化学实验综合训练4

1、化学实验综合训练（4）1某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。装置现象电解一段时间时，阳极石墨表面产生气体，阴极石墨上附着红色物质，烧杯壁变热，溶液由蓝色变为绿色 （1）甲认为电解过程中阳极产生的 是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式： 。 （2）乙查阅资料，CuCl2溶液中存在平衡：Cu2+ + 4Cl CuCl42(黄色) H0。 据此乙认为:电解过程中，CuCl42(黄色)浓度增大，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。 乙依据平衡移动原理推测在电解过程中CuCl42浓度增大的原因： 。（3）丙改用下图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。装置现象电

2、解相同时间时，阳极石墨表面产生气泡，溶液仍为蓝色；阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变为绿色；U型管变热，冷却后阴极附近溶液仍为绿色 丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不是溶液变绿的主要原因。丙否定甲的依据是 ，否定乙的依据是 。（4）丙继续查阅资料： i 电解CuCl2溶液时可能产生CuCl2，CuCl2掺杂Cu2+后呈黄色。 ii 稀释含CuCl2的溶液生成CuCl白色沉淀。 据此丙认为：电解过程中，产生CuCl2掺杂Cu2+后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。 丙进行如下实验： a取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。 b 另取少量氯化铜晶

3、体和铜粉，向其中加2 mL浓盐酸，加热获得含CuCl2的黄 色溶液。 c 冷却后向上述溶液 d 取c中2 mL溶液，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。 a的目的是 。 写出b中生成CuCl2的离子方程式： 。 补充c中必要的操作及现象： 。 丙据此得出结论：电解时阴极附近生成CuCl2是导致溶液变绿的原因。2某实验小组同学设计实验，完成了和溶液的反应，在检验反应后的溶液中是否存在Fe3+时发现实验现象出乎预料，并通过实验进行探究。实验I：实验现象i加入粉后充分振荡，溶液变成浅蓝绿色；ii取少量i中清液于试管中，滴加2滴1 mol/L 溶液，立即出现白色沉淀，溶液变为红色，振荡

4、后红色迅速褪去；继续滴加数滴溶液后，溶液又变为红色已知：i ii的性质与卤素单质相似，且氧化性： （1）和溶液反应的离子方程式是_。（2）现象ii中溶液最终呈红色的一种可能原因是：和生成(SCN)2，进而使清液中的氧化为。设计如下实验II进行验证： 认为原因被证实的现象iii是_。 加入CuCl2溶液后反应的离子方程式是_。（3）有的同学认为实验II并不严谨，不能证实（2）中猜想，改进的实验III如下： 对比实验II，说明实验III更加严谨的原因：_。 改进后的实验才能证实（2）中猜想，依据的上述现象是_。（4）改变实验I的试剂添加顺序及用量，设计实验IV：实验IV现象向2 mL 1 mol/

5、L溶液中加入1滴1 mol/L 溶液，再加入足量的粉充分振荡，溶液红色褪去，有白色沉淀生成 实验IV中溶液红色褪去，不能说明反应完全。结合实验II或III，说明理由：_。 实验小组同学进行讨论，设计了下列实验方案，能够检测红色褪去后的溶液是否含有的是_（填序号）。 a排除溶液中的后，再加入足量溶液进行检测 b排除溶液中的后，再加入足量溶液进行检测 c选择一种只与反应的试剂，观察是否出现特征现象 d加入足量铁粉，再向滤液中加入（铁氰化钾）溶液进行检测3从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。以FeCl3溶液为实验对象，探究其与碱性物质之间反应的复杂多样性。实验如下：（1）中反应的离子方程式是

6、 。（2）中逸出的无色气体是 。从物质类别的角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的共性是 （写一条）；从化合价的角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的差异是 （写一条）。（3）对于中的实验现象，同学们有诸多猜测，继续进行实验：甲取中的红棕色溶液少许，滴入少量盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。甲得出结论：FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应，离子方程式是 。乙认为甲的实验不严谨，重新设计并进行实验，证实了甲的结论是正确的。其实验方案是_ _。（4）受以上实验的启发，同学们对pH8的1mol/LNaF溶液与FeCl3溶液混合时的现象产生了好奇并进行实验：实验

7、操作及现象向2 mL 02 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL1mol/L NaF溶液，溶液变无色。向2 mL 02 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL 蒸馏水，溶液颜色变浅。的实验目的是_ _。为探究中溶液变无色的原因，进行如下实验：资料显示：FeF3溶液为无色。用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因： 。（5）根据实验，FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与 有关。4Fe(OH)3可用来制颜料、药物，作净水剂。现设计实验研究制备Fe(OH)3的方法。资料：新制Fe(OH)3在溶液中存在两种电离：Fe3+3OHFe(OH)3H+FeO2+H2O（1）向3支盛有1 mL 10

