2023届高三化学二轮复习 03 物质成分或反应产物探究类综合实验

这是一份2023届高三化学二轮复习 03 物质成分或反应产物探究类综合实验，共28页。
1．探究物质成分或反应产物的设计角度分析：通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些物质一一的检验来推测出究竟含有哪些物质
(1)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究：可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等设计实验，找出规律
(2)常见物质的热分解反应规律
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①难溶性碳酸盐氧化物＋CO2↑
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②碳酸的酸式盐碳酸的正盐＋CO2↑＋H2O
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③铵盐NH3＋相应的酸(或酸性氧化物＋H2O)(NH4NO3除外)
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④草酸晶体CO2↑＋CO↑＋H2O
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤硝酸盐的分解规律
2．根据特殊现象进行成分确定
根据物质性质，使被检验物质与加入的试剂作用，转变为某种已知物质，或产生某种特殊现象，从而确定该物质的存在(物质性质也是帮助检验的重要依据)。常见的特殊现象有：
3．解物质成分或反应产物探究类实验题的思维流程
【题组训练】
1．某实验小组同学为了探究铜的相关性质的反应及产物，进行了如下系列实验
实验1：铜与浓硫酸反应及产物性质实验，装置如图所示
实验步骤：①先连接好装置，检查气密性，加入试剂
②加热A试管直到B中品红褪色，熄灭酒精灯；③将Cu丝上提，离开液面
(1)反应过程中以及熄灭酒精灯时，因为有导管D的存在，不必担心B中的液体会倒吸，其原因是_____________
______________________________________________________________________________________________
实验2：实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜以及被掩蔽的氧化亚铜。
(2)试管内产生的白色固体的主要成分为________。查阅资料：①氧化亚铜在酸性环境中会发生自身氧化还原反应生成Cu2＋和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀硫酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图实验：
(3)③中在煅烧过程中一定发生反应的化学方程式为______________________________
(4)下列对于固体甲的成分的判断，正确的是______
A．固体甲中，CuS和Cu2S不能同时存在 B．固体甲中，CuO和Cu2O至少有一种
C．固体甲中若没有Cu2O，则一定有Cu2S D．固体甲中若存在Cu2O，也可能有Cu2S
实验3：如图是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分装置(加热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题
(5)若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则：
①当仪器的连接顺序为A→C→B→B→D时(两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末)，此实验的目的是___________________________________________
②为了使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有____________________(写一种)
2．草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热脱水、升华，170 ℃以上分解。回答下列问题：
(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是____________，由此可知草酸晶体分解的产物中有________。装置B的主要作用是____________________
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、________。装置H反应管中盛有的物质是________
