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2025年高考化学一轮复习 课时检测七十二：性质探究型综合实验价（含解析）
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这是一份2025年高考化学一轮复习 课时检测七十二：性质探究型综合实验价（含解析），共10页。试卷主要包含了2 ml·L－1盐酸等内容，欢迎下载使用。
资料：FeCl3是一种共价化合物，熔点306 ℃，沸点315 ℃。
Ⅰ.实验操作和现象：
Ⅱ.分析现象的成因：
(1)现象i中的白雾是________，用化学方程式和必要的文字说明白雾的形成原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)分析现象ii，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：
a．直接加热FeCl3·6H2O，产生白雾和黄色气体。
b．将现象ii和a中的黄色气体通入KSCN溶液中，溶液均变红。
通过该实验说明现象ii中的黄色气体中含有________。
(3)除了氯气可使B中溶液变蓝外，该小组还提出其他两种可能的原因：
可能原因①：实验b检出的气体使之变蓝；
反应的离子方程式是________________________________________________。
可能原因②：_______________________________________________________；
反应的离子方程式是_________________________________________________。
(4)为进一步确认黄色气体中是否含有Cl2，小组提出两种方案，均证实了Cl2的存在。
①方案1洗气瓶C中盛放的试剂是__________，从化学平衡原理的角度加以解释：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②方案2中检验Fe2＋的最佳试剂是__________，若存在Fe2＋，则现象是________________________________________________________________________。
③综合方案1、2的现象，说明方案2中选择NaBr溶液的依据：________________________________________________________________________。
(5)将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，则A中产生Cl2的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．过二硫酸钾(K2S2O8)易潮解，易分解，是一种重要的氧化剂。某学习小组设计实验探究过二硫酸钾的性质。
实验(一) 探究过二硫酸钾的强氧化性。
(1)用K2S2O8溶液与KI溶液反应，实验操作与现象如表所示：
①根据碰撞理论分析，实验Ⅰ中K2S2O8和KI反应很慢的主要原因：________________________________________________________________________。
②实验Ⅱ中Fe2＋起催化作用，总反应分两步进行：
(ⅰ)2Fe2＋ ＋S2Oeq \\al(2－,8)===2Fe3＋＋2SOeq \\al(2－,4)；
(ⅱ)__________________________________________________。
请你补充反应(ⅱ) ，并设计实验证明实验Ⅱ反应后的溶液中含有Fe3＋：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)查阅文献知，氧化性：S2Oeq \\al(2－,8)>MnOeq \\al(－,4)。在稀硫酸酸化的MnSO4溶液中滴加1滴催化剂AgNO3 溶液，再滴加K2S2O8溶液，实验现象是____________________________________，该反应的离子方程式为_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验(二) 探究过二硫酸钾的不稳定性。
已知几种物质的熔、沸点如表所示：
取适量的K2S2O8装入硬质玻璃管中，加热，将分解产物依次通过装置B、C、D，实验中发现B中U形管内产生无色液体，接着无色液体慢慢变成固体，C中溶液颜色无明显变化，D中溶液逐渐变蓝色。
(3)加热前，先通入一段时间N2，当观察到D装置中__________________________(填实验现象)时，点燃酒精灯。
(4)B装置的U形管中收集到的物质是__________(填化学式)。
(5)当A装置的硬质玻璃管中固体完全分解时，停止加热。冷却至室温，然后取少量残留固体于试管中，加入蒸馏水，溶解后滴加BaCl2溶液和盐酸，产生白色沉淀。写出A装置中K2S2O8发生分解的化学方程式：__________________________________________。
3．FeCl3为中学化学中经常使用的物质，某化学实验小组为探究FeCl3的性质，进行了如下实验。
(1)学习小组A向FeCl3溶液中分别加入Na2CO3溶液和Na2SO3溶液，发现有如图所示实验现象：
对于②中的实验现象，学习小组A的同学们有诸多猜测，继续进行实验：小明取少许②中的红棕色溶液于试管中，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。
小明得出结论：FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应，反应的离子方程式是__________________________________。
小红认为小明的实验不严谨，重新设计实验方案并进行实验，证实了小明的结论是正确的。实验方案及现象：_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)学习小组B进一步探究FeCl3溶液与足量锌粉的反应。实验操作及实验现象如表所示：
已知：Zn的化学性质与Al相似，能发生反应Zn＋2H2O＋2NaOH===Na2[Zn(OH)4]＋H2↑。
①结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因：_______________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②分离出黑色固体，经下列实验证实了其中含有的主要物质成分。
ⅰ.黑色固体可以被磁铁吸引；
ⅱ.向黑色固体中加入足量的NaOH溶液，产生气泡；
