《專(zhuān)題測(cè)試練習(xí)題化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《專(zhuān)題測(cè)試練習(xí)題化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究（16頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 專(zhuān)題21 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究1、【2018北京卷】實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質(zhì)。資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。（1）制備K2FeO4（夾持裝置略）A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是_（錳被還原為Mn2+）。將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。_C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外還有_。（2）探究K2FeO4的性質(zhì)取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a，經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K
2、2FeO4氧化了Cl而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計(jì)以下方案：方案取少量a，滴加KSCN溶液至過(guò)量，溶液呈紅色。方案用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生。i、由方案中溶液變紅可知a中含有_離子，但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl氧化，還可能由_產(chǎn)生（用方程式表示）。ii、方案可證明K2FeO4氧化了Cl。用KOH溶液洗滌的目的是_。根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出：氧化性Cl2_（填“”或“”），而方案實(shí)驗(yàn)表明，Cl2和的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，原因是_。資料表明，酸性溶液中的氧化性，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下：將溶液b滴入MnSO4和
3、足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色，該現(xiàn)象能否證明氧化性。若能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不能，進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。理由或方案：_?！敬鸢浮?2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2+8H2O Cl2+2OHCl+ClO+H2O Fe3+ 4FeO42+20H+4Fe3+3O2+10H2O 排除ClO的干擾 溶液的酸堿性不同 若能，理由：FeO42在過(guò)量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2，溶液淺紫色一定是MnO4的顏色（若不能，方案：向紫色溶液b中滴加過(guò)量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色）【解析】3、KOH，用飽和食鹽水除去HCl，除雜裝置B為； C中Cl2發(fā)生
4、的主要反應(yīng)有3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，還有Cl2與KOH的反應(yīng)，Cl2與KOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O，反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；（2）根據(jù)上述制備反應(yīng)，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，還可能含有KClO等；I、方案I加入KSCN溶液，溶液變紅說(shuō)明a中含F(xiàn)e3+。但Fe3+的產(chǎn)生不能判斷K2FeO4與Cl-發(fā)生了反應(yīng)，根據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，自身被還原成Fe3+，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，可能的反應(yīng)為 4FeO42-+20H+
5、=3O2+4Fe3+10H2O；II、產(chǎn)生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2+H2O，即KClO的存在干擾判斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、排除ClO-的干擾，同時(shí)保持K2FeO4穩(wěn)定存在；制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，在該反應(yīng)中Cl元素的化合價(jià)由0價(jià)降至-1價(jià)，Cl2是氧化劑，F(xiàn)e元素的化合價(jià)由+3價(jià)升至+6價(jià)，F(xiàn)e（OH）3是還原劑，K2FeO4為氧化產(chǎn)物，根據(jù)同一反應(yīng)中，氧化性：氧化劑氧化產(chǎn)物，得出氧化性Cl2FeO42-；方案II的反應(yīng)為2FeO42-+6Cl-+1
6、6H+=2Fe3+3Cl2+8H2O，實(shí)驗(yàn)表明，Cl2和FeO42-氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反；對(duì)比兩個(gè)反應(yīng)的條件，制備K2FeO4在堿性條件下，方案II在酸性條件下；說(shuō)明溶液的酸堿性的不同影響物質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱。該小題為開(kāi)放性試題。若能，根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會(huì)轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2，最后溶液中不存在FeO42-，溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色，說(shuō)明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4-，所以該實(shí)驗(yàn)方案能證明氧化性FeO42-MnO4-。（或不能，因?yàn)槿芤篵呈紫色，溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，c（FeO42-）變小，溶液的紫色也會(huì)變淺；則設(shè)計(jì)一個(gè)空白對(duì)比的