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是__________________________________________________
(3)设计实验证明：
①草酸的酸性比碳酸的强：__________________________________________________________
②草酸为二元酸：__________________________________________________________________
3．绿矾(FeSO4·7H2O)在不同温度下可分解得到各种铁的氧化物和硫的氧化物。已知SO3是一种无色晶体，熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，氧化性及脱水性较浓硫酸强，能漂白某些有机染料，如品红等。回答下列问题：
(1)同学甲按如图所示装置实验检验绿矾的分解产物。装置B中可观察到的现象是______________________，由此得出绿矾的分解产物中含有SO2。装置C的作用是___________________________________
(2)同学乙认为同学甲的实验结论不严谨。乙对甲做完实验的B装置试管进行加热，发现褪色的品红溶液未恢复红色，则可证明绿矾分解的产物中________
A．不含SO2 B．可能含SO2 C．一定含有SO3
(3)同学丙查阅资料发现绿矾受热分解还可能有O2放出。为此，丙选用甲的部分装置和下列图示部分装置设计出了一套检验绿矾分解气态产物的装置：
①同学丙的实验装置中，依次连接的合理顺序为__________
②能证明绿矾分解产物中有O2的实验操作及现象是____________________________
(4)为证明绿矾分解产物中含有三价铁，选用的实验仪器有试管、药匙、________；选用的试剂为________
4．甲烷在加热条件下可还原氧化铜，气体产物除水蒸气外，还有碳的氧化物。某化学小组利用如图装置探究其反应产物
[查阅资料]
①CO 能与银氨溶液反应：CO＋2[Ag(NH3)2 ]＋＋2OH－===2Ag↓＋2NHeq \\al(＋,4)＋COeq \\al(2－,3)＋2NH3
②Cu2O 为红色，不与Ag＋反应，能发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。回答下列问题：
(1)装置A 中反应的化学方程式为________________________________
(2)按气流方向各装置从左到右的连接顺序为 A→ (填字母编号)
(3)实验中滴加稀盐酸的操作为
(4)已知气体产物中含有 CO，则装置 C 中可观察到的现象是_________________________________________；
装置 F 的作用为____________________________________________________
(5)当反应结束后，装置 D 处试管中固体全部变为红色。
①设计实验证明红色固体中含有 Cu2O：_____________________________________________________
②欲证明红色固体中是否含有Cu，甲同学设计如下实验：向少量红色固体中加入适量 0.1 ml·L－1 AgNO3溶液，发现溶液变蓝，据此判断红色固体中含有 Cu。乙同学认为该方案不合理，欲证明甲同学的结论，还需增加如下对比实验，完成表中内容。
5．三草酸合铁酸钾{K3[Fe(C2O4)3]}为翠绿色晶体，溶于水，难溶于乙醇，230 ℃时分解。该物质对光敏感，光照下即发生分解。实验室以废铁屑为原料制备三草酸合铁酸钾晶体，然后探究三草酸合铁酸钾受热分解的产物，并对所得气体产物和固体产物进行验证
Ⅰ．实验室以废铁屑为原料制备三草酸合铁酸钾晶体反应过程如图所示：
请回答下列问题：
(1)废铁屑需要在5%Na2CO3溶液中加热数分钟，并洗涤干净。用化学用语和必要的文字说明Na2CO3溶液的作用是___________________________________________________________
(2)步骤③生成了K3[Fe(C2O4)3]，写出该反应的化学方程式：_________________________
(3)得到K3[Fe(C2O4)3]溶液后，需要加入乙醇，其目的是_____________________________
(4)“结晶”时应将溶液放在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是______________________________________
Ⅱ．某化学研究小组探究无水三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3]受热分解的产物，并对所得气体产物和固体产物进行验证，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)
