第33题 综合实验探究1．(1)某兴趣小组在实验室探究工业合成硝酸的化学原理。①氨的催化氧化：图a是探究氨的催化氧化的简易装置，实验中观察到锥形瓶中铂丝保持红热，有红棕色气体生成或白烟产生。白烟的成分是__________(填化学式)。②NO2的吸收：如图b所示，将一瓶NO2倒置于水槽中，在水下移开玻璃片，可观察到的现象是____________。(2)三价铁盐溶液因Fe3＋水解而显棕黄色，请以Fe(NO3)3溶液为例，设计实验探究影响盐类水解程度的因素。①写出Fe(NO3)3水解的离子方程式________________。②参照示例完成下表实验方案的设计。限选材料：0.05mol·L－1Fe(NO3)3、0.5mol·L－1Fe(NO3)3、1.0mol·L－1HNO3、1.0mol·L－1NaOH、NaHCO3固体、蒸馏水、冰水混合物；pH计及其他常见仪器。可能影响因素实验操作预期现象和结论溶液的酸碱性取少量0.5mol·L－1Fe(NO3)3于试管中，加入几滴1mol·L－1HNO3棕黄色溶液颜色变浅，说明溶液酸性增强能抑制Fe(NO3)3的水解盐的浓度答案 (1)①NH4NO3 ②集气瓶中红棕色逐渐消失，集气瓶中的液面逐渐上升(2)①Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋②可能影响因素实验操作预期现象和结论盐的浓度用量筒取10mLFe(NO3)3于烧杯中，用pH计测出pH值。另取90mL蒸馏水加入烧杯，充分搅拌，再用pH计测出pH值前后测得pH值之差小于1。说明加水稀释后平衡右移，生成更多的H＋，故减小Fe(NO3)3浓度，促进Fe(NO3)3水解6\n或盐的浓度或用pH计分别测定0.05mol·L－1Fe(NO3)3和0.5mol·L－1Fe(NO3)3的pH，并比较大小二种溶液的pH值之差小于1。说明增大c[Fe(NO3)3]，抑制Fe(NO3)3水解或盐的浓度取少量0.5mol·L－1Fe(NO3)3于试管中，加入少量NaHCO3固体溶液颜色变深。说明加入少量NaHCO3固体可减少c(H＋)促进Fe(NO3)3水解或盐的浓度取少量0.5mol·L－1Fe(NO3)3于试管中，加入几滴1.0mol·L－1NaOH产生红棕色沉淀，棕黄色溶液变成无色，说明加入NaOH可减少c(H＋)能促进Fe(NO3)3水解升高温度取少量0.5mol·L－1Fe(NO3)3于试管中，再用酒精灯加热一段时间，观察溶液颜色加热后溶液颜色变深，说明升高温度促进Fe(NO3)3水解或降低温度取少量0.5mol·L－1Fe(NO3)3于试管中，再将试管置于放有冰水混合物的烧杯中一段时间，观察溶液颜色棕黄色溶液颜色变浅，说明降低温度能抑制Fe(NO3)3水解2.牙膏中的摩擦剂一般由CaCO3、Al(OH)3或SiO2组成。某小组对几种牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究：(1)根据上述信息，推测摩擦剂应具备的性质有______。A.易溶于水B.难溶于水C.颗粒较大D．颗粒较小(2)已知A牌牙膏的摩擦剂是Al(OH)3，取少量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤：①往滤渣中加入过量NaOH溶液，Al(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式。②往①所得滤液先通入过量CO2，再加入过量稀盐酸，观察到的现象是______________。(3)已知B牌牙膏中摩擦剂可能含有一或两种物质，将此牙膏的摩擦剂溶于盐酸时，发现有不溶性物质。①对B品牌牙膏摩擦剂的成分提出合理假设：假设1：只有SiO2假设2：可能有SiO2和CaCO3假设3：可能有__________________②请设计方案对B品牌牙膏摩擦剂的成分进行验证。填写下表。限选试剂：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水6\n实验步骤预期现象和结论步骤1：取适量牙膏样品，加水搅拌、过滤，得滤液A和沉淀B步骤2:步骤3:(4)已知C牌牙膏中的摩擦剂为CaCO3，为测定CaCO3的质量分数，取20.0g牙膏样品溶于水后过滤，将所得沉淀溶于100mL1mol·L－1的盐酸(假设所得溶液体积不变)，从所得的溶液中取20.00mL，用1mol·L－1NaOH溶液进行滴定，消耗NaOH溶液5.00mL，则C品牌牙膏中CaCO3的质量分数为________(保留四位有效数字)。答案 (1)BD(2)①Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O②通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸沉淀溶解，有气体生成(或通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸沉淀溶解)(3)①SiO2和Al(OH)3②实验步骤预期现象和结论步骤2：取适量沉淀B于试管中，滴加过量稀盐酸出现无色气泡，说明含有碳酸钙步骤3：取步骤2的上层清液，滴加氢氧化钠溶液先生成白色沉淀，后沉淀溶解，说明含有氢氧化铝(4)18.75%(或0.1875)3．为验证氧化性：Cl2>Fe3＋>SO2，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和甲中加热装置已略，气密性已检验)。实验步骤：Ⅰ.在甲装置中，打开活塞a，加热，待装置中充满黄绿色气体时，与丙装置连接。Ⅱ.当丙装置中FeCl2溶液变黄时，停止加热。Ⅲ.打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。Ⅳ.在乙装置中，打开活塞b，待空气排尽后，将乙中产生的气体通入上述丙装置变黄后的溶液中，一段时间后停止。6\nⅤ.更换丙中试管，打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。回答下列问题：(1)甲中发生反应的化学方程式为______________________________________________。