2026版高考化学一轮总复习考点突破第九章有机化学基础第55讲化学综合实验探究考点2物质性质或反应机理的实验探究

考点2物质性质或反应机理的实验探究微考点1物质性质的实验探究1．(2025·湖北武汉检测)某小组探究H2O2氧化性、还原性的变化规律。资料：Na2O2＋2H2O=2NaOH＋H2O2、2H2O2=2H2O＋O2↑(1)制备H2O2：将Na2O2溶于冰水中，产生少量气泡，得溶液A。向A中加入过量稀硫酸，得溶液B。溶解Na2O2用冰水，目的是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)检验H2O2：向溶液A、B中分别滴加适量酸性KMnO4溶液。Ⅰ.B中产生气泡，滴入的溶液紫色褪去。MnOeq\o\al(－,4)发生还原反应：MnOeq\o\al(－,4)＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2OH2O2发生氧化反应：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.A中滴入的溶液紫色褪去，有棕褐色固体生成，产生大量气泡。推测固体可能含MnO2，对其产生的原因提出猜想：猜想1.MnOeq\o\al(－,4)有氧化性，能被还原为MnO2猜想2.Mn2＋有________性，能与H2O2反应产生MnO2猜想3.……(3)探究猜想2的合理性，并分析Ⅰ中没有产生棕褐色固体的原因，设计实验如下：序号实验试剂现象ⅰa生成棕褐色固体，产生大量气泡ⅱb有少量气泡ⅲH2O2溶液有少量气泡ⅲ是ⅱ和ⅰ的对照实验。①X是________。②a是____________，b是____________。③取ⅰ中棕褐色固体，滴加浓盐酸，加热，产生黄绿色气体。(4)向一定浓度的H2O2溶液中加入少量MnO2，迅速产生大量气泡；随后加入H2SO4，固体溶解，气泡产生明显减弱。结合方程式解释原因__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)综上，H2O2做氧化剂还是做还原剂，与_________________________________________________________________________________________________________________________________________________等因素有关。[答案](1)降低温度、减缓过氧化氢分解(2)H2O2－2e－=2H＋＋O2↑还原(3)①MnSO4②H2O2、NaOHH2O2、H2SO4(4)2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，H2O2＋MnO2＋2H＋=Mn2＋＋O2↑＋2H2O，前者MnO2作催化剂，后者MnO2作氧化剂(5)其他反应物的氧化性、还原性以及溶液的酸碱性[解析](1)Na2O2和H2O反应放热，而H2O2受热易分解，故溶解Na2O2用冰水，可降低温度、减缓过氧化氢分解。(2)H2O2发生氧化反应时有元素化合价升高，故H2O2失去电子生成O2。猜想2中Mn2＋→MnO2，Mn的化合价升高，故Mn2＋有还原性，被H2O2氧化。(3)①猜想2中的反应原理是Mn2＋＋H2O2=MnO2↓＋2H＋，故X是含Mn2＋的盐(如MnSO4)。②根据③取ⅰ中棕褐色固体，滴加浓盐酸，加热，产生黄绿色气体可知ⅰ中产生的棕褐色固体为MnO2，结合检验H2O2时A中产生的现象可知，a是H2O2、NaOH，ⅲ是H2O2的水溶液，与ⅱ中产生的现象基本一致，故b为H2O2、H2SO4。(5)综合(2)(3)中探究可知，H2O2作氧化剂还是作还原剂，与其他反应物的氧化性、还原性以及溶液的酸碱性等因素有关。2．K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：(1)晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]eq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。①通入氮气的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有________________、________________。③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案](1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4(2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置②CO2CO③先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3[解析](1)加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2，反应的化学方程式为3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①空气中含有O2，为防止Fe2＋被O2氧化，应先通入N2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。②B中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生CO2；F中澄清石灰水变浑浊，E中固体变为红色，说明E中发生反应：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2，所以分解产物中一定含有CO。③实验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。④检验Fe2O3的方法是取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3。微考点2反应机理的实验探究3．