的氧化性；(6)四氯化碳溶液可以萃取碘水中的碘单质，加入1 mL CCl4后，振荡静置，最终试管中的现象为液体分层，上层液体呈无色，下层液体呈紫红色。
10．(1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 避免生成NaClO3
(3)吸收尾气(Cl2) AC
(4)过滤 少量(冷)水洗涤
(5)紫 小于
解析：(1)由装置图可知，盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶；浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应制取氯气，制取的氯气中会混有杂质氯化氢和水蒸气，a中的试剂是饱和食盐水，可以除去杂质氯化氢。
(2)b中采用的加热方式是水浴加热。c中氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；因为氯气与热的氢氧化钠溶液反应会生成氯酸钠，为防止生成氯酸钠，该反应需在冰水浴冷却的条件下进行。
(3)氯气有毒，能污染空气，反应完剩余的氯气要进行尾气吸收，d的作用是吸收尾气(Cl2)，因为Cl2可和Na2S发生反应Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓，故可用Na2S溶液吸收Cl2，A项正确；氯气与氯化钠不反应，不能用氯化钠溶液吸收，B项错误；因Cl2可和Ca(OH)2发生反应2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故可用Ca(OH)2溶液吸收Cl2，C项正确；氯气与H2SO4不反应，不能用H2SO4吸收，D项错误。
(4)冷却结晶后要进行过滤，使晶体和液体分离，过滤得到的晶体要用少量冷水洗涤，防止氯酸钾溶解损失，洗涤后干燥就得到氯酸钾晶体。
(5)2号试管溶液变棕色说明发生了氧化还原反应，碘离子被氧化成单质碘，单质碘易溶于四氯化碳，碘的四氯化碳溶液呈紫色。同一还原剂(KI)和不同氧化剂作用，氯酸钾不与KI反应，次氯酸钠能与KI反应，说明氧化性氯酸钾小于次氯酸钠。
11．(1)蒸馏烧瓶、分液漏斗 棕色
(2)溶液显蓝色 蓝色褪去，溶液显黄色 2Fe2＋＋I2＋2Ag＋===2Fe3＋＋2AgI↓
(3)IO－
(4)步骤2 KSCN溶液 试管a的溶液不显红色而试管b中溶液显红色
解析：要证明AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，只要证明步骤3的溶液中存在氧化产物铁离子即可。(1)由AgNO3固体配制0.1 mol·L－1的AgNO3溶液50 mL，溶液配制一般步骤是：计算→称量→溶解、冷却→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶贴签，所以需要的仪器为：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、50 mL容量瓶、胶头滴管，故不需要的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、分液漏斗；硝酸银见光易分解，故配制好的溶液应转移到棕色细口瓶中保存。(2)步骤1中碘水遇淀粉溶液现象是溶液变蓝；步骤2再加入硫酸亚铁铵溶液，无明显现象，则说明亚铁离子和碘水不发生反应；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，黄色沉淀为AgI，则碘分子中碘化合价降低，溶液中发生氧化还原反应，碘作氧化剂，亚铁离子为还原剂，氧化产物为铁离子，故反应中还有另一个现象——溶液蓝色褪去。由此可知，步骤3反应的离子方程式为I2＋2Fe2＋＋2Ag＋===2AgI↓＋2Fe3＋。(3)I2溶于水生成了HIO、HI，IO－具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋。(4)由于步骤2的溶液中有亚铁离子而没有Fe3＋，要验证AgI的生成使I2的氧化能力增强，而将Fe2＋氧化，只要证明步骤3的溶液中存在氧化产物Fe3＋即可。
12．(1)FeCl3易升华，遇冷会凝华而易堵塞导管使装置炸裂
(2)检验装置气密性
(3)不能，FeCl3升华后产生的气体也为黄色，FeCl3也能使装置B中溶液变蓝
(4)①在装置A、B间添加冷凝装置
②O2＋4H＋＋4I－===2I2＋2H2O 在开始加热A装置前通入一段时间N2排尽装置内空气
(5)4FeCl3＋3MnO22Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑
解析：(1)该实验装置从安全角度分析，存在的问题是FeCl3固体加热易升华，其蒸气遇冷就会发生凝华现象，变为固体而易堵塞导管使装置炸裂。
(2)该装置要通过实验探究MnO2与FeCl3能否反应产生Cl2，因为可能有气体产生，因此实验操作前还需要进行的操作为检查装置气密性。
(3)装置A中产生黄色气体不能说明一定产生Cl2，这是因为FeCl3固体加热升华后产生的气体FeCl3蒸气也为黄色，因此不能确定黄色气体是Cl2还是FeCl3蒸气。
(4) ①由于黄色气体可能是Cl2，也可能是FeCl3蒸气，所以推测一就要排除FeCl3蒸气的干扰，改进的措施是：在装置A、B间添加冷凝装置，将FeCl3蒸气通过冷凝分离除去，然后根据B中现象分析判断。
②推测二是在酸性条件下，空气中含有的O2具有氧化性，O2在溶液中溶解，与KI发生反应产生I2而使B中溶液反应变蓝，该反应的离子方程式为：O2＋4H＋＋4I－＝2I2＋2H2O；解决该问题的实验操作为：在开始加热A装置前通入一段时间N2排净装置内空气。
(5) 按照上述改进措施进行实验，观察到装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝，则证明A中发生反应产生了Cl2，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应的化学方程式为4FeCl3＋3MnO22Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑。
物质性质、实验原理的探究型综合实验
【方法与技巧】
1．探究物质性质的基本方法和程序
2．性质、原理探究类实验的设计角度分析
(1)酸性强弱比较：可通过强酸制弱酸、对应盐溶液的碱性、同浓度溶液导电能力或pH等方法来比较
探究盐酸、碳酸、硅酸的酸性强弱
利用“强酸制弱酸”的原理探究：盐酸与碳酸盐反应制取CO2，气体净化后通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀
利用盐的水解原理探究：用pH试纸(或pH计)测定同浓度的NaCl溶液、NaHCO3溶液、Na2SiO3溶液的pH，pH越大，则对应酸的酸性越弱
探究HCOOH、CH3COOH电离能力的强弱
用pH试纸(或pH计)分别测定同浓度的HCOOH溶液、CH3COOH溶液的pH
