解答题-实验探究题 适中0.65 引用3 组卷389
含氮物质是一类常见物质，在人们的生产、生活活动中有重要作用。
(1)实验室中，采用一定浓度的NaNO2溶液和NH4Cl溶液作为反应物，通过加热制备少量N2。_______ ，收集N2的方法是_______ (填标号)。
②实验小组同学设计以下实验探究上述反应的速率与c(NaNO2)的关系
i. V1=_______ ，V3=_______ 。
ii. 已知该反应的速率方程为
，k为反应速率常数。根据上述实验数据，
_______ (填整数)。
(2)“侯氏制碱法”是中国人的骄傲，上述实验中需用到的NH4Cl是“侯氏制碱法”的副产物。实验小组模拟“侯氏制碱法”的原理，在实验室中制备少量NaHCO3，使用的装置如下图：_______ (填接口序号)；由该装置可知，该实验中制备NH3需用到的试剂是_______ (填化学式)。
(3)实验小组在实验中，将1.0 mol·L-1 NaNO2溶液滴入pH=0.5的1.0 mol·L-1 FeSO4溶液中，观察到溶液为棕色，而不是预期的黄色。于是他们进行以下实验探究。
①查阅资料 常温下，[Fe(NO)]2+在溶液中能稳定存在，溶液为棕色，受热分解释放出NO。
②提出猜想 溶液的棕色来源于[Fe(NO)]2+，且[Fe(NO)]2+的颜色掩盖了Fe3+的黄色。
③设计实验、验证猜想
④实验现象及分析
i. 实验5溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+，Fe3+的来源是_______ (写出离子方程式)；
ii. 实验6观察到_______ (填实验现象)，证明溶液呈棕色是因为存在[Fe(NO)]2+，且其颜色掩盖了Fe3+的黄色。
(1)实验室中，采用一定浓度的NaNO2溶液和NH4Cl溶液作为反应物，通过加热制备少量N2。
②实验小组同学设计以下实验探究上述反应的速率与c(NaNO2)的关系
| 实验编号 | 溶液体积/mL | 收集1.0mLN2所用时间/s | |||
| NaNO2溶液 | NH4Cl溶液 | 醋酸 | 水 | ||
| 1 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 8.0 | 334 |
| 2 | V1 | 4.0 | 4.0 | V3 | 150 |
| 3 | 8.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 83 |
| 4 | 12.0 | 4.0 | 4.0 | 0.0 | 38 |
ii. 已知该反应的速率方程为
，k为反应速率常数。根据上述实验数据，(2)“侯氏制碱法”是中国人的骄傲，上述实验中需用到的NH4Cl是“侯氏制碱法”的副产物。实验小组模拟“侯氏制碱法”的原理，在实验室中制备少量NaHCO3，使用的装置如下图：
(3)实验小组在实验中，将1.0 mol·L-1 NaNO2溶液滴入pH=0.5的1.0 mol·L-1 FeSO4溶液中，观察到溶液为棕色，而不是预期的黄色。于是他们进行以下实验探究。
①查阅资料 常温下，[Fe(NO)]2+在溶液中能稳定存在，溶液为棕色，受热分解释放出NO。
②提出猜想 溶液的棕色来源于[Fe(NO)]2+，且[Fe(NO)]2+的颜色掩盖了Fe3+的黄色。
③设计实验、验证猜想
| 实验编号 | 5 | 6 |
| 操作方法 | 取上述滴有NaNO2溶液的棕色混合液，向其中滴加稀KSCN溶液 | 取上述棕色混合液，按下图所示加热
|
i. 实验5溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+，Fe3+的来源是
ii. 实验6观察到
22-23高三下·广东广州·阶段练习
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某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应，装置如下图所示。
已知：
i．Fe(HSO3)2+离子为红棕色，它可以将Fe3+还原为Fe2+。
ii．生成Fe(HSO3)2+离子的反应为：Fe3+ +HSO
⇌Fe(HSO3)2+。
步骤一：实验准备：
如上图连接装置，并配制100mL 1.0 mol·L-1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化)，测其pH约为1，取少量装入试管D 中。
(1)配制100mL1.0 mol·L-1 FeCl3溶液用到的主要玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、胶头滴管和______ ，装置C的作用为：________________ 。
(2)用离子方程式解释1.0 mol·L-1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化)pH=1的原因：________
步骤二：预测实验
