1、综合试验设计、探究与评价知识点一、常见的挥发和易分解的物质1、常见的易挥发性的物质有单质：Br2，I2；氧化物：干冰；氢化物：液氨，水，苯，汽油等烃类；酸：HNO3、HCl；有机物：甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、甲醛乙醛、乙酸乙酯等。2、易分解的物质碘化氢的分解 2HI H2+I2氯化银的分解 2AgCl 2Ag+Cl2电解水 2H2O 通电 2H2+O2碳酸钙高温分解 CaCO3 高温 CaO+CO2碳酸铜受热分解 CuCO3 CuOCO2氢氧化铝受热分解 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O氢氧化铁分解2Fe(OH)3 Fe2O33H2O氢氧化铜分解 Cu(OH)2 CuO十2H2O碳酸的分解
2、 H2CO3 H2O+CO2亚硫酸的分解 H2SO3 SO2H2O次氯酸的分解 2HClO 光/ 2HCl+O2受热分解 2H2O2 2H2O+O2碳酸氢钠受热分解 2NaHCO3 Na2CO3CO2H2O亚硫酸氢钠受热分解 2NaHSO3 Na2SO4SO2H2O碳酸铵受热分解 (NH4)2CO3 2NH3+H2O+CO2硫酸铵受热分解 (NH4)2SO4 2NH3H2SO4碳酸氢铵受热分解 NH4HCO3 NH3CO2H2O高锰酸钾受热分解 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2硝酸银的受热分解 2AgNO3 2Ag+2NO2+O22HgO 2HgO22Ag2O 4AgO2浓硝酸见光分
3、解4HNO3 光 4NO2+O2+2H2OAgcl AgBr AgI等感光物质见光易分解例1化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。（1）实验一：用如图装置（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浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是_。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的成分写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：_。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
4、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SO42-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，SO32-被氧化为SO42-进入D实验三：探究SO42-的产生途径向溶液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：_。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
5、还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和SO42-生成。（6）根据上述实验所得结论：_。【答案】（1）Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O；饱和NaHSO3溶液；（2）Ag2SO3+4NH3H2O=2Ag（NH3）2+SO32-+4H2O；加入稀硫酸，产生白色沉淀；（3）Ag+；因为Ag2SO4微溶于水，Ag2SO4（s）2Ag+SO42-，向上层清液滴加氯化钡溶液，若含有Ag2SO4，则会出现沉淀；SO42-产生的途径是SO32-被氧化为SO42-进入D；（4）2Ag+SO2+H2O=Ag2SO3+2H+；（6）二氧化硫和硝酸银反应生成亚硫酸银和氢离子，同时生成少量
6、硫酸银，即既能发生沉淀反应，又能发生氧化还原反应，其中沉淀反应的速率比氧化还原反应快。【解析】（1）浓H2SO4可以与Cu反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，方程式为Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O，故答案为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O；试剂a用于除去二氧化硫中的杂质，一般用饱和饱和NaHSO3溶液，故答案为：饱和NaHSO3溶液；（2）Ag2SO3溶于氨水生成银氨络离子，反应的离子方程式为Ag2SO3+4NH3H2O=2Ag（NH3）2+SO32-+4H2O，故答案为：Ag2SO3+4NH3H2O=2Ag（NH3）2+SO32-+4H2O；由于亚硫酸钡
