高中化学反应热的大小比较实验题

某小组同学为比较酸性条件下NO₃^－、SO₄^2－、Fe³⁺的氧化性强弱，设计如下实验（夹持仪器已略去，装置的气密性已检验）。

实验记录如下：

	实验操作	实验现象
I	打开活塞c，将过量稀HNO3加入装置B中，关闭活塞c	B中浅绿色溶液立即变为深棕色；一段时间后，溶液最终变为黄色。
II	用注射器取出少量B装置中的溶液，加入KSCN溶液	溶液变为红色。
III	打开活塞b，向A装置中加入足量硫酸，关闭活塞b	A中产生气体；B中有气泡，液面上有少量红棕色气体生成。
IV	一段时间后，用注射器取出少量B装置中的溶液，……	……
V	打开活塞a，通入一段时间空气	————

请回答下列问题：
（1）保存Fe(NO₃)₂溶液时，常加入铁粉，目的是（用化学方程式表示）________。
（2）实验I中，发生反应的离子方程式是________。
（3）资料表明，Fe²⁺能与NO结合形成深棕色物质[Fe(NO)]²⁺： Fe²⁺ + NO[Fe(NO)]²⁺
用平衡移动原理解释实验I中溶液由深棕色变为黄色的原因是________________________。
（4）分析实验现象，同学们得出了结论。则：
① 实验IV的后续操作是________________，观察到的现象是________________。
② 由实验得出的结论是_______________________。
（5）实验反思
① 实验操作V的目的是_______________________________________。
② 实验操作III，开始时B中溶液的颜色并无明显变化，此时溶液中发生反应的离子方程式是________。
③ 有同学认为装置中的空气会干扰实验结论的得出，应在实验前通一段时间的氮气。你是否同意该看法，理由是________________________________________。

下图为中学化学实验中的常见实验装置

（1）装置A可用于制备多种气体，请写出用A装置制备下列气体时，圆底烧瓶和分液漏斗中应装的化学试剂

气体	O2	CO2	HCl
试剂

（2）装置B可用于收集多种气体,若要用于收集Cl₂,则进气管为________；若要收集CO，简述用装置B收集CO的方法________________________________
（3）现要用上述装置制取Cl₂,并设计实验比较Cl₂和I₂的氧化性强弱,请在表格内依次填上所需的装置和试剂（可不填满）

装置	该装置中反应的离子方程式

 

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 A中加热装置已略）。
实验过程：
①检查装置气密性后，在各仪器中添加相应试剂。
②打开弹簧夹K₁~K₄，通入一段时间N₂，再将T型导管插入B中，继续通入N₂，然后关闭K₁、K₃、K₄。
③打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，加热A。
④当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K₂。
⑤打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。
⑥打开弹簧夹K₃、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K₃。
⑦更换试管D，重复过程⑤，检验B溶液中的离子。

试回答下列问题：
（1）检验图中虚线框内装置气密性的具体操作是                       。
（2）C中发生反应的化学方程式为                              。
（3）B中的棉花通常会浸润    试剂；实验②中通入N₂的作用是                    。
（4）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，
他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是        （填“甲”、“乙”或“丙”）。

	过程⑤  B溶液中含有的离子	过程⑦  B溶液中含有的离子
甲	有Fe^3+无Fe^2+	有SO4^2-
乙	既有Fe^3+又有Fe^2+	有SO4^2-
丙	有Fe^3+无Fe^2+	有Fe^2+

（5）进行实验过程⑥时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料：Fe²⁺（aq）＋SO₃^2-（aq）FeSO₃（s）（墨绿色）
提出假设：FeCl₃与 SO₂的反应经历了中间产物FeSO₃，溶液的红棕色是FeSO₃（墨绿色）与FeCl₃（黄色）的混合色。某同学设计如下实验，证实该假设成立：

① 溶液E和F分别为          、          。
② 请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因                      。

