2021届高考化学重点·难点专练：探究实验（原卷+解析卷）

1 探究实验【原卷】 1.某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题： （1）选用如图所示装置及药品制取 CO2。打开弹簧夹，制取 CO2。为了得到干 燥．纯净的 CO2，产生的气流应依次通过盛有_________的洗气瓶(填试剂 名 称 ) 。 反 应 结 束 后 ， 关 闭 弹 簧 夹 ， 可 观 察 到 的 现 象 是 __________________________。不能用稀硫酸代替稀盐酸，其原因是 __________________________。 （2）金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表： 步骤 现象 将一小块金属钠在燃烧匙中点 燃，迅速伸入盛有 CO2 的集 气瓶中。充分反应，放置 冷却 产生大量白烟，集气瓶底部有 黑色固体产生，瓶壁上有 白色物质产生 在集气瓶中加入适量蒸馏水， 振荡．过滤 滤纸上留下黑色固体，滤液为 无色溶液 ①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分，取适量滤液于 2 支试管中，向一支试 管中滴加 1 滴酚酞溶液，溶液变红：向第二支试管中滴加澄清石灰水，溶 2 液变浑浊。 据此推断，白色物质的主要成分是________(填标号)。 A．Na2O B．Na2O2 C．NaOH D．Na2CO3 ②为检验黑色固体的成分，将其与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味。 据此推断黑色固体是________________。 ③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为_______________________。 2．（2021·北京顺义区·高三一模）某化学小组探究 2SO 与KI溶液的反应。 实验一：用下图所示的装置制备并收集 2SO （1）制备 2SO 的化学方程式为_______。 （2）装置 B 的作用为_______。 实验二：探究 2SO 与KI溶液的反应 实验 操作 现象 Ⅰ 用试管取 2mL 11mol L KI溶液，通 入 2SO 溶液变为浅黄色，将溶液进行离心 分离无固体沉积，加入淀粉溶 液，不变色 3 Ⅱ 用试管取 2mL 11mol L KI溶液，加 入 6 滴 11mol L 的盐酸，通入 2SO 溶液立即变成深黄色，将溶液进行 离心分离有浅黄色固体沉积，溶液 黄色变浅，加入淀粉溶液，不变色 资料：在酸性条件下， 2SO 和KI溶液反应生成 S 和 2I 。 （3）经检验，Ⅱ中的浅黄色固体是 S。 ①在酸性条件下， 2SO 和 KI溶液反应的离子方程式为_______。 ②针对Ⅱ中加入淀粉溶液不变色，甲同学认为可能是生成的 2I 又被 2SO 还原了。 为证实自己的假设，甲同学的实验操作为_______。 ③乙同学认为甲同学的实验不足以证明其假设，他的理由是_______。 ④丙同学向_______KCl 溶液中加入 6 滴 11mol L 盐酸，通入 2SO ，无明显现象， 再加入盐酸酸化的 2BaCl 溶液，几乎没有白色沉淀。丙同学的实验结论是 _______。 （4）实验表明，I 是 2SO 转化的催化剂，写出在KI作用下， 2SO 转化的化学方程 式为_______。 （5）对比实验Ⅰ和Ⅱ，推测实验Ⅱ比实验Ⅰ快的原因可能是滴入盐酸后造成溶 液酸性增强加快了 2SO 的转化。为证实该推测，可以设计实验证明，实验方 案为_______。 3．（2021·河北高三其他模拟）某实验小组同学为了探究铜的相关性质的反应及 产物，进行了如下系列实验。 （实验 1）铜与浓硫酸反应及产物性质实验装置如图所示。 4 实验步骤：①先连接好装置，检验气密性，加入试剂；②加热具支试管 A 直到 B 中品红褪色，熄灭酒精灯；③将Cu 丝上提离开液面。 （1）反应过程中以及熄灭酒精灯时，因为有导管 D 的存在，不必担心 B 中的液 体会倒吸，其原因是_______。 （实验 2）实验中发现具支试管 A 内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑 色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜以及被掩蔽的氧化亚铜。 （2）具支试管 A 内产生的白色固体主要成分为_________。 查阅资料：①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成 2Cu  和铜单质， 在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于 稀硫酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。 为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图的实验： （3）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为_______。 （4）下列对于固体甲的成分的判断正确的是(填字母选项)_________。 5 A．固体甲中，CuS和 2Cu S不能同时存在 B．固体甲中，CuO 和 2Cu O 至少有一种 C．固体甲中若没有 2Cu O ，则一定有 2Cu S D．固体甲中若存在 2Cu O ，也可能有 2Cu S （实验 3）下图是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加 热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题。 （5）若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则： ①当仪器连接顺序为 A→C→B→B→D 时，两次使用 B 装置，其中所盛的药品 依次是CuO 、无水 4CuSO 粉末。此实验的目的是________。 ②为了使 B 中 CuO 反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有(写 一种)____________。 4．（2020 年新课标Ⅰ）为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装 置进行实验。 6 回答下列问题： （1）由 FeSO4·7H2O 固体配制 0.10 mol·L−1 FeSO4 溶液，需要的仪器有药匙、 玻璃棒、_________(从下列图中选择，写出名称)。 （2）电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中 的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据， 盐桥中应选择____________作为电解质。 阳离子 u∞×108/(m2·s−1·V− 1) 阴离子 u∞×108/(m2·s−1·V −1) Li+ 4.07 3HCO 4.61 Na+ 5.19 3NO 7.40 Ca2+ 6.59 Cl− 7.91 K+ 7.62 2 4SO  8.27 （3）电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入 ________电极溶液中。 （4）电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中 c(Fe2+)增加了 0.02 mol·L−1。石 墨电极上未见 Fe 析出。可知，石墨电极溶液中 c(Fe2+)=________。 （5）根据（3）、（4）实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_______，铁电极 7 的电极反应式为_______。因此，验证了 Fe2+氧化性小于________，还原性 小于________。 （6）实验前需要对铁电极表面活化。在 FeSO4 溶液中加入几滴 Fe2(SO4)3 溶液， 将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法 是_______。 5．[2019 北京] 化学小组实验探究 SO2 与 AgNO3 溶液的反应。 （1）实验一：用如下装置（夹持、加热仪器略）制备 SO2，将足量 SO2 通入 AgNO3 溶液中，迅速反应，得到无色溶液 A 和白色沉淀 B。 ①浓 H2SO4 与 Cu 反应的化学方程式是____________________________________。 ②试剂 a 是____________。 （2）对体系中有关物质性质分析得出：沉淀 B 可能为 Ag2SO3、Ag2SO4 或二者混 合物。（资料：Ag2SO4 微溶于水；Ag2SO3 难溶于水） 实验二：验证 B 的成分 ①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：__________。 ②加入盐酸后沉淀 D 大部分溶解，剩余少量沉淀 F。推断 D 中主要是 BaSO3， 进而推断 B 中含有 Ag2SO3。向滤液 E 中加入一种试剂，可进一步证实 B 8 中含有 Ag2SO3。所用试剂及现象是__________。 （3）根据沉淀 F 的存在，推测 2- 4SO 的产生有两个途径： 途径 1：实验一中，SO2 在 AgNO3 溶液中被氧化生成 Ag2SO4，随沉淀 B 进入 D。 途径 2：实验二中， 2- 3SO 被氧化为 2- 4SO 进入 D。 实验三：探究 2- 4SO 的产生途径 ①向溶液 A 中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有________：取上 层清液继续滴加 BaCl2 溶液，未出现白色沉淀，可判断 B 中不含 Ag2SO4。 做出判断的理由：_______。 ②实验三的结论：__________。 （4）实验一中 SO2 与 AgNO3 溶液反应的离子方程式是_________________。 （5）根据物质性质分析，SO2 与 AgNO3 溶液应该可以发生氧化还原反应。将实 验一所得混合物放置一段时间，有 Ag 和 2- 4SO 生成。 （6）根据上述实验所得结论：__________________。 9 探究实验 1.某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题： （1）选用如图所示装置及药品制取 CO2。打开弹簧夹，制取 CO2。为了得到干 燥．纯净的 CO2，产生的气流应依次通过盛有_________的洗气瓶(填试剂 名 称 ) 。 反 应 结 束 后 ， 关 闭 弹 簧 夹 ， 可 观 察 到 的 现 象 是 __________________________。不能用稀硫酸代替稀盐酸，其原因是 __________________________。 （2）金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表： 步骤 现象 将一小块金属钠在燃烧匙中点 燃，迅速伸入盛有 CO2 的集 气瓶中。充分反应，放置 冷却 产生大量白烟，集气瓶底部有 黑色固体产生，瓶壁上有 白色物质产生 在集气瓶中加入适量蒸馏水， 振荡．过滤 滤纸上留下黑色固体，滤液为 无色溶液 ①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分，取适量滤液于 2 支试管中，向一支试 管中滴加 1 滴酚酞溶液，溶液变红：向第二支试管中滴加澄清石灰水，溶 10 液变浑浊。 据此推断，白色物质的主要成分是________(填标号)。 A．Na2O B．Na2O2 C．NaOH D．Na2CO3 ②为检验黑色固体的成分，将其与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味。 据此推断黑色固体是________________。 ③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为_______________________。 【答案】（1）饱和 NaHCO3 溶液、浓硫酸 产生的气体使干燥管内液面降低，与 碳酸钙脱离接触，反应停止 生成的硫酸钙微溶，附着在碳酸钙表面，阻 止反应进一步进行 （2）①D ②碳(C) ③4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C 【解析】（1）根据发生的反应分析，产生的二氧化碳气体中，还含有氯化氢和水 蒸气两种杂质，除去氯化氢用的是饱和碳酸氢钠溶液，除水蒸气用浓硫酸； 反应结束后，关闭弹簧夹，产生的气体回到反应溶液里使容器里压强增大，干燥 管内盐酸液面下降，与碳酸钙脱离接触，反应停止； 若使用硫酸，生成的硫酸钙为微溶物，会附着在碳酸钙的表面，阻止反应进 行。 故答案为：饱和 NaHCO3 溶液、浓硫酸；产生的气体使干燥管内液面降低，与碳酸 钙脱离接触，反应停止；生成的硫酸钙微溶，附着在碳酸钙表面，阻止反应 进一步进行。 （2）①向一支试管中滴加 1 滴酚酞溶液，溶液变红，说明是碱性物质，向第二 支试管中滴加澄清石灰水，溶液变浑浊，说明能跟氢氧化钙反应生成沉淀， 由此可推出该物质为碳酸钠，故选 D； 11 ②黑色固体与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味，说明发生了氧化还原反 应生成了二氧化硫，故黑色固体是 C； ③由以上分析可知，金属钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和碳，根据得失电子守 恒配平化学方程式为 4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C。 2．（2021·北京顺义区·高三一模）某化学小组探究 2SO 与KI溶液的反应。 实验一：用下图所示的装置制备并收集 2SO （1）制备 2SO 的化学方程式为_______。 （2）装置 B 的作用为_______。 实验二：探究 2SO 与KI 溶液的反应 实验 操作 现象 Ⅰ 用试管取 2mL 11mol L KI溶液，通 入 2SO 溶液变为浅黄色，将溶液进行离心 分离无固体沉积，加入淀粉溶 液，不变色 Ⅱ 用试管取 2mL 11mol L KI溶液，加 入 6 滴 11mol L 的盐酸，通入 溶液立即变成深黄色，将溶液进行 离心分离有浅黄色固体沉积，溶液 12 2SO 黄色变浅，加入淀粉溶液，不变色 资料：在酸性条件下， 2SO 和KI溶液反应生成 S 和 2I 。 （3）经检验，Ⅱ中的浅黄色固体是 S。 ①在酸性条件下， 2SO 和 KI溶液反应的离子方程式为_______。 ②针对Ⅱ中加入淀粉溶液不变色，甲同学认为可能是生成的 2I 又被 2SO 还原了。 为证实自己的假设，甲同学的实验操作为_______。 ③乙同学认为甲同学的实验不足以证明其假设，他的理由是_______。 ④丙同学向_______KCl 溶液中加入 6 滴 11mol L 盐酸，通入 2SO ，无明显现象， 再加入盐酸酸化的 2BaCl 溶液，几乎没有白色沉淀。