当前位置：首页 > 2018届高考化学第二轮专题复习：题型练（十三） 综合实验探究
题型练(十三) 综合实验探究
1．(2017·海淀模拟)为探究FeCl3溶液中的离子平衡和离子反应，某小组同学进行了如下实验。
(1)配制50 mL 1.0 mol·L－1的FeCl3溶液，测其pH约为0.7，即c(H＋)＝ 0.2 mol·L－1。
①用化学用语解释FeCl3溶液呈酸性的原因：___________________________。 ②下列实验方案中，能使FeCl3溶液pH升高的是________(填字母序号)。 a．加水稀释 c．滴加浓KSCN溶液
b．加入FeCl3固体 d．加入NaHCO3固体
(2)小组同学利用上述FeCl3溶液探究其与足量锌粉的反应。实验操作及现象如下：
操作 现象 溶液温度迅速上升，稍后出现红褐色沉向反应瓶中加入6.5 g锌粉，然后加入50 mL1.0 mol·L－1的FeCl3溶液，搅拌 淀，同时出现少量气泡；反应一段时间后静置，上层溶液为浅绿色，反应瓶底部有黑色固体 收集检验反应过程中产生的气体 集气管口靠近火焰，有爆鸣声 已知：Zn的性质与Al相似，能发生反应：Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑ ①结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因：___________。 ②用离子方程式解释反应后溶液为浅绿色的原因：
_________________________________________________________________。 ③分离出黑色固体，经下列实验证实了其中含有的主要物质。 ⅰ.黑色固体可以被磁铁吸引；
ⅱ.向黑色固体中加入足量的NaOH溶液，产生气泡；
ⅲ.将ⅱ中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡； ⅳ.向ⅲ反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无变化。 a．黑色固体中一定含有的物质是________。
b．小组同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fe3O4，理由是________。 (3)为进一步探究上述1.0 mol·L－1FeCl3溶液中Fe3＋和H＋氧化性的相对强弱，补充实验并观察到反应开始时现象如下：
操作 现象 将5 mL 1.0 mol·L－1的FeCl3溶液溶液温度迅速上升，开始时几与0. 65 g锌粉混合 将________与0. 65 g锌粉混合 乎没有气泡 溶液中立即产生大量气泡 小组同学得出结论：在1.0 mol·L－1 FeCl3溶液中，Fe3＋的氧化性比H＋更强。 解析：(1)①FeCl3是强酸弱碱盐，FeCl3水解使FeCl3溶液显酸性，离子方程式为Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)3＋3H＋。②加水稀释，铁离子的浓度减小，水解生成的
氢离子的浓度减小，pH升高，a正确；加入FeCl3固体，铁离子的浓度增大，水解生成的氢离子的浓度增大，pH降低，b错；滴加浓KSCN溶液，铁离子可与硫氰根离子结合为Fe(SCN)3，使铁离子的浓度减小，水解生成的氢离子的浓度减小，pH升高，c正确；加入NaHCO3固体，碳酸氢根离子可与铁离子水解生成的氢离子反应，使氢离子浓度降低，pH升高，d正确。(2)①锌可与铁离子水解生成的氢离子反应生成氢气，使氢离子浓度减小，同时，溶液温度升高，都会促进Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)3＋3H＋正向移动，出现红褐色Fe(OH)3沉淀；②锌
可与溶液中的FeCl3发生氧化还原反应生成FeCl2，FeCl2的水溶液为浅绿色，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋；③黑色固体可以被磁铁吸引，说明可能含有Fe或Fe3O4，由已知信息可知，Zn的性质与Al的性质相似，可与NaOH溶液反应生成氢气，所以向黑色固体中加入足量的NaOH溶液，产生气泡，说明黑色固体肯定有Zn，由于加入足量的NaOH溶液，则Zn在这一过程中已反应完，ⅱ中剩余固体中已无Zn，将ⅱ中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量的气泡，说明黑色固体中肯定有Fe，故黑色固体中一定有的物质是Zn和Fe。(3)该物质与锌粉混合可产生大量的气泡，说明加入的物质应为盐酸，由于1.0 mol/L的FeCl3溶液的pH＝0.7，氢离子浓度为0.2 mol/L，所以加入盐酸