(5)实验开始时缓缓通入氮气一段时间后，应先加热反应管________(填“A”或“E”)。
(6)待反应完全后，停止加热，停止加热前不需要先断开A、B的连接处和E、F的连接处，原因是____________
_______________________________________________________________________________________________
(7)足量NaOH溶液的作用是__________________________________
(8)能证明分解产物中有CO气体生成的实验现象是________________________________________________
(9)研究小组为探究反应后所得固体中铁元素的存在形式，取A中充分反应后所得固体于试管中，加入足量蒸馏水，过滤、洗涤、干燥得到4.4 g黑色粉末(铁元素不可能以三价形式存在)，将4.4 g该黑色粉末溶于足量稀硝酸中，收集到标准状况下1.12 L NO气体，通过计算即可判断出黑色粉末的成分，依据黑色粉末的组成，写出该黑色粉末和足量稀硝酸反应总的离子方程式：_______________________________
6．绿矾(FeSO4·xH2O)是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾的热分解产物进行探究。请回答下列问题：
【实验猜想】
猜想1：生成Fe2O3、SO2、H2O；
猜想2：生成Fe、Fe2O3、SO2、H2O；
猜想3：生成Fe2O3、SO2、SO3、H2O；……
【实验探究】该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。
(1)实验操作的先后顺序是________(填字母)，其中操作d的作用是______________________
a．熄灭酒精灯，冷却；b．先检查装置的气密性，后加入药品；
c．点燃酒精灯，加热；d．在“气体入口”处通入干燥的N2
(2)在实验过程中，观察到A中固体变红棕色，B中无水CuSO4______________________，C中试纸的颜色变化是________________
(3)反应结束后，取A中固体进行实验，实验操作及现象如下：
①将固体加入盛有足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；
②取①中溶液滴入适量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色；
③取①中溶液滴入KSCN溶液中，溶液变红色。
由此得出结论：红棕色固体为________
(4)D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为___________，有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定FeSO4·xH2O的分解产物，你认为是否需要？说明你的理由：__________
________________________________________________________________________________________
【实验结论】
(5)硫酸亚铁晶体加热分解的化学方程式为__________________________________
7．某课外活动小组利用石墨电极电解1 ml·L－1的FeCl2溶液，探究影响电解产物的因素，回答下列问题：
(1)实验室配制1 ml·L－1的FeCl2溶液时，为了防止FeCl2被氧化常加入适量的________(填试剂名称)，若配制100 mL此溶液，需要用托盘天平称量FeCl2·4H2O的质量为________g
(2)探究装置如图所示：
①湿润的淀粉－KI试纸检测的物质是________________(填化学式)
②从价态角度分析，在两极均有可能放电的离子是______________(填离子符号，下同)
③在无限稀释的水溶液中部分离子的离子淌度如下表所示(注：淌度越大的离子向电极的迁移速率越快)：
仅从淌度角度分析，________在B电极放电更具优势。
(3)电解电压控制在1.5 V时，电解现象如下表所示：
①实验Ⅱ中阳极电极反应式为____________________________________________________
②实验Ⅰ中溶液变浑浊的主要原因是______________________________________________
③结合上述实验，试分析影响阴极放电物质的主要因素是____________________________________________
