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當前位置： 2019-2020學(xué)年北京市人大附中高二（下）期末化學(xué)試卷> 試題詳情

某實驗小組學(xué)習(xí)過氧化鈉與水的反應(yīng)時，向滴有酚酞的水中加入過氧化鈉，發(fā)現(xiàn)溶液先變紅后褪色，對此產(chǎn)生興趣并進行研究。
（1）寫出Na₂O₂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式

2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑

。
（2）甲同學(xué)查閱資料：紅色褪去的原因是H₂O₂在堿性條件下氧化了酚酞
①甲同學(xué)通過實驗證實了Na₂O₂與水反應(yīng)所得溶液中有較多的H₂O₂：取少量反應(yīng)所得溶液，加入試劑

MnO₂

（填化學(xué)式），有氣體產(chǎn)生。
②甲同學(xué)利用3% H₂O₂溶液、酚酞試液、1mol?L^-1NaOH溶液，證實了堿性條件是必需的。

	操作	現(xiàn)象
實驗1	向2mL 3% H₂O₂溶液中加入3滴酚酞試液，振蕩，靜置5min,再加入5滴1mol?L^-1NaOH溶液	觀察到溶液先變紅，再變?yōu)闊o色溶液先變紅，再變?yōu)闊o色

（3）為了更深入地了解該原理，甲同學(xué)繼續(xù)查閱資料，發(fā)現(xiàn)H₂O₂溶液中相關(guān)微粒的物質(zhì)的量分數(shù)X（i）與溶液pH的關(guān)系如圖所示。
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據(jù)此，甲同學(xué)設(shè)計實驗2繼續(xù)研究：

	操作	現(xiàn)象
實驗2	ⅰ．配制20mL 3% H₂O₂與NaOH的混合溶液，調(diào)節(jié)pH分別為10～14。 ⅱ．滴入3滴酚酞試液，攪拌后靜置，記錄酚酞完全褪色的時間	得到如圖所示實驗結(jié)果：

甲同學(xué)由此提出假設(shè)Ⅰ：溶液褪色的主要原因是酚酞被HO₂^-氧化，請結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的相關(guān)知識解釋此假設(shè)：

c（OH^-）增大促使H₂O₂?H⁺+HO₂^-平衡正向移動，溶液中c（HO₂^-）增大，導(dǎo)致褪色反應(yīng)速率加快

。
（4）乙同學(xué)查閱資料，發(fā)現(xiàn)酚酞（以H₂L表示）在不同pH條件下存在多種結(jié)構(gòu)之間的變化如圖，由此提出，甲同學(xué)實驗2中pH?13時紅色褪去的原因還存在假設(shè)Ⅱ：

pH≥13，酚酞轉(zhuǎn)化為以L（OH）^3-為主要存在形式，導(dǎo)致溶液無色

。

（5）針對假設(shè)Ⅰ、Ⅱ，小組同學(xué)設(shè)計了如下實驗：

	試劑加入順序	現(xiàn)象
實驗3	?。疅屑尤?0mL 2mol?L^-1NaOH溶液、8mL H₂O ⅱ．加入3滴酚酞試液	溶液變紅，然后褪色
	ⅲ．攪拌、靜置后加入2mL 30%H₂O₂溶液
	ⅳ．向褪色后的溶液中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH至12	溶液變紅，然后褪色
實驗4	ⅰ．燒杯中加入10mL 2mol?L^-1NaOH溶液、8mL H₂O ⅱ．加入2mL 30% H₂O₂溶液 ⅲ．攪拌、靜置后加入3滴酚酞試液	溶液變紅，然后褪色
實驗4	ⅳ．向褪色后的溶液中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH至12	不變紅

