实验探究专题
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1．45、（2019年海淀查漏补缺）某兴趣小组利用电解装置，探究“铁作阳极”时发生反
应的多样性，实验过程如下。 （1）实验1：用KCl作电解质
一定电压下，按图1装置电解，现象如下：石墨电极上迅速 产生无色气体，铁电极上无气体生成，铁逐渐溶解。 5 min后U型管下部出现灰绿色固体，之后铁电极附近也出现 灰绿色固体，10 min后断开K。按图2进行实验。
①石墨电极上的电极反应式是 。 ②确认灰绿色固体中含有Fe2+的实验现象是 。 ③灼烧晶体X，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。结合平衡移动原理，解释“试管i（2）实验2：其他条件不变时，用图3装置重复实验，10 min后铁电极附近溶液依然
澄清，断开K。按图4进行实验
中析出白色晶体”的原因是
① 结合图1和图2装置中现象的差异说明盐桥的作用
是 。
②对比图2和图4的现象，解释实验1和2中阳极附近实验现象不同的原因是：
（3）实验3：用KOH作电解质
用图1装置电解浓KOH溶液，观察到铁电极上立即有气体生成，附近溶液逐渐
?变为淡紫色（FeO24），没有沉淀产生。
①铁电极上OH－能够放电的原因是 。 ②
阳
极
生
成
?FeO24的总电极反应式
是 。
③某同学推测生成的必要条件是浓碱环境，将图5中的实验方案补充完整，证实推测成立。
试剂a： 、现象b： 。
（4）根据上述实验， “铁作阳极”时发生反应的多样性与 有关。 答案
（1）① 2H＋2e＝H2↑（或2H2O＋2e＝2OH＋H2↑）
②试管iii中生成蓝色沉淀，试管v中没有蓝色沉淀 ③试管i中存在溶解平衡：KCl(s)
－
＋
－
－
－
K(aq)＋Cl(aq)，滴加12 mol/L的盐酸，
＋－
增大c(Cl)，平衡逆向移动，析出KCl晶体 （2）①阻碍OH向阳极迁移，避免灰绿色固体生成
②铁在阳极区产生Fe2+，Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+ （3）①c(OH)增大，反应速率加快（更容易放电）
?② Fe－6e＋8OH＝FeO24＋4H2O
－
－
－
－
③水；紫色消失 （4）OH-的浓度
2．某化学小组同学探究在实验室中SO42-检验的干扰因素。 （1）检验溶液中是否含有SO42-时先用过量盐酸将溶液酸化，其目的是排除________、SO32-、Ag+等离子可能造成的干扰。 （2）为了验证盐酸能否排除SO32-的干扰，该小组同学进行了如下实验：
①量取V mL浓盐酸（盛放浓盐酸试剂瓶的标签中部分信息
如右图），稀释，配制成100 mL 4.8 mol/L的稀盐酸。计算：性状：无色透明的氯化氢水溶液 V = ________ mL HCl含量：36.5% ②甲同学取0.3 g未变质的Na2SO3固体，向其中加入上述4.8 mol/L盐酸至过量，产生大量气泡。充分振荡后滴加4滴BaCl2溶液。同学们预期不会出现浑浊，但实际观察到的现象是迅速出现白色浑浊。解释出现白色浑浊的可能原因：。
（3）乙同学提出，检验SO42-时能否用硝酸酸化来排除SO32-的干扰。丙同学认为不可行，原因是（用离子方程式表示）。
他们进行如下实验：称取5份0.3 g未变质的Na2SO3固体，分别向其中加入10 mL不同浓度的硝酸，振荡；再滴加4滴BaCl2溶液，观察并记录实验现象如下表。
不同浓度的硝酸与亚硫酸钠反应（19℃） 硝酸浓度（mol/L） 15.0（浓硝酸） 7.5 4.8 2.0 0.5 滴加氯化钡溶液之前现象 产生大量红棕色气体，溶液呈黄色 产生大量红棕色气体，溶液呈淡黄色 滴加氯化钡溶液之后现象 立即产生大量白色沉淀 立即产生大量白色沉淀 密度：1.2 g/cm3 游离氯含量：0.0001% Fe3+含量：0.00005% ······ 浓盐酸 （分析纯 500 mL） 产生少量无色、刺激性气味气体，溶液无色。 开始无现象，约60 min后溶液开始变浑浊。 产生少量无色、刺激性气味气体，溶液无色 开始无现象，约70 min后溶液开始变浑浊。 产生少量无色、刺激性气味气体，溶液无色 开始无现象，约120 min后溶液开始变浑浊。 根据上述实验现象两位同学得出结论：。
（4）丙同学查阅资料后提出：Cl-的存在也会对SO42-的检验产生干扰。在Cl-催化作用下，稀硝
酸可以将SO32-氧化为SO42-。为证明上述观点，设计如下实验，请将实验②的操作补充完整。 实验 ① 实验操作 实验现象 将0.3 g Na2SO3和0.3 g NaCl固体混合，加入10 mL 2.0 立即产生大量白色mol/L的稀硝酸，振荡后，再滴加4滴BaCl2溶液。 沉淀。 放置两小时后溶液未变浑浊。 ②
2019年海淀化学查漏补缺实验探究专题