某研究小组对“Br₂和I₂能否将Fe²⁺氧化为Fe³⁺”这一课题进行实验和探究。请你完成相关问题的回答。
(1)提出合理的假设
假设1： Br₂和I₂都可以将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
假设2： Br₂和I₂都不能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
假设3：
（2）实验验证
在大试管中加适量铁粉，加入10 mL 稀硫酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，将所得的FeSO₄溶液稀释到200mL，备用。
实验Ⅰ：向试管1中加入2 mL浅绿色的 FeSO₄溶液，再滴加少量红棕色的溴水，振荡试管，溶液为黄色；
实验Ⅱ：向试管2中加入2 mL浅绿色的 FeSO₄溶液，再滴加少量棕黄色的碘水，振荡试管，溶液为黄色。
（3）对实验现象的分析与讨论
①甲同学认为实验Ⅰ的现象说明溴水能将Fe²⁺氧化，离子方程式为               。
②乙同学认为应该补充实验，才能得出甲的结论。乙的实验操作以及预期现象是                                                                     。
③该小组同学对实验Ⅱ中溶液呈黄色的原因展开了讨论：
可能1：碘水与 FeSO₄溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2：                                         。
丙同学和丁同学分别设计了以下实验方案以确定可能的原因。
丙方案：向试管2所得溶液中继续加入0．5mLCCl₄，充分振荡，静置一段时间后。取出上层溶液，滴加几滴KSCN 溶液；
丁方案：向试管2所得溶液中继续加入加入0．5mL乙酸乙酯，充分振荡，静置一段时间后。取出下层溶液，滴加几滴KSCN 溶液；
你认为           方案为最佳方案，理由是                                      。
（4）拓展延伸
①为准确测定此实验所用的FeSO₄溶液的浓度，某同学补充了以下实验：
滴定：量取20．00mL稀释后得到的溶液于锥形瓶中，将0．0200mol/LKMnO₄标准溶液装入50mL中，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗KMnO₄溶液V mL。
②计算：此实验中所用的FeSO₄溶液的物质的量浓度=        mol/L（要求只列出算式，不需运算）。
（已知反应式：Fe²⁺ + MnO₄^－ +H⁺ — Fe³⁺ + Mn²⁺ + H₂O，未配平)

某化学小组在学习元素周期律后，对教材中Fe^2＋氧化为Fe^3＋的实验进一步思考，并提出问题：Cl₂能将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，那么Br₂和I₂能否将Fe^2＋氧化为Fe^3＋？
环节一：理论推测
部分同学认为Br₂和I₂都可能将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，他们思考的依据是________。
部分同学认为Br₂和I₂都不能将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，还有同学认为Br₂能将Fe^2＋氧化为
Fe^3＋而I₂不能。他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱。
环节二：设计实验进行验证
在大试管中加适量铁粉，加入10 mL稀盐酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，取上层清液进行下列实验：。
实验1：

试管	操作	现象
①	先向试管中加入2 mL FeCl2溶液，再滴加少量红棕色的溴水，振荡试管	溶液为黄色
②	先向试管中加入2 mL FeCl2溶液，再滴加少量棕黄色的碘水，振荡试管	溶液为黄色

 
环节三：实验现象的分析与解释
(1)同学甲认为①中现象说明溴水能将Fe^2＋氧化，离子方程式为________。
同学乙认为应该补充实验，才能得出同学甲的结论。请你帮助同学乙完成实验：
实验2：

操作

应该观察到的现象

 
(2)该小组同学对②中溶液呈黄色的原因展开了讨论：
可能1：碘水与FeCl₂溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2：______________。
实验3：进行实验以确定可能的原因。

操作	现象
向试管②所得溶液中继续加入0.5 mL CCl4，充分振荡，静置一段时间后。取出上层溶液，滴KSCN溶液	静置后，上层溶液几乎无色，下层溶液为紫色；上层溶液滴加KSCN溶液后，出现浅红色