用pH试纸(或pH计)分别测定同浓度的HCOONa溶液、CH3COONa溶液的pH，盐溶液的pH越大，则对应酸的酸性越弱
(2)金属性强弱比较：可通过与水或酸反应置换氢的能力、最高价氧化物对应水化物的碱性、置换反应、原电池的正负极、电解池中阴极阳离子的放电顺序等方法来比较
(3)非金属性强弱比较：可通过最高价氧化物对应水化物的酸性、气态氢化物的稳定性、与H2化合的难易程度、相互之间的置换、对应阴离子的还原性等方法来比较
探究Cl2、Fe3＋、I2的氧化性强弱
利用“氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性”原理探究：将氯气通入FeCl2溶液中，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，将FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液中，Fe3＋将I－氧化成I2
(4)弱酸酸式盐的电离程度与水解程度比较：可通过测定溶液的酸碱性的方法来比较
(5)Ksp的大小比较
探究AgCl、AgI的溶度积大小
向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成，再向其中滴加KI溶液，产生黄色沉淀
向浓度均为0.1 mol·L－1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，先产生黄色沉淀
探究CuS、ZnS的溶度积大小
向浓度相同的CuSO4、ZnSO4的混合液中滴入Na2S溶液，若先生成黑色沉淀CuS、后生成白色沉淀ZnS，则说明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
(6)一元酸、二元酸判断：可用NaOH溶液进行中和滴定测定消耗V(NaOH)来确定
(7)羟基的数目判断：可通过取一定量试剂与足量Na反应测定放出氢气的量来确定
(8)羧基的数目判断：可通过取一定量试剂与足量NaHCO3反应测定放出CO2的量来确定
3．解性质、原理探究类试题的思维流程
(1)第一步，明确实验目的，知道该实验要干什么
(2)第二步，逆推实验原理，依据目的联系所学知识，再结合提给信息设想探究方案
(3)第三步，回归题干寻找对应的情境信息与实验装置，迁移运用所学知识，锁定探究方案
(4)第四步，整体验证分析，定答案
【题组训练】
1．某实验小组研究溶液中AgNO3和Na2S的反应。
实验
试剂
现象
试管
滴管
出现黑色沉淀
0.1 mol·L－1 AgNO3溶液(pH＝4)
0.1 mol·L－1 Na2S溶液(pH＝9)
(1)用离子方程式解释AgNO3溶液pH<7的原因是_________________________________________________
(2)实验小组同学认为黑色沉淀中可能含有Ag2O、Ag2S或Ag，设计实验验证
已知：ⅰ.浓硝酸能将Ag2S转化为Ag＋和SO(Ag2SO4可溶于硝酸)；
ⅱ.Ag2O能溶解在浓氨水中形成银氨溶液[Ag(NH3)2OH]，而Ag2S和Ag均不能。
①设计并实施如下实验，证实沉淀中含有Ag2S，试剂1和试剂2分别是________、________
现象1中出现的现象是_________________________________________________________
②设计并实施如下实验，证实沉淀中不含有Ag2O，将实验操作补充完整。
实验操作
实验现象
步骤ⅰ
取少量银氨溶液，向其中滴加盐酸
出现白色沉淀
步骤ⅱ
取少量洗涤后的黑色沉淀，________
没有沉淀出现
写出步骤ⅰ中反应的化学方程式：_____________________________________________________
③经检验，沉淀中不含有Ag
(3)实验小组同学认为AgNO3溶液具有氧化性，在一定条件下能够氧化Na2S，设计实验进行研究(实验装置如图所示)，测得电压为a(a>0)。对AgNO3溶液中氧化S2－的物质进行推测：
假设1：0.1 mol·L－1 AgNO3溶液(pH＝4)中的Ag＋氧化了S2－
假设2：0.1 mol·L－1 AgNO3溶液(pH＝4)中的NO氧化了S2－
利用如图装置继续研究(已知：电压大小反映了物质氧化性与还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱的差异越大，电压越大)
①将pH＝4的0.1 mol·L－1 AgNO3溶液替换为____________溶液，记录电压为b(b>0)
②上述实验证实了氧化S2－的物质中一定包含了Ag＋，其证据是________________
实验结论：AgNO3溶液与Na2S溶液的反应类型与反应条件有关。
2．某探究学习小组用如图所示装置进行SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱比较实验，实验过程如下：
Ⅰ．先向B中的FeCl2溶液(约10 mL)中通入Cl2，当B中溶液变黄时，停止通气
Ⅱ．打开活塞b，使约2 mL的溶液流入D试管中，检验取出溶液中的离子
Ⅲ．接着再向B中通入一定量的SO2气体
Ⅳ．更新试管D，重复过程Ⅱ，检验取出溶液中的离子
(1)棉花中浸润的溶液为________，目的是________
(2)过程Ⅲ中一定发生反应的离子方程式为____________________________________，过程Ⅳ中检验取出溶液中是否含有Fe2＋的操作是__________________________________________________
(3)该小组对SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱比较期望达到的结论是________________
(4)甲、乙、丙三同学分别完成了上述实验，下表是他们的检测结果，他们的检测结果一定能够证明SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱关系的是________
过程Ⅱ中检出离子
过程Ⅳ中检出离子
甲
有Fe3＋无Fe2＋
有SO
乙
既有Fe3＋又有Fe2＋
有SO
丙
有Fe3＋无Fe2＋
有Fe2＋
3．某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验
实验Ⅰ：将Fe3＋转化为Fe2＋
(1)Fe3＋与Cu粉发生反应的离子方程式为________________________
(2)探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案：
实验方案
现象
结论
步骤1：取4 mL________mol·L－1 CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液
产生白色沉淀
CuSO4溶液与KSCN溶液反应产生了白色沉淀
步骤2：取__________________
无明显现象