ⅲ.将ⅱ中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡；
ⅳ.向ⅲ反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无变化。
a．黑色固体中一定含有的物质是_______________________________________。
b．学习小组B的同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fe3O4，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为进一步探究1.0 ml·L－1 FeCl3溶液中Fe3＋和H＋氧化性的相对强弱，学习小组B补充实验并观察到反应开始时的实验现象如表所示：
学习小组B得出结论：在1.0 ml·L－1 FeCl3溶液中，Fe3＋的氧化性比H＋的强。则表格中横线处应填___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。
(1)经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：________________________________________________________________________。
(2)经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SOeq \\al(2－,4)，含有Cu＋、Cu2＋和SOeq \\al(2－,3)。
已知：Cu＋eq \(――→,\s\up7(稀硫酸))Cu＋Cu2＋，Cu2＋eq \(――→,\s\up7(I－),\s\d5())CuI↓(白色)＋I2。
①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu＋的实验现象是
________________________________________________________________________。
②通过下列实验证实沉淀中含有Cu2＋和SOeq \\al(2－,3)。
a．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是____________。
b．证实沉淀中含有Cu2＋和SOeq \\al(2－,3)的理由是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知：Al2(SO4)3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SOeq \\al(2－,4)，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。
①推测沉淀中含有SOeq \\al(2－,3)和________。
②对于沉淀中SOeq \\al(2－,3)的存在形式提出两种假设：
ⅰ.被Al(OH)3所吸附；ⅱ.存在于铝的碱式盐中。
对假设ⅱ设计了对比实验，证实了假设ⅱ成立。
a．将对比实验方案补充完整。
步骤一：
步骤二(按上图形式呈现)：
(4)根据实验，亚硫酸盐的性质有_______________________________________。
盐溶液间反应的多样性与_____________________________________________
________________________________________________________________________有关。
5．某兴趣小组欲探究反应2Fe2＋＋I2⥫⥬ 2Fe3＋＋2I－，设计如图实验：
(1)Ⅰ、Ⅱ均未检验出Fe3＋，检验有无Fe3＋的试剂是__________。
(2)经检验，Ⅱ→Ⅲ的过程中产生了Fe3＋，对Fe3＋产生的原因作出如下假设：
假设a：Fe2＋被空气氧化，离子方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
假设b：Fe2＋被酸性溶液中的NOeq \\al(－,3)氧化；
假设c：Fe2＋被I2氧化。
小组同学通过进一步实验证实了a、b不是产生Fe3＋的主要原因，又查阅资料得知I2＋2Fe2＋⥫⥬ 2Fe3＋＋2I－的反应限度小、产生的c(Fe3＋)低，故推测c(Fe3＋)增大是因为向Ⅱ的浅黄色溶液中加入AgNO3溶液后，_________________________________________________，
促使该平衡正向移动。
(3)上述推测虽然合理，但Ⅳ中灰黑色浑浊中只检验出少量AgI，主要成分是Ag。小组同学查阅资料得知新制的AgI见光分解速率较慢，故又对Ⅱ→Ⅲ过程中产生Fe3＋的原因提出了假设d：___________________，该反应的离子方程式为_________________________，
并设计实验证明该假设合理，实验方案为__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)经测定，Ⅲ→Ⅳ的过程中温度几乎无变化，c(Ag＋)随反应时间的变化如图所示。若在实验开始时，先向Ⅲ的溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，c(Ag＋)随反应时间的变化与图示相同，则Ⅳ中迅速出现灰黑色浑浊的原因可能是_____________________________________
________________________________________________________________________。
课时检测(七十二)