 
同学丙认为该实验现象可以说明是“可能2”成立，同学丁认为不严谨，于是设计了实验4：
实验4：

操作	现象
向另一支试管中加入2 mL FeCl2溶液，滴加0.5 mL碘水后，再加入0.5 mL乙酸乙酯，充分振荡，静置一段时间后。取出下层溶液，滴加KSCN溶液	静置后，上层溶液为紫色，下层溶液几乎无色；下层溶液滴加KSCN溶液后，没有出现浅红色

 
你认为实验4设计的主要目的是________________。
同学丁根据实验4现象得出结论：在本次实验条件下，碘水与FeCl₂溶液反应的程度很小。
(3)Cl₂、Br₂、I₂氧化Fe^2＋的能力逐渐减弱，用原子结构解释原因：__________。

某化学小组在学习元素周期律知识后，对教材中Cl₂将Fe^2＋氧化成Fe^3＋的实验进一步思考，并提出问题：Cl₂能将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，那么Br₂和I₂能否将Fe^2＋氧化成Fe^3＋？
环节一：理论推测。
部分同学认为Br₂和I₂都能将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，依据是
____________________________________________。
部分同学认为Br₂和I₂都不能将Fe^2＋氧化成Fe^3＋。还有同学认为Br₂能将
Fe^2＋氧化成Fe^3＋，而I₂不能，依据是同一主族从上到下卤素单质的氧化性逐渐减弱。
环节二：设计实验进行验证。
向大试管中加入适量铁粉，加入10 mL稀盐酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，取上层清液进行下列实验。
实验1：

试管	操作	现象
①	先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液，再向试管中滴加少量红棕色的溴水，振荡试管	溶液为黄色
②	先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液，再向试管中滴加少量棕黄色的碘水，振荡试管	溶液为黄色

 
环节三：实验现象的分析与解释。
(1)甲同学认为试管①中的现象说明溴水能将Fe^2＋氧化，反应的离子方程式为______________________________________________________。
乙同学认为应该补做实验，才能得出甲同学的结论。请你帮助乙同学完成实验：
实验2：

操作	现象

 
(2)该小组同学对试管②中所得的溶液呈黄色的原因展开讨论，并提出了两种假设：
假设1：碘水与FeCl₂溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。
假设2.________________。
实验3：进行实验以判断假设是否成立。

操作	现象
向试管②所得的溶液中继续加入0.5 mL CCl4，充分振荡，静置一段时间。取出上层溶液，滴加KSCN溶液	静置后，上层溶液几乎无色，下层溶液为紫色；取上层溶液滴加KSCN溶液后，溶液呈浅红色

 
丙同学认为实验3的现象可以说明假设2成立，丁同学认为不严谨，于是设计了实验4继续探究。
实验4：

操作	现象
向另一支试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液，滴加0.5 mL碘水后，再加入0.5 mL乙酸乙酯，充分振荡，静置一段时间。取出下层溶液，滴加KSCN溶液	静置后，上层溶液为紫色，下层溶液几乎无色；取下层溶液，向其中滴加KSCN溶液后，溶液没有呈浅红色

 
你认为实验4中加入乙酸乙酯的主要目的是_____________________。
丁同学根据实验4的现象得出结论：在本次实验条件下，碘水与FeCl₂溶液反应的程度很小。
(3)Cl₂、Br₂、I₂氧化Fe^2＋的能力逐渐减弱，从原子结构角度解释原因：_____________________________________________。

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 A中加热装置已略，气密性已检验）。

实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹K₁~K₄，通入一段时间N₂，再将T型导管插入B中，继续通入N₂，然后关闭K₁、K₃、K₄。
Ⅱ.打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K₂。
Ⅳ.打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K₃、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K₃。
Ⅵ.更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。
（1）A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）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，他们的检测结果一定能够证明氧化性
Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是        （填“甲”“乙”“丙”）。