查阅资料：①SCN－的化学性质与I－相似；②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2
Cu2＋与SCN－反应的离子方程式为___________________________________________________
实验Ⅱ：将Fe2＋转化为Fe3＋
实验方案
现象
向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入1 mL稀硝酸
溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色
探究上述现象出现的原因：
查阅资料：Fe2＋＋NOFe(NO)2＋(棕色)
(3)用离子方程式解释NO产生的原因：________________________________
(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析：
反应Ⅰ：Fe2＋与HNO3反应；反应Ⅱ：Fe2＋与NO反应。
①依据实验现象，可推知反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的________(填“快”或“慢”)
②反应Ⅰ是一个不可逆反应，设计实验方案加以证明：______________________________________________
_________________________________________________________________________________
③请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因：__________________________________________
_________________________________________________________________________________
4．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种可溶于水的白色或淡黄色小晶体，食品级焦亚硫酸钠可作为贮存水果的保鲜剂等。某化学研究兴趣小组欲自制焦亚硫酸钠并探究其部分化学性质等
(1)制备Na2S2O5，如图(夹持及加热装置略)
可用试剂：饱和Na2SO3溶液、浓NaOH溶液、浓H2SO4、苯、Na2SO3固体(试剂不重复使用)。
焦亚硫酸钠的析出原理：NaHSO3(饱和溶液)Na2S2O5(晶体)＋H2O(l)
①F中盛装的试剂是________，作用是________
②通入N2的作用是____________________________________
③Na2S2O5晶体在________(填“A”“D”或“F”)中得到，再经离心分离，干燥后可得纯净的样品
④若撤去E，则可能发生________
(2)设计实验探究Na2S2O5的性质，完成表中填空：
预测Na2S2O5的性质
探究Na2S2O5性质的操作及现象
探究一
Na2S2O5的溶液呈酸性
①
探究二
Na2S2O5晶体具有还原性
取少量Na2S2O5晶体于试管中，滴加1 mL 2 mol·L－1酸性KMnO4溶液，剧烈反应，溶液紫红色很快褪去
①________________________________________________________________________
(提供：pH试纸、蒸馏水及实验必需的玻璃仪器)
②探究二中反应的离子方程式为__________________________________________(KMnO4Mn2＋)
5．为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。回答下列问题：
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L－1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择，写出名称)
(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择 作为电解质
阳离子
u∞×108/
(m2·s－1·V－1)
阴离子
u∞×108/
(m2·s－1·V－1)
Li＋
4.07
HCO
4.61
Na＋
5.19
NO
7.40
Ca2＋
6.59
Cl－
7.91
K＋
7.62
SO
8.27
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入 电极溶液中
(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为 ，铁电极的电极反应式为 ，因此，验证了Fe2＋氧化性小于 、还原性小于
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是____________________________________
6．文献表明：相同条件下，草酸根(C2O)的还原性强于Fe2＋。为检验这一结论，某研究性小组进行以下实验：
资料：i.无水氯化铁在300 ℃以上升华，遇潮湿空气极易潮解。
ii.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O为亮绿色晶体，光照易分解；FeC2O4·2H2O为黄色固体，微溶于水，可溶于强酸。
iii.配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量，如Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋，其稳定常数表达式为
K＝，已知K{[Fe(C2O4)3]3－}＝1020，K[Fe(SCN)3]＝2×103
(实验1)用以下装置制取无水氯化铁
(1)仪器X的名称是________。装置D的作用是______________
(2)欲制得纯净的FeCl3，实验过程中点燃装置F处酒精灯的时机是________
(3)装置的连接顺序为A→________(按气流方向，用大写字母表示)
(实验2)通过Fe3＋和C2O在溶液中的反应比较Fe2＋和C2O的还原性强弱。
操作
现象
在避光处，向10 mL 0.5 mol·L－1FeCl3溶液中缓慢加入0.5 mol·L－1K2C2O4溶液至过量，搅拌，充分反应后，冰水浴冷却，过滤
得到亮绿色溶液和亮绿色晶体
(4)取实验2中少量晶体洗净，配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红。继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体含有＋3价的铁元素。其原因是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
