高三化学总复习《探究实验》专题训练 含答案

高三化学总复习《探究实验》专题训练
一：选择题
1、（2020
无明显现象
铝片表面产
生细小气泡
出现白色浑浊，产生大量气
泡（经检验为H2和CO2）
下列说法不正确的是
A．Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH-
B．对比Ⅰ、Ⅲ，说明Na2CO3溶液能破坏铝表面的保护膜
C．推测出现白色浑浊的原因：AlO2- + HCO3- + H2O = Al(OH)3↓+ CO32-
D．加热和H2逸出对CO32-水解平衡移动方向的影响是相反的
2、向FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液，测定混合后溶液pH随混合前溶液中c(SO32-)/c(Fe3+) 变化的曲线如下图所示。

实验发现：
i. a点溶液透明澄清，向其中滴加NaOH溶液后，立即产生
灰白色沉淀，滴入KSCN溶液显红色；
ii. c点和d点溶液中产生红褐色沉淀，无气体逸出。

取其
上层清液滴加NaOH溶液后无明显现象，滴加KSCN溶液显红色。

下列分析合理的是
A. 向a点溶液中滴加BaCl2溶液，无明显现象
B. b点较a点溶液pH升高的主要原因：2Fe3+ + SO32- + H2O === 2Fe2+ + SO42- + 2H+
C. c点溶液中发生的主要反应：2Fe3+ + 3SO32- + 6H2O2Fe(OH)3↓+ 3H2SO3
D. 向d点上层清液中滴加KSCN溶液，溶液变红；再滴加NaOH溶液，红色加深
3、为探究电解的放电规律，进行如下实验：
下列说法不正确
．．．的是
A．对比①②可知，阴极放电顺序是：Cu2+ > H+ > Na+
B．对比①③可知，阳极放电顺序是：Cl- > OH- > SO42-
C．对比③④可知，阳极是铜时，会先于溶液中的离子放电
序号阳极材料阴极材料电解质阳极产物阴极产物
①石墨石墨0.1 mol·L-1 CuCl2溶液Cl2 Cu
②石墨石墨0.1 mol·L-1 NaCl溶液Cl2H2
③石墨石墨0.2 mol·L-1 CuSO4溶液O2Cu
④铜石墨0.2 mol·L-1 CuSO4溶液Cu2+Cu
⑤石墨石墨熔融NaCl Cl2Na
D．对比①⑤可知，电解得到金属只能用熔融态，不能用水溶液
4、（2020年北京海淀）某实验小组在常温下进行电解饱和Ca(OH)2溶液的实验，实验装置与现象见下序号I II
装置
现象
两极均产生大量气泡，b极比a
极多；a极溶液逐渐产生白色浑浊，该
白色浑浊加入盐酸有气泡产生
两极均产生大量气泡，d极比c
极多；c极表面产生少量黑色固体；c
极溶液未见白色浑浊
A．a极溶液产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水，析出Ca(OH)2固体
B．b极产生气泡：4OH－－4e－=== O2↑＋2H2O
C．c极表面变黑：Cu －2e－＋2OH－=== CuO ＋H2O
D．d极电极反应的发生，抑制了水的电离
5、已知反应：2Fe3+ + 2I－2Fe2+ + I2，用KI溶液和FeCl3溶液进行如下实验。

下列说法中，不．正确
．．的是
A．实验i中现象说明有Fe2+生成
B．实验ii中现象说明反应后溶液中含有Fe3+
C．实验iii水溶液中c(Fe2+)大于i中c(Fe2+)
D．实验iii中再加入4滴0.1 mol·L－1 FeCl2溶液，振荡静置，CC l4层溶液颜色无变化
6、某电路板生产企业的水质情况及国家允许排放的污水标准如下表所示。

为研究废水中Cu2+处理的
最佳pH，取5份等量的废水，分别用30%的NaOH溶液调节pH至8.5、9、9.5、10、11，静置后，分析上层清液中铜元素的含量，实验结果如下图所示。

查阅资料，平衡I：Cu(OH)2+ 4NH3
[Cu(NH3)4]2+ + 2OH-；
--)
4
]2-
项目废水水质排放标准
pH 1.0 6~9
Cu2+/ mg·L-1 72 ≤0.5
NH4+/ mg·L-12632 ≤15
下列说法不正确
．．．的是
A．废水中Cu2+处理的最佳pH约为9
B．b~c段：随pH升高，Cu(OH)2的量增加，平衡I正向移动，铜元素含量上升
C．c~d段：随pH升高，c(OH-)增加，平衡I逆向移动，铜元素含量下降
D．d点以后，随c(OH-)增加，铜元素含量可能上升
7、为了研究Mg(OH)2溶于铵盐溶液的原因，进行如下实验：
①向2 mL 0.2 mol·L− 1 MgCl2溶液中滴加1 mol·L− 1NaOH溶液至不再产生沉淀，将浊液分为2等份。