7、實(shí)驗(yàn)方案，方案為：向紫色溶液b中滴加過(guò)量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色）?？键c(diǎn)定位：考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、物質(zhì)的分離和提純、常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)。【試題點(diǎn)評(píng)】思路點(diǎn)撥：與氣體有關(guān)的制備實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序一般為：氣體發(fā)生裝置除雜凈化裝置制備實(shí)驗(yàn)裝置尾氣吸收。進(jìn)行物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究是要排除其他物質(zhì)的干擾。尤其注意最后一空為開(kāi)放性答案，要注重多角度思考。2、【2017新課標(biāo)3卷】綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對(duì)綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究。回答下列問(wèn)題：（1）在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無(wú)明顯變化。再向試管中通入空
8、氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_、_。（2）為測(cè)定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管（帶兩端開(kāi)關(guān)K1和K2）（設(shè)為裝置A）稱(chēng)重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱(chēng)重，記為 m2 g。按下圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。儀器B的名稱(chēng)是_。將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序_（填標(biāo)號(hào)）；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。a、點(diǎn)燃酒精燈，加熱b、熄滅酒精燈c、關(guān)閉K1和K2d、打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2e、稱(chēng)量Af、冷卻到室溫根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x=_（列式表示）。若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作，則使x_（填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”）。（3）為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將（2）
9、中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。C、D中的溶液依次為_(kāi)（填標(biāo)號(hào)）。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為_(kāi)。a、品紅b、NaOHc、BaCl2d、Ba(NO3)2e、濃H2SO4寫(xiě)出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式_?！敬鸢浮浚?）樣品中沒(méi)有Fe3+Fe2+易被氧氣氧化為Fe3+（2）干燥管 dabfce 偏?。?）c、a生成白色沉淀、褪色 2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3由于裝置中含有空氣，空氣能氧化硫酸亞鐵，所以加熱前需要排盡裝置中空氣，利用氮?dú)馀懦隹諝?，為了使生成的水蒸氣完全排除，?yīng)該先熄滅酒精燈，再冷
10、卻，然后關(guān)閉K1和K2，最后稱(chēng)量，即正確的排序是dabfce。樣品的質(zhì)量是（m2m1）g，加熱后剩余固體是硫酸亞鐵，質(zhì)量為（m3m1）g，生成水的質(zhì)量為（m2m3）g，F(xiàn)eSO4xH2OFeSO4 + xH2O 152 18x （m3m1）g （m2m3）g則：，解得：；若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作，在加熱過(guò)程中部分硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵，導(dǎo)致m3增加，使測(cè)得生成的水偏小，生成的硫酸亞鐵偏大，因此x偏小。（3）最終得到紅色粉末，說(shuō)明有氧化鐵生成，即分解過(guò)程發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)變化可知一定有SO2生成，這說(shuō)明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和鋇離子
11、結(jié)合生成白色沉淀硫酸鋇，由于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以應(yīng)該用氯化鋇，檢驗(yàn)SO2用品紅溶液，所以C、D的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是C中溶液變渾濁，產(chǎn)生白色沉淀，D中品紅溶液褪色。根據(jù)以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、SO2和SO3，根據(jù)電子守恒和原子守恒得此反應(yīng)的方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3。【名師點(diǎn)睛】以綠礬為載體考查無(wú)機(jī)物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的探究，通常解答綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)題的基本流程：原理反應(yīng)物質(zhì)儀器裝置現(xiàn)象結(jié)論作用意義聯(lián)想。具體分析為：實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計(jì)的？實(shí)驗(yàn)的目的是什么？所用各物質(zhì)名稱(chēng)、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮拖?/p>
12、關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，進(jìn)行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。有關(guān)裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問(wèn)題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。有關(guān)操作：技能、操作順序、注意事項(xiàng)或操作錯(cuò)誤的后果。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：自下而上，自左而右全面觀察。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。3、【2017北京卷】某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+=Fe2+2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到Fe3+，發(fā)現(xiàn)和探究過(guò)程如下。向硝酸酸化的0、05 molL-1硝酸銀溶液（pH2）中加入過(guò)量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。（1）檢驗(yàn)產(chǎn)物取出少量黑色固體，洗滌后，_（填操作和現(xiàn)象），證明黑色固體中含有Ag。取上層清液，滴加K3Fe(CN