(5)经检验，亮绿色晶体为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。设计实验，确认实验2中没有发生氧化还原反应的操作和现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(6)取实验2中的亮绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式：________[Fe(C2O4)3]3－________FeC2O4↓＋________↑＋________
(实验3)又设计以下装置直接比较Fe2＋和C2O的还原性强弱，并达到了预期的目的
(7)描述达到预期目的可能产生的现象：______________________________________________________________
7．某研究小组将纯净的SO2气体缓缓地通入到盛有25 mL 0.1 mol·L－1的Ba(NO3)2溶液中，得到BaSO4沉淀。为探究该反应中的氧化剂，该小组提出了如下假设：
假设Ⅰ：溶液中的NO；假设Ⅱ：____________
(1)该小组设计了以下实验验证了假设Ⅰ成立(为排除假设Ⅱ对假设Ⅰ的干扰，在配制下列实验所用溶液时，应______________________________________)，请填写下表
实验步骤
实现现象
结论
实验①
向盛有25 mL 0.1 mol·L－1BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入纯净的SO2气体
假设 Ⅰ 成 立
实验②
向盛有25 mL 0.1 mol·L－1Ba(NO3)2溶液的烧杯中缓慢通入纯净的SO2气体
(2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如图。V1时，实验②中溶液pH小于实验①的原因是(用离子方程式表示)：_______________________________________________
(3)验证假设Ⅱ。某同学设计了以下方案，请完成下列表格(可以不填满)
实验步骤
实验现象
实验目的
实验③
同实验①步骤
同实验①的相关现象
实验④
实验⑤
(4)查资料知：H2SO3是二元酸(K1＝1.54×10－2，K2＝1.02×10－7)，请设计实验方案验证H2SO3是二元酸__________
______________________________________________________________________________(试剂及仪器自选)
8．某兴趣小组设计实验探究SO2与新制Cu(OH)2悬浊液反应的产物
按图连接好装置(夹持装置省略)，打开磁搅拌器，先往20 mL 1.00 mol·L－1的CuCl2溶液中加入20 mL 2.00 mol/L的NaOH溶液，再通入一定量SO2，三口烧瓶中生成大量白色沉淀X
回答下列问题：
(1)以亚硫酸钠和浓硫酸为原料制取SO2，虚框中应选用______(填“A”或“B”)装置，通入SO2过程中不断搅拌的目的是______________
(2)仪器a的名称为____________，烧杯中发生反应的离子方程式为__________________________________
(3)据SO2是酸性氧化物，推测X可能为____________，取少量X加入稀硫酸进行验证，观察到______________，说明该推测错误
(4)据SO2的还原性，推测X可能为CuCl，做如下验证实验
①取少量的X，加过量的氨水溶解，露置于空气中迅速得到深蓝色溶液，其中阳离子的化学式为__________
②向深蓝色溶液中先加入过量的__________，再滴加__________溶液，产生白色沉淀
③生成X的离子方程式为______________________________________
9．某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验
实验一：制取氯酸钾和氯水
利用如图所示的实验装置(部分夹持装置已省略)进行实验
(1)将Cl2通入B装置中得到的含氯产物为KClO3和KCl，该反应的离子方程式为______________________
(2)制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤。过滤时需要用到的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、________、________
(3)写出D装置中处理尾气的离子方程式：______________________________________________
实验二：氯酸钾碘化钾反应的探究。
(4)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表(实验在室温下进行)：
试管编号
1
2
3
4
0.20 mol·L－1KI/mL
1.0
1.0
1.0
1.0
KClO3(s)/g
0.10
0.10
0.10
0.10
6.0 mol·L－1H2SO4/mL
0
3.0
6.0
9.0
蒸馏水/mL
9.0
6.0
3.0
0
实验现象
①系列a实验的实验目的是___________________________________________________________
②设计1号试管实验的作用是_________________________________________________________
③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为_____________________________________________________________
实验三：比较Cl2、Br2、I2的氧化性强弱。
为比较Cl2、Br2、I2的氧化性强弱，设计了如图所示的实验步骤：
(5)加入10滴KI溶液时，溶液的颜色由橙黄色变为橙红色，说明氧化性：Br2________I2(填“强于”或“弱于”)
(6)加入1 mL CCl4后，振荡静置，最终试管中的现象为___________________________________。
10．氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质，回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________，a中的试剂为________
(2)b中采用的加热方式是________。c中化学反应的离子方程式是____________________________________，采
用冰水浴冷却的目的是________________________
(3)d的作用是____________，可选用试剂__________(填标号)
A．Na2S B．NaCl C．Ca(OH)2 D．H2SO4