	过程Ⅳ  B溶液中含有的离子	过程Ⅵ  B溶液中含有的离子
甲	有Fe^3+无Fe^2+	有SO4^2-
乙	既有Fe^3+又有Fe^2+	有SO4^2-
丙	有Fe^3+无Fe^2+	有Fe^2+

 
（4）进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料：Fe²⁺（aq）＋SO₃^2-（aq）FeSO₃（s）（墨绿色）
提出假设：FeCl₃与 SO₂的反应经历了中间产物FeSO₃，溶液的红棕色是FeSO₃（墨绿色）与FeCl₃（黄色）的混合色。某同学设计如下实验，证实该假设成立：

① 溶液E和F分别为          、          。
② 请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因            
                                                。

对实验过程中出现的异常现象进行探究，是实施素质教育、培养创新精神的有效途经。
【实验1】用下图实验装置进行铜与浓硫酸的反应，实验中发现试管内除了产生白色硫酸铜固体外，在铜丝表面还有黑色固体甲生成，甲中可能含有黑色的CuO、CuS、Cu₂S。查阅资料：CuS和Cu₂S均为黑色固体，常温下都不溶于稀盐酸，在空气中煅烧，均转化为CuO和SO₂。为了探究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如下实验：


（1）上述实验装置除了有尾气吸收装置外，还有一个显著的优点是                 。
（2）固体乙在空气中煅烧时，使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外，还必须有             。
（3）确定乙是否煅烧完全的操作是                                            。
（4）煅烧过程中一定发生的化学反应方程式为                                  。
【实验2】某化学兴趣小组设计了如下实验装置（尾气吸收装置未画出），探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性强弱。

（5）根据下列实验操作和现象，填写实验结论。

实验操作	实验现象	结论
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯。	D装置中：溶液变红 E装置中：水层溶液变黄， 振荡后，CCl4层无明显变化。	Cl2、Br2、Fe^3+的氧化性由强到弱的顺序为：

 
（6）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了异常的变化：D装置中，红色慢慢褪去；E装置中，CCl₄层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

ⅰ．(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2＞(SCN)2。 ⅱ．Cl2和Br2反应生成的BrCl呈红色，沸点约5℃，与水发生水解反应。 ⅲ．AgClO、AgBrO均可溶于水。

 
①请用平衡移动原理（结合化学用语）解释Cl₂过量时D中溶液红色褪去的原因____             ；
请设计简单实验证明上述解释                                          。
②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO₃溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因                              。

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A中的加热装置已略，气密性已经检验完毕）

实验过程：
Ⅰ．打开弹簧夹K₁-K₄，通入一段时间N₂，再将T型导管插入B中，继续通入N₂，单后关闭K₁、K₂、K_{3 .}
Ⅱ．打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热.
Ⅲ．当B中的溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K₂.
Ⅳ．打开活塞b，使约2ml的溶液流入D试管中，检验其中的离子.
Ⅴ．打开弹簧夹K₃、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K₃.
Ⅵ.更新试管D，重复过程Ⅵ，检验B溶液中的离子.
（1）过程Ⅰ的目的是___________________________
（2）棉花中浸润的溶液为_______________________
（3）A中发生反应的化学方程式为_____________________________________________
（4）用70%的硫酸支取SO₂，反应速率比用98%的硫酸块，原因是___________________
（5）过程Ⅳ中检验B溶液中是否含有硫酸根的操作是______________________________
（6）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，他们的检测结果一定能够证明氧化Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是      

	过程Ⅳ B溶液中含有的离子	过程Ⅵ B溶液中含有的离子
甲	有Fe^3+无Fe^2+	有SO4^2-
乙	既有Fe^3+又有Fe^2+	有SO4^2-
丙	有Fe^3+无Fe^2+	有Fe^2+

 
（7）进行实验过程Ⅴ时，B中的溶液颜色由黄色变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料：Fe²⁺⁽aq)+SO₃^2-(aq)  FeSO₃（s）
提出假设：FeCl₃和SO₂的反应经历了中间产物FeSO₃，溶液的红棕色是FeSO₃（墨绿色）与FeCl₃（黄色）的混合颜色。
某同学设计如下实验，正式该假设的成立：

