突破09 实验综合题（题型精练）-备战2021年高考化学
展开突破08 突破实验综合题（5）
探究类实验
限时：45分钟
1.(长望浏宁2020四县市联考）甲同学向做过银镜反应的试管滴加0.1 mol/L的Fe(NO3)3溶液（pH=2），发现银镜部分溶解，和大家一起分析原因：
甲同学认为：Fe3+具有氧化性， 能够溶解单质Ag。
乙同学认为：Fe(NO3)3溶液显酸性，该条件下NO3−也能氧化单质Ag。
丙同学认为：Fe3+和NO3−均能把Ag氧化而溶解。
（1）生成银镜反应过程中银氨溶液发生 （氧化、还原）反应。
（2）为得出正确结论，只需设计两个实验验证即可。
实验Ⅰ：向溶解了银镜的Fe(NO3)3的溶液中加入 （填序号，①KSCN溶液、②K3[Fe(CN)6]溶液、③稀HCl），现象为 ，证明甲的结论正确。
实验Ⅱ：向附有银镜的试管中加入 溶液，观察银镜是否溶解。
两个实验结果证明了丙同学的结论。
（3）丙同学又把5mL FeSO4溶液分成两份：第一份滴加2滴KSCN溶液无变化；第二份加入1mL 0.1 mol/L AgNO3溶液，出现白色沉淀，随后有黑色固体产生（经验证黑色固体为Ag颗粒），再取上层溶液滴加KSCN溶液变红。根据上述的实验情况，用离子方程式表示Fe3+、Fe2+、Ag+、Ag之间的反应关系 。
（4）丁同学改用下图实验装置做进一步探究：
① K刚闭合时，指针向左偏转，此时石墨作 ，（填“正极”或“负极”）。此过程氧化性：Fe3+ Ag+（填“>”或“<”）。
②当指针归零后，向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液，指针向右偏转。此过程氧化性：Fe3+ Ag+（填“>”或“<”）。
③由上述①②实验，得出的结论是： 。
2.实验1:铜片与浓硫酸反应
操作 | 现象 |
加热到120~250 ℃ | 铜片表面变黑，有大量气体产生，形成墨绿色浊液 |
继续加热至338 ℃ | 铜片上黑色消失，瓶中出现“白雾”，溶液略带蓝色，瓶底部有较多灰白色沉淀 |
①装置B的作用是 。装置C中盛放的试剂是 。
②为证明A装置中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜，实验操作及现象是 。
（2）探究实验1中120~250 ℃时所得黑色固体的成分。
【提出猜想】黑色固体中可能含有CuO、CuS、Cu2S中的一种或几种。
【查阅资料】
资料1:亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂，向含有Cu2+的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液，生成红棕色沉淀。
资料2:
CuS | Cu2S |
黑色结晶或粉末 | 灰黑色结晶或粉末 |
难溶于稀硫酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水或热的浓盐酸 | 难溶于稀硫酸和浓盐酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水 |
【设计并实施实验】
实验2:探究黑色固体中是否含CuO
操作 | 现象 |
i.取表面附着黑色固体的铜片5片，用清水洗干净，放入盛有10 mL试剂A的小烧杯中，搅拌 | 黑色表层脱落，露出光亮的铜片 |
ⅱ.取出铜片，待黑色沉淀沉降 | 上层溶液澄清、无色 |
①试剂A是 。
②甲认为ⅱ中溶液无色有可能是Cu2+浓度太小，于是补充实验确认了溶液中不含Cu2+，补充的实验操作及现象是 。
实验3:探究黑色固体中是否含CuS、Cu2S
操作 | 现象 |
i.取实验2中黑色固体少许，加入适量浓氨水，振荡后静置 | 有固体剩余，固液分界线附近的溶液呈浅蓝色 |
ⅱ.另取实验2中黑色固体少许，加入适量浓盐酸，微热后静置 | 有固体剩余，溶液变成浅绿色 |
（3）获得结论:由实验2和实验3可得到的结论是实验1中，120~250 ℃时所得黑色固体中 。
（4）实验反思:分析实验1中338 ℃时产生现象的原因，同学们认为是较低温度时产生的黑色固体与热的浓硫酸进一步反应造成。已知反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫，则黑色固体消失时可能发生的所有反应的化学方程式为 。
3.某小组同学对FeCl3与KI的反应进行探究。
【初步探究】室温下进行下表所列实验。
序号 | 操作 | 现象 |
实验Ⅰ | 取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴(混合溶液pH=5) | 溶液变为棕黄色 |
实验Ⅱ | 取2 mL实验Ⅰ反应后的溶液，滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液 | 溶液呈红色 |
