北京市2023年高考化学模拟题汇编-26化学实验基础(实验题)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.(2023·北京西城·统考一模)研究小组探究高铜酸钠(NaCuO2)的制备和性质。
资料:高铜酸钠为棕黑色固体,难溶于水。
实验Ⅰ.向2mL1mol/LNaClO溶液中滴加1mL1mol/LCuCl2溶液,迅速产生蓝绿色沉淀,振荡后得到棕黑色的浊液a,将其等分成2份。
(1)蓝绿色沉淀中含有OH-。用离子方程式表示NaClO溶液显碱性的原因:_____。
(2)探究棕黑色沉淀的组成。
实验Ⅱ.将一份浊液a过滤、洗涤、干燥,得到固体b。取少量固体b,滴加稀H2SO4,沉淀溶解,有气泡产生,得到蓝色溶液。
①另取少量固体b进行实验,证实了NaCuO2中钠元素的存在,实验操作的名称是_____。
②进一步检验,棕黑色固体是NaCuO2。NaCuO2与稀H2SO4反应的离子方程式是_____。
(3)探究实验条件对NaCuO2制备的影响。
实验Ⅲ.向另一份浊液a中继续滴加1.5mL1mol/LCuCl2溶液,沉淀由棕黑色变为蓝绿色,溶液的pH约为5,有Cl2产生。
①对Cl2的来源,甲同学认为是NaCuO2和Cl-反应生成了Cl2,乙同学认为该说法不严谨,提出了生成Cl2的其他原因:_____。
②探究“继续滴加CuCl2溶液,NaCuO2能氧化Cl-”的原因。
i.提出假设1:c(Cl-)增大,Cl-的还原性增强。实验证明假设成立。操作和现象是:取少量NaCuO2固体于试管中,_____。
ii.提出假设2:_____,经证实该假设也成立。
(4)改进实验方案,进行实验。
实验Ⅳ.向1mL1mol/LNaClO溶液中滴加0.5mL1mol/LCuSO4溶液,迅速生成蓝色沉淀,振荡后得到棕黑色浊液。浊液放置过程中,沉淀表面缓慢产生气泡并出现蓝色固体,该气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。NaCuO2放置过程中产生气体的化学方程式是_____。
(5)通过以上实验,对于NaCuO2化学性质的认识是_____。
(6)根据上述实验,制备在水溶液中稳定存在的NaCuO2,应选用的试剂是NaClO溶液、_____和_____。
2.(2023·北京朝阳·统考一模)某小组同学探究与溶液的反应,实验如下。
资料:i.(黄色)
ii.呈绿色(酸性条件下不稳定)、低浓度呈无色、MnS为肉色沉淀。
iii.
实验Ⅰ:
(1)用离子方程式表示溶液显碱性的原因:___________。
(2)将固体a过滤、洗涤,放置在空气中,固体变为棕黑色。
①甲同学认为固体a中除了MnS外,还有,依据的现象是___________。
②乙同学认为根据上述现象不能得出固体a中含有,应补充对比实验:___________(填实验方案)。实验证实固体a中含有。
(3)固体b的主要成分是S。分析产生S的可能原因:___________。
(4)经检验,固体c的主要成分是。
①分析产生的可能原因:酸性条件下,将氧化。该反应的离子方程式是___________。
②继续滴加酸性溶液,溶液变为紫红色,仍有棕黑色固体。
实验Ⅱ:改用未经酸化的溶液重复实验Ⅰ,产生棕黑色固体时溶液呈绿色。
(5)分析实验Ⅰ未见绿色的原因:取少量实验Ⅱ的绿色溶液,滴加硫酸,溶液变为紫红色,产生棕黑色固体。该反应的离子方程式是___________。
实验Ⅲ:向未经酸化的溶液中滴加少量,产生棕黑色沉淀并检测到。
(6)检验的实验方案:___________(填操作和现象)。注:该实验条件下,与不反应。
(7)综合上述实验,与溶液反应的产物与___________等因素有关(答出两点即可)。
3.(2023·北京丰台·统考一模)某小组实验探究不同条件下溶液与溶液的反应。
已知:
i.在一定条件下可被还原为:(绿色)、(无色)、(棕黑色)。
ii.在中性、酸性溶液中不稳定,易发生歧化反应,产生棕黑色沉淀,溶液变为紫色。
实验 序号 物质a 实验现象
4滴物质a6滴(约0.3mL)0.1溶液2mL0.01溶液 I 3溶液 紫色溶液变浅至几乎无色
II 紫色褪去,产生棕黑色沉淀
III 6NaOH溶液 溶液变绿, 段时间后绿色消失,产生棕黑色沉淀
(1)实验I~III的操作过程中,加 溶液和物质a时,应先加___________。
(2)实验I中,的还原产物为___________。
(3)实验II中发生反应的离子方程式为___________。
(4)已知:可从电极反应 度分析物质氧化性和还原性的变化。用电极反应式表示实验III中溶液变绿时发 的氧化反应___________。
(5)解释实验III中“ 段时间后绿色消失,产生棕黑色沉淀”的原因___________。
(6)若想观察溶液与溶液反应后溶液为持续稳定的绿色,设计实验方案___________。
(7)改用0.1 溶液重复实验I,发现紫色溶液变浅并产生棕黑沉淀,写出产生棕黑色沉淀的离子方程式___________。
4.(2023·北京石景山·统考模拟预测)某小组探究不同阴离子与的结合倾向并分析相关转化。
资料:i.和均为白色,难溶于水。
ii.与、能生成、
iii.与结合倾向。
(1)探究、与的结合倾向
实验 滴管 试管 现象
I 10滴0.1mol/L溶液 等浓度的NaI和溶液 黄色沉淀
II 等浓度的NaI和溶液 黄色沉淀
①由实验I推测:与结合倾向_______(填“>”或“<”)。
②取两等份AgBr浊液,分别滴加等浓度、等体积的和溶液,前者无明显现象,后者浊液变澄清,澄清溶液中+1价银的存在形式_______(填化学式)。推测:与结合倾向。
查阅资料证实了,上述推测。
(2)的转化
实验 滴管 试管 现象