(2025·广东广州检测)草酸(H2C2O4)又称为乙二酸：是一种二元中强酸，主要用作还原剂和漂白剂。将用硫酸酸化的0.2mol·L－1KMnO4溶液与0.5mol·L－1草酸溶液混合，发现开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显，半分钟后，反应速率加快，溶液快速褪色。(1)已知酸性溶液中KMnO4的还原产物是Mn2＋，H2C2O4的氧化产物是CO2。写出上述反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某研究小组欲对产生上述实验现象的影响因素进行探究。①提出合理假设。假设1：草酸反应时先电离出C2Oeq\o\al(2－,4)，再与MnOeq\o\al(－,4)反应，硫酸对草酸的电离起抑制作用；假设2：________________________________________________________________________；假设3：________________________________________________________________________。②结合上述假设，设计实验方案进行探究。请在下表中写出对应的实验方案。限选试剂：浓硫酸、MnSO4溶液、石蕊溶液、NaOH溶液、蒸馏水。实验方案预期现象与结论方案1：________________若反应速率减慢，则假设1成立方案2：________________若反应速率加快，则假设2成立方案3：________________若反应速率加快，则假设3成立(3)草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O表示。为了测定x的值，首先称取Wg草酸晶体，配成100.00mL水溶液。取25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内，加入适量稀硫酸后，用浓度为amol·L－1的KMnO4溶液滴定。①滴定过程中高锰酸钾溶液应放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。②若滴定时消耗VmLKMnO4溶液，则草酸溶液的物质的量浓度是________mol·L－1。③x＝________(用含a、V、W的代数式表示)。(4)已知20℃时H2C2O4·2H2O的溶解度是9.5g。该温度下用H2C2O4·2H2O________(填“能”或“不能”)配制1.0mol·L－1草酸溶液(忽略溶解过程中溶液体积的变化)。[答案](1)5H2C2O4＋2KMnO4＋3H2SO4=10CO2↑＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O(2)①Mn2＋对反应有催化作用，Mn2＋浓度逐渐增大，反应速率加快该反应是放热反应，温度逐渐升高，反应速率加快②实验方案方案1：向反应液中加入少量的浓硫酸方案2：向反应液中加入MnSO4溶液方案3：反应开始时加热反应液(3)①酸式②eq\f(aV,10)③eq\f(50W,9aV)－5(4)不能[解析](2)产生题给实验现象的原因主要是半分钟后反应速率加快，反应速率的影响因素主要有温度、催化剂、浓度、压强等，可结合影响因素进行假设。(3)①滴定过程中高锰酸钾溶液应放在酸式滴定管中。②设草酸溶液的物质的量浓度是cmol·L－1，则根据对应关系有：2KMnO4～5H2C2O42mol5molaV×10－3mol0.025×cmoleq\f(2,aV×10－3)＝eq\f(5,0.025c)，解得：c＝eq\f(aV,10)。③由②中答案知，Wg草酸晶体的物质的量为eq\f(aV,10)mol·L－1×100.00×10－3L＝aV×10－2mol，则草酸晶体的摩尔质量为eq\f(Wg,aV×10－2mol)＝eq\f(100W,aV)g·mol－1，则有90＋18x＝eq\f(100W,aV)，解得x＝eq\f(50W,9aV)－5。(4)若要配制1.0mol·L－1草酸溶液，则在100g水(体积约100mL)中大约需要溶解12.6gH2C2O4·2H2O。而H2C2O4·2H2O20℃时的溶解度仅为9.5g，所以不能用H2C2O4·2H2O配制1.0mol·L－1草酸溶液。4．某化学研究性学习小组探究与铜有关的物质的性质，过程设计如下：[提出猜想]问题1：在元素周期表中，铜与铝的位置很接近，氢氧化铝具有两性，氢氧化铜有两性吗？问题2：铁和铜都有变价，一般情况下，Fe2＋的稳定性小于Fe3＋，Cu＋的稳定性也小于Cu2＋吗？问题3：硫酸铜溶液呈蓝色，铜与浓硝酸常温下反应生成的溶液也是蓝色吗？[实验探究]Ⅰ.解决问题1：(1)实验需配制100mL0.50mol·L－1CuSO4溶液，必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、________、________。(2)为达到目的，某同学认为只要进行两次实验即可得出结论。请写出实验②的具体内容。①向盛有CuSO4溶液的试管中滴加NaOH溶液至过量，观察生成的Cu(OH)2沉淀是否溶解；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.解决问题2的实验步骤和现象如下：①取一定量制得的氢氧化铜固体，在坩埚中灼烧，当温度达到80～100℃得到黑色固体粉末；继续加热至1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；②取适量红色氧化亚铜粉末置于洁净试管中，加入过量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在。(3)写出氧化亚铜与稀硫酸反应的离子方程式_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)从实验中可得出的结论是：当温度在1000℃以上时________(填“Cu2＋”或“Cu＋”，下同)稳定，在酸性溶液中________稳定。