探究实验.docx
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探究实验
探究实验
1．某小组设计不同实验方案比较Cu2+、Ag+的氧化性。
查阅资料：
Ag++I-=AgI↓K1=1.2×1016；2Ag++2I-=2Ag↓+I2K2=8.7×108
（1）方案1：
通过置换反应比较
向酸化的AgNO3溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝，说明氧化性Ag+＞Cu2+。
反应的离子方程式是___________________________________________________。
（2）方案2：
通过Cu2+、Ag+分别与同一物质反应进行比较
实验
试剂
编号及现象
试管
滴管
1.0mol/L
KI溶液
1.0mol/LAgNO3溶液
Ⅰ．产生黄色沉淀，溶液无色
1.0mol/LCuSO4溶液
Ⅱ．产生白色沉淀A，溶液变黄
①经检验，Ⅰ中溶液不含I2，黄色沉淀是________。
②经检验，Ⅱ中溶液含I2。
推测Cu2+做氧化剂，白色沉淀A是CuI。
确认A的实验如下：
a．检验滤液无I2。
溶液呈蓝色说明溶液含有________（填离子符号）。
b．白色沉淀B是________。
c．白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是___________，说明氧化性Ag+＞Cu2+。
（3）分析方案2中Ag+未能氧化I-，但Cu2+氧化了I-的原因，设计实验如下：
编号
实验1
实验2
实验3
实验
KI溶液
KI溶液AgNO3溶液
ab
KI溶液CuSO4溶液
cd
现象
无明显变化
a中溶液较快变棕黄色,b中电极上析出银；电流计指针偏转
c中溶液较慢变浅黄色；
电流计指针偏转
（电极均为石墨，溶液浓度均为1mol/L，b、d中溶液pH≈4）
①a中溶液呈棕黄色的原因是___________________________（用电极反应式表示）。
②“实验3”不能说明Cu2+氧化了I-。
依据是空气中的氧气也有氧化作用，设计实验证实了该依据，实验方案及现象是_____________________________。
③方案2中，Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-。
其原因一是从K值分析：
______；二是从Cu2+的反应特点分析：
______________________________________________。
2．某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。
（1）检验产物
①取少量黑色固体，洗涤后，_______（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_______________。
（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是___________________（用离子方程式表示）。
针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。
同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀；溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀；较3min时量少；溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀；较30min时量少；溶液红色较30min时变浅
（资料：
Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）
②对Fe3+产生的原因作出如下假设：
假设a：
可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；
假设b：
空气中存在O2，由于________（用离子方程式表示），可产生Fe3+；
假设c：
酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；
假设d：
根据_______现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。
③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。
实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ：
向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ：
装置如图。
其中甲溶液是________，操作及现象是________________。
3．FeCl3为中学化学中经常使用的物质，长郡化学实验小组为探究FeCl3的性质，进行了如下实验。
（1）学习小组A为探究FeCl3与KI溶液的反应，特设计如右图所示的原电池实验装置。
在实验过程中，学习小组A发现，灵敏电流计的指针先偏转，最后示数为零。
若此时向甲中加入适量FeCl2固体，灵敏电流计的指针又发生偏转此时________（填“甲”或“乙”）中石墨电极为负极，对应的电极反应方程式为_________
（2）学习小组B把FeCl3溶液分别加入Na2CO3溶液和Na2SO3溶液中，发现有如下实验现象：
对于②中的实验现象，学习小组B的同学们有诸多猜测，继续进行实验：
I．小明取②中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。
小明得出结论：
FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应，离子方程式是_____。
Ⅱ，小红认为小明的实验不严谨，重新设计实验方案并进行实验，证实了小明的结论是正确的。