丙同学的实验结论是 _______。 （4）实验表明，I 是 2SO 转化的催化剂，写出在KI作用下， 2SO 转化的化学方程 式为_______。 （5）对比实验Ⅰ和Ⅱ，推测实验Ⅱ比实验Ⅰ快的原因可能是滴入盐酸后造成溶 液酸性增强加快了 2SO 的转化。为证实该推测，可以设计实验证明，实验方 案为_______。 【答案】 （1） 2 4 4 2 2Cu 2H SO ( )=CuSO SO 2H O     浓 （2） 除去二氧化硫中的硫酸蒸汽 （3）① + 2 - 3 26 SO 4H S 2I H OI +2    ②取实验Ⅱ中经离心分离后的溶液少 量，加入盐酸酸化的 2BaCl 溶液，观察是否有白色沉淀 ③二氧化硫及 其水溶液容易被空气中的氧气氧化而产生硫酸根离子，会产生干扰 13 ④ 2ml 11mol L 氯离子对二氧化硫的转化没有影响 （5） 2 2 2 4 -I 3SO 2H O H SO S  = 2 （6）取 2 个试管，分别取 2mL 11mol L KI溶液，试管甲中加入 6 滴 11mol L 的 盐酸、试管乙中加入 6 滴 10.5mol L 的硫酸、同时通入等量的 2SO ，观察实 验现象 【解析】应用氧化还原反应原理、结合实验现象，推断反应产物，书写反应方程 式；探究实验影响因素时，做对比实验，进行单因子变量控制，据此回答； （1） Cu 与浓硫酸在加热条件下生成二氧化硫、硫酸铜和水，其反应方程式为： 2 4 4 2 2Cu 2H SO ( )=CuSO SO 2H O     浓 。 （2）虽然硫酸是高沸点酸，加热温度超过其沸点时会挥发，装置 B 的作用为除 去二氧化硫中的硫酸蒸汽。 （3） ①经检验，Ⅱ中的浅黄色固体是 S。则 2SO 和 KI溶液反应生成氧化还原反 应， 2SO 被碘离子还原为 S，碘离子被氧化，已知离心分离后，溶液黄色变 浅加入淀粉溶液不变色，则氧化产物主要为 - 3I ，故在酸性条件下， 2SO 和 KI 溶液反应的离子方程式为： + 2 - 3 26 SO 4H S 2I H OI +2    。②甲同学认为可能 是生成的 2I 又被 2SO 还原了。该反应为： 22 2 2 4SO 2H O I HI H SO  =2 ，要证实 自己的假设，甲同学只需要检验反应后的溶液中是否存在硫酸根离子即可， 可取实验Ⅱ中经离心分离后的溶液少量，加入盐酸酸化的 2BaCl 溶液，观察 是否有白色沉淀，若有白色沉淀生成则假设成立、若没有白色沉淀生成则假 设不成立，则答案为：取实验Ⅱ中经离心分离后的溶液少量，加入盐酸酸化 的 2BaCl 溶液，观察是否有白色沉淀。③乙同学认为甲同学的实验不足以证 14 明其假设，他的理由是：二氧化硫及其水溶液容易被空气中的氧气氧化而产 生硫酸根离子，会产生干扰。 ④丙同学探究的是氯离子对二氧化硫的转化有没有影响，对比丙同学的实验和Ⅱ， 丙同学实验中没有碘离子，则向 2mL 11mol L KCl 溶液中加入 6 滴 11mol L 盐 酸，通入 2SO ，已知实验中无明显现象，再加入盐酸酸化的 2BaCl 溶液，几乎 没有白色沉淀。则丙同学的实验结论是氯离子对二氧化硫的转化没有影响。 （4）实验表明，I 是 2SO 转化的催化剂，由实验知，在 KI作用下， 2SO 转化为 S 和硫酸根离子，则化学方程式为 2 2 2 4 -I 3SO 2H O H SO S  = 2 。 （5） 为证实该推测，只要在实验Ⅰ时引入和实验Ⅱ等物质的量浓度的氢离子、 可选择能提供氢离子而阴离子又不影响实验的硫酸，实验方案为：取 2 个试 管，分别取 2mL 11mol L KI溶液，试管甲中加入 6 滴 11mol L 的盐酸、试管乙 中加入 6 滴 10.5mol L 的硫酸、同时通入等量的 2SO ，观察实验现象。 3．（2021·河北高三其他模拟）某实验小组同学为了探究铜的相关性质的反应及 产物，进行了如下系列实验。 （实验 1）铜与浓硫酸反应及产物性质实验装置如图所示。 15 实验步骤：①先连接好装置，检验气密性，加入试剂；②加热具支试管 A 直到 B 中品红褪色，熄灭酒精灯；③将Cu 丝上提离开液面。 （1）反应过程中以及熄灭酒精灯时，因为有导管 D 的存在，不必担心 B 中的液 体会倒吸，其原因是_______。 （实验 2）实验中发现具支试管 A 内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑 色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜以及被掩蔽的氧化亚铜。 （2）具支试管 A 内产生的白色固体主要成分为_________。 查阅资料：①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成 2Cu  和铜单质， 在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于 稀硫酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。 