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2021届高三化学一轮复习重点专题20——制备及性质、原理探究综合实验（练习）解析版
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2021届高三化学一轮复习——制备及性质、原理探究综合实验
1、（2020年北京高考）MnO2是重要的化工原料，山软锰矿制备MnO2的一种工艺流程如图：
资料：①软锰矿的主要成分为MnO2，主要杂质有Al2O3和SiO2
②全属离于沉淀的pH
Fe3+
Al3+
Mn2+
Fe2+
开始沉淀时
1.5
3.4
5.8
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
7.8
8.3
③该工艺条件下，MnO2与H2SO4反应。
(1)溶出
①溶出前，软锰矿需研磨。目的是 。
②溶出时，Fe的氧化过程及得到Mn2+的主要途径如图所示：
i.步骤II是从软锰矿中溶出Mn2+的主要反应，反应的离子方程式是 。
ii.若Fe2+全部来自于反应Fe+2H+=Fe2++H2↑，完全溶出Mn2+所需Fe与MnO2的物质的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2，原因是 。
(2)纯化。已知：MnO2的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入MnO2，后加入NH3·H2O，调溶液pH≈5，说明试剂加入顺序及调节pH的原因： 。
(3)电解。Mn2+纯化液经电解得MnO2。生成MnO2的电极反应式是 。
(4)产品纯度测定。向ag产品中依次加入足量bgNa2C2O4和足量稀H2SO4，加热至充分反应。再用cmol·L-1KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点，消耗KMnO4溶液的体积为dL(已知：MnO2及MnO均被还原为Mn2+。相对分子质量：MnO2-86.94；Na2C2O4-134.0)
产品纯度为 (用质量分数表示)。
答案（1）①增加接触面积 加快反应速率
②i 4H++2Fe2++MnO2=Mn2++2Fe3++2H2O
ii 由于Fe+2Fe3+=3Fe2+ 循环进行，使铁的利用率提高
（2）酸性条件下，MnO2将Fe2+氧化成Fe3+,氧化后再加入氨水，将PH调整到5，将Fe3+、Al3+完全除去
（3）Mn2+-2e—+2H2O =MnO2+4H+
解析(1)①研磨软锰矿可增大固体与浓硫酸接触面积，增大反应速率，提高浸出率；
②i.根据反应途径可知，二氧化锰与亚铁离子反应生成二价锰离子和铁离子，则反应的离子方程式为MnO2+4H++2Fe2+Mn2++2Fe3++2H2O；
ii.根据方程式可知，Fe与MnO2的物质的量比值为2，实际反应时，二氧化锰能够氧化单质铁为Fe2+，导致需要的减少Fe2+，故实际比值(0.9)小于2。
(2)MnO2的氧化性与溶液pH有关，且随酸性的减弱，氧化性逐渐减弱，溶液显酸性时，二氧化锰的氧化性较强，故纯化时先加入MnO2，后加入NH3·H2O，调溶液pH≈5，除去溶液中的Al3+、Fe3+；
(3)电解时，溶液呈酸性，Mn2+失电子，与水反应生成二氧化锰和氢离子，则电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；
(4)根据题意可知，部分草酸钠与二氧化锰发生氧化还原发，剩余部分再与高锰酸钾反应(5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O)，则与二氧化锰反应的草酸钠为-；MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=Na2SO4+MnSO4+2CO2↑+2H2O，则n(MnO2)=n(Na2C2O4)=-，产品纯度=×100%=。
2、（2020年北京海淀）某研究小组查阅资料发现Fe3+与I-的反应具有可逆性，推测亚铁盐与饱和碘水的混合液中会存在Fe3+，并据此设计实验1（如下图所示），发现溶液未变红。该小组对溶液未变红的原因进行了如下探究。
I. 初步探究
实验2：用煮沸冷却后的蒸馏水重新配制两种饱和溶液进行实验，实验记录如下表。
编号
饱和(NH4)2Fe(SO4)2溶液
饱和
碘水
石蜡油
操作
KSCN
溶液
现象
2-1
1滴
5 mL
1 mL
不加热
1滴
无明显现象
2-2
1滴
5 mL
1 mL
加热一段时间后冷却
1滴
无明显现象
（1）研究小组同学根据所查阅资料写出的Fe3+与I-反应的离子方程式为________。
（2）实验2中，加入石蜡油的目的是________。
（3）小组同学做出推断：反应速率不是导致实验1中溶液未变红的主要原因，他们的理
由是________。
II. 查阅资料，继续探究
1滴KSCN溶液
1滴KSCN溶液
淀粉溶液
溶液变红
试管a
1滴0.1 mol/L
AgNO3
1滴0.2 mol/L
(NH4)2Fe(SO4)2
+ 5 mL饱和碘水
黄色沉淀，
溶液颜色变浅
过滤，滤液1
分为两份
溶液变蓝
3滴0.1 mol/L
AgNO3
黄色沉淀，
蓝色褪去
过滤，滤液2
溶液先变红，后迅速褪色，同时产生白色沉淀
【资料】AgSCN为不溶于水的白色固体。
实验3：
试管b
（4）试管a的实验现象说明滤液1中含有 。
（5）试管b中，加入KSCN溶液后所产生实验现象的原因是 。
（6）甲同学对实验3提出了质疑，认为其实验现象并不能证明I2氧化了Fe2+。他提出如
下假设：i. 可能是AgNO3氧化了Fe2+；ii. 可能是空气中的O2氧化了Fe2+。
他设计、实施了实验4，实验记录如下表。
编号
实验操作
实验现象
4
在试管中加入1滴0.2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液，5 mL蒸馏水，1滴试剂a，一段时间后加入1滴KSCN溶液
溶液不变红
① 试剂a是________。
② 依据实验4，甲同学做出判断： 。
（7）根据实验1～4所得结论是 。
答案（1）2Fe3+ + 2I- 2Fe2++ I2
（2）隔绝空气中的O2，防止O2氧化Fe2+
（3）实验2中，采取了增大反应物浓度、升高温度的措施提高化学反应速率，但溶液仍
未变红（1分）
（4）Fe3+（1分）
（5）加入KSCN后，Fe3+先与SCN-反应生成Fe(SCN)3，溶液变红；Ag+与SCN-反应生
成AgSCN，使平衡Fe3++3SCN- Fe(SCN)3逆向移动，红色褪去，产生白色沉
淀（3分）
（6）① 0.1 mol/L AgNO3溶液（1分）
② 假设i、ii均不成立
（7）实验1溶液未变红是因为反应2Fe2++ I22Fe3+ + 2I-的限度很小，溶液中Fe3+浓
度太低，未能检出（其他合理答案均可得分）
解析
I．(1)Fe3+具有强氧化性，I-具有还原性。Fe3+与I-发生氧化还原反应的离子方程式为2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2
(2)实验2中，石蜡密度小不溶于水，加入石蜡油后浮在水面隔绝空气中的O2，防止O2氧化Fe2+。
(3)小组同学做出推断：反应速率不是导致实验1中溶液未变红的主要原因，他们的理由是采取了增大反应物浓度、升高温度的措施提高化学反应速率，但溶液仍未变红。Ag+与SCN-反应生成AgSCN，使平衡Fe3++3SCN-⇌ Fe(SCN)3逆向移动，红色褪去，产生白色沉淀 。
II．(4)试管a的加入1滴KSCN溶液变红色说明含有Fe3+
(5). 加入KSCN后，Fe3+先与SCN-反应生成Fe(SCN)3，溶液变红；Ag+与SCN-反应生成AgSCN，使平衡Fe3++3SCN-⇌ Fe(SCN)3逆向移动，红色褪去，产生白色沉淀
(6)①需要验证是否是AgNO3氧化了Fe2+，所以试剂a是0.1mol/LAgNO3溶液