III 0.1mol/L溶液 0.1mol/L溶液 白色沉淀,振荡后消失
IV 0.1mol/L溶液 0.1mol/L溶液 白色沉淀,逐渐变为灰色,最终为黑色沉淀
①写出实验III中白色沉淀消失的离子方程式_______。
②查阅资料:实验IV中黑色沉淀是,中S元素的化合价分别为和+6.写出实验IV中白色沉淀变为黑色的化学方程式并分析原因_______。
③溶液可用作定影液。向溶液溶解AgBr之后的废定影液中,加入_______(填试剂和操作),可使定影液再生。
(3)的转化
分析试管1出现银镜的原因_______。
(4)资料显示:S原子与结合比O原子更稳定。与结构相似,但与结合倾向:,试从微粒空间结构角度解释原因_______。
5.(2023·北京平谷·统考模拟预测)工业上可用过氧化氢为氧化剂浸取废旧线路板中的铜,某兴趣小组采取不同方案进行实验并研究可行性。
方案1
实验装置 加入液体试剂 反应现象
10mL 30% 溶液(pH约为4) 开始无明显现象,静置10小时后,溶液变为浅蓝色,铜片上有少量蓝色沉淀,之后不再有明显变化
(1)实验结果表明,双氧水与铜可以缓慢的反应,其电极反应式可表示为
i.还原反应
ii.氧化反应_______
(2)根据电极反应式,有同学设想可以通过以下方式加快反应。
i.增大,增强的氧化性
ii.降低_______,增强Cu的还原性
(3)以此为依据设计了方案2与方案3
编号 加入液体试剂 反应现象
方案2 10mL30% 溶液和2mL 5mol/L 溶液 开始产生少量气泡,溶液变为蓝色,片刻后,反应越来越剧烈,甚至形成大量泡沫涌出(经检测,生成气体可使带火星木条复燃),反应后剩余铜片表面光亮
方案3 10mL 30% 溶液和2mL 5mol/L 氨水 生成较多气泡,溶液变为深蓝色。一段时间后,反应逐渐变慢,此时铜片上覆盖少量蓝色沉淀物。
方案2与方案3均在一定程度上加快了反应。
①方案2中,生成气体明显更剧烈的原因是_______。
②方案3中发生主要反应的离子方程式为_______。
③试评价方案2在回收铜过程的优缺点_______。
(4)方案3中生成沉淀会降低铜的回收率并会阻碍反应进行,进一步改进方案获得了良好效果。
编号 加入液体试剂 反应现象
方案4 10mL 30% 溶液2mL 5mol/L氨水同时加入少量固体 生成较多气泡,溶液变为深蓝色。反应后铜片变薄且表面光亮。
试分析的作用_______。
(5)小组同学通过进一步探究发现,含有和氨水的混合溶液能继续浸取单质铜。资料:在水溶液中不稳定,Cu(I)在溶液中能以等形式稳定存在。
①用离子方程式表示上述反应原理_______。
②通常条件下,含的溶液不能与Cu发生反应,请从氧化还原角度分析此反应能够发生的原因_____。
6.(2023·北京顺义·一模)某化学小组探究铜和稀硝酸的反应:
资料1 铜与浓度低于反应很慢,且放热极少。
(1)实验预测
①铜与稀反应的离子方程式为_______。
②小组同学预测铜与稀的反应速率应逐渐减慢,其理论依据是_______。
(2)实验实施
实验I:铜丝与反应。
实验装置 实验操作 实验现象
在洁净的注射器中装入已活化铜丝2.3g,再用注射器抽取,同时排尽注射器中的空气,关闭注射器止水开关,以保证铜丝与稀反应体系处于无氧环境中。 反应较慢阶段A:反应前90min几乎没有现象,90min左右才有很少气泡产生(该气体遇空气变成红棕色),溶液为浅蓝色;反应较快阶段B:之后溶液逐渐变为绿色;最后阶段C:在反应结束前15min左右时,体系溶液为深蓝色。
实验II:探究Cu与稀在无氧环境下反应所得溶液显绿色的原因:
操作及现象实验序号 取不同阶段的溶液进行实验操作 实验现象
阶段A溶液 阶段B溶液 阶段C溶液
1 滴加酸性溶液 褪色,滴6滴后溶液不褪色 褪色,但滴20滴后溶液仍然褪色 褪色,滴10滴后溶液不再褪色
2 滴加3%溶液 无明显现象 少量淡黄色沉淀 较多黄色沉淀
3 滴加稀溶液 无明显现象 变蓝色 无明显现象
资料2:
i.上述溶液中均不存在-3价的氮;为淡黄色沉淀。
ii.是一种弱酸,;
①通过上述实验,证明铜与稀反应过程中可能有生成,理由是_______。
②分析阶段B溶液呈绿色的原因_______。
③从平衡角度分析实验II中,阶段B溶液中滴加稀硫酸溶液由绿色变蓝的原因_______。
④写出铜和稀反应的生成的化学方程式_______。
(3)继续探究:
探究铜和稀反应速率变化的原因:小组同学依据实验I的数据,画出铜和稀硝酸反应的速率时间图像为下图:
甲同学提出,铜与稀硝酸反应,反应开始较慢(阶段A),后较快(阶段B),可能是因为反应生成的产物有催化作用,并通过实验证明了自己的猜想:甲同学设计的实验方案为_______。
(4)反思总结:通过上述实验探究过程,铜和的反应实际过程可能为_______。
7.(2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测)某研究小组为探究饱和NaHCO3溶液中是否还能溶解少量NaHCO3固体,设计并完成了下列实验。
【查阅资料】
常温下:Ksp(CaCO3)=4.96×10 9 Ksp(MgCO3)=6.82×10 6
碳酸的电离常数:H2CO3HCO+ H+ K1=4.3×10 7
HCOCO+ H+ K2=5.6×10 12
Mg(OH)2沉淀范围:pH 9.4 ~ 12.4
【实验过程】
实验编号 实验操作 现象或结论
ⅰ 测饱和NaHCO3溶液的pH pH为8.3
ⅱ 向20 mL 饱和NaHCO3溶液中再加入少量的NaHCO3固体,静置24小时。 少量的气体X从溶液底部固体中缓慢逸出,最终固体全部溶解,得到溶液Y
【分析解释】
(1)用化学用语解释饱和NaHCO3溶液pH为8.3的原因:______。
(2)为探究NaHCO3固体溶解的原理,取实验ⅱ反应后的气体X和溶液Y,检验其成分。