其实验方案是______________________________。
（3）学习小组C进一步探究FeCl3溶液与足量锌粉的反应。
实验操作及实验现象如下表所示：
已知：
Zn的化学性质与Al相似，能发生反应
①结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因：
______
②分离出黑色固体，经下列实验证实了其中含有的主要物质。
i．黑色固体可以被磁铁吸引ii．向黑色固体中加入足量的NaOH溶液，产生气泡；
iii．将ii中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡；iv.向iii反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无变化。
a．黑色固体中一定含有的物质是_____。
b．学习小组C认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fe3O4，理由是__________________
（4）为进一步探究1．0mol/LFeCl3溶液中Fe3+和H+氧化性的相对强弱，学习小组C补充实验并观察到反应开始时的实验现象如下表所示：
学习小组C得出结论：
在1．0mol/LFeCl3溶液中，Fe3+的氧化性比H+强。
则表格中横杠处应填____________
4．水合草酸亚铁（FeC2O4·xH2O）是生产锂电池的原料。
难溶于水,受热易分解。
某化学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。
回答下列问题:
（1） 将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。
分别取2mL此溶液于3支试管中,进行实验。
能证明水合草酸亚铁中存在Fe2+的试剂有____（填代号）。
A．KSCN溶液B．K3[Fe（CN）6]溶液C．酸性KMnO4溶液
（2）为测定水合草酸亚铁中结晶水含量,将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重,记为m1g。
将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。
按下图连接好装置进行实验。
实验步骤如下:
a.打开K1和K2,缓缓通入N2;b.低温加热装置A一段时间;
c.停上加热,冷却到室温;d.关闭K1和K2,称量A;e. ,记为m3g。
①补充实验步骤e为__________（填实验操作和要求）。
②步骤b至步骤e继续通入N2的目的是___________________。
（3）为探究草酸亚铁的分解产物,将
（2）中已恒重的装置A接入下图所示部分的装置（可重复选用）进行实验。
打开K1和K2,缓缓通入N2,充分加热。
实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物。
①实验装置中,依次连接的合理顺序为A→_______________。
②证明产物有CO生成的现象是________________。
③写出草酸亚铁受热分解的化学方程式________________。
5．设计方案是实验探究的保证，感悟方法是探究的根本目的。
某合作学习小组开展了如下探究：
实验一：
检验氢氧化钠溶液中是否含有氢氧化钙。
（分析）从组成上看，氢氧化钙和氢氧化钠都属于碱，它们在水溶液中都能解离出相同的_______（填符号），所以具有相似的化学性质。
但由于解离出的Na+和Ca2+不同，所以性质也有不同。
设计实验时可加入能解离出CO32﹣的试剂利用CO32﹣与Ca2+结合产生白色沉淀这一特殊现象予以检验。
（设计方案并实验）
实验操作
现象
结论
方案一
取少量待测溶液于试管中，通入CO2
出现白色沉淀
氢氧化钠溶液中含有氢氧化钙
方案二
取少量待测溶液于试管中，滴加
_________溶液
出现白色沉淀
写出上述方案中出现白色沉淀的一个化学方程式__________________________________________。
（方法感悟）在检验物质时，要分析物质的组成和______。
据此选择加入恰当的试剂，最后根据不同现象得出结论。
（实验探究）实验二：
有一包白色固体，可能含有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠和硝酸钡中的一种或几种，为探究其组成，某合作学习小组设计方案并进行了如下实验：
（1）上述实验中，过滤操作用到的玻璃仪器有：
烧杯、玻璃棒和_________。
（2）小晶同学通过上述实验推知：
白色固体样品中一定不含有_________。
（填化学式）
（3）为确定白色固体样品中可能存在的物质，小燕对沉淀C进行实验。
实验操作
现象
结论
取少量沉淀C于试管中，加入过量
_________。
有气泡产生，沉淀全部消失。
白色固体样品中一定含有
________。
（4）小虎同学认为白色固体中还要物质不能确认其是否存在．其理由是：
_________________。
（用化学方程式表示）如要确认，只需将上述实验方案中所加的一种试剂改为_______即可。
（方法感悟）若其他物质的存在对所检验的物质有干扰时，可先将干扰物质转化，再选择加入恰当的试剂，最后根据不同现象得出结论。
6．某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2。
实验操作和现象如下表：
实验编号
操作
现象
实验1
按上图所示加热MnO2与FeCl3·6H2O混合物
①试管A中部分固体溶解，上方出现白雾
②稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴
③试管B中溶液变蓝
实验2
把A中的混合物换为FeCl3·6H2O，B中溶液换为KSCN溶液，加热。
A中部分固体溶解，产生白雾和黄色气体，B中KSCN溶液变红
回答下列问题：