②依据实验4，甲同学做出判断②依据实验4，甲同学做出判断
(7)根据实验1～4所得结论是实验1溶液未变红是因为2Fe2++I2⇌2Fe3++2I-的限度很小，溶液中Fe3+浓度太低，未能检出。
3.亚硝酞氯(NOCl，熔点：－64.5 ℃，沸点：－5.5 ℃)是一种黄色气体，遇水易水解。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。
(1)甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2，制备装置如下图所示：
为制备纯净干燥的气体，下表中缺少的药品是：
装置Ⅰ
装置Ⅱ
烧瓶中
分液漏斗中
制备纯净Cl2
MnO2
①________
②________
制备纯净NO
Cu
③________
④________
(2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl，装置如图所示：
①装置连接顺序为a→______________(按气流自左向右方向，用小写字母表示)。
②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外，另一个作用是
_____________________________________________________________________。
③装置Ⅶ的作用是_____________________________________________________
____________________________________________________________________。
④装置Ⅷ中吸收尾气时，NOCl发生反应的化学方程式为
____________________________________________________________________。
(3)丙组同学查阅资料，查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸，一定条件下混酸可生成亚硝酞氯和氯气，该反应的化学方程式为_____________________
答案 (1)①浓盐酸 ②饱和食盐水 ③稀硝酸 ④水
(2)①e→f(或f→e)→c→b→d ②通过观察气泡调节气体的流速
③防止水蒸气进入反应器 ④NOCl＋2NaOH===NaCl＋NaNO2＋H2O
(3)HNO3(浓)＋3HCl(浓)===NOCl↑＋Cl2↑＋2H2O
4、氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体，可由两种常见气体制取，其易分解、易水解，可用于医药、氨化剂等。某科研小组利用以下装置制备氨基甲酸铵。回答下列问题：
(1)写出a中的固体药品的名称________，制取氨气的原理为__________________________________________
(结合化学方程式并用简要的文字加以说明)。
(2)恒压滴液漏斗的作用是___________________________________________。
(3)有同学建议CO2发生装置直接改用如下装置代替，你认为他的改进有何优点(试述一种)：____________________________________________________________。
(4)反应器C中发生反应的化学方程式为_____________________________。
(5)双通玻璃管的作用是________________________________________________；
b中溶液的作用是____________________________________________________。
(6)上述制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种。设计方案，进行成分探究，请填写表中空格。
限选试剂：蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液、稀盐酸。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：取少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解。
得到无色溶液
步骤2：向试管中加入过量的BaCl2溶液，静置。
溶液不变浑浊，则证明固体中不含有________。
步骤3：取步骤2的上层清液于试管中加入少量的________。
溶液变浑浊，则证明固体中含有________。
答案 (1)生石灰(氢氧化钠、碱石灰均可) CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑，CaO与水反应放热促进氨气生成(答案合理即可)
(2)平衡压强，使漏斗内液体顺利滴下
(3)装置简单，无需干燥；低温环境，提高产率(答其中一点即可)
(4)2NH3＋CO2===H2NCOONH4
(5)防止倒吸 吸收氯化氢气体
(6)(NH4)2CO3 Ba(OH)2溶液 NH4HCO3
5.为了更深刻地认识卤素的性质，某化学小组对卤素及其化合物的制备和性质进行如下实验探究，根据实验回答问题。
[实验一]氯气的制取
(1)该小组拟用如图实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并完成与金属铁的反应(夹持仪器略去，下同)。每个虚线框表示一个单元装置，请用文字描述将下列装置的错误之处改正_________________________。
[实验二]探究氯化亚铁与氧气反应的产物
已知氯化亚铁的熔点为674 ℃，沸点为1 023 ℃；三氯化铁在100 ℃左右时升华，极易水解。在500 ℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生反应：12FeCl2＋3O22Fe2O3＋8FeCl3、4FeCl2＋3O22Fe2O3＋4Cl2，该化学小组选用下图部分装置(装置可以重复选用)进行氯化亚铁与氧气反应产物的探究。
(2)实验装置的合理连接顺序为：A→________→E。
(3)假设加热装置中的氯化亚铁完全反应，则反应后剩余固体的化学式是________。请设计实验方案验证你的假设__________________。
(4)简述将F中的固体配成溶液的操作方法________。
[实验三]卤素化合物之间反应实验条件控制探究
(5)在不同实验条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。下面是该小组设计的一组实验数据记录表(实验控制在室温下进行)。
试管标号
1
2
3
4
0.20 mol·L－1KI溶液/mL
1.0
1.0
1.0
1.0
KClO3(s)/g
0.10
0.10
0.10
0.10
6.0 mol·L－1 H2SO4溶液/mL
0
3.0
6.0
9.0
蒸馏水/mL
9.0
6.0
3.0
0
实验现象
①该组实验的目的是__________________________________________________。
②2号试管反应完全后，取少量2号试管中的溶液滴加淀粉溶液后显蓝色，假设还原产物只有KCl，写出反应的离子方程式_____________________。
答案 (1)②中试剂换为饱和氯化钠溶液；③中导管改为长进短出；④中试管口加一出气导管(合理即可) (2)D→B→F→D (3)Fe2O3 取样少许加入稀盐酸使其完全溶解，再加入几滴KSCN溶液，呈现红色 (4)先把F中的固体溶解于浓盐酸中，然后加水稀释到所需的浓度 (5)①探究其他条件相同时，酸度对反应产物的影响 ②ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O