(3)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色。
该小组同学预测的理论依据为：________________
步骤三：动手实验
(4)当SO2通入到FeCl3溶液至饱和时，同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，将混合液放置12小时，溶液才变成浅绿色。
①SO2与FeCl3溶液反应生成了Fe(HSO3)2+离子的实验证据为：__________ 。证明浅绿色溶液中含有Fe2+的实验操作为：_____________ 。
②为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间，该小组同学进行了如下实验。
综合上述实验探究过程，得出的结论为：____________ 。
步骤四：反思实验：
(5)在制备SO2的过程中，同学们发现，使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快，分析其中的原因是_________ 。
已知：
i．Fe(HSO3)2+离子为红棕色，它可以将Fe3+还原为Fe2+。
ii．生成Fe(HSO3)2+离子的反应为：Fe3+ +HSO
⇌Fe(HSO3)2+。步骤一：实验准备：
如上图连接装置，并配制100mL 1.0 mol·L-1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化)，测其pH约为1，取少量装入试管D 中。
(1)配制100mL1.0 mol·L-1 FeCl3溶液用到的主要玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、胶头滴管和
(2)用离子方程式解释1.0 mol·L-1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化)pH=1的原因：
步骤二：预测实验
(3)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色。
该小组同学预测的理论依据为：
步骤三：动手实验
(4)当SO2通入到FeCl3溶液至饱和时，同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，将混合液放置12小时，溶液才变成浅绿色。
①SO2与FeCl3溶液反应生成了Fe(HSO3)2+离子的实验证据为：
②为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间，该小组同学进行了如下实验。
| 实验I | 往5mL1mol·L-1 FeCl3溶液中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。微热3 min，溶液颜色变为浅绿色。 |
| 实验II | 往5mL重新配制的1mol·L-1 FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。几分钟后，发现溶液颜色变成浅绿色。 |
综合上述实验探究过程，得出的结论为：
步骤四：反思实验：
(5)在制备SO2的过程中，同学们发现，使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快，分析其中的原因是
含氮物质是中学化学中的一类常见物质，在人们的生产、生活活动中有重要作用，并产生了深远的影响。
(1)实验室中，采用一定浓度的
溶液和
溶液作为反应物，通过加热可制备少量
，反应的离子方程式是_______ ，收集的方法是_______ (填标号)。
(2)“侯氏制碱法”是中国人的骄傲。某学习小组模拟“侯氏制碱法”原理，在实验室中制备少量
，使用的装置如图：
装置接口正确的连接顺序为_______ (填接口序号)，由该装置可知，该实验中制备
的试剂是_______ (填化学式)。
(3)该学习小组在实验中，将
溶液滴入
的
溶液中，观察到溶液为棕色，而不是预期的黄色。于是他们进行以下实验探究。
①实验目的：通过实验探究溶液产生棕色的原因。
②查阅资料：常温下，
在溶液中能稳定存在，溶液为棕色，受热分解释放出
。
③提出猜想：溶液中的棕色掩盖了
的黄色。
④设计实验、验证猜想
⑤现象分析、交流讨论滴加
溶液变红，说明溶液中存在的离子是_______ (写离子符号)，若猜想成立，则“实验2”还应有的现象是_______ 。溶液变棕色的离子方程式是_______ 、
。
⑥优化实验：请你设计一个简单的实验，验证“猜想”是否成立。实验设计：_______ ，预期的实验现象及结论：_______ 。
(1)实验室中，采用一定浓度的
溶液和溶液作为反应物，通过加热可制备少量，反应的离子方程式是的方法是(2)“侯氏制碱法”是中国人的骄傲。某学习小组模拟“侯氏制碱法”原理，在实验室中制备少量
，使用的装置如图：装置接口正确的连接顺序为
的试剂是(3)该学习小组在实验中，将
溶液滴入的溶液中，观察到溶液为棕色，而不是预期的黄色。于是他们进行以下实验探究。①实验目的：通过实验探究溶液产生棕色的原因。