a.气体X能使澄清的石灰水变浑浊。
b.测得溶液Y的pH为8.7。
c.向溶液Y中滴加MgCl2溶液,有白色沉淀生成。
d.将c的悬浊液加热,继续有气体产生,白色沉淀不消失。
e.向2 mL饱和NaHCO3溶液中加入MgCl2溶液,无明显现象。
f.向2 mL饱和Na2CO3溶液中加入MgCl2溶液,有白色沉淀生成。
① 气体X是______。
② 步骤d中反应的化学方程式是______。
③ 步骤e中若用CaCl2溶液代替MgCl2溶液完成实验,会观察到白色沉淀。其原因是______。
④ 步骤e、f的目的是______。
【得出结论】
(3)通过上述实验证明饱和NaHCO3溶液中还能溶解少量NaHCO3固体,结合化学用语解释其原因______。
8.(2023·北京西城·北师大实验中学校考模拟预测)在处理NO废气的过程中,催化剂[Co(NH3)6]2+会逐渐失活变为[Co(NH3)6]3+。某小组为解决这一问题,实验研究和之间的相互转化。
资料:i.Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,Ksp[Co(OH)3]=1.6×10-44
ii.Co2++6NH3[Co(NH3)6]2+K1=1.3×105
Co3++6NH3[Co(NH3)6]3+K2=2×1035
iii.[Co(NH3)6]2+和[Co(NH3)6]3+在酸性条件下均能生成NH
(1)探究的还原性
实验I.粉红色的CoCl2溶液或CoSO4溶液在空气中久置,无明显变化。
实验II.向0.1mol/LCoCl2溶液中滴入2滴酸性KMnO4溶液,无明显变化。
实验III.按如图装置进行实验,观察到电压表指针偏转。
①甲同学根据实验III得出结论:Co2+可以被酸性KMnO4溶液氧化。
乙同学补充实验IV,____(补全实验操作及现象),否定了该观点。
②探究碱性条件下的还原性,进行实验。
ii中反应的化学方程式是____。
③根据氧化还原反应规律解释:还原性Co(OH)2>Co2+:Co2+-e-=Co3+在碱性条件下,OH-与Co2+、Co3+反应,使c(Co2+)和c(Co3+)均降低,但____降低的程度更大,还原剂的还原性增强。
(2)探究的氧化性
①根据实验III和IV推测氧化性:Co3+>Cl2,设计实验证明:向V中得到的棕褐色沉淀中,____(补全实验操作及现象),反应的离子方程式是____。
②向V中得到的棕褐色沉淀中滴加H2SO4溶液,加入催化剂,产生无色气泡,该气体是____。
(3)催化剂[Co(NH3)6]2+的失活与再生
①结合数据解释[Co(NH3)6]2+能被氧化为[Co(NH3)6]3+而失活的原因:____。
②根据以上实验,设计物质转化流程图实现[Co(NH3)6]2+的再生:____。
示例:CoCoCl2Co(OH)2
9.(2023·北京西城·北京四中校考模拟预测)从矿石中提取金(Au)是获取贵金属的主要来源。
(1)俗话说“真金不怕火炼”,从化学性质角度解释其原因是_______。
(2)用硫代硫酸盐在弱碱性条件下浸金是提取金的一种方法。
①补全反应的离子方程式_______。
口Au+口+O2+口_______=口[Au(S2O3)2]3-+口_______
②简述在金被氧化过程中的作用:_______。
(3)工业上常用CuSO4溶液、氨水和Na2S2O3溶液为原料配制浸金液,其一种可能的浸金原理示意图如下。
①上述原理可知,[Cu(NH3)4]2+在浸金过程中起_______作用。
②为了验证上述原理中O2的作用,进行如下实验。
实验现象:反应一段时间后,温度无明显变化,U形管内液柱左高右低,锥形瓶中溶液蓝色变浅,打开瓶塞后……
a.打开瓶塞后,_______(填实验现象),证实了上述原理。
b.a中现象对应反应的离子方程式是_______。
③下图表示相同时间内,配制浸金液的原料中c(CuSO4)对浸金过程中消耗率和浸金量的影响(其他条件不变)。
已知:2Cu2++6 2[Cu(S2O3)2]3-+
结合图1,解释图2中浸金量先上升后下降的原因:_______。
10.(2023·北京西城·北京四中校考模拟预测)某小组探究CuSO4溶液、FeSO4溶液与碱的反应,探究物质氧化性和还原性的变化规律。将一定浓度CuSO4溶液,饱和FeSO4混合溶液加入适量氨水,产生红褐色沉淀,经检验,红褐色沉淀含Fe(OH)3。
(1)分析Fe(OH)3产生的原因:O2氧化所致。
验证:向FeSO4溶液中滴入氨水,生成的白色沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后有红褐色沉淀生成。
①生成白色沉淀的离子方程式是___________。
②产生红褐色沉淀:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。电极反应式:还原反应:O2+2H2O+4e-=4OH-。氧化反应:___________。
(2)提出问题:产生Fe(OH)3的原因可能是Cu2+氧化所致。
验证如下(溶液A:饱和FeSO4溶液+CuSO4溶液;已排除空气的影响):
序号 实验 试剂 现象
I 氨水 生成沉淀,一段时间后,产生红褐色沉淀和灰黑色固体物质
II 水 溶液无明显变化
①I中可能产生Cu,运用氧化还原反应规律分析产生Cu的合理性:___________。
②检验:滤出I中不溶物,用稀H2SO4溶解,未检出Cu。分析原因:
i.I中未生成Cu。
iiI中生成了Cu。由于___________(用离子方程式表示),因此未检出Cu。
(3)设计实验(III)确认CuSO4的作用(已排除空气的影响),装置示意图如下所示。
①补全电化学装置示意图___________。经检验,实验中产生了Fe(OH)3、Cu。