①與L^2-和HL^-相比較，L（OH）^3-比前兩者更

難

被氧化。（填“難”或“易”）
②實驗3中調(diào)節(jié)pH至12，溶液變紅然后褪色的原因是：

pH＜13，L（OH）^3-轉(zhuǎn)化為L^2-、HL^-，溶液變紅，然后又被HO₂^-氧化，溶液又褪色

。
③根據(jù)實驗得出結(jié)論：甲同學(xué)實驗2中pH?13時紅色褪去的主要原因是

假設(shè)I

（填“假設(shè)Ⅰ”或“假設(shè)Ⅱ”），請依據(jù)實驗現(xiàn)象闡述理由

甲同學(xué)實驗2操作與實驗4相同，加入鹽酸未變紅色

。

【考點】性質(zhì)實驗方案的設(shè)計；堿金屬及其化合物的性質(zhì)實驗．

【答案】2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；MnO₂；溶液先變紅，再變?yōu)闊o色；c（OH^-）增大促使H₂O₂?H⁺+HO₂^-平衡正向移動，溶液中c（HO₂^-）增大，導(dǎo)致褪色反應(yīng)速率加快；pH≥13，酚酞轉(zhuǎn)化為以L（OH）^3-為主要存在形式，導(dǎo)致溶液無色；難；pH＜13，L（OH）^3-轉(zhuǎn)化為L^2-、HL^-，溶液變紅，然后又被HO₂^-氧化，溶液又褪色；假設(shè)I；甲同學(xué)實驗2操作與實驗4相同，加入鹽酸未變紅色

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：20引用：1難度：0.5

相似題

1．為探究FeCl₃的性質(zhì)，進行了如下實驗（FeCl₃和Na₂SO₃溶液濃度均為0.1mol?L^-1）。

實驗	操作與現(xiàn)象
①	在5mL水中滴加2滴FeCl₃溶液，呈棕黃色；煮沸，溶液變紅褐色。
②	在5mLFeCl₃溶液中滴加2滴Na₂SO₃溶液，變紅褐色；再滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀。
③	在5mLNa₂SO₃溶液中滴加2滴FeCl₃溶液，變紅褐色；將上述混合液分成兩份，一份滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，無藍色沉淀生成；另一份煮沸，產(chǎn)生紅褐色沉淀。

依據(jù)上述實驗現(xiàn)象，結(jié)論不合理的是（　　）

A．實驗①說明加熱促進Fe³⁺水解反應(yīng)

B．實驗②說明Fe³⁺既發(fā)生了水解反應(yīng)，又發(fā)生了還原反應(yīng)

C．實驗③說明Fe³⁺發(fā)生了水解反應(yīng)，但沒有發(fā)生還原反應(yīng)

D．整個實驗說明SO

對Fe³⁺的水解反應(yīng)無影響，但對還原反應(yīng)有影響

發(fā)布：2024/9/20 18:0:8組卷：564引用：8難度：0.5

解析

2．回答下列問題：
Ⅰ.某小組研究Na₂S溶液與KMnO₄溶液反應(yīng)，探究過程如圖。

實驗序號	Ⅰ	Ⅱ
實驗過程
實驗現(xiàn)象	紫色變淺（pH＞1），生成棕褐色沉淀（MnO₂）	溶液呈淡黃色（pH≈8），生成淺粉色沉淀（MnS）

資料：單質(zhì)硫可溶于過量硫化鈉溶液形成淡黃色的Na₂S₂溶液。
（1）根據(jù)實驗可知，Na₂S具有

性。
（2）甲同學(xué)預(yù)測實驗Ⅰ中S^2-被氧化成

。
①根據(jù)實驗現(xiàn)象，乙同學(xué)認為甲的預(yù)測不合理，理由是

。
②乙同學(xué)取實驗Ⅰ中少量溶液進行實驗，檢測到有

，得出S^2-被氧化成

的結(jié)論，丙同學(xué)否定了該結(jié)論，理由是

。
③同學(xué)們經(jīng)討論后，設(shè)計了如圖實驗，證實該條件下

的確可以將S^2-氧化成

。

右側(cè)燒杯中的溶液是

；連通后電流計指針偏轉(zhuǎn)，一段時間后，取左側(cè)燒杯中的溶液，用鹽酸酸化后，滴加BaCl₂溶液，觀察到有白色沉淀生成，證明S^2-氧化成了

。
Ⅱ.甲烷和甲醇的燃料電池具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。
（3）甲醇燃料電池（簡稱DMFC）由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染，可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC的工作原理如圖所示：
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通入a物質(zhì)的電極是原電池的