7、溶于稀盐酸生成钡离子而硫酸钡不溶于稀盐酸，故用稀硫酸鉴别E中的钡离子从而证明D中主要是亚硫酸钡，进一步证实B中含有亚硫酸银。故答案为：加入稀硫酸，产生白色沉淀；（3）向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有Ag+；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，原因是因为Ag2SO4微溶于水，Ag2SO4（s）2Ag+SO42-，向上层清液滴加氯化钡溶液，若含有Ag2SO4，则会出现沉淀，故答案为：Ag+；因为Ag2SO4微溶于水，Ag2SO4（s）2Ag+SO42-，向上层清液滴加氯化钡溶液，若含有Ag2SO4，则会出现沉淀；由实验三可知SO42-产
8、生的途径是SO32-被氧化为SO42-进入D，故答案为：SO42-产生的途径是SO32-被氧化为SO42-进入D；（4）由以上分析可知SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3和硝酸，离子方程式是2Ag+SO2+H2O=Ag2SO3+2H+，故答案为：2Ag+SO2+H2O=Ag2SO3+2H+；（6）由以上实验现象可知二氧化硫和硝酸银反应生成亚硫酸银和氢离子，同时生成少量硫酸银，即既能发生沉淀反应，又能发生氧化还原反应，其中沉淀反应的速率比氧化还原反应快，故答案为：二氧化硫和硝酸银反应生成亚硫酸银和氢离子，同时生成少量硫酸银，即既能发生沉淀反应，又能发生氧化还原反应，其中沉淀反应的速率比氧化
9、还原反应快。练习1某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。【初步探究】示意图序号温度试剂现象00.5molL-1稀硫酸4min左右出现蓝色201min左右出现蓝色200.1molL-1稀硫酸15min左右出现蓝色20蒸馏水30min左右出现蓝色（l）为探究温度对反应速率的影响，实验中试剂A应为_。（2）写出实验中I-反应的离子方程式：_。（3）对比实验，可以得出的结论：_。【继续探究】溶液pH对反应速率的影响查阅资料：ipH9.28时，I2发生歧化反应：3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，pH越大，歧化速率越快。（4）小组同学用4支试管在装有O2的储气瓶中进行实
10、验，装置如图所示。序号试管中溶液的pH891011放置10小时后的现象出现蓝色颜色无明显变化分析和中颜色无明显变化的原因：_。【深入探究】较高温度对反应速率的影响小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验和。序号温度试剂现象敞口试管水浴705mL1molL-1KI溶液5mL0.5molL-1稀硫酸20mm仍保持无色，冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色密闭试管溶液迅速出现黄色，且黄色逐渐加深冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色（5）对比实验和的现象差异，该小组同学经过讨论对实验中的现象提出两种假设，请你补充假设1。假设1：_。假设2：45以上I2易升华，70水浴时，c（I2）太小难以显现黄色。（6）
11、针对假设2，有两种不同观点。你若认为假设2成立，请推测试管中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因_（写出一条）。你若认为假设2不成立，请设计实验方案证明_。【答案】（1）0.5mol/L稀硫酸；（2）4I-+O2+4H+=2I2+2H2O；（3）KI溶液被O2氧化为I2时，c（H+）越大，反应速率越大；（4）试管中既发生氧化反应又发生歧化反应，但歧化反应速率大于氧化速率和淀粉变色速率，所以观察颜色无明显变化；（5）加热时O2逸出，使c（O2）降低，导致I-氧化为I2的速率变慢；（6）KI溶液过量，实验冷却至室温后，过量的KI可与空气继续反应生成I2，所以滴加淀粉溶液仍可看到蓝色；水浴加热
