2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练56性质原理探究型综合实验

这是一份2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练56性质原理探究型综合实验，共6页。试卷主要包含了研究表明等内容，欢迎下载使用。
【实验探究】实验i：向装有0.5 g Cu的烧杯中加入20 mL 30% H2O2溶液，一段时间内无明显现象，10小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，Cu片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式：____________________________。
【继续探究】针对该反应速率较小，小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
资料：Cu2＋＋4NH3⇌[Cu(NH3)4]2＋，[Cu(NH3)4]2＋为深蓝色；Cu(OH)2可溶于氨水形成深蓝色溶液。
(2)实验ii中：溶液变蓝的原因是____________________________(用离子方程式表示)；经检验产生的气体为氧气，产生氧气先慢后快的原因是____________________________(不考虑温度的影响)。
(3)对比实验i和iii，为探究氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响，该同学利用如下图所示的装置继续实验。
已知：电压大小反映了物质氧化性、还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。
a.K闭合时，电压为x。
b．向U形管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变。
c．继续向U形管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。
①解释步骤c中电压增大的原因： ______________________________。
②若向U形管左侧溶液中滴加硫酸后，电压不变，继续向U形管右侧溶液中滴加硫酸后，电压增大了z。可以得出的结论是____________________________________________________________。
(4)基于以上实验，影响Cu与H2O2反应的因素有_____________________________________________(任写一条)。
(5)结合上述实验，下列说法正确的是________。
A．电化学是研究物质氧化性、还原性的重要手段之一
B．实验ii发生的反应中，H2O2只体现氧化性
C．在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强
解析：(1)根据溶液中有少量蓝色浑浊，Cu片表面附着少量蓝色固体可知，产物为Cu(OH)2，所以化学方程式为Cu＋H2O2===Cu(OH)2。(2)实验ii中，溶液变蓝的原因是产生了Cu2＋，所以离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O；经检验产生的气体为氧气，氧气是由H2O2分解得到的，产生氧气先慢后快的原因是产生的铜离子催化过氧化氢分解。(3)①根据题给信息可知，氨水与铜离子反应形成[Cu(NH3)4]2＋，铜离子浓度减小，Cu的还原性增强，增大了两侧溶液氧化性与还原性强弱的差异。②若向U形管左侧溶液中滴加硫酸后，电压不变，继续向U形管右侧溶液中滴加硫酸后，电压增大了z，说明酸性增强可提高H2O2的氧化性，增大了两侧溶液氧化性与还原性强弱的差异。(4)基于题述实验，影响Cu与H2O2反应的因素有溶液的酸碱性、溶液的浓度等。(5)A．该实验用电化学研究物质氧化性、还原性，操作简便，现象明显，且易于量化，是该类研究的重要手段之一，A正确；B．实验ii发生的反应中，H2O2分解生成了O2和H2O，体现其氧化性和还原性，B错误；C．由实验可知，在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强，C正确。
答案：(1)Cu＋H2O2===Cu(OH)2 (2)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O 产生的铜离子催化过氧化氢分解
(3)①氨水与铜离子反应形成[Cu(NH3)4]2＋，铜离子浓度减小，Cu的还原性增强
②酸性增强可提高H2O2的氧化性
(4)溶液的酸碱性(或浓度) (5)AC
2．硫化钠又称硫化碱，是无色或微紫色的晶体，可溶于水、微溶于乙醇，在空气中会发生潮解。
Ⅰ.实验室制备硫化钠。
(1)仪器M中导管的作用为__________________________；
装置丙中仪器N的名称为________________，作用为________________。
(2)装置甲中发生反应的化学方程式为___________________________；
装置乙中，试剂X为________。
Ⅱ.某实验小组探究Na2S固体在空气中的氧化产物。通过查阅资料获知：硫化钠溶液能溶解单质硫，生成多硫化钠(Na2Sx)，多硫化物的溶液颜色通常为黄色。
实验小组的同学进行了如下实验：
(3)操作Ⅰ中，加入CS2后固体溶解的现象可证明氧化产物中含有____________；该反应中还原产物为________________。
(4)操作Ⅱ中，Cu2＋与Na2Sx发生反应的离子方程式为______________________。
(5)操作Ⅴ中，品红溶液褪色证明该气体具有________性；结合操作Ⅳ、操作Ⅴ的现象判断：氧化产物中还含有________________。
解析：(1)仪器M为恒压滴液漏斗，M中导管的作用为平衡压强，使液体顺利滴下；仪器N的名称为球形干燥管，作用是防止倒吸。(2)FeS与稀盐酸发生反应的化学方程式为FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑；装置乙的作用是除去H2S中的HCl，应选用饱和NaHS溶液。(3)操作Ⅰ中，加入CS2后固体表面的少量淡黄色固体溶解，根据元素守恒关系判断，该淡黄色固体为S，即Na2S被氧化，发生反应2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2S，该反应中的还原产物为NaOH。(4)操作Ⅱ中，生成了灰黑色悬浊液，即有CuS沉淀生成，故Cu2＋与Na2Sx发生反应的离子方程式为Cu2＋＋S eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(x)) ===CuS↓＋(x－1)S↓。(5)操作Ⅴ中，品红溶液褪色证明该气体具有漂白性；由向白色固体加入稀盐酸，部分固体溶解的现象判断，Na2S被氧化的产物中还含有Na2SO3、Na2SO4。
答案：(1)平衡压强，使液体顺利滴下 球形干燥管 防止倒吸 (2)FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑ 饱和NaHS溶液 (3)S NaOH
(4)Cu2＋＋S eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(x)) ===CuS↓＋(x－1)S↓
(5)漂白 Na2SO3、Na2SO4
3．(2024·惠州高三调研)研究表明：高铁酸盐(FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )具有极强的氧化性和优良的絮凝功能，在水处理方面有一定的发展前景。某化学实验小组拟制备高铁酸盐并探究其稳定性。
Ⅰ.高铁酸盐的制备：在碱性介质中NaClO与FeCl3溶液反应可获得Na2FeO4。
(1)利用FeCl3固体配制一定浓度的FeCl3溶液，下列不可能用到的玻璃仪器是____________(填字母)。
(2)配平离子方程式：____Fe3＋＋____ClO－＋____OH－===____FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋__________＋__________。