8．草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O，M＝180 g·ml－1)为淡黄色固体，难溶于水，可用作电池正极材料磷酸铁锂的原料。回答下列问题：
实验1、探究纯草酸亚铁晶体热分解产物
(1)气体产物成分的探究，设计如下装置(可重复选用)进行实验：
①装置B的名称为_____________________________________________
②按照气流从左到右的方向，上述装置的连接顺序为a→______________ →点燃(填仪器接口的字母编号)
③为了排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，实验前应进行的操作是_______________________
④C处固体由黑变红，其后的澄清石灰水变浑浊，则证明气体产物中含有__________________________
(2)固体产物成分的探究，待固体热分解充分后，A处残留黑色固体。黑色固体可能是Fe或FeO，设计实验证明其成分为FeO的操作及现象为__________________________________________________________________
(3)依据(1)和(2)结论，A处发生反应的化学方程式为______________________________
实验2、草酸亚铁晶体样品纯度测定：工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质，测定其纯度的流程如下：
eq \x(取m g样品溶于稀硫酸，配成250 mL溶液)→eq \x(取25 mL溶液滴定，消耗c ml·L－1 KMnO4溶液V1 mL)
→eq \x(向反应后溶液加入适量锌粉，酸化，消耗c ml·L－1 KMnO4溶液V2 mL)
(4)草酸亚铁晶体溶解酸化用KMnO4溶液滴定至终点的离子方程式为______________________________________
(5)草酸亚铁晶体样品的纯度为_____________________(用代数式表示)，若配制溶液时Fe2＋被氧化，则测定结果将_______(填“偏高”“偏低”或“不变”)
9．K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾晶体)为翠绿色晶体，可用于摄影和蓝色印刷，110 ℃失去结晶水，230 ℃分解。某化学研究小组对K3[Fe(C2O4)3]·3H2O受热分解生成的气体产物和固体产物进行探究。
实验一、探究实验所得的气体产物，按如图装置进行实验(夹持仪器已略去，部分装置可重复使用)
(1)实验室常用饱和NH4Cl和饱和NaNO2的混合液制N2，反应的化学方程式为_________________________
(2)装置的连接顺序为：A→__→__→__→__→__→F(填各装置的字母代号)
(3)检查装置气密性后，先通一段时间N2，其目的是______________________________________________，实验结束时熄灭A、C两处的酒精灯，继续通N2至常温，其目的是_____________________
(4)实验过程中观察到前一个F中的溶液变浑浊，C中有红色固体生成，则气体产物为___________(填化学式)
实验二、分解产物中固体成分的探究
(5)定性实验：经检验，固体成分含有K2CO3、FeO、Fe
定量实验：将固体产物加水溶解、过滤洗涤、干燥，得到含铁样品。完成上述实验操作，需要用到下列仪器中的________(填仪器编号)
设计下列三种实验方案分别对该含铁样品进行含量的测定
甲方案：a g样品溶液得固体b g
乙方案：a g样品测量气体体积,测得气体体积V mL(标况)
丙方案：a g样品250 mL溶液三次平均消耗0.1 ml·L－1酸性KMnO4溶液Vb mL
你认为以上方案中可以确定样品组成的有_____________方案
(6)经测定产物中n(FeO)∶n(Fe)＝1∶1，写出K3[Fe(C2O4)3]·3H2O分解的化学方程式________________
【物质成分或反应产物探究类综合实验】答案
1．(1)如果试管A中的压强减小，则外界空气会通过导管D进入试管，A、B之间不会存在压强差，不会产生倒吸现象
(2)硫酸铜(或CuSO4)
(3)2CuS＋3O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋2SO2
(4)BCD
(5)①验证H2的还原性并检验其氧化产物(合理即可)
②调节分液漏斗的活塞，使稀H2SO4缓慢滴下(或在烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冷毛巾捂住烧瓶等减缓气体流速的方案均可，答案合理即可)