12、到70时，用湿润的淀粉试纸放在试管的管口，若试纸不变蓝，则证明假设2不成立。【解析】（1）实验是探究温度对反应速率的影响，应该只有温度不同，其它各个均应相同，所以稀硫酸及其浓度应该为0.5mol/L，故答案为：0.5mol/L稀硫酸；（2）酸性条件下，碘化钾和氧气反应生成硫酸钾、碘单质和水，结合守恒配平、得到离子方程式为4I-+O2+4H+=2I2+2H2O，故答案为：4I-+O2+4H+=2I2+2H2O；（3）实验的反应条件是温度均相同，只是氢离子浓度不同，导致反应速率不同，结合表中数值和现象可知，c（H+）越大，反应速率越快，故答案为：KI溶液被O2氧化为I2时，c（H+）越大，反应速率
13、越大；（4）由已知信息可知，pH9.28时，碱溶液中碘单质和碱发生歧化反应，pH越大，歧化速率越快，实验的碱性弱，试管中PH=10、11时即碱性相对强，试管中均既发生氧化反应又发生歧化反应，但试管的歧化速率大于碘离子被氧化的速率，所以试管均无明显现象，故答案为：试管中既发生氧化反应又发生歧化反应，但歧化反应速率大于氧化速率和淀粉变色速率，所以观察颜色无明显变化；（5）实验和的实验条件差异是溶液中O2和I2的含量不同，加热时，敞口试管中O2逸出，I2升华挥发掉，密闭试管中O2和I2均不能逸出，所以可猜想O2和I2逸出导致实验现象有差异，故答案为：加热时O2逸出，使c（O2）降低，导致I-氧化为I
14、2的速率变慢；（6）假设2：45以上I2易升华，70水浴时，c（I2）太小难以显现黄色。若假设2成立，则试管冷却至室温的过程中，由于过量的KI与空气接触，溶液中溶解O2的量增加，发生反应4I-+O2+4H+=2I2+2H2O，使c（I2）增大，所以滴加淀粉溶液时出现蓝色；若假设2不成立，则可用湿润的淀粉试纸检验试管管口没有I2升华逸出，即水浴加热到70时，用湿润的淀粉试纸放在试管的管口，试纸不变蓝，故答案为：KI溶液过量，实验冷却至室温后，过量的KI可与空气继续反应生成I2，所以滴加淀粉溶液仍可看到蓝色；水浴加热到70时，用湿润的淀粉试纸放在试管的管口，若试纸不变蓝，则证明假设2不成立。知识点
15、二、物质的检验1、常见阳离子的检验方法离子检验试剂实验步骤实验现象K+焰色反应铂丝用盐酸洗涤后在火焰上灼烧至原火焰色蘸取溶液，放在火焰上灼烧，观察火焰颜色。浅紫色（通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色）Na+焰色反应火焰分别呈黄色NH4+NaOH溶液(浓)取少量待测溶液于试管中，加入NaOH浓溶液并加热，将湿润红色石蕊试纸置于试管口加热，生成使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体Ag+稀HNO3、稀盐酸取少量待测溶液于试管中，加入稀HNO3再加入稀盐酸生成白色沉淀，不溶于稀HNO3Ba2+稀H2SO4或可溶性硫酸盐溶液稀HCl取少量待测溶液于试管中，加入稀HCl再加入稀H2SO4产生白色沉淀Fe3+KSCN溶
16、液取少量待测溶液于试管中，加入KSCN溶液变为血红色溶液加苯酚取少量待测溶液于试管中，加苯酚溶液显紫色加NaOH溶液加NaOH溶产生红褐色沉淀Fe2+KSCN溶液，新制的氯水取少量待测溶液于试管中，加入KSCN溶液，新制的氯水加入KSCN溶液不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。加NaOH溶液取少量待测溶液于试管中，加入NaOH溶液并露置在空气中开始时生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。K3Fe(CN)6取少量待测溶液于试管中，加入K3Fe(CN)6溶液产生蓝色沉淀Al3+NaOH溶液取少量待测溶液于试管中，逐滴加入NaOH溶液至过量随着NaOH
17、溶液加入，先出现沉淀，后沉淀溶解Cu2+NaOH溶液取少量待测溶液于试管中，加入NaOH溶液加入适量NaOH溶液后生成蓝色沉淀2、常见阴离子的检验方法离子检验试剂实验步骤实验现象CO32-BaCl2溶液、稀盐酸取少量待测溶液于试管中，加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸。1加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀盐酸，并放出无色无味气体HCO3-BaCl2溶液、稀盐酸取少量待测溶液于试管中，加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸。1加入BaCl2溶液后无白色沉淀产生，加稀盐酸，放出无色无味气体SO32-BaCl2溶液、稀盐酸取少量待测溶液于试管中，加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸。