8、 molL1 FeCl3溶液的试管中，分别加入3 mL不同浓度的NaOH溶液，都产生红褐色沉淀。充分反应后，过滤，取滤液分成两等份，分别进行实验，实验记录如下： c(NaOH)/ molL1现象操作5.06.07.0实验：滴入几滴KSCN溶液不变红不变红不变红实验：先加入过量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液不变红变红变红 产生红褐色沉淀的离子方程式是_。 当c(NaOH)60 molL1时，实验中溶液变红的原因是_（用离子方程式表示）。（2）有同学提出可用某些盐与FeCl3反应制备Fe(OH)3。 向1 mL 10 molL1 FeCl3溶液中滴加10 molL1 Na2CO3溶液，立即有大量气

9、泡并有红褐色沉淀产生。有同学提出沉淀中可能含有碳酸盐。将沉淀过滤、洗涤后取样，_，证明沉淀中含有碳酸盐。 向1 mL 10 molL1 FeCl3溶液中滴加10 molL1 Na2SO3溶液，溶液由黄色变为红色，无丁达尔效应，继续滴加Na2SO3溶液，最终得到红褐色沉淀。经检验沉淀中除Fe(OH)3外还含有FeSO3。产生FeSO3的原因是_。（3）比较（1）和（2），制备Fe(OH)3的合理方法是_（注明试剂和用量）。（4）FeSO4溶液仅与一种试剂反应也可制Fe(OH)3，该试剂的化学式是_（写出一种即可）。5含铬（）废水能诱发致癌，对人类和自然环境有严重的破坏作用。利用Cu2O光催化可以

10、处理含有Cr2O72的废水。制取Cu2O：（1）电解法：利用铜和钛做电极，电解含有NaCl和NaOH的溶液时，反应只消耗了铜和水，体系pH及Cl浓度维持不变（溶液体积变化忽略不计）。阳极材料是 。阴极的电极反应式是 _ ；电解总反应为： _ 。（2）还原法：工业上可用肼（N2H4）与新制的Cu(OH)2反应制备纳米级Cu2O，同时放出N2，该反应的化学方程式为 _ _ 。控制100、pH5的条件时，利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得Cu2O，同时产生SO2气体。反应过程中需要不断地加入烧碱，其原因是 _ 。利用Cu2O光催化处理含有Cr2O72的废水的研究。（1）光照射到Cu2O光催化剂上产

11、生光催化反应，Cr2O72和H2O分别在光催化反应中形成的微电极上发生电极反应，反应原理如下图所示。在图中用短线和箭头画出电子移动的方向，写出Cr2O72转化Cr3+的电极反应 。（2）研究中对Cu2O的作用提出两种假设：aCu2O作光催化剂；bCu2O 与Cr2O72发生氧化还原反应。已知：Cu2O的添加量是174104 mol/L，Cr2O72的初始浓度是960104 mol/L；对比实验，反应15小时结果如下图所示。结合试剂用量数据和实验结果可得到的结论和依据是_。（3）溶液的pH对Cr2O72降解率的影响如下图所示。已知：Cu2OCu +CuSO4；酸性越大，Cr2O72被还原率越大。

12、 由上图可知，pH分别为2、3、4时，Cr2O72的降解率最好的是，其原因是 。 已知pH5时，会产生Cr(OH)3沉淀。pH5时，Cr2O72的降解率低的原因是 _。6某小组同学欲探究01 mol/L Fe3+溶液与 01 mol/L S2溶液的反应。小组同学先进行理论预测，提出如下三种可能：a Fe3+与 S2发生复分解反应b Fe3+与 S2发生 反应c Fe3+与 S2发生互促水解反应（1）依据预测a 写出该反应的离子方程式 （2）将预测b补充完整 ，说明预测依据 。在进行实验验证前，先进行资料收集，得到如下信息：物质颜色水中溶解性Fe2S3黑色难溶于水FeS黑褐色难溶于水进行如下实验

13、：实验步骤操作现象备注1向2 mL 01 mol/L氯化铁溶液中逐滴滴入3滴01 mol/L 硫化钠溶液产生黑色沉淀， 立即变为黄色沉淀，未见其它明显现象自始至终都未见红褐色沉淀2继续滴加3滴01 mol/L 硫化钠溶液同上3继续滴加01 mol/L 硫化钠溶液至过量产生黑色沉淀，振荡后静置，未发现明显变化（3）写出黑色沉淀转变为黄色沉淀的离子方程式 为进一步探究反应实质，该组同学进行了如下实验：实验步骤操作现象4向2 mL 01 mol/L硫化钠溶液中逐滴滴入3滴01 mol/L 氯化铁溶液产生黑色沉淀，未见其它明显现象5继续滴加3滴01 mol/L 氯化铁溶液同上6继续滴加01 mol/L