13、)6溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說(shuō)明溶液中含有_。（2）針對(duì)“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有Fe3+，乙認(rèn)為鐵粉過(guò)量時(shí)不可能有Fe3+，乙依據(jù)的原理是_（用離子方程式表示）。針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下：序號(hào)取樣時(shí)間/min現(xiàn)象3產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色30產(chǎn)生白色沉淀；較3 min時(shí)量少；溶液紅色較3 min時(shí)加深120產(chǎn)生白色沉淀；較30 min時(shí)量少；溶液紅色較30 min時(shí)變淺（資料：Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN） 對(duì)Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)：假
14、設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3+；假設(shè)b：空氣中存在O2，由于_（用離子方程式表示），可產(chǎn)生Fe3+；假設(shè)c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3+；假設(shè)d：根據(jù)_現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag+，可產(chǎn)生Fe3+。 下列實(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)d成立。實(shí)驗(yàn)：向硝酸酸化的_溶液（pH2）中加入過(guò)量鐵粉，攪拌后靜置，不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液，3 min時(shí)溶液呈淺紅色，30 min后溶液幾乎無(wú)色。實(shí)驗(yàn)：裝置如圖。其中甲溶液是_，操作及現(xiàn)象是_。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合方程式推測(cè)實(shí)驗(yàn)中Fe3+濃度變化的原因：_。【答案】（1）加硝酸加熱溶
15、解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀 Fe2+ （2）Fe+2Fe3+=3Fe2+4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O 加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀0、05 molL-1 NaNO3溶液 FeSO4溶液（或FeCl2溶液）分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液，同時(shí)滴加KSCN溶液，后者紅色更深（3）溶液中存在反應(yīng)：Fe+2Ag+=Fe2+2Ag ，Ag+Fe2+=Ag+Fe3+，F(xiàn)e+2Fe3+=3Fe2+。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，c(Ag+)大，以反應(yīng)、為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應(yīng)為主，c(Fe3+)減小。有Ag+存在的空白實(shí)驗(yàn)，考慮其他條件不要變化，可
16、以選用0、05 molL-1 NaNO3溶液。原電池實(shí)驗(yàn)需要證明的是假設(shè)d的反應(yīng)Ag+Fe2+=Ag+Fe3+能夠?qū)崿F(xiàn)，所以甲池應(yīng)當(dāng)注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。假設(shè)d成立，則上述原電池中能夠產(chǎn)生電流，左側(cè)溶液中生成的Fe3+遇到KSCN時(shí)紅色會(huì)更深。（3）由于加入過(guò)量鐵粉，溶液中存在反應(yīng)有Fe+2Ag+=Fe2+2Ag，反應(yīng)生成的Fe2+能夠被Ag+氧化發(fā)生反應(yīng)Ag+Fe2+=Ag+Fe3+，生成的Fe3+與過(guò)量鐵粉發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，c(Ag+)大，以反應(yīng)為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應(yīng)為主，c(Fe3+)減小?！久麕燑c(diǎn)睛
17、】該題是一個(gè)探究性試題，主要考查部分基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析、有鹽橋的原電池結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等知識(shí)，考查考生實(shí)驗(yàn)理解能力、根據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力和對(duì)問(wèn)題的綜合分析能力。注意控制變量思想方法的應(yīng)用，探究實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象成為近幾年實(shí)驗(yàn)探究命題的熱點(diǎn)，突出對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?。該題為實(shí)驗(yàn)探究題，裝置圖、流程圖很簡(jiǎn)單，但探究過(guò)程較復(fù)雜，準(zhǔn)確全面獲取信息、通過(guò)控制變量思想進(jìn)行邏輯分析是解題的關(guān)鍵，憑感覺(jué)做題，不容易準(zhǔn)確獲取題中信息。該類(lèi)試題的解題策略為：（1）確定變量：解答這類(lèi)題目時(shí)首先要認(rèn)真審題，理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些。（2）定多變：在探究時(shí)，應(yīng)該先確定其他的因素不變，只變化一種因素
18、，看這種因素與探究的問(wèn)題存在怎樣的關(guān)系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過(guò)分析每種因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系，得出所有影響因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系。（3）數(shù)據(jù)有效；解答時(shí)注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實(shí)驗(yàn))要有效，且變量統(tǒng)一，否則無(wú)法做出正確判斷。另外探究性題型中考慮問(wèn)題的思路不能局限于個(gè)別問(wèn)題、不能局限于固定的知識(shí)，需要全面考慮。如本題最后的一問(wèn)解答以及中間涉及的Fe與Fe3+反應(yīng)在本題中的理解。證明一個(gè)問(wèn)題時(shí)，為了防止干擾，一般都需要做對(duì)比試驗(yàn)、空白試驗(yàn)。4、【2016新課標(biāo)2卷】某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0、1
