高中化学反应热的大小比较实验题

(9分)某校学生化学实验小组，为验证非金属元素氯的氧化性强于硫和氮，设计了一套实验装置：(部分夹持装置已略去)

（1）写出A中反应的离子方程式_________。
（2）实验中证明氧化性Cl₂＞S的离子方程式为___________。
（3）D中干燥管中产生大量白烟，该反应的化学方程式为________。
（4）有同学认为D中的现象并不能说明氯的氧化性大于氮，需要在C之前加装洗气装置，该装置中盛装的试剂名称为____
（5）E装置中反应的化学方程式为_______________________。

某同学为了验证Fe^3＋是否能氧化H₂SO₃生成SO，他用50 mL 0.1 mol·L^－1 FeCl₃溶液吸收制取SO₂气体的尾气后，进行以下实验：
(1)检验吸收液中的SO₄^2—：_____________________________，
证明Fe^3＋能够把H₂SO₃氧化成SO₄^2—。
(2)请完成并配平上述反应中的化学方程式：
2FeCl₃＋SO₂＋________===________＋H₂SO₄＋________，反应中的氧化产物是________(写化学式)。
(3)吸收液中除了含有H^＋、Cl^－、SO₄^2—以外，对其他成分(Fe^3＋、Fe^2＋、H₂SO₃)的可能组合进行探究：
①提出假设。假设1：溶液中存在Fe^3＋、Fe^2＋；
假设2：溶液中存在________。
②设计方案，进行实验，验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1 mol·L^－1KMnO₄溶液、0.1 mol·L^－1KSCN溶液、品红稀溶液。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：用试管取样品溶液2～3 mL，再用滴管取_________	若出现红色，则假设1成立；若未出现红色，则假设1不成立(或假设2成立)
步骤2：
步骤3：

 

某化学兴趣小组在探究卤素单质的氧化性的实验中发现，在足量的氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色，原因是什么？Br₂能否氧化Fe^2＋，Fe^3＋与Br₂谁的氧化性更强？
(1)甲同学认为：Br₂不能氧化Fe^2＋，Fe^3＋的氧化性大于Br₂，产生上述现象的原因不是化学反应所致，溶液呈黄色是含       (填化学式，下同)所致。
(2)乙同学认为：Br₂将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，Fe^3＋的氧化性小于Br₂，产生上述现象的原因是化学反应所致，则溶液呈黄色是含       所致。
(3)丙同学为验证乙同学的观点，选择下列试剂，设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点是正确的，供选用的试剂：a.酚酞试剂；b.CCl₄；c.无水酒精；d.KSCN溶液。请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序号)

选用试剂	实验现象
方案1
方案2

 
(4)氧化性：Br₂＞Fe^3＋，故在FeCl₂中滴入1～2滴溴水，溶液呈黄色。发生反应的离子方程式是       。
(5)根据上述实验推测，若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气，首先被氧化的离子是       。在100 mL FeBr₂溶液中通入2.24 L Cl₂(标准状况)，溶液中有的Br^－被氧化成单质Br₂，则原FeBr₂溶液的物质的量浓度是       。

(8分)实验探究是体验知识的产生和形成过程的基本途径。下面是某同学完成的探究实验报告的一部分：
实验名称：卤素单质的氧化性强弱比较

实验步骤	实验结论
①氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色	氧化性从强到弱的顺序：氯、溴、碘
②NaBr溶液＋氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色
③KI溶液＋氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色

实验药品：KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、碘水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸
实验设计如下，请回答：
（1）完成该实验需用到的实验仪器是________、________。
（2）②中反应的化学方程式为________________。
③中反应的离子方程式为__________________。
（3）CCl₄在实验中所起的作用是________。
（4）该同学的实验设计不足之处是___________________，改进的办法是____________。

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：
1.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。
2.当丙装置中FeC12溶液变黄时，停止加热。
3.打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。
4.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。
5.更新丙中试管，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I、II、III三组同学分别完成了上述实验，实验结果如下：

	步骤3溶液中含有的离子	步骤5溶液中含有的离子
I	既有Fe3＋又有Fe2＋	有SO42－
Ⅱ	有Fe3＋无Fe2＋	有SO42－
Ⅲ	有Fe3＋无Fe2＋	有Fe2＋

 
上述实验结果一定能够证明Cl2＞Fe3＋＞SO2的是______（填“I”、“II”或“III”）。

某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现，在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。
(1)提出问题：Fe^3＋、Br₂谁的氧化性更强？
(2)提出猜想：
①甲同学认为氧化性：Fe^3＋>Br₂，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是因为含有       (填化学式，下同)。
②乙同学认为氧化性：Br₂>Fe^3＋，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是因为含有       。
(3)设计实验并验证：丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂：
a.酚酞试液        b．四氯化碳       c．无水酒精       d．硫氰化钾溶液
请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象(试剂填序号)。

	选用试剂	实验现象
方案1
方案2

 
(4)应用与拓展：
①在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黄色，所发生的反应的离子方程式为                                          。
②在100 mL FeBr₂溶液中通入2.24 L Cl₂(标准状况)，溶液中有的Br^－被氧化成Br₂，则原FeBr₂溶液中FeBr₂的物质的量浓度为       。