（1）实验1和实验2产生白雾的原因是___________________________。
（2）实验2说明黄色气体中含有___________（填化学式）则实验1中③的现象也可能是发生了另一个离子反应,则其离子方程式为______________________________。
（3）为进一步确认黄色气体中含有Cl2，该学习小组对实验1提出两种改进方案：
方案1：
在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C，结果B中溶液仍变为蓝色。
方案2：
将B中淀粉KI溶液替换为NaBr溶液，结果B中溶液呈橙红色，且未检出Fe2+。
则方案1中C中盛放的试剂是_________________；方案2中检验Fe2+的试剂名称是____________，选择NaBr溶液的依据是__________________。
（4）实验1充分加热后，若反应中被氧化与未被氧化的氯元素质量之比为1:
2，则A中发生反应的化学方程式为____________________________。
（5）该学习小组认为实验1中溶液变蓝，可能还有另外一种原因是__________。
请你设计实验方案验证此猜想__________________________。
7．某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2。
通过查阅资料，学习小组获知：
FeCl3是一种共价化合物，熔点306℃，沸点315℃。
实验操作和现象：
操作
现象
点燃酒精灯，加热
i．A中部分固体溶解，上方出现白雾
ii．稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴
iii.B中溶液变蓝
（1）现象i中的白雾是___________________，形成白雾的原因是________________。
（2）分析现象ii，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：
a．直接加热FeCl3·6H2O，产生白雾和黄色气体。
b．将现象ii和a中的黄色气体通入KSCN溶液，溶液均变红。
通过该实验说明现象ii中黄色气体含有_______。
（3）除了氯气可使B中溶液变蓝外，该小组还提出其他两种可能的原因：
原因①：
实验b检出的气体使之变蓝，反应的离子方程式是______________________________。
原因②：
在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝，反应的离子方程式是_______________。
（4）为进一步确认黄色气体中是否含有Cl2，小组提出两种方案，均证实了Cl2的存在。
方案1
在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C
B中溶液变为蓝色
方案2
将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液；检验Fe2+
B中溶液呈浅橙红色；未检出Fe2+
①方案1的C中盛放的试荆是____________________。
②方案2中检验Fe2+的试剂是____________________。
③综合方案1、2的现象，说明方案2中选择NaBr溶液的依据是_____________________。
（5）将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，A中产生Cl2的化学方程式是_________________。
8．现用下列装置（仪器可重复使用）制备PH3并证明PH3具有强还原性和热不稳定性。
已知:
①标准状态时PH3是一种无色、微溶于水、有剧毒的气体,具有强还原性,在空气中能自燃;②白磷（P4）常温下为白色或黄色蜡状固体,不溶于水,在空气中易自燃;③乙醚是一种易挥发的液体,沸点34.6℃,能溶解白磷。
（1）仪器m的名称为_________，装置C名称为____________。
（2）实验室用白磷与NaOH浓溶液反应生成NaHPO2的同时制得PH3,反应的化学方程式为___________。
（3）用装置A制取PH3，实验前,在仪器n中加入适量的乙醚和白磷并微热，然后才滴入浓NaOH溶液。
实验前先微热的目的是___________。
（4）将A、C、E依次相连,按照（3）中操作滴入浓NaOH溶液后,同时点燃E处导出的气体，若装置C中溶液黄色变浅,同时得到白色蜡状固体,说明PH3具有____性,装置C中发生的化学反应方程式为_________，点燃E处气体的目的为______________。
（5）将以上装置组合以证明PH3受热已分解,并验证PH3受热分解的气体产物,则仪器连接顺序为
A
D
______
E（在“
”之间的空白处填写装置编号）。
能证明PH3分解的气体产物的现象是_________________。
9．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1mol/L
溶液，立即出现白色沉淀，溶液变为红色，振荡后红色迅速褪去；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：
①认为原因被证实的现象iii是________。
②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：
①对比实验II，说明实验III更加严谨的原因：
________。
②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2mL1mol/L
溶液中加入1滴1mol/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
①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：