(2)用70%的硫酸制取SO2，反应速率比用98%的硫酸快，原因是____________________。(3)实验中，证明氧化性Fe3＋>SO2的离子方程式为________________。(4)有A、B、C三组同学分别完成了上述实验，实验结果如下：步骤Ⅲ溶液中含有的离子步骤Ⅴ溶液中含有的离子A既有Fe3＋又有Fe2＋有SOB有Fe3＋无Fe2＋有SOC有Fe3＋无Fe2＋有Fe2＋上述实验结果一定能够证明氧化性：Cl2>Fe3＋>SO2的是________(用字母代号回答)。(5)若要用以上甲和丙装置证明氧化性为Cl2>Fe3＋>I2的结论，则步骤为①往丙的漏斗中加入两种试剂__________、__________和一种溶剂__________。②将甲装置中产生的Cl2慢慢通入丙中，观察丙的漏斗中溶液颜色变化。③如果观察到丙中溶液________________，则结论正确。④停止通入Cl2。答案 (1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)70%的H2SO4比98%的H2SO4电离程度大，溶液中H＋浓度大，反应速度快(3)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋(4)AC(5)①FeI2 KSCN CCl4 ③下层(CCl4层)先由无色变为紫红色；后看到上层溶液由浅绿色变为血红色4．某化学小组同学向一定量滴入少量淀粉的NaHSO3溶液中加入稍过量的KIO3溶液，一段时间后，溶液突然变蓝色。(1)查阅资料知，NaHSO3与过量KIO3反应分为以下两步进行，第一步为IO＋3HSO===3SO＋I－＋3H＋，则第二步反应的离子方程式为________________。(2)通过测定溶液变蓝所用时间来探究浓度和温度对该反应的反应速率的影响。调节反应物浓度和温度进行对比实验，记录如下：编号0.1mol·L－1NaHSO3溶液/mL0.01mol·L－1KIO3溶液/mLH2O/mL反应温度/℃溶液变蓝的时间t/s6\n①610415t1②a14015t2③6bc25t3实验①②是探究________对反应速率的影响，表中a＝________；实验①③是探究温度对反应速率的影响，则表中b＝________，c＝________。(3)改变反应温度，重复实验③，得到溶液变蓝所需时间(t)与温度(T)的关系如图所示(超过50℃后溶液不会再变蓝)。A、B、C三点中，反应速率最快的是________。(4)将NaHSO3溶液与KIO3溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂)，用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：反应生成的SO对反应起催化作用，SO浓度越大反应速率越快；假设二：________________________________________________________________________；假设三：________________________________________________________________________；……(5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容(反应速率可用测速仪测定)。实验方案(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论答案 (1)IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O(2)KIO3溶液的浓度 6 10 4 (3)B(4)反应生成的H＋对反应起催化作用，H＋浓度越大反应速率越快反应生成的I2对反应起催化作用，I2浓度越大反应速率越快(5)实验方案(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论在烧杯甲中将NaHSO3溶液与过量KIO3溶液混合，用测速仪测定其起始时的反应速率v(甲)；在烧杯乙(预先加入少量Na2SO4粉末，其他条件完全相同)中进行同一反应，测定其起始阶段的相同时间内的反应速率v(乙)若v(甲)＝v(乙)，则假设一不成立；若v(甲)<v(乙)，则假设一成立5.钠是一种很活泼的金属，在工业上常用电解熔融NaCl的方法制得，其另一产物氯气的用途也十分广泛，工业上制取漂白粉就是其用途之一。(1)请写出工业上用电解方法制取钠的化学方程式：________________。6\n(2)工业上用Cl2与________(填名称)反应制取漂白粉。(3)实验室有一瓶密封不严的漂白粉，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该固体中可能存在的其他物质(不考虑水分)。①提出合理假设。假设1：该漂白粉未变质，还含Ca(ClO2)；假设2：该漂白粉全部变质，还含CaCO3；假设3：该漂白粉部分变质，________________。②设计实验验证假设3，请写出实验步骤、预期现象和结论。(提示：不必检验Ca2＋和Cl－，表格可以不填满)限选用的仪器和药品：试管、滴管，带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1mol·L－1的盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。实验步骤预期现象和结论①取少量上述漂白粉于试管中，____________②____________________________________答案 (1)2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑(2)Ca(OH)2(3)①既含Ca(ClO)2又含CaCO3②实验步骤预期现象和结论加入适量1mol·L－1的盐酸后，再将产生的气体导入澄清石灰水中(1)若澄清石灰水未变浑浊，则固体中不含CaCO3；(2)若澄清石灰水变浑浊，则固体中含有CaCO3②向步骤①反应后的试管中滴入1～2滴品红溶液，振荡(或另外取样操作)(1)若品红溶液褪色，则固体中含有Ca(ClO)2；(2)若品红溶液不褪色，则固体中不含Ca(ClO)26