解析：(1)导管D与外界空气连通，如果试管A中压强减小，则外界空气会通过导管D进入试管，A、B之间不会存在压强差，不会产生倒吸现象。(2)浓硫酸具有吸水性，Cu和浓硫酸反应生成的水被浓硫酸吸收，CuSO4为白色。(3)2Cu＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO反应后固体质量增加，2CuS＋3O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋2SO2反应后固体的质量减小；Cu2S＋2O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋SO2反应前后固体的质量不变，由流程图可知，固体乙燃烧后质量减小，因此一定存在CuS，故一定发生反应的化学方程式为2CuS＋3O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋2SO2。(4)根据固体乙燃烧后的质量减小可判断一定存在CuS，不能确定是否有Cu2S，A错误；根据固体甲中加入稀硫酸得蓝色滤液，可判断固体甲中存在CuO和Cu2O中的至少一种，B正确；若无Cu2O，假设固体乙只是2.00 g CuS，此时固体燃烧后的质量不是1.84 g ，因此若无Cu2O，则CuS和Cu2S一定同时存在，C正确；若固体甲中有Cu2O，可推出固体乙中有Cu，进而判断一定有CuS，可能存在Cu2S，D正确。(5)①该装置可制取H2，先将H2干燥，然后用其还原CuO，用无水CuSO4检验是否有水生成，进而判断氧化产物，因此实验的目的是验证H2的还原性并检验其氧化产物。②为了使CuO反应充分，可以调节分液漏斗的活塞，使稀H2SO4缓慢滴下，以减小产生气体的速率。
2．(1)有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等)，避免草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验
(2)①F、D、G、H、D、I CuO(或Fe2O3)
②H中的黑色粉末变为红色(或红棕色粉末变为黑色)，其后的D中澄清石灰水变浑浊
(3)①向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液，有气泡产生
②用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液，消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍
解析：(1)结合题中信息，再根据实验装置图和氧化还原反应有关知识可推知，草酸晶体受热分解产物为CO2、CO、H2O；草酸易挥发，导致生成的气体中含有草酸，干扰二氧化碳的检验，B装置温度较低，有冷凝作用，可除去草酸，防止干扰二氧化碳的检验。(2)由装置A、B出来的气体含有CO2、CO，容易想到用灼热CuO(或Fe2O3)来氧化CO，进而检验其产物CO2，但要注意到原产物中有CO2，故要设计除去CO2和验证CO2除尽的环节，最终确认连接顺序F(除CO2)、D(验证CO2被除尽)、G(干燥)、H(氧化CO)、D(通过验证CO2来证明CO的存在)、I(尾气处理，CO有毒)；H中要装CuO(或Fe2O3)。(3)①利用较强酸制取弱酸原理进行验证。②利用NaOH标准溶液滴定草酸溶液进行验证。
3．(1)品红溶液褪色 吸收尾气，防止SO2(SO3)等气体扩散到空气污染环境
(2)BC
(3)①AFGBDH
②把H中的导管移出水面，撤走酒精灯，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气
(4)胶头滴管 盐酸、KSCN溶液
解析：(1)根据题意，绿矾在不同温度下可分解得到各种铁的氧化物和硫的氧化物，SO2、SO3都能使品红溶液褪色，因此装置B中可观察到的现象是品红溶液褪色；装置C的作用是吸收尾气，防止SO2(或SO3)等气体扩散到空气污染环境。(2)经SO2漂白过的品红溶液加热后可恢复红色，SO3也能漂白品红，但SO3漂白后的品红溶液加热不恢复红色，对B装置试管进行加热，褪色的品红溶液未恢复红色，说明产物中一定含SO3，可能含SO2。(3)①根据题意，绿矾分解的气态产物可能有H2O(g)、SO2、SO3和O2，为了防止检验其他气体时带出的H2O(g)干扰分解产物H2O(g)的检验，故先检验产物H2O(g)；由于SO3也能漂白品红，所以先检验SO3并除去SO3，后检验SO2；检验SO2后用碱液吸收SO2，收集并检验O2；装置连接的合理顺序为AFGBDH。②O2能使带火星的木条复燃，证明绿矾分解产物中有O2的实验操作及现象：把H中的导管移出水面，撤走酒精灯，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是O2。(4)绿矾分解得到铁的氧化物和硫的氧化物，要证明分解产物中含有三价铁，用非氧化性酸将分解的固体产物溶解，再用KSCN溶液检验；选用的实验仪器有试管、药匙、胶头滴管。
4．(1)Al4C3＋12HCl===3CH4↑＋4AlCl3
(2)F→D→B→E→C→G