14、 氯化铁溶液至过量同上（4）步骤4与步骤1现象不同的原因可能是 （5）有同学认为步骤3中产生的黑色沉淀中可能有FeS。请判断他的想法是否合理并说明理由 。（6）依据以上实验现象，可得出结论： 。7 2016年8月的eLife上发表了我国医学工作者的一篇论文。论文指出小苏打在治疗癌症的方法中功不可没。在实验室中制取NaHCO3的方法有多种。方法一：模拟工业“侯氏制碱法”制取：（原理NaCl+H2O+CO2+NH3NaHCO3+NH4Cl）第一步：连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品。 第二步：让某一装置先发生反应，直到产生的气体不能再在中溶解，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，中出现固体。

15、继续向中通入两种气体，直到不再有固体产生。第三步：分离中所得的混合物，得到NaHCO3固体。第四步：向滤液中加入适量的某固体粉末，有NH4Cl晶体析出。（1）图中所示装置的连接顺序是：a接f；e接_；b接_（填接口编号）。（2）中盛放稀盐酸的仪器名称是_，中应选用的液体为_。（3）第二步中让_（填序号）装置先发生反应。（4）第四步中所加固体粉末为_。所得的晶体中常含有少量的NaCl和NaHCO3(约占58)，请设计一个简单的实验，不使用其他任何试剂，证明所得晶体大部分是NH4C1。简要写出操作和现象_。方法二：把CO2通入饱和Na2CO3溶液制取NaHCO3。装置如下图所示（气密性已检验，部分

16、夹持装置略）： （5）请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用 _ 。（6）当C中有大量白色固体析出时，停止实验，将固体过滤、洗涤、干燥备用。为确定固体的成分，实验小组设计方案如下（取一定量的固体，配成溶液作为样液，其余固体备用）： 方案1：取样液与澄清的Ca(OH)2溶液混合，出现白色沉淀。实验小组对现象产生的原理进行分析，认为该方案不合理，理由是 _ 。 方案2：取样液与BaCl2溶液混合，出现白色沉淀并有气体产生。实验小组认为固体中存在NaHCO3，其离子方程式是 。方法三：（7）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法（用相关的化学反应方程式来表示）：_。8氯碱工业是最基本的化学工业

17、之一，其产品用途广泛。（1）写出氯碱工业电解食盐水离子方程式_。（2）某同学采用如下装置对氯碱工业中电解食盐水的条件进行探究，记录如下：装置编号条件控制测定结果阴极阳极溶液浓度温度/*电解电压/V气体V阴：V阳ICC 1 mol/L2581:1II饱和2551:1III饱和5041:1IVFe C饱和50351:1*电解电压:开始发生电解反应时的电压对比实验I和阴、阳极气体体积比，推测实验I阳极可能有其它气体生成，其它气体的化学式为_。资料显示：“较低的电解电压有利于节能降耗”。结合上表中和的数据，解释更有利于节能降耗的原因_。（3）资料显示“氯碱工业中采用金属阳极材料，可以降低电解，实现节能

18、降耗”，该同学用50的饱和NaCl溶液进行实验验证，结果如下：装置编号电极材料电解电压/V现象阴极阳极VIFe Fe15阴极：产生无色气体U形管底部：有白色沉淀生成VIIFe Cu2阴极：产生无色气体阳极：有白色胶状沉淀生成且逐渐增多U形管底部：靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色，最后变成砖红色实验VI中，该同学通过检验阴、阳极附近溶液所含离子，推断产生白色沉淀为Fe(OH)2 。对阳极产生的离子进行检验：取阳极附近少量溶液于试管中，_ ，证明阳极产生Fe2+。该同学经查阅资料分析认为：“实验VII中白色沉淀是CuCl，淡黄色沉淀是CuOH。i阳极生成CuCl的电极反应式为_。ii用化学用

19、语和必要文字解释阴极区白色胶状沉淀转化为淡黄色的原因_。该同学通过以上探究认为，氯碱工业中不能采用Fe、Cu作阳极材料。（4）综合以上探究，你对氯碱工业中电解食盐水条件控制的建议有 _。（至少写出两条）9某化学兴趣小组进行电解不同浓度食盐水的探究实验。 电解饱和食盐水（1）用惰性电极电解饱和食盐水的化学方程式_。（2）如图1所示，两极均为石墨，溶液为煮沸过的饱和NaCl溶液，滴加23滴酚酞，U型管底部放一个铁钉，电解一段时间，出现复杂的实验现象。有气体生成的部位是_（填a、b、c或d）开始U型管底部有少量灰白色沉淀，逐渐转变为红褐色，一段时间后红褐色沉淀聚集到阳极液面。请用离子方程式解释“灰白