溶液E和F分别是___________、_______________
请用化学平衡原理解释步骤3红棕色溶液变为浅绿色的原因___________________________

某小组同学为探究H₂O₂、H₂SO₃、Br₂氧化性强弱，设计如下实验（夹持仪器已略去，装置的气密性已检验）。

实验记录如下：

	实验操作	实验现象
I	打开活塞a，滴加氯水，关闭活塞a	A中溶液变为红棕色。
II	吹入热空气	A中红棕色明显变浅；B中有气泡，产生大量白色沉淀，混合液颜色无明显变化。
III	停止吹入空气，打开活塞b，逐滴加入H2O2溶液	开始时颜色无明显变化；继续滴加H2O2溶液，一段时间后，混合液逐渐变成红棕色。

 
请回答下列问题：
（1）A中反应的离子方程式是                              。
（2）实验操作II吹入热空气的目的是                                         。
（3）装置C的作用是           ，C中盛放的药品是            。
（4）实验操作III，混合液逐渐变成红棕色，其对应的离子方程式                   。
（5）由上述实验得出的结论是                                               。
（6）实验反思：
①有同学认为实验操作II吹入的热空气，会干扰（5）中结论的得出，你认为是否干扰，理由是                                                                 。
②实验操作III，开始时颜色无明显变化的原因是（写出一条即可）：            
                                                                       。

某化学小组在学习元素周期律后，对教材中Fe²⁺氧化为Fe³⁺的实验进一步思考，并提出问题：Cl₂能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，那么Br₂和I₂能否将Fe²⁺氧化为Fe³⁺？
环节一：理论推测
部分同学认为Br₂和I₂都可能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，他们思考的依据是        。
部分同学认为Br₂和I₂都不能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，还有同学认为Br₂能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺而I₂不能。他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱。
环节二：设计实验进行验证
在大试管中加适量铁粉，加入10 mL 稀盐酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，取上层清液进行下列实验。
实验1：

试管	操作	现象
①	先向试管中加入2 mL FeCl2溶液，再滴加少量红棕色的溴水，振荡试管	溶液为黄色
②	先向试管中加入2 mL FeCl2溶液，再滴加少量棕黄色的碘水，振荡试管	溶液为黄色

 
环节三：实验现象的分析与解释
（1）同学甲认为①中现象说明溴水能将Fe²⁺氧化，离子方程式为       。
同学乙认为应该补充实验，才能得出同学甲的结论。请你帮助同学乙完成实验：
实验2：

操作	应该观察到的现象

 
（2）该小组同学对②中溶液呈黄色的原因展开了讨论：
可能1：碘水与FeCl₂溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2：             。
实验3：进行实验以确定可能的原因。

操作	现象
向试管②所得溶液中继续加入0.5 mLCCl4，充分振荡，静置一段时间后。取出上层溶液，滴加KSCN 溶液	静置后，上层溶液几乎无色，下层溶液为紫色；上层溶液滴加KSCN 溶液后，出现浅红色

 
同学丙认为该实验现象可以说明是“可能2”成立，同学丁认为不严谨，于是设计了实验4：
实验4：

操作	现象
向另一支试管中加入2 mL FeCl2溶液，滴加0.5mL碘水后，再加入0.5mL 乙酸乙酯，充分振荡，静置一段时间后。取出下层溶液，滴加KSCN 溶液	静置后，上层液为紫色，下层液几乎无色；下层溶液滴加KSCN溶液后，没有出现浅红色

 
你认为实验4设计的主要目的是             。
同学丁根据实验4现象得出结论：在本次实验条件下，碘水与FeCl₂溶液反应的程度很小。
（3）Cl₂、Br₂、I₂氧化Fe²⁺的能力逐渐减弱，用原子结构解释原因：        。