（1）证明实验Ⅰ中有I2生成，加入的试剂为 。
（2）写出实验Ⅰ反应的离子方程式 。
（3）结合上述实验现象可以证明Fe3+与I-发生可逆反应，原因是 。
【深入探究】20 min后继续观察实验现象，实验Ⅰ溶液棕黄色变深，实验Ⅱ溶液红色变浅。
（4）已知在酸性较强的条件下，I-可被空气氧化为I2，故甲同学提出假设:该反应条件下空气将I-氧化为I2，使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。甲同学设计实验: ，
20 min内溶液不变蓝，证明该假设不成立，导致溶液不变蓝的因素可能是 (写出两条)。
（5）乙同学查阅资料可知，FeCl3与KI的反应体系中还存在 I-+I2呈棕褐色。依据资料从平衡移动原理解释实验Ⅱ中20 min后溶液红色变浅的原因是 。
（6）丙同学针对20 min后的实验现象继续提出假设:FeCl3与KI的反应、I-与I2的反应达到平衡需要一段时间，有可能20 min之前并未达到平衡。为验证该假设，丙同学用4支试管进行实验，得到了颜色由浅到深的四个红色溶液体系，具体实验方案为 。
4.某小组设计实验探究重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]的部分性质：资料显示：
①(NH4)2Cr2O7呈橙红色，Cr2O3呈绿色，Cr3+呈绿色。
②Mg3N2遇水蒸气剧烈反应生成NH3。
（1）探究重铬酸铵分解产物是否有NH3(装置如图1所示)。
B中倒置的干燥管作用是_____________________。实验中，没有观察到B中颜色发生变化，实验结论是_________________________________。
（2）探究(NH4)2Cr2O7N2↑+Cr2O3+4H2O的真实性(如下装置可以重复使用)：
①气流从左至右，装置连接顺序D、________________________________。
②点燃E处酒精灯之前，先通入一段时间CO2，其目的是_______________能证明有水生成的实验现象是_________________。
③能说明D中分解反应已发生的实验依据是_______________。
④设计实验证明重铬酸铵分解生成了N2：取反应后E中残留固体于试管，滴加蒸馏水，____。
（3）探究(NH4)2Cr2O7的氧化性(按如图2装置进行实验)。为了探究(NH4)2Cr2O7与Na2S反应的氧化产物是否是SO，设计如下方案。连接K，观察到左烧杯中溶液由橙色逐渐变成绿色，电流计指针有明显偏转。实验完毕后，向右烧杯滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀。
图2中负极的电极反应式为________________________(不考虑后续反应)。
5.[2018北京卷] 实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。
资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。
（1）制备K2FeO4（夹持装置略）
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是________________（锰被还原为Mn2+）。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外还有________________。
（2）探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：
方案Ⅰ | 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。 |
方案Ⅱ | 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。 |
i．由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由________________产生（用方程式表示）。
ii．方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2________（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ实验表明，Cl2和的氧化性强弱关系相反，原因是________________。
③资料表明，酸性溶液中的氧化性＞，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色.该现象能否证明氧化性＞。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。
理由或方案：________________。