1．解析：(1)FeCl3·6H2O受热失去结晶水：FeCl3·6H2Oeq \(=====,\s\up7(△))FeCl3＋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。(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，说明黄色气体中含有FeCl3。(3)除了氯气可使B中溶液变蓝外，还有其他两种可能的原因，可能原因①：实验b检出的气体使之变蓝，碘离子具有还原性，氯化铁具有强氧化性，二者反应的离子方程式是2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋；可能原因②：在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝，氧气将碘离子氧化成碘单质，反应的离子方程式是4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O。(4)①氯化铁能氧化碘离子，氧气在酸性条件下，也能氧化碘离子，所以需除去Cl2中的FeCl3 和O2(H＋)，若仍能观察到B中溶液变蓝色，则证明原气体中确实存在Cl2，所以方案1为在A、B间增加盛有饱和食盐水的洗气瓶C。②方案2 B中观察到的浅橙红色为溴水的颜色，则证明有物质能够将Br－氧化成Br2，若未检出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；方案2中检验Fe2＋的最佳试剂是K3[Fe(CN)6](或铁氰化钾)，若存在Fe2＋，则现象是出现蓝色沉淀。③综合方案1、2的现象，Br－可以被Cl2氧化成Br2，但不会被Fe3＋氧化为Br2，方案2中选择NaBr溶液的依据是氧化性强弱顺序：Cl2>Br2>Fe3＋。(5)将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，则A中MnO2将氯离子氧化产生Cl2的化学方程式是2(FeCl3·6H2O)＋MnO2eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋MnCl2＋Cl2↑＋2HCl↑＋11H2O。
答案：(1)盐酸小液滴(或盐酸酸雾) FeCl3＋3H2O⥫⥬ Fe(OH)3＋3HCl，加热时，FeCl3水解生成HCl，HCl挥发出来遇水蒸气形成白雾
(2)FeCl3 (3)2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋ 在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝 4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O (4)①饱和食盐水 饱和食盐水可以吸收HCl和FeCl3，且c(Cl－)较大，抑制反应Cl2＋H2O⥫⥬ HCl＋HClO正向进行 ②K3[Fe(CN)6](或铁氰化钾) 出现蓝色沉淀 ③氧化性强弱顺序：Cl2>Br2>Fe3＋
(5)2(FeCl3·6H2O)＋MnO2eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋MnCl2＋Cl2↑＋2HCl↑＋11H2O
2．解析：(1)①根据碰撞理论分析，实验Ⅰ中K2S2O8和KI反应很慢的主要原因是单位时间内有效碰撞的次数较少。②S2Oeq \\al(2－,8)中含有过氧键，作氧化剂时，－1价的两个氧原子变为－2价，1 ml S2Oeq \\al(2－,8)得到2 ml电子，所以总反应为S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===I2＋ 2SOeq \\al(2－,4)，由盖斯定律可知，反应(ⅱ)＝总反应－反应(ⅰ)，则反应(ⅱ)为2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。(2)因为氧化性：S2Oeq \\al(2－,8)>MnOeq \\al(－,4)，所以在稀硫酸酸化的MnSO4溶液中滴加1滴催化剂AgNO3溶液，再滴加K2S2O8溶液后，K2S2O8溶液会与MnSO4溶液反应生成KMnO4，则实验现象是无色溶液变为紫红色。(3)加热前，先通入一段时间N2，当观察到D装置中出现连续气泡时，说明装置中空气排尽，则开始点燃酒精灯。(4)实验中发现B中U形管内产生无色液体，接着无色液体慢慢变成固体，根据物质的熔、沸点信息可知产物为SO3。(5)残留固体溶解后滴加BaCl2溶液和盐酸，产生白色沉淀，说明含有硫酸根离子，根据分析知分解产物为硫酸钾、三氧化硫和氧气，其分解的化学方程式为2K2S2O8△,2K2SO4＋2SO3↑＋O2↑。
答案：(1)①单位时间内有效碰撞的次数较少 ②2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋ 取实验Ⅱ反应后的溶液于试管中，向其中滴入KSCN溶液，溶液变为血红色 (2)无色溶液变为紫红色 5S2Oeq \\al(2－,8)＋2Mn2＋＋8H2O===2MnOeq \\al(－,4)＋10SOeq \\al(2－,4)＋16H＋ (3)出现连续气泡
(4)SO3 (5)2K2S2O8eq \(=====,\s\up7(△))2K2SO4＋2SO3↑＋O2↑
3．解析：(1)取少许②中的红棕色溶液于试管中，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应，离子方程式是2Fe3＋＋SOeq \\al(2－,3)＋H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2H＋；为体现实验的严谨性，还应检验Fe2＋的存在。(2)①溶液温度升高，反应过程中生成H2使溶液中的c(H＋)减小 ，Fe3＋＋3H2O⥫⥬ Fe(OH)3＋3H＋平衡正向移动，使溶液中出现红褐色的氢氧化铁沉淀。②因为Zn的化学性质与Al相似，能与NaOH溶液发生反应放出氢气，根据向黑色固体中加入足量的NaOH溶液，产生气泡，说明有Zn存在，且ⅱ中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡，说明含有金属Fe；向ⅲ反应后的溶液中滴加KSCN溶液无变化，说明溶液不含Fe3＋，故无法确定是否有Fe3O4，因为Fe3＋可与铁继续反应生成Fe2＋，导致ⅳ中检测不到Fe3＋。所以黑色固体中一定含有的物质是Fe和Zn。(3)本实验的目的是探究1.0 ml·L－1 FeCl3溶液中Fe3＋和H＋氧化性的相对强弱，应保证盐酸和FeCl3溶液中c(H＋)相同，且两溶液的体积也相等，所以应该选择5 mL 0.2 ml·L－1盐酸。
答案：(1)2Fe3＋＋SOeq \\al(2－,3)＋H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2H＋ 取少许②中红棕色溶液于试管中，滴加铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀(其他合理答案也可) (2)①溶液温度升高，反应过程中生成H2使溶液中的c(H＋)减小，Fe3＋＋3H2O⥫⥬ Fe(OH)3＋3H＋平衡正向移动，使溶液中出现红褐色的氢氧化铁沉淀 ②a.Fe和Zn b．若存在Fe3O4，稀盐酸和Fe3O4反应，产生的Fe3＋可与铁继续反应生成Fe2＋，导致ⅳ中检测不到Fe3＋，与不含有Fe3O4得到的ⅳ中现象相同 (3)5 mL 0.2 ml·L－1盐酸