19、mol/L的溶液、在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_。（2）甲組同學(xué)取2mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。（3）乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0、5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和l滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是_。（4）丙組同學(xué)取10 mL0、1mol/LKI溶液，加入6mL0、1mol/LFeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3 支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層呈紫色；第二只
20、試管中加入1滴K3Fe(CN)6 溶液，生成藍(lán)色沉淀：第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的離子是_（填離子符號(hào)）；實(shí)驗(yàn)和說(shuō)明：在I- 過(guò)量的情況下，溶液中仍含有_（填離子符號(hào)），由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為_(kāi)。（5）丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl3溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)；一段時(shí)間后、溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是_；生成沉淀的原因是_（用平衡移動(dòng)原理解釋?zhuān)??！敬鸢浮浚?）防止Fe2+被氧化（2）2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-（3）隔絕空氣（排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響）（4）Fe2+；Fe3+；
21、可逆反應(yīng)（5）H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O，F(xiàn)e3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2；H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動(dòng)?！窘馕觥浚?）H2O2溶液中加入幾滴酸化的FeCl3溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2+2H+= 2Fe3+ 2H2O，鐵離子的溶液呈棕黃色；一段時(shí)間后、溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱。隨后有紅褐色沉淀生成，產(chǎn)生氣泡的原因是H2O2分解放出氧氣，而反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動(dòng)。【考點(diǎn)定位】考查鐵離子和亞鐵離子的性質(zhì)，離子的檢驗(yàn)，H2O2的性質(zhì)，鹽類(lèi)的水解等知識(shí)?！久麕燑c(diǎn)睛】本題以常見(jiàn)的鐵離子和亞鐵離子的性質(zhì)、H2
22、O2的性質(zhì)為基礎(chǔ)，考查了探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，學(xué)生讀題不會(huì)感到陌生，有利于考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，涉及鐵離子和亞鐵離子的性質(zhì)，離子的檢驗(yàn)，H2O2的性質(zhì)，鹽類(lèi)的水解等知識(shí)。人們常用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+的存在，若向溶液中加入幾滴KSCN溶液，溶液呈血紅色，則該溶液中含義Fe3+；人們常用K3Fe(CN)6 溶液檢驗(yàn)Fe2+的存在，若向溶液中加入幾滴K3Fe(CN)6 溶液，生成藍(lán)色沉淀，則該溶液中含義Fe2+。5、【2016北京卷】以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反應(yīng)的多樣性。實(shí)驗(yàn)試劑現(xiàn)象滴管試管2 mL0、2 molL1 Na2SO3溶液飽和Ag
23、2SO4溶液、產(chǎn)生白色沉淀0、2 molL1 CuSO4溶液、溶液變綠，繼續(xù)滴加產(chǎn)生棕黃色沉淀0、1 molL1 Al2（SO4）3溶液、開(kāi)始無(wú)明顯變化，繼續(xù)滴加產(chǎn)生白色沉淀（1）經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象中的白色沉淀是Ag2SO3。用離子方程式解釋現(xiàn)象：_。（2）經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象的棕黃色沉淀中不含SO42，含有Cu+、Cu2+和SO32。已知：Cu+Cu +Cu2+，Cu2+CuI（白色）+I2。用稀硫酸證實(shí)沉淀中含有Cu+的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)證實(shí)，沉淀中含有Cu2+和SO32。 KI溶液 洗凈的棕黃色沉淀 取上層清液 分成兩份 淀粉溶液 試劑1 無(wú)明顯現(xiàn)象 白色沉淀A a、白色沉淀A是BaSO4，試
24、劑1是_。b、證實(shí)沉淀中含有Cu2+和SO32的理由是_。（3）已知：Al2（SO4）3在水溶液中不存在。經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象的白色沉淀中無(wú)SO42，該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色。推測(cè)沉淀中含有亞硫酸根和_。對(duì)于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設(shè)：i、被Al（OH）3所吸附；ii、存在于鋁的堿式鹽中。對(duì)假設(shè)ii設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了假設(shè)ii成立。a、將對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。 步驟二：_（按上圖形式呈現(xiàn)）。（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)，亞硫酸鹽的性質(zhì)有_。鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與_有關(guān)。【答案】（1）2Ag+SO32Ag2SO4。（2）加入稀硫酸后，有紅色固體生成；a、 HCl和
25、BaCl2溶液。b、在I-的作用下，Cu2+轉(zhuǎn)化為白色沉淀CuI，SO32-轉(zhuǎn)化為SO42-。 （3）Al3+、OH-。a、，b、V1明顯大于V2。（4）還原性、水解溶液顯堿性；兩種鹽溶液中陰陽(yáng)離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件?！窘馕觥縜、白色沉淀A是BaSO4，試劑1是鹽酸酸化的BaCl2溶液。b、證實(shí)沉淀中含有Cu+和SO32的理由是棕黃色沉淀與KI溶液反應(yīng)生成白色沉淀（CuI），證明含有Cu，白色沉淀A為硫酸鋇，證明含有SO32。（3）根據(jù)題意可知實(shí)驗(yàn)的白色沉淀中無(wú)SO42，該白色沉淀既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色，則推測(cè)沉淀中含有亞硫酸根和氫氧化鋁。 a、鋁的酸式鹽與氫氧