②II、III中均含Cu2+。III中产生了Cu,II中未产生Cu,试解释原因___________。
(4)CH3CHO分别与AgNO3溶液、银氨溶液混合并加热,CH3CHO与AgNO3溶液混合物明显现象,但与银氨溶液混合能产生银镜。试解释原因:___________。
11.(2023·北京房山·统考一模)某小组同学用二氧化锰与过量浓盐酸反应制备氯气过程中(装置如图所示)发现,二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止,对此现象开展探究。
(1)二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是___________。
[提出猜想]ⅰ.随着反应进行,c(Cl-)降低,不能被二氧化锰氧化
ⅱ.随着反应进行,……
[进行实验]将反应后的固液混合物倒出,平均分在2个试管中,分别进行以下实验,证实了猜想ⅰ不成立。
序号 实验操作 实验现象
Ⅰ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;___________,充分振荡,继续加热 试纸未变蓝
Ⅱ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;滴入2滴浓硫酸,充分振荡,继续加热 滴入浓硫酸前,试纸不变蓝;滴入浓硫酸后,试纸变蓝
(2)将Ⅰ中操作补充完整:___________。
(3)II中试纸变蓝说明试管中的反应产生了___________(填化学式)。
[进一步实验]设计如下实验进一步探究。
序号 实验装置 实验操作 现象
Ⅲ 向左侧烧杯中滴加2滴浓硫酸 滴加浓硫酸前,电流表指针不偏转;滴加浓硫酸后,电流表指针偏转
Ⅳ 向右侧烧杯中滴加2滴浓硫酸 电流表指针始终不偏转
(4)滴加浓硫酸后,左边烧杯中反应的电极反应式是___________。
(5)依据实验Ⅰ-Ⅳ,解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是___________。
[新的探究]小组同学又进行了实验Ⅴ、Ⅵ。
序号 实验操作 实验现象
Ⅴ 在0.5g二氧化锰中加入2毫升5%双氧水 产生气泡
Ⅵ 在0.5g二氧化锰中滴加2滴浓硫酸,再加入2毫升5%双氧水 产生气泡,黑色固体消失,生成无色溶液
(6)Ⅵ中反应的离子方程式是___________。
(7)结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论,解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因___________。
12.(2023·北京海淀·北理工附中校考模拟预测)某研究小组探究电解溶液的电极反应产物
(1)配制1 mol L 溶液,测得,原因_______(用离子方程式表示)。从化合价角度分析,具有_______。
(2)该小组同学预测电解溶液两极的现象:阳极有黄绿色气体产生,阴极有无色气体产生。该小组同学用下图装置电解1 mol L 溶液:
实验 条件 操作及现象
电压 pH 阳极 阴极
I 1.5v 4.91 无气泡产生,溶液逐渐变浑浊,5分钟后电极表面析出红褐色固体 无气泡产生,4分钟后电极表面有银灰色金属状固体附着
①取少量银灰色固体洗涤后,加稀有气泡产生,再向溶液中加入_______(试剂和现象),证明该固体为Fe。
②该小组同学进一步分析红褐色固体产生的原因,甲同学认为_______;乙同学认为,可氧化最终生成。
为证实结论,设计方案如下:用实验Ⅰ的装置和1.5v电压,电解酸化()的_______,通电5分钟后,阳极无明显现象,证实乙同学的推论不正确。丙同学认为仍不严谨,原因是产生的气体溶于水,继续实验_______(操作和现象),进一步证实了乙同学的推论不正确。
(3)该小组同学进一步探究电解1 mol L 溶液电极产物的影响因素。
实验 条件 操作及现象
电压 pH 阳极 阴极
II 1.5v 2.38 无气泡产生,溶液出现少量浑浊,滴加KSCN溶液变红色 无气泡产生,电极表面有银灰色金属状固体附着
III 1.5v 1.00 无气泡产生,溶液无浑浊现象,滴加KSCN溶液变红色 有气泡产生,无固体附着
IV 3.0v 4.91 无气泡产生,溶液逐渐变浑浊,3分钟后电极表面有红褐色固体产生 极少量气泡产生,1分钟出现镀层金属
V 6.0v 4.91 有气泡产生,遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。溶液逐渐变浑浊 大量气泡产生,迅速出现镀层金属
①对比实验I、II、III可以得出结论:
阳极放电时,酸性较强主要生成;酸性较弱主要生成。
阴极_______。
②对比实验I、IV、V可以得出结论:
增大电压,不仅可以改变离子的放电能力,也可以_______。
(4)综合分析上述实验,电解过程中电极反应的产物与_______有关。
参考答案:
1.(1)ClO-+H2OHClO+OH-
(2) 焰色试验 4NaCuO2+12H+=4Cu2++4Na++O2↑+6H2O
(3) pH减小,ClO-也可能氧化Cl-生成Cl2 滴加浓NaCl溶液,产生使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体 c(H+)增大,NaCuO2的氧化性增强
(4)4NaCuO2+6H2O=4Cu(OH)2+O2↑+4NaOH
(5)具有强氧化性,能与H+、H2O反应
(6) CuSO4溶液 NaOH溶液
【详解】(1)NaClO为强碱弱酸盐,水解显碱性,溶液显碱性的原因:ClO-+H2OHClO+OH-;