(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，________，干燥，得到KClO3晶体
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________NaClO(填“大于”或“小于”)
11．某研究性学习小组通过下列实验验证AgI沉淀的生成会使I2的氧化能力增强，可将Fe2＋氧化。回答下列问题：
(1)由AgNO3固体配制0.1 mol·L－1的AgNO3溶液50 mL，下列仪器中不需要使用的有________(写出名称)，配制好的溶液应转移到________试剂瓶中保存
(2)步骤1的实验现象是________；步骤2无明显现象；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，______________________________________________________________________，由此可知，步骤3反应的离子方程式为___________________________________
(3)某同学在实验时漏掉步骤2，直接加入过量AgNO3溶液，也观察到与步骤3相同的实验现象。该同学推测溶液中还有碘的离子________(填离子符号)生成，并由此对I2氧化Fe2＋产生了质疑
(4)为了证明AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，学习小组在上述实验基础上进行补充实验：分别取少量的________和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，往两支试管中加入过量的__________，观察到的现象为___________________________________________
12．某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3是否反应产生Cl2。已知FeCl3固体易升华，其蒸气为黄色
实验操作和现象：
实验操作
现象
点燃酒精喷灯，加热
加热一段时间后，装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝
(1)该实验装置从安全角度分析，存在的问题是____________________________________
(2)在进行上述实验前还必需进行的操作为______________________________
(3)装置A中产生黄色气体能不能说明一定产生Cl2？原因为________________
(4)除了生成的氯气可使B中溶液变蓝外，推测还有两种可能。
①推测一：装置A中产生的另一种黄色气体也可使B中溶液变蓝。为排除这种黄色气体应作如何改进？
__________________________________________________
②推测二：在酸性条件下，装置中的空气可使B中溶液变蓝。发生反应的离子方程式为_____________________；
为排除这种情况应如何操作？______________________________________。
(5)按照上述改进措施进行实验，观察到装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝，则A中发生反应的化学方程式为____________________________
【物质性质、实验原理的探究型综合实验】答案
1．(1)Ag＋＋H2OAgOH＋H＋
(2)①浓硝酸 Ba(NO3)2溶液 黑色沉淀溶解，有红棕色刺激性气味的气体生成
②加入浓氨水，充分振荡后过滤，向滤液中滴加足量盐酸 Ag(NH3)2OH＋3HCl===AgCl↓＋2NH4Cl＋H2O (3)①pH＝4的0.1 mol·L－1 NaNO3
②a>b
解析：(1)银离子水解使硝酸银溶液显酸性，故其pH<7，离子方程式为Ag＋＋H2OAgOH＋H＋；(2)①检验Ag2S，先用浓硝酸将硫离子氧化成硫酸根离子，再用钡离子检验硫酸根离子，所以试剂1是浓硝酸，试剂2是硝酸钡溶液，反应现象为黑色沉淀溶解，有红棕色刺激性气味的气体生成；②已知Ag2O能溶解在浓氨水中形成银氨溶液[Ag(NH3)2OH]，而Ag2S和Ag均不能，参考步骤ⅰ，取少量洗涤后的黑色沉淀，加入浓氨水，充分振荡后过滤，向滤液中滴加足量盐酸，根据是否有白色沉淀生成判断沉淀中是否有Ag2O，步骤ⅰ盐酸与银氨溶液的反应方程式为Ag(NH3)2OH＋3HCl===AgCl↓＋2NH4Cl＋H2O；(3)①根据控制变量法的原理，将pH＝4的0.1 mol·L－1 AgNO3溶液替换为pH＝4的0.1 mol·L－1 NaNO3溶液； ②由题意，pH＝4的0.1 mol·L－1 AgNO3溶液的氧化性强于pH＝4的0.1 mol·L－1 NaNO3溶液，氧化性越强电压差越大，则a>b。
2．(1)NaOH溶液 吸收未反应的Cl2、SO2
(2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋
取溶液少许于试管中，滴加几滴黄色K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀则有Fe2＋，反之则无
(3)SO2＞Fe2＋＞Cl－
(4)乙、丙
解析：(1)Cl2、SO2有毒污染空气，应有尾气处理，装置中的棉花需要浸润强碱溶液如NaOH溶液吸收Cl2、SO2；(2)根据分析，过程Ⅲ中一定发生反应为二氧化硫还原三价铁，生成二价铁和硫酸根，离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋；由于取出液中可能含有Fe3＋，所以检验Fe2＋最好的方法是取溶液少许于试管中，滴加几滴黄色K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀则有Fe2＋，反之则无； (3)根据通入Cl2，B的溶液变黄，说明氯气将二价铁氧化成三价铁，则氧化性氯气大于三价铁离子，还原性Fe2＋＞Cl－；当通入一定量的SO2气体时，且之前的氯气没有剩余，同时有硫酸根生成，说明二氧化硫将三价铁还原成二价铁，则还原性SO2＞Fe2＋；所以期望达到的结论为还原性：SO2＞Fe2＋＞Cl－；(4)甲同学：过程Ⅱ中有Fe3＋无Fe2＋说明Fe2＋完全反应，无法证明是否含有氯气，如有氯气也可以氧化二氧化硫从而影响判断结果，故甲同学不符合题意；乙同学：B中存在Fe3＋、Fe2＋，说明Cl2氧化性强于Fe3＋，且没有Cl2剩余，证明Fe2＋的还原性强于Cl－，后有SO能说明SO2将Fe3＋还原成Fe2＋，证明SO2的还原性强于Fe2＋，故乙同学符合题意；丙同学：B中有Fe3＋无Fe2＋，说明Cl2氧化性强于Fe3＋，证明Fe2＋的还原性强于Cl－，后生成了Fe2＋，只能是Fe3＋被SO2还原，证明SO2的还原性强于Fe2＋，故丙同学符合题意。