6、已知铁离子，氯气、溴均为常见的氧化剂，某化学兴趣小组设计了如下实验探究其强弱：
（1）①装置A中发生反应的离子方程式是___________________________________。
②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出___________________________________。
（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：
实验操作
实验现象
结论
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后____________________。（填具体实验操作）
D装置中：溶液变红
E装置中：水层溶液变黄， 振荡后，下层CCl4层无明显变化。一段时间后_____________________
________________。（填实验现象）
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为：Cl2＞Br2＞Fe3+
（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。
D装置中：红色慢慢褪去。
E装置中：CCl4层颜色逐渐加深，直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：
ⅰ．Fe3+ +3SCN-Fe(SCN)3是一个可逆反应。
ⅱ．(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2 ＞ (SCN)2。
①请用平衡移动原理（结合上述资料）解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因____________
_____________________________________________。现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加________溶液，若溶液颜色______________。则上述解释是合理的。
小组同学另查得资料如下：
ⅲ．Cl2和Br2反应生成BrCl，BrCl呈红色（略带黄色），沸点约5℃，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应。
ⅳ．AgClO、AgBrO均可溶于水。
①欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：
用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步离子方程式解释仅产生白色沉淀原因__________________________、__________________________。
【答案】(1). MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (2). 缺少尾气处理装置 (3). 关闭活塞a，点燃酒精灯 (4). CCl4层由无色变为橙色 (5). 过量氯气和SCN–反应2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2，使SCN-浓度减小，则Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3 平衡逆向移动而褪色 (6). KSCN溶液（或FeCl3溶液） (7). 变红色（不变红） (8). BrCl + H2O=HBrO + H++Cl- (9). Ag++Cl-=AgCl↓
【详解】（1）①装置A中MnO2与浓盐酸共热制取Cl2，发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
②氯气有毒，会污染大气，整套实验装置存在的明显不足是没有进行尾气处理。
（2）打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯使MnO2与浓盐酸反应制取氯气。根据实验结论，Cl2通入FeBr2溶液中Cl2先与Fe2+反应，一段时间后Cl2与Br-发生反应Cl2+2Br-=Br2+2Cl-，因Br2易溶解于有机溶剂，故E装置中通入Cl2后可观察到水层溶液变黄， 振荡后，下层CCl4层无明显变化。一段时间后CCl4层由无色变为橙色。
（3）①根据资料i，D装置中溶液变红的原因是：Cl2将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+与SCN-发生可逆反应Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3，结合资料ii，Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因是：过量氯气和SCN-反应2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2，使SCN-浓度减小，则Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色；要证明上述解释合理只要证明溶液中存在Fe3+就可以了，因此取少量褪色后的溶液，滴加过量的KSCN溶液，溶液重新变红色就可证明。
②根据资料iii，用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，红色物质为BrCl，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应，红色物质中加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生，结合资料iv，上述过程仅产生白色沉淀的原因是：BrCl + H2O=HBrO + H++Cl- 、Ag++Cl-=AgCl↓。
7、某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂：30%H2O2溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体
(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下
操作
现象
甲
向I的锥形瓶中加入________，向I的________中加入30%H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞
I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝
乙
向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝
丙
向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1 mol/L H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是______________________
(3)对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是___________。
为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是________________________。
(4)由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。学生将I中产生的气体直接通入下列________(填字母)溶液，证明了白雾中含有H2O2。
A.酸性 KMnO4 B.FeC12
C.Na2S D.品红