(3)高铁酸盐是一种“怀同双”的净水剂，分析其净水原理：________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.高铁酸盐稳定性的研究。
已知：①Fe3＋(aq)＋3F－(aq)===FeF3(aq) K＝1012.1；
②Fe3＋(aq)＋3C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)===Fe(C2O4) eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(3)) K＝1020.2；
③久置的产物Fe(OH)3又可进一步催化；
④吸光度大小与溶液中c(FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )成正比。
(4)碱性环境下，久置的FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 溶液中除了产生Fe(OH)3红褐色沉淀外，同时还会产生绿色的FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，此过程的反应为4FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8OH－和_________________________。
Ⅲ.为探究使FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 稳定的方法，分别做以下4个实验：
(5)①甲同学预测试管d内的实验现象应与试管a相似，预测依据是________________________________________________________。
②吸光度结果图显示甲同学预测并不正确，可能原因是试管d加入的C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 与Fe3＋发生配位反应的速率____________(填“大”或“小”)且进行程度大，导致催化剂Fe(OH)3的量减少，FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的分解速率____________(填“大”或“小”)。
(6)曲线n为____________(填“试管c”或“试管d”)的实验结果。
(7)综合以上分析，写出一种能稳定FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的方法：_______________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)利用FeCl3固体配制一定浓度的FeCl3溶液需用到的玻璃仪器是烧杯、容量瓶、量筒、玻璃棒、胶头滴管，不可能用到圆底烧瓶和分液漏斗。
(2)由得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，配平离子方程式为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋3Cl－＋5H2O。
(3)FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 具有强氧化性可起到杀菌消毒的作用，被还原后生成的Fe3＋可水解产生Fe(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而净水。
(4)碱性环境下，久置的FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 溶液中除了产生Fe(OH)3红褐色沉淀外，生成的氢氧化铁会催化高铁酸根离子分解产生绿色的FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，发生的反应为2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) eq \(=====,\s\up7(Fe(OH)3)) 2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋O2↑ 或FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2Fe(OH)3＋4OH－===3FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋5H2O。
(5)①碘离子与草酸根离子都具有还原性，可将高铁酸根离子还原，故现象相似。②吸光度结果图显示甲同学预测并不正确，可能原因是试管d加入的C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 与Fe3＋发生配位反应的速率大且进行程度大，导致催化剂Fe(OH)3的量减少，FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的分解速率小。
(6)虽然F－也能与Fe3＋发生配位反应，但其反应的K远小于草酸根离子与Fe3＋反应的K，因此试管c中的Fe(OH)3含量比试管d多，即FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 浓度比试管d少，吸光度低，所以曲线n是试管c的实验结果。
(7)综合以上分析可知，要使FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 稳定，必须降低Fe(OH)3的含量，因此可以通过加入NaF溶液或Na2C2O4溶液的方法降低Fe(OH)3的含量。
答案：(1)AC (2)2 3 10 2 3Cl－ 5H2O
(3)FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 具有强氧化性可起到杀菌消毒的作用，被还原后生成的Fe3＋可水解产生Fe(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而净水
(4)2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) eq \(=====,\s\up7(Fe(OH)3)) 2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋O2↑[或FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋
2Fe(OH)3＋4OH－===3FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋5H2O]
(5)①I－与C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 都具有还原性 ②大 小
(6)试管c (7)加入适量NaF溶液(或Na2C2O4溶液)装置
实验
试剂a
现象
ii
20 mL 30% H2O2与4 mL 5 ml/L H2SO4混合液
Cu表面产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，后产生较多气泡
iii
20 mL 30% H2O2与4 mL 5 ml/L氨水混合液
溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物
操作
实验操作
实验现象
操作Ⅰ
取适量久置于空气中的Na2S固体，分为两份
①一份加入
CS2溶解
搅拌后，固体表面的少量淡黄色固体消失
②另一份加水溶解
搅拌后，固体完全溶解，得到略带黄色的溶液
操作Ⅱ
向上述水溶液中加入过量的CuCl2溶液
得到灰黑色悬浊液
操作Ⅲ
将灰黑色悬浊液离心分离
离心管底部出现深褐色沉淀，溶液中出现淡黄色浑浊
操作Ⅳ
向上述离心分离获得的溶液中加入足量的氯化钡溶液
产生大量白色沉淀
操作Ⅴ
过滤，用无水乙醇洗涤，加入稀盐酸
固体部分溶解，产生的气体可使品红溶液褪色
实验装置
序号
试剂X
现象
a
2滴0.01 ml/L KI
紫色迅速褪去
b
2滴蒸馏水
分别用紫外可见分光光度计测三支试管内溶液的吸光度，结果如下图所示
c
2滴0.01 ml/L NaF溶液
d
2滴0.01 ml/L Na2C2O4溶液