的浓度也应为0.2 mol/L，或pH＝0.7。 答案：(1)①Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)3＋3H＋ ②acd
(2)①溶液温度升高，反应过程中生成H2使溶液中c(H＋)降低，都会促进Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)3＋3H＋正向移动，出现红褐色Fe(OH)3沉淀 ②2Fe3＋＋
Zn===2Fe2＋＋Zn2＋
③a.Fe和Zn b．ⅲ中，若存在Fe3O4，稀盐酸与Fe3O4反应产生的Fe3＋可与Fe继续反应生成Fe2＋，导致在ⅳ中检测不到Fe3＋，与没有Fe3O4得到的ⅳ中现象相同
(3)5 mL 0.2 mol·L－1(或pH＝0.7)的盐酸(可不考虑Cl－对反应的影响)
2．锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途。已知：Sn的熔点为231 ℃；Sn2＋易水解、易被氧化；SnCl4极易水解、熔点为－33 ℃、沸点为114 ℃。请按要求回答下列相关问题：
(1)锡在周期表中的位置为_______________________________________。 (2)用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO4)的制备步骤如下： Ⅰ.向SnCl2中加入盐酸和锡粉； Ⅱ.分离滤渣和滤液；
Ⅲ.滤液用NaHCO3溶液调节pH至6～7得混合物(含SnO)； Ⅳ.从混合物中分离得到SnO；
Ⅴ. SnO和稀硫酸反应最终得到SnSO4晶体。
①步骤Ⅰ加入锡粉的作用：___________________________________。 ②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、___________________________________ ________________。
③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式为_________________________________。 ④步骤Ⅳ中检验SnO是否洗涤干净的操作是_______________________， 证明已洗净。
⑤步骤Ⅴ操作依次为________________、过滤、洗涤、低温干燥。
(3)SnCl4蒸气遇氨及水汽呈浓烟状，因而可制作烟幕弹，其反应的化学方程式为_______。
实验室欲用如图装置制备少量SnCl4(夹持装置略)，该装置存在明显缺陷，改进
方法是_________________________________________________________。
(4)利用改进后的装置进行实验，当装置C中收集到SnCl4时即可熄灭B处酒精灯，反应仍可持续进行的理由是_______________________________________。 (5)用于微电子器件生产的锡粉纯度测定：
①取2. 38 g试样溶于较浓硫酸中(杂质不参与反应)，使Sn完全转化为Sn2＋； ②加入过量的Fe2(SO4)3；③用0.200 0 mol·L－1K2Cr2O7溶液滴定，消耗20.00 mL。 步骤②中加入Fe2(SO4)3的作用是____________________________；
－3＋此锡粉样品中锡的质量分数：________。(已知：Cr2O27的还原产物为Cr)
解析：(1)锡在周期表中位于第五周期第Ⅳ A族。(2)①Sn2＋易被空气中的O2氧化为Sn4＋，加入锡粉发生反应：Sn＋Sn4＋===2Sn2＋，可防止Sn2＋被氧化为Sn4＋。②步骤Ⅱ的操作是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。③步骤Ⅲ向含Sn2＋的溶液中加入NaHCO3溶液生成SnO的离子方程式为Sn2＋＋2HCO－3===SnO↓＋2CO2↑＋H2O。④根据制备步骤知，混合物中含有Cl－，故欲检验生成物SnO是否洗涤干净，只需检验SnO表面是否附着有Cl－即可，故检验方法是取最后一次洗涤后滤液，依次滴加足量稀硝酸和少量AgNO3溶液，若观察到无白色沉淀生成，则证明已洗涤干净。⑤步骤V先是SnO与稀硫酸反应生成SnSO4溶液，然后从溶液中分离得到SnSO4晶体，故其操作步骤依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥。(3)SnCl4易水解生成Sn(OH)4和HCl，其中HCl遇NH3迅速反应生成NH4Cl，产生白烟，因此可制作烟幕弹，反应的化学方程式为SnCl4＋4NH3＋4H2O===Sn(OH)4＋4NH4Cl。进入B装置的Cl2中混有HCl
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