(5)资料显示：KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI＋O2＋2H2O===2I2＋4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应，3I2＋6OH－===5I－＋
IO＋3H2O造成的。请设计实验证明他们的猜想是否正确：____________________________
答案 (1) MnO2固体 分液漏斗
(2) O2＋4I－＋4H＋===2I2＋2H2O
(3)酸性环境 使用不同浓度的稀硫酸作对比实验
(4)AD
(5)在上述未变蓝的溶液中滴入0.1 mol/L H2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝，则猜想正确，否则错误
8、某学习小组探究SO2与Cu(OH)2悬浊液的反应。
实验Ⅰ：向NaOH溶液中加入浓CuCl2溶液，制得含Cu(OH)2悬浊液，测溶液pH≈13。向悬浊液中通入SO2，产生大量白色沉淀，测溶液pH≈3。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+Cu(NH3)2+(无色)；Cu+Cu+Cu2+
ii. Ag2SO4微溶于水，可溶于一定浓度的硝酸。
实验Ⅱ：
(1)①通过“白色沉淀A”确定一定存在的离子是____________________。
②判断白色沉淀中金属离子仅含有Cu+、不含Cu2+的实验证据是____________________。
③用以证实白色沉淀中无SO42-、SO32-、HSO3-的试剂a是____________________。
④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。
①用实验Ⅰ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(pH≈8)，向悬浊液中通入SO2
a. 底部产生少量浅黄色沉淀，慢慢消失
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
②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____________________。
③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- (2). 白色沉淀溶于氨水后无色说明无Cu2+，后变成蓝色说明含 Cu+ (3). 硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液 (4). SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O (5). 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 (6). 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+ (7). SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应
【解析】
【分析】
(1)①根据实验Ⅱ可知，蓝色溶液中加入硝酸和硝酸银得到“白色沉淀A”，据此分析判断；②根据白色沉淀中加入氨水得到无色溶液，之后变成蓝色分析解答；③SO32-、HSO3-都能被硝酸氧化生成SO42-，结合硫酸根离子的检验方法分析解答；④根据实验Ⅱ可知，白色沉淀为CuCl，即实验I中生成的白色沉淀为CuCl，据此书写反应的离子方程式；
(2)①用实验Ⅰ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-，据此分析解答；②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，在过量SO2溶于水使溶液显酸性后，CuOH在酸性溶液里发生歧化反应，据此分析解答；③根据实验III、IV，比较溶液的酸碱性对实验的影响分析解答。
9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：
已知：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3 mol 0.5 mol·L－1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：____________________________
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，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。
答案 (1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)0.1 0.2 mol·L－1FeSO4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
10.某小组同学设计如下实验，研究亚铁盐与H2O2溶液的反应。
【实验Ⅰ】
试剂：酸化的0.5 mol·L－1 FeSO4溶液(pH＝0.2)，5% H2O2溶液(pH＝5)
操作
现象
取2 mL上述FeSO4溶液于试管中，加入5滴5% H2O2溶液
溶液立即变为棕黄色，稍后，产生气泡。测得反应后溶液pH＝0.9
向反应后的溶液中加入KSCN溶液
溶液变红
(1)上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是___________________。
(2)产生气泡的原因是__________________________________________________。
【实验Ⅱ】
试剂：未酸化的0.5 mol·L－1 FeSO4溶液(pH＝3)，5% H2O2溶液(pH＝5)
操作
现象
取2 mL 5% H2O2溶液于试管中，加入5滴上述FeSO4溶液
溶液立即变为棕黄色，产生大量气泡，并放热，反应混合物颜色加深且有浑浊。测得反应后溶液pH＝1.4
(3)将上述混合物分离，得到棕黄色沉淀和红褐色胶体。取部分棕黄色沉淀洗净，加4 mol·L－1盐酸，沉淀溶解得到黄色溶液。初步判断该沉淀中含有Fe2O3，经检验还含有SO。检验棕黄色沉淀中SO的方法是____________
(4)生成红褐色胶体的原因可能是________________________(写一条即可)。
(5)将FeSO4溶液加入H2O2溶液后，产生红褐色胶体，反应的离子方程式是______________。
【实验Ⅲ】
若用FeCl2溶液替代FeSO4溶液，其余操作与实验Ⅱ相同，除了产生与Ⅱ相同的现象外，还生成刺激性气味的气体，该气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红但不褪色。
(6)产生的刺激性气味的气体是________(填化学式)。
(7)由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，亚铁盐与H2O2反应的现象与________________
(至少写两点)有关。
答案 (1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (2)在Fe3＋催化下H2O2分解产生O2(或用化学方程式表示) (3)取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明棕黄色沉淀中含有SO (4)H2O2溶液氧化Fe2＋的过程中消耗H＋，促进Fe3＋发生了水解；Fe3＋催化H2O2分解时放热，促进Fe3＋的水解等(任意写出一条，合理即可) (5)2Fe2＋＋H2O2＋4H2O===2Fe(OH)3(胶体)＋4H＋(分步写也可) (6)HCl