26、化鈉反應(yīng)消耗的氫氧化鈉的含量大于氫氧化鋁，所以反應(yīng)應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)定量對(duì)比試驗(yàn)，根據(jù)白色固體消耗氫氧化鈉的量不同來(lái)證實(shí)假設(shè)成立，即實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)步驟二為：，且V1明顯大于V2，可說(shuō)明沉淀中亞硫酸根存在于堿式鹽中。（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)白色沉淀能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說(shuō)明亞硫酸鹽具有還原性，另外亞硫酸根水解呈堿性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與鹽的性質(zhì)和溶液的酸堿性有關(guān)?！究键c(diǎn)定位】本題主要是考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的分析、評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)等【名師點(diǎn)晴】控制變量思想方法，探究實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象成為近幾年實(shí)驗(yàn)探究命題的熱點(diǎn)。該題為實(shí)驗(yàn)探究題，裝置圖、流程圖很簡(jiǎn)單，但探究過(guò)程較復(fù)雜，準(zhǔn)確全面獲取信息、通過(guò)控制變量思想進(jìn)行邏
27、輯分析是解題的關(guān)鍵，憑感覺(jué)做題，不容易準(zhǔn)確獲取題中信息。該類(lèi)試題的解題策略為：（1）確定變量：解答這類(lèi)題目時(shí)首先要認(rèn)真審題，理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些。（2）定多變: 在探究時(shí)，應(yīng)該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問(wèn)題存在怎樣的關(guān)系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過(guò)分析每種因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系，得出所有影響因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系。（3）數(shù)據(jù)有效；解答時(shí)注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實(shí)驗(yàn))要有效，且變量統(tǒng)一，否則無(wú)法做出正確判斷。6、【2016江蘇卷】鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。（2）在相同條件下，測(cè)量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量
28、分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對(duì)水中Cu2+和Pb2+的去除率，結(jié)果如圖所示。當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí)，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是_。當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時(shí)，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是_。（3）納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4（B元素的化合價(jià)為+3）與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4，其離子方程式為 。納米鐵粉與水中NO3-反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3+10H+=4Fe2+NH4+3H2O研究發(fā)現(xiàn)，若pH偏低將會(huì)導(dǎo)致NO3-的去除
29、率下降，其原因是 。相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異（見(jiàn)圖），產(chǎn)生該差異的可能原因是 ?！敬鸢浮浚?）活性炭對(duì)Cu2+和Pb2+有吸附作用鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，鐵炭混合物中微電池?cái)?shù)目減少 （3）2Fe2+BH4+4OH=2Fe+ B(OH)4+2H2 納米鐵粉與H反應(yīng)生成H2 Cu或Cu2+催化納米鐵粉去除NO3的反應(yīng)（或形成的FeCu原電池增大納米鐵粉去除NO3的反應(yīng)速率） （3）一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4（B元素的化合價(jià)為+3）與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應(yīng)的離子方程式
30、為2Fe2+BH4+4OH=2Fe+ B(OH)4+2H2；納米鐵粉與水中NO3-反應(yīng)的離子方程式為4Fe+ NO3+10H+=4Fe2+NH4+3H2O，若pH偏低，則溶液的酸性增強(qiáng)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2+ H2；導(dǎo)致NO3-的去除率下降；根據(jù)圖像可知，相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異，可能是由于Cu或Cu2+催化納米鐵粉去除NO3的反應(yīng)（或形成的FeCu原電池增大納米鐵粉去除NO3的反應(yīng)速率）。【考點(diǎn)定位】本題主要是考查鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉處理污水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究【名師點(diǎn)晴】化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以有化學(xué)實(shí)驗(yàn)即科學(xué)探究之說(shuō)法?？v觀近幾年高考，主要以考察探究性實(shí)驗(yàn)和物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)為主。這些探究性和制備性實(shí)驗(yàn)的試題，綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類(lèi)比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論。在解答此類(lèi)題時(shí)還應(yīng)注意：（1）認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，找出?shí)驗(yàn)原理。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理選擇儀器和藥品，并設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟。（3）準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并運(yùn)用分析、計(jì)算、圖表、推理等方法處理有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出正確的結(jié)論。
專(zhuān)題測(cè)試練習(xí)題化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究