②向一份中逐滴加入4 mol·L− 1 NH4Cl溶液，另一份中
逐滴加入4 mol·L− 1 CH3COONH4溶液（pH≈7），边
滴加边测定其中沉淀的量，沉淀的量与铵盐溶液的
体积的关系如右图。

③将①中的NaOH溶液用氨水替换，重复上述实验。

下列说法不正确
．．．的是
A．Mg(OH)2浊液中存在：Mg(OH)2 (s)Mg2+ (aq) + 2OH− (aq)
B．②中两组实验中均存在反应：Mg(OH)2 + 2NH4+ == Mg2+ + 2NH3·H2O
C．H+可能参与了NH4Cl溶液溶解Mg(OH)2的过程
D．③中获得的图像与②相同
8、（2020年北京西城一摸）(NH4)2SO3氧化是氨法脱硫的重要过程。

某小组在其他条件不变时，分别研
究了一段时间内温度和(NH4)2SO3初始浓度对空气氧化(NH4)2SO3速率的影响，结果如下图。

下列说法不正确
．．．的是
A．60℃之前，氧化速率增大与温度升高化学反应速率加快有关
B．60℃之后，氧化速率降低可能与O2的溶解度下降及(NH4)2SO3受热易分解有关
C．(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度，氧化速率变化不大，与SO32−水解程度增大有关
D．(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度，氧化速率变化不大，可能与O2的溶解速率有关
二、非选择
9、某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。

装置（尾气处理装置略）现象
Ⅰ中开始无明显现象，渐有小气泡生成，越来
越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈
蓝色。

Ⅱ中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶
液呈绿色。

（1）试管Ⅰ中Cu与稀HNO3反应的化学方程式是。

（2）Ⅱ中反应的速率比Ⅰ中的快，原因是。

（3）针对Ⅱ中溶液呈绿色的原因，提出假设：
假设1：Cu2+的浓度较大所致；
假设2：溶解了生成的NO2。

探究如下：取Ⅱ中绿色溶液，分为两等份。

①取一份于右图所示装置中， (填“操作”和“现象”)，
证实Ⅱ中溶解了NO2。

②向另一份溶液加入（填化学试剂），溶液变为蓝色。

证实假设1不成立，假设2成立。

（4）对于稀HNO3与铜生成NO、浓HNO3与铜生成NO2的原因，提出两种解释：
解释1．HNO3浓度越稀，溶液中NO3-的数目越少，被还原时，每个NO3-从还原剂处获得较多电子的机会（填“增多”或“减少”），因此被还原为更低价态。

解释2．推测下列平衡导致了产物的不同，并通过如下实验证实了推测的合理性。

3NO2 + H2O2HNO3 + NO
① B中盛放的试剂是。

② C中盛放Cu(NO3)2和。

③该小组证实推测的合理性所依据的实验现象是。

答案：（1）()
332
2
3Cu8HNO3Cu NO2NO4H O
+=+↑+
（2）硝酸浓度大（3）①向上拉动活塞a，试管内液面上方出现红棕色气体②()
2
Cu OH（或CuO 等）
（4）解释1．增多解释2．①水②浓硝酸③ C中溶液变绿
10、某校学习小组探究不同条件对电解FeCl2溶液产物的影响。