18、1加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀盐酸，并放出刺激性气味气体HSO3-BaCl2溶液、稀盐酸取少量待测溶液于试管中，加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸。1加入BaCl2溶液后无白色沉淀产生，加稀盐酸，放出刺激性气味气体注：若向待测液中加入BaCl2/CaCl2，不产生沉淀，加入盐酸产生气体；然后加入Ba(OH)2/Ca(OH)2，产生沉淀，加入盐酸产生气体，则待测液中含有HCO3-或者HSO3-。SO42-BaCl2溶液、稀盐酸取少量待测溶液于试管中，加入稀盐酸再加入BaCl2溶液。生成不溶于稀盐酸的白色沉淀SO32-稀盐酸、品红溶液取少量待测溶液于试管中，加入稀盐酸后放出的气
19、体通入品红溶液加入稀盐酸后放出的气体使品红溶液褪色，加热品红溶液，恢复红色ClAgNO3溶液、稀硝酸取少量待测溶液于试管中，加入AgNO3溶液、稀硝酸。生成不溶于稀硝酸的白色沉淀BrAgNO3溶液、稀硝酸生成不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀IAgNO3溶液、稀硝酸生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀新制氯水，淀粉溶液取少量待测溶液于试管中，加入新制氯水，再加入淀粉溶液滴入新制Cl2，振荡后再滴入淀粉溶液，变蓝（CCl4，下层紫红色）注意：1若SO42-与Cl-同时检验，需注意检验顺序。应先用Ba(NO3)2溶液将SO42-检出，并滤去BaSO4，然后再用AgNO3检验Cl-。2检验SO32-的试剂中，只能用盐酸
20、，不能用稀硝酸。因为稀硝酸能把SO32-氧化成SO42-。3若Ag+和Ba2+同时检验，也需注意检验顺序，应先用盐酸将Ag+检验出并滤去沉淀，然后再用稀硫酸检验Ba2+。4若Ag+和Ba2+同时检验，也需注意检验顺序，应先用盐酸将Ag+检验出5若CO32-和HCO3-同时检验，应先用足量的BaCl2溶液将CO32-检出，静置，取上层清夜用Ba(OH)2或Ca(OH)2检出HCO3-3、常见气体的检验常见气体检验方法注意事项H2纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，混入空气后点燃有爆鸣声，生成产物只有水甲烷、CO等在空气中燃烧也呈淡蓝色火焰，混入空气后点燃也有爆鸣声，但产物通入澄清石灰水能使石灰水
21、变浑浊O2可使带火星的木条复燃Cl2黄绿色，有刺激性气味，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝氯气有毒，注意闻气味的方法HCl用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，有白烟。氯化氢极易溶于水，做相关实验注意防倒吸SO2无色有刺激性气体，能使品红溶液褪色，加热又恢复。二氧化碳也能使石灰水变浑浊，应注意与二氧化碳的区别。H2S五色有臭鸡蛋气味的气体，能使Pb(NO3)2和CuSO4溶液产生黑色沉淀，或者是醋酸铅试纸变黑。硫化氢气体有毒，做相关实验注意安全及环境保护。NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝。用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近有白烟生成。氯化氢极易溶于水，做相关实验注意防倒吸NO2红棕色、有刺激性气味的气体，通入水中生成无色
22、气体，水溶液呈酸性，在溶液的上方有红棕色气体产生。二氧化氮的颜色与溴蒸汽相近，溴蒸汽可使硝酸银溶液生成淡黄色沉淀，二氧化氮不与硝酸银溶液反应。NO无色气体，在空气中立即变成红棕色。CO可燃，火焰呈蓝色，燃烧只生成二氧化碳，产物能使澄清石灰水变浑浊。一氧化碳气体有毒，做相关实验注意安全及环境保护。其燃烧产物注意与甲烷、氢气区分。CO2无色无味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，能使燃着的木条熄灭。二氧化硫也能使石灰水变浑浊；氮气也能使燃着的木条熄灭，注意区别。CH4无色气体、可燃、淡蓝色火焰，生成水和二氧化碳。不能是酸性高锰酸钾、溴水褪色。点燃前注意验纯。C2H4无色气体、可燃、明亮火焰和黑烟，生成水