(3)先打开分液漏斗上口的玻璃塞(或先使分液漏斗上口的玻璃塞的凹槽对准漏斗上的小孔)，再将分液漏斗下面的旋塞打开，使稀盐酸缓慢滴下
(4)试管内有黑色固体生成(或试管内有银镜生成) 除去甲烷中的 HCl 气体和水蒸气
(5)①取少量红色固体，加入适量稀硫酸，若溶液变为蓝色，则证明红色固体中含有 Cu2O
②取少量 Cu2O 固体于试管中，加入适量 0.1 ml·L－1AgNO3溶液
解析：根据实验目的，实验需制得CH4气体，观察所给装置，可知装置A为制取CH4装置，制得的气体经过装置F，吸收杂质HCl并干燥，再进入装置D与CuO反应，产生的气体可能有H2O(g)、CO、CO2等，先经过装置B检验水蒸气，然后经过装置E检验CO2，再经过装置C检验CO，最后用装置G收集可能未反应的CH4、CO等气体
(1)由分析知，装置A为制取CH4装置，反应方程式为：Al4C3＋12HCl===3CH4↑＋4AlCl3；(2)由分析知，装置的连接顺序为：A→F→D→B→E→C→G，故此处填F→D→B→E→C→G；(3)为了使稀盐酸能顺利滴下，需先打开分液漏斗上口的玻璃塞(或先使分液漏斗上口的玻璃塞的凹槽对准漏斗上的小孔)，再将分液漏斗下面的旋塞打开，使稀盐酸缓慢滴下；(4)CO能与银氨溶液反应生成Ag，故现象为试管内有黑色固体生成(或试管内有银镜生成)；由于制得的CH4中含有杂质HCl和H2O，通过碱石灰能将两者除去，故装置F作用为：除去甲烷中的 HCl 气体和水蒸气；(5)①根据题意，CH4还原CuO所得红色固体中可能有Cu与Cu2O，由于Cu2O在酸性条件下歧化生成Cu2＋，可使溶液变蓝，故设计方案如下：取少量红色固体，加入适量稀硫酸，若溶液变为蓝色，则证明红色固体中含有 Cu2O；
②由于Cu2O歧化也可以生成Cu2＋，故需设计Cu2O与AgNO3 溶液反应的对比实验，具体方案如下：取少量 Cu2O 固体于试管中，加入适量 0.1 ml·L－1AgNO3 溶液。
5．(1)COeq \\al(2－,3)＋H2OHCOeq \\al(－,3)＋OH－，利用碳酸钠水解显碱性去除油污
(2)2FeC2O4＋H2O2＋3K2C2O4＋H2C2O4===2K3[Fe(C2O4)3]＋2H2O
(3)三草酸合铁酸钾晶体难溶于乙醇，便于析出
(4)防止三草酸合铁酸钾在光照下发生分解
(5)E
(6)试验结束直到反应管冷却，仍继续通氮气，不会产生倒吸
(7)除去CO中的CO2气体，防止干扰检验CO气体
(8)E中黑色固体变成红色，F中澄清石灰水变浑浊
(9)4Fe＋3FeO＋5NOeq \\al(－,3)＋26H＋===7Fe3＋＋5NO↑＋13H2O
解析：(1) Na2CO3发生水解COeq \\al(2－,3)＋H2OHCOeq \\al(－,3)＋OH－，溶液呈碱性，废铁屑表面的油污在碱性条件下发生水解从而去除油污，加热碳酸钠溶液，溶液的碱性更强，去油污效果更好。(3)加入乙醇使K3[Fe(C2O4)3]充分结晶析出，减少其在水中的溶解度。(4)K3[Fe(C2O4)3]对光敏感，光照下即发生分解，在暗处是为了防止其见光分解。(5)先加热E是为了防止先加热A产生的CO还没来得及与灼热的氧化铜反应就排出去了，造成环境污染。(6)因为停止加热后，还在继续加入氮气直至装置冷却至室温，所以不需要断开连接处以防发生倒吸。(7)将二氧化碳完全吸收，防止对后续的一氧化碳的检验造成干扰。(9)4.4 g的黑色粉末可能是铁或氧化亚铁，其与足量的稀硝酸反应产生1.12 L NO(标况下)，则转移电子0.05 ml×3＝0.15 ml，若4.4 g全部为铁，则稀硝酸足量时铁被氧化为三价铁，则转移的电子数为eq \f(4.4 g,56 g·ml－1)×3≈0.236 ml，若全部为氧化亚铁，则转移电子数为eq \f(4.4 g,72 g·ml－1)×1≈0.06 ml，由此可知黑色固体为铁和氧化亚铁的混合物，设4.4 g中铁和氧化亚铁的物质的量分别为x、y ml，则56x＋72y＝4.4,3x＋y＝0.15，解得x＝0.04，y＝0.03，则反应的离子方程式为4Fe＋3FeO＋5NOeq \\al(－,3)＋26H＋===7Fe3＋＋5NO↑＋13H2O。
6．(1)bdca 排净装置内的空气，防止Fe2＋被空气中的氧气氧化而干扰实验
(2)由白色变蓝色 蓝色变红色
(3)Fe2O3
(4)BaSO4、BaSO3 不需要；Fe元素的化合价升高，则必有S元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒可知，只有部分S元素的化合价降低，则进入D中的气体为SO3和SO2
(5)2(FeSO4·xH2O)eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋2xH2O