(2)①钠元素的焰色试验为黄色,可以通过焰色试验证明钠元素的存在;
②NaCuO2与稀H2SO4反应生成硫酸铜、硫酸钠、氧气、水,反应的离子方程式是4NaCuO2+12H+=4Cu2++4Na++O2↑+6H2O;
(3)①溶液中存在次氯酸根离子,具有氧化性,也可能氧化氯离子生成氯气,则生成Cl2的其他原因:pH减小,ClO-也可能氧化Cl-生成Cl2;
②i.提出假设1:c(Cl-)增大,Cl-的还原性增强。证明假设成立操作和现象是:取少量NaCuO2固体于试管中,滴加浓NaCl溶液,产生使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体。
ii.提出假设2:c(H+)增大,NaCuO2的氧化性增强,经证实该假设也成立。
(4)浊液放置过程中,沉淀表面缓慢产生气泡为O2,蓝色固体为氢氧化铜,同时生成NaOH,放置过程中产生气体的化学方程式是4NaCuO2+6H2O=4Cu(OH)2+O2↑+4NaOH。
(5)通过以上实验,对于NaCuO2化学性质的认识是具有强氧化性,能与H+、H2O反应。
(6)根据上述实验,NaCuO2在碱性条件下较稳定,则可以用NaClO溶液、CuSO4溶液和NaOH溶液制备在水溶液中稳定存在的NaCuO2,应选用的试剂是NaClO溶液、CuSO4溶液和NaOH溶液。
2.(1)
(2) 固体a放置在空气中变为棕黑色 将MnS放置在空气中,观察相同时间内是否变为棕黑色
(3)、、MnS被酸性溶液氧化生成S;在酸性条件下转化生成S
(4)
(5)
(6)取少量反应后的上层溶液,加入(或)溶液,产生白色沉淀,过滤,向沉淀中加过量盐酸,沉淀不溶解
(7)反应物用量、添加顺序、溶液pH
【分析】硫化钠中加入酸性高锰酸钾溶液得到肉色固体为MnS,溶液为黄色,说明生成了,再加入酸性高锰酸钾溶液,溶液为无色,可能含有,得到白色固体可能为,再加入酸性高锰酸钾溶液,得到棕黑色固体为二氧化锰。据此解答。
【详解】(1)溶液中硫离子水解,使溶液显碱性,离子方程式表示为:。
(2)将固体a过滤、洗涤,放置在空气中,固体变为棕黑色。
①从实验可知是变成二氧化锰,现象为固体变为棕黑色,故认为原固体中含有。
②补充对比实验:看硫化锰能否直接变成二氧化锰,实验方案为:将MnS放置在空气中,观察相同时间内是否变为棕黑色。
(3)、、MnS都有还原性,能被酸性溶液氧化生成S;在酸性条件下转化生成S,故固体b中主要成分为硫。
(4)将氧化生成二氧化锰,根据氧化还原反应配平该反应的离子方程式为:。
(5)取少量实验Ⅱ的绿色溶液,滴加硫酸,溶液变为紫红色,产生棕黑色固体。说明反应生成二氧化锰和高锰酸根离子,根据氧化还原反应配平,该反应的离子方程式是。。
(6)硫酸根离子的检验方法为取少量反应后的上层溶液,加入(或)溶液,产生白色沉淀,过滤,向沉淀中加过量盐酸,沉淀不溶解。
(7)实验中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液,也就是在控制反应物的用量,也可以用添加顺序控制用量,最后实验中采用为经酸化的高锰酸钾溶液做实验,产物不同,故可以总结出,反应物的用量多少,添加顺序和酸碱性环境都可以影响产物。
3.(1)物质a
(2)
(3)
(4)
(5) 成的继续氧化未反应完的导致绿色消失,产生棕黑色沉淀,
(6)向2mL 0.01 溶液滴加4滴6 NaOH溶液,再滴加2滴(约0.1mL)0.1 溶液
(7)
【分析】本实验探究不同条件下KMnO4与Na2SO3溶液的反应,利用高锰酸钾溶液的强氧化性,将SO氧化成SO,根据Mn元素被还原成不同物质,发生颜色变化或有无沉淀生成,判断不同条件的反应,据此分析;
【详解】(1)因为探究不同条件下高锰酸钾溶液与亚硫酸钠反应,因此先让高锰酸钾溶液处于不同环境,然后再滴加亚硫酸钠,根据表中数据,应先加物质a;故答案为物质a;
(2)根据实验Ⅰ现象紫色溶液变浅至几乎无色,根据题中含Mn元素微粒的颜色,判断出实验Ⅰ中MnO的还原产物为Mn2+;故答案为Mn2+;
(3)根据实验Ⅱ实验现象:紫色褪去,产生棕黑色沉淀,即高锰酸钾被还原成MnO2,根据化合价升降法和电荷守恒,实验Ⅱ反应离子方程式为2MnO+3SO+H2O=2MnO2↓+3SO+2OH-;故答案为2MnO+3SO+H2O=2MnO2↓+3SO+2OH-;
(4)实验Ⅲ溶液变绿,说明生成MnO,Mn的化合价降低,发生还原反应,发生氧化反应应是硫元素化合价升高,即电极反应式为SO-2e-+2OH-= SO;故答案为SO-2e-+2OH-= SO;
(5)变绿说明生成MnO,棕黑色沉淀为MnO2,Mn元素化合价继续降低,说明生成MnO继续氧化未反应完的SO,使绿色消失产生棕黑色沉淀,其离子方程式为MnO+SO+H2O=MnO2↓+SO+2OH-;故答案为生成MnO继续氧化未反应完的SO,使绿色消失产生棕黑色沉淀, MnO+SO+H2O=MnO2↓+SO+2OH-;
(6)根据实验Ⅲ,要想观察到持续的绿色,说明KMnO4与Na2SO3恰好完全反应生成MnO,KMnO4与Na2SO3物质的量之比为2∶1,设计方案为向2mL0.01mol/LKMnO4溶液滴加4滴6mol/LNaOH溶液,再滴加2mL(约0.1mL)0.1mol/LNa2SO3溶液;故答案为向2mL0.01mol/LKMnO4溶液滴加4滴6mol/LNaOH溶液,再滴加2mL(约0.1mL)0.1mol/LNa2SO3溶液;
(7)改用0.1mol/LKMnO4溶液重复实验Ⅰ,高锰酸钾溶液浓度增大,高锰酸钾溶液过量,有棕黑色沉淀产生,说明过量的高锰酸钾溶液与Mn2+发生反应生成MnO2,其离子方程式为2MnO+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+,故答案为2MnO+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+。