23、和二氧化碳。能是酸性高锰酸钾、溴水褪色。乙烯有香甜的气味，微溶于水。C2H2无色气体、可燃、明亮火焰和浓烟，生成水和二氧化碳。能是酸性高锰酸钾、溴水褪色。由电石和水反应制取的乙炔因混有杂质而有气味。I2（蒸气）将待检气体通入淀粉溶液，溶液呈蓝色，则证明待检气体为I2（蒸气）例1某小组研究SCN-分别与Cu2+和Fe3+的反应。实验中：c（KSCN）=0.1mol/L；cFe2（SO4）3=0.025mol/L；c（CuSO4）=0.05mol/L。KSCN溶液与CuSO4溶液反应，实验如下。资料：Cu2+可与SCN-反应生成CuSCN白色沉淀和（SCN）2。（SCN）2称为“拟卤素”，在水溶液
24、中呈黄色；（SCN）2的化学性质与Cl2相似，可与水、碱等发生反应。（1）a中CuSO4溶液显酸性的原因是_（用离子方程式表示）。（2）ab中试管内溶液pH减小，可能的原因是_。（3）bc产生沉淀的原因是_。同学们根据相同条件下氧化性：Fe3+Cu2+，预测Fe3+与SCN-也可发生类似a中的氧化还原反应，进行如下实验。（4）向Fe2(SO4)3溶液中滴入少量KSCN溶液，观察到，表明发生了反应：Fe3+3SCN-Fe（SCN）3。（5）基于（4）继续实验：用Fe2（SO4）3溶液、KSCN溶液与石墨电极、电压表、盐桥等组装成原电池，电压表指针几乎不偏转。该实验的目的是_。（6）查阅资料并讨论
25、后得出：溶液中离子在反应时所表现的氧化性强弱与相应还原产物的价态和状态有关。由此分析a中反应发生的原因：生成CuSCN沉淀使Cu2+的氧化性增强，并补充实验进一步证明。补充的实验是_。（7）取（4）中反应后溶液，逐滴加入K3Fe（CN）6溶液，产生蓝色沉淀，并且沉淀量逐渐增多。该实验结果与（5）中实验结果不一致，解释原因：_。（8）为进一步证实（7）中的解释，在以上实验的基础上补充实验，其操作及现象是_。【答案】（1）Cu2+2H2O=Cu（OH）2+2H+；（2）(SCN）2与水反应生成的HSCN为强酸，使溶液的pH减小；（3）NaOH与（SCN）2反应，使b中c（SCN-）增大，与Cu2+
26、继续反应生成少量的CuSCN白色沉淀；（4）溶液变为红色；（5）在无Fe3+3SCN-Fe（SCN）3的干扰时，证明Fe3+能否将SCN-氧化；（6）用CuSO4溶液、KSCN溶液与石墨电极、电压表、盐桥等组装成原电池；（7）加入K3Fe（CN）6溶液，与Fe2+产生沉淀，使Fe3+的氧化性增强；（8）在（5）的原电池中，向盛有Fe2（SO4）3溶液的容器中滴入少量的K3Fe（CN）6溶液，指针发生明显偏转，且该侧电极为正极。【解析】（1）CuSO4溶液中，Cu2+发生水解反应，Cu2+2H2O=Cu（OH）2+2H+，故溶液显酸性；故答案为：Cu2+2H2O=Cu（OH）2+2H+；（2）根
27、据题意，a中生成CuSCN白色沉淀和（SCN）2，过滤，b中黄绿色为（SCN）2，已知（SCN）2的化学性质与Cl2相似，故（SCN）2与水反应生成HSCN类似与HCl，为强酸，使溶液的pH减小；故答案为：（SCN）2与水反应生成的HSCN为强酸，使溶液的pH减小；（3）b为（SCN）2的溶液，向b中加入一滴NaOH，与（SCN）2反应，使b中c（SCN-）增大，与Cu2+继续反应生成少量的CuSCN白色沉淀；故答案为：NaOH与（SCN）2反应，使b中c（SCN-）增大，与Cu2+继续反应生成少量的CuSCN白色沉淀；（4）向Fe2（SO4）3溶液中滴入少量KSCN溶液，发生了反应：Fe3+
28、3SCN-Fe（SCN）3，故可以观察到溶液变为红色；故答案为：溶液变为红色；（5）根据题意要预测验Fe3+与SCN-能否发生氧化还原反应，根据（4）Fe3+与SCN-结合会发生Fe3+3SCN-Fe（SCN）3干扰，故需要将将Fe3+与SCN-分开发生氧化还原反应，原电池可达到，故用Fe2（SO4）3溶液、KSCN溶液与石墨电极、电压表、盐桥等组装成原电池，该实验的目的是在无Fe3+3SCN-Fe（SCN）3的干扰时，证明Fe3+能否将SCN-氧化；故答案为：在无Fe3+3SCN-Fe（SCN）3的干扰时，证明Fe3+能否将SCN-氧化；（6）根据分析，设计实验将Cu2与SCN-的氧化还原反
29、应分开进行，结合（5）故补充的实验是：用CuSO4溶液、KSCN溶液与石墨电极、电压表、盐桥等组装成原电池；故答案为：用CuSO4溶液、KSCN溶液与石墨电极、电压表、盐桥等组装成原电池；（7）取（4）中反应后溶液，逐滴加入K3Fe（CN）6溶液，与Fe2+产生蓝色沉淀，使Fe3+的氧化性增强，沉淀量逐渐增多；故答案为：加入K3Fe（CN）6溶液，与Fe2+产生沉淀，使Fe3+的氧化性增强；（8）根据分析，为进一步证实（7）中的解释，在以上实验的基础上补充实验，其操作及现象是：在（5）的原电池中，向盛有Fe2（SO4）3溶液的容器中滴入少量的K3Fe（CN）6溶液，指针发生明显偏转，且该侧电极