3．(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)0.1 4 mL 0.2 mol·L－1 FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液
2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋(SCN)2
(3)3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(4)①慢
②取少量反应Ⅰ的溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应Ⅰ是一个
不可逆反应
③Fe2＋被稀硝酸氧化为Fe3＋，溶液中Fe2＋浓度降低，导致平衡Fe2＋＋NOFe(NO)2＋逆向移动，最终
Fe(NO)2＋完全转化为Fe3＋，溶液由棕色变为黄色
解析：(1)Fe3＋与Cu反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)由反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，可知得到的溶液中Fe2＋为0.2 mol·L－1，Cu2＋为0.1 mol·L－1，分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液，滴入KSCN溶液进行对照实验；由题目信息可知，Cu2＋与SCN－反应生成CuSCN沉淀，同时生成(SCN)2，反应的离子方程式为2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋(SCN)2。
(3)Fe2＋具有还原性，酸性条件下NO具有强氧化性，二者反应生成Fe3＋、NO与水，反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(4)①溶液先变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，反应速率快的反应现象最先表现，反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的慢。
4．(1)①浓NaOH溶液 吸收剩余的SO2 ②排尽空气，防止Na2S2O5被氧化 ③D ④倒吸
(2)①用适量蒸馏水溶解少量Na2S2O5固体于试管中，用玻璃棒蘸取少量Na2S2O5溶液点在pH试纸上，试纸变红
②5S2O＋4MnO＋2H＋===10SO＋4Mn2＋＋H2O
解析：(1)A装置中制备SO2，SO2通入D(盛装饱和Na2SO3溶液)中生成NaHSO3，当NaHSO3溶液达到饱和时就会析出Na2S2O5晶体，多余的SO2通入F(盛装浓氢氧化钠溶液)中被吸收，E的作用是防倒吸。
(2)①探究Na2S2O5溶液呈酸性，需溶解Na2S2O5固体并测溶液的pH。
②根据S2O被氧化为SO，KMnO4被还原为Mn2＋可写出反应的离子方程式。
5．(1)烧杯、量筒、托盘天平
(2)KCl
(3)石墨
(4)0.09 mol·L－1
(5)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Fe3＋ Fe
(6)取少量活化后溶液于试管，滴入KSCN溶液，不出现红色
解析：(1)利用固体配制一定物质的量浓度的溶液时需要用托盘天平称量固体，用烧杯溶解固体，用量筒量取蒸馏水。(2)根据盐桥中阴、阳离子不能参与反应，及Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑、Ca2＋＋SO===CaSO4↓，可排除HCO、Ca2＋，再根据FeSO4溶液显酸性，而NO在酸性溶液中具有强氧化性，可排除NO。最后根据阴、阳离子的电迁移率应尽可能地接近，选择KCl作盐桥中电解质较合适。(3)电子由负极流向正极，结合电子由铁电极流向石墨电极，可知铁电极为负极，石墨电极为正极。盐桥中的阳离子流向正极(石墨电极)溶液中。(4)由题意知负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，则铁电极溶液中c(Fe2＋)增加0.02 mol·L－1时，石墨电极溶液中c(Fe2＋)增加0.04 mol·L－1，故此时石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝0.09 mol·L－1。(5)石墨电极的电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故验证了氧化性：Fe3＋>Fe2＋，还原性：Fe>Fe2＋。(6)该活化反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故通过检验Fe3＋可说明活化反应是否完成，具体操作为取少量活化后溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则说明活化反应已完成。
6．(1)圆底烧瓶 收集氯化铁
(2)待装置F的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯
(3)E→C→F→D→B
(4)K{[Fe(C2O4)3]3－}>K[Fe(SCN)3]，说明[Fe(C2O4)3]3－比Fe(SCN)3更稳定，[Fe(C2O4)3]3－中的Fe3＋不能与SCN－
反应转化为Fe(SCN)3，也就不能显示红色。加入硫酸后，H＋与C2O结合可使平衡逆向移动，c(Fe3＋)增大，
遇KSCN溶液变红
(5)取少量实验2中的亮绿色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀
(6)2 2 2CO2 3C2O
(7)电流表的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生
解析：实验1中，装置A为二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气，浓盐酸易挥发，用饱和食盐水除去氯化氢，氯化铁遇到潮湿的空气极易水解，则制备的氯气为干燥的，用装置C除去水蒸气，干燥的氯气与铁粉在装置F中反应，无水氯化铁在300 ℃以上升华，则装置D的作用是收集氯化铁，氯气有毒，未反应的氯气用碱石灰吸收。
实验2通过含Fe3＋和C2O的溶液混合，得到亮绿色晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。