②查阅资料：常温下，
在溶液中能稳定存在，溶液为棕色，受热分解释放出。③提出猜想：溶液中
的棕色掩盖了的黄色。④设计实验、验证猜想
| 实验序号 | 操作方法 | 现象 |
| 1 | 取上述滴有溶液的棕色混合液，向其中滴加稀溶液 | 溶液迅速变为红色 |
| 2 | 取上述棕色混合液，按如图所示加热 | 试管口处有红棕色气体逸出 |
溶液变红，说明溶液中存在的离子是。⑥优化实验：请你设计一个简单的实验，验证“猜想”是否成立。实验设计：
FeCl3是饮用水、工业用水、城市污水及游泳池循环水处理的高效廉价絮凝剂，也是中学实验室中常见的试剂。某实验小组用以下装置制备FeCl3固体，并探究FeCl3溶液与Cu的反应。
已知：FeCl3晶体易升华，FeCl3溶液易水解。
Ⅰ．FeCl3的制备_____________ 。
(2)从D、E、F中选择合适的装置制备纯净的Cl2，正确的接口顺序为a→___________ (可选试剂：饱和食盐水、NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰，仪器可重复使用)。
(3)写出装置D中制备Cl2的离子方程式：_______________ 。
Ⅱ．探究FeCl3溶液与Cu的反应
向4mL0.1mol/LFeCl3溶液中滴加几滴0.2mol/LKSCN溶液，溶液变红；再加入过量Cu粉，溶液红色褪去，不久有白色沉淀产生。
查阅资料可知： CuCl和CuSCN均为难溶于水的白色固体。针对白色沉淀同学们有以下猜想：
猜想1： Cu2+与过量的Cu粉反应生成Cu+，再结合Cl-生成白色沉淀CuCl。
猜想2： Cu2+与SCN-发生氧化还原反应生成Cu+，再结合SCN-生成白色沉淀CuSCN。
针对上述猜想，实验小组同学设计了以下实验：
(4)实验结果说明猜想__________________ (填 “1”或“2”)不合理。
(5)根据实验现象进一步查阅资料发现：
i． Cu2+与SCN-可发生如下两种反应：
反应A：Cu2++ 4SCN- =[Cu(SCN)4] 2-(淡黄色)，
反应B：2Cu2+ + 4SCN- = 2CuSCN↓+(SCN)2 (黄色)。
ii． [Cu(SCN)4]2-与Cu2+共存时溶液显绿色。
①由实验2中的现象推测，反应速率：A________ (填“>”或“<”)B，说明反应B_____ (填“是”或“不是”)产生CuSCN的主要原因。
②进一步查阅资料可知，当反应体系中同时存在Fe2+、Cu2+、 SCN-时，Cu2+氧化性增强，可将Fe2+氧化为Fe3+。据此将实验2改进，向CuSO4溶液中同时加入KSCN、FeCl2，立即生成白色沉淀CuSCN，写出该反应离子方程式：________ 。
(6)若向100mL a mol· L-1CuSO4溶液中滴加足量的KSCN和FeCl2的混合溶液，经过一系列操作得到白色沉淀CuSCN的质量bg，则CuSCN的产率为__________ (写出表达式即可)。
已知：FeCl3晶体易升华，FeCl3溶液易水解。
Ⅰ．FeCl3的制备
(2)从D、E、F中选择合适的装置制备纯净的Cl2，正确的接口顺序为a→
(3)写出装置D中制备Cl2的离子方程式：
Ⅱ．探究FeCl3溶液与Cu的反应
向4mL0.1mol/LFeCl3溶液中滴加几滴0.2mol/LKSCN溶液，溶液变红；再加入过量Cu粉，溶液红色褪去，不久有白色沉淀产生。
查阅资料可知： CuCl和CuSCN均为难溶于水的白色固体。针对白色沉淀同学们有以下猜想：
猜想1： Cu2+与过量的Cu粉反应生成Cu+，再结合Cl-生成白色沉淀CuCl。
猜想2： Cu2+与SCN-发生氧化还原反应生成Cu+，再结合SCN-生成白色沉淀CuSCN。
针对上述猜想，实验小组同学设计了以下实验：
实验编号 | 操作 | 现象 |
实验1 |
| 加入铜粉后无现象 |
实验2 |
| 溶液很快由蓝色变为绿色，未观察到白色沉淀； 2h后溶液为绿色，未观察到白色沉淀； 24h 后，溶液绿色变浅，试管底部有白色沉淀 |
(5)根据实验现象进一步查阅资料发现：
i． Cu2+与SCN-可发生如下两种反应：
反应A：Cu2++ 4SCN- =[Cu(SCN)4] 2-(淡黄色)，
反应B：2Cu2+ + 4SCN- = 2CuSCN↓+(SCN)2 (黄色)。
ii． [Cu(SCN)4]2-与Cu2+共存时溶液显绿色。
①由实验2中的现象推测，反应速率：A
②进一步查阅资料可知，当反应体系中同时存在Fe2+、Cu2+、 SCN-时，Cu2+氧化性增强，可将Fe2+氧化为Fe3+。据此将实验2改进，向CuSO4溶液中同时加入KSCN、FeCl2，立即生成白色沉淀CuSCN，写出该反应离子方程式：
(6)若向100mL a mol· L-1CuSO4溶液中滴加足量的KSCN和FeCl2的混合溶液，经过一系列操作得到白色沉淀CuSCN的质量bg，则CuSCN的产率为
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