(7)pH、阴离子种类、温度、反应物用量等(任写两点，合理即可)
1、（2020年北京高考）MnO2是重要的化工原料，山软锰矿制备MnO2的一种工艺流程如图：
资料：①软锰矿的主要成分为MnO2，主要杂质有Al2O3和SiO2
②全属离于沉淀的pH
Fe3+
Al3+
Mn2+
Fe2+
开始沉淀时
1.5
3.4
5.8
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
7.8
8.3
③该工艺条件下，MnO2与H2SO4反应。
(1)溶出
①溶出前，软锰矿需研磨。目的是 。
②溶出时，Fe的氧化过程及得到Mn2+的主要途径如图所示：
i.步骤II是从软锰矿中溶出Mn2+的主要反应，反应的离子方程式是 。
ii.若Fe2+全部来自于反应Fe+2H+=Fe2++H2↑，完全溶出Mn2+所需Fe与MnO2的物质的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2，原因是 。
(2)纯化。已知：MnO2的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入MnO2，后加入NH3·H2O，调溶液pH≈5，说明试剂加入顺序及调节pH的原因： 。
(3)电解。Mn2+纯化液经电解得MnO2。生成MnO2的电极反应式是 。
(4)产品纯度测定。向ag产品中依次加入足量bgNa2C2O4和足量稀H2SO4，加热至充分反应。再用cmol·L-1KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点，消耗KMnO4溶液的体积为dL(已知：MnO2及MnO均被还原为Mn2+。相对分子质量：MnO2-86.94；Na2C2O4-134.0)
产品纯度为 (用质量分数表示)。
答案（1）①增加接触面积 加快反应速率
②i 4H++2Fe2++MnO2=Mn2++2Fe3++2H2O
ii 由于Fe+2Fe3+=3Fe2+ 循环进行，使铁的利用率提高
（2）酸性条件下，MnO2将Fe2+氧化成Fe3+,氧化后再加入氨水，将PH调整到5，将Fe3+、Al3+完全除去
（3）Mn2+-2e—+2H2O =MnO2+4H+
解析(1)①研磨软锰矿可增大固体与浓硫酸接触面积，增大反应速率，提高浸出率；
②i.根据反应途径可知，二氧化锰与亚铁离子反应生成二价锰离子和铁离子，则反应的离子方程式为MnO2+4H++2Fe2+Mn2++2Fe3++2H2O；
ii.根据方程式可知，Fe与MnO2的物质的量比值为2，实际反应时，二氧化锰能够氧化单质铁为Fe2+，导致需要的减少Fe2+，故实际比值(0.9)小于2。
(2)MnO2的氧化性与溶液pH有关，且随酸性的减弱，氧化性逐渐减弱，溶液显酸性时，二氧化锰的氧化性较强，故纯化时先加入MnO2，后加入NH3·H2O，调溶液pH≈5，除去溶液中的Al3+、Fe3+；
(3)电解时，溶液呈酸性，Mn2+失电子，与水反应生成二氧化锰和氢离子，则电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；
(4)根据题意可知，部分草酸钠与二氧化锰发生氧化还原发，剩余部分再与高锰酸钾反应(5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O)，则与二氧化锰反应的草酸钠为-；MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=Na2SO4+MnSO4+2CO2↑+2H2O，则n(MnO2)=n(Na2C2O4)=-，产品纯度=×100%=。
2、（2020年北京海淀）某研究小组查阅资料发现Fe3+与I-的反应具有可逆性，推测亚铁盐与饱和碘水的混合液中会存在Fe3+，并据此设计实验1（如下图所示），发现溶液未变红。该小组对溶液未变红的原因进行了如下探究。
I. 初步探究
实验2：用煮沸冷却后的蒸馏水重新配制两种饱和溶液进行实验，实验记录如下表。
编号
饱和(NH4)2Fe(SO4)2溶液
饱和
碘水
石蜡油
操作
KSCN
溶液
现象
2-1
1滴
5 mL
1 mL
不加热
1滴
无明显现象
2-2
1滴
5 mL
1 mL
加热一段时间后冷却
1滴
无明显现象
（1）研究小组同学根据所查阅资料写出的Fe3+与I-反应的离子方程式为________。
（2）实验2中，加入石蜡油的目的是________。
（3）小组同学做出推断：反应速率不是导致实验1中溶液未变红的主要原因，他们的理
由是________。
II. 查阅资料，继续探究
1滴KSCN溶液
1滴KSCN溶液
淀粉溶液
溶液变红
试管a
1滴0.1 mol/L
AgNO3
1滴0.2 mol/L
(NH4)2Fe(SO4)2
+ 5 mL饱和碘水
黄色沉淀，
溶液颜色变浅
过滤，滤液1
分为两份
溶液变蓝
3滴0.1 mol/L
AgNO3
黄色沉淀，
蓝色褪去
过滤，滤液2
溶液先变红，后迅速褪色，同时产生白色沉淀
【资料】AgSCN为不溶于水的白色固体。
实验3：
试管b
（4）试管a的实验现象说明滤液1中含有 。
（5）试管b中，加入KSCN溶液后所产生实验现象的原因是 。
（6）甲同学对实验3提出了质疑，认为其实验现象并不能证明I2氧化了Fe2+。他提出如
下假设：i. 可能是AgNO3氧化了Fe2+；ii. 可能是空气中的O2氧化了Fe2+。
他设计、实施了实验4，实验记录如下表。
编号
实验操作
实验现象
4
在试管中加入1滴0.2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液，5 mL蒸馏水，1滴试剂a，一段时间后加入1滴KSCN溶液
溶液不变红
① 试剂a是________。
② 依据实验4，甲同学做出判断： 。
（7）根据实验1～4所得结论是 。
答案（1）2Fe3+ + 2I- 2Fe2++ I2
（2）隔绝空气中的O2，防止O2氧化Fe2+
（3）实验2中，采取了增大反应物浓度、升高温度的措施提高化学反应速率，但溶液仍
未变红（1分）
（4）Fe3+（1分）
（5）加入KSCN后，Fe3+先与SCN-反应生成Fe(SCN)3，溶液变红；Ag+与SCN-反应生
成AgSCN，使平衡Fe3++3SCN- Fe(SCN)3逆向移动，红色褪去，产生白色沉
淀（3分）
（6）① 0.1 mol/L AgNO3溶液（1分）
② 假设i、ii均不成立
（7）实验1溶液未变红是因为反应2Fe2++ I22Fe3+ + 2I-的限度很小，溶液中Fe3+浓
度太低，未能检出（其他合理答案均可得分）
解析
I．(1)Fe3+具有强氧化性，I-具有还原性。Fe3+与I-发生氧化还原反应的离子方程式为2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2
(2)实验2中，石蜡密度小不溶于水，加入石蜡油后浮在水面隔绝空气中的O2，防止O2氧化Fe2+。
(3)小组同学做出推断：反应速率不是导致实验1中溶液未变红的主要原因，他们的理由是采取了增大反应物浓度、升高温度的措施提高化学反应速率，但溶液仍未变红。Ag+与SCN-反应生成AgSCN，使平衡Fe3++3SCN-⇌ Fe(SCN)3逆向移动，红色褪去，产生白色沉淀 。
II．(4)试管a的加入1滴KSCN溶液变红色说明含有Fe3+
(5). 加入KSCN后，Fe3+先与SCN-反应生成Fe(SCN)3，溶液变红；Ag+与SCN-反应生成AgSCN，使平衡Fe3++3SCN-⇌ Fe(SCN)3逆向移动，红色褪去，产生白色沉淀
(6)①需要验证是否是AgNO3氧化了Fe2+，所以试剂a是0.1mol/LAgNO3溶液
②依据实验4，甲同学做出判断②依据实验4，甲同学做出判断
(7)根据实验1～4所得结论是实验1溶液未变红是因为2Fe2++I2⇌2Fe3++2I-的限度很小，溶液中Fe3+浓度太低，未能检出。