(3)根据分析，装置的连接顺序为A→E→C→F→D→B。(4)已知K{[Fe(C2O4)3]3－}＞K[Fe(SCN)3]，说明[Fe(C2O4)3]3－比Fe(SCN)3更稳定，[Fe(C2O4)3]3－不能电离出Fe3＋，则不能与SCN－反应转化为Fe(SCN)3，也就不能显示红色。加入硫酸后，H＋与C2O结合可使平衡逆向移动，c(Fe3＋)增大，Fe3＋遇KSCN溶液变红。(5)若Fe3＋和C2O发生氧化还原反应，则生成亚铁离子，亚铁离子与铁氰化钾反应显蓝色，则操作为取少量实验2中的亮绿色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀，则未发生氧化还原反应。(6)已知K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，光照易分解，Fe的化合价降低，则部分C的化合价升高，离子方程式为2[Fe(C2O4)3]3－2FeC2O4↓＋2CO2↑＋3C2O。(7)草酸根离子失电子能力大于亚铁离子，该装置为原电池，左侧为正极，铁离子得电子生成亚铁离子，溶液变为浅绿色，右侧为负极，草酸根离子失电子生成二氧化碳，现象为电流表的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生。
7．假设Ⅱ：溶解在溶液中的O2
(1)配制溶液前应将蒸馏水煮沸后密封冷却
实验①：无明显现象。 实验②：产生白色沉淀
(2)3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋或3SO2＋3Ba2＋＋2NO＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋
(3)
实验步骤
实验现象
实现目的
实验③
作对照实验
实验④
见下面
产生白色沉淀
证明O2可将SO2或H2SO3氧化为硫酸或SO
实验④：向盛有未经脱O2处理的25 mL 0.1 mol·L－1BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入纯净的SO2气体(向盛有25
mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入SO2与O2的混合气体)
(4)向一定体积和一定浓度的NaOH溶液中，缓缓通入与NaOH等物质的量的SO2气体至全部溶解，然后用pH试纸测定溶液的pH，若pH<7，则证明H2SO3为二元酸(用pH试纸测定NaHSO3溶液的pH<7，则证明H2SO3为二元酸)
解析：已知氧化剂有NO，综合分析其他氧化剂的来源，唯有溶解在溶液中的O2。(1)要验证假设Ⅰ，需要排除假设Ⅱ溶液中溶有的O2对假设Ⅰ的干扰，所以配制溶液前应将BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液加热煮沸，并密封冷却待用。实验①中没有SO生成，故无明显现象。实验②中因NO氧化SO2而有SO生成，故生成白色沉淀BaSO4。(2)实验①对应曲线pH下降的原因是生成亚硫酸，实验②对应曲线pH显然更小，意味着在通入等量SO2的情况下有比亚硫酸更强的酸性物质生成，所以根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋或3SO2＋3Ba2＋＋2NO＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋。(3)实验①和实验③，分别作为对照实验，排除其他因素，让溶液中溶有的O2或通入的O2氧化SO2或H2SO3验证有SO生成，实验④：向盛有未经脱O2处理的25 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入纯净的SO2气体(向盛有25 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入SO2与O2的混合气体)。(4)由二级电离常数可知，其酸式盐中HSO的电离常数(K2＝1.02×10－7)大于水解常数，溶液显酸性，若为一元酸，则由于水解溶液呈碱性。向一定体积和一定浓度的NaOH溶液中，缓缓通入与NaOH等物质的量的SO2气体至全部溶解，然后用pH试纸测定溶液的pH，若pH<7，则证明H2SO3为二元酸(用pH试纸测定NaHSO3溶液的pH<7，则证明H2SO3为二元酸)。
8．(1)B 加快反应速率
(2)球形干燥管 SO2＋2OH－===SO＋H2O
(3)亚硫酸盐 无气体产生
(4)①[Cu(NH3)4]2＋
②稀HNO3 AgNO3
③2Cu(OH)2＋2Cl－＋SO2===2CuCl↓＋SO＋2H2O
解析：(1)Na2SO3是可溶性固体，选用A装置不能控制反应速率，不能做到“随开随用”；通入SO2并不断搅拌是为了使反应物充分接触，加快反应速率。(2)由装置图可知仪器a是球形干燥管，用来做SO2尾气吸收的防倒吸装置，烧杯中发生反应的离子方程式为SO2＋2OH－===SO＋H2O。(3)据SO2是酸性氧化物，推测X可能为亚硫酸盐，取少量X加入稀硫酸进行验证，观察到无气体产生，说明推测错误。(4)①CuCl加过量的氨水溶解，可形成无色配合物离子[Cu(NH3)2]＋，露置于空气中被氧化得到蓝色的[Cu(NH3)4]2＋。②向深蓝色溶液中先加入过量的稀HNO3，调节溶液显酸性，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀AgCl，证明X中含有Cl－。③实验中由Cu(OH)2与SO2发生氧化还原反应生成CuCl，反应的离子方程式为2Cu(OH)2＋2Cl－＋SO2===2CuCl↓＋SO＋2H2O。
9．(1)3Cl2＋6OH－ClO＋5Cl－＋3H2O
(2)漏斗 玻璃棒
(3)Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
(4)①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响
②硫酸浓度为0的对照实验
③ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O
(5)强于
(6)液体分层，上层液体呈无色，下层液体呈紫红色
解析：实验一制取氯酸钾和氯水，A装置二氧化锰和浓盐酸反应来制取氯气，该反应为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，B装置：氯气与热的KOH溶液发生反应3Cl2＋6KOH(浓) 5KCl＋KClO3＋3H2O，产生氯酸钾和氯化钾及水，挥发出的HCl极易溶于水并和氢氧化钾反应HCl＋KOH===KCl＋H2O，尾气用氢氧化钠吸收Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。(1)将Cl2通入B装置中得到的含氯产物为KClO3和KCl，该反应的离子方程式为3Cl2＋6OH－ClO＋5Cl－＋3H2O；(2)制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤，需要漏斗、玻璃棒、烧杯、胶头滴管；(3)尾气用氢氧化钠溶液吸收，离子方程式为Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O；(4)①根据表格数据分析：对照试管1、2、3、4中数据发现都是1 mL的0.20 mol·L－1KI，KClO3(s)0.10 g，改变的只有硫酸的体积和水的量，所以实验的目的是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；②1号试管硫酸浓度为0，设计1号试管实验的作用是做对照实验，比较硫酸浓度影响反应产物；③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色说明有碘单质生成，假设氧化产物唯一，还原产物为氯化钾，根据氧化还原反应中电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O；(5)加入10滴KI溶液时，溶液的颜色由橙黄色变为橙红色，说明Br2把I－氧化为I2，根据氧化还原反应的规律可知，Br2 的氧化性强于I2的氧化性；(6)四氯化碳溶液可以萃取碘水中的碘单质，加入1 mL CCl4后，振荡静置，最终试管中的现象为液体分层，上层液体呈无色，下层液体呈紫红色。