某小组同学为比较酸性条件下ClO^－、S、Fe³⁺的氧化性强弱，设计如下实验（夹持仪器已略去）。

实验步骤及现象记录如下（每步操作进行前均通一段时间N₂，排出装置内原有气体。）：
1、打开活塞c，向装置B滴加次氯酸钠溶液，溶液立即变为黄色，一段时间后观察到装置B中液面上方出现黄绿色气体时，立即关闭活塞c。
2、用注射器取出少量装置B中的溶液，滴加几滴KSCN溶液，溶液变为血红色。
3、打开活塞b，向装置A中加入足量稀硫酸后，关闭活塞b，观察到装置B中溶液变浑浊。
4、一段时间后，用注射器取出少量装置B中的上层清液，……
请回答下列问题：
（1）在添加药品前需进行的操作是                               。
（2） 步骤1中，发生反应的离子方程式是                          ，                         。
（3）步骤3中导致浑浊的物质是           。
（4） 步骤4是为了验证该溶液中存在的金属阳离子只有Fe²⁺。甲同学认为后续操作应是滴加酸性KMnO₄溶液，但乙同学认为该方法不妥，原因是                                 ；合理的操作及实验现象应该是                                                       。
（5）分析实验现象，可得出该实验的结论是                           。

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：
氧化性：IO₃^-＞Fe^3＋＞I₂；还原性：S₂O₃^2-＞I^－
3I₂＋6OH^－=IO₃^-＋5I^－＋3H₂O；KI＋I₂KI₃
(1)某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO₃、KI、Mg^2＋、Fe^3＋)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得试液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。
①加KSCN溶液后显红色，该红色物质是_____________(用化学式表示)；CCl₄中显紫红色的物质是___________(用电子式表示)。
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为_______________________________________、__________________________________________________________________。
(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。
写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：_____________________。
将I₂溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI₃·H₂O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？___________ (填“是”或“否”)，并说明理由_________________________________________________。
(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是_______。

A．Na2S2O3

B．AlCl3

C．Na2CO3

D．NaNO2

(4)对含Fe^2＋较多的食盐(假设不含Fe^3＋)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe^2＋____________________________________________________________________________________。

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）实验I中，发生反应的离子方程式是                                  。
（2）实验IV的后续操作是                     ，观察到的现象是            。
（3）由实验得出的结论：酸性条件下氧化性由大到小的顺序是                   。
（4） 实验操作V的目的是                        。
（5）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                             。

FeBr₂是一种黄绿色鳞片状的固体，某研究性学习小组为了探究它的还原性，进行了如下实验：
I．实验需要90mL 0.10mol·L^－1FeBr₂溶液
（1）配制FeBr₂溶液除烧杯、量筒、胶头滴管外还需的玻璃仪器是________。
（2）下列有关配制过程中说法错误的是________（填序号）。
a．用托盘天平称量质量为1.944g的FeBr₂  
b．将称量的FeBr₂放入容量瓶中，加90mL蒸馏水溶解
c．洗涤溶解FeBr₂的烧杯，并将洗涤液转移至容量瓶中
d．容量瓶贴签存放配好的FeBr₂溶液
e．定容时，仰视容量瓶刻度线会使配制的FeBr₂溶液浓度偏高
II．探究FeBr₂的还原性
取10mL上述FeBr₂溶液，向其中滴加少量新制的氯水，振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设：
假设1：Br^－被Cl₂氧化成Br₂溶解在溶液中；
假设2：Fe²⁺被Cl₂氧化成Fe³⁺。
（3）请你完成下表，验证假设

实验步骤、预期现象	结论
①向溶液中加入四氯化碳，操作           现象	假设1正确
②向溶液中另入             现象	假设2正确

若假设1正确，从实验①分离出Br₂的实验操作名称是          
（4）若在50mL上述FeBr₂溶液通入标准状况下112mL Cl₂，反应的离子方程式为               

某化学兴趣小组为探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性强弱，设计了如下实验：

①检查气体发生装置A的气密性的操作是                                            。
②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出：                              。
（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：

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：

 
（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。
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BrCl，它呈红色（略带黄色），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：                                    。
③将少量BrCl通入到碘化钾溶液中，该反应的化学方程式为                                  。

证明卤族元素的非金属性强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检查)。

实验过程：
Ⅰ．打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ．当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ．当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。
Ⅳ．……
（1）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是______________________________。
（2）B中溶液发生反应的离子方程式是______________________________。
（3）为验证溴的氧化性强于碘，过程 Ⅳ 的操作和现象是________________________________________。
（4）过程Ⅲ实验的目的是__________________________________________________。
（5）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下,原子半径逐渐        ，得电子能力逐渐______。

某化学兴趣小组为探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性强弱，设计了如下实验：

（1）①连接仪器：把玻璃导管插入橡胶塞的操作是：              ，然后对准橡胶塞上得空稍稍用力转动，将其插入。
②检查气体发生装置A的气密性的操作是：               ，向分液漏斗中注水，若水不能顺利流下，则气密性良好。
（2）整套实验装置存在一处明显不足，请指出           。
用改正后的装置进行实验。实验过程如下：

（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化：
D装置中：红色慢慢褪去。
E装置中：CC1₄层先由无色变为橙色，后颜色逐渐变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

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，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：
1．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。
2．当丙装置中FeC1₂溶液变黄时，停止加热。
3．打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。
4．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。
5．更新丙中试管，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I、II、III三组同学分别完成了上述实验，实验结果如下：

上述实验结果一定能够证明的是______（填“I”、“II”或“III”）。

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：______________________________________________________________________。