3.亚硝酞氯(NOCl，熔点：－64.5 ℃，沸点：－5.5 ℃)是一种黄色气体，遇水易水解。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。
(1)甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2，制备装置如下图所示：
为制备纯净干燥的气体，下表中缺少的药品是：
装置Ⅰ
装置Ⅱ
烧瓶中
分液漏斗中
制备纯净Cl2
MnO2
①________
②________
制备纯净NO
Cu
③________
④________
(2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl，装置如图所示：
①装置连接顺序为a→______________(按气流自左向右方向，用小写字母表示)。
②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外，另一个作用是
_____________________________________________________________________。
③装置Ⅶ的作用是_____________________________________________________
____________________________________________________________________。
④装置Ⅷ中吸收尾气时，NOCl发生反应的化学方程式为
____________________________________________________________________。
(3)丙组同学查阅资料，查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸，一定条件下混酸可生成亚硝酞氯和氯气，该反应的化学方程式为_____________________
答案 (1)①浓盐酸 ②饱和食盐水 ③稀硝酸 ④水
(2)①e→f(或f→e)→c→b→d ②通过观察气泡调节气体的流速
③防止水蒸气进入反应器 ④NOCl＋2NaOH===NaCl＋NaNO2＋H2O
(3)HNO3(浓)＋3HCl(浓)===NOCl↑＋Cl2↑＋2H2O
4、氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体，可由两种常见气体制取，其易分解、易水解，可用于医药、氨化剂等。某科研小组利用以下装置制备氨基甲酸铵。回答下列问题：
(1)写出a中的固体药品的名称________，制取氨气的原理为__________________________________________
(结合化学方程式并用简要的文字加以说明)。
(2)恒压滴液漏斗的作用是___________________________________________。
(3)有同学建议CO2发生装置直接改用如下装置代替，你认为他的改进有何优点(试述一种)：____________________________________________________________。
(4)反应器C中发生反应的化学方程式为_____________________________。
(5)双通玻璃管的作用是________________________________________________；
b中溶液的作用是____________________________________________________。
(6)上述制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种。设计方案，进行成分探究，请填写表中空格。
限选试剂：蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液、稀盐酸。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：取少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解。
得到无色溶液
步骤2：向试管中加入过量的BaCl2溶液，静置。
溶液不变浑浊，则证明固体中不含有________。
步骤3：取步骤2的上层清液于试管中加入少量的________。
溶液变浑浊，则证明固体中含有________。
答案 (1)生石灰(氢氧化钠、碱石灰均可) CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑，CaO与水反应放热促进氨气生成(答案合理即可)
(2)平衡压强，使漏斗内液体顺利滴下
(3)装置简单，无需干燥；低温环境，提高产率(答其中一点即可)
(4)2NH3＋CO2===H2NCOONH4
(5)防止倒吸 吸收氯化氢气体
(6)(NH4)2CO3 Ba(OH)2溶液 NH4HCO3
5.为了更深刻地认识卤素的性质，某化学小组对卤素及其化合物的制备和性质进行如下实验探究，根据实验回答问题。
[实验一]氯气的制取
(1)该小组拟用如图实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并完成与金属铁的反应(夹持仪器略去，下同)。每个虚线框表示一个单元装置，请用文字描述将下列装置的错误之处改正_________________________。
[实验二]探究氯化亚铁与氧气反应的产物
已知氯化亚铁的熔点为674 ℃，沸点为1 023 ℃；三氯化铁在100 ℃左右时升华，极易水解。在500 ℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生反应：12FeCl2＋3O22Fe2O3＋8FeCl3、4FeCl2＋3O22Fe2O3＋4Cl2，该化学小组选用下图部分装置(装置可以重复选用)进行氯化亚铁与氧气反应产物的探究。
(2)实验装置的合理连接顺序为：A→________→E。
(3)假设加热装置中的氯化亚铁完全反应，则反应后剩余固体的化学式是________。请设计实验方案验证你的假设__________________。
(4)简述将F中的固体配成溶液的操作方法________。
[实验三]卤素化合物之间反应实验条件控制探究
(5)在不同实验条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。下面是该小组设计的一组实验数据记录表(实验控制在室温下进行)。
试管标号
1
2
3
4
0.20 mol·L－1KI溶液/mL
1.0
1.0
1.0
1.0
KClO3(s)/g
0.10
0.10
0.10
0.10
6.0 mol·L－1 H2SO4溶液/mL
0
3.0
6.0
9.0
蒸馏水/mL
9.0
6.0
3.0
0
实验现象
①该组实验的目的是__________________________________________________。
②2号试管反应完全后，取少量2号试管中的溶液滴加淀粉溶液后显蓝色，假设还原产物只有KCl，写出反应的离子方程式_____________________。
答案 (1)②中试剂换为饱和氯化钠溶液；③中导管改为长进短出；④中试管口加一出气导管(合理即可) (2)D→B→F→D (3)Fe2O3 取样少许加入稀盐酸使其完全溶解，再加入几滴KSCN溶液，呈现红色 (4)先把F中的固体溶解于浓盐酸中，然后加水稀释到所需的浓度 (5)①探究其他条件相同时，酸度对反应产物的影响 ②ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O
6、已知铁离子，氯气、溴均为常见的氧化剂，某化学兴趣小组设计了如下实验探究其强弱：
（1）①装置A中发生反应的离子方程式是___________________________________。