4．解析：(1)0.2 ml·L－1Na2SO3溶液滴入饱和Ag2SO4溶液中，Ag2SO4饱和溶液被稀释，因此不可能是Ag2SO4沉淀，溶液中SOeq \\al(2－,3)浓度较大，因此推断白色沉淀为Ag2SO3，反应的离子方程式为2Ag＋＋SOeq \\al(2－,3)===Ag2SO3↓。(2)①已知：Cu＋eq \(――→,\s\up7(稀硫酸))Cu＋Cu2＋，若沉淀中含有Cu＋，加入稀硫酸会发生歧化反应生成铜单质，实验现象是有红色固体生成。②a.分析实验流程可知实验原理为2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I2、I2＋SOeq \\al(2－,3)＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2I－＋2H＋、SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋===BaSO4↓，根据白色沉淀A是BaSO4可知，加入的试剂为含Ba2＋的化合物，可以选用盐酸酸化的BaCl2溶液。b.由白色沉淀A为BaSO4可知，原沉淀中的SOeq \\al(2－,3)被氧化为SOeq \\al(2－,4)，则加入KI时反应生成了I2，说明原沉淀中有Cu2＋，即加入KI时Cu2＋与I－反应生成白色沉淀CuI和I2，I2又与SOeq \\al(2－,3)反应生成SOeq \\al(2－,4)与I－，所以加入淀粉无明显现象。(3)①根据题意知，现象Ⅲ的白色沉淀中无SOeq \\al(2－,4)，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，结合元素守恒可知沉淀中应含有Al3＋和OH－，可使酸性KMnO4溶液褪色是因为存在有还原性的SOeq \\al(2－,3)。②根据假设可知实验的目的是证明产生的沉淀是Al(OH)3还是铝的碱式盐，给定实验首先制备出现象Ⅲ中的沉淀，然后滴加NaOH溶液，因此对比实验也要首先制备出Al(OH)3沉淀，然后滴加NaOH溶液，若二者消耗的NaOH体积相同，则现象Ⅲ中的沉淀就是Al(OH)3沉淀，若二者消耗的NaOH体积不同，则现象Ⅲ中的沉淀为铝的碱式盐，步骤二见答案中图片。(4)I2被还原，酸性KMnO4溶液褪色，均显示了亚硫酸盐的还原性，亚硫酸盐与Al3＋发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝，证明了亚硫酸盐在水溶液中水解而体现了碱性，根据实验流程及现象可知，盐溶液间反应的多样性和盐的性质及反应条件有关。
答案：(1)2Ag＋＋SOeq \\al(2－,3)===Ag2SO3↓ (2)①加入稀硫酸后有红色固体生成 ②HCl和BaCl2溶液 在I－的作用下，Cu2＋转化为白色沉淀CuI，SOeq \\al(2－,3)转化为SOeq \\al(2－,4)
(3)①Al3＋、OH－
②
(4)还原性、水解溶液显碱性 两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件
5．解析：(1)检验Fe3＋的试剂可以为KSCN溶液。(2)Ⅱ→Ⅲ的过程中产生了Fe3＋，若是亚铁离子被空气中的氧气氧化，则对应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O；Ⅱ中存在反应I2＋2Fe2＋⥫⥬ 2Fe3＋＋2I－，加入AgNO3溶液后，Ag＋与I－反应产生黄色沉淀，I－浓度降低，使上述平衡正向移动。(3)Ⅳ中灰黑色浑浊中只检验出少量AgI，主要成分是Ag，说明银离子被还原，则一定有微粒被氧化，故产生Fe3＋的原因可能是银离子将亚铁离子氧化，反应的离子方程式为Fe2＋＋Ag＋===Fe3＋＋Ag↓。(4)Ⅲ→Ⅳ的过程中，温度几乎不变，发生反应Fe2＋＋Ag＋===Fe3＋＋Ag↓，实验开始时，向Ⅲ中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，仍能迅速出现灰黑色沉淀，且c(Ag＋)变化图像与未加Fe2(SO4)3溶液相 同，说明Fe3＋不能催化该反应，则单质银为该反应的催化剂，反应一段时间后，催化剂是影响反应速率的主要因素。
答案：(1)KSCN溶液 (2)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O Ag＋与I－结合生成了AgI沉淀，溶液中I－浓度降低 (3)Fe2＋被Ag＋氧化 Fe2＋＋Ag＋===Fe3＋＋Ag↓ 向1 mL 0.1 ml·L－1FeSO4溶液中滴加1 mL 0.1 ml·L－1AgNO3溶液，出现灰黑色固体后，取上层清液于试管中，再向上层清液中滴加KSCN溶液，若溶液立即变红，则证明假设成立 (4)反应生成的Ag作催化剂，加快了Fe2＋＋Ag＋===Fe3＋＋Ag↓的反应速率
操作
现象
点燃酒精灯，加热
i.A中部分固体溶解，上方出现白雾；
ii.稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴；
iii.B中溶液变蓝
方案1
在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C
B中溶液变为蓝色
方案2
将B中KI淀粉溶液替换为NaBr溶液；检验Fe2＋
B中溶液呈浅橙红色；未检出Fe2＋
实验
操作
现象
Ⅰ
在10 mL 0.1 ml·L－1含淀粉的KI溶液中滴加4 mL 0.1 ml·L－1 K2S2O8溶液
一段时间后，溶液缓慢变蓝色
Ⅱ
在10 mL 0.1 ml·L－1含淀粉的KI溶液中先滴几滴0.1 ml·L－1 FeSO4溶液，再滴加4 mL 0.1 ml·L－1 K2S2O8溶液
溶液迅速变蓝色
物质
SO3
SO2
O2
熔点/℃
16.8
－72.7
－218.4
沸点/℃
44.8
10
－182.9
实验操作
实验现象
配制100 mL 1.0 ml·L－1 FeCl3溶液，测其pH约为0.7[即c(H＋)≈0.2 ml·L－1]
—
向反应瓶中加入6.5 g锌粉，然后加入50 mL 1.0 ml·L－1 FeCl3溶液，搅拌
溶液温度迅速上升，稍后出现红褐色沉淀，同时出现少量气泡；反应一段时间后静置，上层溶液为浅绿色，反应瓶底部有黑色固体
收集并检验反应过程中产生的气体
集气管口靠近火焰，有爆鸣声
实验操作
实验现象
将5 mL 1.0 ml·L－1 FeCl3溶液与0.65 g锌粉混合
溶液温度迅速上升，开始时几乎没有气泡产生
将________与0.65 g锌粉混合
立即产生大量气泡
实验
试剂
现象
2 mL
滴管
试管
0.2 ml·L－1
Na2SO3溶液
饱和
Ag2SO4溶液
Ⅰ.产生白色沉淀
0.2 ml·L－1
CuSO4溶液
Ⅱ.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀
0.1 ml·L－1
Al2(SO4)3溶液
Ⅲ.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀
资料：FeCl3是一种共价化合物，熔点306 ℃，沸点315 ℃。
Ⅰ.实验操作和现象：
Ⅱ.分析现象的成因：
(1)现象i中的白雾是________，用化学方程式和必要的文字说明白雾的形成原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)分析现象ii，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：
a．直接加热FeCl3·6H2O，产生白雾和黄色气体。
b．将现象ii和a中的黄色气体通入KSCN溶液中，溶液均变红。
通过该实验说明现象ii中的黄色气体中含有________。
(3)除了氯气可使B中溶液变蓝外，该小组还提出其他两种可能的原因：
可能原因①：实验b检出的气体使之变蓝；
反应的离子方程式是________________________________________________。
可能原因②：_______________________________________________________；
反应的离子方程式是_________________________________________________。
(4)为进一步确认黄色气体中是否含有Cl2，小组提出两种方案，均证实了Cl2的存在。
①方案1洗气瓶C中盛放的试剂是__________，从化学平衡原理的角度加以解释：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②方案2中检验Fe2＋的最佳试剂是__________，若存在Fe2＋，则现象是________________________________________________________________________。
③综合方案1、2的现象，说明方案2中选择NaBr溶液的依据：________________________________________________________________________。
(5)将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，则A中产生Cl2的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．过二硫酸钾(K2S2O8)易潮解，易分解，是一种重要的氧化剂。某学习小组设计实验探究过二硫酸钾的性质。
实验(一) 探究过二硫酸钾的强氧化性。
(1)用K2S2O8溶液与KI溶液反应，实验操作与现象如表所示：
①根据碰撞理论分析，实验Ⅰ中K2S2O8和KI反应很慢的主要原因：________________________________________________________________________。
②实验Ⅱ中Fe2＋起催化作用，总反应分两步进行：
(ⅰ)2Fe2＋ ＋S2Oeq \\al(2－,8)===2Fe3＋＋2SOeq \\al(2－,4)；
(ⅱ)__________________________________________________。
请你补充反应(ⅱ) ，并设计实验证明实验Ⅱ反应后的溶液中含有Fe3＋：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)查阅文献知，氧化性：S2Oeq \\al(2－,8)>MnOeq \\al(－,4)。在稀硫酸酸化的MnSO4溶液中滴加1滴催化剂AgNO3 溶液，再滴加K2S2O8溶液，实验现象是____________________________________，该反应的离子方程式为_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验(二) 探究过二硫酸钾的不稳定性。
已知几种物质的熔、沸点如表所示：
取适量的K2S2O8装入硬质玻璃管中，加热，将分解产物依次通过装置B、C、D，实验中发现B中U形管内产生无色液体，接着无色液体慢慢变成固体，C中溶液颜色无明显变化，D中溶液逐渐变蓝色。
(3)加热前，先通入一段时间N2，当观察到D装置中__________________________(填实验现象)时，点燃酒精灯。
(4)B装置的U形管中收集到的物质是__________(填化学式)。
(5)当A装置的硬质玻璃管中固体完全分解时，停止加热。冷却至室温，然后取少量残留固体于试管中，加入蒸馏水，溶解后滴加BaCl2溶液和盐酸，产生白色沉淀。写出A装置中K2S2O8发生分解的化学方程式：__________________________________________。
3．FeCl3为中学化学中经常使用的物质，某化学实验小组为探究FeCl3的性质，进行了如下实验。
(1)学习小组A向FeCl3溶液中分别加入Na2CO3溶液和Na2SO3溶液，发现有如图所示实验现象：
对于②中的实验现象，学习小组A的同学们有诸多猜测，继续进行实验：小明取少许②中的红棕色溶液于试管中，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。
小明得出结论：FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应，反应的离子方程式是__________________________________。
小红认为小明的实验不严谨，重新设计实验方案并进行实验，证实了小明的结论是正确的。实验方案及现象：_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)学习小组B进一步探究FeCl3溶液与足量锌粉的反应。实验操作及实验现象如表所示：
已知：Zn的化学性质与Al相似，能发生反应Zn＋2H2O＋2NaOH===Na2[Zn(OH)4]＋H2↑。
①结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因：_______________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②分离出黑色固体，经下列实验证实了其中含有的主要物质成分。
ⅰ.黑色固体可以被磁铁吸引；
ⅱ.向黑色固体中加入足量的NaOH溶液，产生气泡；
ⅲ.将ⅱ中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡；
ⅳ.向ⅲ反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无变化。