20、色沉淀转变为红褐色”这一现象的原因_。电解不饱和食盐水相同条件下，用图2装置电解10 mol/L NaCl溶液并收集两极产生的气体。阴阳两极分别收集到V1mL、V2mL气体，且V2 V1。（3）针对V2 V1，该小组同学提出如下假设，请完成假设。 ；有O2生成；上述两种情况都有。经实验证明假设成立。（4）证明有O2生成并测定O2的体积（已排除装置中空气的干扰），设计如下方案：如图3所示，将注射器A收集的V2 mL阳极气体，全部注入到足量的浓M溶液中，充分反应后，注射器B收集到V3 mL气体(气体体积均在相同条件下测得)。资料显示：纯O2不能使KI淀粉溶液变蓝，但可使稀硫酸酸化的KI淀粉溶液变蓝

21、。M溶液的成分及其作用是 ，。设计实验证明注射器B中收集的气体不含Cl2只有O2（注：B中的O2很少，不用木条复燃的方法证明），实验方案是 。（5）图2实验中，石墨电极上生成的Cl2的总体积是mL（用代数式表示）。化学实验题目科学探究答案19（12分，除特殊标注外，每空2分）（1）Cl2 （1分） 2Cl2e Cl2 （2）电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4ClCuCl42正向移动 （1分）（3）阳极附近溶液仍为蓝色 （1分） U型管冷却后阴极附近溶液仍为绿色 （1分）（4） 证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在CuCl2 Cu2+ + 4Cl+ Cu 2CuCl2 加入CuC

22、l2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同19（14分）（1）（2） 出现白色沉淀，溶液显红色 或、（3） 由于KSCN溶液过量，所以黄色溶液中不含有 加入之后溶液变黄，加入之后变红（4） 因为只要和反应生成和，它们就会与反应，所以红 色褪去也有可能是溶液中的被消耗完 a、b、c19（13分）（1）3Mg(OH)2 +2Fe3+ 2Fe(OH)3(胶体)+ 3Mg2+（2）CO2共性：两者都为强碱弱酸盐，能与强酸反应差异：Na2CO3中碳原子为最高正价+4，无还原性；Na2SO3中硫原子+4价，具有较强的还原性（3）2Fe3+ + SO32 + H2O 2Fe2+ + SO42 + 2

23、H+ 取中的红棕色溶液少许，滴加铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀（4）排除加水稀释对溶液颜色变化的影响无色溶液中存在平衡：Fe3+ 3F FeF3，加入NaOH后，Fe3+更易与OH结合生成难溶的Fe(OH)3（5）碱性物质的pH、离子的性质21（共12分）（1） Fe3+ + 3OHFe(OH)3 （2分） FeO2 + 4H+ Fe3+ + 2H2O（1分） Fe3+ 3SCN Fe(SCN)3 （1分）（2） 加入少量稀盐酸，有无色气体产生（2分） 2Fe3+ + SO32 + H2O 2Fe2+ + SO42 + 2H+、Fe2+ + SO32 FeSO3（2分，文字描述也可）（3）1 mL

24、 10 molL1 FeCl3溶液与3 mL浓度小于60 molL1的NaOH溶液 （2分）（4）Na2O2、NaClO等 （2分）18（11分）、（1）Cu（1分）2H2O +2eH2+ 2OH（1分）2Cu +H2O H2+ Cu2O（1分）（2）N2H4+4Cu(OH)22Cu2O + N2+ 6H2O（1分）2CuSO4+3Na2SO3 Cu2O +2SO2+ 3Na2SO4反应过程中溶液的酸性不断地增强，为调节pH所以需要加入烧碱（1分）eeCu2OCr2O72Cr3+H2OO2光照（1）Cr2O72+14H+6e2Cr3+ 7H2O（各1分）（2）Cu2O作光催化剂。若发生氧化还原

25、反应，则存在比例： 3Cu2OCr2O72，计算9601043695%200103174104mol/L；实验可以看到只有氧化亚铜和只有光照时，Cr2O72的转化率很低，说明反应条件是光照条件下和Cu2O同时存在。（1分）（3）3pH25时Cu2O会歧化（转化）为Cu 和Cu2+，所以不选pH2；酸性越大，Cr2O72被还原率越大，pH3酸性强于pH4的溶液，所以选择pH3。（各1分）pH5时，会产生Cr(OH)3沉淀，沉淀覆盖在催化剂Cu2O表面，影响反应继续进行（1分）19（14分）（1）2Fe3+3S2Fe2S3（2）氧化还原反应 Fe3+中Fe元素处于高价，可以降低，体现氧化性； S2中S元素处于低价，可以升高，体现还原性，两者有可能发生氧化还原反应（3）Fe2S3+4Fe3+3S+6Fe2+（4）Fe3+量不足，不能氧化Fe2S3；而且体系中S2不能还原Fe2S3，所以不能生成S（5）合理，依据实验现象，发现黑色沉淀不再转化为黄色硫沉淀，说明由