②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出___________________________________。
（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：
实验操作
实验现象
结论
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后____________________。（填具体实验操作）
D装置中：溶液变红
E装置中：水层溶液变黄， 振荡后，下层CCl4层无明显变化。一段时间后_____________________
________________。（填实验现象）
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为：Cl2＞Br2＞Fe3+
（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。
D装置中：红色慢慢褪去。
E装置中：CCl4层颜色逐渐加深，直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：
ⅰ．Fe3+ +3SCN-Fe(SCN)3是一个可逆反应。
ⅱ．(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2 ＞ (SCN)2。
①请用平衡移动原理（结合上述资料）解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因____________
_____________________________________________。现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加________溶液，若溶液颜色______________。则上述解释是合理的。
小组同学另查得资料如下：
ⅲ．Cl2和Br2反应生成BrCl，BrCl呈红色（略带黄色），沸点约5℃，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应。
ⅳ．AgClO、AgBrO均可溶于水。
①欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：
用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步离子方程式解释仅产生白色沉淀原因__________________________、__________________________。
【答案】(1). MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (2). 缺少尾气处理装置 (3). 关闭活塞a，点燃酒精灯 (4). CCl4层由无色变为橙色 (5). 过量氯气和SCN–反应2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2，使SCN-浓度减小，则Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3 平衡逆向移动而褪色 (6). KSCN溶液（或FeCl3溶液） (7). 变红色（不变红） (8). BrCl + H2O=HBrO + H++Cl- (9). Ag++Cl-=AgCl↓
【详解】（1）①装置A中MnO2与浓盐酸共热制取Cl2，发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
②氯气有毒，会污染大气，整套实验装置存在的明显不足是没有进行尾气处理。
（2）打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯使MnO2与浓盐酸反应制取氯气。根据实验结论，Cl2通入FeBr2溶液中Cl2先与Fe2+反应，一段时间后Cl2与Br-发生反应Cl2+2Br-=Br2+2Cl-，因Br2易溶解于有机溶剂，故E装置中通入Cl2后可观察到水层溶液变黄， 振荡后，下层CCl4层无明显变化。一段时间后CCl4层由无色变为橙色。
（3）①根据资料i，D装置中溶液变红的原因是：Cl2将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+与SCN-发生可逆反应Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3，结合资料ii，Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因是：过量氯气和SCN-反应2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2，使SCN-浓度减小，则Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色；要证明上述解释合理只要证明溶液中存在Fe3+就可以了，因此取少量褪色后的溶液，滴加过量的KSCN溶液，溶液重新变红色就可证明。
②根据资料iii，用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，红色物质为BrCl，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应，红色物质中加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生，结合资料iv，上述过程仅产生白色沉淀的原因是：BrCl + H2O=HBrO + H++Cl- 、Ag++Cl-=AgCl↓。
7、某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂：30%H2O2溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体
(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下
操作
现象
甲
向I的锥形瓶中加入________，向I的________中加入30%H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞
I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝
乙
向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝
丙
向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1 mol/L H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是______________________
(3)对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是___________。
为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是________________________。
(4)由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。学生将I中产生的气体直接通入下列________(填字母)溶液，证明了白雾中含有H2O2。
A.酸性 KMnO4 B.FeC12
C.Na2S D.品红
(5)资料显示：KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI＋O2＋2H2O===2I2＋4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应，3I2＋6OH－===5I－＋