_______。
②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
10．某实验小组同学设计实验，完成Cu和Fe2（SO4）3溶液的反应，用KSCN溶液检验是否还存在Fe3+。
实验I：
已知：
i．Cu2+
CuSCN↓（白色）+（SCN）2（黄色）
ii．（SCN）2的性质与卤素单质相似
iii．CuSCN溶于稀硝酸，发生反应CuSCN+HNO3==CuSO4+N2+CO2+H2O（未配平）
（1）依据现象i可预测该反应的离子方程式为__________________________。
（2）该小组同学查阅资料认为现象ii中的白色沉淀可能为CuSCN，设计实验进行验证。
实验II：
取少量实验I中的白色沉淀于试管中_______________________,证明该白色沉淀为CuSCN。
（补充所加试剂及实验现象）
（3）该小组同学继续探究白色沉淀的成因，进行如下实验，
实验III：
在实验III中：
①写出现象i中生成白色沉淀的离子方程式____________。
②试剂A为___________。
③根据现象iii结合化学用语及必要的文字解释Fe2+能加快沉淀生成的原因______。
（4）有的同学认为实验III不能充分证明其结论，并补充实验IV如下：
取2mL0.1mol/LFe2（SO4）3滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液后，溶液变红，然后滴加2mL0.1mol/LCuSO4混合溶液于试管中，_____________________（现象）说明白色沉淀不是由Fe3+与SCN-生成，且Fe3+不能加快CuSCN的生成。
（5）改变实验I铜的用量，设计实验V
该小组同学认为实验V中现象ii红色褪去与平衡移动有关，解释为____________。
11．某些资料表明：
NO、NO2不能与Na2O2反应。
某小组学生提出质疑，他们从理论上分析Na2O2和NO2都有氧化性，根据化合价升降原则提出如下假设：
假设Ⅰ.Na2O2氧化NO2；假设Ⅱ.NO2氧化Na2O2。
请回答下列问题：
（1）甲同学设计如图1所示实验装置：
图1
①试管A中反应的离子方程式是___________________________________________________。
②待试管B中收集满气体，向试管B中加入适量Na2O2粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。
甲同学据此认为假设Ⅱ正确；乙同学认为该装置不能达到实验目的，为达到实验目的，应在A、B之间增加一个装置，该装置的作用是__________________________________________________________________。
③乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失，带火星的木条未复燃。
得出结论：
假设Ⅰ正确。
NO2和Na2O2反应的化学方程式是_____________________。
（2）丙同学认为NO易与O2发生反应，应更易被Na2O2氧化，查阅资料知：
ⅰ）2NO＋Na2O2===2NaNO2；
ⅱ）6NaNO2＋3H2SO4===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O；
ⅲ）酸性条件下，NO或NO
都能与MnO
反应生成NO
和Mn2＋。
丙同学用图2所示装置（部分夹持装置略）探究NO与Na2O2的反应：
图2
①b装置中观察到的主要现象是__________________________________________________，f装置的作用是_________________________________________________________________。
②在反应前，先打开弹簧夹，通入一段时间N2，其目的是____________________________
③充分反应后，检验d装置中发生反应的实验是___________________________。
12．某实验小组同学依据资料深入探究Fe3＋在水溶液中的行为。
资料：
ⅰ.Fe3＋在水溶液中以水合铁离子的形式存在，如[Fe（H2O）6]3＋；[Fe（H2O）6]3＋发生如下水解反应：
[Fe（H2O）6]3＋（几乎无色）＋nH2O
[Fe（H2O）6－n（OH）n]3－n（黄色）＋nH3O＋（n＝0～6）；
ⅱ.[FeCl4（H2O）2]－为黄色。
进行实验：
（实验Ⅰ）
（实验Ⅱ）
分别用试管①、③中的试剂作为待测液，用色度计测定其透光率。
透光率越小，溶液颜色越深；透光率越大，溶液颜色越浅。
Fe（NO3）3溶液透光率随温度变化曲线 FeCl3溶液透光率随温度变化曲线
（1）实验Ⅰ中，试管②溶液褪色的原因是_________________________________________。
（2）实验Ⅰ中，试管③溶液呈棕黄色与[FeCl4（H2O）2]－有关，支持此结论的实验现象是_____________________________________________________________________________。
（3）由实验Ⅱ图甲、乙可知：
加热时，溶液颜色________（填“变浅”“变深”或“不变”）。
（4）由实验Ⅱ，可以得出如下结论：
（结论一）FeCl3溶液中存在可逆反应：
[FeCl4（H2O）2]－＋4H2O
[Fe（H2O）6]3＋＋4Cl－得出此结论的理由是_______________________________________________________。
（结论二）结论一中反应的ΔH________（填“>0”或“<0”）。
（5）实验小组同学重新设计了一个实验证明（4）中结论一。
实验方案：
取试管①中溶液，_______________________（请描述必要的实验操作和现象）。
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