30、为正极；故答案为：在（5）的原电池中，向盛有Fe2（SO4）3溶液的容器中滴入少量的K3Fe（CN）6溶液，指针发生明显偏转，且该侧电极为正极。练习1某学习小组利用下图装置探究铜与浓H2SO4的反应（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。资料：微量Cu2+与过量NaOH溶液发生反应：Cu2+4OH-=Cu（OH）42-，Cu（OH）42-溶于甘油形成特征的绛蓝色溶液。编号实验用品实验现象10mL15mol/L浓H2SO4溶液过量铜片剧烈反应，品红溶液褪色，150时铜片表面产生大量黑色沉淀，继续加热，250时黑色沉淀消失。10mL15mol/L浓H2SO4溶液适量铜片剧烈反应，品红溶液褪色
31、，150时铜片表面产生少量黑色沉淀，继续加热，250时黑色沉淀消失。（1）A中反应的化学方程式是_。（2）将装置C补充完整并标明所用试剂_。（3）实验中，铜片表面的黑色沉淀可能含CuO、Cu2S或CuS为探究黑色沉淀的成分，取出反应后的铜片，用水小心冲洗后，进行下列操作：i黑色沉淀脱落，一段时间后，上层溶液呈无色。ii开始时，上层溶液呈无色，一段时间后，上层溶液呈淡蓝色。甲认为通过上述两个实验证明黑色沉淀不含CuO，理由是_。乙同学认为仅通过颜色判断不能得出上述结论，理由是_。需要增加实验iii，说明黑色沉淀不含CuO，实验iii的操作和现象是_。（4）甲同学对黑色沉淀成分继续探究，补全实验方
32、案：编号实验操作实验现象iv取洗净后的黑色沉淀，加入适量_溶液，加热。黑色沉淀全部溶解，试管上部出现红棕色气体，底部有淡黄色固体生成。（5）用仪器分析黑色沉淀的成分，数据如下：150取样230取样铜元素3.2g，硫元素0.96g。铜元素1.28g，硫元素0.64g。230时黑色沉淀的成分是_。（6）为探究黑色沉淀消失的原因，取230时的黑色沉淀，加入浓H2SO4，加热至250时，黑色沉淀溶解，有刺激性气味的气体生成，试管底部出现淡黄色固体，溶液变蓝。用化学方程式解释原因_。（7）综合上述实验过程，说明Cu和浓H2SO4除发生主反应外，还发生着其他副反应，为了避免副反应的发生，Cu和浓H2SO4
33、反应的实验方案是_。【答案】（1）Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O；（2）NaOH溶液；（3）实验i和ii对比，上层溶液颜色不同，说明CuO与稀H2SO4反应生成Cu2+，i中上层溶液无色，说明不含Cu2+，因此黑色沉淀不含CuO；溶液中Cu2+浓度过低，无法呈明显的蓝色；取实验i的上层清液，加入过量NaOH溶液，再加入一定量甘油，振荡，未观察到绛蓝色；（4）HNO3；（5）CuS；（6）CuS+2H2SO4S+CuSO4+SO2+2H2O，（7）将烧瓶中10mL15mol/L的浓H2SO4加热至250以上，其后加入适量铜片。【解析】（1）A中反应是铜和浓硫酸加热反应生成硫
34、酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式是：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O，故答案为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O；（2）二氧化硫有毒污染空气，不能排放到空气中，需要氢氧化钠溶液吸收，装置C补充完整并标明所用试剂为：NaOH溶液，故答案为：NaOH溶液；（3）铜片表面的黑色沉淀可能含CuO、Cu2S或CuS，黑色沉淀脱落，一段时间后，上层溶液呈无色，说明无铜离子生成，甲认为通过上述两个实验证明黑色沉淀不含CuO，理由是：实验i和ii对比，上层溶液颜色不同，说明CuO与稀H2SO4反应生成Cu2+，i中上层溶液无色，说明不含Cu2+，因此黑色沉淀不含Cu
35、O，故答案为：实验i和ii对比，上层溶液颜色不同，说明CuO与稀H2SO4反应生成Cu2+，i中上层溶液无色，说明不含Cu2+，因此黑色沉淀不含CuO；乙同学认为仅通过颜色判断不能得出上述结论，理由是：溶液中Cu2+浓度过低，无法呈明显的蓝色，说明黑色沉淀不含CuO，实验iii的操作和现象是：取实验i的上层清液，加入过量NaOH溶液，再加入一定量甘油，振荡，未观察到绛蓝色，故答案为：溶液中Cu2+浓度过低，无法呈明显的蓝色；取实验i的上层清液，加入过量NaOH溶液，再加入一定量甘油，振荡，未观察到绛蓝色；（4）黑色沉淀全部溶解，试管上部出现红棕色气体为NO2，是反应过程中生成的NO和空气中的氧