IO＋3H2O造成的。请设计实验证明他们的猜想是否正确：____________________________
答案 (1) MnO2固体 分液漏斗
(2) O2＋4I－＋4H＋===2I2＋2H2O
(3)酸性环境 使用不同浓度的稀硫酸作对比实验
(4)AD
(5)在上述未变蓝的溶液中滴入0.1 mol/L H2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝，则猜想正确，否则错误
8、某学习小组探究SO2与Cu(OH)2悬浊液的反应。
实验Ⅰ：向NaOH溶液中加入浓CuCl2溶液，制得含Cu(OH)2悬浊液，测溶液pH≈13。向悬浊液中通入SO2，产生大量白色沉淀，测溶液pH≈3。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+Cu(NH3)2+(无色)；Cu+Cu+Cu2+
ii. Ag2SO4微溶于水，可溶于一定浓度的硝酸。
实验Ⅱ：
(1)①通过“白色沉淀A”确定一定存在的离子是____________________。
②判断白色沉淀中金属离子仅含有Cu+、不含Cu2+的实验证据是____________________。
③用以证实白色沉淀中无SO42-、SO32-、HSO3-的试剂a是____________________。
④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。
①用实验Ⅰ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(pH≈8)，向悬浊液中通入SO2
a. 底部产生少量浅黄色沉淀，慢慢消失
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
②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____________________。
③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- (2). 白色沉淀溶于氨水后无色说明无Cu2+，后变成蓝色说明含 Cu+ (3). 硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液 (4). SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O (5). 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 (6). 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+ (7). SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应
【解析】
【分析】
(1)①根据实验Ⅱ可知，蓝色溶液中加入硝酸和硝酸银得到“白色沉淀A”，据此分析判断；②根据白色沉淀中加入氨水得到无色溶液，之后变成蓝色分析解答；③SO32-、HSO3-都能被硝酸氧化生成SO42-，结合硫酸根离子的检验方法分析解答；④根据实验Ⅱ可知，白色沉淀为CuCl，即实验I中生成的白色沉淀为CuCl，据此书写反应的离子方程式；
(2)①用实验Ⅰ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-，据此分析解答；②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，在过量SO2溶于水使溶液显酸性后，CuOH在酸性溶液里发生歧化反应，据此分析解答；③根据实验III、IV，比较溶液的酸碱性对实验的影响分析解答。
9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：
已知：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3 mol 0.5 mol·L－1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：____________________________
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，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。
答案 (1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)0.1 0.2 mol·L－1FeSO4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
10.某小组同学设计如下实验，研究亚铁盐与H2O2溶液的反应。
【实验Ⅰ】
试剂：酸化的0.5 mol·L－1 FeSO4溶液(pH＝0.2)，5% H2O2溶液(pH＝5)
操作
现象
取2 mL上述FeSO4溶液于试管中，加入5滴5% H2O2溶液
溶液立即变为棕黄色，稍后，产生气泡。测得反应后溶液pH＝0.9
向反应后的溶液中加入KSCN溶液
溶液变红
(1)上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是___________________。
(2)产生气泡的原因是__________________________________________________。
【实验Ⅱ】
试剂：未酸化的0.5 mol·L－1 FeSO4溶液(pH＝3)，5% H2O2溶液(pH＝5)
操作
现象
取2 mL 5% H2O2溶液于试管中，加入5滴上述FeSO4溶液
溶液立即变为棕黄色，产生大量气泡，并放热，反应混合物颜色加深且有浑浊。测得反应后溶液pH＝1.4
(3)将上述混合物分离，得到棕黄色沉淀和红褐色胶体。取部分棕黄色沉淀洗净，加4 mol·L－1盐酸，沉淀溶解得到黄色溶液。初步判断该沉淀中含有Fe2O3，经检验还含有SO。检验棕黄色沉淀中SO的方法是____________
(4)生成红褐色胶体的原因可能是________________________(写一条即可)。
(5)将FeSO4溶液加入H2O2溶液后，产生红褐色胶体，反应的离子方程式是______________。
【实验Ⅲ】
若用FeCl2溶液替代FeSO4溶液，其余操作与实验Ⅱ相同，除了产生与Ⅱ相同的现象外，还生成刺激性气味的气体，该气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红但不褪色。
(6)产生的刺激性气味的气体是________(填化学式)。
(7)由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，亚铁盐与H2O2反应的现象与________________
(至少写两点)有关。
答案 (1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (2)在Fe3＋催化下H2O2分解产生O2(或用化学方程式表示) (3)取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明棕黄色沉淀中含有SO (4)H2O2溶液氧化Fe2＋的过程中消耗H＋，促进Fe3＋发生了水解；Fe3＋催化H2O2分解时放热，促进Fe3＋的水解等(任意写出一条，合理即可) (5)2Fe2＋＋H2O2＋4H2O===2Fe(OH)3(胶体)＋4H＋(分步写也可) (6)HCl
(7)pH、阴离子种类、温度、反应物用量等(任写两点，合理即可)
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