（填“正”或“負”）極，其電極反應(yīng)式為

。
（4）某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進行飽和氯化鈉溶液電解實驗：如圖所示U形管中氯化鈉溶液的體積為800mL。閉合K后，若每個電池中甲烷通入量為0.224L（標準狀況），且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為

（法拉第常數(shù)F=9.65×10⁴C?mol^-1），若產(chǎn)生的氣體全部逸出，電解后溶液混合均勻，電解后U形管中溶液的pH為

（假設(shè)反應(yīng)后溶液體積不變）。
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發(fā)布：2024/9/20 13:0:8組卷：22引用：5難度：0.5

解析

3．某小組同學(xué)制備碘酸鹽（
IO
-
3
）并探究其性質(zhì)．
資料：①I₂可與NaOH溶液反應(yīng)生成
IO
-
3
和I^-．
②碘酸鈣[Ca（IO₃）₂]為難溶于水、能溶于硝酸的白色固體．
③X₂的氧化性，X^-的還原性與溶液的酸堿性無關(guān)：
IO
-
3
與氧化性隨溶液酸性增強而增強（X為Cl、Br或I）．
實驗裝置如圖（加熱與夾持裝置略）：

步驟：
Ⅰ．打開A中分液漏斗活塞，加熱固底燒瓶；一段時間后，B中溶液由無色變?yōu)樽攸S色．
Ⅱ．將B中棕黃色溶液倒入燒杯中，再加入NaOH溶液，燒杯中溶液由棕黃色變?yōu)闊o色．
（1）A裝置發(fā)生的化學(xué)方程式為

．
（2）C裝置發(fā)生的離子方程式為

．
（3）取少量步驟Ⅱ后所得無色溶液，加入過量鹽酸和CCl₄，振蕩后靜置，溶液分層，上層呈淺黃色，下層呈紫色．甲同學(xué)得出結(jié)論：在酸性條件下
IO
-
3
可以氧化I^-為I₂．
①乙同學(xué)認為上述結(jié)論不合理，可能原因如下：
原因一：空氣中O₂在酸性條件下將溶液中的I^-氧化，離子方程式為

．
原因二：

（填化學(xué)式）在酸性條件下將溶液中的I^-氧化．
②為了進一步證明在酸性條件下
IO
-
3
可氧化I^-為I₂，完成如下實驗：
?。砣∨c（3）等量的步驟Ⅱ后所得無色溶液，加入稍過量CaCl₂固體，振蕩，充分反應(yīng)后過濾得到無色溶液X和沉淀Y．
ⅱ．向無色溶液X，加入與（3）等量的鹽酸和CCl₄，振蕩后靜置，溶液分層，上、下層均幾乎無色．
ⅲ．取少量洗滌后的沉淀Y加入稀HNO₃，固體溶解，繼續(xù)加入少量KI溶液，溶液呈黃色．
ⅳ．……
a.由實驗ⅰ、ⅱ得出結(jié)論：

．
b.由實驗ⅲ和ⅳ得出結(jié)論：在酸性條件下
IO
-
3
可以氧化I^-為I₂．補全實驗ⅳ的操作和現(xiàn)象

．
（4）根據(jù)實驗ⅲ得出：氧化性I₂

IO
-
3
（填“＞”或“＜”），而實驗ⅰ表明I₂和
IO
-
3
的氧化性強弱關(guān)系相反，原因是

．
（5）查閱資料發(fā)現(xiàn)，
XO
-
3
與相應(yīng)的X^-（X=Cl,Br）均有類似上述反應(yīng)．濃度相同時，氧化性
C
l
O
-
3
≈
B
r
O
-
3
，但濃度均為0.1mol/L的
C
l
O
-
3
和Cl^-開始發(fā)生反應(yīng)時的pH為1，而濃度均為0.1mol/L的
B
r
O
-
3
和Br^-開始發(fā)生反應(yīng)的pH為5．試從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋兩個反應(yīng)開始發(fā)生時pH不同的原因

．
發(fā)布：2024/9/20 6:0:10組卷：43引用：4難度：0.4
解析

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