4.(1) >
(2) ,Ag+与-2价S结合倾向更强 Na2S溶液至不再产生黑色沉淀后过滤
(3)试管1中加浓NaOH溶液,还原性增强,析出银镜
(4)和都是四面体形,体心的S很难与Ag+配位,主要是4个O原子与Ag+结合,是1个S原子、3个O原子与Ag+结合,因为S原子与Ag+结合比O原子更稳定,所以与Ag+结合倾向:<
【分析】利用题中提供的信息,根据离子之间的反应进行分析,设计实验进行求证;
【详解】(1)①往等浓度的NaI和溶液中加入10滴0.1mol/L溶液,产生黄色沉淀为AgI,证明与结合倾向>;答案为>;
②取两等份AgBr浊液,分别滴加等浓度、等体积的和溶液,前者无明显现象,后者浊液变澄清,根据已知ii.与、能生成、,则澄清溶液中+1价银的存在形式为;
(2)①实验III中往0.1mol/L溶液中滴加0.1mol/L溶液,产生白色沉淀,后消失,则生成的继续反应生成,白色沉淀消失的离子方程式为;
②,Ag+与-2价S结合倾向更强,故实验IV中白色沉淀变为黑色;
③溶液可用作定影液。向溶液溶解AgBr之后的废定影液中,加入Na2S溶液至不再产生黑色沉淀后过滤,可使定影液再生;
(3)试管1中加浓NaOH溶液,还原性增强,析出银镜;
(4)和都是四面体形,体心的S很难与Ag+配位,主要是4个O原子与Ag+结合,是1个S原子、3个O原子与Ag+结合,因为S原子与Ag+结合比O原子更稳定,所以与Ag+结合倾向:<。
5.(1)
(2)(铜离子)
(3) 生成的()作为催化剂,加快了分解速率 优点:产物单一,污染小;缺点:大量分解,成本高
(4)降低,避免生成
(5) 加入氨水后,的因为生成配位化合物浓度变小,使Cu的还原能力增强,因此增大了氧化还原反应自发进行的趋势
【分析】探究影响铜与双氧水反应的速率的因素。方案2中通过加入稀硫酸增大氢离子浓度,探究增大,增强的氧化性;方案3通过加入氨水生成降低Cu2+浓度,探究降低Cu2+,增强Cu的还原性;方案4通过加固体降低OH-浓度,防止生成,探究对反应速率的影响。
【详解】(1)实验结果表明,双氧水与铜可以缓慢的反应,双氧水得电子发生还原反应,Cu失电子发生氧化反应生成Cu2+,电极反应为;
(2)负极发生反应,降低浓度,增强Cu的还原性;
(3)①方案2中,可以催化双氧水分解放出氧气,生成的作为催化剂,加快了分解速率,所以生成气体明显更剧烈。
②方案3中Cu、H2O2、氨水反应溶液变为深蓝色,说明生成,发生主要反应的离子方程式为;
③方案2在回收铜过程,优点是产物单一,污染小;缺点是大量分解,成本高。
(4)加入,发生反应降低,避免生成。
(5)①上述反应原理为;
②通常条件下,含的溶液不能与Cu发生反应,加入氨水后,的因为生成配位化合物浓度变小,使Cu的还原能力增强,因此增大了氧化还原反应自发进行的趋势。
6.(1) 随着反应的进行,硝酸浓度减小,反应速率减慢
(2) 在B阶段和C阶段,加入溶液,产生黄色沉淀 B阶段产生,电离产生,发生反应;,溶液为绿色; B阶段,滴加稀硫酸,增大,平衡逆向移动,使减小,,平衡逆向移动,溶液从绿色变成蓝色
(3)在另一只洁净的注射器中装入相同质量铜丝,再注入相同多的同浓度的稀硝酸,滴加几滴溶液,其余的操作与上述实验相同,观察现象;
(4)铜和稀反应先生成少量,作催化剂,反应速率加快生成越多。
【详解】(1)铜和稀硝酸反应的离子方程式为:,随着反应的进行,硝酸浓度减小,反应速率减慢;
(2)在B阶段和C阶段,加入溶液,产生黄色沉淀,说明在反应的过程有生成;B阶段产生,电离产生,发生反应;(绿色),所以溶液为绿色;B阶段,滴加稀硫酸,增大,平衡逆向移动,使减小,,平衡逆向移动,溶液从绿色变成蓝色;铜和稀反应的生成的化学方程式为:;
(3)要证明在该反应中作催化剂,直接加入溶液,其他的试剂和操作和上述一样,形成更好的对比,所以方案设计为:在另一只洁净的注射器中装入相同质量铜丝,再注入相同多的同浓度的稀硝酸,滴加几滴溶液,其余的操作与上述实验相同,观察现象。
(4)根据实验现象和实验探究,铜和稀反应先生成少量,作催化剂,反应速率加快,生成越多。
7.(1)HCO+H2OH2CO3+OH-
(2) CO2 溶液中存在平衡,Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),说明结合能力比强,所以可以得到沉淀 证明饱和溶液中离子浓度不足以和溶液反应生成沉淀
(3)体系中存在平衡:2HCO(aq) CO(aq)+CO2↑+H2O(l),由于CO2不断逸出,平衡正向移动,固体溶解。
【详解】(1)NaHCO3为强碱弱酸盐,HCO发生水解HCO+H2OH2CO3+OH-,碳酸氢根也能电离,但水解程度大于电离程度,使c(OH-)>c(H+),溶液显碱性;故答案为HCO+H2OH2CO3+OH-;
(2)①根据题中信息可知,气体X能使澄清石灰水变浑浊,则气体X为CO2;故答案为CO2;
②步骤c中产生的白色沉淀可能是Mg(OH)2,也可能是MgCO3,但根据题中所给信息可知,Mg(OH)2沉淀范围是9.4~12.4,而此时溶液的pH为8.7,因此白色沉淀为MgCO3,将步骤c生成的MgCO3悬浊液加热,继续有气体产生,由于Mg(OH)2比MgCO3更难溶,因此加热过程中发生反应的化学方程式为,故答案为;
③HCO既能发生电离,也能发生水解,碳酸氢钠溶液中存在HCOCO+H+,根据题中数据Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),说明CaCO3比MgCO3更难溶,所以得到CaCO3沉淀;故答案为溶液中存在平衡,Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),说明结合能力比强,所以可以得到沉淀;