36、气反应生成红棕色气体二氧化氮，底部有淡黄色固体生成，为硫单质，说明溶解黑色沉淀的是稀硝酸，反应的反应是氧化还原反应，故答案为：HNO3；（5）230取样铜元素1.28g，硫元素0.64g，n（Cu）：n（S）=：=1：1，化学式CuS，故答案为：CuS；（6）取230时的黑色沉淀，加入浓H2SO4，加热至250时，黑色沉淀溶解，有刺激性气味的气体生成为二氧化硫气体，试管底部出现淡黄色固体是生成的硫单质，溶液变蓝是硫酸铜溶液，据此书写化学方程式：CuS+2H2SO4S+CuSO4+SO2+2H2O，故答案为：CuS+2H2SO4S+CuSO4+SO2+2H2O，；（7）综合上述实验过程，说明Cu
37、和浓H2SO4除发生主反应外，还发生着其他副反应，为了避免副反应的发生，温度升高到250C，黑色沉淀不存在，Cu和浓H2SO4反应的实验方案是：将烧瓶中10mL15mol/L的浓H2SO4加热至250以上，其后加入适量铜片，故答案为：将烧瓶中10mL15mol/L的浓H2SO4加热至250以上，其后加入适量铜片。知识点二、综合实验设计题的解题1、科学探究题探究内容一定跟氧化还原有关，而且实验是在空气中进行，所以一般情况下氧气可能参加反应。2、注意实验操作、实验现象、实验结论之间的关系。3、注意单一变量的思想。例1某小组欲探究反应2Fe2+I22Fe3+2I-，完成如下实验：资料：如图1，AgI
38、是黄色固体，不溶于稀硝酸。新制的AgI见光会少量分解。（1）、均未检出Fe3+，检验中有无Fe3+的实验操作及现象是：取少量中溶液，_。（2）中的黄色浑浊是_。（3）经检验，的过程中产生了Fe3+。对Fe3+产生的原因做出如下假设：假设a：空气中存在O2，由于_（用离子方程式表示），可产生Fe3+；假设b：溶液中Ag+具有氧化性，可产生Fe3+；假设c：_；假设d：该条件下，I2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+。通过实验进一步证实a、b、c不是产生Fe3+的主要原因，假设d成立。的过程中I2溶液氧化Fe2+的原因是_。（4）经检验，中灰黑色浑浊中含有AgI和Ag。验证灰黑色浑浊含有Ag的实验操作
39、及现象是：取洗净后的灰黑色固体，_。为探究出现灰黑色浑浊的原因，完成了实验1和实验2。实验1：向1mL0.1molL-1FeSO4溶液中加入1mL0.1molL-1AgNO3溶液，开始时，溶液无明显变化。几分钟后，出现大量灰黑色浑浊。反应过程中温度几乎无变化。测定溶液中Ag+浓度随反应时间的变化如图2。实验2：实验开始时，先向试管中加入几滴Fe2（SO4）3溶液，重复实验1，实验结果与实验1相同。实验1中发生反应的离子方程式是_。中迅速出现灰黑色浑浊的可能的原因是_。【答案】（1）滴加几滴KSCN溶液，溶液不变红；（2）AgI；（3）4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O；酸性溶液中NO3-
40、具有氧化性，可产生Fe3+；Ag+与I-生成了AgI沉淀，降低了I-的浓度，使平衡2Fe2+I22Fe3+2I-正向移动，使I2氧化了Fe2+；（4）加入足量稀硝酸，振荡，固体部分溶解，产生无色气泡，遇空气变红棕色；静置，取上层清液加入稀盐酸，有白色沉淀生成；Fe2+Ag+Fe3+Ag；AgI分解产生的Ag催化了Fe2+与Ag+的反应。【解析】（1）检验中有无Fe3+的实验操作及现象是：取少量中溶液，滴加几滴KSCN溶液，溶液不变红，故答案为：滴加几滴KSCN溶液，溶液不变红；（2）分析可知，反应中的黄色浑浊是AgI，故答案为：AgI；（3）空气中存在O2，由于发生反应4Fe2+O2+4H+4
41、Fe3+2H2O，可产生Fe3+，溶液中Ag+具有氧化性，可产生Fe3+，酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+，该条件下，I2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+，故答案为：4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O；酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；通过实验进一步证实a、b、c不是产生Fe3+的主要原因，假设d成立。的过程中I2溶液氧化Fe2+的原因是：Ag+与I-生成了AgI沉淀，降低了I-的浓度，使平衡2Fe2+I22Fe3+2I-正向移动，使I2氧化了Fe2+，故答案为：Ag+与I-生成了AgI沉淀，降低了I-的浓度，使平衡2Fe2+I22Fe3+2I-正向移动，使I2氧化
