化学实验综合训练(4).doc
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化学实验综合训练(4).doc
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化学实验综合训练(4)
1.某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。
装置
现象
电解一段时间时,阳极石墨表面产生气体,阴极石墨上附着红色物质,烧杯壁变热,溶液由蓝色变为绿色
(1)甲认为电解过程中阳极产生的是溶液变绿的原因,写出产生该物质的电极反应式:
。
(2)乙查阅资料,CuCl2溶液中存在平衡:
Cu2++4Cl_[CuCl4]2_(黄色)ΔH>0。
据此乙认为:
电解过程中,[CuCl4]2_(黄色)浓度增大,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。
乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2_浓度增大的原因:
。
(3)丙改用下图装置,在相同条件下电解CuCl2溶液,对溶液变色现象继续探究。
装置
现象
电解相同时间时,阳极石墨表面产生气泡,溶液仍为蓝色;阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色;U型管变热,冷却后阴极附近溶液仍为绿色
丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不是溶液变绿的主要原因。
丙否定甲的依据是
,否定乙的依据是。
(4)丙继续查阅资料:
i.电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]_,[CuCl2]_掺杂Cu2+后呈黄色。
ii.稀释含[CuCl2]_的溶液生成CuCl白色沉淀。
据此丙认为:
电解过程中,产生[CuCl2]_掺杂Cu2+后呈黄色,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。
丙进行如下实验:
a.取电解后绿色溶液2mL,加20mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
b.另取少量氯化铜晶体和铜粉,向其中加2mL浓盐酸,加热获得含[CuCl2]_的黄
色溶液。
c.冷却后向上述溶液……
d.取c中2mL溶液,加20mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
①a的目的是。
②写出b中生成[CuCl2]_的离子方程式:
。
③补充c中必要的操作及现象:
。
丙据此得出结论:
电解时阴极附近生成[CuCl2]_是导致溶液变绿的原因。
2.某实验小组同学设计实验,完成了和溶液的反应,在检验反应后的溶液中是否存在Fe3+时发现实验现象出乎预料,并通过实验进行探究。
实验I:
实验现象
i.加入粉后充分振荡,溶液变成浅蓝绿色;
ii.取少量i中清液于试管中,滴加2滴1mol/L溶液,立即出现白色沉淀,溶液变为红色,振荡后红色迅速褪去;继续滴加数滴溶液后,溶液又变为红色
已知:
i.
ii.的性质与卤素单质相似,且氧化性:
(1)和溶液反应的离子方程式是_____________________________________。
(2)现象ii中溶液最终呈红色的一种可能原因是:
和生成(SCN)2,进而使清液中的氧化为。
设计如下实验II进行验证:
①认为原因被证实的现象iii是________________________________。
②加入CuCl2溶液后反应的离子方程式是___________________________________。
(3)有的同学认为实验II并不严谨,不能证实
(2)中猜想,改进的实验III如下:
①对比实验II,说明实验III更加严谨的原因:
________________________________________。
②改进后的实验才能证实
(2)中猜想,依据的上述现象是
____________________________________________________________。
(4)改变实验I的试剂添加顺序及用量,设计实验IV:
实验IV
现象
向2mL1mol/L溶液中加入1滴1mol/L溶液,再加入足量的粉
充分振荡,溶液红色褪去,有白色沉淀生成
①实验IV中溶液红色褪去,不能说明反应完全。
结合实验II或III,说明理由:
__________________________________________________________。
②实验小组同学进行讨论,设计了下列实验方案,能够检测红色褪去后的溶液是否含有的是
_______(填序号)。
a.排除溶液中的后,再加入足量溶液进行检测
b.排除溶液中的后,再加入足量溶液进行检测
c.选择一种只与反应的试剂,观察是否出现特征现象
d.加入足量铁粉,再向滤液中加入(铁氰化钾)溶液进行检测
3.从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。
以FeCl3溶液为实验对象,探究其与碱性物质之间反应的复杂多样性。
实验如下:
(1)①中反应的离子方程式是。
(2)②中逸出的无色气体是。
从物质类别的角度分析,Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的共性是(写一条);从化合价的角度分析,Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的差异是(写一条)。