10．(1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 避免生成NaClO3
(3)吸收尾气(Cl2) AC
(4)过滤 少量(冷)水洗涤
(5)紫 小于
解析：(1)由装置图可知，盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶；浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应制取氯气，制取的氯气中会混有杂质氯化氢和水蒸气，a中的试剂是饱和食盐水，可以除去杂质氯化氢。
(2)b中采用的加热方式是水浴加热。c中氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；因为氯气与热的氢氧化钠溶液反应会生成氯酸钠，为防止生成氯酸钠，该反应需在冰水浴冷却的条件下进行。
(3)氯气有毒，能污染空气，反应完剩余的氯气要进行尾气吸收，d的作用是吸收尾气(Cl2)，因为Cl2可和Na2S发生反应Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓，故可用Na2S溶液吸收Cl2，A项正确；氯气与氯化钠不反应，不能用氯化钠溶液吸收，B项错误；因Cl2可和Ca(OH)2发生反应2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故可用Ca(OH)2溶液吸收Cl2，C项正确；氯气与H2SO4不反应，不能用H2SO4吸收，D项错误。
(4)冷却结晶后要进行过滤，使晶体和液体分离，过滤得到的晶体要用少量冷水洗涤，防止氯酸钾溶解损失，洗涤后干燥就得到氯酸钾晶体。
(5)2号试管溶液变棕色说明发生了氧化还原反应，碘离子被氧化成单质碘，单质碘易溶于四氯化碳，碘的四氯化碳溶液呈紫色。同一还原剂(KI)和不同氧化剂作用，氯酸钾不与KI反应，次氯酸钠能与KI反应，说明氧化性氯酸钾小于次氯酸钠。
11．(1)蒸馏烧瓶、分液漏斗 棕色
(2)溶液显蓝色 蓝色褪去，溶液显黄色 2Fe2＋＋I2＋2Ag＋===2Fe3＋＋2AgI↓
(3)IO－
(4)步骤2 KSCN溶液 试管a的溶液不显红色而试管b中溶液显红色
解析：要证明AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，只要证明步骤3的溶液中存在氧化产物铁离子即可。(1)由AgNO3固体配制0.1 mol·L－1的AgNO3溶液50 mL，溶液配制一般步骤是：计算→称量→溶解、冷却→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶贴签，所以需要的仪器为：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、50 mL容量瓶、胶头滴管，故不需要的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、分液漏斗；硝酸银见光易分解，故配制好的溶液应转移到棕色细口瓶中保存。(2)步骤1中碘水遇淀粉溶液现象是溶液变蓝；步骤2再加入硫酸亚铁铵溶液，无明显现象，则说明亚铁离子和碘水不发生反应；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，黄色沉淀为AgI，则碘分子中碘化合价降低，溶液中发生氧化还原反应，碘作氧化剂，亚铁离子为还原剂，氧化产物为铁离子，故反应中还有另一个现象——溶液蓝色褪去。由此可知，步骤3反应的离子方程式为I2＋2Fe2＋＋2Ag＋===2AgI↓＋2Fe3＋。(3)I2溶于水生成了HIO、HI，IO－具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋。(4)由于步骤2的溶液中有亚铁离子而没有Fe3＋，要验证AgI的生成使I2的氧化能力增强，而将Fe2＋氧化，只要证明步骤3的溶液中存在氧化产物Fe3＋即可。
12．(1)FeCl3易升华，遇冷会凝华而易堵塞导管使装置炸裂
(2)检验装置气密性
(3)不能，FeCl3升华后产生的气体也为黄色，FeCl3也能使装置B中溶液变蓝
(4)①在装置A、B间添加冷凝装置
②O2＋4H＋＋4I－===2I2＋2H2O 在开始加热A装置前通入一段时间N2排尽装置内空气
(5)4FeCl3＋3MnO22Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑
解析：(1)该实验装置从安全角度分析，存在的问题是FeCl3固体加热易升华，其蒸气遇冷就会发生凝华现象，变为固体而易堵塞导管使装置炸裂。
(2)该装置要通过实验探究MnO2与FeCl3能否反应产生Cl2，因为可能有气体产生，因此实验操作前还需要进行的操作为检查装置气密性。
(3)装置A中产生黄色气体不能说明一定产生Cl2，这是因为FeCl3固体加热升华后产生的气体FeCl3蒸气也为黄色，因此不能确定黄色气体是Cl2还是FeCl3蒸气。
(4) ①由于黄色气体可能是Cl2，也可能是FeCl3蒸气，所以推测一就要排除FeCl3蒸气的干扰，改进的措施是：在装置A、B间添加冷凝装置，将FeCl3蒸气通过冷凝分离除去，然后根据B中现象分析判断。
②推测二是在酸性条件下，空气中含有的O2具有氧化性，O2在溶液中溶解，与KI发生反应产生I2而使B中溶液反应变蓝，该反应的离子方程式为：O2＋4H＋＋4I－＝2I2＋2H2O；解决该问题的实验操作为：在开始加热A装置前通入一段时间N2排净装置内空气。
(5) 按照上述改进措施进行实验，观察到装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝，则证明A中发生反应产生了Cl2，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应的化学方程式为4FeCl3＋3MnO22Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑。
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