a．黑色固体中一定含有的物质是_______________________________________。
b．学习小组B的同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fe3O4，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为进一步探究1.0 ml·L－1 FeCl3溶液中Fe3＋和H＋氧化性的相对强弱，学习小组B补充实验并观察到反应开始时的实验现象如表所示：
学习小组B得出结论：在1.0 ml·L－1 FeCl3溶液中，Fe3＋的氧化性比H＋的强。则表格中横线处应填___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。
(1)经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：________________________________________________________________________。
(2)经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SOeq \\al(2－,4)，含有Cu＋、Cu2＋和SOeq \\al(2－,3)。
已知：Cu＋eq \(――→,\s\up7(稀硫酸))Cu＋Cu2＋，Cu2＋eq \(――→,\s\up7(I－),\s\d5())CuI↓(白色)＋I2。
①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu＋的实验现象是
________________________________________________________________________。
②通过下列实验证实沉淀中含有Cu2＋和SOeq \\al(2－,3)。
a．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是____________。
b．证实沉淀中含有Cu2＋和SOeq \\al(2－,3)的理由是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知：Al2(SO4)3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SOeq \\al(2－,4)，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。
①推测沉淀中含有SOeq \\al(2－,3)和________。
②对于沉淀中SOeq \\al(2－,3)的存在形式提出两种假设：
ⅰ.被Al(OH)3所吸附；ⅱ.存在于铝的碱式盐中。
对假设ⅱ设计了对比实验，证实了假设ⅱ成立。
a．将对比实验方案补充完整。
步骤一：
步骤二(按上图形式呈现)：
(4)根据实验，亚硫酸盐的性质有_______________________________________。
盐溶液间反应的多样性与_____________________________________________
________________________________________________________________________有关。
5．某兴趣小组欲探究反应2Fe2＋＋I2⥫⥬ 2Fe3＋＋2I－，设计如图实验：
(1)Ⅰ、Ⅱ均未检验出Fe3＋，检验有无Fe3＋的试剂是__________。
(2)经检验，Ⅱ→Ⅲ的过程中产生了Fe3＋，对Fe3＋产生的原因作出如下假设：
假设a：Fe2＋被空气氧化，离子方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
假设b：Fe2＋被酸性溶液中的NOeq \\al(－,3)氧化；
假设c：Fe2＋被I2氧化。
小组同学通过进一步实验证实了a、b不是产生Fe3＋的主要原因，又查阅资料得知I2＋2Fe2＋⥫⥬ 2Fe3＋＋2I－的反应限度小、产生的c(Fe3＋)低，故推测c(Fe3＋)增大是因为向Ⅱ的浅黄色溶液中加入AgNO3溶液后，_________________________________________________，
促使该平衡正向移动。
(3)上述推测虽然合理，但Ⅳ中灰黑色浑浊中只检验出少量AgI，主要成分是Ag。小组同学查阅资料得知新制的AgI见光分解速率较慢，故又对Ⅱ→Ⅲ过程中产生Fe3＋的原因提出了假设d：___________________，该反应的离子方程式为_________________________，
并设计实验证明该假设合理，实验方案为__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)经测定，Ⅲ→Ⅳ的过程中温度几乎无变化，c(Ag＋)随反应时间的变化如图所示。若在实验开始时，先向Ⅲ的溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，c(Ag＋)随反应时间的变化与图示相同，则Ⅳ中迅速出现灰黑色浑浊的原因可能是_____________________________________
________________________________________________________________________。
课时检测(七十二)
1．解析：(1)FeCl3·6H2O受热失去结晶水：FeCl3·6H2Oeq \(=====,\s\up7(△))FeCl3＋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。(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，说明黄色气体中含有FeCl3。(3)除了氯气可使B中溶液变蓝外，还有其他两种可能的原因，可能原因①：实验b检出的气体使之变蓝，碘离子具有还原性，氯化铁具有强氧化性，二者反应的离子方程式是2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋；可能原因②：在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝，氧气将碘离子氧化成碘单质，反应的离子方程式是4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O。(4)①氯化铁能氧化碘离子，氧气在酸性条件下，也能氧化碘离子，所以需除去Cl2中的FeCl3 和O2(H＋)，若仍能观察到B中溶液变蓝色，则证明原气体中确实存在Cl2，所以方案1为在A、B间增加盛有饱和食盐水的洗气瓶C。②方案2 B中观察到的浅橙红色为溴水的颜色，则证明有物质能够将Br－氧化成Br2，若未检出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；方案2中检验Fe2＋的最佳试剂是K3[Fe(CN)6](或铁氰化钾)，若存在Fe2＋，则现象是出现蓝色沉淀。③综合方案1、2的现象，Br－可以被Cl2氧化成Br2，但不会被Fe3＋氧化为Br2，方案2中选择NaBr溶液的依据是氧化性强弱顺序：Cl2>Br2>Fe3＋。(5)将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，则A中MnO2将氯离子氧化产生Cl2的化学方程式是2(FeCl3·6H2O)＋MnO2eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋MnCl2＋Cl2↑＋2HCl↑＋11H2O。