所用实验装置如下图所示，其中电极
为石电
极。

【查阅文献】i. Fe2+、Fe3+在溶液中通过与Cl-结合分别形成
FeCl42-、FeCl63-，可降低正电荷。

ii. 电解过程中，外界条件（如电解液pH、离子
浓度、电压、电极材料等）会影响离子的放电能力。

序号实验条件实验现象
阴极阳极
I pH=0
1 mol·L-1
FeCl2溶
液
电压 1.5
V
电极上产生无色气体。

①湿润淀粉碘化钾试纸始终未见变蓝。

②取阳极附近溶液于试管中，滴加KSCN
溶液，溶液变红。

II pH=4.9
1 mol·L-1
FeCl2溶
液
电压 1.5
V
①未观察到气泡产生，电极表面有
银灰色金属光泽的固体析出。

②电解结束后，将电极浸泡在盐酸
中，观察到有大量气泡产生。

①湿润淀粉碘化钾试纸始终未见变蓝。

②阳极附近出现红褐色浑浊。

取阳极附近浊液于试管中，先用盐
酸酸化，再滴加KSCN溶液，溶液变红。

（1）结合阴极实验现象的分析
①实验I中阴极的电极反应式为。

②用化学用语表示实验II中产生阴极现象的原因：。

③对比实验I、II的阴极现象，可以获得的结论是。

（2）结合阳极实验现象的分析
①甲同学认为实验I中Cl-没有放电，得出此结论依据的实验现象是________。

阳极附近溶液滴加KSCN溶液变红，依据此现象分析，阳极反应可能是Fe2+ - e- === Fe3+、________。

②对比实验I、II的阳极现象，解释产生差异的原因：。

【实验讨论】
（3）有同学提出，改变条件有可能在阳极看到“湿润淀粉碘化钾试纸变蓝”的现象，可能改变
的条件是，对应的实验方案是。

答案：（1）① 2H+ + 2e- == H2↑
② Fe2+ + 2e- == Fe和Fe+ 2H+ == Fe2+ + H2↑
③其他条件相同时，pH=0，pH较小，c(H+)较大]时，阴极H+优先于1 mol·L-1 Fe2+放电产生
H2，而pH=4.9，pH较大，c(H+)较小时，阴极1 mol·L-1Fe2+优先于H+放电产生Fe
或整体回答：由pH=0变为pH=4.9，c(H+)减小，H+放电能力减弱，Fe2+放电能力增强（2）①湿润淀粉碘化钾试纸始终未见变蓝
FeCl42- - e- === Fe3+ + 4Cl-（或写为：FeCl42- + 2Cl- - e- === FeCl63-）
②随着溶液pH的越低，c(H+)升高，抑制水解平衡Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+正向移动，
难以生成Fe(OH)3
或正向回答：随着溶液pH的增大，c(H+)减小，有利于水解平衡Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 +
3H+正向移动，生成Fe(OH)3
（3）可改变条件1：改变c(Cl-)
保持其他条件不变，用2 mol/L FeCl2溶液和n（n>0）mol/L NaCl溶液等体积混合的溶液
作为电解液[c（Fe2+）= 1 mol/L，c（Cl-）>2 mol/L]，观察阳极“湿润淀粉碘化钾试纸”
上的现象
可改变条件2：改变电压
保持其他条件不变，增大电压（或改变电压），观察阳极“湿润淀粉碘化钾试纸”上的现象
11、（2020年北京海淀）某小组同学对FeCl3与KI的反应进行探究。

【初步探究】室温下进行下表所列实验。

序号操作现象
实验Ⅰ取5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液，滴加0.1 mol·L-1FeCl3溶液5～6滴（混合溶液pH=5）溶液变为棕黄色
实验Ⅱ取2 mL实验Ⅰ反应后的溶液，滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液溶液呈红色
（1）证明实验Ⅰ中有I2生成，加入的试剂为。

（2）写出实验Ⅰ反应的离子方程式：。

（3）结合上述实验现象可以证明Fe3+与I-发生可逆反应，原因是。

【深入探究】20 min后继续观察实验现象：实验Ⅰ溶液棕黄色变深；实验Ⅱ溶液红色变浅。

（4）已知在酸性较强的条件下，I-可被空气氧化为I2，故甲同学提出假设：该反应条件下空气将
I-氧化为I2，使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。

甲同学设计实验：，20 min内溶液不变蓝，证明该假设不成立，导致溶液不变蓝的因素
．．可能是（写出两条）。

（5）乙同学查阅资料可知：FeCl3与KI的反应体系中还存在I- + I2I3-，I3-呈棕褐色。

依据资料从平衡移动原理解释实验Ⅱ中20 min后溶液红色变浅的原因：。

（6）丙同学针对20 min后的实验现象继续提出假设：FeCl3与KI的反应、I-与I2的反应达到平衡需要一段时间，有可能20 min之前并未达到平衡。

为验证该假设，丙同学用4支试管进行实验，得到了颜色由浅到深的四个红色溶液体系，具体实验方案为。

答案（1）淀粉溶液或CCl4 （2分）
（2）2Fe3++2I-2Fe2++I2（2分，写等号不扣分）
（3）实验Ⅱ通过检验KI过量（或Fe3+不足量）（1分）的情况下仍有Fe3+剩余（1分），说明正反应不能进行到底（2分）
（4）向试管中加入5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液和2滴淀粉溶液，加酸调至pH=5 （2分）c(I-)低、c(H+)低（各1分）（2分）
说明：合理的因素，如氧气浓度小等，给分；不是因素，如反应慢、未生成碘单质等，不给分。