42、了Fe2+；（4）验证灰黑色浑浊含有Ag的实验操作及现象是：取洗净后的灰黑色固体，加入足量稀硝酸，振荡，固体部分溶解，产生无色气泡，遇空气变红棕色，静置，取上层清液加入稀盐酸，有白色沉淀生成，故答案为：加入足量稀硝酸，振荡，固体部分溶解，产生无色气泡，遇空气变红棕色；静置，取上层清液加入稀盐酸，有白色沉淀生成；实验1中发生反应的离子方程式是Fe2+Ag+Fe3+Ag，故答案为：Fe2+Ag+Fe3+Ag；中迅速出现灰黑色浑浊的可能的原因是：AgI分解产生的Ag催化了Fe2+与Ag+的反应，故答案为：AgI分解产生的Ag催化了Fe2+与Ag+的反应。练习1某实验小组在电压12V电流3A的条件下电
43、解2mol/L的氯化铜溶液并探究其产物的性质。（1）根据电解原理，预测：阴极发生的实验现象是_。阳极发生的电极反应式为_。电解氯化铜溶液总的化学方程式为_。（2）小组同学在实际电解过程中，意外的观察到下表的实验现象：条件电极现象电压12V电流3A阴极3min后，附近溶液变成棕褐色。30min后，溶液变成深棕褐色。电极底部表面有少量红色金属生成，还有少量白色物质。阳极开始出现少量气泡，后来气泡增多。实验小组学生对阴极区产生异常现象的原因进行了探究：资料1：CuCl是白色的难溶物，用Cu还原CuCl2溶液可以得到CuCl沉淀，它易溶于浓盐酸，用水稀释CuCl的浓盐酸溶液则又析出CuCl白色沉淀。资
44、料2：CuCl2CuCl2（H2O）-（棕褐色）CuCl+Cu2+3Cl-+H2O。探究阴极表面产生的白色物质：根据资料写出Cu还原CuCl2溶液反应的化学方程式_。学生为了确定阴极产物进行实验A：取2mol/L的CuCl2溶液，加入铜粉，充分振荡，几分钟后，试管底有白色沉淀生成，过滤出白色固体，加入浓盐酸，固体溶解，加水稀释，又析出白色沉淀。如果要确认阴极产生的白色沉淀是CuCl，还需要进行对照实验B，该实验的设计方案是_。实验结论：通过实验A和实验B的对比，可以确定阴极产生的白色固体是CuCl。探究阴极区域溶液呈现棕褐色的原因：猜想1：可能是Cu2+与高浓度的Cl-发生络合反应所致。实验C
45、：向2mol/L的CuCl2溶液中加入，溶液呈现绿色，没有变成棕褐色。实验结论：溶液颜色呈现棕褐色_（填“是”或者“不是”）由于Cu2+与高浓度的Cl-发生络合反应所致。猜想2：棕褐色溶液可能与+1价Cu有关。实验D：用铜粉和2mol/L的CuCl2溶液反应制备CuCl2CuCl2（H2O）-，取少量该标准溶液与实验中得到的棕褐色溶液进行对照实验。步骤一：配制标准CuCl2CuCl2（H2O）-棕褐色溶液进行稀释，实验流程如图所示：步骤二：取阴极附近的棕褐色溶液，重复上述实验进行对照：请画出对照实验的流程图：实验结论：通过对照实验，确认棕褐色溶液与+1价Cu有关。【答案】（1）析出红色铜；2C
46、l-2e-=Cl2；CuCl2Cu+Cl2；（2）Cu+CuCl2=2CuCl；取阴极白色物质于试管中，加入浓盐酸，固体溶解，加水稀释，又析出白色沉淀；不是；。【解析】（1）根据电解原理，电极氯化铜溶液，阴极发生的反应是铜离子得到电子生成铜，电极反应：Cu2+2e-=Cu，阴极发生的实验现象是：析出红色铜，阳极是氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，电极反应：2Cl-2e-=Cl2，电解氯化铜溶液总的化学方程式为：CuCl2Cu+Cl2，故答案为：析出红色铜；2Cl-2e-=Cl2；CuCl2Cu+Cl2；（2）Cu还原CuCl2溶液的反应为：Cu+CuCl2=2CuCl；故答案为：Cu+CuCl
47、2=2CuCl；实验A：取2mol/L的CuCl2溶液，加入铜粉，充分振荡，几分钟后，试管底有白色沉淀生成，过滤出白色固体，加入浓盐酸，固体溶解，加水稀释，又析出白色沉淀，要确认阴极产生的白色沉淀是CuCl，还需要进行对照实验B，应取阴极的白色产物做对照，实验B为：取阴极白色物质于试管中，加入浓盐酸，固体溶解，加水稀释，又析出白色沉淀，可以确定阴极产生的白色固体是CuCl；故答案为：取阴极白色物质于试管中，加入浓盐酸，固体溶解，加水稀释，又析出白色沉淀；猜想1：可能是Cu2+与高浓度的Cl-发生络合反应所致实验C：向2mol/L的CuCl2溶液中加入NaCl固体，溶液呈现绿色，没有变成棕褐色；实验结论：溶液颜色呈现棕褐色不是由于Cu2+与高浓度的Cl-发生络合反应所致；猜想2：棕褐色溶液可能与+1价Cu有关。实验D：用铜粉和2mol/L的CuCl2溶液反应制备CuCl2CuCl2（H2O）-，取少量该标准溶液与实验中得到的棕褐色溶液进行对照实验。步骤一：配制标准CuCl2CuCl2（H2O）-棕褐色溶液进行稀释，实验流程如图所示：，步骤二：取阴极附近的棕褐色溶液，重复上述实验进行对照：，通过对照实验，确认棕褐色溶液与+1价Cu有关；故答案为：不是；。