(3)对于③中的实验现象,同学们有诸多猜测,继续进行实验:
Ⅰ.甲取③中的红棕色溶液少许,滴入少量盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀。
甲得出结论:
FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应,离子方程式是。
Ⅱ.乙认为甲的实验不严谨,重新设计并进行实验,证实了甲的结论是正确的。
其实验方案是
______。
(4)受以上实验的启发,同学们对pH≈8的1mol/LNaF溶液与FeCl3溶液混合时的现象产生了好奇并进行实验:
实验操作及现象
④向2mL0.2mol/LFeCl3溶液中滴入2mL1mol/LNaF溶液,溶液变无色。
⑤向2mL0.2mol/LFeCl3溶液中滴入2mL蒸馏水,溶液颜色变浅。
Ⅰ.⑤的实验目的是________。
Ⅱ.为探究④中溶液变无色的原因,进行如下实验:
资料显示:
FeF3溶液为无色。
用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因:
。
(5)根据实验,FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与有关。
4.Fe(OH)3可用来制颜料、药物,作净水剂。
现设计实验研究制备Fe(OH)3的方法。
资料:
新制Fe(OH)3在溶液中存在两种电离:
Fe3++3OH-Fe(OH)3H++FeO2-+H2O
(1)向3支盛有1mL1.0mol·L-1FeCl3溶液的试管中,分别加入3mL不同浓度的NaOH溶液,都产生红褐色沉淀。
充分反应后,过滤,取滤液分成两等份,分别进行实验,实验记录如下:
c(NaOH)/mol·L-1
现象
操作
5.0
6.0
7.0
实验Ⅰ:
滴入几滴KSCN溶液
不变红
不变红
不变红
实验Ⅱ:
先加入过量稀硫酸,再滴入几滴KSCN溶液
不变红
变红
变红
①产生红褐色沉淀的离子方程式是_________________________________________。
②当c(NaOH)≥6.0mol·L-1时,实验Ⅱ中溶液变红的原因是____________________________
________________________________________________(用离子方程式表示)。
(2)有同学提出可用某些盐与FeCl3反应制备Fe(OH)3。
①向1mL1.0mol·L-1FeCl3溶液中滴加1.0mol·L-1Na2CO3溶液,立即有大量气泡并有红褐色沉淀产生。
有同学提出沉淀中可能含有碳酸盐。
将沉淀过滤、洗涤后取样,______________,
证明沉淀中含有碳酸盐。
②向1mL1.0mol·L-1FeCl3溶液中滴加1.0mol·L-1Na2SO3溶液,溶液由黄色变为红色,无丁达尔效应,继续滴加Na2SO3溶液,最终得到红褐色沉淀。
经检验沉淀中除Fe(OH)3外还含有FeSO3。
产生FeSO3的原因是____________________________________________。
(3)比较
(1)和
(2),制备Fe(OH)3的合理方法是____________________________(注明试剂和用量)。
(4)FeSO4溶液仅与一种试剂反应也可制Fe(OH)3,该试剂的化学式是________(写出一种即可)。
5.含铬(Ⅵ)废水能诱发致癌,对人类和自然环境有严重的破坏作用。
利用Cu2O光催化可以处理含有Cr2O72-的废水。
Ⅰ.制取Cu2O:
(1)电解法:
利用铜和钛做电极,电解含有NaCl和NaOH的溶液时,反应只消耗了铜和水,体系pH及Cl-浓度维持不变(溶液体积变化忽略不计)。
①阳极材料是。
②阴极的电极反应式是____________;电解总反应为:
____。
(2)还原法:
①工业上可用肼(N2H4)与新制的Cu(OH)2反应制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该反应的化学方程式为________________________。
②控制100℃、pH=5的条件时,利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得Cu2O,同时产生SO2
气体。
反应过程中需要不断地加入烧碱,其原因是____________________。
Ⅱ.利用Cu2O光催化处理含有Cr2O72-的废水的研究。
(1)光照射到Cu2O光催化剂上产生光催化反应,Cr2O72-和H2O分别在光催化反应中形成的微电极上发生电极反应,反应原理如下图所示。
在图中用短线和箭头画出电子移动的方向,写出Cr2O72-转化Cr3+的电极反应。
(2)研究中对Cu2O的作用提出两种假设:
a.Cu2O作光催化剂;b.Cu2O与Cr2O72-发生氧化还原反应。
已知:
Cu2O的添加量是1.74×10-4mol/L,Cr2O72-的初始浓度是9.60×10-4mol/L;对比实验,反
应1.5小时结果如下图所示。
结合试剂用量数据和实验结果可得到的结论和依据是
_______________________________________________________。
(3)溶液的pH对Cr2O72-降解率的影响如下图所示。
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