④步骤d和e作对照实验,e中证明碳酸氢钠溶液中CO不足以和MgCl2反应产生白色沉淀;故答案为证明饱和溶液中离子浓度不足以和溶液反应生成沉淀;
(3)根据上述分析,饱和碳酸氢钠溶液中存在2HCO(aq) CO(aq)+CO2↑+H2O(l),由于CO2不断逸出,平衡正向移动,固体溶解,故答案为体系中存在平衡:HCO(aq) CO(aq)+CO2↑+H2O(l),由于CO2不断逸出,平衡正向移动,固体溶解。
8.(1) 将实验Ⅲ中的0.1mol/LCoCl2溶液替换为0.2mol/LNaCl溶液进行实验,指针偏转幅度与实验Ⅲ相同 4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3 c(Co3+)
(2) 加入适量盐酸,棕褐色沉淀溶解,产生黄色有刺激性气味的气体,溶液变为粉红色 2Co(OH)3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+6H2O O2
(3) 对Co2+-e-=Co3+,NH3与Co2+、Co3+反应,使c(Co2+)和c(Co3+)均降低,但K2>K1,c(Co3+)降低的程度远大于c(Co2+),还原剂的还原性增强,[Co(NH3)6]2+能被氧化 [Co(NH3)6]3+ Co2+ [Co(NH3)6]2+
【分析】利用不同氧化剂及还原剂,通过实验研究和之间的相互转化,探究氧化性和还原性强弱,通过分析及实验进行验证。
【详解】(1)①乙同学补充实验IV,设计不含Co2+但氯离子浓度相同的溶液代替0.1mol/LCoCl2,进行实验,如:将实验Ⅲ中的0.1mol/LCoCl2溶液替换为0.2mol/LNaCl溶液进行实验,指针偏转幅度与实验Ⅲ相同,从而否定了甲同学根据实验III得出结论:Co2+可以被酸性KMnO4溶液氧化;
②ii中蓝色沉淀Co(OH)2在空气中缓慢反应被氧气氧化生成棕褐色沉淀Co(OH)3,反应的化学方程式是4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3;
③根据氧化还原反应规律解释还原性Co(OH)2>Co2+:Co2+-e-=Co3+在碱性条件下,OH-与Co2+、Co3+反应,使c(Co2+)和c(Co3+)均降低,但c(Co3+)降低的程度更大,还原剂的还原性增强;
(2)①向V中得到的棕褐色沉淀中,加入适量盐酸,棕褐色沉淀溶解,产生黄色有刺激性气味的气体,溶液变为粉红色,证明:实验III和IV推测氧化性:Co3+>Cl2;实验中酸性条件下Co(OH)3将氯离子氧化生成氯气,反应的离子方程式是2Co(OH)3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+6H2O;
②向V中得到的棕褐色沉淀中,滴加H2SO4溶液,加入催化剂,产生无色气泡,该气体是O2;
(3)①对Co2+-e-=Co3+,NH3与Co2+、Co3+反应,使c(Co2+)和c(Co3+)均降低,但K2>K1,c(Co3+)降低的程度远大于c(Co2+),还原剂的还原性增强,[Co(NH3)6]2+能被氧化,故[Co(NH3)6]2+能被氧化为[Co(NH3)6]3+而失活;
②要实现[Co(NH3)6]2+的再生,可通过酸性条件下催化[Co(NH3)6]3+产生Co2+后再利用氨气处理可得:[Co(NH3)6]3+ Co2+ [Co(NH3)6]2+。
9.(1)Au在高温条件下不与O2反应
(2) 与Au+形成配合物,提高Au的还原性
(3) 催化 锥形瓶中溶液蓝色复原 当c(CuSO4)<0.03mol/L时,随着c(CuSO4)的增大,的浓度增大,浸金速率增大;当c(CuSO4)>0.03mol/L时,游离的Cu2+消耗,使浓度减小,浸金速率减小
【详解】(1)真金不怕火炼从化学性质角度解释其原因是:Au在高温条件下不与O2反应;
(2)该反应为氧化还原反应,根据得得失电子守恒可配平,离子反应方程式为:;从方程式中可以看出,与Au+形成配合物,提高Au的还原性;
(3)该机理图机理为:Au失电子形成Au+,与Au+反应得到,与反应得到和Au,与氧气、氨水反应又重新生成,故在整个过程中起到了催化的作用;反应一段时间后,温度无明显变化,U形管内液柱左高右低,锥形瓶中溶液蓝色变浅,说明生成了,打开瓶塞后锥形瓶中溶液蓝色复原,说明氧气将又氧化为;a中为在氧气和氨水的作用下生成了,方程式为:;当c(CuSO4)<0.03mol/L时,随着c(CuSO4)的增大,配制的浸金液中的浓度增大,浸金速率增大;当c(CuSO4)>0.03mol/L时,根据题中所给已知方程式,游离的Cu2+消耗,使浓度减小,浸金速率减小。故答案为:当c(CuSO4)<0.03mol/L时,随着c(CuSO4)的增大,的浓度增大,浸金速率增大;当c(CuSO4)>0.03mol/L时,游离的Cu2+消耗,使浓度减小,浸金速率减小。
10.(1) Fe2+ + 2NH3·H2O=Fe(OH)2↓ +2 Fe(OH)2-e-+ OH-= Fe(OH)3
(2) 溶液中发生了氧化还原反应,升价产物有Fe(OH)3,降价产物有Cu是合理的 Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O、Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
(3) II中Fe2+ 的还原性较弱,不能将Cu2+ 还原为Cu;III中NH3·H2O + OH-, 产生氢氧化亚铁,Fe(OH)2-e-+ OH-= Fe(OH)3,碱性增强及产生Ksp更小的Fe(OH)3使亚铁盐的还原性增强,能将Cu2+ 还原为Cu