答案：(1)盐酸小液滴(或盐酸酸雾) FeCl3＋3H2O⥫⥬ Fe(OH)3＋3HCl，加热时，FeCl3水解生成HCl，HCl挥发出来遇水蒸气形成白雾
(2)FeCl3 (3)2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋ 在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝 4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O (4)①饱和食盐水 饱和食盐水可以吸收HCl和FeCl3，且c(Cl－)较大，抑制反应Cl2＋H2O⥫⥬ HCl＋HClO正向进行 ②K3[Fe(CN)6](或铁氰化钾) 出现蓝色沉淀 ③氧化性强弱顺序：Cl2>Br2>Fe3＋
(5)2(FeCl3·6H2O)＋MnO2eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋MnCl2＋Cl2↑＋2HCl↑＋11H2O
2．解析：(1)①根据碰撞理论分析，实验Ⅰ中K2S2O8和KI反应很慢的主要原因是单位时间内有效碰撞的次数较少。②S2Oeq \\al(2－,8)中含有过氧键，作氧化剂时，－1价的两个氧原子变为－2价，1 ml S2Oeq \\al(2－,8)得到2 ml电子，所以总反应为S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===I2＋ 2SOeq \\al(2－,4)，由盖斯定律可知，反应(ⅱ)＝总反应－反应(ⅰ)，则反应(ⅱ)为2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。(2)因为氧化性：S2Oeq \\al(2－,8)>MnOeq \\al(－,4)，所以在稀硫酸酸化的MnSO4溶液中滴加1滴催化剂AgNO3溶液，再滴加K2S2O8溶液后，K2S2O8溶液会与MnSO4溶液反应生成KMnO4，则实验现象是无色溶液变为紫红色。(3)加热前，先通入一段时间N2，当观察到D装置中出现连续气泡时，说明装置中空气排尽，则开始点燃酒精灯。(4)实验中发现B中U形管内产生无色液体，接着无色液体慢慢变成固体，根据物质的熔、沸点信息可知产物为SO3。(5)残留固体溶解后滴加BaCl2溶液和盐酸，产生白色沉淀，说明含有硫酸根离子，根据分析知分解产物为硫酸钾、三氧化硫和氧气，其分解的化学方程式为2K2S2O8△,2K2SO4＋2SO3↑＋O2↑。
答案：(1)①单位时间内有效碰撞的次数较少 ②2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋ 取实验Ⅱ反应后的溶液于试管中，向其中滴入KSCN溶液，溶液变为血红色 (2)无色溶液变为紫红色 5S2Oeq \\al(2－,8)＋2Mn2＋＋8H2O===2MnOeq \\al(－,4)＋10SOeq \\al(2－,4)＋16H＋ (3)出现连续气泡
(4)SO3 (5)2K2S2O8eq \(=====,\s\up7(△))2K2SO4＋2SO3↑＋O2↑
3．解析：(1)取少许②中的红棕色溶液于试管中，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应，离子方程式是2Fe3＋＋SOeq \\al(2－,3)＋H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2H＋；为体现实验的严谨性，还应检验Fe2＋的存在。(2)①溶液温度升高，反应过程中生成H2使溶液中的c(H＋)减小 ，Fe3＋＋3H2O⥫⥬ Fe(OH)3＋3H＋平衡正向移动，使溶液中出现红褐色的氢氧化铁沉淀。②因为Zn的化学性质与Al相似，能与NaOH溶液发生反应放出氢气，根据向黑色固体中加入足量的NaOH溶液，产生气泡，说明有Zn存在，且ⅱ中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡，说明含有金属Fe；向ⅲ反应后的溶液中滴加KSCN溶液无变化，说明溶液不含Fe3＋，故无法确定是否有Fe3O4，因为Fe3＋可与铁继续反应生成Fe2＋，导致ⅳ中检测不到Fe3＋。所以黑色固体中一定含有的物质是Fe和Zn。(3)本实验的目的是探究1.0 ml·L－1 FeCl3溶液中Fe3＋和H＋氧化性的相对强弱，应保证盐酸和FeCl3溶液中c(H＋)相同，且两溶液的体积也相等，所以应该选择5 mL 0.2 ml·L－1盐酸。
答案：(1)2Fe3＋＋SOeq \\al(2－,3)＋H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2H＋ 取少许②中红棕色溶液于试管中，滴加铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀(其他合理答案也可) (2)①溶液温度升高，反应过程中生成H2使溶液中的c(H＋)减小，Fe3＋＋3H2O⥫⥬ Fe(OH)3＋3H＋平衡正向移动，使溶液中出现红褐色的氢氧化铁沉淀 ②a.Fe和Zn b．若存在Fe3O4，稀盐酸和Fe3O4反应，产生的Fe3＋可与铁继续反应生成Fe2＋，导致ⅳ中检测不到Fe3＋，与不含有Fe3O4得到的ⅳ中现象相同 (3)5 mL 0.2 ml·L－1盐酸