为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图的实验： （3）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为_______。 （4）下列对于固体甲的成分的判断正确的是(填字母选项)_________。 A．固体甲中，CuS和 2Cu S不能同时存在 B．固体甲中，CuO 和 2Cu O 至少有一种 C．固体甲中若没有 2Cu O ，则一定有 2Cu S D．固体甲中若存在 2Cu O ，也可能有 2Cu S （实验 3）下图是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加 热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题。 16 （5）若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则： ①当仪器连接顺序为 A→C→B→B→D 时，两次使用 B 装置，其中所盛的药品 依次是CuO 、无水 4CuSO 粉末。此实验的目的是________。 ②为了使 B 中 CuO 反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有(写 一种)____________。 【答案】 （1）如果试管 A 中气体压强减小，则外界空气会通过玻璃导管 D 进入试管， A、B 之间不会存在压强差，不会产生倒吸现象 （2） 硫酸铜或 4CuSO （3） 2 22CuS 3O 2CuO 2SO  （4）BCD （5）①验证 2H 的还原性并检验其氧化产物 ②控制分液漏斗的活塞，使 稀 2 4H SO 缓慢滴下(或在烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冰毛巾捂着 烧瓶等减缓气流速率的方案，合理即可) 【解析】由图可知，导管 D 与大气相同，当具支试管中压强减小时，空气会进入 具支试管，故不会倒吸，这个反应的主要反应是铜与浓硫酸的反应，固体产 物硫酸铜为白色固体，因为黑色固体中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜 以及被掩蔽的氧化亚铜，依据流程中所加试剂及题干所给物质的性质可知， 17 加入稀硫酸能生成蓝色溶液的是 CuO 或 Cu2O，或者是 CuO 和 Cu2O 都有，在 氧气流中加热质量减轻的只有 CuS，所以在煅烧过程中一定发生的反应的化 学方程式为 2 22CuS 3O 2CuO 2SO  ，若通过计算可知固体乙中不能只有 CuS， 实验 3 是验证氢气的还原性及其产物的判断，要使反应充分，需使气体流速 减慢。 （1）因为 D 与大气相通，当停止加热，具支试管中压强减小时，空气会由 D 进 入具支试管，故不会倒吸，所以答案为：如果试管 A 中气体压强减小，则外 界空气会通过玻璃导管 D 进入试管，A、B 之间不会存在压强差，不会产生 倒吸现象； （2）因为具支试管中的主要反应是 2 4 4 2 2Cu+2H SO CuSO SO 2H O   ,所以白色固 体为硫酸铜，答案为：硫酸铜或 4CuSO （3）因为 22Cu O 2CuO  反应后固体质量增重， 2 2 2Cu S 2O 2CuO SO  反应后固体 质量不变， 2 22CuS 3O 2CuO 2SO  固体质量减轻，因为固体乙在氧气流中加 热后固体质量减轻，所以必有 2 22CuS 3O 2CuO 2SO  ，所以答案为： 2 22CuS 3O 2CuO 2SO  ； （4）由反应 2 22CuS 3O 2CuO 2SO  反应前后的固体质量减少可知，若只有 CuS， 只需 0.96g 便可产生 0.16g 的质量差，所以固体乙中必然含有反应前后固体 质量不增加的反应，若是铜则来源与 Cu2O，也可能是 Cu2S，或者二者都有， 所以答案为：BCD； （5）①因为烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，可知装置 A 为氢气的发 生装置，由连接顺序和所加试剂可知该实验的目的是用氢气还原氧化铜，并 验证演化产物水，可是制备出来的氢气混有水蒸气，所以需先通入浓硫酸中 18 干燥氢气，最后再加干燥管的目的是防止空气中的水进入，干扰实验，所以 答案为：验证 2H 的还原性并检验其氧化产物； ②在不改变反应物状态的情况下让其充分反应就是增大反应物的接触时间，所以 应减缓通入氢气的速率，故答案为：控制分液漏斗的活塞，使稀 2 4H SO 缓慢 滴下(或在烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冰毛巾捂着烧瓶等减缓气流 速率的方案，合理即可)。 4．（2020 年新课标Ⅰ）为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装 置进行实验。 回答下列问题： （1）由 FeSO4·7H2O 固体配制 0.10 mol·L−1 FeSO4 溶液，需要的仪器有药匙、 玻璃棒、_________(从下列图中选择，写出名称)。 （2）电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中 的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据， 盐桥中应选择____________作为电解质。 19 阳离子 u∞×108/(m2·s−1·V− 1) 阴离子 u∞×108/(m2·s−1·V −1) Li+ 4.07 3HCO 4.61 Na+ 5.19 3NO 7.40 Ca2+ 6.59 Cl− 7.91 K+ 7.62 2 4SO  8.27 （3）电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入 ________电极溶液中。 （4）电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中 c(Fe2+)增加了 0.02 mol·L−1。石 墨电极上未见 Fe 析出。可知，石墨电极溶液中 c(Fe2+)=________。 （5）根据（3）、（4）实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_______，铁电极 的电极反应式为_______。因此，验证了 Fe2+氧化性小于________，还原性 小于________。 （6）实验前需要对铁电极表面活化。在 FeSO4 溶液中加入几滴 Fe2(SO4)3 溶液， 将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法 是_______。 【答案】（1）烧杯、量筒、托盘天平 （2）KCl （3）石墨 （4）0.09mol/L （5）Fe3++e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe2+ Fe3+ Fe （6）取活化后溶液少许于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液不出现血红色，说明 活化反应完成 20 【解析】（1）由 FeSO4·7H2O 固体配制 0.10mol·L-1FeSO4 溶液的步骤为计算、称 量、溶解并冷却至室温、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签，由 FeSO4·7H2O 固体配制 0.10mol·L-1FeSO4 溶液需要的仪器有药匙、托盘天平、合适的量筒、 烧杯、玻璃棒、合适的容量瓶、胶头滴管，故答案为：烧杯、量筒、托盘天 平。 （2）Fe2+、Fe3+能与 - 3HCO 反应，Ca2+能与 2- 4SO 反应，FeSO4、Fe2(SO4)3 都属于强酸 弱碱盐，水溶液呈酸性，酸性条件下 - 3NO 能与 Fe2+反应，根据题意“盐桥中 阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应”，盐桥中阴离子不可以选择 - 3HCO 、 - 3NO ，阳离子不可以选择 Ca2+，另盐桥中阴、阳离子的迁移率（u∞） 应尽可能地相近，根据表中数据，盐桥中应选择 KCl 作为电解质，故答案为： KCl。 （3）电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正 极，盐桥中阳离子向正极移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中，故 答案为：石墨。 （4）根据（3）的分析，铁电极的电极反应式为 Fe-2e-=Fe2+，石墨电极上未见 Fe 析出，石墨电极的电极反应式为 Fe3++e-=Fe2+，电池反应一段时间后，测 得铁电极溶液中 c（Fe2+）增加了 0.02mol/L，根据得失电子守恒，石墨电极 溶液中 c（Fe2+）增加 0.04mol/L，石墨电极溶液中 c（Fe2+） =0.05mol/L+0.04mol/L=0.09mol/L，故答案为：0.09mol/L。 （5）根据（3）、（4）实验结果，可知石墨电极的电极反应式为 Fe3++e-=Fe2+，铁 电极的电极反应式为 Fe-2e-=Fe2+；电池总反应为 Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据同一 反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物、还原剂的还原性强于还原产物，则 21 验证了 Fe2+氧化性小于 Fe3+，还原性小于 Fe，故答案为：Fe3++e-=Fe2+ ， Fe-2e-=Fe2+ ，Fe3+，Fe。 （6）在 FeSO4 溶液中加入几滴 Fe2(SO4)3 溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极 表面被刻蚀活化，发生的反应为 Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4，要检验活化反应完 成，只要检验溶液中不含 Fe3+即可，检验活化反应完成的方法是：取活化后 溶液少许于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反应 完成，故答案为：取活化后溶液少许于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液不 变红，说明活化反应完成。 