解析：(1)该实验探究有气体生成，故首先应检查装置的气密性；Fe2＋具有还原性，易被空气中的氧气氧化，影响探究结果，故应在“气体入口”处通入干燥的N2，排净装置内的空气；然后点燃酒精灯，对样品进行加热，实验结束后，熄灭酒精灯，进行冷却。故实验操作的先后顺序是bdca。(2)加热时，FeSO4·xH2O首先会失去结晶水，然后FeSO4分解。B中无水CuSO4用于检验水的生成，吸水后固体由白色变成蓝色；C中收集到酸性气体，该气体会使湿润的蓝色石蕊试纸变红。(3)由实验①可知，没有气体放出，可能的原因有两个：一是反应后的固体中没有单质Fe，二是固体中有单质Fe与Fe2O3，二者发生反应生成Fe2＋；由实验②可知，溶液中不存在Fe2＋，则可知反应后的固体中没有单质Fe；由实验③和固体颜色可知，反应后的固体应为Fe2O3。(4)由(3)可知，Fe元素的化合价升高，则必有S元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒可知，只有部分S元素的化合价降低，从而可知进入D中的气体为SO3和SO2，因此D中的白色沉淀为BaSO4和BaSO3，不需要再经过实验验证。(5)由上述分析可知，产物为H2O、Fe2O3、SO2和SO3，则反应的化学方程式为2(FeSO4·xH2O)eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋2xH2O。
7．(1)铁粉 19.9
(2)①Cl2 ②Fe2＋ ③H＋
(3)① Fe2＋－e－===Fe3＋
②实验Ⅰ中溶液的pH较高，生成的Fe3＋转化为Fe(OH)3
③Fe2＋和H＋浓度的相对大小(溶液的pH或H＋浓度的大小)
解析：(1)亚铁离子具有较强的还原性，在空气中易被氧化，因此实验室配制1 ml·L－1的FeCl2溶液时，常加入适量的铁粉防止FeCl2被氧化；若配制100 mL此溶液，需要用托盘天平称量FeCl2·4H2O的质量m＝cVM＝1 ml·L－1×0.1 L×199 g·ml－1＝19.9 g。(2)①根据电解池工作原理可知，A电极为电解池的阳极，发生失电子的氧化反应，氯离子若在A电极失去电子会生成氯气，氯气具有氧化性，可将碘离子氧化为碘单质，进而使淀粉­KI试纸变蓝，因此湿润的淀粉­KI试纸放在A电极区，是为了检测是否有氯气生成。②从价态角度分析，Fe2＋处于中间价态，化合价既可以升高，也可以降低，则既可以在A电极发生氧化反应，又可能在B电极发生还原反应，故在两极均有可能放电的离子是Fe2＋。③淌度越大的离子向电极的迁移速率越快，B电极为电解池的阴极，溶液中阳离子会放电，从表格数据明显可以看出，仅从淌度角度分析，H＋的淌度最大，在B电极放电更具优势。(3)根据表格数据可以看出，①实验Ⅱ中阳极湿润的淀粉­KI试纸未变色，且电极附近加KSCN溶液时，无需酸化即可变红，则说明亚铁离子被氧化为铁离子，其电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋。②根据实验Ⅰ中阳极湿润的淀粉­KI试纸未变色，且电极附近加KSCN溶液时，盐酸酸化才变红，则说明亚铁离子被氧化为铁离子，溶液变浑浊，主要是因为溶液的pH＝4.91，酸性较弱，生成的铁离子转化为氢氧化铁所导致的。③结合上述三个实验的阴极现象可分析得出影响阴极放电物质的主要因素是Fe2＋和H＋浓度的相对大小(溶液的pH或H＋浓度的大小)。
8．(1)①洗气瓶 ②fg→bc→hi→de→bc ③先通入一段时间的氮气 ④CO
(2)取少量固体溶于硫酸，无气体生成
(3)FeC2O4·2H2Oeq \(=====,\s\up7(△))FeO＋CO↑＋CO2↑＋2H2O
(4)3MnOeq \\al(－,4)＋5H2C2O4＋5Fe2＋＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋10CO2↑＋12H2O
(5)eq \f(cV1－V2×10－3 ml×\f(5,2)×\f(250,25)×180 g/ml,m g)×100% 偏低
解析：(1)①根据图示，装置B的名称是洗气瓶；②先用无水硫酸铜检验水，再用澄清石灰水检验二氧化碳，用碱石灰除去二氧化碳并干燥气体，再用热的氧化铜检验CO，再用澄清石灰水检验二氧化碳的生成，最后用点燃的方法处理尾气，仪器的连接顺序是a→fg→bc →hi→de→bc；③为了排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，实验前应进行的操作是先通入一段时间的氮气；④CO具有还原性，C处固体由黑变红，说明氧化铜被还原为铜，其后的澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，则证明气体产物中含有CO；(2)铁与硫酸反应生成氢气，氧化亚铁和硫酸反应不生成氢气，取少量固体溶于硫酸，没有气体放出，则证明是FeO；(3)依据(1)和(2)，草酸亚铁晶体加热分解为氧化亚铁、CO、CO2、水，反应方程式是FeC2O4·2H2Oeq \(=====,\s\up7(△))FeO＋CO↑＋CO2↑＋2H2O ；(4)草酸亚铁被酸性高锰酸钾溶液氧化为Fe3＋、CO2，反应的离子方程式是3MnOeq \\al(－,4)＋5H2C2O4＋5Fe2＋＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋10CO2↑＋12H2O；(5)25 mL样品溶液中亚铁离子消耗高锰酸钾的物质的量是c ml/L×V2×10－3 L＝cV2×10－3 ml，草酸根离子消耗高锰酸钾的物质的量为c ml/L×V1×10－3L－c ml/L×V2×10－3 L＝c(V1－V2)×10－3 ml，根据方程式5H2C2O4＋2MnOeq \\al(－,4)＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，草酸亚铁晶体样品的纯度为eq \f(cV1－V2×10－3 ml×\f(5,2)×\f(250,25)×180 g/ml,m g)×100% ；若配制溶液时Fe2＋被氧化，则V1减小，V2不变，测定结果将偏低。
9．(1)NH4Cl＋NaNO2eq \(=====,\s\up7(△))N2↑＋NaCl＋2H2O
(2)B F D E C
(3)排出装置中的空气，防止空气中的O2和CO2干扰实验结果 防止F中溶液倒吸入C中
(4)CO2、CO
(5)①②⑤⑦ 甲、乙
(6)2{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}eq \(=====,\s\up7(△))3K2CO3＋FeO＋Fe＋5CO2↑＋4CO↑＋6H2O
解析：(1)NH4Cl中N显－3价，NaNO2中N显＋3价，两者反应生成N2，根据氧化还原反应的归中规律，得出反应的化学方程式为NH4Cl＋NaNO2eq \(=====,\s\up7(△))N2↑＋NaCl＋2H2O。(2)三草酸合铁酸钾晶体中含有结晶水，加热时容易失去结晶水，即气体产物中含有水蒸气，应用无水硫酸铜检验，后续装置可能会通过溶液，引入水蒸气，因此先检验水蒸气的存在，C2Oeq \\al(2－,4)中C显＋3价，会产生CO2和CO，CO2应用澄清石灰水检验，CO具有还原性，先还原金属氧化物，再检验氧化产物CO2，CO2对CO的检验产生干扰，因此CO2的检验放在CO检验的前面，装置的连接顺序是A→B→F→D→E→C→F。(3)装置中有空气，空气中含有CO2，干扰产物气体CO2的检验，因此先通一段时间的N2，其目的是排出装置中的空气，防止空气中的O2和CO2干扰实验；实验结束时，先熄灭A和C两处的酒精灯，再通入N2至室温，其目的是防止压强减小，装置F中的溶液倒吸入C中。(4)观察前一个F中溶液变浑浊，说明实验所得气体产物中含有CO2，C中有红色固体生成，说明实验所得气体产物中含有CO。(5)碳酸钾溶于水，FeO和Fe不溶于水，因此采用溶解、过滤的方法进行分离，需要用到的仪器有①②⑤⑦；甲方案：a g样品溶于足量的稀硝酸中，得到硝酸铁溶液，加入足量的NaOH溶液，得到Fe(OH)3固体，灼烧后得到b g Fe2O3，根据铁原子守恒，可以计算出含量，故甲方案可行；乙方案：a g固体加入足量稀硝酸反应生成NO，利用得失电子守恒，可以计算出含量，故乙方案可行；丙方案：样品与稀硝酸反应，得到硝酸铁，Fe3＋不与酸性高锰酸钾溶液发生反应，不能计算出含量，故丙方案不可行。(6)根据上述分析，获得产物是K2CO3、CO2、CO、FeO、Fe、H2O，其中FeO和Fe物质的量相等，因此分解的化学方程式为2{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}eq \(=====,\s\up7(△))K2CO3＋FeO＋Fe＋5CO2↑＋4CO↑＋6H2O。
生成
气体
能够生成气体的离子很多，生成的气体的性质也常有相似之处，判断时要注意排除干扰离子
生成
沉淀
许多金属阳离子或酸根阴离子都可生成具有特殊颜色、特殊性质的沉淀，但同时也应注意排除干扰离子
呈现特殊颜色
特殊颜色的出现或消失并配合特殊试剂，是鉴别物质的常见方法，如KSCN检验Fe3＋、淀粉检验I2等
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
预期现象和结论


若观察到溶液不变蓝，则证明红色固体中含有 Cu；若观察到溶液变蓝，则不能证明红色固体中含有 Cu
阳离子
淌度(10－8m2·V－1·s－1)
阴离子
淌度/(10－8m2·V－1·s－1)
H＋
36.3
OH－
20.5
Li＋
4.01
Cl－
7.91
Na＋
5.19
I－
7.95
Fe2＋
5.4
SOeq \\al(2－,4)
8.27
实验编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
溶液pH
pH＝4.91
pH＝2.38
pH＝－0.43
阳极
湿润的淀粉­KI试纸
未变色
未变色
未变色
电极附近加KSCN溶液
盐酸酸化才变红
无需酸化即可变红
无需酸化即可变红
是否出现浑浊
变浑浊
少量浑浊
无浑浊
阴极
是否有气泡产生
无
无
有
电极表面是否出现镀层
出现银白色镀层
出现银白色镀层
无镀层出现