4．解析：(1)0.2 ml·L－1Na2SO3溶液滴入饱和Ag2SO4溶液中，Ag2SO4饱和溶液被稀释，因此不可能是Ag2SO4沉淀，溶液中SOeq \\al(2－,3)浓度较大，因此推断白色沉淀为Ag2SO3，反应的离子方程式为2Ag＋＋SOeq \\al(2－,3)===Ag2SO3↓。(2)①已知：Cu＋eq \(――→,\s\up7(稀硫酸))Cu＋Cu2＋，若沉淀中含有Cu＋，加入稀硫酸会发生歧化反应生成铜单质，实验现象是有红色固体生成。②a.分析实验流程可知实验原理为2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I2、I2＋SOeq \\al(2－,3)＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2I－＋2H＋、SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋===BaSO4↓，根据白色沉淀A是BaSO4可知，加入的试剂为含Ba2＋的化合物，可以选用盐酸酸化的BaCl2溶液。b.由白色沉淀A为BaSO4可知，原沉淀中的SOeq \\al(2－,3)被氧化为SOeq \\al(2－,4)，则加入KI时反应生成了I2，说明原沉淀中有Cu2＋，即加入KI时Cu2＋与I－反应生成白色沉淀CuI和I2，I2又与SOeq \\al(2－,3)反应生成SOeq \\al(2－,4)与I－，所以加入淀粉无明显现象。(3)①根据题意知，现象Ⅲ的白色沉淀中无SOeq \\al(2－,4)，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，结合元素守恒可知沉淀中应含有Al3＋和OH－，可使酸性KMnO4溶液褪色是因为存在有还原性的SOeq \\al(2－,3)。②根据假设可知实验的目的是证明产生的沉淀是Al(OH)3还是铝的碱式盐，给定实验首先制备出现象Ⅲ中的沉淀，然后滴加NaOH溶液，因此对比实验也要首先制备出Al(OH)3沉淀，然后滴加NaOH溶液，若二者消耗的NaOH体积相同，则现象Ⅲ中的沉淀就是Al(OH)3沉淀，若二者消耗的NaOH体积不同，则现象Ⅲ中的沉淀为铝的碱式盐，步骤二见答案中图片。(4)I2被还原，酸性KMnO4溶液褪色，均显示了亚硫酸盐的还原性，亚硫酸盐与Al3＋发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝，证明了亚硫酸盐在水溶液中水解而体现了碱性，根据实验流程及现象可知，盐溶液间反应的多样性和盐的性质及反应条件有关。
答案：(1)2Ag＋＋SOeq \\al(2－,3)===Ag2SO3↓ (2)①加入稀硫酸后有红色固体生成 ②HCl和BaCl2溶液 在I－的作用下，Cu2＋转化为白色沉淀CuI，SOeq \\al(2－,3)转化为SOeq \\al(2－,4)
(3)①Al3＋、OH－
②
(4)还原性、水解溶液显碱性 两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件
5．解析：(1)检验Fe3＋的试剂可以为KSCN溶液。(2)Ⅱ→Ⅲ的过程中产生了Fe3＋，若是亚铁离子被空气中的氧气氧化，则对应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O；Ⅱ中存在反应I2＋2Fe2＋⥫⥬ 2Fe3＋＋2I－，加入AgNO3溶液后，Ag＋与I－反应产生黄色沉淀，I－浓度降低，使上述平衡正向移动。(3)Ⅳ中灰黑色浑浊中只检验出少量AgI，主要成分是Ag，说明银离子被还原，则一定有微粒被氧化，故产生Fe3＋的原因可能是银离子将亚铁离子氧化，反应的离子方程式为Fe2＋＋Ag＋===Fe3＋＋Ag↓。(4)Ⅲ→Ⅳ的过程中，温度几乎不变，发生反应Fe2＋＋Ag＋===Fe3＋＋Ag↓，实验开始时，向Ⅲ中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，仍能迅速出现灰黑色沉淀，且c(Ag＋)变化图像与未加Fe2(SO4)3溶液相 同，说明Fe3＋不能催化该反应，则单质银为该反应的催化剂，反应一段时间后，催化剂是影响反应速率的主要因素。
答案：(1)KSCN溶液 (2)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O Ag＋与I－结合生成了AgI沉淀，溶液中I－浓度降低 (3)Fe2＋被Ag＋氧化 Fe2＋＋Ag＋===Fe3＋＋Ag↓ 向1 mL 0.1 ml·L－1FeSO4溶液中滴加1 mL 0.1 ml·L－1AgNO3溶液，出现灰黑色固体后，取上层清液于试管中，再向上层清液中滴加KSCN溶液，若溶液立即变红，则证明假设成立 (4)反应生成的Ag作催化剂，加快了Fe2＋＋Ag＋===Fe3＋＋Ag↓的反应速率
操作
现象
点燃酒精灯，加热
i.A中部分固体溶解，上方出现白雾；
ii.稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴；
iii.B中溶液变蓝
方案1
在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C
B中溶液变为蓝色
方案2
将B中KI淀粉溶液替换为NaBr溶液；检验Fe2＋
B中溶液呈浅橙红色；未检出Fe2＋
实验
操作
现象
Ⅰ
在10 mL 0.1 ml·L－1含淀粉的KI溶液中滴加4 mL 0.1 ml·L－1 K2S2O8溶液
一段时间后，溶液缓慢变蓝色
Ⅱ
在10 mL 0.1 ml·L－1含淀粉的KI溶液中先滴几滴0.1 ml·L－1 FeSO4溶液，再滴加4 mL 0.1 ml·L－1 K2S2O8溶液
溶液迅速变蓝色
物质
SO3
SO2
O2
熔点/℃
16.8
－72.7
－218.4
沸点/℃
44.8
10
－182.9
实验操作
实验现象
配制100 mL 1.0 ml·L－1 FeCl3溶液，测其pH约为0.7[即c(H＋)≈0.2 ml·L－1]
—
向反应瓶中加入6.5 g锌粉，然后加入50 mL 1.0 ml·L－1 FeCl3溶液，搅拌
溶液温度迅速上升，稍后出现红褐色沉淀，同时出现少量气泡；反应一段时间后静置，上层溶液为浅绿色，反应瓶底部有黑色固体
收集并检验反应过程中产生的气体
集气管口靠近火焰，有爆鸣声
实验操作
实验现象
将5 mL 1.0 ml·L－1 FeCl3溶液与0.65 g锌粉混合
溶液温度迅速上升，开始时几乎没有气泡产生
将________与0.65 g锌粉混合
立即产生大量气泡
实验
试剂
现象
2 mL
滴管
试管
0.2 ml·L－1
Na2SO3溶液
饱和
Ag2SO4溶液
Ⅰ.产生白色沉淀
0.2 ml·L－1
CuSO4溶液
Ⅱ.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀
0.1 ml·L－1
Al2(SO4)3溶液
Ⅲ.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀
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