5．[2019 北京] 化学小组实验探究 SO2 与 AgNO3 溶液的反应。 （1）实验一：用如下装置（夹持、加热仪器略）制备 SO2，将足量 SO2 通入 AgNO3 溶液中，迅速反应，得到无色溶液 A 和白色沉淀 B。 ①浓 H2SO4 与 Cu 反应的化学方程式是____________________________________。 ②试剂 a 是____________。 （2）对体系中有关物质性质分析得出：沉淀 B 可能为 Ag2SO3、Ag2SO4 或二者混 合物。（资料：Ag2SO4 微溶于水；Ag2SO3 难溶于水） 实验二：验证 B 的成分 ①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：__________。 22 ②加入盐酸后沉淀 D 大部分溶解，剩余少量沉淀 F。推断 D 中主要是 BaSO3， 进而推断 B 中含有 Ag2SO3。向滤液 E 中加入一种试剂，可进一步证实 B 中含有 Ag2SO3。所用试剂及现象是__________。 （3）根据沉淀 F 的存在，推测 2- 4SO 的产生有两个途径： 途径 1：实验一中，SO2 在 AgNO3 溶液中被氧化生成 Ag2SO4，随沉淀 B 进入 D。 途径 2：实验二中， 2- 3SO 被氧化为 2- 4SO 进入 D。 实验三：探究 2- 4SO 的产生途径 ①向溶液 A 中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有________：取上 层清液继续滴加 BaCl2 溶液，未出现白色沉淀，可判断 B 中不含 Ag2SO4。 做出判断的理由：_______。 ②实验三的结论：__________。 （4）实验一中 SO2 与 AgNO3 溶液反应的离子方程式是_________________。 （5）根据物质性质分析，SO2 与 AgNO3 溶液应该可以发生氧化还原反应。将实 验一所得混合物放置一段时间，有 Ag 和 2- 4SO 生成。 （6）根据上述实验所得结论：__________________。 【答案】（1）①Cu+ 2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O ②饱和 NaHSO3 溶液 （2）①Ag2SO3+4NH3·H2O=2Ag(NH3)2 + + 2 3SO  +4H2O ②H2O2 溶液，产生白色沉淀 （3）①Ag+ Ag2SO4 溶解度大于 BaSO4，没有 BaSO4 沉淀时，必定没有 Ag2SO4 ②途径 1 不产生 2 4SO  ，途径 2 产生 2 4SO  （4）2Ag++SO2+H2O= Ag2SO3↓+2H+ （6）实验条件下： 23 SO2 与 AgNO3 溶液生成 Ag2SO3 的速率大于生成 Ag 和 2 4SO  的速率 碱性溶液中 2 3SO  更易被氧化为 2 4SO  【解析】（1）①铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化 学方程式为：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。 ②试剂 a 为饱和 NaHSO3 溶液，用于观察气体流速，且在 SO2 饱和 NaHSO3 溶液中溶 解度很小，可防止倒吸。 （2）①Ag2SO3 溶于氨水得到 Ag(NH3)2 +，离子方程式为：Ag2SO3+4NH3·H2O=2Ag(NH3)2 + + 2 3SO  +4H2O； ②沉淀 D 洗涤干净后，加入过量稀盐酸，BaSO3 与稀盐酸反应生成 BaCl2 和 SO2、 H2O，则滤液 E 中含有 BaCl2 和溶解在水中的 SO2 形成的 H₂SO3，可向 E 中加 入 H2O2 溶液，H2O2 将 H2SO3 氧化生成 2 4SO  ， 2 4SO  和 Ba2+反应产生白色 BaSO4 沉淀， 进一步证实 B 中含有 Ag2SO3。 （3）向溶液 A 中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，该沉淀为 AgCl，证明溶液 A 中 含有 Ag+；取上层清液继续滴加 BaCl2 溶液，未出现白色沉淀，证明溶液 A 中不含 2 4SO  ，由于 Ag2SO4 微溶于水，则 B 中不含 Ag2SO4，从而确定途径 1 不 产生 2 4SO  ，途径 2 产生 2 4SO  。 （4）由（3）推知， 实验一中 SO2 与 AgNO3 溶液反应生成 Ag2SO3，离子方程式为 2Ag++SO2+H2O= Ag2SO3↓+2H+。 （6）对比分析（4）（5）可知，S O2 与 AgNO3 溶液生成 Ag2SO3 的速率大于生成 Ag 和 2 4SO  的速率，再结合实验二可知，碱性溶液中 2 3SO  更易被氧化为 2 4SO  。