2020届二轮复习 科学探究 作业(全国通用)

科学探究

1、某校学习小组探究不同条件对电解FeCl 2溶液产物的影响。所用实验装置如下图所示，其中电极

为石墨电极。

【查阅文献】i. Fe 2+、Fe 3+在溶液中通过与Cl -结合分别形成

FeCl 42-、FeCl 63-，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。

【实验记录】

（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Fe 2+ - e - === Fe 3+、_____ ___。 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 。

2、某学习小组探究稀HNO

3、浓HNO 3与铜的反应。

（1）试管Ⅰ中Cu 与稀HNO 3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：Cu 2+的浓度较大所致；

假设2：溶解了生成的NO 2。

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NO 2。

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HNO 3与铜生成NO 、浓HNO

3与铜生成NO 2的原因，提出两种解释：

解释1．HNO 3浓度越稀，溶液中NO 3- 的数目越少，被还原时，每个NO 3- 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。

3NO 2 + H 2O 2HNO 3 + NO

① B 中盛放的试剂是 。

② C 中盛放Cu(NO 3)2和 。

③ 该小组证实推测的合理性所依据的实验现象是 。

3、探究0.5 mol/L FeCl 3溶液（pH = 1）与不同金属反应时的多样性的原因。

（各组实验中：所用FeCl 3溶液体积相同；金属过量；静置、不振荡）

（1）根据实验Ⅰ中的现象，推测红褐色液体为胶体，并用光束照射该液体，在与光束垂直的方

向观察到 得以证实。

（2）已知：Fe 和Fe 3O 4均能被磁铁吸引。

① 为了确定黑色固体的成分是否含有Fe 与Fe 3O 4，重复实验Ⅰ，及时取少量镁条表面生成的黑色粉末，洗净后进行实验如下：

该实验说明黑色固体中一定含有 ，结合现象写出判断的理

由： 。

② 除上述结论外，分析实验Ⅰ的现象，可知被还原得到的产物一定还有 。

（3）实验Ⅰ、Ⅱ中现象的差异，与Fe 3+、Mg 2+、Fe 2+、H +、Cu 2+的氧化性强弱有关，其顺序是Mg 2+

＜ Fe 2+ ＜ 。

（4）继续探究0.5 mol/L FeCl 3溶液（pH = 1）与Fe 的反应。

②实验Ⅲ中发生反应的离子方程式有。

②已知：相同条件下，H+在溶液中的移动速率远大于Fe3+。结合实验Ⅰ、Ⅱ，由反应中金

属表面离子浓度的变化，推测实验Ⅲ、Ⅳ现象差异的原因：。

4、实验小组研究酸性条件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反应。

【实验Ⅰ】向盛有H2O2溶液的试管中，加入过量的K2Cr2O7溶液和硫酸，振荡，溶液立即变为紫红色，此时pH＝1。溶液中持续产生气泡，最终溶液变为绿色。

资料：

ⅰ．Cr2(SO4)3溶液呈绿色。

ⅱ．酸性条件下，K2Cr2O7溶液和H2O2溶液反应生成CrO5，CrO5进一步反应生成Cr3+和O2。

ⅲ．CrO5是一种+6价Cr的过氧化物，其结构如右图，CrO5可溶于水，

易溶于乙醚得到蓝色溶液。

ⅳ．乙醚是一种无色、不溶于水、密度比水小的有机溶剂，化学性质稳定。

（1）实验Ⅰ中产生的气体是O2，检验的方法是______ __。

（2）实验Ⅰ的紫红色溶液中含有CrO5。

①验证紫红色溶液中含有CrO5的操作及现象是_____ ___。

②生成CrO5的反应不是氧化还原反应，反应的离子方程式是_____ ___。

（3）对实验Ⅰ中溶液变为绿色和产生O2的原因，作出如下假设：

a．CrO5在酸性溶液中不稳定，自身氧化还原生成Cr3+和O2。

b．CrO5在酸性条件下氧化了溶液中的H2O2，生成Cr3+和O2。

为验证上述假设，用下图装置进行实验Ⅱ和实验Ⅲ（夹持装置已略，B中石蜡油用于吸收挥发出的乙醚）。实验操作及现象如下：

【实验Ⅱ】

ⅰ．将20 mL CrO5的乙醚溶液加入A中的20 mL

pH＝1的稀硫酸中，不断搅拌，乙醚层由蓝色

变为无色，水层变为绿色，O2体积为V mL。

ⅱ．步骤ⅰ结束后向A中加入少量K2Cr2O7溶

液，轻轻搅拌，静置，乙醚层又显出蓝色。

【实验Ⅲ】

仅将实验Ⅱ中的pH＝1的稀硫酸替换为等量的含H2O2的pH＝1的稀硫酸，重复实验。

现象与实验Ⅱ相同，且O2体积仍为V mL。