（5）由于I-+I2I3-，使c(I2)减小（1分），2Fe3++2I-2Fe2++I2正向移动（1分），c(Fe3+)减小，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动，红色变浅（1分）（3分）
说明：I-+I2I3-平衡中，c(I2)、c(I-)均减小，由于I-大大地过量，所以“c(I2)减小”为主要因素（变化更显著），以此判断后续平衡的移动。

（6）向1支试管中加入2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，再滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液2～3滴，滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液（1分，用量比例合理即可），之后每间隔5 min（1分）另取1支试管重复上述实验，（1分）观察4支试管中溶液颜色的变化（3分
12、（2020年北京西城一摸）文献表明：相同条件下，草酸根（C2O42−）的还原性强于Fe2+。

为检验这一结论，完成如下实验。

资料：ⅰ．草酸（H2C2O4）为二元弱酸。

ⅱ．三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3•3H2O]为翠绿色晶体，光照易分解。

其水溶液中存在：[Fe(C2O4)3] 3−Fe3++ 3C2O42−K＝6.3×10−21
ⅲ．FeC2O4•2H2O为黄色固体，微溶于水，可溶于强酸。

3+2−2+2−
操作现象
在避光处，向10 mL 0.5 mol·L−1 FeCl3溶液
中缓慢加入0.5 mol·L−1 K2C2O4溶液至过量，
搅拌，充分反应后，冰水浴冷却，过滤
得到翠绿色溶液和翠绿色晶体
（1）C2O42−中碳元素的化合价是______。

（2）取实验1中少量晶体洗净，配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红。

继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体中含有+3价的铁元素。

加硫酸后溶液变红的原因是______。

（3）经检验，翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)3•3H2O。

设计实验，确认实验1中没有发生氧化还原反应的操作和现象是______。

实验1中未发生氧化还原反应的原因是______。

（4）取实验1中的翠绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生。

补全反应的离子方程式：[Fe(C2O4)3]3−+H2O =====FeC2O4•2H2O↓+ ______ +______。

2+2−
步骤操作现象
Ⅰ向1 mL 0.5 mol·L−1 FeSO4溶液中加
入1 mL 0.5 mol·L−1 K2C2O4溶液，过
滤
立即产生黄色沉淀
Ⅱ洗涤Ⅰ中的黄色沉淀，向其中加入过
量的 6% H2O2溶液，振荡，静置
剧烈放热，产生大量的红褐色沉
淀和无色气体
Ⅲ待充分反应后，向其中加入稀硫酸，得到翠绿色溶液
光照
调节pH约为4
（5）证明Fe2+被氧化的实验现象是______。

（6）以上现象能否说明C2O42−没有被氧化。

请判断并说明理由：______。

【实验3】通过其他实验方案比较Fe2+和C2O42−的还原性强弱。

（7）用FeCl3溶液、K2C2O4溶液和其他试剂，设计实验方案比较Fe2+和C2O42−的还原性强弱。

画出装置图并描述预期现象：______。

答案（1）+3
（2）溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3−Fe3++ 3C2O42−，加入硫酸后，H+与C2O42−结合生成H2C2O4，使平衡正向移动，c(Fe3+)增大，遇KSCN溶液变红
（3）取少量实验1中的翠绿色溶液，滴加K3Fe(CN)6溶液，不出现蓝色沉淀
Fe3+与C2O42−生成稳定的[Fe(C2O4)3] 3−，浓度降低，Fe3+的氧化性和C2O42−的还原性减弱
光照
（4）2 [Fe(C2O4)3] 3−+4H2O=====2FeC2O4•2H2O↓+ 3C2O42−+ 2CO2↑
（5）Ⅱ中产生大量红褐色沉淀或Ⅲ中得到翠绿色溶液
（6）不能说明。

有+4价碳的化合物生成，才能说明C2O42−被氧化，以上现象无法判断是否生成了+4价碳的化合物，因此不能说明C2O42−没有被氧化
（7）
电流计的指针偏转，电池工作一段时间后，取少量左侧烧杯中的溶液，滴加K3Fe(CN)6溶液，出现蓝色沉淀。