(4)CH3CHO-2e-+ 3OH- = CH3COO- + 2H2O,加入氨水提高了CH3CHO的还原性,能与银氨溶液产生银镜
【详解】(1)①硫酸亚铁与氨水反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀,其离子方程式为:Fe2++2NH3·H2O=Fe(OH)2↓ +2。。
②用总反应减去还原反应,得到氧化反应为:Fe(OH)2-e-+OH-=Fe(OH)3。
(2)①由现象可知,反应生成了氢氧化铁沉淀,从氧化还原的角度看,氢氧化铁可为升价产物,铜可为降价产物,因此有铜生成从氧化还原的角度看是合理的。
②不溶物中有氢氧化铁,氢氧化铁与硫酸反应生成三价铁离子,三价铁离子又可以与铜反应生成二价铁离子和铜离子,因此未检出铜,其离子方程式为:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。
(3)①若要确认CuSO4的作用,应把硫酸铜溶液和饱和硫酸亚铁溶液分别放在两个烧杯中,因此其装置示意图应为:。
②II中Fe2+的还原性较弱,不能将Cu2+还原为Cu;III中NH3·H2O +OH-,氢氧根离子与亚铁离子反应产生氢氧化亚铁,Fe(OH)2-e-+OH-=Fe(OH)3,碱性增强及产生Ksp更小的Fe(OH)3使亚铁盐的还原性增强,能将Cu2+还原为Cu。
(4)银氨溶液呈碱性,CH3CHO-2e-+3OH-=CH3COO-+2H2O,往硝酸银溶液中加入氨水提高了CH3CHO的还原性,能与银氨溶液产生银镜。
11. MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 加入固体NaCl Cl2 MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl- MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O 滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
【详解】(1)实验室二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;加入固体NaCl充分振荡,增加氯离子浓度,继续加热,试纸未变蓝,说明没产生氯气,说明不是c(Cl-)影响氯气的生成。
(3)II中试纸变蓝说明试管中的反应产生了:Cl2,氯气将碘离子氧化为碘单质,湿润的淀粉变为蓝色。
(4)滴加浓硫酸后,由于氢离子浓度改变,增加MnO2的氧化性,右边烧杯中反应的电极反应式是:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O。
(5)依据实验Ⅰ-Ⅳ,解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是:c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl-。
(6)Ⅵ中二氧化锰与双氧水反应生成氧气,Mn2+,且Mn2+无色,反应的离子方程式是:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。
(7)结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论,解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因:滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
。
12. Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+ 氧化性和还原性 K3[Fe(CN)6] 溶液、蓝色沉淀 Fe2+-e- = Fe3+,最终生成Fe(OH)3 2mol·L-1 NaCl(或KCl)溶液 取阳极附近溶液,加入淀粉KI溶液后,溶液不变蓝 酸性较强时,H+放电,酸性较弱时,Fe2+放电 改变电极反应的速率 电解质溶液的酸碱性、电源电压
【详解】本题考查实验方案设计与评价,(1)FeCl2属于强酸弱碱盐,Fe2+发生水解反应,其原因是Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+ ;Fe2+处于中间价态,既具有氧化性又具有还原性;(2)①铁与硫酸反应生成Fe2+,证明固体为Fe,需要验证溶液中存在Fe2+,即需要加入K3[Fe(CN)6] 溶液,溶液中出现蓝色沉淀,证明固体为铁单质;②Fe2+具有还原性,发生Fe2+-e-=Fe3+。阴极上发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Fe3+与OH-反应生成Fe(OH)3;需要做对比实验,产生的Cl2不与电解质中的离子发生反应,即电解酸化的2mol·L-1的NaCl或KCl;氯气溶于水后,得到氯水,具有强氧化性,因此需要取阳极附近溶液,加入淀粉KI溶液后,溶液不变蓝,证实了乙同学的推论不正确;(3)①根据实验I、II、III,酸性较强时,有气泡产生,无固体附着,说明放电的是H+,酸性较弱时,无气泡冒出,有金属状固体附着,说明Fe2+放电;②根据I、IV、V实验,各电极现象,增大电压,不仅可以改变离子的放电顺序,也可以改变电极的反应速率;(4)综上所述,电极反应的产物与电解质溶液的酸碱性、电源电压有关。
试卷第1页,共3页
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